CN106414888A - 自动控制机动化窗帘的方法 - Google Patents

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Abstract

负载控制系统自动控制通过建筑物的非线性表面的至少一个窗进入建筑物的日光量。负载控制系统包括沿着非线性表面定位的至少两个机动化窗帘，以及系统控制器。控制器被配置为使用非线性表面的至少两个不同的表面角度，计算在后续时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的机动化窗帘的最优位置，使得在时间间隔期间日光渗透距离将不超过最大距离。控制器被配置为使用最优位置来确定两个机动化窗帘在时间间隔期间将被控制所至的受控位置，以及在时间间隔的开始时将每个机动化窗帘自动调整到受控位置。

Description

自动控制机动化窗帘的方法
相关申请交叉引用
本申请要求2013年12月23日提交的题为“METHOD OFAUTOMATICALLY CONTROLLING MOTORIZED WINDOWTREATMENTS”的美国临时专利No.61/919,874的优先权。
技术领域
本公开涉及用于控制空间中的多个电负载和多个机动化窗帘的负载控制系统，更具体地，涉及用于自动控制空间中的一个或多个机动化窗帘以防止工作空间的直接太阳刺眼而同时最小化对居住者的干扰的流程。
背景技术
机动化窗帘，诸如机动化滚轴遮阳帘和布饰，提供了对进入空间的日光量的控制。已经响应于诸如日光传感器和时钟的各种输入而自动控制了一些现有技术的机动化窗帘。但是，现有技术的机动化窗帘的自动控制算法已经导致了机动化窗帘的频繁移动，由此造成对空间的居住者的许多干扰。
一些现有技术的负载控制系统已经自动控制一个或多个机动化窗帘以防止太阳刺眼，而同时最小化了对居住者的干扰。例如，这样的负载控制系统可操作限制在建筑物空间中的日光渗透距离。负载控制系统的系统控制器(例如中央控制器)可以被配置为生成时钟调度，该时钟调度用于控制机动化窗帘以便将日光渗透距离限制至最大渗透距离。系统控制器可包括天文时钟且可以被配置为根据时钟调度控制机动化窗帘以限制空间中的日光渗透距离。
在执行时钟调度之前(例如，在每天开始时或之前)，为防止日光渗透距离超过最大渗透距离，系统控制器可以被配置为分析在建筑物的每个表面上在即将到来的整个一天中太阳的位置，以确定必须将沿着单一表面的机动化窗帘控制在哪个位置。系统控制器可以被配置为构造在一整天中具有多个事件的时钟调度，使得每天期间的运动数目不超过运动的最大数目，以最小化对居住者的干扰。系统控制器可以被配置为使用为防止日光渗透距离超过最大渗透距离而控制机动化窗帘所至的所确定的位置，确定在时钟流程的事件时间在每个表面上控制机动化窗帘所至的位置。在共同转让的2012年10月16日提交的题为“METHOD OF AUTOMATICALLY CONTROLLING AMOTORIZED WINDOW TREATMENT WHILE MINIMIZINGOCCUPANT DISTRACTIONS”的美国专利No.8,288,981中更详细地描述了用于控制机动化窗帘以限制空间中日光渗透距离而同时最小化对居住者的干扰的负载控制系统的示例，在此将其完整公开内容通过援引合并进来。
由于空间中的渗透距离取决于太阳的位置以及表面相对于正北的角度，当执行时钟调度时，系统控制器通常将所有沿着单一表面的机动化窗帘控制在相同位置。但是，可以将在具有不同表面角度的相邻表面上的机动化窗帘控制到不同位置。如果建筑物周长的特征在于表面角度的数量，沿着建筑物周长的机动化窗帘可能各自被控制到不同位置，这可能使得建筑物中的机动化窗帘的美学外观有所减损。此外，一些建筑物具有连续曲线表面，其中，沿着表面定位的机动化窗帘各自被以不同角度布置。因此，需要一种自动控制沿着非线性表面的一个或多个机动化窗帘的方法，以防止日光刺眼，而同时最小化对居住者的干扰并保持沿着表面的相邻机动化窗帘的对准。
发明内容
如本文所述，一种负载控制系统可以自动控制通过建筑物的非线性表面的至少一个窗进入建筑物的空间的日光量，其中，所述非线性表面的特征在于至少两个不同的表面角度。所述负载控制系统可以包括：至少两个机动化窗帘，其沿着所述非线性表面定位，用于控制进入空间的日光量；以及系统控制器，其被配置为向所述机动化窗帘发射用于控制所述机动化窗帘的数字命令。所述控制器可以被配置为使用所述至少两个不同的表面角度，计算在后续时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的所述机动化窗帘的最优位置。所述最优位置可以被计算为，使得在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间，防止日光渗透距离超过所期望的最大日光渗透距离。所述控制器可以被配置为，使用在所述时间间隔期间的多个不同时间的所述最优位置来确定两个机动化窗帘在时间间隔期间将被控制所至的受控位置。所述控制器可以被配置为，在时间间隔的开始时，将每个所述机动化窗帘的位置自动调整到受控位置，以便在时间间隔期间防止日光渗透距离超过所期望的最大日光渗透距离。
例如，所述系统控制器可以被配置为，使用所述至少两个不同的表面角度确定在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的代表性的表面角度，并且使用所述代表性的表面角度计算在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的所述机动化窗帘的最优位置。如果太阳方位角在至少两个表面角度之间，所述代表性的表面角度可以等于计算的在特定时间的太阳的太阳方位角。此外，所述系统控制器可以被配置为，计算分别布置在第一表面角度和第二表面角度上的第一机动化窗帘和第二机动化窗帘中的每个的最优位置，以及在所述时间间隔期间的多个不同时间将时钟调度的受控位置设置为等于第一机动化窗帘和第二机动化窗帘的最优位置中的最低位置。进一步，所述系统控制器可以被配置为，计算在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的多个机动化窗帘中的每个在各自表面角度上的最优位置，以及在所述时间间隔期间的多个不同时间将时钟调度的受控位置设置为等于最优位置中的最低位置。
此外，本文还描述了一种自动控制沿着建筑物的非线性表面定位的至少两个机动化窗帘的方法。所述非线性表面的特征可以在于至少两个不同的表面角度。所述方法包括步骤：(1)使用所述至少两个不同的表面角度计算在后续时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的所述机动化窗帘的最优位置，所述最优位置被计算为，使得在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间，防止日光渗透距离超过所期望的最大日光渗透距离；(2)使用所计算的在所述时间间隔期间的多个不同时间的最优位置来确定两个机动化窗帘在时间间隔期间将被控制所至的受控位置；以及(3)在时间间隔的开始时，将每个所述机动化窗帘的位置自动调整到受控位置，以便在时间间隔期间防止日光渗透距离超过所期望的最大日光渗透距离。
附图说明
图1是示例负载控制系统的简化框图。
图2是具有由负载控制系统的机动化滚轴遮阳帘覆盖的窗的建筑物的空间的示例的简化侧视图。
图3A是图示出日光渗透深度的图2的窗的侧视图。
图3B是当太阳直接入射到窗上时图2的窗的顶视图。
图3C是当太阳不直接入射到窗上时图2的窗的顶视图。
图4是由负载控制系统的系统控制器周期性执行的示例时钟配置流程的简化流程图。
图5是在图4的时钟配置流程期间执行的示例最优阴影位置流程的简化流程图。
图6A-6C示出通过图5的最优阴影位置流程所生成的在一年中不同日子里建筑物不同表面上的机动化滚轴遮阳帘的最优阴影位置的示例曲线图。
图7是在图4的时钟配置流程期间执行的示例时钟事件创建流程的简化流程图。
图8A-8C示出通过图7的时钟事件创建流程所生成的在一年中不同日子里在建筑物的不同表面上的机动化滚轴遮阳帘的受控阴影位置的示例图。
图9是由负载控制系统的系统控制器执行的时钟调度执行流程的简化流程图。
图10是由图1的负载控制系统的系统控制器周期性执行的另一示例时钟配置流程的简化流程图。
图11A-11C是图10的时钟配置流程期间执行的时钟事件创建流程的简化流程图。
图12是在图10的时钟配置流程期间执行的时钟事件优化流程的简化流程图。
图13A-13C示出了通过图11A-11C的时钟事件创建流程和图12的时钟事件优化流程所生成的在一年中不同日子里建筑物的不同表面上的机动化滚轴遮阳帘的受控阴影位置的示例图。
图14是在安装在(例如具有非线性表面的建筑物的)空间中的负载控制系统的示例的简化顶视图
图15是由负载控制系统的系统控制器(例如阴影控制器)周期性执行的示例时钟配置流程的简化流程图。
图16-18示出了负载控制系统的系统控制器(例如阴影控制器)可以周期性执行的示例最优遮阳位置流程的简化流程图。
图19是负载控制系统的系统控制器(例如，阴影控制器)所执行的示例代表性的表面角度确定流程的简化流程图。
具体实施方式
图1是用于控制将电量从交流电(AC)电源(未示出)递送到一个或多个电负载的示例负载控制系统的简单图。负载控制系统100可以包括可操作用于经由有线和/或无线通信链路发射和接收数字消息的系统控制器110(例如，负载控制器或中央控制器)。例如，系统控制器110可以经由有线数字通信链路104耦合到一个或多个有线控制设备。此外，系统控制器110可以被配置为发射和/或接收无线信号，例如射频(RF)信号106，以与一个或多个无线控制设备通信。负载控制系统100可以包括多个控制源设备(例如，可操作用于响应于用户输入、占用/空置状况、测量的光强度变化等等而发射数字消息的输入设备)和多个控制目标设备(例如，可操作用于接收数字消息并响应于接收到的数字消息而控制各自电负载的负载控制设备)。负载控制系统100的单个控制设备可以作为控制源和控制目标设备二者来操作。系统控制器110可以被配置为从控制源设备接收数字消息并且响应于从控制源设备接收到的数字消息而向控制目标设备发射数字消息。
负载控制系统100可以包括负载控制设备，诸如用于控制照明负载122的调光开关120。调光开关120可以适于以标准电插座的形式被安装于墙壁。可替换地，调光开关120可以包括桌面或插入负载控制设备。调光开关120可以包括拨转致动器124(例如按钮)和/或强度调节致动器126(例如摇杆式开关)。拨转致动器124的连续致动可以进行例如关闭和开启照明负载122的拨转。强度调节致动器126的上部或下部的致动可以分别增加或降低递送给照明负载122的电量，由此增加或降低照明负载的强度从最小强度(例如约1％)到最大强度(例如约100％)。调光开光120还可以包括多个可视指示128，例如发光二极管(LED)，其可以布置为线性阵列且可以被点亮以提供对照明负载122的强度的反馈。调光开关120可以被配置为经由RF信号106从系统控制器110接收数字消息以及响应于接收到的数字消息而控制照明负载122。调光开关120还可以被配置为，当调光开关耦合到数字通信链路104时，经由数字通信链路104从系统控制器110接收数字消息。
负载控制系统100可以进一步包括一个或多个位于远程的负载控制设备，诸如用于驱动各自LED光源132(例如LED灯引擎)的发光二极管(LED)驱动130。LED驱动130可以位于远处，例如在各自LED光源132的灯具中。LED驱动130可以被配置为经由数字通信链路104从系统控制器110接收数字消息以及响应于接收到的数字消息而控制各自LED光源132。可替换地，LED驱动130可以耦合到独立的数字通信链路，诸如或数字可寻址照明接口(DALI)通信链路，且负载控制系统100可以进一步包括耦合在数字通信链路104和独立的通信链路之间的数字照明控制器。此外，LED驱动132可以可替换地包括用于发射和/或接收RF信号106的内部RF通信电路或者耦合到外部RF通信电路(例如，安装在灯具之外，诸如安装到天花板上)。负载控制系统100可以进一步包括其他类型的位于远程的负载控制设备，诸如，用于驱动荧光灯的电子调光镇流器。
