CN107110538A - 用于温度控制的系统和装置 - Google Patents

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Abstract

公开了用于控制加热和冷却成本的方法、系统和装置。家庭公用事业账单(或HUB)控制器，包括处理器，可以接收指示针对温度控制成本的预算的用户输入。用户可以使用触摸屏显示器提供用户输入。触摸屏显示器可以包括在HUB控制器上。此外，HUB控制器可以以预定间隔确定，与操作加热、通风和空气调节(HVAC)单元相关联的估计成本。HUB控制器可以将估计成本与预算进行比较。基于确定估计成本等于或超出预算，HUB控制器可以使用无线通信单元向预定用户设备发送电子消息，包括用于确认切断HVAC单元的请求。在HVAC单元切断之后，HUB控制器可以保持启用，但机电阀可以变成停用。

Description

用于温度控制的系统和装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年10月27日提交的美国临时申请序列号62/069,040和于2015年7月1日提交的美国临时申请序列号62/187,359的权益，其内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及加热、通风和空气调节(HVAC)系统的电子控制。
背景技术
根据美国能源部(DOE)，在一个典型的家庭中的一半以上的能源使用用于加热和冷却。当寻求购买加热和冷却系统时，房产拥有者经常考虑最新选项、购买它们的成本、使用多少能源以及操作它们的成本。
出售加热和冷却系统(中央空调、熔炉、锅炉和热泵)的供应商在销售点发布产品使用多少能源，以及与类似型号的对比情况。制造商在产品的能源指南标签上提供该信息。然而，取决于花费者的购物方式，他们可能不看实际产品和标签，所以花费者可能会错过网站、资料单、手册或目录上的信息。
房产拥有者通常被建议，在上床睡觉或在白天外出之前，在冬季减小他们的恒温器，并在夏天提高它。一些可编程恒温器可以允许花费者设定一天的特定时间来自动调节恒温器值。
这些恒温器可以是可编程的，基于一天的时间来调节值。但是，他们不追踪或没有考虑能源成本。因此，期望被配置为基于预定预算来控制家庭的加热和冷却的智能恒温器。
发明内容
公开了用于控制加热和冷却成本的方法、系统和装置。家庭公用事业账单(或HUB；Household Utility Bill)控制器，包括处理器，可以收到指示温度控制成本预算的用户输入。用户可以使用触摸屏显示器来提供指示温度控制成本的预算的用户输入。触摸屏显示器可以被包括在HUB控制器上。此外，HUB控制器可以以预定间隔确定与操作加热、通风和空气调节(HVAC)单元相关联的估计成本。HUB控制器可以将估计成本与预算进行比较。基于确定估计成本等于或超出预算，HUB控制器可以使用无线通信单元向预定用户设备发送电子消息，包括确认切断HVAC单元的请求。
在HVAC单元切断之后，至HUB控制器和HVAC单元的机电阀的功率可以被减小。功率可以被减小使得HUB控制器可以保持启用，但是机电阀可以变成停用。
在另一示例中，HUB控制器可以接收指示针对家庭公用事业成本的预算的用户输入。HUB控制器可以以预定间隔确定与多个家庭公用事业器具中的每一个相关联的估计成本。接着，所述HUB控制器可以以预定间隔、基于与多个家庭公用事业中的每一个相关联的估计成本的合计，确定与多个家庭公用事业相关联的合计的估计成本。此外，HUB控制器可以将合计的估计成本与预算进行比较，并且在合计的估计成本等于或超出预算的情况下，切断多个家庭公用事业器具中的至少一个。另外，HUB控制器可以向预定地址发送电子通知，通知用户多个家庭公用事业器具中的至少一个已被切断。在又一示例中，HUB控制器可以显示与多个家庭公用事业器具中的每一个相关联的估计成本以及与多个家庭公用事业相关联的合计的估计成本。
附图说明
从结合附图通过示例给出的以下描述中，可以得到更详细地理解，附图中：
图1是用于家庭公用事业账单(HUB)控制器系统的示例系统架构，包括电源单元(PSU)；
图2示出了用于与适配在生态系统中的HUB控制器一起使用的示例系统架构；
图3示出了HUB控制器的示例主屏幕；
图4是HUB控制器的主屏幕的示例图；
图5示出了HUB控制器的示例消息屏幕；
图6示出了HUB控制器的示例设置屏幕；
图7示出了在HUB控制器处用户发起的通信的示例；
图8示出了从设备到云引擎的预先安排的每日更新请求的示例；
图9示出了外部设备上的用户发起的通信的示例；
图10示出了用于HUB控制器的示例安装过程；
图11示出了用于与适配在生态系统中的的HUB控制器一起使用的示例家庭网络架构；并且
图12示出了HUB控制器的预算屏幕的示例。
具体实施方式
公开的系统使智能家居发展到不仅控制其气候，而且控制它自己的成本。家庭公用事业账单(或HUB)控制器通过智能和云技术的组合来控制家庭公用事业账单。它是下一代智能恒温器，传递终端用户想要的价值主张。
HUB控制器可以为用户节省金钱，因为它给房产拥有者给予了公用事业账单的控制。HUB控制器向用户实时展示(例如，今天、昨天、上周、上个月等)花费在它们的公用事业的金额，并且它允许用户针对每个器具设置预算，或者按照天、周或月设置总体预算。HUB控制器可以自动管理房产拥有者的预算。
HUB控制器可以获悉家庭日常和成本，并对其进行编程。HUB控制器可以易于安装，这将减小安装成本，因为无需挖掘墙壁即可安装。HUB控制器可以从任何地方轻松控制。可以通过手机/平板电脑/平板手机/个人计算机(PC)从任何地方进行控制。
根据欧盟统计局，在欧盟有大约2.14亿个家庭，并且平均而言，他们的收入落后于通货膨胀。最近的报告显示，近三年来，欧洲各地的能源账单快速增长，英国(UK)的能源账单也快速上涨了37％，而且持续快速增长。这些家庭中有1.27亿户拥有宽带通讯连接和一台旧的变阻器恒温器。
