CN107004310A - 用于在访问控制系统中管理收集到的能量的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种用于在访问控制系统中管理通过至少一个光传感器从至少一个光源接收的光能的方法。所述方法包括通过至少一个光传感器接收光能，通过与访问控制设备互连的能量收集管理器测量接收到的光能量，并且确定所测得的光能量是否高于预定阈值。如果所测得的光能量高于预定阈值，则所述方法包含通过至少一个能量收集器将光能转换成收集到的能量。如果所测得的光能量不高于预定阈值，则所述方法包含调节至少一个光传感器从至少一个光源可用的光能量，直至达到预定阈值。

Description

用于在访问控制系统中管理收集到的能量的方法和系统

相关申请

本申请主张2015年10月29日提交的美国专利申请第14/926957的优先权，并且还主张2014年10月31日提交的美国临时专利申请第62/073422和2014年10月31日提交的美国临时专利申请第62/073446的优先权，其公开全部被纳入本文作为参考。

发明背景

1.发明领域

本发明涉及包括一个或多个能源传感器和能量收集器的访问控制系统，更具体地说，涉及用于管理和利用收集到的能量供电给访问控制设备以及其它系统实现的方法和系统。

2.相关技术描述

访问控制设备或电子锁需要从能源供电，通常是初级电源例如化学电池。随着现代电子设备显著地降低了功耗，依靠于其它能源供电给此类设备貌似是有理的，无论是作为初级电源还是作为另一能源的备份或补充。一种此类能源是从各种环境源中收集到的，这些能源可被应用到利用它们任何一个或组合的效果的访问控制设备，并且可被用于供电给访问控制设备，或者可用于其它系统实现。环境源以外的能源，例如电动或弱核力，不管是否用于该目的，一般不适合使用在访问控制系统中。因此，需要有一种手段来管理和利用各种收集到的能源来供电给此类设备以及其它系统实现。

发明内容

针对先有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种在访问控制系统中优化可用的能源的系统。

本发明的另一目的是提供一种用于管理访问控制系统中收集到的能量的方法，通过访问一个或多个传感器来监控可用的能源从而确定可用的能量。

本发明的再一目的是提供一种在访问控制系统中利用收集到的能量管理电源电路的改进方法。

本发明的再一目的是提供一种在访问控制系统中从可用的能源中收集能量的改进系统。

本发明的其它目的和优势部分是显而易见的，部分将通过说明书变得清晰。

本发明中实现的上述以及其它目的，对本领域技术人员来说是显而易见的，其指向一种用于在访问控制系统中管理光能的系统，包含位于提供至少一个光源的建筑物区域的访问控制设备，以及位于访问控制设备表面并且从至少一个光源接收光能的至少一个光传感器。能量收集管理器耦合到至少一个光传感器，其中能量收集管理器管理通过至少一个光传感器接收到的光能量。系统还包含能量收集管理器和访问控制设备之间的互连，并且该互连可包含电气、电感或光学连通性。

能量收集管理器可测量从至少一个光源接收到的光能量，并且确定所测得的光能量是否高于预定阈值。系统还可包括至少一个能量收集器，并且如果所测得的光能量高于预定阈值，则能量收集管理器可指示至少一个能量收集器将光能转换成收集到的能量。如果所测得的光能量不高于预定阈值，则能量收集管理器可发送信号到访问控制系统的另一组件从而调节至少一个光传感器从至少一个光源可用的光能量，直至达到预定阈值。至少一个能量收集器可以是装配到访问控制设备的光伏电池，用于吸收从至少一个光源接收到的光能并且将光能转换成收集到的能量。

能量收集管理器可确定收集到的能量的电力水平是否高于预定阈值，并且能量收集管理器可利用收集到的能量供电给访问控制设备。

系统还可包括次级能量存储，并且能量收集管理器可确定收集到的能量的电力水平高于预定阈值并且利用收集到的能量对次级能量存储进行充电。次级能量存储可包含至少可充电电池和电容器之一。

能量收集管理器可将从至少一个光传感器接收到的光能量发送到访问控制系统的多个组件中的另一个，用于管理一个或多个电源电路。

在另一方面，本发明涉及一种用于在访问控制系统中管理通过至少一个光传感器从至少一个光源接收到的光能的方法。方法包含通过至少一个光传感器接收光能，通过与访问控制设备互连的能量收集管理器测量接收到的光能量，并且确定所测得的光能量是否高于预定阈值。如果所测得的光能量高于预定阈值，则方法包含通过至少一个能量收集器将光能转换成收集到的能量。如果所测得的光能量不高于预定阈值，则方法包含调节至少一个光传感器从至少一个光源可用的光能量，直至达到预定阈值。至少一个光传感器可用的光能量可通过打开或关闭百叶窗或遮光帘来调节，从而改变进入至少一个光传感器所处区域的光量。至少一个能量收集器可以是装配到访问控制设备的单个或多个光伏电池用于从至少一个光源吸收光能。