负载控制系统100可以进一步包括多个日光控制设备，例如诸如机动化滚轴遮阳帘140的机动化窗帘，以控制进入安装了负载控制系统的建筑物的日光量。每个机动化滚轴遮阳帘140可以包括涂覆材料(例如遮阳面料)，其绕着滚轴管缠绕以便升高和降低遮阳面料。每个机动化滚轴遮阳帘140还包括电子驱动单元(EDU)142，其可以位于机动化滚轴遮阳帘的滚轴管内。电子驱动单元142可以耦合到数字通信链路104，以便发射和/或接收数字消息，且可以被配置为响应于经由数字通信链路104从系统控制器110接收到的数字消息而调整窗帘面料的位置。可替换地，每个电子驱动单元142可以包括用于发射和/或接收RF信号106的内部RF通信电路或耦合到外部RF通信电路(例如位于滚轴管外)。此外，负载控制系统100可以包括其他类型的日光控制设备，诸如，蜂窝状遮阳帘(cellular shade)、布帘、罗马帘、软百叶帘、波斯帘、打褶的百叶帘、张力滚轴遮阳帘系统、电致变色或智能窗、或者其他合适的日光控制设备。
负载控制系统100可以包括一个或多个其他类型的负载控制设备，诸如，包括调光电路和白炽灯或卤素灯的旋入式光源；包括镇流器和小型荧光灯的旋入式光源；包括LED驱动和LED光源的旋入式光源；用于开启和关闭电器的电子开关、可控电路断路器、或者其他开关设备；用于控制一个或多个插入式负载的插入式负载控制设备、可控电插座、或者可控电源板；用于控制诸如吊扇或排气扇的电机负载的电机控制单元；用于控制机动化窗帘或投影屏幕的驱动单元；机动化内部或外部百叶窗；用于加热和/或冷却系统的恒温器；用于控制HVAC系统的选点温度的温度控制设备；空调；压缩机；电基板加热器控制器；可控减震器；可变音量控制器；新鲜空气摄入控制器；通风控制器；用于散热器和散热系统中使用的液压阀；湿度控制单元；加湿器；除湿器；热水器；锅炉控制器；水池水泵；冰箱；冷冻机；电视或计算机监视器；视频摄像机；音频系统或放大器；电梯；电源；发电机；诸如电动车充电器的充电器；以及可替换能量控制器。
负载控制系统100可以包括一个或多个输入设备，例如有线键盘设备150、电池供电的遥控设备152、占用传感器154以及日光传感器156。此外，负载控制系统100可以包括一个或多个窗传感器158(例如，阴天或阴影传感器)。有线键盘设备150可以被配置为响应于有线键盘设备150的一个或多个按钮的致动而经由数字通信链路104向系统控制器110发射数字消息。电池供电的遥控设备152、占用传感器154、日光传感器156和/或窗传感器158可以是无线控制设备(例如RF发射机)，其被配置为经由RF信号106向系统控制器110发射数字消息(例如，直接到系统控制器)。例如，电池供电的遥控设备152可以被配置为响应于电池供电的遥控设备的一个或多个按钮的致动而经由RF信号106向系统控制器110发射数字消息。系统控制器110可以被配置为响应于从有线键盘设备150、电池供电的遥控设备152、占用传感器154、日光传感器156和/或窗传感器158接收到数字消息而向负载控制设备(例如，调光开关120、LED驱动130和/或机动化滚轴遮阳帘140)发射一个或多个数字消息。
负载控制系统100可以进一步包括耦合到数字通信链路104且被配置为接收RF信号106的无线适配设备159。无线适配设备159可以被配置为响应于经由RF信号106从无线控制设备之一接收到的数字消息而经由数字通信链路104向系统控制器110发射数字消息。例如，无线适配设备159可以仅重新发射在数字通信链路104上从无线控制设备接收到的数字消息。
占用传感器154可以被配置为检测安装了负载控制系统100的空间中的占用和/或空置状况。占用传感器154可以响应于检测到占用或空置状况而经由RF信号106向系统控制器110发射数字消息。系统控制器110可以各自都被配置为响应于接收到占用命令和空置命令而分别开启和关闭照明负载122和LED光源132中的一个或多个。可替换地，占用传感器154可以作为空置传感器来操作，使得响应于检测到空置状况而关闭照明负载，而不是响应于检测到占用状况而开启照明负载。在共同转让的2011年8月30日授权的题为“RADIO-FREQUENCY LIGHTING CONTROL SYSTEM WITHOCCUPANCY SENSING”的美国专利No.8,009,042；2012年6月12日授权的题为“METHOD AND APPARATUS FOR CONFIGURING AWIRELESS SENSOR”的美国专利No.8,199,010；以及2012年6月24日授权的题为“BATTERY-POWERED OCCUPANCY SENSOR”的美国专利No.8,228,184中更详细地描述了具有占用和空置传感器的RF负载控制系统的示例，这些美国专利的整体公开内容在此通过援引合并进来。
日光传感器156可以被配置为测量安装了负载控制系统的空间中的总光强度。日光传感器156可以经由RF信号106向系统控制器110发射包括测量的光强度的数字消息，以用于响应于测量的光强度而控制照明负载122和LED光源132中的一个或多个的强度。在共同转让的2013年4月2日授权的题为“METHOD OF CALIBRATING ADAYLIGHT SENSOR”的美国专利No.8,410,706；以及2013年5月28日授权的题为“WIRELESS BATTERY-POWERED DAYLIGHTSENSOR”的美国专利No.8,451,116中更详细地描述了具有日光传感器的RF负载控制系统的示例，这些美国专利的整体公开内容在此通过援引合并进来。
此外，负载控制系统100可以包括其他类型的输入设备，诸如温度传感器；湿度传感器；辐射计；压力传感器；烟雾检测器；一氧化碳检测器；空气质量传感器；运动传感器；安全传感器；接近传感器；夹具式传感器；分离传感器；键盘；动能或太阳能供电的遥控器；钥匙链；手机；智能电话；平板电脑；个人数字助理；个人计算机；笔记本；时钟；视听控制；安全设备；功率监控设备(诸如功率计、能量计、效用子仪器、效用比率仪等等)；中央控制发射机；居住、商用或工业用控制器；或者这些输入设备的任何组合。
系统控制器110可以被配置为根据可以存储在系统控制器中的存储器中的时钟调度来控制负载控制设备(例如，调光开关120、LED驱动130和/或机动化滚轴遮阳帘140)。时钟调度可以包括多个时钟事件，每个时钟事件具有事件时间和相应的命令或者预设。系统控制器110可以被配置为跟踪当前时间和日期并且在每个时钟事件的相应事件时间发射适当命令或预设。
系统控制器110可以经由网络通信总线160(例如以太网通信链路)耦合到诸如无线或有线局域网(LAN)的网络，例如以便接入互联网。系统控制器110可以经由网络通信总线160连接到路由器162(或以太网切换器)，以便为控制附加电负载而允许系统控制器110与附加系统控制器通信。可替换地，系统控制器110可以例如使用WiFi技术无线连接到网络。系统控制器110还可以被配置为经由网络与诸如智能电话(例如，智能电话、智能电话或者智能电话)、个人计算机164、笔记本、平板设备(例如，手持计算设备)、支持Wi-Fi或无线通信的电视或任何其他合适的启用互联网协议的设备的一个或多个网络设备通信。网络设备可以操作用于在一个或多个互联网协议分组中向系统控制器110发射数字消息。在共同转让的2013年1月31日公布的题为“LOAD CONTROLDEVICE HAVING INTERNET CONNECTIVITY”的美国专利公布No.2013/0030589中更详细地描述了可操作用于在网络上与网络设备通信的负载控制系统的示例，其整体公开内容在此通过援引合并进来。
可以使用网络设备(例如个人计算机164)来编程且配置负载控制系统100的操作。网络设备可以执行图形用户界面(GUI)配置软件，以允许用户对负载控制系统100将怎样操作进行编程。配置软件可以生成负载控制数据库，其定义了负载控制系统100的操作和/或性能。例如，负载控制数据库可以包括关于负载控制系统的不同负载控制设备(例如，调光开关120、LED驱动130和/或机动化滚轴遮阳帘140)的信息。负载控制数据还可以包括关于负载控制设备和输入设备(例如，有线键盘设备150、电池供电的遥控设备152、占用传感器154、日光传感器156、和/或窗传感器158)之间的关联的信息，以及负载控制设备怎样响应从输入设备接收到的输入的信息。在共同转让的2008年6月24日授权的题为“HANDHELD PROGRAMMER FOR ALIGHTING CONTROL SYSTEM”的美国专利No.7,391,297；2008年4月17日公布的题为“METHOD OF BUILDING A DATABASE OF ALIGHTING CONTROL SYSTEM”的美国专利申请公布No.2008/0092075；以及2014年9月18日公布的题为“COMMISSIONINGLOAD CONTROL SYSTEMS”的美国专利申请公布No.2014/0265568中更详细地描述了负载控制系统的配置流程的示例，这些美国专利的整体公开内容在此通过援引合并进来。
系统控制器110可以被配置为自动控制机动化窗帘(例如，机动化滚轴遮阳帘140)以节省能量和/或改善安装了负载控制系统100的建筑物的居住者的舒适度。例如，系统控制器110可以被配置为响应于时钟调度和/或日光传感器156或窗传感器158自动控制机动化滚轴遮阳帘140。
负载控制系统100可以操作用于控制进入建筑物的空间170(图2)的日光量的日光渗透限制模式，以控制空间170中的日光渗透距离dPEN。具体地，系统控制器110可以操作用于向机动化滚轴遮光140发射数字消息，以限制空间170中的日光渗透距离dPEN至所期望的最大日光渗透距离dMAX。系统控制器100可以包括天文时钟，使得系统控制器能够对于特定位置确定一年的每一天的日出时间tSUNRISE和日落时间tSUNSET。系统控制器110可以向电子驱动单元142发射命令以响应于时钟调度而自动控制机动化滚轴遮阳帘140。可替换地，网络设备(例如，个人计算机164)可以包括天文时钟且可以向机动化滚轴遮阳帘140发射数字消息以控制空间170中的日光渗透距离dPEN。
一个或多个窗传感器158可以安装到空间170中一个或多个窗176(图2)的内面或安装到建筑物的外部。每个窗传感器158可以是电池供电的且可以操作用于向无线适配器设备159发射RF信号106。无线适配器设备159可以操作用于响应于来自窗传感器158的RF信号106，经由数字通信链路104向系统控制器110发射数字消息。窗传感器158每个被配置为测量传感器处的光强度，以及发射包括测量的光强度的数字消息，例如，当光强度的幅度变化了预定量时(例如大约20％)。响应于经由例如无线适配器设备159从窗传感器158接收到的数字消息，系统控制器110可以被配置为启用和/或禁用将在下面更详细描述的日光渗透限制模式。窗传感器158可以位于建筑物周围的不同窗(以及多个传感器接收器模块)，使得负载控制系统100可以在建筑物的某些区域中启用日光渗透限制模式而在其他区域不启用日光渗透限制模式。在共同转让的2014年6月5日公布的题为“METHOD OFCONTROLLING A MOTORIZED WINDOW TREATMENT”的美国专利申请公开No.2014/0156079中更详细地描述了窗传感器的示例，其整个公开内容在此通过援引合并进来。
此外，负载控制系统100可以包括窗传感器对。窗传感器对可以位于建筑物的窗的竖框的相对侧或者位于窗的相对侧。成对的窗传感器的两个传感器中的每个可以看上去类似于图1中所示的日光传感器156，并且可以具有指向窗外的镜头。系统控制器110可以响应于每对传感器的两个传感器的测量的光强度，好比传感器对是单个窗传感器158一样。例如，系统控制器110可以增加每对传感器的两个传感器的测量的光强度，并且可以响应于每对传感器的两个传感器的测量的光强度之和来启用和禁用日光渗透限制模型。