使用仅两个(2)开关(或输入)电线，HUB控制器就可以被安装。但需要三根(3)电线系统时，这是一个改进，因为绝大多数花费者不愿意使其致力于这样的安装，其意味着挖掘他们的墙壁以安装功率线。由于HUB控制器可能是唯一智能恒温器，克服了安装三根(3)电线需要，因此用户可避免安装“破坏”，并且减少安装时间和复杂性。这可以被实现，例如，使用静止和电池技术的组合来向HUB控制器递送功率。在一种情况下，当加热系统可能被关闭时以及当它可能被打开时，HUB控制器可以从电气电路接进功率。
图1示出了用于HUB控制器系统的示例系统架构，包括功率供应单元(PSU)。PSU的示例操作原理可以包括以下步骤。将功率提供给与下游机电阀110串联的电路。当期望机电阀110保持在关闭位置时，电子分流器130可以被停用，并且汲取到HUB控制器190的功率可以被维持在足够低的水平，以便机电阀110保持停用。
当机电阀110被期望打开时，分流器130可以被启用，增加了主回路中的电流流动，从而允许机电阀110正常运转。机电阀110接着可以例如从事加热或冷却操作。辅助电池160可以确保至功率控制器的一致的功率轨，用于操作稳定性，并且在直接动主回路汲取时，在高功率需求时的辅助操作会导致来自机电阀110的不期望的响应。在正常操作期间，可以存在来自主回路的足够的功率花费来对电池充电，而不影响机电阀110的位置。
在架构100的示例使用中，PSU可以包括可以提供功率的主电源105。主电源105可以在110至230伏(V)和50至60赫兹(Hz)下运转。主电源可以直接连接到机电阀110。此外，主电源105可以与整流器120、分流器130、开关模式电源(SMPS)140、功率控制器150和HUB控制器190串联连接。功率控制器150可以连接到辅助电池160。辅助电池160可以是可再充电的。
图2示出了用于与适配在生态系统中的HUB控制器一起使用的示例系统架构。该架构200可以用于理解所需的各种集成。如图2所示，系统可以包括用户的家庭网络205、通信网络(例如，互联网)245、以及Hub云引擎295。
用户的家庭网络205可以包括HUB控制器290，加热、通风和空气调节(HVAC)系统或相关器具(诸如由HUB控制器290控制的锅炉215)，以及Wi-Fi路由器230，使用动态互联网协议(IP)地址，HUB控制器290使用Wi-Fi路由器230来在通信网络245上发送通信。HUB控制器290可以控制电动阀210以便操作锅炉215(或其他HVAC系统)。锅炉215(或其他HVAC系统)可以通过用户的主保险丝板220供电。锅炉215(或其他HVAC系统)可以通过用户的预先安装的编程器(或时钟)225连接到主保险丝板。HUB控制器290还可以控制编程器225。在一个示例中，一旦HUB控制器290由用户安装，用户可以不再需要使用编程器225，并且HUB控制器在没有编程器的情况下可以控制锅炉215和/或用户的其他公用事业。通信网络245可以包括位于HUB网络服务280和用户的Wi-Fi路由器230之间有线或无线连接，诸如用户的互联网服务提供商(ISP)路由器235和HUB ISP路由器240，以及基于互联网设备，用户可以使用它们来与他们的HUB控制器290设备进行通信。
HUB云引擎295可以包括基于云的组件，其被配置为管理、监管系统以及向用户和向用户家庭中的设备递送系统。HUB控制器290可以定期地与云引擎295通信。此外，HUB控制器290可以持续地或几乎持续地与云295通信。云295引擎可以被配置为存储和使用作为其软件逻辑250的一部分的智能算法。软件逻辑250还可以访问数据库260以用于控制锅炉215、一个或多个其他HVAC系统或用户的其他公用事业。软件逻辑250可以通过HUB网络服务280与HUB控制器290通信。用户可以通过HUB控制器290和HUB网络服务280与软件逻辑250进行通信。软件逻辑250还可以通过移动应用270和用户接口275与用户进行通信。软件逻辑250可以包括支付处理(例如通过VISA、MASTERCARD或PAYPAL)、以及本地天气预报。本地天气预报可以帮助用户和HUB控制器290正确地编程公用事业设置。
HUB控制器290可以被配置为每天联系云引擎295以获得其明天所需的信息的更新。例如，HUB控制器290可以发送包括设备序列号和用于安全和识别目的的用户的登录凭证的消息。HUB控制器290在每天预定时间(例如，23.59点)，可向云引擎295发送请求以便更新。针对使用RESTful接口的网络服务上的“UpdateDevice”动作使用超文本传输协议(HTTP)GET，HUB控制器设备290可以将该信息发送到云引擎295。
HUB控制器设备290可以通过使用空中固件更新而容易地可更新和可升级。这可以包括对屏幕和逻辑的调整。
虽然图2所示的示例针对控制加热成本，但是HUB控制器290还可以被配置为将所有公用事业账单集成到相同的控制门户中，通过添加诸如开关、插座等设备。HUB控制器290可以与支持Wi-Fi的恒温散热器阀(TRV)、支持Wi-Fi的热水恒温器、支持Wi-Fi的电力监控器等集成。HUB控制器290可以与这些公用事业设备通信以确定各种公用事业的使用情况，并且基于该使用确定各个公用事业花费。接着，HUB控制器可以显示其他公用事业的花费。HUB控制器还可以显示其他公用事业器具的花费，并且可以针对用户的所用公用事业进行合计和显示组合花费。此外，HUB控制器可以基于针对该公用事业的花费和/或合计花费来控制或限制公用事业的应用。例如，如果家庭达到所需温度，系统可以自动关闭。然而，如果预算小于或等于花费，系统也可以自动关闭。
图3显示了HUB控制器的示例主屏幕。虽然图3所示的示例示出了HUB控制器的外壳和屏幕，但是HUB控制器可以包括实时时钟(RTC)模块、诸如Wi-Fi模块的无线通信单元或模块、微处理器(或处理器)和微控制器、复位开关、温度和湿度传感器、存储器、电源、运动传感器、微USB端口、触摸屏显示器、ZigBee接口、扬声器和外壳。
