CN105376874B - 网络化生活和工作空间的电源插座无线接入点设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电源插座无线接入点(AP)设备，其可以用作网络化(智能)生活或工作空间的一部分。这些电源插座无线AP设备可以是安装在墙上的，和/或在现有的电源插座或照明开关上改装的，从而为房间或房间中的区域提供无线接入。该电源插座无线AP设备可能通过电源线通信连接到数据连接。

Description

网络化生活和工作空间的电源插座无线接入点设备

相关申请的交叉引用

本专利申请要求以下临时专利申请的优先权：2014年3月7日提交的名称为“数字温控器、电源插座和调光器”的第61/949,918号美国临时专利申请；2014年3月17日提交的名称为“接入点的天线阵列的管理”的第61/954,244号美国临时专利申请；以及2014年7月30日提交的名称为“网络化生活和工作空间的设备和方法”的第62/031,106号美国临时专利申请。每个这些专利申请的全文以引用的方式并入本文中。

通过引用并入

在本说明书中提及的公开文献和专利申请的全文以引用的方式并入本文中，该引用的程度就如同已特定地及个别地将各个公开文献或专利申请所揭示的内容以引用的方式并入一般。

技术领域

本发明涉及可居住构造的网络化和/或自动化。本发明提供了带有传感器阵列的电源插座/开关(例如，照相机、扬声器等)，包括“智能”插座和开关。本发明还提供了插座和开关，以及标准插座和开关的适配器，其可以通过电源线通信馈给信号，并可以充当无线接入点。本发明所提供的任意一种开关和插座都可以与本地转发器一起使用，以便能够实现可居住构造(例如，住宅自动化系统)的“智能”监视和控制，包括可以网络控制的数字温控器、电源插座和调光器。

背景技术

住宅自动化或智能家居提高了它们的用户的生活质量。家庭自动化系统可以实现照明器材、HVAC(取暖、通风和空调)、电器和其他系统的集中控制，因此，提供改善的便利性、舒适度、节能和安全性。一些自动化系统根据时间或环境因素为设备的控制提供自动化的方式，例如，在HVAC装置或喷洒灭火系统中。然而，这些典型的自动化系统仅向个别类型的设备提供自动化的控制，并且，不同的自动化系统不会相互配合以提供完整的住宅自动化方案。

相反，在智能住宅中，在房子中的电子设备/电器结合在一起从而为其用户提供舒适和更好的生活体验。此外，网络连接的普遍存在也使得用户远程监视和/或控制他的住宅成为可能。例如，真正的智能住宅可以允许用户在离开住宅的时候，能够监视在他的住宅中的活动；并且远程打开/关闭各自家用电器、提供安全措施或追踪空气质量指标。可居住空间、温室、办公室或其他类型空间的各方面的监视和控制一直是智能住宅系统所追求的目标。不幸的是，这一目标已经证明很难在实践中实现。当前可用的和提议的智能系统一直不能赶得上数量不断增加的可以被监视和控制的部件(例如，传感器、控制装置和器具)。此外，甚至有限的系统已经证明是很昂贵和难以操作的。最为明显的是，这些系统经常要求大量的费用和精力来安装，需要布线，包括牵引电缆和对使得这些系统难以(即使并非不可能)使用的建筑基础设施进行改变。

例如，典型的住宅自动化技术通常使用专门设计的控制和监视设备实现，这些控制和监视设备可以在第三方服务的控制下。在家庭监控系统的例子中，监控系统的控制器连接到由服务提供商提供的各自专门设计的传感器和/或摄像机。当房主联系该服务提供商来安装该服务时，该服务提供商可能向该房主溢价出售或出租各控制器和传感器。更糟糕的是，该房主也可能需要向服务提供商按月支付订购费来监控和维持该监控系统。因此，安装和使用这些第三方系统对于想要安装、设置和监视他们自己的住宅自动化系统的用户而言可能是一笔很大的费用。

通常，提供能够形成用在控制和/或监视可居住空间(例如，住宅、公寓、办公室、工厂等)中的网络的装置(例如，系统和设备)将是有益的。

发明内容

本发明提供了一种设备，包括开关、电源插座和用于开关和电源插座的适配器，它们可以用于形成组件网络作为智能(或自动化)网络的一部分。这里所述的任何组件可以单独使用，也可以任意组合使用。特别地，这里所述的任何装置可以用作可居住空间/构造的智能网络的一部分。

例如，本发明提供了一种各种传感器和控制器(节点)的网络，这些传感器和控制器可以形成“智能的”无线连接的可居住空间(例如，住宅、办公室、工厂等)网络。这里提供了智能网络的具体实例，并且可能包括数字转发器，该数字转发器从多个节点的每一个接收信息，处理来自节点的信息，并根据感测的数据，特别是感测的数据的组合，应用一个或多个规则。该数字转发器可能连接到外部服务器(例如，云计算)，或者是云计算服务的一部分。一个或多个接入设备，如，智能电话、平板电脑、计算机等，可能连接到包括该转发器的智能网络。因此，本发明提供了一种设备，包括数字转发器和可以与该转发器通信的各自不同的节点，以及它们的操作方法和他们的安全连接方法。此外，任意一个这里所述的节点设备都可能单独工作，(例如，作为独立设备)无需数字转发器。任意一个这里所述的节点也可能作为局部网络运行而无需数据转发器(例如，作为网状(MESH)网络)。

本发明提供了一种无线接入点，该无线接入点直接与电源插座或墙壁开关集成，并且通过与局域网的电源线通信向空间内的设备提供无线连接，该无线接入点可以被称为电源插座无线接入点(AP)设备或系统。这些设备或系统能够通过现有的结构建立多个Wi-Fi接入点而无需任何附加的布线(例如，以太网电缆布线)。例如，“标准”电源插座或照明开关可以转换为AP，以无线方式发送和接收Wi-Fi信号，并且转换这些信号，从而通过电源线上的电源线通信将这些信号传输到同样连接到局域电源线的虚拟交换机上。这些转换的电源插座或开关还可能包括一个或多个专用以太网端口或出线，包括PoE端口。本发明所提供的任意一种电源插座无线接入点(AP)设备和系统也可能集成或包含在本发明所提供的智能家庭网络中。

通常，所述智能家庭网络由分布在可居住构造中的多个传感和视听节点形成。虽然该网络可以被称为智能“家庭”网络或自动化家庭网络，但是它们可以应用在任何可居住构造中，包括房屋、公寓、商业场所、办公室、工厂，等等。这里所述的节点配置为与娱乐(例如，音乐、视频等)库无线连接，并且可能适用于与该娱乐库交互。通常，这里所述的任意一种智能网络可能包括接收和处理来自各节点的信息的数字转发器。

虽然前面已经对智能住宅(自动化住宅)进行了描述，但是，这样的系统通常是相对一维的；它们包括控制装置、定时器，在在某些情况下还包括传感器(例如，运动检测器等)，该传感器可以编程为按特定激活自动采取行动，例如，打开或关闭电器。当在构造中的不同地点的多个不同数据波束(例如，不同的感应形态)中接收信息时，可能出现的更高维的功能将会错过。本发明提供的数字转发器可以采用一个或多个节点(包括本发明所提供的节点)工作从而结合来自多个不同数据波束的信息，并且根据这些数据波束，做出更高等级的决定。

例如，本发明提供了一种数字转发器设备，该设备与分布在可居住构造中的多个传感和视听节点通信，并处理来自这些节点的数据，该设备包括：基座壳体；在该基座壳体中的无线模块；在该基座壳体中的处理器，其中，所述处理器编程为：从分布在所述可居住构造中的所述多个传感和视听节点接收数据；将接收的数据解析为多个数据流，其中，每个数据流对应预定参数并且包括与该参数相关的数据，每个数据流中的数据与相对所述可居住构造的位置相关联；监视所述多个数据流，从而确定来自所述数据流中的一个或多个数据流的一个或多个参数值是否满足应用规则的触发条件；并且当触发条件满足时，应用所述规则；以及存储器，该存储器连接到所述处理器，用于存储触发条件和规则。

一种与分布在可居住构造中的不同位置的多个传感和视听节点通信并处理来自这些节点的数据的数字转发器设备，包括：基座壳体；在该基座壳体中的无线模块；在该基座壳体的外表面上的显示器；在该基座壳体中的处理器，其中，所述处理器编程为：从分布在所述可居住构造中的不同位置的所述多个传感和视听节点接收数据；将接收的数据解析为多个数据流，其中，每个数据流对应预定参数，并且，每个数据流中的数据与相对所述可居住构造的位置相关联，此外，至少两个参数选自包括以下各项的组：温度、运动、湿度、声音、烟浓度、二氧化碳浓度、二氧化氮浓度、一氧化碳浓度、电流、光强度、挥发性有机化合物浓度和可燃性气体浓度；分析所述多个数据流，从而确定每个位置的占用情况；监视所述多个数据流，从而确定来自所述数据流一个或多个数据流的一个或多个参数值是否满足应用规则的触发条件；并且当触发条件满足时，应用所述规则；以及存储器，该存储器连接到所述处理器，用于存储触发条件和规则。

在一些实施例中，提供了一种与分布在可居住构造中的不同位置的多个传感和视听节点通信并处理来自这些节点的数据的数字转发器设备，该设备包括：基座壳体；在该基座壳体中的无线模块；在该基座壳体的外表面上的显示器；在该基座壳体中的处理器，其中，所述处理器编程为：从分布在所述可居住构造中的不同位置的所述多个传感和视听节点接收数据；将接收的数据解析为多个数据流，包括空气质量数据流、温度数据流、视觉数据流、和听觉数据流；监视所述空气质量数据流，从而确定相对所述可居住构造的多个位置的每个位置的空气质量，并且，如果所述空气质量超出预定的空气质量阈值范围，则触发警报；监视所述温度数据流，从而确定相对所述可居住构造的多个位置的每个位置的温度，将在所述多个位置的每个位置的温度与预设温度或温度范围进行比较，并且根据比较结果触发温度调节；并且使用相对所述可居住构造的多个不同位置的每个位置的视觉数据流、听觉数据流、或视觉数据流和听觉数据流确定所述可居住构造的每个区域的占用情况。

数字转发器设备可能通常包括在所述基座壳体上的连接器，该连接器用于连接到数据存储扩展单元。因此，该数字转发器可能是模块化的，使得通过堆叠(或者增加)附加模块能够增加存储和/或处理。该数字转发器还可能包括在该设备的外表面上的显示器(例如，屏幕、触摸屏等)。

通常，所述数字转发器的处理器可能编程为将接收到的数据解析为多个数据流，其中，每个数据流对应预定参数。参数可能选自包括以下各项的组：温度、运动、湿度、声音、烟浓度、二氧化碳浓度、二氧化氮浓度、一氧化碳浓度、电流、光强度、挥发性有机化合物浓度和可燃性气体浓度。每个参数通常对应感测的信息。可以通过节点从感测到的数据(包括感测的数据的组合)得到额外的(第二级)参数。参数的一个例子包括(例如，来自视频数据)运动、占用(例如，来自音频、运动/视频数据)等。

所述处理器可能被编程为与手持设备等外部处理器(例如，智能手机、平板电脑、PC等)通信，从而根据接收的数据显示关于参数的信息。该处理器可能进一步编程为通过使用无线模块向所述可居住构造中的一个或多个部件发送控制指令而应用规则。该处理器可能被编程为通过使用无线模块向紧急服务提供者(例如，救护车、警察、消防员等)发送警报而应用规则。该处理器可能进一步编程为通过使用无线模块向注册的用户发送警报而应用规则。该处理器还编程为接收来自用户的输入，从而改变或增加触发条件和规则。

本发明还提供了一种在数字转发器与分布在可居住构造中的不同位置的多个传感和视听节点通信并处理来自这些节点的方法，该方法包括：在所述数字转发器中接收来自分布在所述可居住构造的所述多个传感和视听节点的数据；在所述数字转发器中将所述接收到的数据解析为多个数据流，其中，每个数据流对应预定的参数并且包括与该参数相关的数据，在每个数据流中的数据与相对于可居住构造的位置相关联；在所述数字转发器中监视所述多个数据流，从而确定来自所述数据流中的一个或多个数据流的一个或多个参数值是否满足应用规则的触发条件；并且当触发条件满足时，应用所述规则。

如上所述，转发器可能与节点一起使用，以便接收数据和/或执行规则。例如，节点可能包括一个或多个传感器和/或一个或多个执行器。节点可能通常被配置为安装在墙上的、安装在地上的或安装在天花板上的设备，该设备包括一个或多个传感器并且与所述转发器无线通信。在一些实施例中，所述节点可能与其他节点通信，和/或无需转发器运作。

例如，节点可能是用于网络化生活/工作空间的安装在墙上的、交互传感的视听节点设备。该节点设备可能包括：面板，该面板具有外表面；摄像模块，该摄像模块包括安装在所述面板中的透镜；麦克风模块，该麦克风模块安装在所述面板上；至少一个传感器模块，该传感器模块安装在所述面板上，并且该传感器模块包括一个或多个传感器，该传感器选自：烟雾检测器、一氧化碳检测器、可燃气体检测器、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳检测器、粉尘检测器、二氧化氮传感器、甲醛传感器和挥发性有机化合物(VOC)传感器；无线模块，该无线模块配置为无线发送和接收数据；本地控制器，该本地控制器配置为处理进出所述摄像模块、麦克风模块和传感器模块的信息，其中，该本地控制器对来自所述摄像模块、麦克风模块和传感器模块的每个模块的信息进行编码和排序以便在所述无线模块上传输，并且根据通过无线发送器和接收器接收到的信息控制摄像模块、麦克风模块和传感器模块的每个模块；壁式电源输入，该壁式电源输入配置为连接到电源线，并且从所述电源线向所述摄像模块、麦克风模块、传感器模块、无线模块和本地控制器的每个模块分配电力；其中，所述面板配置为安装到墙上以致该面板的外表面背朝该墙。

本发明提供的任意一种节点可以直接连接到所述构造(住宅、办公室等)的电气线路。例如，一种用于网络化生活/工作空间的安装在墙上的、交互传感的视听节点设备，可能包括：面板，该面板具有外表面；摄像模块，该摄像模块包括安装在所述面板中的透镜；显示模块，该显示模块包括触摸屏，并且安装在所述面板上；麦克风模块，该麦克风模块安装在所述面板上；扬声器模块，该扬声器模块具有安装在所述面板上的输出；至少一个传感器模块，该传感器模块安装在所述面板上，并且该传感器模块包括一个或多个传感器，该传感器选自：烟雾检测器、一氧化碳检测器、可燃气体检测器、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳检测器、粉尘检测器、二氧化氮传感器、甲醛传感器和挥发性有机化合物(VOC)传感器；无线模块，该无线模块配置为无线发送和接收数据；本地控制器，该本地控制器配置为处理进出所述摄像模块、显示模块、扬声器模块、麦克风模块和传感器模块的信息，其中，该本地控制器对来自所述摄像模块、显示模块、扬声器模块、麦克风模块和传感器模块的每个模块的信息进行编码和排序以便在无线发送器和接收器上传输，并且根据通过所述无线发送器和接收器接收到的信息控制摄像模块、显示模块、扬声器模块、麦克风模块和传感器模块的每个模块；壁式电源输入，该壁式电源输入配置为连接到电源线，并且从所述电源线向所述摄像模块、显示模块、扬声器模块、麦克风模块和传感器模块、无线模块和本地控制器的每个模块分配电力；其中，所述面板配置为安装到墙上以致该面板的外表面背朝该墙。

所述设备可以合并为照明开关和/或电源插座的一部分。任何这些设备可能包括穿过所述面板用于照明开关的开口。根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述本地控制器配置为从远程转发器接收控制信息，并且根据从该远程转发器接收到的信息改变所述摄像模块、麦克风模块和传感器模块中的一个或多个的运作。

所述本地控制器可能用于与分布式计算网络中的一个或多个其他交互传感和视听节点设备通信，并且与所述一个或多个其他交互传感和视听节点设备协商，从而改变所述摄像模块、麦克风模块和传感器模块中的一个或多个的运作。

任何这些设备可能包括电源线通信(Power Line Communication，PLC)电路。例如，该PLC电路可能连接到所述面板，并且配置为从连接到所述壁式电源输入的所述电源线中接收数据，并且在该电源线上发送数据，所述PLC电路连接到所述本地控制器。

任何这些节点设备可能还包括所述面板上的USB端口和/或连接在所述面板上的以太网连接。例如，所述节点可能包括所述面板上的以太网供电(POE)输出插头。

通常，所述摄像模块的所述透镜可能是有着很大的广角的透镜。这允许相对所述面板具有大于120°的可视化视角。所述控制器可能配置为使用所述摄像模块检测运动。所述传感器模块可能包括运动传感器。可选地，可能包括单独的运动传感器。

所述面板可能配置为安装到在墙中的电源箱上，以致该面板可以覆盖进入所述电源箱的开口。例如，如上所述，所述节点可能用作壁式电插座或开关(照明开关)的面板，并且可能适合于包含或允许一个或多个插座或开关。例如，所述面板可能适合于代替传统的开关和/或插座的面板(例如，所述节点可能包括开关，如照明开关，该开关配置为连接和断开从电源线到电源输出的电源)。在一些实施例中，所述节点包括集成的插座和/或开关，并且可以替代在电源箱中的整个插座和/或开关，而不只是覆盖该电源箱。然而，在一些实施例中，所述节点组件(模块)紧密地安排在所述面板上，因此，该节点可以替代传统的开关或插座的面板。

任何的上述节点可能还配置为无线接入点，其可能(例如，通过以太网连接和/或PLC电路)连接到路由器，形成局域网络(LAN)。

此外，本发明还提供了一种开关/插座，作为通过电源线通信馈入的无线接入点。这些设备可能不是节点(例如，没有包括一个或多个传感器)，但是，它们可能用在传统的壁式插座/开关上，或代替传统的壁式插座/开关。例如，一种电源插座无线接入点(AP)设备可能包括：壁式电源输入，该壁式电源输入用于连接到电源线；电源线通信(PLC)电路，该PLC电路配置为从连接到所述壁式电源输入的电源线接收数据，并在该电源线上发送数据；至少一根天线；无线AP电路，该无线AP电路连接到所述PLC电路，该无线AP电路配置为从所述PLC电路接收数据，以及使用所述至少一根天线无线发送所述数据，并且，该无线AP电路进一步配置为从所述至少一根天线上接收无线数据并将所述接收到的数据发送到所述PLC电路；以及安装件，该安装件配置为将所述设备安装在电源箱中或电源箱上。

电源插座无线接入点(AP)设备可能包括：壁式电源输入，该壁式电源输入配置为连接到电源线；电源线通信(PLC)电路，该PLC电路配置为从连接到所述壁式电源输入的电源线接收数据，并在该电源线上发送数据；至少一根天线；无线AP电路，该无线AP电路连接到所述PLC电路，该无线AP电路配置为从所述PLC电路接收数据，以及使用所述至少一根天线无线发送所述数据，并且，该无线AP电路进一步配置为从所述至少一根天线上接收无线数据并将所述接收到的数据发送到所述PLC电路；电源插座，该电源插座配置为从所述电源线接收电源，并且向连接到所述电源插座的插头提供电源；以及安装件，该安装件配置为将所述设备安装在电源箱中或电源箱上。

一种电源插座无线接入点(AP)设备，该设备包括：壁式电源输入，该壁式电源输入配置为连接到电源线；电源线通信(PLC)电路，该PLC电路配置为从连接到所述壁式电源输入的电源线接收数据，并在该电源线上发送数据；至少一根天线；无线AP电路，该无线AP电路连接到所述PLC电路和所述至少一根天线，该无线AP电路配置为从所述PLC电路接收数据，以及使用所述至少一根天线无线发送所述数据，并且，该无线AP电路进一步配置为从所述至少一根天线上接收无线数据并将所述接收到的数据发送到所述PLC电路以便在所述电源线上传输；以及面板，该面板配置为适合盖在电源箱上，其中，所述无线AP电路、天线和电源线通信电路连接到所述面板。

用于本发明的电源插座无线接入点设备的任何PLC电路和无线AP电路可能从所述壁式电源输入接收电能。通常，所述PLC电路可能包括解调器和/或调制器，该解调器配置为解调来自电源线的数据信号，该调制器配置为调制要在所述电源线上发送的数据信号。