方法还可包括确定收集到的能量的电力水平高于预定阈值，并且利用收集到的能量供电给访问控制设备。方法还可包含监控与访问控制设备互连的初级电源的电力水平，确定初级电源的电力水平已降到临界阈值以下，并且将收集到的能量与从初级电源提取的能量相结合从而供电给访问控制设备。

方法还可包括确定收集到的能量的电力水平高于预定阈值，并且利用收集到的能量对与访问控制设备互连的能量存储进行充电，其中能量存储和用于供电给访问控制设备的初级电源是分开的。在另一实施例中，方法可包含监控次级电力存储的电力水平，确定次级电力存储的电力水平是否高于预定阈值，并且如果次级电力存储的电力水平不高于预定阈值，则通过能量收集管理器发送信号到访问控制系统的另一组件从而调节至少一个光传感器从至少一个光源可用的光能量，直至达到预定阈值，在通过至少一个能量收集器将光能转换成收集到的能量并且利用收集到的能量对次级电力存储进行充电之前。

方法还可包含，继通过与访问控制设备互连的能量收集管理器测量接收到的光能量之后，通过能量收集管理器将接收到的光能量发送到访问控制系统的多个组件中的另一个，用于管理一个或多个建筑物电源电路。

在另一方面，本发明指向一种用于管理通过与访问控制设备互连的至少一个传感器从至少一个能源接收到的能量势能的方法。方法包含通过至少一个传感器接收能量势能，通过与至少一个传感器和访问控制设备互连的能量收集管理器测量接收到的能量势能，并且确定所测得的能量势能是否高于预定阈值。如果所测得的能量势能高于预定阈值，则方法包含通过至少一个能量收集器将能量势能转换成收集到的能量。如果所测得的能量势能不高于预定阈值，则方法包含调节至少一个传感器从至少一个或多个能源可用的能量势能，直至达到预定阈值。

至少一个能源可包含电磁感应、电解金属接触、金属接触、半导体接触、摩擦接触或者弱核力，并且方法还可包含确定收集到的能量的电力水平高于预定阈值并且利用收集到的能量供电给访问控制设备的步骤。

附图说明

本发明的特征相信是新颖的，并且本发明的元素特性将通过所附权利要求进行具体阐述。图表仅用于描述的目的而不旨在画出规格。然而本发明本身，无论是对组织还是操作方法，通过如下结合附图的具体描述将得到最佳的理解：

图1是根据本发明的各种实施例的框图，显示了用于在访问控制系统中管理和利用收集到的能量的示例系统。

图2是根据本发明的实施例的框图，显示了用于在访问控制系统中管理和利用收集到的光能的系统。

图3是示例性的访问控制设备，其包括位于提供一种或两种人工和自然光源的区域中的一个或多个光传感器。

图3A是图3中访问控制设备的平面图，显示了与光伏电池结合使用的光传感器。

图4A和4B是带有访问控制设备的门的示例性实施例，其包括分别位于门内表面(图4A)和外表面(图4B)的一个或多个光传感器。

图5A和5B是带有访问控制设备的门的示例性实施例，其包括与光伏电池结合使用的分别位于门内表面(图5A)和外表面(图5B)的一个或多个光传感器。

图6是根据本发明各种实施例的过程流程图，显示了本发明的系统所执行的步骤，从而管理和利用从一个或多个光源接收到的光能。

具体实施方式

在描述本发明的实施例中，将参考附图1-6，其中相似的标记代表本发明相似的特征。

本文使用的某些术语仅用于方便，而不应作为对本发明的限制。例如，术语“上部”、“下部”、“左”、“右”、“水平”、“垂直”、“向上”、“向下”仅仅描述附图中所示的配置。为了清晰，附图中使用相同的参考标记来识别相似的元素。

此外，在主题描述中，“示例性”一词是指作为示例、实例或例证。作为“示例性”的本文描述的任何方面或设计并不一定要优于或有利于其它方面或设计。相反地，“示例性”这个词仅仅旨在以具体的方式来表达概念。