触摸屏显示器300可以安装到外壳上，外壳接着可以被安装在用户家中的墙壁上。HUB控制器可以向用户提供显示信息和控制信息。HUB控制器可以具有可配置输入，其可以是以图标形式的，并且用户可以通过使用触摸屏显示来对其进行选择。在一个例子中，这可以是设备的唯一输入方式；然而，还可以配置将系统复位到出厂设置的方法。触摸屏显示器300可以显示当前室内温度310、针对一个时间段的预算330(如示例屏幕300中今天所示的)、以及针对该时间段的花费320。时间段可以包括例如日、周、月或其他时间段。
图4是HUB控制器的主屏幕的示例图。如示例屏幕400所示，可以存在多个显示和按钮，包括学习旋转器490、系统按钮410、家庭温度指示器、设定温度增加按钮462、设定温度指示器460、设定温度减小按钮464、预算显示430、花费显示420、显示周期指示器440、显示周期调整按钮445和菜单按钮(其可以包括主页450、消息452和设置454按钮)。上面列出的按钮列表是一个非详尽的列表，并且仅作为示例，因为HUB控制器可以包含更多或更少的按钮。
学习旋转器490可以被配置为当用户打开或关闭系统，或者增加或减小设定温度时出现。HUB控制器接着可以将该信息发送到云引擎，并且学习旋转器490出现。
通过选择系统按钮410，用户可以打开或关闭加热或其他公用事业。触摸屏显示器可以被配置为改变系统按钮410的图标颜色以通知用户输入已经完成。例如，系统按钮410可以被变色为绿色以指示加热系统可以打开。触摸该系统按钮410可以关闭系统，并且按钮可以从绿色变为红色。如果系统按钮410为橙色，则加热系统可以处于待机状态，等待用户将其打开。触摸系统按钮410可以打开系统并且系统按钮410可以变为绿色。如果系统按钮410为红色，则加热系统可能关闭。触摸系统按钮410可以打开系统并且系统按钮410可以变为绿色。
家庭温度指示器指示当前家庭温度。家庭温度指示器可以位于系统按钮410内，如示例屏幕400所示。设定温度指示器460指示当前温度，其可由用户或计划表设置。为了控制加热，用户可以通过选择设定温度增加按钮462和设定温度减小按钮464来选择优选温度。
HUB控制器还可以包括指示针对日、周或月的预算的预算指示器430(如果用户设定了预算)。此外，花费指示器420可以指示针对日、周或月花费的实际金额。花费指示器420可以被配置为在已经达到预算时变为红色。这也可以触发HUB控制器关闭HVAC系统。在一个示例中，HUB控制器可以停用分流器以关闭HVAC系统。在另一示例中，HUB控制器可以向HVAC系统和/或器具发送关闭消息。
显示周期按钮440可以通过向后和向前滚动允许用户选择要显示哪个日、周或月。例如，如果用户选择“日”，则自动显示“今天”，通过使用后退按钮，用户可以看到昨天等。“日”、“周”和“月”按钮445可以允许用户选择以按日、按周或按月地显示信息。
通过使用菜单按钮，用户可以越过屏幕进行导航，菜单按钮可以包括主页450、消息452和设置454按钮。主页按钮450可以将用户带到主屏幕。消息按钮452可以将用户带到消息屏幕，诸如图5所示的消息屏幕，以显示发送到HUB控制器的未读的所有消息。设置按钮454可以将用户带到设置屏幕，诸如图6所示的屏幕，以允许用户改变HUB控制器上的设置。
在一个示例情况下，公用事业公司可以派遣抄表员来确定用户的公用事业的使用情况。这个抄表员可以在一年中以不同的间隔被派遣。基于仪表读数，公用事业公司确定预期的使用情况并且基于单位成本对用户开账单，单位成本基于预期使用情况确定。随着欧洲移动到智能仪表，公用事业公司可能调整他们确定成本的方式，但用户将仍然可能会基于能源使用情况的单位成本而被收费。
HUB控制器可以被配置为使用多种方法来确定成本。在一个示例中，与锅炉相关联的传感器确定正在被使用的气体/分钟。该信息可以由传感器直接传送到HUB控制器。HUB控制器可以进一步提示用户输入用于气体使用的单位成本。接着，HUB控制器可以使用该信息来确定用于与成本控制特征一起使用的成本估计。在一个示例中，HUB控制器可以保存该信息用于将来使用。在另一个示例中，HUB控制器可以使用所使用的气体/分钟和气体的单位成本来确定锅炉的花费。在又一个示例中，HUB控制器可以用于确定锅炉的花费的HUB云引擎发送所使用的气体/分钟、气体的单位成本、锅炉的类型、和/或其他信息。HUB云引擎还可以使用在其数据库中的信息来确定或帮助确定锅炉的花费。HUB云引擎可以确定锅炉的花费，接着将此花费信息发送给HUB控制器。在另一个例子中，HUB云引擎可能已经记录了来自其他来源的气体的单位成本。在再一个例子中，HUB云引擎可能已经记录了关于锅炉特性的信息，并且可以使用这些特性来帮助确定锅炉的花费。类似的传感器和方法可以与其他公用事业一起使用。
作为一般示例，传感器可以确定正在使用的公用事业，并将该信息发送到HUB控制器。HUB控制器可以进一步提示用户输入针对所使用的公用事业的单位成本。接着，HUB控制器可以使用该信息来确定与成本控制特征一起使用的成本估计。在另一个示例中，HUB控制器可以使用所使用的公用事业使用情况/分钟和用于公用事业的单位成本来确定使用该公用事业的器具的花费。在又一个示例中，HUB控制器可以向HUB云引擎发送所使用的公用事业使用情况/分钟、公用事业的单位成本、器具类型和/或其他信息，用于确定器具的花费。HUB云引擎还可以使用在其数据库中的信息来确定或帮助确定器具的花费。HUB云引擎可以确定器具的花费，接着将此花费信息发送到HUB控制器。在另一个示例中，HUB云引擎可能已经记录了来自其他来源的针对公用事业的单位成本。在再一个示例中，HUB云引擎可能已经记录了关于器具的特性的信息，并且可以使用这些特性来帮助确定器具的花费。
对于使用智能仪表技术的系统而言，该信息可以全部自动化。此外，HUB控制器可以与用户的在线公用事业帐户相关联。