如上所述，本发明所述的任何一种设备(包括电源插座无线接入点设备)可能配置为包括一个或多个配置为从所述电源线接收电源的电源插座，这样，其他需要电源的设备可以插入到该电源插座。在一些实施例中，所述电源插座无线接入点(AP)设备可能配置为穿过标准电源插座并连接到电源线的面板，因此不需要集成的电源插座。

同样，如上所述，本发明所述的任何设备(包括电源插座无线接入点设备)可能配置为包括照明开关(包括手动/拨动类型开关，三向开关或其他多路开关)、触摸开关、调光开关等。因此，该设备可能包括配置为从电源线向电源输出连接电源的开关；该电源插座可能连接到灯和/或其他设备，包括电源插座。

通常，本发明所述的任何设备(特别是电源插座无线接入点设备)可能包括壳体，该壳体配置为容纳所述PLC电路、天线、无线AP电路和任何其他组件。任意一种电源插座无线接入点设备还可能包括面板，该面板适合盖在墙/天花板/底板中的电源箱上，其中，所述无线AP电路、天线和电源线通信电路连接到该面板上。

在所述电源插座无线接入点设备中的所述天线可能是用于建立无线接入点的任何合适的天线，并且可能包括多个天线，如发送天线和接收天线等。例如，所述至少一根天线可能是Wi-Fi天线。通常，所述AP电路可能包括任何建立Wi-Fi接入点所必需的组件，包括无线电设备、收发器、Wi-Fi控制器等。例如，所述无线AP电路可能包括Wi-Fi无线电电路。

本发明所述的任何设备，特别是电源插座无线接入点设备，可能包括以太网供电(PoE)输出插头，以太网电缆可以插进该插头。因此，本发明所述的插座还可能通过以太网插头提供到AP的有线连接，并且可能向连接的设备提供PoE。

在本发明的任何实施例中，所述电源插座无线接入点设备可能适合于放置在插进墙、地板或天花板中的标准尺寸的电源箱中。所述电源插座无线接入点设备可能被改装成现有的电源插座或电源开关，并且可能调整大小以符合用于电源插座/电源开关的标准的电源箱。在所述电源插座无线接入点设备包括用于覆盖所述电源箱的面板的实施例中，所述设备可能包括用于固定在电源箱上的安装件(例如，螺钉等)，包括固定到现有的电插座上。例如，安装件可能是可以连接到所述设备的螺钉和/或螺钉的开口。在所述面板包括用于电插座的开口的实施例中(例如，所述电源插座无线接入点设备应用在现有的插座上)，所述面板可能配置为用螺钉连接到带所述插座和/或电源箱。在这个例子中，所述电源插座无线接入点(AP)设备中的电路可能配置为适合绕着所述现有插座，包括凹进所述电源箱和/或延伸出所述墙并远离所述插座。

除了所述电源插座无线接入点(AP)设备配置为连接到墙、地面或天花板(例如，在标准电源箱中)的实施例，本发明还提供了一种电源插座无线接入点设备，其中，所述设备配置为可以插进现有插座或插入适配器/延长器(例如，三插脚到二插脚适配器等)的电源板。例如，电源插座无线接入点(AP)设备可能包括：壁式电源输入，该壁式电源输入配置为连接到电源线，其包括配置为插进壁式插座的插头；电源线通信(PLC)电路，该PLC电路配置为从连接到所述壁式电源输入的电源线接收数据，并在该电源线上发送数据；至少一根天线；无线AP电路，该无线AP电路连接到所述PLC电路，该无线AP电路配置为从所述PLC电路接收数据，以及使用所述至少一根天线无线发送所述数据，并且，该无线AP电路进一步配置为从所述至少一根天线上接收无线数据并将所述接收到的数据发送到所述PLC电路。所述电源插座无线接入点设备可能还包括多个电源插座以便从所述电源线接收电源并向连接任何所述电源插座的插头提供电源。

本发明还描述了可以形成“智能”无线连接的可居住空间的各种传感器和控制器(节点)(包括或配置为温控器或温度控制器)的网络的具体例子。

例如，本发明提供了一种网络化的数字温控器，该数字温控器监视一个或多个网络可访问的传感器，从而控制取暖和空调(HVAC)系统。在操作过程中，所述数字温控器可以选择一个区域来监视，并且从与所选择的区域相关联的一个或多个网络可访问的温度传感器上获得温度测量值。接着，该数字温控器根据获得的温度测量值，调整区域的温度。

在一些例子中，本发明所述的设备/系统包括用于感测和/或控制在电源插座上的电源的节点。例如，一种系统，可能包括网络化的电源插座设备，该电源插座设备可以监视来自插座端口的能量输出。在操作过程中，所述电源插座设备可以选择要监视的插座端口，并且测量来自该端口的能量输出。该系统还分析一个或多个规则的触发条件，从而识别由所述插座端口的能量输出所触发的规则，并执行识别的规则的动作描述。

如上所述，在一些实施例中，所述系统包括监视/控制照明开关或其他电源开关的节点。例如，本发明的任意一种实施例可能包括网络化的调光设备，该调光设备包括触摸屏接口，该触摸屏接口接收触屏手势作为输入，从而控制一个或多个照明器材。在操作过程中，所述调光器可以确定由用户在所述触摸屏接口上执行的手势，并且根据该手势确定目标输出照明等级。接着，该调光设备可以根据目标输出照明等级为目标照明器材配置能量等级。

本发明还提供了一种集成的电源线通信(PLC)适配器/数据电源电缆设备。任何这些设备可能通常包括PLC适配器，该PLC适配器还提供布线和到特定网络设备的直接连接。该PLC适配器可能与电缆集成在一起，并且可能放置在靠近所述电缆/电绳的近端，相对插进电插座的那一端。例如，一种PLC适配器/数据电源电缆设备，可能包括：壁式电源插头，该壁式电源插头配置为连接到壁式电源输出；细长电源线，该细长电源线在器远端连接到所述壁式电源插头；适配器壳体，该适配器壳体在所述细长电源线的近端连接到所述细长电源线；PLC电路，该PLC电路在所述适配器壳体中，该PLC电路配置为从连接到所述壁式电源插头的电源线接收数据，并在该电源线上发送数据；电源连接器，该电源连接器在所述设备的远端，所述电源连接器配置为连接到网络设备的电源接入口；以太网连接器，该以太网连接器连接到所述适配器并连接到所述PLC电路，以便发送和接收所述数据。

在一些实施例中，所述集成的电源线通信(PLC)适配器/数据电源电缆设备可能包括：细长电源线；插头，该插头在所述细长电源线的远端；适配器壳体，该适配器壳体集成进所述细长电源线的近端的24英寸内的布线中；PLC电路，该PLC电路在所述适配器壳体中，包括配置为在电源信号上发送和接收数据信号的调制解调器；以太网连接器，该以太网连接器连接到所述适配器壳体并连接到所述PLC电路，以便发送和接收所述数据信号；以及电源连接器，该电源连接器从所述设备的近端延伸，并且配置为与网络设备上的电源端口相匹配。

例如，适配器壳体可能被集成安装到所述细长电源线上。该适配器壳体可能在所述细长电源线的近端的24英寸内(例如，在20英寸、18英寸、16英寸、14英寸、12英寸、11英寸、10英寸、9英寸、8英寸、7英寸、6英寸、5英寸、4英寸、3英寸、2英寸、1英寸，等等中)。

所述以太网连接器可能包括所述适配器壳体上的以太网端口。例如，所述以太网连接器可能包括从所述适配器壳体延伸的以太网电缆。所述适配器壳体可能进一步包括AC适配器电路，该AC适配器电路用于将从在所述细长电源线的远端的所述插头接收到的AC墙壁电源在从所述设备的远端延伸的电源连接器上转换为DC电源。

本发明还提供了一种，例如，使用本发明所述的任意一种设备，将网络设备连接到电源线通信(PLC)网络的方法。例如，一种将网络设备连接到电源线通信(PLC)网络的方法可能包括：将在集成的PLC适配器/数据电源电缆设备的远端上的插头连接到连到线路电源的电源插座上；将从所述集成的PLC适配器/数据电源电缆设备的近端延伸的电源连接器连接到网络设备的电源端口上；将在适配器壳体中靠近集成的PLC适配器/数据电源电缆设备的近端并与PLC电路通信的以太网电缆连接到所述网络设备上的以太网端口；以及通过以太网电缆将在所述线路电源上编码并由所述PLC电路解码的信号发送到所述网络设备。

连接所述插头可能包括将所述插头连接到壁式插座上。连接所述电源连接器可能包括将所述集成的PLC适配器/数据电源电缆设备的近端插进所述网络设备的电源端。

可以使用相同的电缆(集成的PLC适配器/数据电源电路)向网络设备提供电源，该网络设备在所述适配器壳体中可能将线路电源从AC转换为DC，从而通过所述网络设备的电源端口向所述网络设备提供。

连接所述以太网电缆可能包括将所述以太网电缆的第一端连接到所述适配器壳体上的以太网端口，并且将所述以太网电缆的第二端连接到所述网络设备上的以太网端口。

使用这种方法，数据可以在两个方向上传输(例如，进出所述网络设备)。例如，一种方法，可能包括通过以太网电缆接收来自网络设备的信号，编码所述接收到的信号，并且在所述线路电源上发送所述信号。

附图说明

本发明的权利要求提出了本发明的主要新特征。下面参照附图的描述有助于更好地理解本发明。

图1A为根据本发明的一个实施例的网络化“智能”住宅的示意图，该住宅包括多个向数字转发器报告的节点。

图1B为在住宅环境中使用的本发明所述系统的一个实施例的示意图；

图1C为数字转发器配置为从分布在构造中的多个传感器节点接收数据流的一个实施例的示意图；

图2A和2B为工作在温控模式中的数字转发器的一个实施例的示意图；

图2C和2D分别为图2所示的数字转发器的顶视图和底视图；

图2E和2F为工作在温控模式下、包含用户接口(UI)的示例性数字转发器的示意图；图2E和2F还举例说明了用于调节温控温度设置的UI显示；

图3为用作温控器的示例性数字转发器的方框图；

图4A-C为使用数字转发器检测传感设备的方法的流程图，其中，图4A为检测计算机网络的温度传感设备的方法的流程图，图4B为检测计算机网络的运动传感设备的方法的流程图；图4C为控制取暖、通风和空调(HVAC)系统的方法的流程图；

图5A-5G为配置为通过插座，监视和/或控制电源的电源插座节点的节点示意图，其中，图5A举例说明了一种电源插座节点，图5B举例说明了示例性面板的侧视图，图5C举例说明了一种示例性电源插座节点，图5D举例说明了示例性面板的侧视图，图5E举例说明了电源插座节点的一个实施例，图5F举例说明了面板的侧视图，图5G举例说明了电源插座节点的一个实施例。

图6为示例性电源插座节点的方框图；

图7为示例性电源插座节点的侧面透视图；

图8为处理来自电源插座节点的测量值的方法的流程图；

图9为初始化电源插座节点的方法的流程图；

图10为示例性调光器节点的示意图；

图11为示例性调光器节点的方框图；

图12为示例性调光器节点的侧面透视图；

图13为处理用于调节亮度等级的用户输入的方法的流程图；

图14为自动调节操作模式来适应照明器材的方法的流程图；

图15A-15C举例说明了用作集成的传感器面板的各自节点；

图15D-15F举例说明了使用集成的传感器面板节点的各自系统；

图15G举例说明了根据图15A-15F的功能框图；

图15H-15K显示了图15A-15C中所示的壁式安装的交换传感和视听节点的示例性显示；

图16A-16B举例说明了一种标准(现有技术)电源插座和面板；

图16C-16F举例说明了一种电源插座无线接入点(AP)设备(节点)；

图16G-16J举例说明了另一种电源插座无线接入点(AP)设备(节点)；

图16K1和16L举例说明了另一种电源插座无线接入点(AP)设备(节点)；

图16K2为图16K1和16L的实施例安装在现有的电源插座上的示意图；

图16M为另一种电源插座无线接入点(AP)设备(节点)的示意图；

图16N为电源插座无线接入点(AP)设备(节点)的一个实施例的方框图；

图16O为用于电源插座无线接入点(AP)设备(节点)的PLC电路、AP电路和天线的一个实施例的结构示意图；

图17A和17B举例说明了使用电源插座无线接入点(AP)设备的系统的各种实施例；

图17C、17D和17E举例说明了用于RF传输的天线的天线发射器(信号馈送)部分的一个实施例，其中，该RF传输可能连接到无线AP电路(也可能连接到PLC电路)，该天线配置为将RF信号从无线AP电路无线传输到PLC电路，或者将RF信号从PLC电路无线传输到无线AP电路；

图18A-18E举例说明了在不同的可居住空间中，包括一个或多个分布式节点，包括电源插座无线接入点(AP)设备节点，的系统的各种实施例；

图19A和19B为用作适配器的电源插座无线接入点(AP)设备的一个实施例的示意图；

图20A为连接到网络使能设备(计算机)并同时向PLC网络提供电源和连接的集成的PLC适配器/数据电源电缆的一个实施例的示意图；

图20B为连接到网络使能设备(计算机)并同时向PLC网络提供电源和连接的集成的PLC适配器/数据电源电缆的另一个例子的示意图；

图21A-21B分别为集成的PLC适配器/数据电源电缆的另一个例子的顶视图和侧视图；

图22A和22B为本发明的集成的PLC适配器/数据电源电缆的更多例子的顶视图；

图23A-23C为本发明的集成的PLC适配器/数据电源电缆的适配器区域的示意图；

图24显示了类似于图20B的连接到电源线和网络使能的设备的前方的集成的PLC适配器/数据电源电缆的一个实施例；

图25A-25B分别显示了集成的PLC电源插座的一个实施例的前视图和侧视图；

图25C为集成的PLC电源插座的另一实施例的侧视图。

具体实施方式

通常，本发明提供的设备和系统用于监视、控制和网络化可居住构造，如家庭/住宅、办公室、实验室、酒店、工厂、商业建筑等。根据本发明的设备和系统包括各种“节点”，这些节点可能作为自主的、网络化的或从动的传感器和/或执行器，该执行器用于监视一个(或优选地多个)参数并将该参数无线传输到其他节点和/或数字转发器，和/或无线地接收控制信号来控制一个或多个连接的设备。节点可能通常被安装到墙、天花板或地面中或被安装到墙、天花板或地面上，以便直接连接到该构造中的电源线上。该节点可能被改装成电源箱和/或电源插座，照明开关、电话插口等。在一些实施例中，该节点可能被配置为包括或适合盖在电源插座和/或开关(例如，照明开关)上，或替代现有的插座和/或开关。在一些实施例中，该节点可能包括用于电源箱(例如，照明开关或插座面板)的面板，并且可能被连接或安装到电源箱上。本发明所述的一些节点为表面安装，但是不用安装(或需要安装)进电源箱或直接连接到电源线。例如，这些节点的任意一种可能配置为是电池供电的和/或单独布线的。

通常，本发明所述的节点可能包括一个或(更优选地)多个用于检测和/或监视一个或多个参数的传感器。参数可能包括：温度、运动、湿度、声音、烟浓度、二氧化碳浓度、二氧化氮浓度、一氧化碳浓度、电流(和/或电阻率、电压等)、光照强度、挥发性有机化合物浓度和可燃性气体浓度。本发明所述的任意节点可能通常包括视频摄像机(除了运动传感器可能还要包括该视频摄像机，或者用该视频摄像机替代运动传感器)，和/或声音检测器(麦克风)。除了这些传感器输入，本发明所述的任意节点可能还包括或者可选地包括一个或多个输出，包括扬声器(或任何其他声音输出装置)、视频设备(包括触摸屏等)、LED等。

本发明所述的任意节点可能还包括一个或多个用户输入，如开关、触发器、滑动器、按钮、杠杆，等等。用户输出和用户输入可能合并在一起，例如，触摸屏。

通常，本发明所述的节点可能包括一个或多个用于无线发送和接收信息(包括传感器信息/数据和/或控制信息)的无线通信模块。例如，本发明所述的任意设备可能配置为通过Wi-Fi(或蓝牙，等)实现无线连接。无线模块可能包括一个或多个天线和用于无线通信的相关控制电路。在一些实施例中，本发明所述的节点包括电源线通信(PLC)电路，该PLC电路配置为从连接到壁式电源输入的电源线接收数据或发送数据到该电源线上。除了使用无线(例如，Wi-Fi)通信模块之外还要使用PLC电路，或者使用该PLC电路而不使用无线通信模块。

本发明所述的任意节点可能为称为安装在墙上的、交互传感的视听节点(或节点设备)。这样的节点可能通常包括可能暴露给可居住空间的房间的外表面。该外表面可能是面板的外表面，例如，配置为覆盖电源箱，或者是可能安装到墙(除非上下文另有明确说明，这里用到的“墙”可能涉及房间的任何表面，包括地面和天花板)上的壳体的外表面。例如，节点(例如，安装在墙上的、交互传感的视听节点)可能包括面板，该面板具有外表面，包括安装在该面板中的透镜的摄像模块，安装在该面板上的麦克风；安装到该面板上的扬声器模块；安装在该面板上的至少一个传感器，该传感器模块包括一个或多个传感器，该传感器选自：烟雾检测器、一氧化碳检测器、可燃气体检测器、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳检测器、粉尘检测器、二氧化氮传感器、甲醛传感器和挥发性有机化合物(VOC)传感器；无线模块，该无线模块用于无线发送和接收数据；本地控制器，该本地控制器用于处理进出所述摄像模块、麦克风模块和传感器模块的信息，其中，该本地控制器对来自每个摄像模块、麦克风模块和传感器模块的信息进行编码和排序，从而在无线模块上传输，并且根据通过所述无线发送器和接收器接收到的信息控制每个摄像模块、麦克风模块和传感器模块；以及壁式电源输入，该壁式电源输入用于连接到电源线，并且从所述电源线向每个所述摄像模块、麦克风模块、传感器模块、无线模块和本地控制器分配电力。如上所述，该面板可能配置为安装到墙上以致该面板的外表面背朝该墙。

通常，本发明所述的节点可能用作智能住宅的一部分，并且可能与数字转发器通信，该数字转发器可以接收和分析多个类型的数据流，并且根据该数据流在节点中提供控制信息和/或向用户或第三方提供控制信息。这些不同类型的数据流可能包括照明(光照强度)、视频(广角视频监控、运动传感器等)、声音(音频、超声等)、空气质量(烟、二氧化碳、二氧化氮、一氧化碳等)，诸如此类。通常，该转发器(可能被称为数字转发器)接收来自各节点的数据流，并且可能处理数据流来确定一个或多个参数。特别地，本发明所述的设备可能组合来自多个数据流的信息以获得信息。该获得的信息和/或来自传感器的数据流信息可能被监视并可能触发一个或多个动作。通常，该节点通常同时发送来自各传感器的信息以及识别(例如，位置)信息。该转发器可能包括指示各节点之间的空间关系的识别信息的映射。

该数字转发器可能通常位于被监视的构造内，并且可能与一个或多个外部设备(例如，云计算)通信。在一些实施例中，该转发器是位于场外(例如，在云计算环境中)的虚拟转发器。通常，本发明所述的任意节点可能与(例如，注册的)转发器建立安全网络连接；该网络可能是封闭的、加密的、安全的，等等。

通常，该数字转发器可能被用户(例如，房主)本地(在转发器上，存在物理数字转发器)或(例如，通过便携式电脑、手机、平板电脑、台式电脑等)远程访问。该数字转发器可能是可编程的或可控制的，并且可能包括软件/固件/硬件(或其任意组合)，使得用户能够访问和控制该数字转发器，包括向该转发器提供规则或指令。在一些实施例中，该转发器可能预设有预定规则组，以致用户无需对该设备编程，但是可以选择定制该设备。例如，在一些实施例中，该转发器可能适合于用作(除了其他方面)智能温控器，该智能温控器用于将可居住构造内的温度维持在期望的范围内。温度范围和能量效率设置可能被预先设定来优化舒适性和能量效率，并且根据一个或多个附加的数据流(除了温度和/或湿度数据流)，例如，光传感器、噪声和/或运动(视频)传感器等，可能包括获得在特定的空间区域中的居住信息。

例如，与分布在可居住构造中的多个传感和视听节点通信，并处理来自这些节点的数据的数字转发器设备可能通常包括处理器，该处理器编程为：从分布在所述可居住构造中的所述多个传感和视听节点接收数据；将接收的数据解析为多个数据流，其中，每个数据流对应预定参数并且包括与该参数相关的数据，每个数据流中的数据与相对所述可居住构造的位置相关联；监视所述多个数据流，从而确定来自所述数据流中的一个或多个数据流的一个或多个参数值是否满足应用规则的触发条件；并且当触发条件满足时，应用所述规则。