本发明指向一种系统和方法，用于管理和利用收集到的能量从而供电给访问控制设备和/或其它访问控制系统实现。访问控制设备需要从能源供电，通常是初级电源例如化学电池。随着现代电子设备显著降低了功耗，依靠其它源供电给此类设备是合理的，无论是作为初级电源还是另一能源的备份或补充。可用并且用于此目的的类型包括从环境中收集到的能量例如光能，还有非环境源例如电动势或者势能的弱核力。利用其任何一个或其组合的效果，这些能源可应用到访问控制设备并且可用于供电给访问控制设备或者可用于其它系统实现。

本发明的多个方面指向访问控制系统，其包括一个或多个能源传感器和能量收集元件，能量收集元件可从各种识别源收集能量从而供电给访问控制设备或电子锁，或者用于其它系统实现。能量收集元件互连到控制器或能量收集管理器，其管理所有能量收集外部设备并且可利用收集到的能量用于系统实现，包括例如，提供或补充必要的能量从而供电给访问控制设备。环境源可包括能源的环境或背景，例如包括电磁辐射(如可见光、红外线、无线电波等)、磁场、辐射、振动、机械和生物力学运动、热、化学反应、压力、气流等。

现在参考图1，显示了本发明的示例性访问控制系统的框图。系统100通常可包含能量收集器或能量转换单元或设备120、能量收集管理器150以及用于锁或访问控制设备(未示出)的控制器互连160例如开门器或闭门器。能量收集管理器150管理所有能量收集外围设备并且能够向锁控制器输出恒定能量。能量收集管理器150可接收和管理通过能量转换单元120从一个或多个已识别的能源吸收或者收集到的能量，下面有更详细的描述，并且可利用收集到的能量供电给和/或控制访问控制设备，或者用于其它系统实现。能量收集管理器150可管理通过能量转换单元120收集到的能量，例如通过，监控收集到的能量的可用性，调节收集到的能量，将收集到的能量与其它源的能量相结合，与锁控制器通信等。能量收集管理器150可调节收集到的能量，例如，通过整流、平滑、增加和/或降低收集到的能量的电压。在一个或多个实施例中，系统100可包括升压器140，其被优化用于接口连接的锁控制器或访问控制设备。

能量收集管理器150可包括电压转换器、调节电路、整流器和装配网络、电力调节器、电力开关/组合器和/或任何其它适于连续地、周期性地或按需提供电力的硬件或软件。能量收集管理器150可互连到次级能量存储130，并且可将收集到的能量存储在能量存储130中，或者可从能量存储130中提取能量从而补充或提供能量用于供电给访问控制设备。能量收集管理器150可控制连续地、周期性地或零星地对能量存储130进行充电或放电。次级能源存储130可以是可充电电池、电容器、电池和电容器的组合，也可以是任何一种本领域技术人员已知的可充电能量存储。能量收集管理器150可转移并调整收集到的能量的电压和/或电流从而对能量存储130进行充电，并且可从能量存储130提取所需的电力用于供电给访问控制设备。

能量收集管理器150也可管理收集到的能量，通过在收集到的能量与其它源能量之间切换从而供电给访问控制设备，例如初级电源105，例如化学电池或电源，根据收集到的能量的可用性以及访问控制设备的电力需求。例如，能量收集管理器150可切换到收集到的能量并且依靠收集到的能量供电给访问控制设备，当能量收集管理器150确定收集到的能量的电力水平高于阈值时，其可被存储在次级能量存储130中。能量收集管理器150可根据收集到的能量的势能(例如伏特数)、流率(例如安培)，和/或电力(例如瓦数)确定电力水平。另一个例子，能量收集管理器150可切换到非收集到的电源，例如化学电池或初级电源105，从而当能量收集管理器150确定收集到的能量的电力水平已降到低于阈值时供电给访问控制设备。

根据不同的实施例，本发明的系统能够从各种已识别的能源吸收能量，包括环境源例如可见光、电动力或者弱核力，并且将吸收的能量转换成另一种形式的能量，例如电磁辐射电、机械(如振动、压力、运动等)电、热电、磁场电、化学反应电等。可用的并且可用于供电给访问控制设备的电动势的示例包括电磁感应、电解金属接触、金属接触、半导体接触或者摩擦接触，下文将有详细介绍。或者，弱核力例如放射性衰变可产生天然热量，其可创建电力，其可被转换成可用的势能从而在访问控制系统中直接充电给电源或者充电给次级电力存储。