图2是图示说明受机动化滚轴遮阳帘140控制的日光渗透距离dPEN的空间170的示例的简化侧视图。如图2中所示，建筑物包括表面174(例如四面的矩形建筑物的一面)，其具有窗176允许日光进入空间的窗176。空间170还包括工作面，例如桌178，其具有高hWORK。如图2中所示，窗传感器158可以安装到窗176的内面。机动化滚轴遮阳帘140安装在窗176上且包括滚轴管182，滚轴管周围缠绕了遮阳布料180。遮阳布料180可以在遮阳布料的下边缘具有底边条184。电子驱动单元142可以旋转滚轴管182以在全开位置PFO(例如，窗176不被覆盖)和全关闭位置PFC(例如，窗176完全被覆盖)之间移动遮阳布料180。进而，电子驱动单元142可以控制遮阳布料180的位置至全开位置PFO和全闭位置PFC之间的多个预设位置之一。
日光渗透距离dPEN是从所在的窗176和/或表面174到直接日光照射到屋里的距离。日光渗透距离dPEN是窗口176的高度hWIN和表面174相对于正北(例如零度的表面角度)的角度φF，以及定义了太阳在天空中位置的太阳高度角θS和太阳方位角φS的函数。太阳高度角θS和太阳方位角φS是当前日期和时间，以及空间170所在建筑物的位置(例如经纬度)的函数。太阳高度角θS可以是在建筑物位置处指向太阳的线和指向地平面的线之间的角度。太阳高度角θS也可以被认为是太阳的射线在水平面上的入射角度。太阳方位角φS是由从观察者到正北的线和从观察者到投射在地面上的太阳的线形成的角度。当太阳高度角θS小时(例如日出和日落前后)，太阳位置上的小的变化可能导致日光渗透距离dPEN的幅度的相对较大变化。
可以通过考虑由最深渗透光线的长度l(平行于光线的路径)、窗176的高度hWIN与桌子178的的高度hWORK之差、以及如图3A中窗176的侧视图中所示的桌子和表面174的墙壁之间的距离(例如，日光渗透距离dPEN)所形成的三角形来确定直接日光在空间170的桌子178上的日光渗透距离dPEN(可以垂直于窗176的表面而测量)，例如：
tan(θS)＝(hWIN-hWORK)/l， (公式1)
其中，θS是对于建筑物的给定位置(例如经纬度)在给定日期和时间的太阳的太阳高度角。
如果太阳直接入射到窗176，太阳方位角φS和表面角度φF(例如，相对于正北)是相等的，如图3B中窗176的顶视图所示。因此，日光渗透距离dPEN可以等于最深渗透光线的长度l。但是，如果表面角度φF不等于太阳方位角φS，则日光渗透距离dPEN是表面角度φF和太阳方位角φS之差的余弦的函数，例如，如图3C中窗176的顶视图所示：
dPEN＝l·cos(|φF-φS|)， (公式2)
如前所提及的，太阳高度角θS和太阳方位角φS定义了太阳在天空中的位置且是空间170所在的建筑物的位置(经纬度)以及当前日期和时间的函数。下面的公式可以用来近似太阳高度角θS和太阳方位角φS。时间的公式主要定义了如日晷所给出的时间差和如时钟所给出的时间差。这个差是由于地球旋转轴的倾斜而导致。可以通过以下公式来近似时间的公式：
E＝9.87·sin(2B)-7.53·cos(B)-1.5·sin(B)， (公式3)
其中，B＝[360°·(NDAY-81)]/364，NDAY是一年中的当前日数(例如，对于1月1日NDAY等于1；对于1月2日NDAY等于2，等等)。
太阳倾斜δ是太阳射线到地球赤道平面上的入射角度。如果忽略绕太阳的地球轨道的偏心率且该轨道被假定为圆形，通过以下公式给出太阳倾斜度：
δ＝23.45°·sin[360°/365·(NDAY+284)]. (公式4)
太阳小时角H是子午面和由地球轴和太阳当前位置所形成平面之间的角度，例如：
H(t)＝{1/4·[t+E-(4·λ)+(60·tTZ)]}-180°， (公式5)
其中，t是当前的一天中本地时间，λ是本地经度，且tTZ是本地时间t和格林威治时间(GMT)之间的时区差(例如单位为小时)。例如，美国东部标准时(EST)区的时区差tTZ为-5。可以根据建筑物的当前经度λ和纬度Φ来确定时区差tTZ。对于给定太阳小时角H，可以通过对于时间t解公式5来确定本地时间，例如：
t＝720+4·(H+λ)-(60·tTZ)-E. (公式6)
当太阳小时角H等于零时，太阳处于天空中的最高点，其也被称为“太阳正午”时间tSN，例如：
tSN＝720+(4·λ)-(60·tTZ)-E. (公式7)
负太阳小时角H指示了太阳在子午面的东边(例如上午)，而正太阳小时角H指示了太阳在子午面的西边(例如，下午或晚上)。
可以使用以下公式来计算作为当前本地时间t的函数的太阳高度角θS：
(公式8)
其中，Φ是本地纬度。作为当前本地时间t的的函数的太阳方位角φS可以使用以下公式来计算：
φS(t)＝180°·C(t)·cos-1[X(t)/cos(θS(t))]， (公式9)
其中
X(t)＝[cos(H(t))·cos(δ)·sin(φ)-sin(δ)·cos(φ)]， (公式10)
且如果当前本地时间t小于或等于太阳正午时间tSN则C(t)等于-1，或者如果当前本地时间t大于太阳正午时间tS则C(t)等于1。还可以按照独立于太阳高度角θS来表示太阳方位角φS，例如：
φS(t)＝tan-1[-sin(H(t))·cos(δ)/Y(t)]， (公式11)
其中
Y(t)＝[sin(δ)·cos(φ)-cos(δ)·sin(φ)·cos(H(t))]. (公式12)
因此，太阳高度角θS和太阳方位角φS是本地经度λ和纬度Φ以及当前本地时间t和日期(例如当前日数NDAY)的函数。使用公式1和2，可以根据窗176的高度hWIN、桌178的高度hWORK、太阳高度角θS、和太阳方位角φS来表示日光渗透距离。
如前所提及的，系统控制器110可以操作于控制机动化滚轴遮阳帘140的日光渗透限制模式，以限制日光渗透距离dPEN小于所期望的最大日光渗透距离dMAX。例如，日光渗透距离dPEN可以被限制为使得日光不直接照射桌178以防止太阳在桌子上发出强光。所期望的最大日光渗透距离dMAX可以使用网络设备(例如个人计算机164)的GUI软件来输入且可以存储在系统控制器110的存储器中。此外，用户还可以使用网络设备的GUI软件来输入当前日期和时间、当前时区、建筑物的本地经度λ和纬度Φ、建筑物的每个表面174的表面角度φF、建筑物的空间170中的窗176的高度hWIN、以及建筑物空间中的工作空间(例如桌178)的高度hWORK。这些操作特性(或者这些操作特性的子集)还可以存储在系统控制器110的存储器中。进一步，机动化滚轴遮阳帘140可以被控制为使得对空间170的居住者的打扰(例如，由于机动化滚轴遮阳帘140的移动)被最小化。
负载控制系统110的系统控制器110可以操作用于生成时钟调度，其定义了对建筑物的每个表面174的机动化滚轴遮阳帘140的所期望的操作以限制空间170中的日光渗透距离dPEN。例如，系统控制器110可以每天一次在午夜生成用来限制下一天的空间170中的日光渗透距离dPEN的后续时钟调度。系统控制器110可以被操作用于响应于所期望的最大日光渗透距离dMAX而计算下一天的多个时间的机动化滚轴遮阳帘140的最优遮阳位置。系统控制器110随后可操作用于使用所计算的最优遮阳位置以及用户所选择的在遮阳帘移动之间的最小时间段TMIN和/或每天遮阳帘移动的最小数目NMN来生成下一天的时钟调度。
可能存在于任何两个连续的机动化滚轴遮阳帘的移动之间的最小时间段TMIN和/或每天遮阳帘移动的最小数目NMN可以使用网络设备的GUI软件来输入且可以存储在系统控制器110的存储器中。对于建筑物中的不同区域和/或不同组的机动化滚轴遮阳帘140，用户可以选择用于所期望的最大日光渗透距离dMAX、可能存在于任何两个连续的机动化滚轴遮阳帘的移动之间的最小时间段TMIN、和/或每天遮阳帘移动的最小数目NMN的不同的值。换句话说，可以对建筑物中的不同区域和/或不同组的机动化滚轴遮阳帘140(例如，建筑物的不同表面174)执行不同的时钟调度。
图4是可以由负载控制系统的系统控制器(例如负载控制系统100的系统控制器110)周期性执行以生成定义了对建筑物的每个表面(例如每个线性表面)的机动化窗帘(例如机动化滚轴遮阳帘140)的所期望操作的时钟调度的示例时钟配置流程200的简化流程图。例如，时钟配置流程200可以每天在午夜执行一次以生成用于建筑物中一个或多个区域的时钟调度。时钟调度可以在当前一天的开始时间tSTART和结束时间tEND之间执行。在时钟配置流程200期间，系统控制器可以对于当前一天的开始时间tSTART和结束时间tEND之间的每个间隔(例如分钟)执行最优遮阳位置流程300(如图5中所示)，该最优遮阳位置流程300用于响应于所期望的最大日光渗透距离dMAX而确定机动化滚轴遮阳帘的最优遮阳位置POPT(t)。系统控制器随后可以执行时钟事件创建流程400(图7中所示)，以响应于最优遮阳位置POPT(t)和用户所选择的遮阳帘移动之间的最小时间段TMIN而生成时间调度的事件。
时钟调度可以被分成多个连续时间间隔，每个具有等于遮阳帘移动之间的最小时间段TMIN的长度。系统控制器可以考虑每个时间间隔并确定机动化滚轴遮阳帘应该被控制所至的位置，以便防止在各个时间间隔期间日光渗透距离dPEN超过所期望的最大日光渗透距离dMAX。系统控制器可以创建时钟调度中的事件，每个具有等于各自时间间隔的开始的事件时间，以及等于机动化滚轴遮阳帘应该被控制所至的确定位置的相应的位置，以便防止日光渗透距离dPEN超过所期望的最大日光渗透距离dMAX。但是，当特定时间间隔的确定位置等于之前时间间隔的确定位置时(如下面将更详细描述的)，系统控制器可以不创建时钟事件。因此，时钟调度的事件时间可以由用户所选择的遮阳帘移动之间的最小时间段TMIN的倍数来分隔开。
图5是最优遮阳位置流程300的简化流程图，其可以由系统控制器来执行，以对时钟调度的开始时间tSTART和结束时间tEND之间的每个间隔(例如分钟)生成最优遮阳位置POPT(t)，使得日光渗透距离dPEN可以不超过所期望的最大日光渗透距离dMAX。在步骤310，系统控制器可以检索当前一天的时钟调度的开始时间tSTART和结束时间tEND。例如，系统控制器可以使用天文时钟来设置开始时间tSTART等于当前一天的日出时间tSUNRISE，结束时间tEND等于当前一天的日落时间tSUNSET。可替换地，开始和结束时间tSTART、tEND可以被设置为任意时间，例如分别是上午6点和下午6点。
接下来，在步骤312，系统控制器可以设置变量时间tVAR等于开始时间tSTART，且确定在变量时间tVAR计算最优遮阳位置POPT(t)时将使用的变量时间tVAR的最坏情况表面角度φF-WC。具体地，在步骤313，如果太阳方位角φS在固定表面角度φF的表面角度容差φTOL(例如大约3°)之内(例如如果φF-φTOL≤φS≤φF+φTOL)，在步骤314，系统控制器可以设置最坏情况表面角度φF-WC等于该表面的太阳方位角φS。在步骤313，如果太阳方位角φS不在表面角度φF的表面角度容差φTOL之内，则在步骤315，系统控制器可以随后确定表面角度φF加表面角度容差φTOL是否比表面角度φF减表面角度容差φTOL更接近太阳方位角φS。如果是，则在步骤316，系统控制器可以设置最坏情况表面角度φF-WC等于表面角度φS加表面角度容差φTOL。如果在步骤315，表面角度φF加表面角度容差φTOL不比表面角度φF减表面角度容差φTOL更接近太阳方位角φS，则在步骤318系统控制器可以设置最坏情况表面角度φF-WC等于表面角度φS减表面角度容差φTOL。