图1A说明了网络化为允许监视、控制和主动化的智能住宅的一个例子。在图1A中，该系统用在家庭环境中。如上所述，它可以用在任何可居住构造(或多个构造)中。在这个例子中，数字转发器1908向部署的设备提供集中控制。部署的设备可以访问节点，包括环境控制，例如，照明1912、取暖、空调、温控器1920、热水加热器和气体检测器1902。部署的设备可能监视环境控制装置的使用，例如，能源消耗或时间。部署的节点设备可能包括多传感器节点设备1904、电源插座1906、窗传感器1918、自动锁1916、门铃1914等。用户可以通过智能手机、平板电脑和计算机本地或远处访问该数字转发器1908(其可能包括用户显示)。

在另一个实施例中，每个房间可能都包括节点，该节点具有连接到建立的网络中的光传感器或集成的传感器面板。数字转发器可能接收作为数据流的光传感器信号(和任何附加的传感器数据)，该数据流包括识别的数据的源(节点)的信息，并且可能根据该光传感器信息调节环境参数。比起在典型的安全场景中，灯在设定的时间打开，在本实施中，灯将在没有足够亮度的时候打开。该转发器可能还包括，例如，根据来说数据流(例如，运动感测、红外摄像、声音等)的推测，经过处理来确定房间的占用情况，并且还可能根据占用情况调节照明。

合并为形成智能住宅的网络的一部分的任意节点可能包括一个或多个执行器，该执行器控制连接到节点的设备或通过该节点的设备。例如，当节点是电源插座/照明开关时，由插座/开关提供的电源可以通过节点所提供的命令调节。这可以允许远程设备的控制。可选地，设备(例如，立体音响、计算机、电视等)可能直接连接作为节点，并且可能无线连接到转发器。

例如，要求成人监督的设备被插入到接入点中。这些设备可能包括但不限于计算机、立体音响、电视等。来自智能手机的远程控制，家长可以对媒体设备的使用进行限制，或调节音量。可选地，该数字转发器可能被编程为：在发生电力中断时，按照所需顺序初始化家用设备，或者保持脱机的设备对电的尖峰敏感直到用户已经返回家中。

在另一个实施例中，节点设备可能注册到云，并且可以通过云进行访问、监视和/或控制。如图1B所示，在操作1902，设备通过云请求网络控制。在操作1904，设备接收许可。在操作1906，确定是否需要任何应用或应用更新。如果需要，在操作1908，设备获取所需的应用更新。在操作1910，请求和接收在网络上的设备的状态更新。在操作1912，发送基于状态更新的命令。该命令可以由用户发起。

图1C显示了可能使用的数字转发器的一个例子。在这个例子中，所述数字转发器包括在壳体1950中的处理器，该壳体1950包围该设备。该转发器的外表面(在这个例子中，为上表面)包括屏幕(触摸屏1954,)，该屏幕可以用于在本地显示和/或控制该转发器的运作。该转发器在内部还通常包括用于向连接到该设备的各节点发送信息/接收信息的Wi-Fi发送器/接收器(包括天线1953)。图1C所示的转发器是模块化的，可能包括在底部的对接区域1959，该对接区域1959用于与一个或多个额外的模块连接，包括数据存储模块1955。在这个例子中，数据存储模块可能与转发器的其他部分堆叠，并因此相互作用。

通常，该转发器可能包括存储器(其可以通过额外的数据存储模块扩展)，该存储器用于存储来自节点的数据(例如，历史数据)或者包括当监视到从节点接收的数据流所应用的命令机构(例如，规则)。该模块可能是独立的，也可能配置为与一个或多个远程处理器通信。

在另一个实施例中，该节点设备可能配置在分布式计算机方式中，因此没有单独的主控制器。这些设备相互配合作为功能单元。增加到系统中的每个新的设备可能在这些设备中协商。这些任务完成在分布式计算方式中。

例子：数字温控器

在一个例子中，本发明所述的智能住宅系统可能配置为数字温控器，或包括数字温控器的功能。例如，图2A说明了数字温控器100的一个例子。在这个例子中，数字转发器配置为包括作为数字温控器的功能。数字转发器(温控器)100可以包括正面102、盖体104和电容式触摸显示器106。正面102可以由塑料或玻璃材料制造，以便具有光亮的黑色半透明表面。盖体104可以由银色的金属材料(例如，铝)制造。盖体104前向表面(例如，与正面102平行的银色表面)可以制造为具有光泽的表面，并且盖体104的侧向表面可以制造为具有纹理的表面。

通常，所示的数字转发器100可能适合于在本地转发器显示温控信息(例如，本地温度、地区/区域温度、湿度等)。该数字转发器通常与分布在可居住构造中(包括在不同的房间中)的多个不同的节点通信。这些节点可能通常包括用于感测温度、湿度等，以及其他参数(形成与节点的放置位置相联系的额外数据流)的传感器。

回到图2A，电容式触摸显示器106可以显示到用户的信息，并且可以包括用于接收用户输入的电容式触摸传感器阵列。当用户触摸该触摸感应传感器时，该电容式触摸传感器可以检测在显示器102的表面的电容增加。每个电容式触摸传感器可以生成对应电容量的模拟电压，该电容量通过传感器在显示器106的表面测得。

数字转发器(温控器)100可以通过对从电容式触摸显示器106获得的信息进行分析而检测到用户输入。该用户输入可以包括用户通过触摸电容式触摸显示器106和/或在该电容式触摸显示器106上拖动手指或触笔做出的任何手势。该手势可以包括在电容式触摸显示器106的一部分上的“敲击”动作(例如，选择显示项的触摸事件)，以及沿着电容式触摸显示器106的表面路径移动的“滑动”动作(例如，滚动显示项的拖动事件)。

数字转发器100还可以包括接近传感器来检测用户或用户的手何时在电容式触摸显示器106的近距离接触中，并且根据检测到的目标对该接近传感器的接近程度，生产模拟信号。例如，该接近传感器可以包括红外接近传感器，其从红外发射器发射红外信号，并且根据由红外检测器检测到的红外光的量生成模拟信号(例如，由用户的手反射回来的红外光)。

在一些实施例中，当用户没有立即在数字转发器前时，数字转发器100可以处在待命模式。例如，存在于待命模式中的用户接口可以是非交互的，并且显示HVAC系统的环境信息和状态信息。可能优化该用户接口使得用户可以在一定距离看到显示的信息。接着，当数字转发器100检测到用户靠近正面102，数字转发器100可以转换到交互模式，向本地用户呈现交互的用户接口部件。该用户接口部件使得用户能够调整目标温度范围、风扇设置或HVAC系统的任何其他配置设备。在另一些实施例中，在待命模式数字转发器100可以变暗或关闭显示屏106。接着，当数字转发器100检测到用户靠近时，数字转发器100可以为该本地用户打开显示屏106。

图2C说明了根据本实施例的示例性数字转发器的顶面150。具体地，顶面150可以由金属材料(例如，铝)或塑料材料制造为银色的纹理金属表面。顶层150可以包括电源按钮152，该电源按钮152有塑料材料制造为具有银色。电源按钮152可以具有印刷或刻在顶面上的灰色电源图标。

数字转发器可以包括屏幕上的电源按钮。例如，数字转发器100的显示屏106(图2A)可以显示交互式用户接口部件，使得用户能够在“关闭”状态、“自动”状态和“手动”状态之间切换。该“关闭”状态关闭该数字转发器，或将该数字转发器置为待命。当工作为温控器，该“手动”状态可以将区域的温度保持在当前的温度设置。该“自动”状态可以运行一个调度或程序来根据该调度或程序调节区域的温度。该程序可以，例如，根据该调度以及其他动态信息，改变区域的温度。该动态信息可以包括来自一个或多个节点传感器的信息。用户可以通过指定一组规则来创建程序，该规则包括操作描述，还包括执行该规则的操作描述的条件。

图2D说明了示例性数字转发器的底面170。具体地，底面170可以由金属材料(例如，铝)或塑料材料制造为银色的纹理金属表面。底面170可以包括复位按钮172和传感器174。用户可以压下并保持复位按钮172预定的时间段(例如，10秒)，致使该数字转发器重新启动或重新安装默认的固件镜像。传感器174可能包括，例如，温度传感器、湿度传感器、麦克风或现在已知或后续开发的任何其他传感器。因此，本发明所述的数字转发器还可能包括集成的节点(具有传感器等)。

通常，该数字转发器和与该转发器通信的各节点可以安全地连接。可以通过使用人工的方式实现该连接，在一些例子中，也可以通过自动或半自动的认证技术实现。

例如，在一些例子中，该数字转发器(和/或节点)可以包括印在该数字转发器的主体的一部分上的光码176和密码178。例如，光码176和密码178可以印在该数字转发器的底面的一部分上。该数字转发器可以使用内置无线设备来发起封闭的Wi-Fi网络，用户可以使用该Wi-Fi网络将个人计算机设备(例如，智能手机)与该数字转发器连接。用户可以通过输入作为密钥的密码176获得对该封闭Wi-Fi网络的访问权。

作为另一个例子，数字转发器可以发起开放的Wi-Fi网络，用户通过该Wi-Fi网络在他的个人计算机设备和该数字转发器之间的建立网络连接。可选地，该数字转发器可以使用任何无线技术来建立与该个人计算机设备通信的点对点网络，例如，近场通信(NFC)或低功耗蓝牙。用户可以在他的个人计算机设备上运行应用来发送和/或接收通过网络连接进/出该数字转发器的数据。用户可以使用在他的个人计算机上的图像传感器扫描光码176，该设备使用由光码176(例如，密码178)编码的信息对发送到数字转发器的数据进行签名。该应用可以使用光码176来生成用于数据签名的单向安全哈希值。可选的，该应用可以在与该数字转发器的质询-响应握手协议过程中使用光码176，以建立与该数字转发器的安全通信。在该握手协议期间，该应用和该数字转发器可以交换数字签名，该数字签名接着用于对在这两个设备间传输的任何数据进行签名。

在一些实施例中，多个未配置的节点设备(例如，用作本发明的节点的电源插座、调光器、温控器等)可以采用通用服务集合识别(SSID)各自发起非加密的Wi-Fi网络。用户可以使用在用户的个人计算机设备上的配置应用通过通用SSID来配置各个设备。每次该应用在通用SSID上检测到Wi-Fi网络时，该应用可以使用该SSID配置它所连接的第一设备。该应用可以自动配置设备(例如，使用用户已经预先扫描的光码和密钥对)，或者可以与用户交互以呈现一系列的装置配置操作。在该数字转发器成为配置的之后，该数字转发器可能降低它的Wi-Fi网络，以便允许该应用通过通用SSID与任何其他的未配置的节点设备连接。如果没有未配置的设备，该应用将不会检测带有通用SSID的Wi-Fi网络。

在一些实施例中，接入点可以发起额外的带有SSID的Wi-Fi网络，该网络为设备配置所专用。每个设备可以通过对设备配置SSID的搜索，默认地预配置为连接到设备配置Wi-Fi网络。该应用可以通过加入该设备配置SSID，或(通过不同SSID)连接到主Wi-Fi网络时通过查询接入点，检测未配置的设备。当配置该数字转发器，应用可以将数字转发器配置为连接到主Wi-Fi网络。在该数字转发器成为配置的之后，该数字转发器将从设备配置Wi-Fi网络断开，并连接到主Wi-Fi网络。

可选地，当该数字转发器加入该接入点的设备配置Wi-Fi网络，该接入点可以将该数字转发器的网络连接重定向到设备配置服务器，该服务器负责将节点设备配置到网络。该设备配置服务器可以存储将要被配置或已经被配置的每个节点设备的光码和密码对，该设备配置服务器使用该信息来配置数字转发器。如果服务器没有存储该数字转发器的光码和密钥对，该设备配置服务器可以通知系统管理员检测到未被识别的设备，并请求管理员将该数字转发器的光码176和密钥178扫描进系统。

图2B举例说明了作为温控器的数字转发器的用户接口(UI)显示200。UI显示200可以包括HVAC系统的区域的环境信息，并且可以包括HVAC系统的状态信息。该环境信息可以包括时间和日期202、区域温度204和区域湿度等级206。该状态信息可以包括区域210，该区域210指示了通过UI显示200监视和控制的HVAC区域。该状态信息可能还包括系统模式212(例如，“自动”或“手动”)、HVAC模式214(例如，“加热”或“制冷”)、风扇模式216(例如，“自动”、“打开”或“关闭”)，以及辅助热指示器218。

在一些实施例中，当用户接近该数字转发器或在显示屏200上敲击，该数字转发器可以向该用户呈现可选的UI，以允许用户控制一个或多个HVAC参数。例如，数字转发器可以呈现一个或多个额外的UI部件以允许用户来改变一个或多个HVAC设置。

图2E说明了作为温控器的数字转发器的可配置UI显示230的一个例子。UI显示230可以包括环境信息232和目标温度234。环境信息232可以指示，例如，HVAC区域的当前温度和当前湿度。如果当前温度高于(或低于)目标温度234预定的阈值，该数字转发器可以启动空调装置(或取暖器)将温度降低(或升高)到目标温度234。此外，在一些实施例中，如果当前湿度超过预定的目标湿度，那么该数字转发器可以启动空调装置来降低区域的湿度以低于目标湿度。

UI显示230还可以包括温度范围232，用户可以与该温度范围交互以改变该温度。例如，用户既可以沿着温度范围230拖动温度滑动条234，也可以敲击温度范围232的一部分，该部分指示所需的温度。在一些实施例中，当用户敲击和保持在温度范围232的一部分，该数字转发器更新UI显示230以将温度滑动条234移动到温度范围232所选择的部分。接着，当手指保持在温度范围232，用户可以通过在温度范围234下敲击他的手指，对选择的温度进行微调。随着用户敲击他的手指，数字转发器更新UI显示230以将温度滑动条234在用户的手指下方并沿着温度范围232移动。

UI显示230还可以包括其他交互的UI部件。例如，UI显示230可以包括风扇控制图标，用户可以敲击该风扇控制图标为风扇选择期望的状态。可能的状态包括“开启”、“关闭”和“自动”。UI显示230还可以包括屏幕指示器242，当用户可以与一个或多个UI“屏幕”或“页面”协商时，该屏幕指示器242通知用户。屏幕指示器242可以显示，例如，用户可以导航到每个“屏幕”的点。最亮的点(例如，白色的点)可以指示当前呈现给用户的是哪一个屏幕，并且其他较暗的点(例如，灰色的点)指示用户可以协商的其他页面。点的水平行指示了用户可以使用水平滑动手势在屏幕之间导航，点的垂直行(未显示)指示了用户可以使用垂直滑动手势在屏幕之间导航。其他屏幕可以向用户呈现高级配置选项，或者可以呈现用户已经安装到该数字转发器中的应用程序。

图2F为用于调节温控器温度设置的UI显示260的另一个例子的示意图。具体地，UI显示260可以包括滚动轮262，用户可以通过在该滚动轮262使用垂直“滑动”手势“滚动”该滚动轮262。该滚动轮262的中心部分268显示了目标温度，该滚动轮262的上部270显示了在当前温度之上的温度，并且该滚动轮262的下部272显示了在当前温度之下的温度。在一些实施例中，显示在中心部分268内的温度大于显示在上部270和下部272中的温度。

在一些实施例中，该数字转发器可能在UI显示270的主要部分的上方显示滚动轮268，以响应用户敲击UI部件、将手指保持在UI部件上或者在UI部件上执行垂直滑动手势，该UI部件显示了当前的目标温度(例如，图2B的UI部件234)。并且，随着用户调节该目标温度，该数字转发器可以调节温度滑动条264的位置，以致温度滑动条264以响应目标温度的温度范围266的一个部分为中心。

图3为示例性数字转发器300的方框图。数字转发器300可以包括端子316，该端子可以(通过有线连接，如图所示，或无线)连接到炉子和/或空调设备来控制HVAC系统。数字转发器300还可以包括闪存(Flash)存储设备306，该Flash存储设备306存储用于操作该数字转发器的数据和软件指令，还包括用于执行指令的处理装置302和存储设备304。在一些实施例中，该指令可以包括操作系统，该操作系统控制HVAC系统，并且可能还执行一个或多个由用户安装的应用。

数字转发器300还可以包括一个或多个用于与外部节点设备通信的模块。例如，数字转发器300可以包括通信模块308，该通信模块308可以包括连接到以太网端口的以太网模块，和/或包括或连接到无线模块310(例如，Wi-Fi模块或蓝牙模块)。数字转发器300还可以包括串行端口312(例如，用于UART端口的RS-232插口)，该串行端口312可以连接到外部的外围设备，并且可以通过处理装置302用于监视和/或控制外围设备。该外围设备可以包括家用电器(例如，HVAC系统)或任何可以通过串行端口312通信的电子或计算设备。

数字转发器300还可以包括用户接口设备318，用于从用户接收输入。具体地，用户接口设备318包括接近传感器320，该接近传感器320检测用户向该数字转发器的靠近，并且用户接口设备318还包括触摸屏显示器322，该触摸屏显示器322向用户显示用户接口。触摸屏显示器322还可以检测一个或多个由该用户触摸的屏部分。例如，触摸屏显示器322可以包括电容触摸屏、电阻触摸屏或任何其他现在已知的或后续发展的触摸屏技术。

微控制器314可以监视接近传感器320以检测何时用户在触摸屏显示器322的前方，这时，微控制器314可以打开触摸屏显示器322。同样，当微控制器314检测到用户的存在，处理装置302可以在触摸屏显示器322上向用户呈现交互的用户接口。微控制器314还可以监视触摸屏322以检测来自用户的触摸屏手势。处理装置302可以处理与用户接口交互的手势。

在一些实施例中，该数字转发器可以在计算机网络中发现节点，包括具有数字温度计和运动传感器的节点。这些数字温度计和运动传感器可以部署在一个或多个HVAC区域，数字转发器可以使用这些传感器为每个区域控制HVAC系统。

数字转发器300可以包括一个或多个传感器324，如温度传感器、湿度传感器、环境光传感器、运动传感器、接近传感器或任何其他现在已知的或后续开发的传感器设备。在一些实施例中，处理装置302可以通过串行接口(如内置集成电路(I²C)接口或串行外设接口(SPI))与传感器324交互。

数字转发器300还可以包括通用串行总线(USB)端口326(例如，通过微型USB连接器)，该USB端口可以用于执行在数字转发器300上的诊断操作，以向数字转发器300加载固件，或者配置数字转发器300。用户可以，例如，通过将个人计算设备(例如，笔记本电脑)通过USB端口326连接到数字转发器300，并在该个人计算设备上运行诊断软件，执行诊断。该诊断软件可以从数字转发器300聚合信息，可以分析该信息，用以向用户呈现配置信息，并且用以检测或诊断任何故障。

用户可以使用USB端口配置数字转发器300，例如，通过将USB盘(例如，闪存盘)连接进USB端口326，这样的USB盘包括数字转发器300的设置和/或配置参数(例如，Wi-Fi参数)。当数字转发器300检测到在USB盘中的配置信息时，数字转发器300可以在用户接口设备318上显示确认提示，要求用户确认是否希望从该USB盘加载配置信息。如果用户设置了管理员密码，在加载配置信息前，数字转发器300可以提示用户输入他的密码。该用户还可以通过由电源插座600发起的网页，或者通过预安装在与电源插座相连接的个人计算设备上的应用，与电源插座600交互。

图4A为检测计算机网络的温度传感设备的方法的流程图。在操作过程中，该数字转发器可以扫描计算机网络来检测一个或多个温度传感设备(操作402)。这些温度传感设备可以包括，例如，连接到网络可访问的设备上的数字温控器。接着，该数字书转发器确定是否有温度传感设备被找到(操作404)。

在一些实施例中，该转发器可能检测节点和数据流。例如，如果温度传感设备被发现，那么该数字转发器可能性用户呈现温度传感设备(操作406)，并且可以接收来自用户的用于温度传感设备的区域指示(操作408)。接着，该系统将该温度传感设备分配到用户指示的区域(操作410)，并且返回操作304以搜索其他温度传感设备。