在本发明的访问控制系统的一个或多个实施例中，可利用电磁感应通过导体或通过耦合直接将电力传递给访问控制设备。电动发生器例如发电机，可用于产生直接连接到访问控制设备的直流电流。用于驱动发电机的机械力可以是线动量或角动量，并且电力可通过能量转换单元120被转换成可用的势能并且被能量收集管理器150利用从而充电给次级电力存储供应130或直接充电给电源，例如直接供电给锁或者访问控制设备。能量收集管理器150还可与锁控制器或者访问控制设备通信，并且能量收集管理器和锁控制器之间的互连160可以是电气、感应、光学或者本领域技术人员已知的任何方法。访问控制系统还可包括与能量收集管理器150互连的能源传感器110，用于能源及其使用的高级管理。

在另一实施例中，电感耦合变压器可用于通过电磁感应诱导能量在两个或多个电路之间直接传输。变压器初级绕组中变化的电流会在核心中产生变化的磁通量并且在次级绕组上产生变化的磁场碰撞。次级绕组处变化的磁场诱导产生次级绕组中变化的电动势(emf)，电力可通过能量转换单元120被转换成可用的势能并且被能量收集管理器150利用从而相似地供电给次级电力存储供应130或者直接供电给电源用于锁或访问控制设备。

在再一实施例中，系统能够检测无线能量传递例如通过近场或远场RF。近场RF可以是反应近场和/或辐射近场。在反应近场中，E或者H场占主导地位；而在辐射近场中，没有反应场的组件。近场辐射或反应电力可被发送或吸收到波长的两倍范围。发送的电力可通过能量转换单元120被转换成可用的势能并且被能量收集管理器150利用从而在次级电力存储供应130中产生电荷或者直接供电给电源。在远场RF中，辐射将减少，因为距离的平方和辐射的吸收并不反馈回发射机。远场RF占主导地位的是E和B场。能量可以两倍波长的距离被发送。辐射电力可通过能量转换单元120被转换成可用的势能并且被能量收集管理器150利用从而相似地在次级电力存储供应130中产生电荷或直接供电给电源用于锁或者访问控制设备。

在本发明的其它实施例中，用于诱导电解金属或金属接触的设备可被耦合到访问控制系统以提供电源。来自化学源的电解金属接触，例如电池或燃料电池，可作为时间释放的电源或电力存储设备供电给访问控制设备。电池，通过氧化还原反应，可用作初级电源并且可以是电池形式以及常见的类型例如碱、锂离子和镍金属氢化物。或者，燃料电池可以是初级电源从而随着时间释放其可用于在次级电力存储供应130中产生电荷或者直接充电给电源。在一个或多个实施例中，耦合到访问控制系统的设备诱导金属接触可用来释放或者将势能从金属转换到金属接触，例如热电/热释电接触造成的塞贝克效应，例如温度差异直接被转换成电能。在本发明的实施例中，当金属到金属触点之间存在温度梯度时，热电设备产生电压，并且这种热电转换可被用作电源。电力可通过能量转换单元120被转换成可用的势能，并且被能量收集管理器150利用从而在次级电力存储130中产生电荷或者直接供电给电源用于锁或者访问控制设备。

在本发明的其它实施例中，诱导静电接触的设备可被耦合到访问控制系统以提供电源。一般来说，如果两个不同的绝缘体被放在一起或者摩擦在一起，两个绝缘体中的一个将获得负电荷而另一个将获得相等的正电荷。当两个绝缘体被分开时将产生势能。这种势能可用于发电，其可通过能量转换单元120被转换成可用的势能并且被能量收集管理器150利用从而相似地在次级电力存储130中产生电荷或直接供电给电源用于锁或者访问控制设备。

在本发明的另一个实施例中，系统可利用半导体接触，例如与半导体材料的金属接触或者被接触放置的两种不同的半导体，来提供电源。一般来说，当金属接触半导体材料时或者当两个半导体被接触放置时，一种材料变成微微带正电而另一种稍微带负电。在材料中，例如直接带隙，如果亮光针对两个半导体之间的接触面的一部分，则该点的电压上升并且电流将出现。一种这样的例子是压电效应，例如机械应力或压力，其中电荷积聚在某些固体材料以响应于所施加的机械应力。电力可通过能量转换单元120被转换成可用的势能并且被能量收集管理器150利用从而在次级电力存储130中产生电荷或者直接供电给电源用于锁或者访问控制设备。

半导体接触的另一示例是光伏效应。在本发明的各种实施例中，访问控制系统可利用太阳能电池或光伏电池将光能转换和/或收集成可用的势能。一般来说，太阳能电池是半导体到半导体接触，材料之间有直接带隙，当太阳或太阳光谱针对接触点时，这些材料被优化从而引起材料之间的流动。在这个接触点，光能被转换成电能。光伏电池使用与太阳能电池相同的原理，但光谱是从较短的跨度优化。光能电力可通过能量转换单元120被转换成可用的势能并且被能量收集管理器150利用从而在次级电力存储130中产生电荷或者直接供电给电源用于锁或者访问控制设备。