在步骤320，系统控制器可以使用以上示出的公式1-12以及最坏情况表面角度φF-WC来计算在变量时间tVAR可以使用的最优遮阳位置POPT(tVAR)，以便将日光渗透距离dPEN限制到所期望的最大日光渗透距离dMAX。在步骤322，系统控制器可以在存储器中存储在步骤320中确定的最优遮阳位置POPT(tVAR)。如果在步骤324，变量时间tVAR不等于结束时间tEND，则系统控制器可以在步骤326将变量时间tVAR递增一个间隔(例如分钟)并且在步骤320为下一个变量时间tVAR确定最坏情况表面角度φF-WC和最优遮阳位置POPT(tVAR)。当在步骤324，变量时间tVAR等于结束时间tEND时，最优遮阳位置流程300可以退出。
系统控制器可以使用最优遮阳位置流程300生成时钟调度的开始时间tSTART和结束时间tEND之间的最优遮阳位置POPT(t)。图6A示出了在1月1日建筑物的线性朝西表面上的机动化滚轴遮阳帘的最优遮阳位置POPT(t)的示例曲线，其中，建筑物位于经度λ为大约75°W，纬度Φ为大约40°N。图6B示出了在6月1日相同建筑物的线性朝北表面上的机动化滚轴遮阳帘的最优遮阳位置POPT2(t)的示例曲线。图6C示出了在4月1日相同建筑物的线性朝南表面上的机动化滚轴遮阳帘的最优遮阳位置POPT3(t)的示例曲线。
图7是时钟事件创建流程400的简化流程图，其可以由系统控制器执行以便生成时钟调度的事件。由于时钟调度可以被分成多个连续时间间隔，可以通过可由用户选择的遮阳帘移动之间的最小时间段TMIN的倍数来分隔在开始时间tSTART和结束时间tEND之间的时钟调度的时钟事件。在时钟事件创建流程400期间，系统控制器可以生成受控遮阳位置PCNTL(t)，其可以包括多个离散事件，例如调试在特定事件时间的机动化滚轴遮阳帘的位置的改变。系统控制器可以使用来自最优遮阳位置流程300的最优遮阳位置POPT(t)以正确确定时钟调度的事件的受控遮阳位置PCNTL(t)。得到的时钟调度可以包括多个事件，其每个的特征可以是事件时间和相应的预设遮阳位置。可以由作为最小时间段TMIN的倍数的时间段来分隔开时钟事件。在时钟调度的执行期间，例如在开始时间tSTART和结束时间tEND之间，系统控制器可以使用受控遮阳位置PCNTL(t)来调整机动化滚轴遮阳帘的位置。在结束时间tEND，系统控制器可将机动化滚轴遮阳帘的位置控制到夜间位置PNIGHT(例如，全封闭的位置PFC)。
图8A示出了在图4的时钟配置流程200期间确定的1月1日建筑物的线性朝西表面上的机动化滚轴遮阳帘的受控遮阳位置PCNTL(t)的示例曲线。图8B示出了在图4的时钟配置流程200期间确定的6月1日建筑物的线性朝北表面上的机动化滚轴遮阳帘的受控遮阳位置PCNTL2(t)的示例曲线。图8C示出了在图4的时钟配置流程200期间确定的4月1日建筑物的线性朝南表面上的机动化滚轴遮阳帘的受控遮阳位置PCNTL3(t)的示例曲线。
系统控制器可以检查在时钟调度的每个时间间隔期间(例如在两个连续时钟事件之间的时间段)的最优遮阳位置POPT(t)的值以确定每个时间间隔期间的最低遮阳位置PLOW。在时钟事件创建流程400期间，系统控制器可以使用两个变量时间tV1、tV2来定义系统控制器当前正检查的时间间隔的端点。系统控制器可以使用变量时间tV1、tV2来顺序单步调试可以由最小时间段TMIN分隔开的时钟调度的事件。系统控制器可以设置时钟事件的事件时间等于各个时间间隔的开始(例如第一变量时间tV1)，且在各个时间间隔期间，时钟事件的受控遮阳位置PCNTL(t)等于最低遮阳位置PLOW。
参看图7，系统控制器可以在步骤410设置第一变量时间tV1等于时钟调度的开始时间tSTART。系统控制器还可以在步骤410初始化之前的遮阳位置PPREV为晚间位置PNIGHT。在步骤412，对于当前时钟事件，如果在结束时间tEND之前有足够的剩余时间(例如如果第一变量时间tV1加最小时间段TMIN不大于结束时间tEND)，则系统控制器可以在步骤414确定在当前时钟事件之后是否有足够的时间以用于时钟调度中的另一时钟事件。如果在步骤414，第一变量时间tV1加两倍的最小时间段TMIN不大于结束时间tEND，则系统控制器可以在步骤416设置第二变量时间tV2等于第一变量时间tV1加最小时间段TMIN，使得系统控制器随后可以检查第一变量时间tV1和第二变量时间tV2之间的时间间隔。如果在步骤414第一变量时间tV1加两倍的最小时间段TMIN大于结束时间，则系统控制器可以在步骤418设置第二变量时间tV2等于结束时间tEND，使得系统控制器可以随后检查第一变量时间tV1和结束时间tEND之间的时间间隔。
在步骤420，系统控制器可以确定当前时间间隔期间(例如在步骤416和418中确定的第一变量时间tV1和第二变量时间tV2之间)最优遮阳位置POPT(t)的最低遮阳位置PLOW。如果在步骤422，前一遮阳位置PPREV不等于当前时间间隔期间(在步骤420所确定)的最低遮阳位置，则系统控制器可以在步骤424设置第一变量时间tV1的受控位置PCNTL(tV1)等于当前时间间隔期间的最优遮阳位置POPT(t)的最低遮阳位置PLOW。系统控制器随后可以在步骤426将具有事件时间tV1和相应的受控位置PCNTL(tV1)的时钟事件存储在存储器中，以及在步骤428设置前一遮阳位置PPREV等于所确定的受控位置PCNTL(tV1)。如果在步骤422，前一遮阳位置PPREV等于当前时间间隔期间的最低遮阳位置PLOW，则系统控制器可以不在第一变量时间tV1创建时钟事件。系统控制器可以随后在步骤430通过设置第一变量时间tV1等于第二变量时间tV2来开始检查下一时间间隔。时钟事件创建流程400循环，使得系统控制器可以在步骤412确定对于当前时钟事件在结束时间tEND之前是否存在足够的剩余时间。如果在步骤412第一变量时间tV1加最小时间段TMIN大于结束时间tEND，则系统控制器可以在步骤432启用时钟调度且时钟事件创建流程400可以退出。
图9是时钟调度执行流程500的简化流程图，其可以由系统控制器周期性地执行，例如时钟调度的开始时间tSTART和结束时间tEND之间的每分钟。由于对于由每个系统控制器控制的机动化滚轴遮阳帘可以存在多个时钟调度，每个系统控制器可以多次执行时钟调度执行流程500，例如，每时钟调度一次。在时钟调度执行流程500期间，系统控制器可以将机动化滚轴遮阳帘的位置调整到在时钟事件创建流程400中所确定的受控位置PCNTL(t)。
在一些情况中，当系统控制器将机动化滚轴遮阳帘控制到全开位置PFO时(例如，当不存在入射到表面上的直接日光时)，进入空间的日光量可能对于空间的用户来说是不可接受的。因此，系统控制器可以被配置为将建筑物的表面的一个或多个空间的机动化滚轴遮阳帘的开口限制位置设置为遮阳板位置PVISOR，其可以比全开位置PFO更低，但可以等于全开位置。因此，遮阳板位置PVISOR可以定义机动化滚轴遮阳帘在时钟调度期间可以被控制所至的最高位置。遮阳板位置PVISOR的位置可以使用网络设备的GUI软件来输入。此外，可以使用网络设备的GUI软件来启用和禁用用于建筑物的每个空间或表面的遮阳板位置PVISOR。由于建筑物的两个相邻窗可能具有不同高度，可以使用GUI软件来编程两个窗的遮阳板位置PVISOR，使得覆盖相邻窗的遮阳面料的底边条在机动化滚轴遮阳帘被控制到遮阳板位置PVISOR时对齐。
参看图9，如果时钟调度在步骤510被启用，则系统控制器可以在步骤512根据时钟调度确定下一时钟事件的时间tNEXT。如果在步骤514当前时间tPRES等于下一事件时间tNEXT，且在步骤516下一事件时间tNEXT的受控位置PCNTL(tNEXT)大于或等于遮阳板位置PVISOR，则系统控制器可以在步骤518将机动化滚轴遮阳帘的位置调整到下一事件时间tNEXT的遮阳板位置PVISOR。否则，系统控制器可以在步骤520将机动化滚轴遮阳帘的位置调整到下一事件时间tNEXT的受控位置PCNTL(tNEXT)。在步骤518、520调整机动化滚轴遮阳帘的位置之后，在步骤514确定对于当前时间没有时钟事件之后，或者在步骤510确定时钟调度没有被启用之后，系统控制器可以在步骤524对于当前时间是否等于时钟调度的结束时间tEND进行判断。如果否，则时钟调度执行流程500可以简单退出。如果在步骤524当前时间等于时钟调度的结束时间tEND，则在时钟调度执行流程500可以退出之前，系统控制器可以在步骤526将机动化滚轴遮阳帘控制到夜间位置PNIGHT且在步骤528中禁用时钟调度。
因此，系统控制器可以通过在由用户指定的遮阳帘移动之间的最小时间段TMIN的倍数来分隔开的时间调整机动化滚轴遮阳帘，控制机动化滚轴遮阳帘以限制日光渗透距离dPEN，同时最小化对居住者的干扰。由于在这些指定时间(例如在用户指定的最小时间段TMIN的倍数)建筑物中机动化滚轴遮阳帘的位置可以各自被调整，因此在时钟调度期间机动化滚轴遮阳帘可以各自在相同时间移动，从而最小化了对居住者的干扰。即使对位于不同表面的相邻机动化滚轴遮阳帘的调整(例如，在角落的办公室)也可以在相同时间移动(例如在用户指定的最小时间段TMIN的倍数)。如果遮阳帘移动之间的最小时间段TMIN被选择为逻辑时间段(例如1小时)，则建筑物的用户可以知道何时期待机动化滚轴遮阳帘的移动，以及因此可以相比较于随机事件发生的遮阳帘移动而言不会被遮阳帘移动所干扰。可替换地，网络设备的GUI软件可以允许用户选择时钟事件的指定事件时间(同时确保在连续时钟事件之间存在最小时间段TMIN)，以便使时钟调度符合预先确定的时间调度。例如，时钟调度的事件时间可以根据在学校建筑物的课程表来选择，使得机动化滚轴遮阳帘可以在课程表的时段之间移动。
由于图4中所示的时钟配置流程200使用少量的输入以便自动生成时钟调度，可以使用网络设备的GUI软件容易且快速地重配置机动化滚轴遮阳帘的操作。由于在负载控制系统100的安装和配置之后，建筑物的本地经度λ和纬度Φ、建筑物的指定表面的表面角度φF、指定空间中的窗的高度hWIN、和/或建筑物的指定空间中的桌的高度hWORK通常将不会变化，用户可以只调整所期望的最大日光渗透距离dMAX和/或遮阳帘移动之间的最小时间段TMIN，以调整用户所占据的空间中的机动化窗遮阳帘的操作。网络设备的GUI软件提供屏幕，以允许调整所期望的最大日光渗透距离dMAX和/或遮阳帘移动之间的最小时间段TMIN。在调整所期望的最大日光渗透距离dMAX和/或遮阳帘移动之间的最小时间段TMIN之后，网络设备可以向系统控制器110发射更新的操作特性，且系统控制器可以各自使用时钟配置流程200来生成后续时钟调度并立即开始基于后续时钟调度的操作。用户可以在多天的过程中重复调整所期望的最大日光渗透距离dMAX和/或遮阳帘移动之间的最小时间段TMIN(例如使用迭代处理)，以便实现空间中机动化滚轴遮阳帘140的所期望操作。
机动化滚轴遮阳帘140可以被控制为，使得建筑物的表面174之一上的每个机动化滚轴遮阳帘的底边条184(图2)可以在时钟调度期间的每个时间对齐(例如，位于几乎相同的垂直位置)。由于表面上的每个机动化滚轴遮阳帘140在同时调整，系统控制器可以在指定事件时间为表面上的每个机动化滚轴遮阳帘计算相同的受控位置PCNRL(t)(假设每个机动化滚轴遮阳帘被控制为将日光渗透距离dPEN限制到相同的所期望的最大日光渗透距离dMAX)。因此，表面上的机动化滚轴遮阳帘140的边缘184可以无论表面的窗的大小、形状和高度上的差异如何而对齐。
图10是另一示例时钟配置流程600的简化流程图，其可以由负载控制系统的系统控制器(例如，负载控制系统100的系统控制器110)周期性地执行，以生成定义了建筑物的每个表面的机动化窗帘(例如，机动化滚轴遮阳帘140)的所期望操作的时钟调度。在图10的时钟配置流程600期间，系统控制器响应于可能在当前一天期间发生的机动化滚轴遮阳帘140的移动的最大数目NMAX，以及响应于可能存在于机动化滚轴遮阳帘的任何两个连续移动之间的最小时间段TMIN，来生成时钟调度。时钟调度可以提供对机动化滚轴遮阳帘140的控制，以限制日光渗透距离dPEN小于所期望的最大日光渗透距离dMAX。
