CN108369021B - 其中集成有多个感测系统的恒温器 - Google Patents

Abstract

一种恒温器可以在具有第一对准特征的传感器安装组件上包含接近传感器和温度传感器。透镜组件可以具有第一区域、第二区域和第二对准特征，其中所述第二区域包含菲涅耳透镜，并且所述第一区域比所述第二区域薄。所述恒温器还可以包含具有第三和第四对准特征的框架构件，所述第三和第四对准特征被配置用于分别与所述第一和第二对准特征配合对准，并且被配置为使得所述接近传感器和所述温度传感器被保持在大致靠近、非触摸接近所述透镜组件，所述透镜组件的所述第一区域与所述接近传感器对准，并且所述透镜组件的所述第二区域与所述温度传感器对准。

Description

其中集成有多个感测系统的恒温器

相关申请的交叉引用

本PCT申请要求以下专利申请的优先权：Stefanski等人于2015年8月26日提交的标题为“THERMOSTAT WITH MULTIPLE SENSING SYSTEMS INTEGRATED THEREIN(其中集成有多个感测系统的恒温器)”的第14/836,699号美国专利申请；Goyal等人于2015年8月26日提交的标题为“THERMOSTAT WITH MULTIPLE SENSING SYSTEMS INCLUDING PRESENCEDETECTION SYSTEMS INTEGRATED THEREIN(其中集成有多个包含存在检测系统的感测系统的恒温器)”的第14/836,648号美国专利申请；以及Goyal等人于2015年8月26日提交的标题为“AUTOMATED DISPLAY ADJUSTMENTS FOR SMART-HOME DEVICE BASED ON VIEWERLOCATION OR OTHER SENSED VIEWER-RELATED PARAMETERS(基于观看者位置或其它感测观看者相关参数的智能住宅装置自动显示调整)”的第14/836,568号美国专利申请。

背景技术

微处理器控制的“智能”恒温器可具有先进的环境控制功能，能够节省能源同时保持使居住者舒适。为此，这些智能恒温器需要居住者以及恒温器所在环境的更多信息。这些恒温器还可能够连接到计算机网络，包括局域网(或其它“专用”网络)和广域网(例如互联网(或其它“公共”网络))，以便获得当前和预测的外部天气数据、在所谓的需求响应计划方面合作(例如，在极端天气期间自动遵守公用事业公司发布的电力警报)、使用户能够通过其连接网络的装置远程访问和/或控制其设备(例如，智能手机、平板电脑、基于PC的网络浏览器)以及其它高级功能。特别重要的是能够准确评估住宅的居住状态，并为响应于用户输入提供有意义但简单的用户界面。

发明内容

在一些实施例中，恒温器可以包括用于检测用户存在的接近传感器和提供用于计算所述恒温器周围区域中的环境温度的温度测量值的温度传感器。所述恒温器还可以包含传感器安装组件，所述传感器安装组件含有所述接近传感器和所述温度传感器，其中所述传感器安装组件包含第一对准特征。所述恒温器可以另外包含透镜组件，所述透镜组件包含第一区域、第二区域和第二对准特征，其中所述第二区域包括菲涅耳透镜，并且所述第一区域比所述第二区域薄。所述恒温器还可以包含前盖，其中所述透镜组件的向外表面成形为连续地符合所述前盖的曲率。所述恒温器还可以包含框架构件，所述框架构件包括第三和第四对准特征，所述第三和第四对准特征被配置用于分别与所述第一和第二对准特征配合对准，并且还被配置为使得所述接近传感器和所述温度传感器被保持在大致靠近、非触摸接近所述透镜组件，所述透镜组件的所述第一区域与所述接近传感器对准，并且所述透镜组件的所述第二区域与所述温度传感器对准。

在一些实施例中，一种对准智能恒温器中的传感器和透镜元件的方法可以包含提供传感器安装组件，所述传感器安装组件包含用于检测用户存在的接近传感器、提供用于计算所述恒温器周围区域中的环境温度的温度测量值的温度传感器、以及第一对准特征。所述方法还可以包含提供透镜组件，所述透镜组件包含第一区域；第二区域，所述第二区域包括菲涅耳透镜，其中所述第一区域比所述第二区域薄；以及第二对准特征。所述方法可以另外包含提供框架构件，所述框架构件包括第三和第四对准特征，所述第三和第四对准特征被配置用于分别与所述第一和第二对准特征配合对准，并且还被配置为使得所述接近传感器和所述温度传感器被保持在大致靠近、非触摸接近所述透镜组件，所述透镜组件的所述第一区域与所述接近传感器对准，并且所述透镜组件的所述第二区域与所述温度传感器对准。所述方法还可以包含通过将所述第一对准特征与所述第三对准特征配合而将所述传感器安装组件连接到所述框架构件；以及通过将所述第二对准特征与所述第四对准特征配合而将所述透镜组件连接到所述框架构件。