本发明所述的数字转发器可能工作在多种模式中，以便通过相关的节点或其他相关的设备(例如，HVAC、家用电器等)控制各自设备。通常，该转发器可能接收作为来自特定位置/设备的数据流的信息(传感器数据)，并且可能监视该数据流，特别是数据流的组合，来触发一个或多个动作。

例如，图4B为检测计算机网络的运动传感设备的方法的流程图。在操作过程中，该数字转发器可以扫描计算机网络来检测一个或多个运动传感设备(操作432)。这些运动传感设备可以包括，例如，连接到网络可访问的设备上的接近传感器或运动传感器。

如果该数字转发器发现运动传感设备(操作434)，该数字转发器将该运动传感设备呈现给用户(操作436)。该数字转发器可以接收来自用户的用于运动传感设备的区域指示(操作438)，并且，作为响应，向用户指示的区域分配运动传感设备(操作440)。该系统可以返回操作334以搜索其他运动传感设备。

返回到数字转发器作为(至少部分作为)数字温控器的例子。图4C为控制取暖、通风和空调(HVAC)系统的方法的流程图。在操作过程中，该数字转发器可以选择要控制的HVAC区域(操作462)，并且确定选择的区域的目标温度范围(操作464)。在一些实施例中，该数字温控器可以通过确定HVAC区域是否是无人的，来确定目标温度范围。例如，该数字温控器可以周期性地监视部署在区域中的运动传感器，并且当在超过预定阈值时间段没有检测到运动，可以将该HVAC区域标注为“无人”。该数字温控器可以选择与该HVAC区域是否有人或是无人相对应的目标温度范围。

接着，该数字转发器获得从选择的区域中的一个或多个温度计读取的温度(操作466)，并且确定该区域的温度是否在目标温度范围内(操作468)。如果该区域的温度低于目标温度范围，该数字转发器可以启动对应该HVAC区域的取暖装置来将区域的温度升高到目标范围内(操作470)。在另一方面，如果区域的温度高于目标温度范围，该数字转发器可以启动与该HVAC区域相对应的空调装置来将区域的温度降低到目标范围内(操作470)。

虽然在以上描述的例子和附图中所举例说明的数字转发器配置为数字温控器，本发明所述的数字温控器可以配置为控制大量的和各种的住宅内的操作，实现用户控制和自动化。例如，数字转发器可能被配置为控制照明，自动调节开关和可居住构造内的照明等级，或者，使得照明的能量效率最大化。在一些实施例中，该数字转发器可能被配置为优化该构造中的能量效率。在任意这些实施例中，该数字转发器可以通过分析多个传感器的线路追踪占用情况以推测出占用和/或用户习惯。例如，占用信息(在构造中的各自房间的实际和预测占用)来调节照明、电源、声频设备和HVAC。占用追踪可能是十分复杂的，部分是由于组合了不同的数据流，包括光学的(例如，摄像机、IR摄像机/传感器等)、麦克风(音频)、运动(直接运动传感器、来源于摄像机的运动传感)，等等。

任何本发明所述的系统可能通常使用一个或多个节点，如上所述。一些类型的节点的例子，包括本发明所述的用于网络化生活/工作空间的安装在墙上的、交互传感的视听节点设备。

例如，图5A举例说明了配置为电源插座的节点。在这个例子中，该节点设备配置为电源插座500，该电源插座500具有黑色的插座盖502，该插座盖502提供对两个插座504.1和504.2的接入。插座盖502可能由塑料材料制造，以具有光亮表面。同样，电源插座300可以包括发光二极管(LED)指示器506，该LED指示器506包括两个或两个以上LED。例如，插座盖502可能是半透明的黑色塑料以便在插座盖502后面的LED发射的光可以透出，而在该LED不发光时，不会露出该LED。在一些实施例中，LED指示器506可以包括红色LED和蓝色LED。当这两个LED都亮起，插座盖502透出紫色。当只有一个红色LED或蓝色LED亮起时，插座盖502分别透出红色或蓝色。另一方面，当没有LED点亮，插座盖502不会露出该LED。

电源插座500还包括金属面板508。在一些实施例中，面板508可以由铝制造，采用暗色的阳极化抛光。

图5B为示例性面板510的侧视图。具体地，面板510具有沿着正面周界的较小斜面，该面板510可能由铝制造，采用暗色的阳极化抛光。

图5C为示例性电源插座520的示意图。具体地，电源插座520包括带有弧形边缘的金属面板508。在一些实施例中，面板508可能由铝制造，采用暗色的阳极化抛光。

图5D为示例性面板530的侧视图。具体地，面板530包括弧形边缘。面板530可能由铝制造，采用暗色的阳极化抛光。

图5E为示例性电源插座的示意图。具体地，电源插座520包括带有斜边的浅色金属面板508。在一些实施例中，面板508可能由铝制造，采用浅色的阳极化抛光。

图5F为示例性面板550的侧视图。具体地，面板550具有沿着正面周界的较小斜面，该面板510可能由铝制造，采用浅色的阳极化抛光。

图5G为示例性电源插座的示意图。具体地，电源插座560可以包括白的插座盖562，该插座盖562可能由塑料材料制造，以具有光亮表面。插座盖562可以是半透明的白色塑料，以便在该插座盖后方的LED发射的光(例如，发射的光564)可以透出，当LED没有发光时，不露出该LED。

图5A-5G所示的节点设备还可能包括一个或多个传感器(在图5A中看不见)，包括用于感应施加在一个或两个插座上的负载的电源(例如，电流、电压等)传感器。接着，该电源插座节点设备可能传送该信息(和设备控制信息)，包括将其无线传送到节点，如上所述。

图6为示例性电源插座600的方框图。电源插座600可以包括储存该电源插座600工作所需的数据和软件指令的闪存(Flash)存储设备606，以及执行该指令的处理装置602和存储设备604。电源插座节点600可以包括两个电源输出模块614.1和614.2，每个电源输出模块614可以包括电源输出控制器616(例如，Prolific PL7221集成电路(IC)设备)、继电器618和电源插座620。每个继电器618.1和618.2都可以被单独控制，以相互独立的方式启用或禁用对每个电源输出620.1和620.2的供电。同样，每个电源插座620.1和620.2可以输出高达240V。处理装置602可以通过数字接口引脚或通过串行总线控制相应的电源输出控制器616来启用或禁用通过电源输出620传输的电源，这时，电源输出控制器616可以生成用于打开或关闭继电器618的电信号，以启用或禁用到电源插座620的电能传输。

处理装置602可以胚子电源输出控制器616来监视或采样在电源插座620上的电源信号的物理量，并且可以通过数字接口引脚或串行总线获得采样的值。该采样的物理量可以包括电流、电压、有效功率、无功功率、视在功率和/或其他电源信号的物理量。因此，处理装置602可以使用电源输出控制器616.1和616.2来执行电源监视，或执行分析计算。可以执行该分析计算以调查连接到电源插座620.1或620.2的设备经过一段时间的电量消耗，或调查给定区域或给定系统(例如，家庭影院或HVAC系统)的电量使用。

如上所述，在一些实施例中，电源插座节点600可以包括电流调节设备(例如，TRIAC设备，未显示)来控制提供给外部设备的电量。电源输出控制器616可以向电流调节设备提供预定时间段的触发脉冲，当该电源信号的相位到达特定相位角，向外部设备提供所需的电量等级。当电源插座620连接到照明器材，例如，电源输出控制器616可以控制电源调节设备作为调节照明器材的亮度等级的手段。作为另一个例子，当电源插座620连接到感应电动机(例如，通风设备)，电源输出控制器616可以控制电流调节设备作为调节电动机的轴(例如，风扇的扇叶)的转速手段。

电源插座节点600还可以包括串行端口608，如UART串行接口、I²C串行接口或任何其他现在已知的或后续开发的串行接口。例如，电源插座600可以实现“非智能的”电源插座，其不包括无线通信模块。电源插座600可以通过串行端口608与“智能的”电源插座的交互来接收命令，和/或传送由电源输出控制器616做出的测量。

在一些其他实施例中，电源插座600实现“智能”电源插座，其包括一个或多个在计算机网络上与外部设备通信的模块。例如，电源插座600可以包括通信模块610，该通信模块610可以包括连接带以太网端口(未显示)的以太网模块，和/或可以包括或连接到无线模块612(例如，Wi-Fi模块或蓝牙模块)。因此，电源插座600可以接收来自一个或多个远程设备的“事件”，如温度测量、运动检测事件、中心控制器等。如果接到到的时间满足规则的条件，处理装置602可以执行规则的动作描述来实现所需的动作。所需的动作可以包括，例如，测量多个电源插座模块614的各种参数，并且启动或禁止电源插座模块614。电源插座600还可以使用串行端口608与一个或多个“非智能”电源插座交互，以便从网络控制器转发事件。

电源插座节点600还可以包括通用串行总线(USB)端口622(例如，通过微型USB连接器)，该USB端口用于实现在电源插座600上的诊断，加载固件到电源插座600或配置该电源插座600。用户可以采用通过USB端口将个人计算设备(例如，笔记本电脑)连接到电源插座600上，并在该个人计算设备上运行诊断软件，执行诊断。该诊断软件可以从电源插座600聚合信息，可以分析该信息，用以向用户呈现配置信息，并且用以检测或诊断任何故障。

用户可以使用USB端口622配置电源插座节点600，例如，通过将USB盘(例如，闪存盘)连接进USB端口622，这样的USB盘包括电源插座600的设置和/或配置参数(例如，Wi-Fi参数)。用户可以通过由电源插座600发起的网页，或者通过预安装在与电源插座600相连接的个人计算设备上的应用，与电源插座600交互。当电源插座600检测到在USB盘中的配置信息时，电源插座600可以通过页面或应用向用户显示确认提示，要求用户确认是否希望从该USB盘加载配置信息。如果用户设置了管理员密码，在加载配置信息前，电源插座600可以提示用户输入他的密码。

图7为示例性电源插座节点700的角度视图。具体的，电源插座700可以包括串行接口702(例如，I²C接口)、LED指示器704、复位按钮706和“INIT”按钮708。串行接口702可以包括带有电气绝缘的4针微型连接器，其可以用于将电源插座704与远程设备连接(例如，电源插座或调光器)。

当复位按钮706压下预定的时间段(例如，10秒)，电源插座700的微控制器启动电源周期。同样，当INIT按钮708压下预定的时间段(例如，10秒)，该微控制器重新初始化该设备到出厂设置。在一些实施例中，该微控制器可以通过加载工厂安装的固件镜像到电源插座700的闪存(Flash)存储设备被重新初始化。

LED指示器704可以包括两个不同颜色的LED灯。在一些实施例中，LED指示器704可以包括红色LED和蓝色LED，电源插座700的处理器可以用程序打开或关闭每个LED。因此，LED指示器702可以发射蓝光、红光、紫光(例如，当红色LED和蓝色LED都点亮)，或没有光(例如，红色LED和蓝色LED都没有点亮)，例如，当顶部(或底部)电源插座被激活，可以红色LED被点亮，而当底部(或顶部)电源插座被激活，可以蓝色LED被点亮。因此，当没有电源插座被激活时，LED指示器704将是暗的，而当两个电源插座都被激活时，可能发出紫色的光。

在一些实施例中个，LED指示器704发出的颜色可以用于指示网络连通性、发送的网络包、接收的网络包、电源状态或任何其他用户定义的条件或事件。在一些其他实施例中，LED指示器发出的颜色可以指示插座的电气属性满足预定标准(例如，功率等级或电流等级高于或低于预定阈值)。例如，当上部插座满足预定标准，微处理器可以激活红色LED，或者当底部插座满足该标准，微处理器可以激活红色LED。

电源插座节点700的微处理器还可以根据用户定义的规则控制LED指示器704，例如，通过同时点亮这两个LED来实现夜间照明。在一些实施例中，该用户定义的“夜间照明”规则可以在一天预定的时间同时点亮这两个LED。可选地，网络化的接口设备可以包括或连接到测量房间的环境光强度的光敏传感器。当房间的环境光降到预定的等级以下，该接口设备可以通过计算机网络向一个或多个安装在该房间里的电源插座发送事件。该事件可以通知这些电源插座该房间很暗。当特定的电源插座接收到该事件，该电源插座识别由该事件激活的“夜间照明”规则，并且可以处理该规则以打开电源插座的LED。

在一些实施例中，电源插座节点700可以包括印制在电源插座700的一部分上的光码710和密码712。例如，光码710和密码712可以印制在电源插座700对的一部分上，该部分被电源插座700的面板覆盖。光码710可以编码电源插座700的MAC地址，并且可以编码密码712。密码712可以包括，例如，6个十六进制字母数字字符。用户可以，例如，通过在移动设备上的设备配置应用，扫描光码710，以配置该电源插座700工作在设备网络中。用户可以将密码712输入到设备配置应用中以完成配置过程。例如，电源插座700可以使用内置的无线设备来发起封闭的Wi-Fi网络，用户可以使用该Wi-Fi网络将个人计算设备(例如，智能手机)连接到电源插座700。用户就可以通过输入作为密钥的密码712来获得访问Wi-Fi网络的权限。

作为另一个例子，电源插座节点700可以发起开放的Wi-Fi网络，用户可以使用该Wi-Fi网络建立他的个人计算设备和电源插座700间的网络连接。可选地，电源插座700可以使用任何无线技术来建立与个人计算设备间的点对点的无线连接，如进场通信(NFC)或低功耗蓝牙。用户可以在他的个人计算设备上运行应用以在该网络连接上向电源插座700发送数据或从该电源插座700接收数据。用户可以使用在他的个人计算设备上的图像传感器扫描光码710，该设备使用在光码710(例如，密码712)中编码的信息对发送带电源插座700的数据进行签名。该应用可以使用光码710来生成用于对数据签名的单向安全哈希值。可选地，该应用可以在与电源插座700的询问-响应握手协议期间使用光码710，建立与电源插座700的安全连接。在握手协议期间，该应用和电源插座700可以交换数字签名，接着用该数字签名对在这两个设备之间传输的任何数据进行签名。

在一些实施例中，多个未配置的节点设备(例如，电源插座、调光器、温控器等)可以采用通用服务集合识别(SSID)各自发起非加密的Wi-Fi网络。应用可以自动配置该设备(例如，使用用户已经预先扫描的光码和密钥对)，或者可以与用户交互以呈现一系列的装置配置操作。在该电源插座700成为配置的之后，该电源插座700可能降低它的Wi-Fi网络，以便允许该应用通过通用SSID与任何其他的未配置的节点设备连接。如果在该个人计算设备的预定距离内没有未配置的设备，该应用将不会检测带有通用SSID的Wi-Fi网络。

在一些实施例中，接入点可以发起带有SSID的设备配置Wi-Fi网络，该网络为设备配置所专用。每个设备可以(通过预定的SSID)默认地预配置为连接到设备配置Wi-Fi网络。该应用可以通过加入该设备配置SSID，或(通过不同SSID)连接到主Wi-Fi网络时通过查询接入点，检测未配置的设备。当配置该电源插座700，应用可以将电源插座700配置为连接到主Wi-Fi网络。在该电源插座700成为配置的之后，该电源插座将从设备配置Wi-Fi网络断开，并连接到主Wi-Fi网络。

可选地，当该电源插座700加入该接入点的设备配置Wi-Fi网络，该接入点可以将该电源插座700的网络连接重定向到设备配置服务器，该服务器负责将设备配置到网络。该设备配置服务器可以存储将要被配置或已经被配置的每个设备的光码和密码对，该设备配置服务器使用该信息来配置电源插座700。如果服务器没有存储该电源插座700的光码和密钥对，该设备配置服务器可以通知系统管理员检测到未被识别的设备，并请求管理员将该电源插座700的光码710和密钥712扫描进系统。

图8为处理来自电源插座节点的测量值的方法的流程图。在操作过程中，该电源插座节点可以选择要监视的电源插座(操作802)，并且确定该端口是否是有效的(操作804)。如果该端口有效，那么该电源插座进而监视来自该端口的电气属性(操作806)。该电气属性可能包括，例如，功率输出、电压、电流、电能总和，和/或其他电气属性。接着，该电源插座节点可以将测量的电气属性发送到设备监视控制器(操作808)。在一些实施例中，该设备监视控制器可以包括监视多个设备的工作状态的中央计算机，并且可以协调这些设备之间的通信。

接着，该电源插座节点分析一个或多个规则的触发条件(操作810)，并且确定测量的电气属性是否满足触发条件(操作812)。如果满足，该系统进而获得与该触发条件相关的规则(操作814)，并且执行该规则的动作描述(操作816)。接着，该系统返回到操作810以分析仍然要处理的其他规则的触发条件。

图9为初始化电源插座节点的方法的流程图。在操作过程中，该系统可以执行启动过程(操作902)，例如，以响应在停电后返回住宅的电源，或者响应用户开启住宅的电源。该启动过程可以包括将固件镜像加载到存储器中，并且初始化电源插座节点的一个或多个电子部件。例如，该电源插座节点可以初始化无线模块来加入无线网络。

电源插座节点还可以选择要初始化的插座端口(操作904)，并且确定该插座端口的初始化配置(操作906)。接着该电源插座节点可以确定该端口是否是有效的(操作908)。如果是，电源插座节点关闭用于该端口的继电器以启动到该端口的电源(操作910)。否则，如果该端口不是有效的，该电源插座节点可以打开用于该端口的继电器以禁用到该端口的电源(操作912)。

在一些实施例中，该节点可能配置为照明开关节点和/或调光器节点。例如，图10举例说明了一种调光器节点1000。调光器节点1000可以包括电容式触摸显示器1002，该电容式触摸显示器1002可以接收来自用户的用户输入。该用户输入可以包括用户通过触摸电容式触摸显示器1002和/或在该电容式触摸显示器1002上拖动手指做出的任何手势。该手势可以包括在电容式触摸显示器1002的一部分上的“敲击”动作，以及沿着电容式触摸显示器1002的一部分上的垂直方向移动的“滑动”动作。

调光器节点1000还可以包括发光二极管(LED)指示器1004，该LED指示器1004包括两个或两个以上LED。例如，插座盖1006可能是半透明的黑色塑料以便在该插座盖1006后面的LED发射的光可以透出，而在该LED不发光时，不会露出该LED。在一些实施例中，LED指示器1004可以包括红色LED和蓝色LED。当这两个LED都亮起，插座盖1006透出紫色。当只有一个红色LED或蓝色LED亮起时，插座盖1006分别透出红色或蓝色。另一方面，当没有LED点亮，插座盖1006不会露出该LED。调光器节点1000还可以配置其中一个或这两个LED以预定的频率闪烁，例如，指示该调光器节点1000处在“关闭”状态或“等待”状态。

金属面板1008可以连接到调光器节点1000上。在一些实施例中，面板1008可以由铝制造，采用暗色的阳极化抛光或浅色的阳极化抛光。在一些实施例中，电容式触摸显示器1002或调光器节点1000可以包括显示器(例如，液晶显示器(LCD))向用户提供信息。当用户正在与电容式触摸显示器1002交互以配置调光器节点1000时，该显示器可以向该用户呈现信息，例如，通过显示当前暗淡级别的说明和/或任何其他状态信息。同样，在开启时，用户可以配置调光器节点1000来显示状态信息(例如，当向照明器材供电时显示暗淡等级的说明)，即使用户没有与电容式触摸显示器1002交互。

在电容式触摸显示器1002上的显示器还可以为用户显示其他信息。例如，该显示器可以提供用户接口，使得用户能够选择菜单项，例如，用于配置设定，或用于安装的应用。该显示器可以在每一个屏幕上提供一个或多个菜单项，并且允许用户通过执行垂直或水平滑动手势在屏幕之间导航。一旦用户选择了一个菜单项(例如，通过敲击该菜单项)，调光器节点1000可以为该显示器上的该菜单项提供用户接口，该用户接口使得用户能够配置所选的菜单项或与所选的菜单项交互(例如，调节配置设定)。

在一些实施例中，菜单项可能对于外部设备的配置接口，如与相同用户相关的不同调光器。例如，调光器节点100可以提供说明了一个或多个外部设备的状态的用户接口，如调光器、电源插座、数字转发器、传感器等。如果用户从用户接口选择了设备(例如，通过敲击在电容式触摸显示器1002上的设备图标)，调光器节点1000可以提供设备配置菜单，使得用户能够调节该设备。