所期望的最大日光渗透距离dMAX、滚轴遮阳帘移动的最大数目NMAX、以及遮阳帘移动之间的最小时间段TMIN可以存储在系统控制器中的存储器中并且可以由用户使用网络设备的GUI软件来输入。例如，滚轴遮阳帘移动的最大数目NMAX可以具有近似3的最小值。因此，用户可以能够控制滚轴遮阳帘移动的最大数目NMAX以及遮阳帘移动之间的最小时间段TMIN，以便最小化由于滚轴遮阳帘移动而造成的对空间中的居住者的干扰。对于建筑物中的不同区域和不同组的机动化滚轴遮阳帘140，用户可以选择用于所期望的最大日光渗透距离dMAX、滚轴遮阳帘移动的最大数目NMAX、以及遮阳帘移动之间的最小时间段TMIN的不同的值。
在时钟配置流程600期间，系统控制器可以首先对于当前一天的开始时间tSTART和结束时间tEND之间的每个间隔(例如分钟)，执行最优遮阳位置处理流程300，该最优遮阳位置处理流程300用于响应于所期望的最大日光渗透距离dMAX而确定机动化滚轴遮阳帘140的最优遮阳位置POPT(t)(如上结合图5所述)。系统控制器随后可以执行时钟事件创建流程700(如图11A-11C中所示)以响应于最优遮阳位置POPT(t)、滚轴遮阳帘移动的最大数目NMAX、以及遮阳帘移动之间的最小时间段TMIN而生成时钟调度的事件。参见图6A-6C，最优遮阳位置POPT1(t)、POPT2(t)、POPT3(t)的曲线可以各自包括不同数目的“平坦区域”350和“移动区域”355。平坦区域被定义为至少在最小时间段TMIN内无位置变化的最优遮阳位置POPT(t)的曲线的一部分。移动区域被定义为在此期间位置会变化(例如在两个平坦区域350之间)的最优遮阳位置POPT(t)的曲线的一部分。系统控制器可以分析最优遮阳位置POPT1(t)、POPT2(t)、POPT3(t)的曲线的平坦区域和移动区域以便确定时钟调度的事件时间。在时钟事件创建流程700期间，系统控制器可以生成受控遮阳位置PCNTL(t)，其可以包括在特定事件时间的机动化滚轴遮阳帘的多个离散位置变化。
回来参看图10，系统控制器可以通过执行时钟事件优化流程800来结束时钟配置流程600，时钟事件优化流程800通过消除不必要的时钟事件优化了时钟调度的操作。得到的时钟调度的事件可以发生在开始时间tSTART和结束时间tEND之间的任何时间，只要两个连续事件不发生在最小时间段TMIN内且时钟事件的数目不超过滚轴遮阳帘移动的最大数目NMAX。得到的时钟调度的受控遮阳位置PCNTL(t)可以被系统控制器用于在时钟调度执行流程500期间调整机动化滚轴遮阳帘的位置(如图9中所示)。
图13示出了在图10的时钟配置流程600期间确定的1月1日建筑物的西表面上的机动化滚轴遮阳帘的受控遮阳位置PCNTL4(t)的示例曲线。图13B示出了在图10的时钟配置流程600期间确定的6月1日建筑物的北表面上的机动化滚轴遮阳帘的受控遮阳位置PCNTL5(t)的示例曲线。图13C示出了在图10的时钟配置流程600期间确定的4月1日建筑物的南表面上的机动化滚轴遮阳帘的受控遮阳位置PCNTL6(t)的示例曲线。
图11A-11C是时钟事件创建流程700的简化流程图，其可以由系统控制器执行以便在图10中所示的时钟配置流程600期间生成时钟调度的事件。系统控制器可以在步骤710设置变量N等于滚轴遮阳帘移动的最大数目NMAX。系统控制器可以使用变量N来跟踪在不超过最大数目NMAX的情况下可以生成多少时钟事件。系统控制器可以在步骤712确定开始时间tSTART和结束时间tEND之间的最优遮阳位置POPT(t)的平坦区域的数目NFR，然后在每个平坦区域的开始生成时钟事件。系统控制器可以在步骤716确定第一平坦区域的开始时间tFR1和结束时间tFR2并且在步骤718确定与第一平坦区域相关联的恒定遮阳位置PFR之前，在步骤714通过考虑第一平坦区域而开始。在步骤720，如果第一平坦区域在开始时间tSTART之后不小于最小时间段TMIN处开始(例如，如果tFR1-tSTART≥TMIN)，则系统控制器可以在步骤722生成在平坦区域的开始处的事件。具体地，系统控制器可以在步骤722设置第一平坦区域的开始时间tFR1的受控遮阳位置PCNTL(tFR1)等于开始时间tFR1的最优遮阳位置POPT(tFR1)，且在步骤724将变量N递减1(例如，如图13C中时间tE1所示)。
在步骤720，如果第一平坦域在开始时间tSTART之后小于最小时间段TMIN处开始(例如，如果tFR1-tSTART＜TMIN)，则系统控制器可以在步骤726确定时钟调度的开始时间tSTART与平坦区域的开始时间tFR1之间最优遮阳位置POPT(tSTART)的最低遮阳位置PLOW。在步骤728，如果最低遮阳位置PLOW不等于平坦区域的恒定遮阳位置PFR(例如，如果最优遮阳位置POPT(t)的曲线在开始时间tSTART向下移动)，则系统控制器可以在步骤730设置时钟调度的开始时间tSTART的受控遮阳位置PCNTL(tSTART)等于平坦域的恒定遮阳位置PFR且在步骤732将变量N递减1。在步骤728，如果最低遮阳位置PLOW等于平坦区域的恒定遮阳位置PFR(例如，如果最优遮阳位置POPT(t)的曲线在开始时间tSTART向上移动)，则系统控制器可以在步骤734设置时钟调度的开始时间tSTART的受控遮阳位置PCNTL(tSTART)等于最低遮阳位置PLOW。在步骤735，如果当前平坦区域太小而不能在平坦区域的结束时间tFR2之前创建另一时钟事件(例如，如果tFR2＜tSTART+2·TMIN)，则系统控制器可以在步骤724仅将变量N递减1。
但是，在步骤735，如果当前平坦区域长得足以在平坦区域的结束时间tFR2之前创建另一时钟事件(例如，如果tFR2≥tSTART+2·TMIN)，则系统控制器可以在步骤736设置开始时间tSTART之后最小时间段TMIN(例如tSTART+TMIN)的受控遮阳位置PCNTL(tSTART+TMIN)等于平坦区域的恒定遮阳位置PFR，且在步骤738将变量N递减2。在步骤722、730、734、736生成时钟事件之后，系统控制器可以在步骤740确定是否存在待考虑的更多平坦区域。如果有，则系统控制器可以在步骤716确定下一平坦区域的开始时间tFR1，在步骤718确定与下一平坦区域相关联的恒定遮阳位置PFR，以及在步骤722、730、734、736生成适当时钟事件之前，在步骤742考虑下一平坦区域。
参看图11B，如果在步骤740没有更多平坦区域要考虑，且在步骤744变量N等于零(例如，目前为止生成的事件的数目等于滚轴遮阳帘移动的最大数目NMAX)，则系统控制器可以确定在移动区域期间是否应该存在一个或多个时钟事件(而不是在步骤722、730、734、736为平坦区域所创建的那些时钟事件)。具体地，系统控制器可以在步骤746考虑第一下降移动区域(例如，机动化滚轴遮阳帘的位置向0％移动的移动区域)，并且在步骤748确定第一下降移动区域的开始时间tMR1和结束时间tMR2。接下来，系统控制器可以在步骤750确定在当前下降移动区域期间(例如，在时间tMR1和时间tMR2之间)的最优遮阳位置POPT(t)的最低遮阳位置PLOW。在步骤752，系统控制器可以随后设置当前移动区域的开始时间tMR1的受控遮阳位置PCNTL(tMR1)等于在步骤750中确定的当前下降移动区域期间的最优遮阳位置POPT(t)的最低遮阳位置PLOW(例如，如图13A中的时间tE6所示)。在步骤754，如果存在待考虑的更多下降移动区域，则系统控制器可以在步骤756考虑下一下降移动区域，且时钟事件创建流程700可以循环，以为下一下降移动区域创建时钟事件。在步骤754，如果不存在待考虑的更多下降移动区域，则时钟事件创建流程700可以退出。
参看图11C，在步骤744，如果变量N不等于零(例如，目前为止生成的事件的数目大于滚轴遮阳帘移动的最大数目NMAX)，则系统控制器可以生成最优遮阳位置POPT(t)的移动区域期间的时钟事件。在步骤760，系统控制器可以计算移动区域的总合并长度TTOTAL。接下来，系统控制器可以确定用户选择的滚轴遮阳帘移动的最大数目NMAX或者用户选择的遮阳帘移动之间的最小时间段TMIN是否是用于确定可能存在于移动区域期间的时钟调度事件之间的移动时间TMOVE的限制性因素(例如，如图13B中所示)。具体地，在步骤762，如果移动区域的总合并长度TTOTAL除以变量N(例如，剩余可能的遮阳帘移动的数目)小于最小时间段TMIN，则最小时间段TMIN可以是限制性因素且因此系统控制器可以在步骤764设置移动时间TMOVE等于最小时间段TMIN。在步骤762，如果移动区域的总合并长度TTOTAL除以变量N不小于最小时间段TMIN，则剩余可能的遮阳帘移动的数目(例如变量N)可以是限制性因素且因此系统控制器可以在步骤766设置移动时间TMOVE等于移动区域的总合并长度TTOTAL除以变量N。
接下来，系统控制器可以生成最优遮阳位置POPT(t)的移动区域期间的时钟事件。系统控制器可以在步骤768考虑第一移动区域，在步骤770确定第一移动区域的开始时间tMR1和结束时间tMR2，以及在步骤772设置变量m为零。在步骤774，系统控制器可以考虑开始于时间tS1且结束于时间tS2的时间分段，如下定义：
tS1＝tMR1+m·TMOVE； (公式13)
tS2＝tMR1+(m+1)·TMOVE. (公式14)
在步骤776，如果当前时间分段的时间tS2在当前移动区域的结束时间tMR2的最小时间段TMIN之内(例如，如果tMR2-tS2＜TMIN)，则在当前时间分段的时间tS2和当前移动区域的结束时间tMR2之间可以不生成时钟事件。因此，系统控制器可以在步骤778设置当前时间分段的时间tS2等于当前移动区域的结束时间tMR2。
在步骤778当前时间分段的时间tS2被设置等于当前移动区域的结束时间tMR2之后，或者如果在步骤776当前时间分段的时间tS2不在当前移动区域的结束时间tMR2的最小时间段TMIN之内(例如，如果tMR2-tS2≥TMIN)，则系统控制器可以在步骤780确定当前时间分段期间(例如在时间tS1和时间tS2之间)的最优遮阳位置POPT(t)的最低遮阳位置PLOW。在步骤782，系统控制器可以随后设置时间tS1处的受控遮阳位置PCNTL(tS1)等于在步骤780中确定的在当前时间分段期间的最优遮阳位置POPT(t)的最低遮阳位置PLOW(例如，如图13B中时间tE2所示)。在步骤784，如果当前时间分段的时间tS2不等于当前移动区域的结束时间tMR2，则系统控制器可以在步骤786递增变量m，在步骤774考虑下一时间分段，以及在步骤782生成另一时钟事件。但是，在步骤784，如果当前时间分段的时间tS2等于当前移动区域的结束时间tMR2，并且在步骤788存在待考虑的更多移动区域，则系统控制器可以在步骤790考虑下一移动区域，并且时钟事件创建流程700可以循环，使得系统控制器可以为下一移动区域生成时钟事件。在步骤788，如果没有待考虑的更多移动区域，时钟事件创建流程700可以退出。
图12是时钟事件优化流程800的简化流程图，其可以由系统控制器执行以便通过消除图10的时钟配置流程600期间的不必要的时钟事件而优化时钟调度的操作。在步骤810，如果在时钟调度中存在多于一个的事件，则系统控制器可以在步骤812设置之前的位置变量PPREV等于开始时间tSTART处的受控遮阳位置PCNTL(tSTART)。系统控制器随后可以在步骤814确定时钟调度的下一事件时间tNEXT，并且在步骤816设置当前位置变量PPRES等于下一事件时间tNEXT处的受控遮阳位置PCNTL(tNEXT)。在步骤818，如果当前位置变量PPRES在之前位置变量PPREV的最小遮阳位置距离ΔΡΜΙΝ(例如5％)之内，则系统控制器可以在步骤820消除时间tNEXT处的当前事件。例如，图13A中受控遮阳位置PCNTL1(t)的时间tE2和/或tE6的事件可以被消除。在步骤818，如果当前位置变量PPRES大于距离之前位置变量PPREV的最小遮阳位置距离ΔΡΜΙΝ，则系统控制器可以在步骤822保持时间tNEXT处的当前事件且可以设置之前位置变量PPREV等于当前位置变量PPRES。在步骤824，如果在时钟调度中还存在更多事件的话，则系统控制器可以在步骤820确定是否消除当前事件之前，在步骤814确定时钟调度的下一事件时间tNEXT，并且在步骤816设置当前位置变量PPRES等于下一事件时间tNEXT的受控遮阳位置PCNTL(tNEXT)。在步骤824，如果时钟调度中不存在更多事件，则系统控制器可以在步骤826启用时钟调度且时钟事件优化流程800可以退出。