一些实施例可以按任何组合并且没有限制地包含以下特征中的一个或多个。所述传感器安装组件可以包含柔性电路板，所述接近传感器和所述温度传感器安装到所述柔性电路板。所述传感器安装组件可以包含支架，所述支架包括至少两个不同的高度，使得所述接近传感器和所述温度传感器相对于所述透镜位于所述至少两个不同的高度处。所述温度传感器可以包含IC体和金属引脚，通过所述金属引脚接收用于计算所述恒温器的所述周围区域中的环境温度的温度测量值，并且其中所述传感器安装组件的一部分以一定角度旋转使得所述金属引脚比所述IC体更靠近所述透镜组件。所述传感器安装组件可以包含第二接近传感器。所述接近传感器可以包含无源红外(PIR)传感器，并且所述透镜组件的所述第二区域与所述PIR传感器之间的距离可以在6mm与8mm之间。所述透镜组件可以使用注塑工艺由连续的高密度聚乙烯(HDPE)件制造。所述接近传感器可以包含多通道热电堆，所述多通道热电堆包括至少左通道和右通道。所述温度传感器与所述透镜的所述第一区域之间的距离可以小于3mm。所述恒温器还可以包含围绕所述接近传感器并围绕所述传感器安装组件的至少一部分的电磁屏蔽。

在一些实施例中，一种恒温器可以包含：壳体；用户界面，所述用户界面具有第一操作模式和第二操作模式；一个或多个温度传感器，所述一个或多个温度传感器中的每一个被配置为提供温度传感器测量值；以及第一接近传感器，所述第一接近传感器被配置为检测在第一范围内的用户存在，所述第一接近传感器包括多个通道，所述多个通道包括左通道和右通道，当在所述恒温器的右侧检测到用户存在时，所述右通道产生响应，并且当在所述恒温器的左侧检测到用户存在时，所述左通道产生响应。所述恒温器还可以包含第一接近传感器，所述第一接近传感器被配置为检测在第一范围内的用户存在，所述第一接近传感器包含多个通道，所述多个通道包括左通道和右通道，当在所述恒温器的右侧检测到用户存在时，所述右通道产生响应，并且当在所述恒温器的左侧检测到用户存在时，所述左通道产生响应。处理系统可以被编程或配置为通过执行以下操作来控制所述用户界面的操作模式：接收来自所述第一接近传感器的所述第一范围内的用户存在的指示，所述用户存在的指示与来自第一接近检测器的多个通道的响应相关联；基于来自所述第一接近检测器的所述多个通道的所述响应来确定运动签名；处理所确定的运动签名以确定保证用户界面从所述第一模式进入所述第二模式的条件的存在；响应于确定条件存在，基于所确定的运动签名使得用户界面从所述第一模式进入所述第二模式。

在一些实施例中，一种自动激活恒温器上的用户界面的方法可以包含使用恒温器与加热、通风和空气调节(HVAC)系统通信以控制所述HVAC系统。所述恒温器可以包含：壳体；用户界面，所述用户界面具有至少两种操作模式，包含第一模式和第二模式；一个或多个温度传感器，所述一个或多个温度传感器中的每一个被配置为提供温度传感器测量值；以及处理系统，所述处理系统设置在所述壳体内，所述处理系统被配置为与所述一个或多个温度传感器可操作地通信以接收所述温度传感器测量值、与包含所述用户界面的一个或多个输入装置可操作地通信以确定设定点温度、并且至少部分地基于所述设定点温度和所述温度传感器测量值来控制所述HVAC系统。所述恒温器还可以包含第一接近传感器，所述第一接近传感器被配置为检测在第一范围内的用户存在，所述第一接近传感器包含多个通道，所述多个通道包含左通道和右通道，当在所述恒温器的右侧检测到用户存在时，所述右通道产生响应，并且当在所述恒温器的左侧检测到用户存在时，所述左通道产生响应。所述方法还可以包含接收来自所述第一接近传感器的所述第一范围内的用户存在的指示，所述用户存在的所述指示与来自第一接近检测器的多个通道的响应相关联；基于来自所述第一接近检测器的所述多个通道的所述响应来确定运动签名；处理所述所确定的运动签名以确定保证用户界面从所述第一模式进入所述第二模式的条件的存在；响应于确定所述条件的存在，基于所确定的运动签名使所述用户界面从所述第一操作模式转换到所述第二操作模式。