在另一示例中，HUB控制器可以被配置有与HVAC单元相关联的预期效率规格。HUB控制器可以被配置为基于能源使用情况和温度读数来确定效率。接着，HUB控制器可以使用该信息来确定与成本控制特征一起使用的成本估计。在一个示例中，HUB控制器可以将该信息发送到HUB云引擎，以用于确定成本估计和/或帮助确定成本估计。HUB控制器还可以被配置为通知用户器具需要维修。
HUB控制器的用户可以进一步受益于由HUB系统生成的信息的数据库。例如，HUB控制器可以被配置为跟踪温度变化的速率。在一个示例中，HUB控制器可以将该信息发送到HUB云引擎以存储在HUB云引擎的数据库中。其他用户的HUB控制器可以类似地将关于其他用户的信息发送到HUB云引擎，以存储在HUB云引擎的数据库中。HUB云引擎可以在用户之间进行比较。在一个示例中，HUB云引擎可以将关于比较的信息发送到用户的HUB控制器。在另一示例中，HUB云引擎可以发送来自数据库的关于其他用户的信息。接着，HUB控制器可以针对单位效率在用户之间进行比较。HUB控制器可以通知用户温度变化与类似住房中的类似单元相比效率更高还是效率更低。
图5示出了HUB控制器的示例消息屏幕。当用户选择主屏幕上的消息按钮(诸如图4所示的消息按钮452)时，触摸屏显示器可以呈现如图5所示的消息屏幕500。在一个示例中，消息按钮552可以指示多少消息依然未读。作为云订阅的一部分，用户可以从HUB ControlsLtd.(HUB控制有限公司)接收定期消息，诸如消息区域510中的消息。简单的接受或拒绝可能是需要的。例如，用户可以通过按下积极图标520请求HUB控制器小组，或者可以通过按下消极图标530来谢绝这样的呼叫。在该消息区域510中，用户可以读取HUB控制器发送的或者获得第三方批准的消息。用户也可以使用主页按钮550导航回到主屏幕或通过使用设置按钮554导航到设置屏幕。
图6示出了HUB控制器的示例设置屏幕。当用户选择主屏幕上的设置按钮时，触摸屏显示器可以呈现如图6所示的设置屏幕600。用户可能能够查看和修改显示设置、用户帐户设置、Wi-Fi连接设置和其他设置。用户可能能够通过按下显示按钮610来查看和修改显示设置，并且接着修改显示设置，如图10中屏幕1000b中的示例中所示的。用户可能能够通过按下用户帐户按钮620来查看和修改用户帐户设置，并且接着修改用户帐户设置，如图10中的屏幕1000c中的示例所示的。用户可能能够通过按下Wi-Fi按钮630来查看和修改Wi-Fi连接设置，并且接着修改Wi-Fi连接设置，如图10中的屏幕1000d中的示例所示的。用户还可以使用主页按钮650导航回到主屏幕或使用消息按钮652导航回到消息屏幕。在一个示例中，用户还可以通过使用设置按钮654保持打开和/或刷新设置屏幕。用户还可以通过按下后退按钮660返回到先前屏幕。
用户可以修改HUB控制器的各种设置。这可以包括，例如：
a.货币单位；
b.条款和条件；
c.调光器设置；
d.显示延时设定；
e.语言设置，其中屏幕语言可以在任何可用语言之间调整(例如英语、法语、西班牙语、意大利语、德语、中文、葡萄牙语、希腊语、阿拉伯语、俄语、波兰语、荷兰语、日语、希伯来语、丹麦语、瑞典语和挪威语)；
f.用户帐户设置(电子邮件地址和密码)；
g.Wi-Fi设置，包括用来发现Wi-Fi网络的代码；
h.键盘，以所有语言的字母—数字；
i.设备详细信息：序列号，MAC地址等；以及
j.收到的所有消息，包括每个消息的ID。
用户还可能能够调整加热计划表，其中该设置可以是针对每一天、星期日至星期六(7天)的每一分钟的温度(例如，22.0℃或5℃)。这种调整可以例如通过多个设备来执行，包括个人计算机、移动电话、平板电脑、平板手机、HUB控制器(包括HUB控制器的触摸屏显示器)。
用户还可能能够调整花费计划表，其中该设置可以是针对最近180天的每一天的货币金额(例如，€2.34(E.U.)或￡5.66(UK))。它也可以包含180天的对应于每个花费金额的预算金额(例如，上周一：花费＝€2.61&预算＝€2.50)。在另一个示例中，花费计划表可以由系统固定或选择。
用户还可能能够调整预算计划表，其中该设置针对从今天开始并且前进到多达12个月或52周的未来日期，可以是针对每个工作日、针对每周和针对每月(例如，星期日、星期一等)的货币金额(例如，€2.99(E.U.)或￡6.80(UK))。用户可以按金额(可以是美元价值)设置预算，或者用户也可能能够选择百分比(例如，将账单减少10％)。该调整可以，例如通过包括个人计算机、移动电话、平板电脑、平板手机、HUB控制器(包括HUB控制器的触摸屏显示器)等在内的多个设备来执行。
用户还可以能够调整每分钟的成本。HUB控制器可以使用每分钟的成本(例如，€0.001257)来计算每日花费。(历史花费可以保持在花费计划表中)。在另一种情景中，用户可以更改公用事业或器具(例如，Worcester Bosch(伍斯特·博世)锅炉Eco 1200CDI)的“单位成本”。HUB系统接着可以自动计算每分钟的成本。该调整调节可以，例如通过包括个人计算机、移动电话、平板电脑、平板手机、HUB控制器(包括HUB控制器的触摸屏显示器)等在内的多个设备来执行。
HUB控制器提供了一种控制加热和冷却账单的新颖的方法。HUB控制器可以配置为设置要在加热和冷却上花费的每天、每周或每月的预算。此外，HUB控制器可以配置为设置用户想要节约的金额或百分比(例如：每月节约€50或每周节约10％)。一旦设置，预算可以出现在屏幕的右上角。用户一达到针对日、周、月的用户预算，“花费”金额就将变为红色。花费金额一变红，系统按钮就可以变为红色并且自动关闭公用事业(例如，加热)系统。如果用户想要的话，用户可以重写设置并切换系统回到打开。一如既往，HUB控制器可以进入“学习”模式。HUB控制器可以进一步被配置为在加热系统重新启用之前发送“弹出”消息(例如，尝试穿毛衣)。以此方式，HUB控制器可以尝试为用户节省金钱。HUB控制器可以进一步被配置为跟踪一天中系统已经打开的累积分钟数。