可替换地，在正常操作期间控制机动化滚轴遮阳帘140以便防止日光渗透距离dPEN超过所期望的最大日光渗透距离dMAX而同时最小化对用户的干扰之前，系统控制器可以不生成时钟调度。系统控制器可以计算控制“运行中的”机动化滚轴遮阳帘140所至的位置，例如就在调整机动化滚轴遮阳帘的位置之前。系统控制器可以周期性地调整机动化滚轴遮阳帘140的位置，例如周期为由可以存在于机动化滚轴遮阳帘的任何两个连续移动之间的最小时间段TMIN的倍数分隔开的时间。因此，系统控制器可以将机动化滚轴遮阳帘140的位置控制到类似于时钟配置流程200的受控遮阳位置PCNTL1(t)、PCNTL2(t)、PCNTL3(t)的位置(如图8A-8C中所示)。
图14是具有非线性表面904的建筑物的空间902(例如，办公室空间或居住房间)中安装的负载控制系统的示例的简化顶视图。例如，非线性表面904可以是弯曲的且可以包括用于允许日光进入空间902的多个窗906(例如，弯曲窗)。可替换地，窗906可以是直的和/或表面904可以被布置为一些其他连续弯曲或分段非线性的形状。此外，非线性表面904可以可替换地包括两个或更多相邻线性表面(例如复合表面)。空间902还可以包括多个工作面，例如桌908。机动化窗帘，例如机动化滚轴遮阳帘910(诸如图1和2中所示的机动化滚轴遮阳帘140)，可以相邻每个窗906而安装以控制进入空间902的日光量。每个机动化滚轴遮阳帘910可以包括用于移动机动化滚轴遮阳帘的遮阳面料以调整进入空间902的日光量的各自的电子驱动单元912。图14中所示的机动化滚轴遮阳帘910沿着建筑物的总表面的一部分(例如圆柱形建筑物的总表面的四分之一)来布置，该机动化滚轴遮阳帘910从开始表面角度φSTART到结束表面角度φEND(例如，分别大约180°和270°)顺时针延伸。负载控制系统900可以包括位于建筑物的其他部分和/或地面的额外的机动化滚轴遮阳帘910。
负载控制系统900可以进一步包括系统控制器，例如遮阳控制器920，其可以经由例如有线数字通信链路922的通信链路耦合到机动化滚轴遮阳帘910的电子驱动单元912。遮阳控制器920可以被配置为控制机动化滚轴遮阳帘910，以控制空间902中的日光渗透距离dPEN。遮阳控制器920可以包括用于确定在建筑物位置处一年中每天的日出时间tSUNRISE和日落时间tSUNSET的天文时钟。遮阳控制器920可以经由数字通信链路922向电子驱动单元912发射数字消息，以响应于时钟调度(例如，其可以在日出时间tSUNRISE和日落时间tSUNSET之间执行)来自动控制机动化滚轴遮阳帘910。例如，遮阳控制器920可以控制机动化滚轴遮阳帘910，以在太阳方向上(例如沿着太阳方位角φS)将空间902中的日光渗透距离dPEN限制到所期望的最大日光渗透距离dMAX。可替换地，遮阳控制器920和电子驱动单元912之间的通信链路可以包括无线通信链路，诸如射频(RF)通信链路或红外(IR)通信链路。
遮阳控制器920可以控制一个或多个组中的机动化滚轴遮阳帘910，使得单个组中的所有机动化滚轴遮阳帘在相同时间移动到相同位置，这最小化了对居住者的干扰并且改善了机动化滚轴遮阳帘910的遮阳面料的美学外形。例如，遮阳控制器920可以控制一个或多个组中的机动化滚轴遮阳帘910。负载控制系统900的单个组中的机动化滚轴遮阳帘910可以沿着建筑物总表面的一部分，例如沿着如图14中所示的总表面的四分之一，互相相邻地来定位。邻近每组遮阳帘的弯曲表面部分可以由至少两个不同的表面角度来表征(例如，如图14中所示，开始表面角度φSTART和结束表面角度φEND)。每个机动化滚轴遮阳帘910可以朝向(或等于)开始表面角度φSTART和结束表面角度φEND之间的角度(例如，如图14中的示例遮阳表面角度φF-SHADE所示)。
图15是示例时钟配置流程1000的简化流程图，其可以由负载控制系统的系统控制器(例如，图21中所示的负载控制系统900的遮阳控制器920)周期性地执行。例如，时钟配置流程1000可以由遮阳控制器920在每天开始之前执行以便在即将到来的一天期间构建用于控制机动化滚轴遮阳帘910的时钟调度。在最优遮阳位置流程1010期间，遮阳控制器920可以使用建筑物的本地经纬度和当前当地时间和日期来计算太阳方位角φS。遮阳控制器920可以使用太阳方位角φS、太阳高度角θS、以及弯曲表面904的至少两个不同的表面角度来确定机动化滚轴遮阳帘904的最优遮阳位置POPT(t)，该最优遮阳位置POPT(t)将对于时钟调度的开始时间tSTART和结束时间tEND之间的每个间隔(例如，分钟)将空间902中日光渗透距离dPEN限制到所期望的最大日光渗透距离dMAX。遮阳控制器920可以使用最优遮阳位置POPT(t)来构建在时钟事件创建流程1020期间的时钟调度(例如，以类似于图7中所示的时钟事件创建流程400的方式)。组中的每个机动化滚轴遮阳帘910可以响应于时钟调度而被控制到相同位置。
例如，在最优遮阳位置流程1010期间，遮阳控制器920可以使用组中的每个机动化滚轴遮阳帘910的遮阳表面角度φF-SHADE，来计算对于时钟调度的每个间隔(例如分钟)组中的每个机动化滚轴遮阳帘910的最优遮阳位置POPT(t)。遮阳控制器920可以随后将组中的每个机动化滚轴遮阳帘的最优遮阳位置POPT(t)的最低位置选取为时钟调度的每个间隔的最优遮阳组位置POPT-G(t)。遮阳控制器920可以使用最优遮阳组位置POPT-G(t)来构建时钟事件创建流程1020期间的时钟调度。
遮阳控制器920可以可替换地使用非线性表面的开始表面角度φSTART和结束表面角度φEND(例如，如图14中所示)来计算沿着机动化滚轴遮阳帘所朝向的方向的表面部分的每个端处的各自最优遮阳位置PSTART(t)、PEND(t)。遮阳控制器920可以随后将开始最优遮阳位置PSTART(t)和结束最优遮阳位置PEND(t)的最低位置选取作为时钟调度的每个间隔(例如，分钟)处的最优遮阳组位置POPT-G(t)。此外，遮阳控制器920可以可替换地使用沿着机动化滚轴遮阳帘组被布置成的方向的非线性表面部分的每个端处的机动化滚轴遮阳帘的遮阳表面角度φF-SHADE，来计算最优遮阳位置PSTART(t)、PEND(t)。
可替换地，遮阳控制器920可以根据弯曲表面的至少两个不同的表面角度(例如，开始角度φSTART和结束角度φEND)来确定代表性的表面角度φF-REP，并且随后使用代表性的表面角度φF-REP来计算对于时钟调度的每个间隔(例如分钟)组中的机动化滚轴遮阳帘的最优遮阳位置POPT(t)。代表性的表面角度φF-REP可以是太阳方位角φS的函数且可以代表最坏情况下的至空间的太阳渗透。例如，系统控制器920可以对时钟调度的开始时间tSTART和结束时间tEND之间的每个间隔(例如分钟)重新计算代表性的表面角度φF-REP，以确定最优遮阳位置POPT(t)。
图16是示例最优遮阳位置流程1100的简化流程图，其可以由系统控制器执行来确定沿着建筑物的非线性表面(或多个相邻线性表面)布置的多个机动化窗帘(例如，机动化滚轴遮阳帘)的最优遮阳组位置POPT-G(t)，以对于时钟调度的开始时间tSTART和结束时间tEND之间的每个间隔(例如，分钟)将建筑物的空间中的日光渗透距离dPEN限制到所期望的最大日光渗透距离dMAX。例如，最优遮阳位置流程1100可以在如图15中所示的时钟配置流程1000期间由负载控制系统900的遮阳控制器920来执行。在步骤1110，系统控制器可以检索对于当前一天的时钟调度的开始时间tSTART和结束时间tEND，例如使用天文时钟来设置开始时间tSTART等于当前一天的日出时间tSUNRISE，结束时间tEND等于当前一天的日落时间tSUNSET。系统控制器可以在步骤1112设置变量时间tVAR等于开始时间tSTART。
在最优遮阳位置流程1100期间，系统控制器可以使用两个不同的表面角度(例如，非线性表面的开始角度φSTART和结束角度φEND)来计算最优遮阳组位置POPT-G(t)。具体地，在步骤1114，系统控制器可以确定可以使用的开始角度的最优遮阳位置PSTART(tVAR)，以便在变量时间tVAR和开始表面角度φSTART处将日光渗透距离dPEN限制到所期望的最大日光渗透距离dMAX(例如，使用上面示出的公式1-12)。在步骤1116，系统控制器可以确定可以使用的结束角度的最优遮阳位置PEND(tVAR)，以便在变量时间tVAR和结束表面角度φEND处将日光渗透距离dPEN限制到所期望的最大日光渗透距离dMAX。可替换地，系统控制器可以使用沿着机动化滚轴遮阳帘组在步骤1114和1116布置成的方向的非线性表面部分的每个端处的机动化滚轴遮阳帘的遮阳表面角度φF-SHADE。
系统控制器可以确定最低最优遮阳位置PLOW(tVAR)，例如在步骤1118，开始角度的最优遮阳位置PSTART(tVAR)和结束角度的最优遮阳位置PEND(tVAR)。在步骤1120，系统控制器可以将最低最优遮阳位置PLOW(tVAR)作为变量时间tVAR的最优遮阳组位置POPT-G(tVAR)(例如，将用于图15中所示的时钟配置流程1000的时钟事件创建流程1020)存储在存储器中。在步骤1122，如果变量时间tVAR不等于结束时间tEND，则系统控制器可以在步骤1124将变量时间tVAR递增一个间隔(例如，分钟)并且确定将在步骤1120存储的下一变量时间tVAR的最优遮阳组位置POPT-G(tVAR)。在步骤1122，当变量时间tVAR等于结束时间tEND时，最优遮阳位置流程1100可以退出。
图17是另一示例最优遮阳位置流程1200的简化流程图，其可以由系统控制器执行以确定沿着建筑物的非线性表面(或者多个相邻线性表面)布置的多个机动化窗帘(例如，NSHADES个机动化滚轴遮阳帘)的最优遮阳组位置。例如，最优遮阳位置流程1200可以在图15中所示的时钟配置流程1000期间由负载控制系统900的遮阳控制器920执行。系统控制器可以在步骤1210检索当前一天的时钟调度的开始时间tSTART和结束时间tEND，然后在步骤1212设置变量时间tVAR等于开始时间tSTART。
在最优遮阳位置流程1200期间，系统控制器可以使用组中的每个机动化滚轴遮阳帘的遮阳表面角度φF-SHADE来计算最优遮阳组位置POPT-G(t)。对于时钟调度的开始时间tSTART和结束时间tEND之间的每个间隔(例如，分钟)，系统控制器可以单步调试组中的每个机动化滚轴遮阳帘并且使用遮阳表面角度φF-SHADE来计算各个机动化滚轴遮阳帘的最优遮阳位置POPT(tVAR)。系统控制器可以使用变量n来跟踪哪个机动化滚轴遮阳帘当前正被分析(例如，范围从一个直到NSHADES个机动化滚轴遮阳帘)。回来参看图17，系统控制器可以在步骤1214设置变量n等于一，在步骤1216调用机动化滚轴遮阳帘n的遮阳表面角度φF-SHADE。例如，系统控制器可以在第一次执行步骤1216时召回组中的第一机动化滚轴遮阳帘的遮阳表面角度φF-SHADE。
在步骤1218，系统控制器可以确定可以使用的最优遮阳位置POPT(tVAR)，以便在变量时间tVAR和遮阳表面角度φF-SHADE处将机动化滚轴遮阳帘n的日光渗透距离dPEN限制到所期望的最大日光渗透距离dMAX，并且将最优遮阳位置POPT(tVAR)存储在存储器中。在步骤1220，如果在组中还存在更多遮阳帘(例如，如果变量n不等于数目NSHADES)，则系统控制器可以在步骤1222递增变量n，在步骤1216调用用于机动化滚轴遮阳帘n的遮阳表面角度φF-SHADE，并且在步骤1218确定机动化滚轴遮阳帘的最优遮阳位置POPT(tVAR)。