一些实施例可以按任何组合并且没有限制地包含以下特征中的一个或多个。所述恒温器可以包含被配置为检测在第二范围内的用户存在的第二接近传感器，所述第二范围大于所述第一范围。所述多个通道可以包含上通道和下通道。所述用户界面的所述第一模式使所述恒温器消耗比所述第二模式更多的功率。所述运动签名可以包含一个或多个指示，即用户存在已进入所述第一接近传感器的所述多个通道中的至少一个的响应。所述运动签名可以包含一个或多个指示，即用户存在已离开所述第一接近传感器的所述多个通道中的至少一个的响应。运动签名可以包含存在指示之间的一个或多个指示时间测量。所述一个或多个温度传感器可以位于所述壳体内，其中所述处理系统可以被进一步编程为：基于将所确定的运动签名与预定运动签名进行匹配，访问指示所述用户意图与所述恒温器交互的值。所述处理系统可以在使所述用户界面从所述第一操作模式转换到所述第二操作模式之后，从所述第一接近传感器接收用户远离所述恒温器移动的指示，并且响应于接收到用户远离所述恒温器移动的所述指示，使所述用户界面从所述第二操作模式转换到所述第一操作模式。所述处理系统可以通过所述恒温器上的输入装置接收用户输入；响应于接收到所述用户输入，转换到操作的界面模式；接收来自所述第一接近传感器的用户手部移动的一个或多个指示；以及响应于所述用户手部移动操纵(navigate)所述用户界面上的菜单。

在一些实施例中，一种恒温器可以包含壳体；用户界面，所述用户界面被配置为显示至少第一图形显示和第二图形显示；一个或多个温度传感器，所述一个或多个温度传感器中的每一个被配置为提供温度传感器测量值；以及处理系统，所述处理系统设置在所述壳体内，所述处理系统被配置为与所述一个或多个温度传感器可操作地通信以接收所述温度传感器测量值、与包含所述用户界面的一个或多个输入装置可操作地通信以确定设定点温度、并且又进一步与加热、通风和空气调节(HVAC)系统可操作地通信以至少部分地基于所述设定点温度和所述温度传感器测量值来控制所述HVAC系统。所述恒温器还可以包含具有第一响应范围的第一接近传感器，当用户位于所述第一响应范围内时，所述第一接近传感器产生响应；以及具有第二响应范围的第二接近传感器，当用户在所述第二响应范围内移动时，所述第二接近传感器产生响应，所述第二响应范围大于所述第一响应范围。所述处理系统被编程或配置为通过执行包括以下操作的操作来控制所述用户界面：接收来自所述第二接近传感器的所述第二响应范围内的用户存在的指示，而未接收到来自所述第一接近传感器的所述第一响应范围内的用户存在的指示。响应于接收到所述第二响应范围内的用户存在的指示而未接收到所述第一响应范围内的用户存在的指示，所述处理系统可以使所述用户界面显示所述第二图形显示。所述处理系统可以接收来自所述第一接近传感器的所述第一响应范围内的用户存在的指示和来自所述第二接近传感器的所述第二响应范围内的所述用户存在的指示；并且响应于接收到所述第一响应范围内的用户存在的指示以及所述第二响应范围内的用户存在的指示，使所述用户界面从所述第二图形显示转换到所述第一图形显示。