返回参考图2，HUB控制器290可以被配置为基于在HUB控制器设备290处的用户发起的通信，从HUB控制器设备290到云引擎295的预先安排的每日更新请求，以及在诸如移动电话、个人计算机、平板电脑、平板手机等的外部设备上的用户发起的通信，与云引擎295通信。系统的基于计算机的智能算法可以由软件逻辑250使用并存储在云引擎295中。系统可以被配置为使用动态IP寻址，其每当ISP用户登录到他们的电脑时分配不同的IP地址。这可以取决于ISP，因为某些ISP只在认为必要时才更改IP地址。同样地，设备可以是能够支持动态主机配置协议(DHCP)的。
图7示出了在HUB控制器处用户发起的通信的示例。如在示例架构700所示，当用户打开系统按钮时，HUB控制器790可以进行DHCP请求以建立互联网连接。例如，HUB控制器790可以与用户的Wi-Fi路由器730进行通信，Wi-Fi路由器730接着可以与用户735的ISP路由器通信，用户735的ISP路由器继而可以与HUB ISP路由器740进行通信，HUB ISP路由器740接着通过HUB网络服务780到达HUB云引擎795。在一个示例中，HUB控制器设备790可以向HUB云引擎795(IP地址可以是静态的)发送预定的HTTP POST消息。消息可以由网络服务780接收，经安全测试并发送到软件逻辑750，软件逻辑750可以将消息写入数据库760。数据库760可以包含关于用户的公用事业系统的信息，诸如用户的加热计划表。答复消息可以被发送回HUB控制器设备790以表面消息被接收到OK。
有几个实例(由设备处的用户发起的)可以使用这种类型的通信。在这些实例中，设备可以发送它自己的分配的序列号和针对安全和识别目的的用户的登录凭证。
用户发起的通信的一个示例是当用户打开或关闭系统时。针对使用RESTful接口的网络服务上的“PowerUpdate”动作使用HTTP POST，设备可以向云引擎发送该信息(打开或关闭，设定温度和财产的当前温度)。
用户发起的通信的另一示例是当用户向上或向下设定温度时。针对使用RESTful接口的网络服务上的“SetTemperatureUpdate”动作使用HTTP POST，设备可以向云引擎发送该信息(所需温度和当前环境温度)。
用户发起的通信的另一示例是当用户在开始时安装设备时。设备可以向云引擎发送该消息当用户按下“测试到HUB的Wi-Fi连接”图标时，针对使用RESTful接口的网络服务上的“DeviceSetup”动作使用HTTP POST，设备可以向云引擎发送所有的安装信息。
用户发起的通信的另一示例是当用户更新某些设置时。针对使用RESTful接口的网络服务上的“UpdateDeviceSettings”动作使用HTTP POST，设备可以向云引擎发送该信息。
用户发起的通信的另一示例是当用户在设备上读取消息并触摸积极(例如，“是，请致电我”)图标或消极(例如，“否，谢谢”)图标时，诸如在消息屏幕500中示出的积极图标520和消极图标530。针对使用RESTful接口的网络服务上的“MessageAnswer-XXXXXX”动作使用HTTP POST，设备可以向云引擎发送这样的应答。“XXXXXX”可以是预定的消息号。
图8示出了从设备到云引擎的预先安排的每日更新请求的示例。HUB控制器890可以被配置为发送设备序列号和针对安全和识别目的的用户的登录凭证。如示例架构800所示，HUB控制器890可以与用户的Wi-Fi路由器830进行通信，Wi-Fi路由器830接着可以与用户835的ISP路由器通信，ISP路由器继而可以与HUB ISP路由器840通信，HUB ISP路由器840接着通过HUB网络服务880到达HUB云引擎895。在一个示例中，HUB控制器设备890在每天的预定时间(例如23.59点)可以向HUB云引擎895发送请求以便更新。针对使用RESTful接口的网络服务上的“UpdateDevice”动作使用HTTP GET，HUB控制器设备890向云引擎895发送该信息。HUB云引擎895可以使用软件逻辑850来处理该信息，并将信息保存在数据库860中。数据库860可以包含关于用户的公用事业系统和其他信息的信息，诸如用户的加热计划表、支付数据、一般用户数据、网络应用数据、公用事业账单数据和设备数据。云引擎895接着可以针对以下各项中任意和所有项向HUB控制器设备890向回发送更新：系统固件/软件更新；加热计划表更新；加热花费计划表更新(即每天花费了多少)；每分钟的成本，其可以被用于计算今天的花费；和/或来自HUB控件的任何消息。
图9示出了在外部设备上的用户发起的通信的示例。HUB控制器可以被配置为在预定的间隔(例如，每5分钟)向使用RESTful接口的网络服务上的“MobileUpdate”动作发送HTTP POST&GET，包含环境温度和系统状态(例如，19.3℃，打开)。HTTP GET请求可以获取任何新的用户输入。如示例架构900所示，HUB控制器990可以与用户的Wi-Fi路由器930进行通信，Wi-Fi路由器930接着可以与用户935的ISP路由器通信，ISP路由器继而可以与HUB ISP路由器940通信，HUB ISP路由器940接着通过HUB网络服务980到达HUB云引擎995。如图8所示，用户可以使用移动设备985来打开HUB移动应用程序，并且观察到他/她的家庭环境温度是19℃，并且系统已关闭。在一个例子中，用户决定打开系统。该“打开”消息可以通过网络服务980发送到HUB云引擎995和软件逻辑950。系统可以在数据库960中设置“打开”标志，并且接着尝试向HUB控制器设备990发送消息，使得设备990打开系统。如果该消息由于动态IP而失败，则云引擎995可以等待来自HUB控制器设备990的HTTP GET请求，并发送包含“打开”消息的回复。可以由手机、个人计算机、平板电脑、平板手机等做出的通信的示例可以包括：用户打开或关闭加热，以及用户向上或向下设定温度。