本发明的系统可包括一个或多个能够从一个源或多个收集器中收集能量的收集器，收集器能够从一个或多个源收集能量。例如，系统可包括光伏电池、光伏电池阵列、光伏电池和压电换能器、光伏电池阵列和压电换能器等。在系统包括多个收集器的配置中，能量收集管理器150可监控被每个收集器收集到的能量的可用性，调节被每个收集器收集到的能量，切换或者组合被每个收集器收集到的能量到电力访问控制设备等。此外，在系统包括多种类型的收集器并且每种都能从不同的环境源收集能量的配置中，能量收集管理器150可监控被各类收集器收集到的能量的可用性，调节被各类收集器收集到的能量，切换或者组合被各类收集器收集到的能量到电力访问控制设备等。

图2描绘了本发明的示例性访问控制系统的框图，其利用收集到的光伏能量。系统200与上面描述的基本相同，用于管理和利用从电动或弱核力收集到的能量，并且可包含单个或多个光传感器210、单个或多个光伏电池220、次级存储设备230、能量收集管理器250、初级电源205例如传统建筑物的AC或DC电源或电池，以及到控制器的互连260用于锁或者访问控制设备，例如作为门打开器或者关闭器(未示出)。单个或多个光伏电池220可被连接到能量收集管理器，并且用于从一个或多个已识别的光能源吸收光能，下文有更详细的描述。

能量收集管理器250管理所有能量收集外围设备，并且能够向锁控制器或者访问控制设备输出恒定能量。能量收集管理器250可接收和管理通过单个或多个光伏电池220从一个或多个已识别的光能源吸收或者收集到的能量，并且利用收集到的能量供电和/或控制访问控制设备，或者用于其它系统实现，进一步的详细描述如下。能量收集管理器250可调节收集到的光能，例如，通过整流、平滑、增加和/或降低收集到的能量的电压。在一个或多个实施例中，系统200可包括升压器240，其被优化用于接口连接的锁控制器或者访问控制设备。

现在参考图3，访问控制设备或电控锁1000装配有光传感器210并且被放置在房间或者提供至少一个已识别的光源300、400的建筑物的其它区域中。如图3所示，光源可以是人工光源例如顶部照明，或者自然光源例如太阳能或太阳光400或者两者。可以控制自然光的量，例如通过调节百叶窗或遮光帘270的位置，其确定到达光传感器210和可选的单个或多个光伏电池(图3A)的光400的量。光源的强度、入射角、光谱和持续时间是可变的，并且光源可以在可见光谱的内部或外部。在本发明的实施例中，单个或多个光传感器可被装配到锁1000的内表面即房间的内部(图4A)或者锁1000的外表面即房间的外部(图4B)。

光传感器210可利用总日射表、太阳能、辐照度曲线或其它辐照度曲线，从而可比较的能量输入视作通过单结或者更多的光伏电池可被确定。光传感器210可被馈送到能量收集管理器250中，如上所述，其中从光传感器获得的信息可在本地使用，在本地使用和存储，或者发送到其可被使用和存储的访问控制系统的不同组件中。从光传感器210获得的结果信息可用于管理电源电路或其它系统实现。例如，光源信息可用于建筑物管理从而帮助确保单个或多个光源适合指定的区域，或者可用于诊断的目的，例如确定锁的趋势并且确定锁可成本有效地使用光伏电源，例如光传感器210提供了感测和测量可用光能量的能力，其测量可用来确定收集光能量是否是可能的和/或建议的，例如利用单个或多个光伏电池220。光传感器210也可被翻新到现有的锁或者访问控制设备中，并且用于确定如何有效地在先前存在的硬件上收集能量。单个或多个光传感器210可通过从一个或多个源聚焦光的方法进行优化，和/或可被优化从而确定光能量来自于哪个源或哪些源。本发明的实现可用于访问控制设备或电控锁，其不包括单个或多个光伏电池，如上所述，或者用于包括与单个或多个光伏电池结合的光传感器的锁用于收集一些或全部通过光传感器检测到的光能量。