在一些实施例中，一种为不同用户场景定制恒温器显示的方法可以包含使用恒温器与加热、通风和空气调节(HVAC)系统通信以控制所述HVAC系统。所述恒温器可以包含壳体；用户界面，所述用户界面被配置为显示至少第一图形显示和第二图形显示；一个或多个温度传感器，所述一个或多个温度传感器中的每一个被配置为提供温度传感器测量值；以及处理系统，所述处理系统设置在所述壳体内，所述处理系统被配置为与所述一个或多个温度传感器可操作地通信以接收所述温度传感器测量值、与包含所述用户界面的一个或多个输入装置可操作地通信以确定设定点温度、并且至少部分地基于所述设定点温度和所述温度传感器测量值来控制所述HVAC系统。所述恒温器还可以包含具有第一响应范围的第一接近传感器，当用户在所述第一响应范围内移动时，所述第一接近传感器产生响应。所述恒温器可以另外包含具有第二响应范围的第二接近传感器，当用户在所述第二响应范围内移动时，所述第二接近传感器产生响应，所述第二响应范围大于所述第一响应范围。所述方法还可以包含在未接收到来自所述第一接近传感器的所述第一响应范围内的用户存在的指示时，通过所述处理系统接收来自所述第二接近传感器的所述第二响应范围内的用户存在的指示。所述方法可以另外包含响应于接收到所述第二响应范围内的用户存在的指示而未接收到所述第一响应范围内的用户存在的指示，通过所述处理系统使所述用户界面显示所述第二图形显示。所述方法还可以包含通过所述处理系统接收来自所述第一接近传感器的所述第一响应范围内的用户存在的指示和来自所述第二接近传感器的所述第二响应范围内的所述用户存在的指示。所述方法还可以包含响应于接收到所述第一响应范围内的用户存在的指示以及所述第二响应范围内的用户存在的指示，通过所述处理系统使所述用户界面从所述第二图形显示转换到所述第一图形显示。

一些实施例可以按任何组合并且没有限制地包含以下特征中的一个或多个。所述第二图形显示包含警报图标，并且所述第一图形显示包含所述警报图标的警报消息的文本描述。所述第二图形显示可以包含具有第二大小的计算的环境温度的数字显示，并且所述第一图形显示可以包含具有第一大小的计算的环境温度的数字显示和围绕所述用户界面的外围的图形刻度标记，其中所述第二大小在视觉上大于所述第一大小。所述第二图形显示可以包含一天中的时间，并且所述第一图形显示可以包含计算的环境温度。所述第一接近传感器包括多通道热电堆，所述多通道热电堆包括至少两个重叠响应区域。所述处理系统被进一步编程或配置为通过执行包括以下操作的附加操作来控制所述用户界面：从所述第一接近传感器接收与所述至少两个重叠响应区域相关联的响应；基于接收到的响应之间的定时，计算用户经过所述第一接近传感器的所述第一响应范围的的近似速度；当所述近似速度低于预定阈值时显示所述第一图形显示；以及当所述近似速度高于所述预定阈值时显示第三图形显示。所述处理系统可以被进一步编程或配置为通过执行包括以下操作的附加操作来控制所述用户界面：从所述第一接近传感器接收与所述至少两个重叠响应区域相关联的响应；基于接收到的响应，计算经过所述第一接近传感器的所述第一响应范围的用户的运动签名；当所述运动签名匹配预定运动签名时显示所述第一图形显示；以及当所述运动签名不匹配所述预定运动签名时显示第三图形显示。所述处理系统可以被进一步编程或配置为通过执行包括以下操作的附加操作来控制所述用户界面：从所述第一接近传感器接收与所述至少两个重叠响应区域相关联的响应；基于接收到的响应，确定用户身份；当所述用户身份匹配预定用户身份时显示所述第一图形显示；以及当所述用户身份不匹配所述预定用户身份时显示第三图形显示。多通道热电堆可以包含具有四个重叠响应区域的四通道热电堆，所述四个重叠响应区域包括上通道、下通道、左通道和右通道。所述第二接近传感器可以包含远场无源红外(PIR)传感器。