如果选择的设备是远程调光器节点，该设备对设备配置菜单可以允许用户与电容式触摸显示器1002交互。因此，用户可以在调光器节点1000上执行高级的调光手势，并且通过远程调光器节点解释和/或执行这些手势。这些手势可以对应设备配置功能，如编程默认暗淡等级，或可以对应状态改变功能，如调节当前暗淡等级，或者打开或关闭该远程调光器节点。

另一方面，如果选择的设备是电源插座节点，设备配置菜单可以允许用户来启用或禁用到电源插座节点的电源。该设备配置接口还可以允许用户观察电源插座节点的状态，如观察当前通过电源插座节点的一个端口的电能的消耗的屏幕快照，或观察在预定时间段的能耗统计。

如果选择的设备是数字转发器，该设备配置菜单可以允许用户观察当前的温度和/或一个或多个区域的温控设置。用户还可以配置一个区域的温控设置，如设置加热器和/或空调装置的温度阈值。

图11为示例性调光节点1100的方框图。调光节点1100可以包括闪存(Flash)存储设备1106，该Flash存储设备1106存储用于操作该调光节点1100的数据和软件指令，还包括用于执行指令的处理装置1102和存储设备1104。调光器节点1100还可以包括触摸感应用户接口1122和用于控制该触摸感应用户接口1122的微控制器1114。触摸感应用户接口1122可以包括一个或多个传感器1126，多个触摸感应传感器1128和发光二极管(LED)指示器1130。

LED指示器1130可以包括两个或两个以上LED，以指示至少四个设备状态。例如，LED指示器1130可以包括红色LED和蓝色LED。当两个LED都点亮，LED指示器1130发出紫色。当只有一个红色或蓝色LED点亮时，LED指示器1130分别发出红色或蓝色。另一方面，当没有LED点亮，LED指示器1120不会发出光。这些LED状态可以指示以下四种设备状态：“关闭”、“待机”、“开关”和“调光”。该“关闭”状态指示该调光器没有接收到任何电源，该“待命”状态指示该调光器接收到电源，但是没有向照明器材提供电源。该“开关”状态指示调光器使用继电器1118.1向照明器材提供电源，该“调光”状态指示调光器使用三端双向交流开关1118.2向照明器材提供电源。

传感器1126可以包括接近传感器、运动传感器、温度传感器、湿度传感器、环境光传感器和/或其他现在已知的或后续开发的传感器设备。该接近传感器可以检测到对象(例如，用户的手)何时在触摸感应用户接口1122的近距离内，并且根据检测到的对象到传感器1126的接近生成模拟信号。例如该接近传感器可以包括红外接近传感器，该红外接近传感器从红外发射器发送红外信号，并且根据由红外检测器检测到的红外光的量生成模拟信号。

运动传感器可以包括超声波运动传感器、微波运动传感器、层析成象运动传感器或限制已知的或后续开发的任何运动传感器技术。当用户或对象在触摸感应用户接口1122的前方移动时，该运动传感器可以检测运动，并且可以生成指示检测到对象的二进制值。在一些实施例中，该运动传感器可以生成模拟或数字值，该值指示，例如，超声测量中的变化、微波测量中的变化，等等。

接触式传感器1138可以包括电容接触传感器、电阻接触传感器或现在已知的或后续发展的任何触摸屏传感器。例如，当用户分别接触电容接触传感器(例如，传感器1128.n)，该接触式传感器检测在它的触摸屏的表面上的电容的增加，并且生成模拟电压以反映检测到的电容的量。

各触摸感应传感器可以包括沿着一个维度的锯齿形，如多个沿着水平维度的V形，这组触摸感应传感器1128.1-1128.n可以沿着垂直于锯齿形的用户接口1122的维度设置(例如，沿着用户接口的垂直维度)。此外，两个相邻的触摸感应传感器可以设置得即为贴近，例如，以致在一个触摸感应传感器(例如，传感1128.1)上的最低点具有沿着用户接口1122的垂直坐标，该垂直坐标小于或等于在下相邻触摸感应传感器(例如，传感器1128.2)上的最高点。

可选地，各触摸感应传感器可以包括适合于实现触摸传感网格的任何其他形状，这组摸式传感器1128.1-1128.n可以沿着用户接口1122的两个维度设置，以创建与预定的一组触摸表面手势相关的触摸感应表面(例如，网格或任何其他用户接口图案)。

触摸感应用户接口1122生成每个接近传感器1130、触摸感应传感器1128.1-1128.n和传感器1126的数字输出信号。触摸感应用户接口1122可以包括提供恒流源为每个电容式触摸传感器1128充电的电路。触摸感应用户接口1122还可以包括用于每个传感器的模拟-数字转换器(ADC)设备或施密特触发设备，该ADC设备将传感器的模拟信号值转换为数字二进制值，还二进制值指示传感器是否被充电。触摸感应用户接口1122可以通过并行总线(例如，在微控制器1114上的多个GPIO引脚)或串行总线(例如，在微控制器1114上的SPI或I²C总线)向微控制器1114提供数字的二进制信号。本发明所述的任何传感器可以并入任何所述的节点中。

微控制器1114可以使用CTMU来确定用户是否触摸各电容式触摸传感器1128。当用户触摸电容式触摸传感器，用户的触摸向传感器的电容器增加了小的电容，这导致电流源需要更长的持续时间对传感器的电容充电。微控制器1114测量花费在对每个电容式触摸传感器1128充电的时间量，并通过确定传感器充电所需的时间量是否大于或小于预定阈值时间，来确定用户是否触摸各传感器。如果传感器充电所需的时间大于预定阈值时间，微控制器1114确定触摸该传感器，否则，确定用户没有触摸该传感器。

微控制器1114可以周期性地监视触摸感应用户接口1122的各传感器的状态，例如，以大约15毫秒时间间隔。在一些实施例中，微控制器1114在来自交流(AC)电源的电压穿过零电压电平或在其之后，采样触摸感应用户接口1122的各传感器，其减少了来自触摸感应用户接口1122的测量值中的噪声。如果微控制器1114确定接近传感器1130检测到对象，微控制器1114可以激活触摸感应用户接口1122的光源，以使得用户通过用户接口1122输入设备控制命令时能够看到用户接口。微控制器1114可以，例如，通过在一个可确定的时间段将光源的亮度升高到可确定的等级(例如，到固定的等级或来源于环境光的量的等级)，从而激活光源。

同样，如果微控制器1114确定触摸感应传感器已经检测到对象的接触，微控制器1114可以根据电路状态和触摸感应用户接口1122的先前状态确定手势。例如，微控制器1114可以确定用户正触摸的用户接口1122的当前区域(例如，当前状态)，并且可以根据检测到对象的触摸的先前的触摸感应传感器(例如，先前状态)确定手势的方向。一旦用户完成他与用户接口1122的交互，微控制器1114可以生成指示用户的手势的速度和方向和/或通过用户的手势移动的距离的动作表示。因此，微控制器1114可以确定用户做出向上的手指滑动手势或向下的手指滑动手势，以及速度和由该手指滑动手势移动的距离。

如果用户没有将他的手指滑过触摸感应用户接口1122的表面(例如，先前的状态不涉及用户接触或滑过用户接口1122)，微控制器1114可以确定用户已经触摸的用户接口1122的区域。微控制器1114可以生成和存储指示用户已经触摸的用户接口1122的表面部分的手势，例如，使用数值指示由该用户触摸的用户接口1122的垂直坐标。处理装置102可以配置输出到照明器材的功率以达到与该数值相对应的光强度。调光器1100还可以包括振动机构(例如，振动电机)，在用户将他的手指滑过触摸感应用户接口1122的表面时向用户提供触觉反馈。这种触觉反馈使得用户能够感受到指示该用户与调光器1100的交互的响应。

在一些实施例中，处理装置1102周期性地轮询传感器的传感读出(例如，以大于15毫秒的时间间隔)和/或来自微控制器1114的手势。例如，微控制器1114可以向处理装置1102发送触摸感应用户接口1122的当前状态，以致处理装置1102通过分析触摸感应用户接口1122的当前状态和先前状态来确定用户的手势。

同样，处理装置1102可以使用获得的数据来选择要评估的一组规则，并且可以执行与条件已经满足的任何规则相关的动作。处理装置1102还可以选择一组已经对数据段(例如，用于检测到的运动和/或检测到的手势的数据)进行签名的远程设备，并且可以使用与它们的相应网络连接相关的网络寻址信息将该数据段发送到选择的设备。

调光器节点1100可以包括一个或多个用于与外部设备通信的通信模块1108。通信模块1108可以包括或连接到无线模块1110(例如，Wi-Fi模块或蓝牙模块)，和/或包括连接到以太网端口的以太网模块(未显示)。设备架构280还可以包括串行端口1112(例如，用于UART端口的RS-232插口)，该串行端口1112可以连接到外部的外围设备，并且可以通过处理装置1102来监视和/或控制外围设备。该外围设备可以包括“非智能”照明开关或电源插座、家用电器(例如，HVAC系统)或任何可以通过串行端口1112通信的电子或计算设备。

调光器节点110还可以包括电源控制模块1118来控制和/或调节输出电源信号，并且可以包括电源输出控制器1116来配置和监视由电源控制模块1118输出的电源。调光器节点1100还可以包括用于向电子负载(例如，照明器材、电动机、HVAC系统等)提供输出电源信号的电源端子1120。在一些实施例中，调光器1100实现照明开关，电源控制模块1118包括继电器1118.1。处理装置1102可以配置微控制器1114来关闭继电器1118.1以向电连接到电源端子1120(例如，照明器材)的外部负载提供电源，或者打开继电器1118.1以关闭到外部负载的电源。微控制器1114通过配置电源输出控制器1116打开或关闭继电器1118.1以生成打开或关闭继电器1118.1所需的电信号。微控制器还可以配置电源输出控制器1116来监视电源端子1120耗散的功率，例如，周期性地获得电子负载的功率测量值。

在一些实施例中，调光器节点1100可以作为调光器(来控制照明器材的平均电压)或作为开关(来打开或关闭到照明器材的电源)。当作为调光器，处理装置1102可以配置三端双向交流开关1118.2以通过电源端子1120向照明器材提供高达5安培的电流。当作为开关，处理装置1102可以配置继电器1118.1以通过电源端子1120向照明器材提供高达15安培的电流。用户可以切换调光器1100的功能，例如，通过将手指下压并保持在触摸感应用户接口1122上一段预定的时间(例如，10秒)。

当调光器节点1100被配置作为照明开关进行操作，处理装置可以关闭继电器1118.1以启用到照明器材的电源，并且可以打开继电器1118.1来关闭到照明器材的电源。然而，继电器1118.1时常地作为机械开关实现，该机械开关在打开或关闭时发出噪声。在一些实施例中，处理装置1102可以使用三端双向交流开关1118.2来安静地启动或禁用到照明器材的电源。

当调光器节点1100被配置为作为调光器进行操作,处理装置1102可以检测来自用户的光调节手势(例如，通过微控制器1114)，并配置微控制器1114来调节照明器材的亮度等级。例如，当用户在触摸感应用户接口1122执行向上的手指滑动，处理装置1102可以根据用户手指在触摸感应用户接口1122上的当前(或最近)位置、方向和/或速度，确定照明器材的亮度等级。如果用户在触摸感应传感器1128.1上敲击，处理装置1102可以选择最高亮度等级；如果用户在触摸感应传感器1128.n上敲击，处理装置1102可以选择最低亮度等级(或关闭)。

处理装置1102可以配置微控制器1114来调节三端双向交流开关1118.2发送的电源输出，以对应用户所需的亮度等级。例如，微控制器11114可以配置电源输出控制器1116和三端双向交流开关290.2削减交流(AC)波形以产生相位削减的波形，该相位削减的波形有效减少了电连接到电源端子1120的照明器材的亮度等级。

在一些实施例中，处理装置1102可以为用户存储编程的亮度等级。用户可以执行强度配置手势将亮度等级设定到所需的等级。例如，该强度配置手势可以包括用户在触摸感应用户接口1122上按下并保持一个手指(或两个手指)一个预定的时间段(例如，5秒)，接着，向上或向下滑动他的手指(或在二维电容触摸传感器上的多个手指)到达所需的亮度等级。用户通过在触摸感应用户接口1122上敲击任何位置可以打开或关闭灯，其配置电源输出控制器1116启用或禁用在编程的亮度等级对电源端子1120进行供电。用户还可以通过与在移动设备(例如，智能手机)上的应用的交互设置编程的亮度等级，该移动设备将该亮度等级传送到调光器1100。可选地，用户可以使用网页浏览器来加载由调光器1100发起的网页，并且可以使用该网页设置编程的亮度等级。

此外，如果用户执行快速的向上或向下的手指滑动，处理装置1102可以快速地提升或降低亮度等级。可选地，如果用户执行缓慢的向上或向下的手指滑动，处理装置1102可以执行对照明器材的亮度等级的微调，例如，通过比可以由在任意触摸感应传感器1128上的敲击实现的粒度更细的粒度增加或减少亮度等级。

调光器节点1100可以使用传感器1126来执行动态灯光控制。因此，当运动传感器检测到运动(例如，当用户进入房间)时，调光器1100可以打开灯，并且当在至少一个预定时间段没有检测到运动时(例如，用户已经离开房间)，关闭灯。调光器1100还可以使用环境光传感器来自动校准暗淡级别。例如，由用户配置的暗淡级别可以对应房间的亮度等级。调光器1100可以使用环境光传感器，根据房间的亮度，来调节三端双向交流开关1118.2上的相位削减的波形，从而到达用户配置的亮度等级。因此，调光器1100可以增加到衰老的灯泡的功率输出，以维持用户所需的亮度等级。同样，调光器1100可以全天调节削减的波形以达到和保持用户所需的亮度等级。

调光器节点1100还可以使用运动传感器1126作为安全系统的一部分，或者作为HVAC系统的一部分。安全系统可以使用运动传感器检测的运动来编制历史运动感应记录。当预计用户不会在附近时，如果检测到运动，该安全系统可以触发安全措施，例如，记录来自和该调光器1100在同一个房间内的摄像机的视频。HVAC系统可以根据该运动传感器或者在HVAC区域中的其他运动传感器是否已经检测运动，，在“活动”(例如，有人)和“待命”(例如，无人)状态之间转换。当该HVAC系统在“活动”状态，可以将该区域设置为达到用户的舒适水平，而当该HVAC系统在“待命”状态，可以将该区域设置为低能耗配置。

不像传统的调光器，调光器1100还可以用在主机/从机配置中，从而控制一个或多个照明器材。典型的调光器包括控制照明器材的状态的物理滑块，只有当用户手动向上或向下滑动该物理滑块时才能改变该状态。另一调光器不能用于控制该相同的照明器材，因为它将与来自第一调光器的信号相干扰。在一些实施例中，调光器1100可以通过用户在触摸感应用户接口1122的表面上滑动手指手动改变该调光器1100的本地状态，或者根据远程网络设备改变状态。例如，调光器1100可以从远程设备(例如，中央控制器或远程调光器)接收表示目标输出电压或亮度等级的命令。可选地，调光器1100可以处理向照明器材配置新的亮度等级的规则。调光器1100可以检测事件或接收触发该规则的事件(例如，本地事件，或者从中央控制器或远程调光器接收到的事件)，并且处理规则的动作描述来调节照明器材的亮度等级。

在一些实施例中，处理装置1102可以控制没有电连接到电源端子的亮度设备。当处理装置1102检测到用户(例如，通过微控制器1114)执行的手势事件，处理装置1102可以将该手势事件发送到远程调光器、电源插座或具有本地调光器订阅的事件的接口设备，当远程接口设备接收到该手势事件，远程接口设备根据存储在设备的本地规则库中的规则，使用该事件信息来控制对照明器材的供电。

在一些实施例中，电源输出控制器1116还监视电流量、用电量，和/或通过电源端子1120发送的电源的相位。微控制器1114可以根据测量的值校准电源输出控制器1116，以稳定通过电源端子1120发送的电源。如果微控制器1114检测到(例如，由于对照明器材的调光造成的)在电子负载中的变化，微控制器1114可以调节电源输出控制器1116来补偿电子负载中的变化以达到期望的电源输出。因此，为控制器1114可以使用电源输出控制器1116来实现反馈环路，该反馈环路调节照明器材的电源以确保稳定的光强度，即使该照明器材随着时间的推移而老化，也能保证稳定的光强度。

典型的调光器不总是和所有的灯泡类型一起很好地工作。在“调光”模式中使用不兼容的灯泡可能致使该灯泡不能发出足够的光量，或者可能致使该灯泡发出“嗡嗡作响的”噪声。在一些实施例中，调光器1100可以检测何时灯泡与调光功能不兼容、何时灯泡出现故障、或已经开始出现故障。如果检测到故障的或正在故障的灯泡，调光器1100可以向用户发出更换该灯泡的警告。如果检测到不兼容的灯泡，调光器1100可以用户发出该灯泡不能调光的警告，和/或使用机械继电器1118.1或固态三端双向交流开关1118.2转换到“照明开关”模式。调光器1000还可以使用电源输出控制器1116的电源监视功能来确定灯泡的最低可能暗淡等级，并且将该“暗淡等级”配置为照明器材的最小“暗淡”等级。如果用户发出命令将亮度等级降到低于该最小，调光器1100可以关闭对该照明器材的供电。

在一些实施例中，触摸感应用户接口1122可以包括显示设备(例如，液晶显示器(LCD)设备)。通用，触摸感应传感器1128可以包括垂直阵列的电容式触摸传感器(例如，如图11所示)，或者可以包括二维阵列或网格的电容式触摸传感(未显示)。触摸感应传感器1128可以实时检测用户何时采用一个或多个手指触摸触摸感应用户接口1122，并且当用户与用户接口1122交互时，显示设备可以向用户显示接近于实时的反馈。例如，当用户执行手势来调节照明器材的暗淡等级，该显示设备可以显示更新的暗淡等级。该显示设备还可以向用户显示其他信息和/或其他交互的UI部件。设备配置菜单还可以允许用户注册一个密码，当向设备作出改变时需要输入该密码，这可以允许用户能够对配置改变是否可以在Wi-Fi网络上作出进行设置。调光器1100还可以使用显示设备来显示设备配置菜单，该菜单其可以向控制器(例如，服务器)增加调光器，其中，该控制器监视、配置和/或控制一个或多个在智能住宅网络中的设备。

在一些实施例中，用户可以通过执行侧边滑动手势在调光器的默认屏幕(例如，可以指示当前的照明等级)、设备设置菜单和设备配置菜单中切换。为了响应检测到的侧边滑动手势，调光器节点1100可以带有动画效果地从一个显示屏幕转换到下个显示屏幕。这种动画可以包括屏幕平滑效应，其按照与用户的侧边滑动手势相匹配的水平速率滑动。当用户选择一场显示屏幕，调光器节点1100可以呈现数据输入UI部件，其允许用户将特征输入该输入场。该数据输入UI部件可以包括键盘、滑块、输入轮或任何其他现在已知的或后续开发的图形用户接口(GUI)部件。

调光器节点1100还可以包括通用串行总线(USB)端口1132(例如，通过微型USB连接器)，该USB端口可以用于执行在调光器节点1100上的诊断操作，以向调光器节点1100加载固件，或者配置调光器节点1100。用户可以，例如，通过将个人计算设备(例如，笔记本电脑)通过USB端口1132连接到调光器节点1100，并在该个人计算设备上运行诊断软件，执行诊断。该诊断软件可以从调光器节点1100聚合信息，可以分析该信息，用以向用户呈现配置信息，并且用以检测或诊断任何故障。

用户可以使用USB端口1132配置调光器节点1100，例如，通过将USB盘(例如，闪存盘)连接进USB端口1132，这样的USB盘包括调光器节点1100的设置和/或配置参数(例如，Wi-Fi参数)。用户还可以通过由该调光器节点1100发起的网页，或者通过预安装在与该光器节点1100相连接的个人计算设备上的应用，与该调光器节点1100交互。当该调光器节点1100检测到在USB盘中的配置信息时，该调光器节点1100可以通过网页或应用向用户显示确认提示，要求用户确认是否希望从该USB盘加载配置信息。如果用户设置了管理员密码，在加载配置信息前，调光器节点1100可以提示用户输入他的密码。在一些实施例中，触摸感应用户接口1122可以包括显示设备，用户可以与该显示设备交互以确认他希望在调光器节点1100上执行诊断，以便将固件加载到调光器节点1100或配置调光器节点1100。