如果在步骤1220组中没有更多机动化滚轴遮阳帘(例如，如果变量n等于数目NSHADES)，则系统控制器可以在步骤1224确定最低最优遮阳位置PLOW，例如在步骤1218确定的用于组中的机动化滚轴遮阳帘的最优遮阳位置POPT(tVAR)的最低位置。在步骤1226，系统控制器可以将最低最优遮阳位置PLOW作为变量时间tVAR的最优遮阳组位置POPT-G(tVAR)(例如，将用于在图15中示出的时钟配置流程1000的时钟事件创建流程1020)存储在存储器中。如果在步骤1228变量时间tVAR不等于结束时间tEND，则系统控制器可以在步骤1230将变量时间tVAR递增一个间隔(例如，分钟)，且在步骤1224确定下一变量时间tVAR的多个机动化滚轴遮阳帘的最优遮阳组位置POPT-G(tVAR)。在步骤1228，当变量时间tVAR等于结束时间tEND时，则最优遮阳位置流程1200可以退出。
图18是另一示例最优遮阳位置流程1300的简化流程图，其可以由系统控制器执行以确定沿着建筑物的非线性表面(或多个相邻线性表面)布置的多个机动化窗帘(例如，机动化滚轴遮阳帘)的最优遮阳位置(例如，在图15中所示的时钟配置流程1000期间由负载控制系统900的遮阳控制器920来执行)。系统控制器可以在步骤1310检索当前一天的时钟调度的开始时间tSTART和结束时间tEND，并且可以在步骤1312设置变量时间tVAR等于开始时间tSTART。系统控制器可以在步骤1314使用例如太阳方位角φS、开始表面角度φSTART、以及结束表面角度φEND来确定非线性表面的代表性的表面角度φF-REP。例如，系统控制器可以在时钟调度的开始时间tSTART和结束时间tEND之间的每个间隔(例如，分钟)重新计算代表性的表面角度φF-REP。
在步骤1316，系统控制器可以确定机动化滚轴遮阳帘的最优遮阳位置POPT(tVAR)，在变量时间tVAR和代表性的表面角度φF-REP处其将把空间中的日光渗透距离dPEN限制到所期望的最大日光渗透距离dMAX。在步骤1318，系统控制器可以将最优遮阳位置POPT(tVAR)作为变量时间tVAR的最优遮阳组位置POPT-G(tVAR)(例如，将用于图15中所示的时钟配置流程1000的时钟事件创建流程1020)存储在存储器中。在步骤1320，如果变量时间tVAR不等于结束时间tEND，则系统控制器可以在步骤1322将变量时间tVAR递增例如一分钟，且在步骤1316确定下一变量时间tVAR的多个机动化滚轴遮阳帘的最优遮阳组位置POPT-G(tVAR)。在步骤1320，当变量时间tVAR等于结束时间tEND时，最优遮阳位置流程1300可以退出。
图19是示例代表性的表面角度确定流程1400的简化流程图，其可以由负载控制系统的系统控制器执行以确定沿着建筑物的非线性表面(或者多个相邻的线性表面)布置的多个机动化窗帘(例如，机动化滚轴遮阳帘)的代表性的表面角度φF-REP。例如，在图18中所示的最优遮阳位置流程1300的步骤1314，代表性的表面角度确定流程1400可以由负载控制系统900的遮阳控制器920执行，以确定用于具有开始表面角度φSTART和结束表面角度φEND的弯曲表面的代表性的表面角度φF-REP。例如，可以对于时钟调度的开始时间tSTART和结束时间tEND之间的每个间隔(例如，分钟)执行示例代表性的表面角度确定流程1400。
如图19中所示，系统控制器可以在步骤1410计算太阳方位角φS(例如，使用来自最优遮阳位置流程1300的变量时间tVAR)。系统控制器在步骤1412可以通过确定结束表面角度φEND和开始表面角度φSTART而确定弯曲表面是否面朝北(例如，弯曲表面是否包括零度的表面角度)(例如，是否φSTART＜φS＜360°或0°＜φS＜φEND)。在步骤1412，如果结束表面角度φEND小于开始表面角度φSTART(例如，弯曲表面包括零表面角度)，则系统控制器可以通过在步骤1414确定太阳方位角φS是否在开始表面角度φSTART和360°之间或者在步骤1415确定太阳方位角φS是否在0°和结束表面角度φEND之间，来确定太阳方位角φS是否在开始表面角度φSTART和结束表面角度φEND之间。在步骤1414、1415，如果太阳方位角φS在开始表面角度φSTART和结束表面角度φEND之间，则系统控制器可以在步骤1416设置代表性的表面角度φF-REP等于太阳方位角φS，并且表面角度确定流程1400可以退出。
在步骤1414、1415，如果太阳方位角φS不在开始和结束表面角度φSTART、φEND之间，则系统控制器可以在步骤1418确定太阳方位角φS更接近于开始表面角度φSTART还是结束表面角度φEND。在1418，如果太阳方位角φS更接近于开始表面角度φS(例如，如果|φSTART-φS|≤|φSTART-φS|)，则在表面角度确定流程1400可以退出之前，系统控制器可以在步骤1420设置代表性的表面角度φF-REP等于开始表面角度φSTART。在步骤1418，如果太阳方位角φS更接近于结束表面角度φEND，则系统控制器可以在步骤1422设置代表性的表面角度φF-REP等于结束表面角度φEND，且表面角度确定流程1400可以退出。当太阳方位角φS相互间等距时，系统控制器可以被配置为缺省为开始表面角度φSTART或结束表面角度φEND。
在步骤1412，如果弯曲表面不面向北，则系统控制器可以在步骤1424确定太阳方位角φS是否在开始表面角度φSTART和结束表面角度φEND之间(例如，是否φSTART＜φS＜φEND)。如果是，则系统控制器可以在步骤1426设置代表性的表面角度φF-REP等于太阳方位角φS，且表面角度确定流程1400可以退出。在步骤1424，如果太阳方位角φS不在开始表面角度φSTART和结束表面角度φEND之间且在步骤1418太阳方位角φS更接近于开始表面角度φSTART，则在表面角度确定流程1400可以退出之前，系统控制器可以在步骤1420设置代表性的表面角度φF-REP等于开始表面角度φSTART。在步骤1418，如果太阳方位角φS更接近于结束表面角度φEND，则系统控制器可以在步骤1422设置代表性的表面角度φF-REP等于结束表面角度φEND，且表面角度确定流程1400可以退出。
尽管在图19的表面角度确定流程1400中，北向被表征为零度的表面角度，但是可替换地可以将另一方向(例如，南)指定为零度的表面角度(例如基于用户偏好)。
尽管已经参考机动化滚轴遮阳帘140、910描述了本公开内容，但是本文公开的概念可以应用于其他类型的机动化窗帘，诸如机动化布饰、罗马帘、软百叶窗、张力滚轴遮阳帘系统、以及具有打褶的遮阳面料的滚轴遮阳帘系统。在共同转让的2006年2月7日授权的题为“MOTORIZED DRAPERY PULL SYSTEM”的美国专利No.6,994,145中更详细地描述了机动化装布饰系统的示例，其整个公开内容在此通过援引合并进来。在共同转让的2011年11月15日授权的题为“SELF-CONTAINED TENSIONED ROLLER SHADE SYSTEM”的美国专利No.8,056,601中更详细地描述了张力滚轴遮阳帘系统的示例，其整个公开内容在此通过援引合并进来。在共同转让的2012年7月3日授权的题为“ROLLER SHADE SYSTEM HAVING A HEMBAR FORPLEATING A SHADE FABRIC”的美国专利No.8,210,228中更详细地描述了具有打褶的遮阳面料的滚轴遮阳帘系统的示例，其整个公开内容在此通过援引合并进来。
尽管本文以特定组合或次序描述了特征和元素，但每个特征或元素可以单独使用或者以任意组合或次序与其他特征和元件一起使用。本文所述的方法可以实现在并入计算机可读介质中的计算机程序、软件或固件中，以便计算机或处理器执行。例如，控制设备(例如负载控制设备、系统控制器等等)可以包括能够执行可存储在计算机可读介质上的指令的处理器，计算机可读介质例如为本地或远程存储器。计算机可读介质的示例包括电子信号(在有线或无线连接上发射)以及计算机可读存储介质。计算机可读存储介质的示例包括，但不限于，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、可移动盘、以及诸如CD-ROM和数字多功能盘(DVD)的光学介质。控制设备可以经由可以通过诸如收发机的通信电路来发射或接收的数字消息来传达指令。

Claims (34)

1.一种负载控制系统，其用于控制通过建筑物的非线性表面的至少一个窗进入建筑物的空间的日光量，所述非线性表面的特征在于至少两个不同的表面角度，所述负载控制系统包括：
至少两个机动化窗帘，其沿着所述非线性表面定位，用于控制进入所述空间的所述日光量；以及
系统控制器，其被配置为向所述机动化窗帘发射用于控制所述机动化窗帘的数字命令，所述控制器被配置为：
使用所述至少两个不同的表面角度，计算在后续时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的所述机动化窗帘的最优位置，所述最优位置被计算为，在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间，防止日光渗透距离超过所期望的最大日光渗透距离；
使用在所述时间间隔期间的多个不同时间的所述最优位置来确定所述至少两个机动化窗帘将在所述时间间隔期间被控制所至的受控位置；以及
在所述时间间隔的开始时，将每个所述机动化窗帘的位置自动调整到所述受控位置，以便在所述时间间隔期间防止所述日光渗透距离超过所述所期望的最大日光渗透距离。
2.如权利要求1所述的负载控制系统，其中，所述系统控制器被进一步配置为，使用所述至少两个不同表面角度确定在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的代表性的表面角度，并且使用所述代表性的表面角度计算在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的所述机动化窗帘的所述最优位置，所述最优位置被计算为，在所述时间间隔期间的所述多个不同时间中的每个时间，防止所述日光渗透距离超过所述所期望的最大日光渗透距离。
3.如权利要求2所述的负载控制系统，其中，所述两个不同的表面角度包括第一表面角度和第二表面角度，以及所述系统控制器被进一步配置为计算在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的太阳方位角，并且，如果所述太阳方位角在所述第一表面角度和所述第二表面角度之间，则设置所述代表性的表面角度等于所述太阳方位角。
4.如权利要求3所述的负载控制系统，其中，所述系统控制器被进一步配置为，如果所述太阳方位角不在所述第一表面角度和所述第二表面角度之间且所述太阳方位角相比于所述第二表面角度更接近于所述第一表面角度，则设置所述代表性的表面角度等于所述第一表面角度，而如果述太阳方位角不在所述第一表面角度和所述第二表面角度之间且所述太阳方位角相比于所述第一表面角度更接近于所述第二表面角度，则设置所述代表性的表面角度等于所述第二表面角度。
5.如权利要求4所述的负载控制系统，其中，所述第一表面角度和所述第二表面角度分别包括所述机动化窗帘所位于的所述非线性表面部分的开始表面角度和结束表面角度。
6.如权利要求3所述的负载控制系统，其中，所述系统控制器被进一步配置为，将所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的所述太阳方位角计算为所述建筑物的位置的经纬度、当前日期和所述多个不同时间中的每个时间的函数。
7.如权利要求2所述的负载控制系统，其中，所述系统控制器被进一步配置为设置所述受控位置等于所述时间间隔期间的所述最优位置中最低的一个。