在调整温度之后，HUB控制器可以被配置为进入学习模式。在学习模式下，HUB控制器可以基于当日时间、室外温度、运动检测和其他因素来确定如何自动调整设置。经过预定的学习周期后，HUB控制器可以学习用户的加热计划表并自动调整温度。当HUB控制器确定用户希望系统打开时，它可以配置为向用户的电子邮件、电话、社交媒体帐户或其他预定地址向用户发送，以请求许可或确认以便调整温度。用户能够确认打开系统的请求，例如通过在HUB控制器上手动选择OK、通过响应电子邮件或文本消息、或通过口头发出命令或手势。如果用户确认温度应该被调整(例如开启加热)，则HUB控制器可以再次进入学习模式。一旦用户已经在预定次数(例如，连续五次)确认建议的设置，则HUB控制器可以被配置为在下一次自动打开系统。
在另一示例中，HUB控制器可以接收指示针对温度控制成本的预算的用户输入。HUB控制器可以确定与操作HVAC单元相关联的估计成本。HUB控制器可以以预定间隔进行该确定。进一步，HUB控制器可以将估计成本与预算进行比较。如果HUB控制器确定估计成本等于或超出预算，则HUB控制器接着可以使用无线通信单元来发送确认切断HVAC单元的请求。该请求可以是给可以在预定的用户设备上接收消息的用户的电子消息或通知，用户设备包括个人计算机、移动电话、平板电脑、平板手机、HUB控制器(包括HUB控制器的触摸屏显示器)等。给用户的电子消息或通知可以包括给用户的电子邮件、电话、社交媒体帐户或其他预定地址发送的SMS或电子邮件。
接着，用户可以确认切断HVAC单元，并且用户设备可以将该确认向回发送至HUB控制器。HUB控制器接着可以停用分流器。结果，到HUB控制器和HVAC单元的机电阀的功率可以被减小。功率可以减小到这样的水平使得HUB控制器可以保持启用但机电阀可以变得停用。当机电阀变得停用时，HVAC单元的加热或冷却操作可以停止。
图10示出了针对HUB控制器的示例安装过程。在安装HUB控制器之前，用户可以去HUB控件网站输入HUB控制器的序列号和用户的电子邮件地址。一旦安置并连接了HUB控制器，触摸屏显示器就可以加电。如示例过程1000所示，可以向用户呈现用于安装系统的逐步过程，并且可以通过在欢迎屏幕1000a点击“现在安装”按钮1010开始该过程。首先，可以提示用户在屏幕1000b处调整显示设置。用户也可以通过点击另一屏幕中的显示按钮，诸如图6所示的设置屏幕中的显示按钮610，来到达显示设置屏幕1000b。在显示设置屏幕1000b，用户可以使用调光器1020来设置亮度。用户可以按下“下一步”按钮1025以转到用户帐户设置屏幕1000c。用户还可以通过点击另一屏幕上的用户帐户按钮，诸如图6所示的设置屏幕中的用户帐户按钮620，来到达帐户设置屏幕1000c。在帐户设置屏幕1000c处，可以提示用户输入用户帐户设置。例如，用户可以通过屏幕键盘1030输入用户ID和/或用户的电子邮件1031和密码1033。用户可以按下“下一步”按钮1035转到用户Wi-Fi连接屏幕1000d。用户还可以通过点击另一屏幕上的Wi-Fi按钮，诸如图6所示的设置屏幕中的Wi-Fi按钮630，来到达Wi-Fi连接屏幕1000d。在Wi-Fi连接屏幕1000d，用户被提示配置Wi-Fi连接。例如，HUB控制器将查找Wi-Fi网络，并且用户可以滚动查找到的网络1041进行选择。用户还可以通过屏幕键盘1040手动输入期望的Wi-Fi网络1042的名称。一旦用户选择或输入Wi-Fi网络，接着用户可以通过屏幕键盘1040输入密码1043。用户可以按“测试到HUB的Wi-Fi连接”按钮1045转到测试连接屏幕1000e。最后，用户可被提示测试HUB控制器与网络的连接。HUB控制器可以通过此连接获得智能。成功测试之后，确认消息1050可以出现在测试连接屏幕1000e上，并且用户可以点击“完成安装”1055，其可以将用户带到主屏幕，诸如图3和/或图4所示的主屏幕。
图11示出了用于与适配在生态系统中的HUB控制器一起使用的示例家庭网络架构。HUB控制器可以被配置为在ZigBee网络上操作以控制多个设备。如图11所示，HUB控制器可以通过局域网(LAN)和/或个人局域网(PAN)来控制多个设备。例如，HUB控制器可以控制热水恒温器、无线TRV阀、智能仪表、电力发射器、Wi-Fi插座和Wi-Fi开关和/或与其通信。如示例架构1100所示，HUB控制器可以用作中央控制点1110，并且可以通过若干全功能设备(FFD)控制器并且通过FFD PAN协调器1130来控制许多简化功能设备(RFD)和/或与其通信。例如，HUB控制器可以用作中央控制点1110，并且可以通过FFD HVAC控制器1132来控制温度传感器1140和空气调节1145和/或与其通信。在另一示例中，HUB控制器可以用作中央控制点1110，并且可以通过FFD访问控制器1134来控制压力传感器1150、门禁控制1152和运动控制传感器1154和/或与其通信。在再一示例中，HUB控制器可以用作中央控制点1110，并且可以通过FFD火灾探测控制器1136控制烟雾探测器1160、1162和1164和/或与其通信。在又一示例中，HUB控制器可以用作中央控制点1110，并且可以控制其他PAN协调器1120和/或与其通信。
图12示出了HUB控制器的预算屏幕的示例。如示例预算屏幕1200所示，HUB控制器可以控制加热(和/或室内加热)1260、热水(和/或热水器)1285、冷却1270、电力1265、电话1275、水1280、和/或其他公用事业。HUB控制器可以被配置为控制任何数量的家庭公用事业器具。此外，HUB控制器可以显示每个公用事业的个体花费。例如，如图12所示，HUB控制器可以显示针对加热(和/或室内加热)1260、热水(和/或热水器)1285、冷却1270、电力1265、电话1275、水1280、和/或其他公用事业的花费。而且，HUB控制器还可以显示针对所有公用事业1220的合计花费。并且，HUB控制器可以每分钟更新个体和合计花费。可以使用上述类似的方法来控制加热。