现在参考图5A和5B所示，本发明的实施例包括与单个或多个光伏电池220相结合的单个或多个光传感器210。如图所示，单个或多个光伏电池可被装配在锁1000的内表面即房间的内部(图5A)或者锁1000的外表面即房间的外部(图5B)，并且如图所示可在锁的永久表面或者可移除部件上。单个或多个光伏电池可以是薄膜或者其它，并且可以由单个或多结电池构成，其能够优化用于人造光源或自然光源或者两者，或者用于提高能量转换效率。在一个实施例中，所使用的光源通常由可见光组成，但此光谱之外的光不被排除在外。单个或多个光伏电池220可被设计优化从而最大化从自然或人工光源接收到的能量，通过设置相对于它们的光源的入射角。从一个或多个源聚焦光的方法可用于优化可用光源的利用。为了实现带有光传感器以及单个或多个光伏电池的锁，如图5A和5B所示，光传感器210可用于管理和优化从光源收集能源的效率。在某些实施例中，带有光伏电池和电源的光传感器的实现可用在更大的系统中，其可控制光源，例如发布系统警告以确保百叶窗或遮光帘在指定的时间内被打开或在一定程度上打开从而帮助给次级能源存储再次充电，如上所述。这种百叶窗或遮光帘270在图3中示出，并且可被能量收集管理器250控制以打开或关闭百叶窗或遮光帘到所需的程度从而控制到达单个或多个光伏电池220的自然光的量。

图6描述了本发明的系统所执行的过程500的示例性方法和/或流程图，用于根据本发明的实施例管理和利用从已识别的能源收集到的光能。在各种实施例中，一个或多个系统组件，例如能量收集管理器250，可以执行过程500或者其它类似的过程来管理从一个或多个已识别的能源收集到的能量从而供电给访问控制设备或用于其它系统实现。为了便于解释，方法被描绘和描述为一系列的行为。可以理解和领会的是，主题创新不受限于所描述的行为和/或行为的顺序。例如，行为可发生为各种顺序和/或并发，并且还有其它未被介绍和描述的行为。此外，根据主张的主题，不是所有描述的行为都需要实现这些方法。此外，本领域技术人员应该理解和领会，方法可交替地表示为一系列相互关联的状态，通过状态图或事件。此外，还应该领会下述和本说明书所公开的方法能够被存储在制品上，以便于将这些方法传送到计算机。本文所使用的术语制品旨在包括可从任何计算机可读设备、载体或媒体访问的计算机程序。

在各种实施例中，系统200可执行过程500，如图6所示，从而管理和利用由一个或多个已识别的光源提供的光能。在510中，能量收集管理器250可确定光能量是否被至少一个光传感器210接收。在系统包括多个光传感器的配置中，能量收集管理器250可监控通过每一个、一些或所有光传感器接收到的光能的可用性。接下来，在520中，如果能量收集管理器250已确定没有光传感器接收到光能量，则过程500可返回到510或终止。或者，如果能量收集管理器250确定光能量被至少一个光传感器接收，则过程500可进行到530。在530中，能量收集管理器250测量通过一个或多个光学传感器210接收到的光能并且可本地使用信息，本地存储信息供以后使用，或者发送信息到其可被使用和/或存储的系统的另一组件中。

在540和550中，能量收集管理器250可确定接收到的光能的势能或电力水平(如伏特数、安培、和/或瓦数)是否高于阈值，并确定是否有足够的光能来收集能量。能量收集管理器250可使用这个测量来优化从其光源210收集能量的效率。在570，如果能量收集管理器250已确定所测得的接收到的光能量不高于阈值，则光传感器210可被优化，通过从能量收集管理器250发送信号到访问控制系统的另一组件，从而通过调节可用光能量，将来自一个或多个光源的光聚集到至少一个光传感器，例如通过调节房间里百叶窗或遮光帘270的位置(图3)。过程500随后返回到530并且重复步骤530到550，直至接收到的光能势能高于阈值，或者过程500可终止。

在560，能量收集管理器250可使用一个或多个能量收集器(例如一个或多个光伏电池220)来收集部分或全部可用光能，并且管理收集到的能量。在系统包括多个收集器的配置中，能量收集管理器250可监控通过每一个、一些或所有收集器收集到的能量的电力水平。能量收集管理器250可通过调节收集到的能量管理收集到的能量，例如通过整流、平滑、增加和/或降低收集到的能量的电压。能量收集管理器250还可通过将收集到的能量与来自一个或多个其它源的能量结合来管理收集到的能量，例如初级电源(如电池)，用于供电给访问控制设备。在系统包括多个收集器的配置中，能量收集管理器250可合并通过一些或所有收集器收集到的能量。能量收集管理器250还可通过在收集到的能量和来自其它源的能量之间切换来管理收集到的能量，例如初级电源，从而根据收集到的能源的可用性和访问控制设备的电力需求供电给访问控制设备。在一个或多个实施例中，能量收集管理器250还可管理收集到的能量，通过利用收集到的能量给次级能量存储进行充电，例如可充电电池或电容器，其随后可用于直接供电给访问控制设备或者补充初级电源。最后，在580，能量收集管理器250可使用收集到的能量来供电给访问控制设备和/或其它系统实现，过程500随后可终止。