8.如权利要求1所述的负载控制系统，其中，所述系统控制器被进一步配置为，计算在所述时间间隔期间的所述多个不同时间中的每个时间，布置在第一表面角度上的第一机动化窗帘的第一最优位置，以及计算在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间，布置在第二表面角度上的第二机动化窗帘的第二最优位置。
9.如权利要求8所述的负载控制系统，其中，所述系统控制器被进一步配置为，确定在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的各个所述机动化窗帘的所述第一最优位置和所述第二最优位置的最低位置，并且在所述时间间隔期间的所述多个不同时间中的每个时间，设置所述受控位置等于所述第一最优位置和所述第二最优位置中的所述最低位置。
10.如权利要求9所述的负载控制系统，其中，所述第一表面角度和所述第二表面角度分别包括所述机动化窗帘所位于的所述非线性表面部分的开始表面角度和结束表面角度。
11.如权利要求9所述的负载控制系统，其中，所述第一表面角度和所述第二表面角度包括所述第一机动化窗帘和所述第二机动化窗帘分别朝向的不同的角度。
12.如权利要求8所述的负载控制系统，其中，所述系统控制器被配置为：
计算在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间第三表面角度上的第三机动化窗帘的第三最优位置；
确定在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的各个所述机动化窗帘的所述第一最优位置、所述第二最优位置和所述第三最优位置中的最低位置；以及
在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间，设置所述受控位置等于所述第一最优位置、所述第二最优位置和所述第三最优位置中的所述最低位置。
13.如权利要求1所述的负载控制系统，其中，所述系统控制器被配置为：
计算在多个连续时间间隔期间的所述机动化窗帘的最优位置，其中，所述最优位置被计算为，在任何所述时间间隔期间，防止所述日光渗透距离超过所述所期望的最大日光渗透距离；
确定所述机动化窗帘在所述连续时间间隔期间应该被控制所至的各个受控位置；
在每个时间间隔的开始时，将所述机动化窗帘的位置自动调整到所计算的位置。
14.如权利要求13所述的负载控制系统，其中，所述系统控制器被配置为构建包括多个时钟事件的时钟调度，每个所述时钟事件具有对应于所述时间间隔之一的开始的事件时间和对应于各个所述时间间隔的各个所述受控位置的各个事件位置，所述系统控制器进一步被配置为，通过在各个所述事件时间将所述机动化窗帘的位置调整到每个所述时钟事件的各个所述事件位置，根据所述时钟调度来自动控制所述机动化窗帘。
15.如权利要求14所述的负载控制系统，其中，所述系统控制器被进一步配置为接收可以出现在任何两个连续时钟事件之间的最小时间段，每个时间间隔具有大于或等于可以出现在任何两个连续窗帘移动之间的所述最小时间段的长度。
16.如权利要求13所述的负载控制系统，其中，所述系统控制器被进一步配置为将所述机动化窗帘的最优位置计算为所述建筑物的位置的经纬度、各个所述机动化窗帘所位于的表面相对于正北的角度、所述窗的高度以及当前日期和时间的函数。
17.如权利要求1所述的负载控制系统，其中，至少两个机动化窗帘包括沿着所述非线性表面布置在各个表面角度上的三个或更多机动化窗帘，所述系统控制器被配置为：
计算在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间在各个所述表面角度上的每个机动化窗帘的最优位置，所述最优位置被计算为，在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间，防止所述日光渗透距离超过所述所期望的最大日光渗透距离；
确定各个所述机动化窗帘在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的所述最优位置的最低位置；以及
在所述时间间隔期间的多个不同时间，设置所述受控位置等于所述最优位置的所述最低位置。
18.一种自动控制沿着建筑物的非线性表面定位的至少两个机动化窗帘的方法，所述非线性表面的特征在于至少两个不同的表面角度，所述方法包括步骤：
使用所述至少两个不同的表面角度，计算在后续时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的所述机动化窗帘的最优位置，所述最优位置被计算为，在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间，防止日光渗透距离超过所期望的最大日光渗透距离；
使用在所述时间间隔期间的多个不同时间计算的所述最优位置来确定所述至少两个机动化窗帘将在所述时间间隔期间被控制所至的受控位置；以及
在所述时间间隔的开始时，将每个所述机动化窗帘的位置自动调整到所述受控位置，以便在所述时间间隔期间防止所述日光渗透距离超过所述所期望的最大日光渗透距离。
19.如权利要求18所述的方法，其中，计算所述机动化窗帘的最优位置进一步包括：
使用所述至少两个不同表面角度确定在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的代表性的表面角度；以及
使用所述代表性的表面角度计算在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的所述机动化窗帘的所述最优位置，所述最优位置被计算为，在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间，防止所述日光渗透距离超过所述所期望的最大日光渗透距离。
20.如权利要求19所述的方法，其中，所述两个不同的表面角度包括第一表面角度和第二表面角度，以及所述的确定代表性的表面角度的步骤进一步包括计算在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的太阳方位角，并且，如果所述太阳方位角在所述第一表面角度和所述第二表面角度之间，则设置所述代表性的表面角度等于所述太阳方位角。
21.如权利要求20所述的方法，其中，所述的确定代表性的表面角度的步骤进一步包括，如果所述太阳方位角不在所述第一表面角度和所述第二表面角度之间且所述太阳方位角相比于所述第二表面角度更接近于所述第一表面角度，则设置所述代表性的表面角度等于所述第一表面角度，而如果述太阳方位角不在所述第一表面角度和所述第二表面角度之间且所述太阳方位角相比于所述第一表面角度更接近于所述第二表面角度，则设置所述代表性的表面角度等于所述第二表面角度。
22.如权利要求21所述的方法，其中，所述第一表面角度和所述第二表面角度分别包括所述机动化窗帘所位于的所述非线性表面部分的开始表面角度和结束表面角度。
23.如权利要求20所述的方法，其中，所述的计算太阳方位角的步骤进一步包括，将在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的所述太阳方位角计算为所述建筑物的位置的经纬度、当前日期和所述多个不同时间中的每个时间的函数。
24.如权利要求19所述的方法，其中，所述的使用在所述时间间隔期间的多个不同时间的所述最优位置来确定两个所述机动化窗帘将在所述时间间隔期间被控制所至的受控位置的步骤进一步包括：设置所述受控位置等于所述时间间隔期间的所述最优位置中最低的一个。
25.如权利要求18所述的方法，其中，计算所述机动化窗帘的最优位置进一步包括：
计算在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间，在第一表面角度上的第一机动化窗帘的第一最优位置；以及
计算在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间，在第二表面角度上的第二机动化窗帘的第二最优位置。
26.如权利要求25所述的方法，其中，使用在所述时间间隔期间的多个不同时间所计算的所述最优位置来确定两个所述机动化窗帘将在所述时间间隔期间被控制所至的受控位置进一步包括：
确定在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的各个所述机动化窗帘的所述第一最优位置和所述第二最优位置的最低位置；以及
在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间，设置所述受控位置等于所述第一最优位置和所述第二最优位置中的所述最低位置。
27.如权利要求26所述的方法，其中，所述第一表面角度和所述第二表面角度分别包括所述机动化窗帘所位于的所述非线性表面部分的开始表面角度和结束表面角度。
28.如权利要求26所述的方法，其中，所述第一表面角度和第二表面角度包括所述第一机动化窗帘和所述第二机动化窗帘分别朝向的不同的角度。
29.如权利要求25所述的方法，其中，使用在所述时间间隔期间的多个不同时间所计算的所述最优位置来确定两个所述机动化窗帘将在所述时间间隔期间被控制所至的受控位置进一步包括：
计算在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间第三表面角度上的第三机动化窗帘的第三最优位置；
确定在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的各个所述机动化窗帘的所述第一最优位置、所述第二最优位置和所述第三最优位置中的最低位置；以及
在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间，设置所述受控位置等于所述第一最优位置、所述第二最优位置和所述第三最优位置中的所述最低位置。
30.如权利要求18所述的方法，进一步包括：
计算在多个连续时间间隔期间的所述机动化窗帘的最优位置，其中，所述最优位置被计算为，在任何所述时间间隔期间，防止所述日光渗透距离超过所述所期望的最大日光渗透距离；
确定所述机动化窗帘在所述连续时间间隔期间应该被控制所至的各个受控位置；
在每个时间间隔的开始时，将所述机动化窗帘的位置自动调整到所计算的位置。
31.如权利要求30所述的方法，进一步包括：
构建包括多个时钟事件的时钟调度，每个所述时钟事件具有对应于所述时间间隔之一的开始的事件时间和对应于各个所述时间间隔的各个所述受控位置的各个事件位置；以及
其中，所述的在每个时间间隔的开始时将所述机动化窗帘的位置自动调整到所计算的位置的步骤包括：通过在各个所述事件时间将所述机动化窗帘的位置调整到每个所述时钟事件的各个所述事件位置，根据所述时钟调度来自动控制所述机动化窗帘。
32.如权利要求31所述的方法，进一步包括：
接收可以出现在任何两个连续时钟事件之间的最小时间段；以及
其中，每个时间间隔具有大于或等于可以出现在任何两个连续窗帘移动之间的所述最小时间段的长度。
33.如权利要求30所述的方法，其中，所述的计算所述机动化窗帘的最优位置的步骤进一步包括：将所述机动化窗帘的最优位置计算为所述建筑物的位置的经纬度、各个所述机动化窗帘所位于的表面相对于正北的角度、所述窗的高度以及当前日期和时间的函数。
34.如权利要求18所述的方法，其中，所述的计算所述机动化窗帘的最优位置的步骤进一步包括：
计算在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间各个表面角度上的每个机动化窗帘的最优位置，所述最优位置被计算为，在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间，防止所述日光渗透距离超过所述所期望的最大日光渗透距离；
确定各个所述机动化窗帘在所述时间间隔期间的多个不同时间中的每个时间的所述最优位置的最低位置；以及
在所述时间间隔期间的多个不同时间，设置受所述控位置等于所述最优位置的所述最低位置。
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