附图说明

图1示出了根据实施例的其中可以使用本文中描述的装置、方法、系统、服务和/或计算机程序产品中的一个或多个的智能住宅环境的实施例。

图2示出了根据实施例的图1的智能住宅能与其集成的可扩展装置和服务平台的网络级视图。

图3示出了根据实施例的图2的可扩展装置和服务平台的抽象功能视图。

图4示出了根据一些实施例的HVAC系统的示意图。

图5A-5D示出根据一些实施例的恒温器，其具有令人愉悦的、流畅的、光滑且圆形的外观，同时包含用于检测占用和/或用户的一个或多个传感器。

图6A-6B分别示出根据一些实施例的恒温器相对于其两个主要部件的分解前后透视图。

图6C-6D分别示出根据一些实施例的头部单元相对于其主要部件的分解前后透视图。

图6E-6F分别示出根据一些实施例的头部单元显示组件相对于其主要部件的分解前后透视图。

图6G-6H分别示出根据一些实施例的背板单元相对于其主要部件的分解前后透视图。

图7示出根据一些实施例的说明恒温器内的电路的框图。

图8A-8H示出传感器柔性组件的各种视图。

图9示出PIR、支架和柔性电路板在被组装形成传感器柔性组件时的视图。

图10A-10B示出将温度传感器与内部加热效应隔离的柔性电路板上的导体图案。

图10C-10D示出将温度传感器与内部加热效应隔离的柔性电路板上的部件布局。

图11A-E示出多功能透镜元件的各种视图。

图12示出根据一些实施例的近场接近传感器范围和远场接近传感器范围。

图13示出根据一些实施例的垂直于智能住宅装置的平面的移动的图。

图14示出根据一些实施例的可由智能住宅装置使用阈值检测到的样本水平路径。

图15示出根据一些实施例的朝向智能住宅装置的对角路径的示例。

图16示出根据一些实施例的近场接近传感器的四通道观看区域。

图17示出被设计成过滤近场接近传感器的输出响应的数字滤波器的特性响应。

图18示出根据一些实施例的用于检测用户接近智能住宅装置的方法的流程图。

图19示出根据一些实施例的用于在智能住宅装置发起响应动作之后连续处理运动签名的方法的流程图。

图20示出根据一些实施例的在用户交互式会话期间近场接近传感器的第二操作模式。

图21示出根据一些实施例的使用多通道接近传感器解释手势的方法的流程图。

图22示出根据一些实施例的使用来自不止一个智能住宅装置的数据来跟踪用户移动。

图23示出根据一些实施例的相对于智能住宅装置的不同用户位置的图。

图24示出根据一些实施例的在智能住宅装置的用户界面上产生各种图形显示并在各种图形显示之间转换的方法的流程图。

图25A示出根据一些实施例的恒温器功能的近场显示的示例。

图25B示出根据一些实施例的恒温器功能的远场显示的示例。

图26A示出根据一些实施例的时钟功能的近场显示的示例。

图26B示出根据一些实施例的时钟功能的远场显示的示例。

图27A示出根据一些实施例的警报功能的近场显示的示例。

图27B示出根据一些实施例的警报功能的近场显示。

图28示出根据一些实施例的使用用户运动的特征来产生并控制用户界面显示的方法的流程图。

图29示出根据一些实施例的渐进式警报显示的图。

图30示出根据一些实施例的基于用户身份的渐进式用户界面的图。

图31示出根据一些实施例的基于用户速度的渐进式用户显示的图。

图32A-32D示出根据一些实施例的可以在用户界面被激活时显示的作为渐进式动画的一部分的用户界面显示。

具体实施方式

本专利说明书的主题涉及与本申请同一天提交的以下共同受让的申请的主题，其每一个以引用的方式并入本文中：

●Stefanski等人于2015年8月26日提交的标题为“THERMOSTAT WITH MULTIPLESENSING SYSTEMS INTEGRATED THEREIN(其中集成有多个感测系统的恒温器)”的第14/836,699号(代理人文件号94021-943800)美国专利申请。

●Goyal等人于2015年8月26日提交的标题为“THERMOSTAT WITH MULTIPLESENSING SYSTEMS INCLUDING PRESENCE DETECTION SYSTEMS INTEGRATED THEREIN(具有集成于其中的多个包含存在检测系统的感测系统的恒温器)”的第14/836,648号(代理人文件号94021-943799)美国专利申请。

●Goyal等人于2015年8月26日提交的标题为“AUTOMATED DISPLAY ADJUSTMENTSFOR SMART-HOME DEVICE BASED ON VIEWER LOCATION OR OTHER SENSED VIEWER-RELATEDPARAMETERS(基于观看者位置或其它感测的观看者相关参数的智能住宅装置自动显示调整)”的第14/836,568号(代理人文件号94021-946317)美国专利申请。

●Stefanski等人于2015年8月26日提交的标题为“SMART THERMOSTAT ROBUSTAGAINST ADVERSE EFFECTS FROM INTERNAL HEAT-GENERATING COMPONENTS(耐受内部发热部件的不良影响的智能恒温器)”的第14/836,744号(代理人文件号94021-943804)美国专利申请。

●Giustina于2015年8月26日提交的标题为“THERMOSTAT ELECTRONIC DISPLAYAND LENSING ELEMENT THEREFOR(恒温器电子显示器及其透镜元件)”的第14/836,660号(代理人文件号94021-943798)美国专利申请。