上述描述是说明性的，对本领域技术人员来说，配置和实现是可变化的。例如，结合本文公开的实施例描述的各种说明性逻辑、逻辑块、模块和电路可被实现或执行，通过通用处理器、数字信号处理器(“DSP”)、专用集成电路、现场可编程门阵列或其它可编程逻辑设备、分立门或晶体管逻辑、离散的硬件组件，或设计用于执行本文所描述的功能的任意组合。通用处理器可以是微处理器，或者，处理器可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个与DSP核相结合的微处理器，或者任何其它配置。

在一个或多个示例性实施例中，本文描述的被能量收集管理器执行的功能和本发明中使用的其它设备可实现为硬件、软件、固件，或其任何组合。对于软件实现，本文所描述的技术可被实现为执行本文所描述功能的模块(如规程、功能、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、类等)。模块可耦合到其它模块或硬件电路，通过传递和/或接收信息、数据、争议、参数或存储器内容。信息、争议、参数、数据等可被传递，转发，或使用任何合适的手段发送，包括内存共享、消息传递、令牌传递、网络传输等。软件代码可被存储在存储单元中并且由处理器执行。存储单元可在处理器内部或处理器外部实现，在这种情况下，其可通过本领域技术人员已知的各种手段通信耦合到处理器。

如果在软件中实现，这些功能可被存储或发送到计算机可读介质上作为一个或多个指令或代码。计算机可读介质包括有形的计算机存储介质和通信介质，其包括便于将计算机程序从一个地方转移到另一个地方的任何介质。存储介质可以是任何可用的可通过计算机访问的有形介质。通过举例的方式，而不是限制，这种有形的计算机可读介质可包含RAM、ROM、闪存、EEPROM、光盘或其它光学盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备，或者可用来携带或存放所需的程序代码并且以指令或数据结构的形式并且可通过计算机访问的任何其它介质。本文使用的磁盘和光盘包括CD、激光光盘、光学光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常磁力地再现数据而光盘用激光光学地再现数据。此外，任何连接被恰当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是从网站、服务器或者其它远程源发送，使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或无线技术例如红外、无线电和微波，则介质的定义包括同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或无线技术例如红外、无线电和微波。上述组合也应包括在计算机可读介质的范围内。在一个实施例中描述为单数的或集成的源可以是复数的或分布式的，并且在实施例中描述为多个的或分布式的源可被组合在一起。

因此，本发明实现了以下一个或多个优点。本发明提供了一种系统，其用于在访问控制系统中优化可用的能源，通过使用一个或多个能源传感器来监控可用的环境和非环境能源从而确定能量收集是否是可能的和/或建议的。本发明的系统还通过优化可用能源提高了能量收集的效率。本发明还提供了一种改进的方法用于管理访问控制系统中的可用能源，并且利用收集到的能量在访问控制系统中管理电源电路。

尽管已结合具体的实施例对本发明进行了描述，对本领域技术人员来说，各种替代、修改和变化将是明显的。因此，所附权利要求将旨在包含任何这样的替代、修改和变化，而不背离本发明的真实范围和精神。

Claims (20)

1.一种在访问控制系统中用于管理光能的系统，包含：

访问控制设备，位于提供至少一个光源的建筑物区域内；

至少一个光传感器，位于所述访问控制设备表面并且从所述至少一个光源接收光能；

耦合到所述至少一个光传感器的能量收集管理器，其中所述能量收集管理器管理通过所述至少一个光传感器接收到的光能量；以及

所述能量收集管理器和所述访问控制设备之间的互连。

2.权利要求1中的所述系统，其中所述能量收集管理器和所述访问控制设备之间的互连包含电气、电感或光学连通性。

3.权利要求1中的所述系统，其中所述能量收集管理器测量从所述至少一个光源接收到的光能量并且确定所测得的光能量是否高于预定阈值。

4.权利要求3中的所述系统还包括至少一个能量收集器，以及

其中，如果所测得的光能量高于预定阈值，则所述能量收集管理器指示所述至少一个能量收集器将光能转换成收集到的能量，以及

其中，如果所测得的光能量不高于预定阈值，则所述能量收集管理器发送信号到所述访问控制系统中的另一组件从而调节所述至少一个光传感器从所述至少一个光源可用的光能量，直至达到预定阈值。