如示例预算屏幕1200所示，HUB控制器可以显示针对选定时间段、诸如今天的总预算1230。可以使用按钮来选择时间段1240。此外，HUB控制器可以使用“活跃的”图标来指示它已经成功地获得Wi-Fi连接。学习旋转器1290可以被配置为当用户打开或关闭系统、或者选择公用事业或HUB控制器按钮时出现。例如，HUB控制器可以包括主页按钮1250、消息按钮1252、设置按钮1254和Wi-Fi按钮1256。
为了监控和控制室内加热1260，可以将支持Wi-Fi的恒温散热器阀与HUB控制器配对。HUB控制器可以被配置为控制这些阀将要打开或关闭的温度。HUB控制器还可以被配置为在HUB控制器和所有移动设备二者上显示每个房间的温度。
为了控制和监测冷却成本1270，HUB控制器可以可操作地耦合到空气调节开关系统，(例如，通过Wi-Fi(对于在无线电频率(RF)上操作的那些单元)或通过使用支持Wi-Fi的电力插座而连接)。HUB控制器可以配置为通过能源等级、能源成本和单元打开的时间来计算成本。
HUB控制器可以被配置为监视和控制电力使用情况1265。Wi-Fi电池电力传感器可以与HUB控制器配对。该传感器可以发送关于家庭中的总电气使用情况的信息，这将显示在HUB控制器上。支持Wi-Fi的插座和灯开关也可以与HUB控制器配对。这些插座和开关可以发送关于能源使用情况的信息，其可以与能源成本相结合以计算器具的能源成本。这些插座可以允许HUB控制器和移动应用远程打开或关闭器具。
HUB控制器可以进一步控制家庭的移动电话账单1275。可以将应用嵌入在可以计算呼叫的分钟数、位置等、文本数量等的移动应用程序中。用户可以输入收费，或者应用程序可以与用户的移动服务提供商帐户链接，后者可以被用于计算移动电话成本。该设备可以合计所有用户，并在HUB及其应用上显示以确定家庭电话成本。
支持Wi-Fi的阀门和流量计可以与HUB控制器配对，以发送关于水使用情况1280的信息。水费成本可被用来计算成本。如果需要，HUB控制器和移动应用程序也将使用此设备连接来切断水源。
为了控制和监测热水成本1285，HUB控制器可以可操作地耦接到锅炉或热水器开关系统，(例如，通过Wi-Fi(对于在无线电频率(RF)上操作的那些单元)或通过使用支持Wi-Fi的电力插座而连接)。HUB控制器可以配置为通过能源等级、能源成本和单元打开的时间来计算成本。
虽然上文以特定组合描述了特征和元件，但是本领域普通技术人员可以理解，每个特征或元件可以单独使用或与其它特征和元件的任何组合一起使用。此外，本文描述的方法可以在并入计算机可读介质中的计算机程序、软件或固件中实施，用于由计算机或处理器执行。计算机可读介质的示例包括电子信号(通过有线或无线连接传输)和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)、寄存器、高速缓冲存储器、半导体存储器件、诸如内部硬盘和可移除盘的磁性介质、磁光介质以及诸如CD-ROM盘和数字通用盘(DVD)的光学介质。

Claims (38)

1.一种自动调整温度的方法，所述方法包括：
通过控制器接收指示针对温度控制成本的预算的用户输入；
以预定间隔，通过所述控制器确定与操作加热、通风和空气调节(HVAC)单元相关联的估计成本；
通过所述控制器将所述估计成本与所述预算进行比较；以及
基于确定所述估计成本等于或超出所述预算，通过所述控制器向预定用户设备发送电子消息，所述电子消息包括用于确认切断所述HVAC单元的请求。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述用户输入是在触摸屏显示器上接收的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述用户输入接收自个人计算机。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述用户输入接收自移动电话。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
通过所述控制器接收用于切断所述HVAC单元的确认；以及
基于所述确认，通过所述控制器停用电子分流器，其中所述停用减少了由所述控制器的处理器和所述HVAC单元的机电阀接收的功率，使得所述处理器保持启用，但所述机电阀变为停用。
6.一种控制公用事业成本的方法，所述方法包括：
通过控制器接收指示针对家庭公用事业成本的预算的用户输入；
以预定间隔，通过所述控制器确定与多个家庭公用事业器具中的每一个相关联的估计成本；
以预定间隔，基于与所述多个家庭公用事业器具中的每一个相关联的所述估计成本的合计，通过所述控制器确定与所述多个家庭公用事业器具相关联的合计估计成本；
通过所述控制器将所述合计估计成本与所述预算进行比较；
在所述合计估计成本等于或超出所述预算的情况下，通过所述控制器切断所述多个家庭公用事业器具中的至少一个家庭公用事业器具；以及
通过所述控制器向预定地址发送电子通知，以通知用户所述多个家庭公用事业器具中的至少一个家庭公用事业器具已被切断。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述多个家庭公用事业器具之一是热水器。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述多个家庭公用事业器具之一是空调。
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述多个家庭公用事业器具之一是室内加热器。
10.根据权利要求6所述的方法，其中所述多个家庭公用事业器具之一是电子器具。
11.根据权利要求6所述的方法，其中所述多个家庭公用事业器具之一是移动电话。