●Stefanski等人于2015年8月26日提交的标题为“ROTATION DETECTION FORRING-SHAPED USER INPUT MEMBER OF SMART-HOME DEVICE(智能住宅装置的环形用户输入构件的旋转检测)”的第14/836,631号(代理人文件号94021-943805)美国专利申请。

●Giustina等人于2015年8月26日提交的标题为“USER INTERFACE MEMBER FORELECTRONIC DEVICE(用于电子装置的用户界面构件)”的第14/836,595号(代理人文件号94021-943809)美国专利申请。

●Honjo等人于2015年8月26日提交的标题为“INTEGRATED ANTENNA SYSTEM ANDRELATED COMPONENTS MANAGEMENT FOR A SMART THERMOSTAT(智能温控器的集成天线系统和相关部件管理)”的第14/836,323号(代理人文件号94021-943808)美国专利申请。

上述专利申请在本文中统称为“共同受让的并入申请”。

智能住宅环境

本文提供了本发明主题的详细描述。尽管描述了几个实施例，但应理解，本发明主题不限于任何一个实施例，而是包括许多替代、修改和等同物。另外，尽管在以下描述中阐述了许多具体细节以便提供对本发明主题的全面理解，但是可以在没有这些细节中的一些或全部的情况下实践一些实施例。此外，为了清楚起见，相关技术中已知的某些技术材料未被详细描述，以避免不必要地模糊本发明主题。

如本文所使用的，术语“HVAC”包含提供加热和冷却、仅加热、仅冷却的系统，以及提供其它居住者舒适性和/或调节功能性(例如加湿、除湿和通风)的系统。

如本文所使用的，当提及HVAC恒温器时，电力“采集”、“共享”和“窃取”的术语都是指被设计成通过设备负载从电力变压器获得电力而不使用直接或公共电源直接从变压器获得电力的恒温器。

如本文所使用的，当提及HVAC系统时，术语“住宅用”意指适用于加热、冷却和/或以其它方式调节主要用作单户住宅的建筑物的内部的HVAC系统类型。将被视为住宅用的冷却系统的示例将具有小于约5吨制冷的冷却能力(1吨制冷＝12,000Btu/h)。

如本文所使用的，当提及HVAC系统时，术语“轻型商用”意指适用于加热、冷却和/或以其它方式调节主要用作商用目的但具有住宅用HVAC系统视为适用的尺寸和结构的建筑物的内部的HVAC系统类型。将被视为住宅用的冷却系统的示例将具有小于约5吨制冷的冷却能力。

如本文所使用的，术语“恒温器”是指用于调节参数(例如封闭空间的至少一部分内的温度和/或湿度)的装置或系统。术语“恒温器”可以包含用于加热和/或冷却系统的控制单元或者加热器或空调的组成部分。如本文所使用的，术语“恒温器”通常还可以指被配置和调试为提供复杂的、定制的、节能的、同时在视觉上吸引人、能令人接受、看起来优雅且方便使用的HVAC控制功能的多功能感测和控制单元(VSCU单元)。

图1示出了本文中进一步描述的装置、方法、系统、服务和/或计算机程序产品中的一个或多个可以适用的智能住宅环境的示例。所描绘的智能住宅环境包含结构150，结构150可以包含例如房屋、办公楼、车库或移动房屋。应理解，装置还可以集成到不包含整个结构150的智能住宅环境中，例如公寓、共管公寓或办公空间。此外，智能住宅环境可以控制和/或耦合到实际结构150之外的装置。实际上，智能住宅环境中的若干装置无需物理地位于结构150内。例如，控制泳池加热器或灌溉系统的装置可以位于结构150的外部。

所描绘的结构150包含多个房间152，多个房间152经由墙壁154彼此至少部分地分离。墙壁154可以包含内墙壁或外墙壁。每个房间可以进一步包含地板156和天花板158。装置可以安装在墙壁154、地板或天花板上，与其整合和/或由其支撑。

图1所描绘的智能住宅包含多个装置，包含智能的、多传感的、连接网络的装置，这些装置可以与彼此和/或与基于云的服务器系统进行无缝集成，以提供各种有用的智能住宅目标。在智能住宅环境和/或图中示出的一个、多个或每个装置可以包含如本文所描述的一个或多个传感器、用户界面、电源、通信部件、模块化单元以及智能软件。装置的示例在图1中示出。