5.权利要求4中的所述系统，其中所述至少一个能量收集器是装配到访问控制设备的光伏电池，其用于吸收从所述至少一个光源接收到的光能并将所述光能转换成收集到的能量。

6.权利要求4中的所述系统，其中所述能量收集管理器确定所述收集到的能量的电力水平高于预定阈值，并且所述能量收集管理器利用所述收集到的能量供电给所述访问控制设备。

7.权利要求4中的所述系统，还包括次级能量存储，其中所述能量收集管理器确定所述收集到的能量的电力水平高于预定阈值并且利用所述收集到的能量对所述次级能量存储进行充电。

8.权利要求7中的所述系统，其中所述次级能量存储包含至少可充电电池和电容器之一。

9.权利要求1中的所述系统，其中所述能量收集管理器将通过所述至少一个光传感器接收到的光能量发送到所述访问控制系统的多个组件中的另一个，用于管理一个或多个电源电路。

10.一种用于在访问控制系统中管理通过至少一个光传感器从至少一个光源接收到的光能的方法，包含：

通过所述至少一个光传感器接收光能；

通过与访问控制设备互连的能量收集管理器测量接收到的光能量；

确定所测得的光能量是否高于预定阈值；以及

如果所测得的光能量高于预定阈值，则通过至少一个能量收集器将光能转换成收集到的能量；

如果所测得的光能量不高于预定阈值，则调节所述至少一个光传感器从所述至少一个光源可用的光能量，直至达到预定阈值。

11.权利要求10中的所述方法，其中所述至少一个能量收集器是装配到所述访问控制设备的单个或多个光伏电池，用于吸收从所述至少一个光源接收到的光能并且将光能转换成收集到的能量。

12.权利要求10中的所述方法，还包含：

确定所述收集到的能量的电力水平高于预定阈值；以及

利用所述收集到的能量供电给所述访问控制设备。

13.权利要求10中的所述方法，还包含：

监控与所述访问控制设备互连的初级电源的电力水平；

确定所述初级电源的电力水平已降至临界阈值以下；以及

将所述收集到的能量与从所述初级电源提取的能量相结合从而供电给所述访问控制设备。

14.权利要求10中的所述方法，还包含：

确定所述收集到的能量的电力水平高于预定阈值；以及

利用所述收集到的能量对互连到所述访问控制设备的能量存储进行充电，其中所述能量存储与用于供电给所述访问控制设备的初级电源是分开的。

15.权利要求10中的所述方法，还包含：

监控次级电力存储的电力水平；

确定所述次级电力存储的电力水平是否高于预定阈值；

如果所述次级电力存储的电力水平不高于预定阈值，则通过所述能量收集管理器发送信号给所述访问控制系统的多个组件中的另一个从而调节所述至少一个光传感器从所述至少一个光源可用的光能量，直至达到预定阈值；

通过所述至少一个能量收集器将光能转换成收集到的能量；以及

利用所述收集到的能量对所述次级电力存储进行充电。

16.权利要求10中的所述方法，还包含：

继通过与所述访问控制设备互连的能量收集管理器测量接收到的光能量之后，通过所述能量收集管理器将所测得的接收到的光能量发送给所述访问控制系统的另一个组件，用于管理一个或多个建筑物供电电路。

17.权利要求10中的所述方法，其中所述至少一个光传感器可用的光能量通过打开或关闭百叶窗或遮光帘进行调节从而改变进入所述至少一个光传感器所在区域的光量。

18.一种管理通过与访问控制设备互连的至少一个传感器从至少一个能源接收到的能量势能的方法，包含：

通过所述至少一个传感器接收能量势能；

通过与所述至少一个传感器和所述访问控制设备互连的能量收集管理器测量接收到的能量势能；

确定所测得的能量势能是否高于预定阈值；以及

如果所测得的能量势能高于预定阈值，则通过至少一个能量收集器将能量势能转换成收集到的能量；

如果所测得的能量势能不高于预定阈值，则调节所述至少一个传感器从所述一个或多个能源可用的能量势能，直至达到预定阈值。

19.权利要求18中的所述方法，其中所述至少一个能源包含电磁感应、电解金属接触、金属接触、半导体接触，摩擦接触或者弱核力。

20.权利要求18中的所述方法，还包含：

确定所述收集到的能量的电力水平是否高于预定阈值；以及

利用所述收集到的能量供电给所述访问控制设备。