图12为示例性调光器节点1200的角度视图。具体的，调光器节点1200可以包括串行接口1202(例如，I²C接口)、LED指示器1204、复位按钮1206和“INIT”按钮1208。当复位按钮1206压下预定的时间段(例如，10秒)，调光器节点1200的微控制器启动电源周期。同样，当INIT按钮1208压下预定的时间段(例如，10秒)，该微控制器重新初始化该设备到出厂设置。在一些实施例中，该微控制器可以通过加载工厂安装的固件镜像到调光器节点1200的闪存(Flash)存储设备被重新初始化。

LED指示器1204可以包括两个不同颜色的LED灯。在一些实施例中，LED指示器1204可以包括红色LED和蓝色LED，调光器节点1200的处理器可以用程序打开或关闭每个LED。因此，LED指示器1202可以发射蓝光、红光、紫光(例如，当红色LED和蓝色LED都点亮)，或没有光(例如，红色LED和蓝色LED都没有点亮)。LED指示器1204发出的颜色可以用于指示网络连通性、发送的网络包、接收的网络包、电源状态或任何其他用户定义的条件或事件。

在一些实施例中，LED指示器1204发出的颜色可以指示调光器节点1200的状态，例如，指示照明器材是否关闭(例如，通过点亮红色LED，或没有点亮任何LED)，照明器材是否打开(例如，通过点亮蓝色LED)，或者照明器材是否被调光(例如，通过点亮红色和蓝色LED以发出紫光)。

电源插座/调光器节点1200的微处理器还可以根据用户定义的规则控制LED指示器1204，如通过同时点亮两个LED来实现夜间照明。在一些实施例中，该用户定义的“夜间照明”规则可以在一天预定的时间同时点亮这两个LED。可选地，该调光器节点1200可以包括测量房间的环境光强度的光敏传感器。当房间的环境光降到预定的等级以下，该调光器节点1200可以生成指示该房间太暗的事件。调光器节点1200可以使用该事件识别由该事件激活的“夜间照明”规则，并且可以处理该规则以打开电源插座的LED。

调光器节点1200包括四个端子(如图12所示的电线)：负载端子、接地端子、带电端子和中性端子。调光器节点1200使用中性端子和中性端子向调光器节点1200的电子线路供电，并且使用负载端子和接地端子向外部照明器件供电。

串行接口1201可以包括带有电气绝缘的4针微型连接器，其可以用于将调光器704与远程设备连接(例如，电源插座或调光器)。“智能”设备可以包括“非智能”设备不包括的附加特征，如无线模块、运动模块、温度传感器等。该智能设备可以向非智能设备发送信号，使得该非智能设备能够实现智能设备的相同功能。例如，非智能设备可以访问来自智能设备的网络连接。同样，智能设备可以从传感器读取数据，并将该读取的数据发送到不包含该传感器的非智能设备。

在一些实施例中，调光器节点1200可以包括印在该调光器节点1200的一部分上的光码1210和密码1212。例如，光码1210和密码1212可以印在该调光器节点1200要被该调光器节点1200的面板覆盖的那一部分上。例如，调光器节点1200可以使用内置无线设备来发起封闭的Wi-Fi网络，用户可以使用该Wi-Fi网络将个人计算机设备(例如，智能手机)与该调光器节点1200连接。用户可以通过输入作为密钥的密码1212获得对该封闭Wi-Fi网络的访问权。

作为另一个例子，调光器节点1200可以发起开放的Wi-Fi网络，用户使用该Wi-Fi网络在他的个人计算机设备和该数字转发器之间的建立网络连接。可选地，该调光器节点1200可以使用任何无线技术来建立与该个人计算机设备通信的点对点网络，例如，近场通信(NFC)或低功耗蓝牙。用户可以在他的个人计算机设备上运行应用来发送和/或接收通过网络连接进/出该调光器节点1200的数据。用户可以使用在他的个人计算机上的图像传感器扫描光码1210，该设备使用由光码1210(例如，密码1212)编码的信息对发送到该调光器节点1200的数据进行签名。该应用可以使用光码1210来生成用于数据签名的单向安全哈希值。可选的，该应用可以在与该调光器节点1200的质询-响应握手协议过程中使用光码1210，以建立与该调光器节点1200的安全通信。在该握手协议期间，该应用和该调光器节点1200可以交换数字签名，该数字签名接着用于对在这两个设备间传输的任何数据进行签名。

在一些实施例中，多个未配置的设备(例如，电源插座、调光器、温控器等)可以采用通用服务集合识别(SSID)各自发起非加密的Wi-Fi网络。在用户个人计算设备上的配置应用可以通过通用SSID一次配置一个设备。在调光器节点1200成为配置的之后，调光器节点1200将降低它的Wi-Fi网络，以便允许该应用通过通用SSID与任何其他的未配置的设备连接。如果没有未配置的设备，该应用将不会检测带有通用SSID的Wi-Fi网络。

在一些实施例中，接入点可以发起额外的带有SSID的Wi-Fi网络，该网络为设备配置所专用。每个设备默认地被预配置为连接到设备配置Wi-Fi网络。该应用可以通过加入该设备配置SSID，或(通过不同SSID)连接到主Wi-Fi网络时通过查询接入点，检测未配置的设备。当配置该调光器节点1200，应用可以将调光器节点1200配置为连接到主Wi-Fi网络。在该调光器节点1200成为配置的之后，该调光器节点1200将从设备配置Wi-Fi网络断开，并连接到主Wi-Fi网络。

可选地，当调光器节点1200加入接入点的设备配置Wi-Fi网络，该接入点可以将该调光器节点1200的网络连接重定向到设备配置服务器，该服务器负责将设备配置到网络。该设备配置服务器可以存储将要被配置或已经被配置的每个设备的光码和密码对，该设备配置服务器使用该信息来配置调光器节点1200。如果服务器没有存储该调光器节点1200的光码和密钥对，该设备配置服务器可以通知系统管理员检测到未被识别的设备，并请求管理员将该调光器节点1200的光码1210和密钥1212扫描进系统。

调光器节点1200还可以包括通用串行总线(USB)接口，该USB接口允许用户更新配置文件。该USB接口可以从面板的后方接入，如在调光器节点1200的一侧。USB信号可以与调光器的电源信号中的波动隔开，例如，通过使用光耦合器来防止电源信号的改变引起USB信号的波动。

图13为处理用于调整亮度等级的用户输入的方法1300的流程图。在操作过程中，调光器节点能够检测来自电容式触摸用户接口的用户输入(操作1302)，并分析该用户输入，以确定手势(操作1304)。所述手势可包括，例如：点击手势，触摸-保持手势，以及扫掠手势。所述点击手势可包括触摸屏坐标。所述触摸-保持手势可包括触摸屏坐标，以及持续时间，在该持续时间中，所述触摸屏被触摸。所述扫掠手势可包括起始坐标、结束坐标以及用于该扫掠手势的速度(或时间间隔)。接下来所述系统基于所述手势来确定目标输出照明等级(操作1306)。在一些实施例中，所述调光器节点在来自交流(AC)电源的电压穿过零电压电平或在其之后，对所述电容式触摸用户接口进行采样，这减少了来自所述电容式触摸用户接口的噪音。

在一些实施例中，照明器材可直接连接至本地调光器节点。照明器材也可连接至远程调光器节点或用于向所述照明器材提供电能的电源插座节点。在一些实施例中，所述本地调光器节点能够通过向用于提供电能至多个照明器材的一个或多个远程设备发送命令来控制提供给这些照明器材的电能。因此，所述调光器节点能够确定一目标照明器材是否连接至本地电力终端(操作1308)，如果是，则可基于所确定的输出等级来调整所述电力终端的电能输出(操作1310)。所述调光器节点(例如：作用于来自数字转发器的指令)还可确定一目标照明器材是否连接至远程设备(操作1312)，如果是，则该调光器节点可将所确定的输出等级发送至所述远程设备(操作1314)。

图14为用于自动调节操作模式以适应照明器材的方法1400的流程图。据前文，照明器材包括能够输出15安培电流的机械式继电器，还包括能够输出5安培电流的固态继电器。所述机械式继电器可用于启动或禁用输送至外部负载的电能，而所述固态继电器可用于调整提供给所述外部负载的电能的量。在操作过程中，所述调光器节点可监测所述电力终端的电能输出(操作1402)，并确定电流是否大于5安培(操作1404)。如果电流大于5安培，则调光器节点转换至“开关”模式，以确保所述外部负载没有吸取比继电器所能提供的电能更多的电能。

一些照明器材在调光模式下可消耗大于5安培的电流，而在非调光模式下可消耗小于5安培的电流。因此，在操作1406中，调光器可通过将相削波设定为100％而转换至“开关”模式(操作1408)。调光器节点可再次监测所述电力终端的电能输出(操作1410)，并再次确定电流是否大于5安培(操作1412)。如果将相削波设定为100％不能使电流降至5安培以下，则所述调光器可禁用所述固态继电器(操作1414)，并启用所述机械式继电器，以向所述电力终端提供最高达15安培的电流(操作1416)。

上述节点的另一变化例是用于网络化生活/工作空间的壁挂式、交互传感和视听节点设备。上述的任何示例性节点(例如电源插座节点、光交换节点、调光器节点等)可以是壁挂式的，也可以是用于网络化生活/工作空间的交互传感和视听式节点设备。例如，图15A和15C概要展示了用于网络化生活/工作空间的壁挂式、交互传感和视听节点设备的另一变化例。通常，这些设备被配置为安装在墙壁上，特别地，位于墙壁(或天花板或地板)中的电源箱上方。这些设备通常还包括多个不同模式(例如：产生不同的特征数据流)的传感器，以及用于发送所述数据流并接收指令(例如，从数字转发器接收指令)的无线发射器/接收器。

如前所述，壁挂式传感和视听节点设备可被配置为适配(例如：改造)在灯具开关和/或电源插座的上方，或者直接安装至墙壁(或安装在墙壁里面)，包括(但不限于)安装在连接至墙壁电源线的电源箱内。此处的所述壁挂式传感和视听节点设备还可以指“集成式传感器面板”，其既可用于感测一个或多个(优选多个)参数，还可用于显示(在一些情形下，交互显示)信息。一般来说，这些设备可以与其它节点设备直接通信(例如，在网络中)和/或与数字转发器直接通信，如上文所述。这样，它们可以与其它节点和/或中枢一起牢固地连接至因特网，并按上述方式被认证。

图15A展示了一种集成式传感器面板的变化例(用于网络化生活/工作空间的壁挂式、交互传感和视听节点设备)。图15C展示了集成式传感器面板的另一实施例(例如：用于网络化生活/工作空间的壁挂式、交互传感和视听节点设备，或“节点”)。在图15A中，所述集成式传感器面板1500的尺寸类似于光开关板。所述面板的前面包括相机1502、麦克风1504、检测器1506(例如烟雾和一氧化碳检测器)、扬声器1508和LED显示器1510。图15B展示了集成式传感器面板1500的另一变化例，该面板1500可插入在现有电源插座(电源箱)中和/或位于现有电源插座(电源箱)的上方。面板1500的尺寸类似于具有深度的光开关盖。麦克风1504、检测器1506和扬声器1508已从前部面板(与图15A相比)移至所述面板的侧部或底部。显示器1510为面板的前部。在一些变化例中，所述集成式传感器面板可包括可选的数据存储单元或本地处理器，该本地处理器能够提高系统能力，如上文所述，用于所述转发器(图1C)。在图15C中，所述节点包括用于光开关1511的开口，并被配置为覆盖所述电源箱的面板，所述电源箱内设有开关。在图15C中，面板的前部包括相机1502、麦克风1504、空气质量传感器/检测器1506(例如烟雾和一氧化碳检测器)、扬声器1508和光传感器1513以及温度传感器1517。

图15D和15E展示了所述集成式传感器面板1500的变化例，集成式传感器面板1500包括从开关1512。图15D中面板的尺寸类似于2岗光开关板，并具有一个从开关1512。图15E中面板的尺寸类似于2岗光开关板，并具有一个从电源插座1514。图15F中面板的尺寸类似于3岗光开关板，并具有2个从开关1512。虽然所述集成式传感器面板1500在图中处于最左边的岗位置，但所述面板也可以位于任一岗中。该集成式传感器面板1500作为主开关，并可控制所述从开关1512或从电源插座1514。所述从开关1512可以控制插入到电源插座中的电器或硬连线设备，如风扇、空调等。从电源插座1514对插入电器的提供直接控制。

该概念可延伸至任何多岗开关单元。在变化例中，可以设有附加的集成式传感器面板。

图15F为根据图15A-E的集成式传感器面板的框图的示例。控制器1550与Wi-Fi天线1552、图像处理器1554、用于从开关1556的USB端口、扬声器1508、麦克风1504、气体检测器1506和显示器1510双向通信。传感器1506可直接或间接测量气体、可见光、音频或动作。

图15H-15K展示了可显示在传感器面板(用于网络化生活/工作空间的壁挂式、交互传感和视听节点设备)上的各种不同显示器。一般来说，显示器1510可为触摸电容显示器或LED显示器。LED显示器可表现为单一功能控制，例如音量或温度控制。触摸电容显示器可显示室内卫生统计数据，如温度、空气质量和居住等级，如图15H所示。集成式传感器面板1500可访问其他的环境定制功能，例如对讲装置(图15I中的示例性显示器)、音乐1510b(图15J中的示例性显示器)以及监视器1510c(图15K中的示例性显示器)。举例来说，在对讲模式中，集成式传感器面板的用户具有来自现场其他位置的音频或视频。在音乐模式中，用户能够访问播放列表或改变来自音响系统、笔记本电脑等的音量。在监视模式中，用户具有对需要监视的房间的音频和视频访问权。

在一个变化例中，气体检测器1506为催化珠传感器。该传感器直接用于检测和测量从0到100％LEL(爆炸下限)的可燃气体和蒸汽。该传感器对温度和湿度效果较不敏感，并提供可重复性能。它易受有些气体的毒害和抑制，这可能降低其敏感性或损害所述传感器。

在其它变化例中，气体检测器1506为电化学气体传感器，其通过对位于电极处的目标气体进行氧化或还原并测量所产生的电流来测量目标气体的浓度。该传感器用于检测PPM级别的有毒气体，并用于体积百分比水平的氧气。所述有毒气体包括但不限于一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮、氯气。

在另一变化例中，气体检测器1506为非分散红外吸收传感器。该传感器用于检测甲烷、二氧化碳和氮氧化物。其不易中毒，且可针对特定目标气体制造。

在另一变化例中，气体检测器1506为金属氧化物传感器。该传感器用于检测可燃气体、氯化溶剂和一些有毒气体。该有毒气体包括但不限于一氧化碳和硫化氢。传感器性能受到MOS传感器的输出的影响，所述输出与气体浓度、氧气浓度、湿度和温度呈对数关系。

在另一变化例中，气体检测器1506为光离子化检测器。该传感器用于需要高灵敏度(例如子-PPM级)和有限选择性(如广泛覆盖)的场合。这种气体传感器用于检测挥发性有机化合物(VOCs)，例如苯/甲苯/二甲苯、氯乙烯和己烷。PID性能受到传感器漂移和湿度的影响。

前述变化例可包括温度和湿度补偿，以提高准确度。举例来说，高湿度导致在结构物(如住宅或办公楼)的墙壁处的补偿。潮湿的建筑物可支持霉菌和细菌在室内表面上的生长，从而霉菌、细菌和其副产物在室内空气中的含量水平。室内空气湿度水平影响屋尘螨和屋尘螨过敏原在室内的含量水平。

用于二氧化碳感测时，传感器1506可以是半导体、固体电解质、光纤激光二极管和非色散红外(NDIR)传感器。可以选择NDIR传感器，因为它们稳定，并对其他空气成分有着非常强大的反干扰能力。

用于检测一氧化碳时，传感器1506可以是电化学和MOS传感器。

通过电源线通信馈入的无线接入点

如上所述，这里描述的任何节点均可被配置为由电源线通信馈入的无线接入点。

标准类型的通信网络，例如无线局域网(WLAN)和硬连线局域网(LAN)通常用于实现互联互通。在WLAN中，相对于物理连接器，以射频信号作为用于设备间通信的工具。因此，WLAN建立、扩张和记录了所有所需的最短时间和物理努力，因为无需布线或显著整修。相反地，硬连线局域网LAN由互连于局部区域内的设备之间的专用电缆、电线等形成。根据LAN的大小和复杂程度，其设置和安装可能比较麻烦且昂贵。但硬连线网络也有几个使其能延续使用的关键优势：更高的安全性、可靠性以及远远快于其无线同行的运行速度。

一般来说，无线接入点通过与多个客户端设备(每个设备均具有Wi-Fi连接)进行无线通信来允许无线局域网(LAN)的创建或扩展。当建立无线网络时，接入点可以连接至，例如通过以太网连接连接至，使用有线网络的路由器(虽然该路由器也可以是所述接入点的组成部件)，所述接入点还可连接至(或包括)以太网交换机和/或宽带调制解调器，并可最终连接至互联网服务提供商(ISP)，以获得互联网接入。所述无线接入点(或者，当覆盖多个区域/区时，多个接入点)可位于可居住结构内，以提供围绕所述结构的最佳无线接入。通常，按这种方式建立接入点有一个缺点，就是要求硬连线(例如通过以太网连接)至互联网连接源(可包含交换机)。因此，如果要建立穿过一建筑物的一个或多个无线接入点，则通常需要用电缆将每个接入点(AP)连接起来。但是，拉电缆非常昂贵和困难。

在此描述的无线接入点可被集成到现有的建筑物(可居住结构，例如住宅、公寓、办公楼等)中，包括集成到现有的壁(如墙壁、天花板、地板等)内电源箱中，并通过电源线通信连接，以提供互联网连接。电源线通信可用于利用住宅内的现有电线实现设备互联。这可允许，例如在一个位置处的无线接入点与在另一位置处的虚拟路由器之间的连接，而不需要这二者之间连有专用网线。广泛部署的电源线网络标准来自于HomePlug电源线联盟(HomePlug AV)。

一般来说，在此描述的电源插座的无线接入点(AP)设备包括壁上电源输入、电源线通信(PLC)电路、至少一根天线和无线AP电路，所述壁上电源输入通常被配置为连接至电源线，所述PLC电路被配置为接收来自连接至所述壁上电源输入的电源线的数据并在该电源线上发送数据，所述无线AP电路连接至所述PLC电路，且该无线AP电路被配置为接收来自PLC电路的数据、并利用所述至少一根天线无线地发送所述数据，还被配置为无线地接收所述至少一根天线上的数据、并将接收到的数据发送给所述PLC电路。特别地，在此描述的电源插座无线接入点设备被专门配置为适配到墙壁、地板或天花板内的标准电源箱中，另外还可以将“标准”插座、开关等转换为无线接入点，而无需通过电缆连接至所述接入点。

电源线通信(PLC)也可描述为宽带电源线(BPL)网络和电源连接网络，并可利用已安装在房屋或建筑物结构中的现有电线或电源线来形成网络。通过调制，发送或分配电能的电线或电缆同时用于传输或交换数据，包括声音和视频。如上文所述，可以用调制解调器来叠加经调制过的、1.8-86MHz的射频(RF)载波信号，该载波信号在交流(AC)信号中处于低能量水平，其约50-60Hz的频带由典型的电源线承载。接下来可在沿电源线处于下游的另一位置对所述RF载波信号进行解调和提取。与用于建立电源线通信的部件相连的网络功能设备可以实现互联互通，其可媲美LAN所提供的网络安全。电源线通信可用于多种应用，包括但不限于：使计算机、外围设备、娱乐设备等互连；提供互联网接入；以及实现家庭自动化、VoIP、IPTV、HDMI和VoD。

计算机功能化设备(“网络设备”)可以通过连接至具有通向PLC网络的接口的PLC适配器、或者通过连接至电源线形成或加入PLC网络，所述电源线将要用于形成所述PLC网络。所述网络设备与适配器之间的连接可以是有线连接。例如，可以用以太网电缆来建立所述有线连接。也可以采用无线连接，可利用发射器、接收器和天线来实现所述无线连接。

在此描述的电源插座无线接入点设备被配置为适配在位于墙壁、地板或天花板内的(例如：标准的)电源箱上面，并将其转换为无线接入点，该无线接入点通常也可包括一个或多个电源插座和/或开关。因此，所述电源插座(允许电器插入到电源插座中，以接收电能)和/或开关(光开关、3路开关、调光开关等)的功能可予保留。