12.根据权利要求6所述的方法，其中所述切断包括减少由所述控制器的处理器和所述多个家庭公用事业器具中的所述至少一个家庭公用事业器具的机电阀接收的功率，使得所述处理器保持启用，但所述机电阀变为停用。
13.根据权利要求6所述的方法，还包括：
通过所述控制器显示与所述多个家庭公用事业器具中的每一个相关联的所述估计成本以及与所述多个家庭公用事业相关联的所述合计估计成本。
14.一种显示多个公用事业成本的方法，所述方法包括：
以预定间隔，通过控制器确定与多个家庭公用事业器具中的每一个相关联的估计成本；
以预定间隔，基于与所述多个家庭公用事业中的每一个相关联的所述估计成本的合计，通过所述控制器确定与所述多个家庭公用事业相关联的合计估计成本；以及
通过所述控制器显示与所述多个家庭公用事业器具中的每一个相关联的所述估计成本以及与所述多个家庭公用事业相关联的所述合计估计成本。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述多个家庭公用事业器具之一是热水器。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述多个家庭公用事业器具之一是空调。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述多个家庭公用事业器具之一是室内加热器。
18.根据权利要求14所述的方法，其中所述多个家庭公用事业器具之一是电子器具。
19.根据权利要求14所述的方法，其中所述多个家庭公用事业器具之一是移动电话。
20.一种用于自动调整温度的控制器，所述控制器包括：
无线通信单元，可操作地耦合到处理器，所述无线通信单元和所述处理器被配置为接收指示针对温度控制成本的预算的用户输入；
所述无线通信单元和所述处理器被配置为，以预定间隔，确定与操作加热、通风和空气调节(HVAC)单元相关联的估计成本；
所述无线通信单元和所述处理器被配置为将所述估计成本与所述预算进行比较；以及
所述无线通信单元和所述处理器被配置为，基于确定述估计成本等于或超出所述预算，向预定用户设备发送电子消息，所述电子消息包括用于确认切断所述HVAC单元的请求。
21.根据权利要求20所述的控制器，其中所述用户输入是在触摸屏显示器上接收的。
22.根据权利要求20所述的控制器，其中所述用户输入接收自个人计算机。
23.根据权利要求20所述的控制器，其中所述用户输入接收自移动电话。
24.根据权利要求20所述的控制器，还包括：
所述无线通信单元和所述处理器还被配置为接收用于切断所述HVAC单元的确认；以及
所述无线通信单元和所述处理器还被配置为，基于所述确认停用电子分流器，其中所述停用减少了由所述处理器和所述HVAC单元的机电阀接收的功率，使得所述处理器保持启用，但所述机电阀变为停用。
25.一种用于控制公用事业成本的控制器，所述控制器包括：
无线通信单元，可操作地耦合到处理器，所述无线通信单元和所述处理器被配置为接收指示针对家庭公用事业成本的预算的用户输入；
所述无线通信单元和所述处理器被配置为，以预定间隔，确定与多个家庭公用事业器具中的每一个相关联的估计成本；
所述无线通信单元和所述处理器被配置为，以预定间隔，基于与所述多个家庭公用事业器具中的每一个相关联的所述估计成本的合计，确定与所述多个家庭公用事业相关联的合计估计成本；
所述无线通信单元和所述处理器被配置为将所述合计估计成本与所述预算进行比较；
所述无线通信单元和所述处理器被配置为，在所述合计估计成本等于或超出所述预算的情况下，切断所述多个家庭公用事业器具中的至少一个家庭公用事业器具；以及
所述无线通信单元和所述处理器被配置为向预定地址发送电子通知，以通知用户所述多个家庭公用事业器具中的至少一个家庭公用事业器具已被切断。
26.根据权利要求25所述的控制器，其中所述多个家庭公用事业器具之一是热水器。
27.根据权利要求25所述的控制器，其中所述多个家庭公用事业器具之一是空调。
28.根据权利要求25所述的控制器，其中所述多个家庭公用事业器具之一是室内加热器。
29.根据权利要求25所述的控制器，其中所述多个家庭公用事业器具之一是电子器具。
30.根据权利要求25所述的控制器，其中所述多个家庭公用事业器具之一是移动电话。
31.根据权利要求25所述的控制器，其中所述切断包括减少由所述处理器和所述多个家庭公用事业器具中的所述至少一个家庭公用事业器具的机电阀接收的功率，使得所述处理器保持启用，但所述机电阀变得停用。
32.根据权利要求25所述的控制器，还包括：
显示器，可操作地耦合到所述无线通信单元和所述处理器，所述显示器被配置为显示与所述多个家庭公用事业器具中的每一个相关联的所述估计成本以及与所述多个家庭公用事业相关联的所述合计估计成本。
33.一种用于显示多个公用事业成本的控制器，所述控制器包括：
无线通信单元，可操作地耦合到处理器，所述无线通信单元和所述处理器被配置为，以预定间隔，确定与多个家庭公用事业器具中的每一个相关联的估计成本；
所述无线通信单元和所述处理器被配置为，以预定间隔，基于与所述多个家庭公用事业器具中的每一个相关联的所述估计成本的合计，确定与所述多个家庭公用事业器具相关联的合计估计成本；以及
显示器，可操作地耦合到所述无线通信单元和所述处理器，所述显示器被配置为显示与所述多个家庭公用事业器具中的每一个相关联的所述估计成本以及与所述多个家庭公用事业器具相关联的所述合计估计成本。
34.根据权利要求33所述的控制器，其中所述多个家庭公用事业器具之一是热水器。
35.根据权利要求33所述的控制器，其中所述多个家庭公用事业器具之一是空调。
36.根据权利要求33所述的控制器，其中所述多个家庭公用事业器具之一是室内加热器。
37.根据权利要求33所述的控制器，其中所述多个家庭公用事业器具之一是电子器具。
38.根据权利要求33所述的控制器，其中所述多个家庭公用事业器具之一是移动电话。
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