一般地，在此描述的任何电源插座无线接入点设备均可包括面板，该面板类似于标准电源插座/光开关的面板。所述面板可连接在现有的插座和/或光开关上面，或者所述电源插座无线接入点设备可包括一个或多个集成式电插座和/或光开关。一般来说，这些设备可被配置为覆盖和/或连接至电箱。例如，所述电源插座无线接入点设备可包括用于将该设备安装在电箱内或电箱上的安装件，如螺钉、螺钉用开口、支架及类似物，以便将该设备保持在位于墙壁、天花板或地板内的电箱内部或上面。

使用时，可将一个或多个电源插座无线接入点设备安装在可居住结构中。例如，可使结构的多个房间的一个或多个插座(例如电源插座、光开关等)上配备有电源插座无线接入点设备，用于为房间提供无线连接。因此，通常来说，所述电源插座无线接入点设备可包括相对较弱或低功耗的无线AP电路。此外，所述无线AP电路可用于或适于与附近的其它AP隔离或分离，以防止邻近和/或叠加的AP之间产生干扰。例如，无线AP电路可被配置为将频率从特定无线AP正工作的频率处移开。

在此描述的任何节点均可被配置为电源插座无线接入点设备。例如，一个电源插座无线接入点设备可以包括一个或多个传感器，和/或可以与一转发器进行无线通信。在特定情形下的电源插座无线接入点设备中，所述设备可以将AP的状态传达给所述转发器，包括通过该接入点的通信量、打包信息(音量、速度等)、错误代码，等等。

图16A和16B展示了用于电源插座1650和一对电源插座1651的现有技术面板的一个实施例。用于电源插座的其它市售面板可包括多对(例如相邻的)电源插座。通常来说，在此描述的设备(例如节点以及，特别是，电源插座无线接入点设备)可被配置为适配在标准电源插座上或者取代标准电源插座，或者，取代用于电源插座的标准面板或适配在该标准面板上，或者，适配到标准电源箱中或电源箱上。虽然在此描述的所述电源插座、开关、面板和电源箱通常对应于在美国使用的NEM型标准插座，但是在此描述的设备和系统也可应用至任何类型的电源插座或与任何类型的电源插座一起使用，这些插座包括所有已知的类型：未极化的NEMA 1-15,极化的NEMA 1-15,JIS C 8303,Class II,NEMA 5-15,NEMA 5-20,JIS C 8303,Class I,CEE 7/16(欧标),CEE 7/17,GOST 7396C 1,BS 4573,BS 546,CEE 7/5,CEE 7/4Schuko,BS1363,IS 401&411,MS 589,SS 145,SI 32,TIS 166-2549,AS/NZS3112,CPCS-CCC,IRAM 2073,瑞士SEV 1011,丹麦107-2-D1,CEI 23-16/VII,南非SABS 164-1,巴西NBR 14136(2孔),巴西NBR 14136(3孔),南非SABS164-2(2孔),南非SABS 164-2(3孔)，等等。

在图16B中，一个电源插排座包括一对电源插座1654，每个电源插座1654包括用于连接至互补插件的接触开口1659，以及固定元件(支架/安装带1655和固定螺钉1657)和电连接件/触点，该电连接件/触点包括用于紧固至壁设电源线(例如接地线、中性线和火线)的接线螺钉1670、1671。在此描述的所有节点均可包括一电源插排座，该电源插排座包括：用于将所述设备固定在电源箱1680内部或上面的固定元件，电源插座1654，以及用于连接至壁设电源的电连接件1670、1671。

例如，图16C-16F展示了电源插座无线接入点设备(节点)的一个变化例，其被配置为一电源插排座，并可设置在用于将电源插排座保持在墙壁、天花板或地板内的现有(标准)电箱中。例如，图16E和16F展示了被配置为电源插排座的所述电源插座无线接入点设备的侧视图和前透视图。在该实施例中，所述设备包括“标准”(例如：NEMA)插座及电源线通信(PLC)电路，以及无线AP电路和至少一个Wi-Fi天线，所述PLC电路被配置为接收来自连接至壁设电源输入的电源线的数据、并在该电源线上发送数据，所述无线AP电路连接至所述PLC电路，所述Wi-Fi天线连接至所述无线AP电路。在本实施例中，所述PLC电路、无线AP电路和天线都容纳在位于电插座上面的低轮廓壳体1654中。所述电源插座无线接入点设备还包括壁设电源输入(例如接线螺钉)和安装件(例如安装带1655和/或螺钉1657)，所述接入口被配置为连接至壁箱内的电源线，所述安装件用于将所述电源插座无线接入点设备保持在壁内标准电箱中。所述无线AP被配置为从PLC电路接收数据，或者利用至少一根天线发送所述数据，还被配置为无线地接收所述至少一根天线上的数据并将接收到的数据发送至所述PLC电路。通常来说，壳体1654可适于允许RF信号(例如无线信号)通过其中。在一些变化例中，所述无线天线可位于所述壳体的外部(由例如塑料、面板覆盖，或者在一些变化例中，天线是暴露在外的)。

图16E和16F中的电源插座无线接入点设备可由面板覆盖，如图16C和16D所示。在本实施例中，所述面板与所述电源插座无线接入点设备分离，不过二者也可集成为一体。在一些变化例中，可以使用标准面板(例如：具有用于两个或多个插座的开口)。例如，用于无线AP电路和/或PLC电路和/或天线的所述壳体1654可适于“覆盖”或适配到标准面板内的所述开口中。

图16G-16J展示了电源插座无线接入点设备的另一变化例，包括附加端口(例如USB端口)1690。因此，在本实施例中，所述电源插座无线接入点设备除了作为无线AP之外，还包括用于电缆(例如以太网电缆)的连接器，其他方面类似于图16E-16F所示的实施例。所述端板(例如图16G和16H)可包括允许访问所述端口1690的开口。在一些变化例中，所述端口为PoE端口。

上述图16C-16J所示的电源插座无线接入点设备实施例可用于取代(例如改造)电插座，并包括单独的面板。在一些变化例中，所述电源插座无线接入点设备可适于与现有的电源插座(例如：图16B所示的电源插座或其它类型的标准电源插座)一起工作。例如，PLC电路、无线AP电路和天线可连接至面板(例如：围绕在面板周边)或从该面板延伸出来，或者稍微从面板处伸出(或者与面板平齐)。图16K1和16L展示了一个实施例。在图16L中，所述面板包括用于PLC电路、无线AP电路和天线的壳体。该面板可连接(例如通过电线1697或其它电连接器)至电箱中的电源线。图示的所述电源插座无线接入点设备的面板类型具有用于访问标准电插座的开口；在图16K2中所示的电源插座无线接入点设备的面板类型连接至标准插座。在一些变化例中，如图16M所示，所述面板包括集成于其上的PLC电路、无线AP电路和天线，还包括用于将电路连接到其中一个标准插座中的插头1695；接着可以用固定螺钉1696将所述面板固定，如图16L所示。

图16E-16M各自展示了电源插座无线接入点设备不同变化例，所述设备通过提供电源线通信链接至外部因特网源，并在一个或多个房间内建立无线AP通信区域。在这些实施例中，所述电源插座无线接入点设备还可不触动地保留(或可比较地取代)电源插排座，该电源插排座包括用于连接电器的插座。面板可以是集成式的，也可以使单独的，并可包括位于插座上方的孔，以提供通向所述插座的物理路径。

在所有这些实施例中，PLC电路(例如PLC模块)可包括电路支持蓝牙或无线USB。电能可由壁线在安装后直接提供。在一些变化例中，作为所述电源插座无线接入点设备的一部分的所述天线为微带天线。该天线通常取向为从所述面板处伸出，因而可以是定向的(例如：沿远离所述面板的方向)，虽然辐射模式可被导向为更多地是进入所述房间，而不是返回所述墙壁。

一般来说，所述面板可用塑料材料制造。面板可以是彩色的(例如白色、象牙色、黑色、棕褐色等)，以与现有的面板相匹配，并可具有垫子或表面光泽。在一些变化例中，所述面板可以用铝制造，并经黑色阳极化抛光；不过所述面板通常允许从包含在电源插座无线接入点设备中的天线发送无线信号。

图16N为展示PLC电路的一个实施例的框图。在该实施例中，基带处理器1620连接至网络接口1622、传输信号调节电路1624和接收信号调节电路1626。所述传输信号调节电路1624和接收信号调节电路1626分别连接至单刀双掷(SPDT)开关1628的一掷。带通滤波器1630置于一输出口和所述SPDT开关1628的极之间。所述输出口可以是天线1632和/或无线AP电路、以太网端口等。在一些变化例中，所述PLC电路支持多个频带。

图16o展示了PLC模块和AP电路(例如AP芯片)的一个实施例，所述PLC模块和AP电路可以与本文述及的任何电源插座无线接入点设备一起使用。在本实施例中，所述电路还包括一对连接至带开关控制的处理器(在本实施例中为用于处理无线AP的处理器)的天线(Ant-0和Ant-1)。所述PLC模块包括PLC处理器(在本实施例中为AR 7420)。也可使用其它处理器和天线。通常来说，获得的电路可以是高度紧凑的，如上文所述。

除了本文描述的壁设式电源插座无线接入点设备变化例之外，所述电源插座无线接入点设备还可以被配置为插头适配器，包括电源板适配器。一般来说，电源板不易与电源线通信一起使用，因为与这些设备相关的过滤和保护通常会中断所述电源线上的PLC传输。因此，在一些变化例中，电源板可插入一插座中，并包括PLC电路和AP电路以及一根或多根天线，允许所述设备作为AP工作。电源板上的电插座可以位于所述PLC和AP电路的连接至通向线路电源的输入口的连接处的下游，从而允许电源板容易地提供与传统电源板相同的保护(例如：电源滤波、断路器和/或限制器)，同时仍然作为电源插座无线接入点设备工作(虽然插入到电源板中的设备可能不能使用PLC)。替代性地，在一些实施例中，可以设有附加电路(助推器、中继器等)，以允许直接通过电源线的插座的PLC接入。

在一些变化例中，电源插座无线接入点设备可以是插入到现有电插座中的适配器。例如，图19A和19B展示了被配置为适配器的电源插座无线接入点设备的一个变化例。在该实施例中，所述设备被配置为连接至一个插座，并作为极低轮廓AP工作，且包含以太网连接(例如PoE连接)。图19A所示的设备(实际上，所有电源插座无线接入点设备)可包括一个或多个用于指示状态的指示器灯1907(例如LED、显示器等)，所述状态包括无线连接的状态。图19B展示了图19A的设备的一个端视图，该图展示了位于一个末端(例如顶部或底部)上的以太网端口/连接器1911。在所述壳体(图中不可见)内设有PLC模块(电路/芯片)和AP模块(电路/芯片)及天线。可以用两个或三个叉(插头1902)来将所述设备插入现有的插座中。在一些变化例中，所述设备可包括用于插头的一个或多个插座1903，从而所述插座不被所述电源插座无线接入点设备适配器所遮挡。

图17A和17B展示了使用图16C-16M所示的电源插座无线接入点设备系统的实施例。在图17A中，每个图示的插座均为电源插座无线接入点设备，该设备作为无线接入点工作，并通过壁设电源线连接至“虚拟开关”。该虚拟开关可以是位于本地服务器上的、或者选择性地、位于公共云上的远程机器的基于WEB的浏览器应用。在本地部署中，所述控制器可以由单个用户管理，以维持带有围绕建筑物的几个接入点的办公网络。在云部署中，所述控制器提供多个部署站点，例如由数以千计的接入点和数万个用户组成的多个校园建筑和室外区域。

在包含本文所述的电源插座无线接入点设备的所有系统中，连接至互联网服务提供商(ISP)的转发器编码和解码传输到本地电源线(例如，通过LAN电源线通信)的信号，所述转发器可作为所述系统的一部分。例如，转发器和电源线适配器，或者包含电源线适配器的转发器，可被插入到电源插座中，并利用房间中现有的电线(壁设电源)建立以太网连接。替代性地，在一些变化例中，这些设备可以与宽带电源线通信(BPL)系统一起使用。在一些变化例中，用于将ISP设备连接至房间电源线的PLC电路可以是连接至电源插座无线接入点设备的以太网连接器，如上面的图16G-16J所示。

图17B展示了提供企业PLC的变化例。在该实施例中，以太网供电(POE)模块连接至以太网端口。在其它变化例中，所述电路适于包括附加的通信点，例如无线接入点或网络节点。图16D展示了使用上述电源插座无线接入点设备的系统。每个POE接入点均可连接至使用以太网电缆的设备。该设备可包括开关、电话和相机。此外，所述电源插座无线接入点设备也可作用为提供用于结构内的其它设备的无线连接端口(CP)。在一些变化例中，如上所述，所述设备可通过电源线连接至开关或虚拟开关。

一般来说，所述电源插座无线接入点设备可支持无线标准，例如无线USB和蓝牙，以及网络节点通信。在一些变化例中，所述电源插座无线接入点设备支持POE和网络节点通信。在一些变化例中，所述电源插座无线接入点设备支持POE和至少一个无线频带，例如2.4GHz、3.6GHz、4.9GHz、5GHz和5.9GHz。当在一个以上的无线频带实施时，可以使用附加的天线(例如设置在面板内)。

一般来说，一个网络节点包括小型无线电发射器，其功能类似于无线路由器。节点可使用Wi-Fi标准，例如802.11a,b和g，来与用户进行无线通信和在节点之间彼此进行无线通信。可用软件对节点进行编程，这些软件指导这些节点如何在更大网络内进行互动。在网状网络中，信息通常通过从一个网络节点到下一个网络节点的无线跳频穿过网络从A点行进到B点。这些节点在称为动态路由的过程中自动选择最快和最安全的路径。在无线网状网络中，只有一个节点需要物理地有线连接至网络连接。这一个有线节点接着将其互联网连接与其附近的所有其它节点无线分享。然后这些其它节点将所述连接与距它们最近的节点无线分享。这更多的节点，这进一步的连接扩散，建立了无线“云连接”，其可服务小型办公室或数百万人的城市。

图17C-17D说明了可以用作本发明所述的设备的天线的一个实施例。该天线被配置为2×2MIMO天线，其可以工作在安装在墙上的无线接入点设备的狭小的范围内。在图17C中，电源插座无线接入点设备的面板1755仅供参考，其可能包括单个插头插座1757和(可选的)POC连接器插座或简单的以太网连接器1759。该天线1766包括发射器/辐射器表面，该表面形成为具有两个(或者在一些实施例中为多个)分离的天线输入馈入的单个馈入器(主馈入器)的一部分。图17D为天线主馈入器(和天线输入馈入1769、1769’的位置)的侧视图。图17E为天线发射器/辐射器的一个实施例的透视图。可以为发射模式的优化调整天线的发射器/辐射器部分的形状，并且还可以包括附加的部件，如反射器。带有多个(例如，两个、三个或三个以上)天线输入馈入的单个主馈入器(具有单个发射器/辐射器)的使用可能是非常有益的。

图18A-18E举例说明了用于将电源插座无线接入点设备分布在构造中以提供网络接入的系统的一些实施例。这里所述的任何节点(和转发器)还可能用作和/或配置为电源插座无线接入点设备。因此，这些系统可能包括任何上述的可定制接入点或通信插座、开关和调光器。

图18A举例说明了一个包括电源插座无线接入点设备的系统1700的实施例，其中，这些电源插座无线接入点设备已经通过大房间配置以提供可定制的接入点或通信插座。在这个例子中，存在听众环境(例如，会议室、讲堂、剧场或宴会厅)的中央控制。转发器可以用在与控制装置(例如，平板电脑、计算机、手机等)的通信中，以便无线控制一个或多个设备。例如，可以根据N个接入(例如，无线平板电脑1802)设备管理观众体验。在一个例子中，存在例如，在墙上、在照明开关上、在天花板中、嵌入底板中等的无线接入点1801、1801’、1801”，这些无线接入点放置在整个房间和/或靠近参与者。设备可以(例如，通过以太网连接)直接连接到电源插座无线接入点设备，或者可以无线连接。此外，该房间配备有多个其他也可以控制一个或多个设备或执行器(例如，灯、视听设备等)的节点，并且它们的可用性传送到转发器和/或控制器。举例而言，接入设备1802可以是移动计算机设备、笔记本电脑或手机，并且可以接入声音电路，在演出或讲座的过程中将设备置为静音。可选地，在剧场环境中，可以传输剧本或乐谱以提供隐藏字幕。可选地，可以调节该设备的光输出来减少邻座的影响，或者可以减弱电键声。

图18B显示了另一在模块化办公环境中使用的系统的例子。多个接入点1801、1801’、1801”放置在不同的小隔间，例如，在隔间的入口。AP可以提供这个隔间和相邻隔间中的访问，并且覆盖范围可以重叠。该电源插座无线接入点设备和/或与其连接的虚拟开关可以管理重叠和允许在不同区域间的连续访问。因此，雇员可以通过该接入点接入因特网，也可以直接将一个或多个设备插进在具有接入点的设备上的以太网连接(包括PoE连接器)。在电源插座无线接入点设备配置为电源插座的变形例中，该插座还可以用于向一个或多个设备供电。此外，相同的节点(在节点配置为电源插座无线接入点设备并具有额外的传感器的变形例中)可以用于监视环境和向数字转发器提供数据流，或穿过无中枢网络。例如，可以根据通过占用或其他技术确定为“有人的”隔间的数量，定制该该办公环境的，例如，取暖、照明、空调。在一个实施例中，当一个或多个隔间被确定为是有人的，可以点亮靠近隔间的灯和休息室、盥洗室和紧急出口的照明。如上所述，可以使用数据流的组合通过转发器(数字转发器)确定占用情况，包括灯光、声音、视频输入、网络访问的检测。该系统还可以根据使得雇员能够安全离开办公环境的时间，控制照明和其他特征来减少照明。在另一变形例中，该接入点包括图像传感器或生物识别传感器。当注意到雇员出现在隔间中，该系统应用与该雇员相关的环境和接入参数。

图18C举例说明了用在实验室环境中的系统2000的变形例。在这个例子中，分布在该空间中的节点2004x包括一个或多个(优选为多个)传感器(或集成的传感器面板)来监视微粒等级、气体的类型或温度。通过数字转发器或主控制器接收数据，作为响应，数字转发器或主控制器可以在检测到不安全的气体等级时，调节通风设备以提高空气流动，或者根据需要调节温度。

图18D举例说明了另一系统2100的例子，在这种情况下，该系统用在医院环境中。转发器和/或主控制器可能通过多个不同的节点(包括安装在墙上的、交互传感的视听节点设备)访问每个病房的环境参数。此外，存在安装在墙上(例如，集成在电源插座和/或壁式开关中)的电源插座无线接入点设备2104x，用于向设置在区域(例如，床)周围的各自节点提供无线连接。举例而言，输液架可以包括无线传感器，该无线传感器向转发器/主控制器发送信号，以指示注射袋何时空了或将要空了。可选地，可以通过传感器(例如，具有摄像头和/或运动传感器的安装在墙上的节点)监视病床，以便转发器/控制器可以检测睡眠中的患者。当患者的运动已将下降到阈值以下，房间中的灯光可以调暗。

图18E说明了包括一个或多个用在餐厅环境中的电源插座无线接入点设备的系统2000的一个变形例。该电源无线接入点设备可以以安全和/或非安全网络提供覆盖整个房间的无线接入。例如，可以使用网络提供顾客Wi-Fi接入，而相同的电源插座无线接入点设备节点和/或其他连接或可以连接到数字转发器的节点用于监视和/或控制该空间。例如，转发器/主控制器可以监视房间内的声音级别。可定制的插座2204可以用于控制和监视照明、扬声器或麦克风。可以调节餐饮区中的照明来制造氛围，或者，可以根据检测到的声音级别调节白噪声发生器，或者，可以为某事件定制宴会厅。该接入点可能允许连接到无线扬声器，可以通过数字转发器/控制器调整/控制该无线扬声器，从而为客人提高安全性。

任何上述系统都可以扩展为与标准电源插座或基于跟踪的配电系统一起工作。所述的或用于实现本发明的任何设备、系统和方法的任何数据结构和代码可以存储在计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质可以是存储计算机系统所使用的代码和/或数据的任何设备或介质。该计算机存储介质包括但不限于，易失存储器、非易失存储器、磁性和光学存储设备，如磁盘驱动器、磁带、CD(光碟)、DVD(数字多功能光碟或数字视频光盘)，或能够存储计算机可读媒体的现在已知的或后续发展的其他介质。通常，在本说明书中所述的方法和过程可以表现为代码和/或数据，器可以存储在上述计算机可读存储介质中。当计算机系统读取和执行存储在计算机可读存储介质上的代码和/或数据时，该计算机系统执行表现为储存在计算机可读存储介质中的数据结构和代码的方法和过程。

上述任何方法和过程可以包含在硬件模块中。例如，该硬件模块可以包括但不限于，专用集成电路(ASIC)芯片、现场可编程门阵列(FPGA)和现在已知或后续发展的其他可编程逻辑器件。当激活硬件模块，该硬件模块执行包含在该硬件模块中的方法和过程。

实施例

A.集成的数据电源电缆(PLC适配器)

本发明所述的PLC适配器可以用于将一个或多个设备(例如，交换机、电脑等)连接到PLC网络。传统的PLC适配器通常是盒形的，直接插进标准电气壁式插座中，大量使用在壁式插座上及其周围的空间。而一些适配器提供了电传递，它们通常的形状和尺寸保持不变。市场上可买到的PLC网络产品的一个挑战是在壁式插座上的适配器所造成的空间体积限制，以及立即将其围绕的面积。该问题对于老的房屋和建筑构造影响很大，因此它们通常具有更少的电源插座。当网络设备和壁式插座之间的空间是零乱的并且由于其他物理结构(如，家具、电子设备和电缆束)的出现而被阻碍时，出现了另一挑战。有必要提供一种集成的、合理化了的电源线通信装置，带来最小的占用空间。

图20A和20B举例说明了连接到网络设备(例如，在图20A中为计算机，在图20B中为交换机)的集成的PLC适配器/数据电源电缆。网络设备可以包括本发明所述的任何设备，包括，例如，计算机、交换机/路由器、打印机、平板电脑、温控器、VoIP电话、摄像机、扬声器、游戏机、蓝光播放机、RFID读取器、安全访问平板电脑、内部通话设备和电梯等。

在图20A和20B中，集成的PLC适配器和电源电缆包括用于插进标准线(壁式)电源插座(例如，上述任何一种标准电源插座)的远端。例如，该插头可以包括三插脚连接器。该插头可以通过长度伸长的绝缘连接器2026连接到适配器区域2022，在这个例子中，该适配器区域2022位于靠近集成的PLC适配器的近端的位置，向电缆设备供电，并且包括壳体。连接到电缆的设备的近端包括连接器2019，用于连接到网络设备的电源接入口，如图20A和20B所示，向该设备供电。该电源可以是线路电源，或者它可能按网络设备的需要改变(例如，转换为DC)。因此，这里所述的集成的PLC适配器和电源电缆可以替代标准电源线或用于本发明所述的任何网络设备的电源线和电源适配器(例如，可以使用不同类型的集成的PLC适配器和电源电缆)。例如，本发明所述的任意一种集成的PLC适配器和电源电缆可以包括将壁式电源转换为DC电源的AC电源适配器。该AC电源适配器可能容纳于适配器区域2022内。该适配器区域2022还可能包括电路和结构物，包括连接器和/或布线，如以太网RJ-45连接器和/或以太网电缆2017，以便连接在网络设备上的以太网端口，如图20A和20B所示。在一些实施例中，该以太网电缆2017集成到适配器区域2022中，而在其他实施例中，该适配器区域2022包括以太网连接器2024，一小段电缆将连接进该以太网连接器2024，如图所示。集成的PLC适配器和电源电缆的近端可能包括插进网络设备的电源接口的连接器。

图21A-21B举例说明了包括信号载体和适配器的集成的数据电源电缆，所示的这两种集成的数据电源电缆设置在电源插头和电源连接器之间，类似于图20A-20B所示的实施例。在这个例子中，可能以电缆的形式出现的信号载体(例如，AC电缆2026)是细长的。它可能具有通常同轴的横截面和高导电线芯。该线芯可能由铜或铜合金等材料构成。其他材料包括但不限于铝和铝合金。然而，铝的导电性比铜差，当成本或重量是一个问题的时候，可以考虑铝。该导电线芯可以是单实心线，然而，优选地，可以是编结在一起的、螺旋状的、盘绕的或同轴设置的多股电线，因为这种方式给予了更大的灵活性并且更容易处理和安装。

该导电线芯可以由相对柔软的电绝缘的套管包围着。该管套的厚度将取决于信号载体的各种规范，和形成该管套的介电材料的类型。类似应用的常用材料包括：聚氯乙烯(PVC)、聚全氟乙丙烯(PEP)、聚四氟乙烯(TFE)Teflon、乙烯-四氟乙烯(ETFE)和硅胶(SI)等，这些材料可以用作制造套管。屈居于使用的材料，该管套可以体现为固体或半固体形式。后者的特征在于出现在物质中的多孔性质和结构空气间隙，如泡沫。由给定外部环境的合适材料制成的外层涂层或薄外套将套管和其中的导电线芯包围在里面。

通常，适配器区域可以配置为PLC转换器，用于传送、接收、编码和解码在电源线(如美国家庭中使用的120V AC电线)上的数据。该适配器可能包括调制解调器和具有同一个或多个通信端口和接口的数据信号装置。该适配器可以是自我承载装置，其集成有信号载体。分别如图22A和22B所示，该适配器可以集成为使得该适配器沿着信号载体设置或包含在信号载体中。

在于21A-21B中，该集成的PLC适配器和电源电缆的适配器区域靠近近端设置，因此，该适配器区域的壳体在几英寸的范围内(例如，小于约12英寸、小于约10英寸、小于约9英寸、小于约8英寸、小于约7英寸、小于约6英寸、小于约5英寸、小于约4英寸、小于约3英寸、小于约2英寸、小于约1英寸等等)。该近端包括用于连接网络设备的连接器/接口(例如，插座)。将适配器集成到电源线中，并且设置得非常靠近设备与用于连接到壁式电源的连接器/插头(远端)相对的一端，具有令人惊奇的优势，即，在降低噪声、减少紊乱的同时提高了安装的便利性。

因此，集成的PLC适配器和电源电缆可能用于建立PLC网络，其中，在适配器部分内的调制解调器发送、接收和处理数据和电源信号。例如，当调制解调器接收到要在电源信号上发送的出站数据信号，该调制解调器通过调制处理该数据信号，即，将该数据信号插入或加入到电源信号上。当调制解调器接收到进站的调制的数据-电源信号或复合信号，该调制解调器从该电源信号中提取输出并将该数据信号解调为适合读取的信号。

如上所述，不同的调整方式或方法可以用于对电源信号整形，使得来自设备产生的数字数据信号的离散信息包可以传输在连续的模拟电源信号上。最常见的技术涉及调制电源信号的其中一个参数，或键控。对于AC电源信号的正弦波，该参数可能包括振幅、频率和相位。在振幅键控(ASK)中，改变信号的振幅来响应数据或信息，而频率和相位保持不变。在频移键控(FSK)中，只改变频率来响应数据和信息。在相移键控(PSK)中，只改变频率来指示传输的数据或信息。可选地，可以采用其他数字调制技术，例如，正交幅度调制(QAM)、连续相位调制(CPM)、正交频分复用调制(OFDM)、小波或分形调制，和扩频调制。

因为在电源信号上载有的数据信号以高于电源信号的频率传输，可以选择性地使用过滤器或一系列过滤器来清理信号或过滤由插入电源线中的其他设备引入该电源线的噪声污染，使得干扰最小化。例如，连接到电源线上的洗衣机、搅拌机、吹风机、冰箱和风扇等可能产生噪声，如果没有将这些噪声过滤，它们可能降低PLC网络的质量。过滤器可以放置在能够过滤来自插入电源线的其他设备的噪声的任何位置。

适配器的数据信号装置/部分可能具有一个或多个相应的通信接口和数据端口来接收来自网络设备的数据(例如，通过以太网或类似的连接)。该数据信号装置还可能有线或无线技术中的一个，或者同时支持有线和无线技术。图21A-21B所示的实施例显示的适配器具有一个数据端口，然而，其他实施例可能包括多个端口。在数据端口，数据信号在适配器和网络设备之间发送和接收。在一个实施例中，以太网电缆将集成的数据电源电缆的适配器上的以太网端口连接到网络设备上的以太网端口。数据信号通过连接这些以太网端口的以太网电缆在这些以太网端口间转发。

在图21A和21B所示的例子中，集成的PLC适配器和电源电缆设备的远端包括连接到信号载体(线)的一端的电源插头2105。使用的插头的类型可以取决于电源是交流电流(AC)还是直流电流(DC)，以及通过电源线馈入的插座上的接口传输的电压量。因此，选择的插头可以包括转换器或其他必需的结构。在美国最常用的壁式插座使用NEMA(国家电气制造商协会)5-15R插座，其每一组具有两个狭缝和一个圆孔。在这种情形下，合适的插头为相应的公AC三插脚的NEMA 5-15P(北美15A/125V接地)。当然，可以使用其他类型的插头，包括使用在除美国外的其他国家的插头，以及采用的电源线不是120V的插头。

连接到信号载体的另一端的是适配器区域，其还包括电源转换器，该电源转换器用于将电源适配和提供给网络设备(例如，从线路电源转换为DC)以及作为PLC转换器，如上所述。图23A-23C中展示了不同形状和不同尺寸的适配器的一些例子。使用的适配器的类型将取决于特定的网络设备。

在工作中，来自壁式电源的调制信号，例如，数字信号和电源信号的复合信号，可以通过插入该壁式电源的电源插头接收。PLC信号可能传输到适配器，该适配器包括调制解调器，该调制解调器解调该信号，提取出数据信号，并通过以太网连接(端口)将该数据信号发送到连接的网络设备；雷州的，来自网络设备的通讯，可以通过适配器在电源线上转换和编码并发送回壁式电源。如前所述，这种通讯可以由将数据信号装置上的以太网端口与网络设备上的以太网端口连接的以太网电缆提供。当网络设备有数据要传输到连接到PLC网络的其他设备，它可能将数据信号发送到适配器，例如，数字信号装置，该数字信号装置与集成的PLC适配器和电源电缆中的PLC适配器的调制解调器交互。该调制解调器调制电源信号以携带来自数字信号的信息。接着，调制的信号可能被也连接到PLC网络的任何网络设备接收。

在图24中，类似于图20B所示的实施例，集成的PLC适配器和电源电缆包括紧靠近端设置的适配器，在该近端位置，电缆连接到设备(如图所示的交换机)的电源接入口，以将网络设备的前端连接到电源线。以太网电缆连接到集成的PLC适配器和电源电缆的以太网端口，并连接到网络设备的前端；当从壁式插座2405接收调制的数据电源信号，该数据电源信号通过这个细长的信号载体(电缆2406)传输直到它到达适配器2415。一到那里，PLC适配器对该信号进行解调，以恢复数据信号。壁式插座提供的电源(直接的或改变后的，包括从AC到DC电源的转换和/或放大)穿过连接到网络设备的前端的电源连接器(例如，在网络设备中的电源插头)。该数据信号可以被路由到数据信号装置，在那，通过以太网端口和/或连接的以太网电缆，该数据信号可以被传输到网络设备的前端上的以太网端口。

B.集成的数据电源插座(PLC适配器)

图25A-25C举例说明了集成的PLC电源插座的另一实施例，类似于上述PLC电源插座。在这个例子中，集成的PLC电源插座配置为安装在墙上。它具有盒形壳体、电插座、盖板装配件、PLC转换器，其中，该PLC转换器可以包括调制解调器和数据信号装置。

在这个例子中，集成的PLC电源插座还包括一个或多个有线或无线的通信端口和相应的接口。该通信端口可以位于盖板和壳体上，或盖板和壳体内，如图25A-25C所示。有线端口和接口可以包括但不限于以下技术：以太网；USB；HDMI；DVI和XLR。无线和虚拟端口具有无线接入点、天线、发送器和接收器，以及软件接口，该软件接口通过Wi-Fi(或蓝牙等)将网络设备无线连接到PLC网络。

例如，根据将集成的数据电源插座合适地安装进电源箱，并且将插座电路连接到现有的电源线，可以通过将网络设备的电源插头插进插座的接口，将该网络设备增加到PLC网络。调制的信号通过存在在基板中并连接到电源线的电路从电源线传输到调制解调器。该调制解调器可以处理信号和解调的(下行)或调制的(上行)信号。电源可以持续通过电源插座进入插入该电源插座的电源插头，从而向设备(包括网络设备)供电。提取的数据信息可以被路由到数据信号装置。通信接口和端口可以将数据信号通过有线或无线载体传输到网络设备。作为一个例子，可以使用带有相应的接口和端口的以太网电缆。可选地，如果集成的PLC电源插座配置为包括无线接入点(如上所述)，该无线接入点包括天线(以及发送器和接收器)，该集成的PLC电源插座可以用于将数据信号无线地传输到网络设备。

当本文中的特征或要素被称为在另一特征或要素“上”，它可以直接在另一特征或要素上，或者也可能出现介于中间的特征和/或要素。相反，当特征或要素被成为“直接在”另一特征或要素“上”，则不存在介于中间的特征和/或要素。也可以理解，当特征或要素被称为是“连接”、“附加”或“联接”到另一特征或要素上，它可以是直接连接、附加或联接在另一特征或要素上，或者可能出现介于中间的特征和/或要素。相反，当特征或要素被成为“直接连接”、“直接附加”或“直接联接”到另一特征或要素上，则不存在介于中间的特征和/或要素。虽然参照一个实施例进行描述和显示，但是这样描述或显示的特征和要素可以应用到其他实施例。本领域技术人员还可以理解的是，对结构或与另一特征“相邻的”特征的参考可以具有与该相邻的特征重叠或派生的部分。

本文使用的技术只是为了描述特定的实施例，并不是用于限制本发明。例如，如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”、“该”，除上下文明显另有所指外，是包括复数形式。将进一步理解的是，术语“包括”和/或“包含”，当使用在本说明书中时，指定了所述的特征、操作、操作、元件、组件和/或它们的组的存在。如本文所述使用的，术语“和/或”包括相关的所列的术语的任意一个和一个或多个的全部组合，并且能够被缩写为“/”。

空间相关的术语，如“在…之下”、“在…下面”、“下面的”、“在…之上”、“上面的”等等，本文可以用来方便描述如附图所说明的一个要素或特征相对另一个要素或特征的关系。可以理解的是，空间相关的术语旨在除了图中描述的方向，还包含使用中或工作中的设备的不同的方向。例如，如果在图中的设备是倒转的，描述为在其他要素或特征“之下”的要素，然后可能会朝向其他要素或特征“之上”。因此，示例性的术语“之下”可以包含上方和下方两个方向。该设备可能有截然不同的朝向(旋转90度或以其他方向)，并且本文使用的空间相关的描述被相应地解释。类似地，除非另有特别指明，本文使用的“向上地”、“向下地”、“垂直的”、“水平的”等术语只是为了举例说明。

虽然术语“第一”和“第二”可能在本文中用于描述各种特征/要素(包括操作)，但是除非另有特别指明，，这些特征/要素被这些术语现在。这些术语可以用来将一个特征/要素与另一特征/要素区分开来。因此，以下描述的第一特征/要素可以称为第二特征/要素，类似地，以下讨论的第二特征/要素可以称为第二特征/要素，而不脱离本发明的范围。

如在说明书和权利要求书所使用的，包括在实施例中所使用的，除非另外明确说明，所有的数可以解读为具有前缀“约”或“大致”，即使这些术语没有明确出现。短语“约”或“大致”可以在描述大小和/或位置时使用，以表明所述的值和/或位置在值和/或位置的合理预期的范围内。例如，数值可能具有设定值(或值的范围)的+/-0.1％的值、设定值(或值的范围)的+/-1％的值、设定值(或值的范围)的+/-2％的值、设定值(或值的范围)的+/-5％的值、设定值(或值的范围)的+/-10％的值，等等。本文列举的任意数值范围意在包括所有包含在其中的子范围。

虽然上面描述了各种说明性实施例，可以对各种实施例做出任意数量的变化而不脱离权利要求所述的本发明的范围。例如，描述的各种方法操作被执行的顺序在可选的实施例中可以经常被改变，并且在其他可选的实施例中，可以跳过一个或多个方法操作。各种设备和系统实施例的可选特征可以包含在一些实施例中，也可以不包含在其他实施例中。因此，提供前面的描述主要是为了示例性说明的目的，并且不应当解释为对权利要求所提出的本发明的范围的限制。

本文所包含的例子和图示通过举例而不是限制的方式显示了实施本发明的主题的具体实施例。如前所述，可以利用和衍生出其它实施例，已知可以做出结构和逻辑的替换以及改变，而不脱离本发明的范围。本发明的主题的这些实施例可以通过术语“发明”在此被单独或共同提出，该术语“发明”仅仅是为了方便，而无意自觉将本申请的范围限制到任何单个发明或发明构思，如果实际上公开了多个的话。因此，虽然本文已经说明和描述了具体的实施例，但是任何能够实现相同目的的配置都要可能代替所示的具体实施例。本发明旨在覆盖各自实施例的所有适应和变化。对于本领域技术人员而言，通过阅读上面的描述，上述实施例的组合以及本文没有详细描述的其他实施例是显而易见的。

Claims (16)

1.一种电源插座无线接入点(AP)设备，该设备包括：

壁式电源输入，该壁式电源输入配置为连接到房间的墙壁内的电源线；

电源线通信(PLC)电路，该电源线通信电路配置为从连接到所述壁式电源输入的电源线接收数据，并在该电源线上发送数据；

至少一根天线，包括微带天线；

无线接入点电路，该无线接入点电路连接到所述电源线通信电路，该无线接入点电路配置为从所述电源线通信电路接收数据，以及使用所述至少一根天线无线发送所述数据，并且，该无线接入点电路进一步配置为从所述至少一根天线上接收无线数据并将所述接收到的数据发送到所述电源线通信电路；以及

面板，所述无线接入点电路、天线和电源线通信电路连接到所述面板的内表面，

安装件，该安装件配置为将所述设备安装在电源箱中或电源箱上，

其中，所述微带天线的发射器表面包括彼此相对弯曲的第一表面和第二表面，第一表面定向为从面板的与内表面相对的外表面伸出并沿着远离面板的方向，并且第二表面伸入所述面板的内侧，使得所述微带天线的辐射模式被导向为更多地是进入房间而不是返回墙壁。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述面板配置为适合盖在电源箱上。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电源线通信电路和无线接入点电路从所述壁式电源输入接收电能。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电源线通信电路包括解调器，该解调器配置为解调来自所述电源线的数据信号。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电源线通信电路包括调制器，该调制器配置为调制要在所述电源线上发送的数据信号。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备还包括电源插座，该电源插座配置为从所述电源线接收电源。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备还包括开关，该开关配置为把来自所述电源线的电源连接到电源输出。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备还包括壳体，该壳体配置为容纳所述电源线通信电路、天线和无线接入点电路。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一根天线包括发送天线和接收天线。

10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述至少一根天线为Wi-Fi天线。

11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述无线接入点电路包括Wi-Fi无线电电路。

12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备还包括以太网供电(PoE)输出插头。

13.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述安装件包括用于螺钉的开口。

14.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述面板包括用于电源插座的开口。

15.一种电源插座无线接入点(AP)适配器设备，该设备包括：

壁式电源输入，该壁式电源输入配置为连接到房间的墙壁内的电源线，其包括配置为插进壁式插座的插头；

电源线通信(PLC)电路，该电源线通信电路配置为从连接到所述壁式电源输入的电源线接收数据，并在该电源线上发送数据；

至少一根天线，包括微带天线；

无线接入点电路，该无线接入点电路连接到所述电源线通信电路，该无线接入点电路配置为从所述电源线通信电路接收数据，以及使用所述至少一根天线无线发送所述数据，并且，该无线接入点电路进一步配置为在所述至少一根天线上接收无线数据并将所述接收到的数据发送到所述电源线通信电路；以及

面板，所述无线接入点电路、天线和电源线通信电路连接到所述面板的内表面，

其中，所述微带天线的发射器表面包括彼此相对弯曲的第一表面和第二表面，第一表面定向为从面板的与内表面相对的外表面伸出并沿着远离面板的方向，并且第二表面伸入所述面板的内侧，使得所述微带天线的辐射模式被导向为更多地是进入房间而不是返回墙壁。

16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述设备还包括多个电源插座，该电源插座配置为从所述电源线接收电源并向连接任何所述电源插座的插头提供电源。

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