智能的、多传感的、连接网络的恒温器102可以检测环境气候特征(例如，温度和/或湿度)并且控制加热、通风和空气调节(HVAC)系统103。一个或多个智能的、连接网络的、多传感的危险检测单元104可以检测在住宅环境中有害物质和/或危险状况(例如，烟雾、火灾或一氧化碳)的存在。可被称为“智能门铃”的一个或多个智能的、多传感的、连接网络的入口通道接口装置106可以检测人员接近或离开某一位置、控制可听功能、通过音频或视觉方式通知人员的接近或离开、或控制安全系统上的设置(例如，激活或停用安全系统)。

多个智能的、多传感的、连接网络的壁灯开关108中的每一个可以检测环境照明条件、检测房间占用状态，并且控制一个或多个灯的功率和/或调光状态。在一些情况下，灯开关108可以进一步或替代地控制风扇(例如吊扇)的功率状态或速度。多个智能的、多传感的、连接网络的墙上插头接口110中的每一个可以检测房间或场地的占用，并且控制对一个或多个墙上插头的电力供应(例如，如果没有人在家中，则不向插头供电)。智能住宅还可以包含多个智能的、多传感的、连接网络的电器112，例如冰箱、火炉和/或烤箱、电视机、洗衣机、烘干机、灯(结构150内部和/或外部)、立体声、对讲系统、车库开门器、落地扇、吊扇、整体风扇、壁挂式空调、泳池加热器114、灌溉系统116、安全系统(包含安全系统部件，例如相机、运动检测器和窗/门传感器)等等。虽然图1中的描述能够识别与特定装置相关联的特定传感器和功能，但应了解，可以将各种传感器和功能(例如整个说明书中描述的那些)中的任何一种集成到装置中。

除了含有处理和感测能力之外，装置102、104、106、108、110、112、114和116中的每一个可能够与装置102、104、106、108、110、112、114和116中的任何另一个以及任何云服务器或任何其它在世界任何地方连接网络的装置共享数据通信和信息。这些装置可以通过各种定制或标准无线协议(Wi-Fi、ZigBee、6LoWPAN、线程、蓝牙、BLE、HomeKit附件协议(HAP)、Weave等)中的任一种和/或各种定制或标准有线协议(CAT6以太网、HomePlug等)中的任一种来发送和接收通信。墙上插头接口110可以用作无线或有线中继器，和/或可以用作(i)插入AC插座中并使用Homeplug或其它电力线协议进行通信的装置与(ii)未插入AC插座中的装置之间的桥接器。

例如，第一装置可以经由无线路由器160与第二装置通信。装置可以进一步经由到网络(例如互联网162)的连接与远程装置通信。通过互联网162，装置可以与中央服务器或云计算系统164通信。中央服务器或云计算系统164可以与关联于装置的制造商、支持实体或服务提供商相关联。对于一个实施例，用户可能够使用装置本身联系客户支持，而不需要使用电话或连接互联网的计算机等其它通信手段。此外，软件更新可以从中央服务器或云计算系统164自动发送到装置(例如，当可用时、当购买时或以例行间隔)。

借助于网络连接，图1中的一个或多个智能住宅装置可以进一步允许即使用户不接近装置用户也能与装置交互。例如，用户可以使用计算机(例如台式计算机、膝上型计算机或平板电脑)或其它便携式电子装置(例如，智能手机)与装置通信。网页或应用程序可以被配置为接收来自用户的通信，并基于通信来控制装置和/或向用户呈现关于装置操作的信息。例如，用户可以查看装置的当前设定点温度并使用计算机对其进行调整。用户可以在此远程通信期间处于结构中，或在结构外部。

智能住宅还可以包含各种非通信的传统电器140，例如老式传统洗衣机/烘干机、冰箱等，其可以通过墙上插头接口110控制，但是粗略地(开/关)。智能住宅还可以包含各种局部通信的传统电器142，例如IR控制的壁挂式空调或其它IR控制的装置，其可以由危险检测单元104提供的IR信号或者灯开关108控制。

图2示出了根据一些实施例的图1的智能住宅能与其集成的可扩展装置和服务平台的网络级视图。图1的智能的、连接网络的装置中的每一个可以与一个或多个远程中央服务器或云计算系统164通信。可以通过直接地(例如，使用到无线运营商的3G/4G连接性)、通过枢纽网络(hubbed network)(其可以是范围从简单的例如无线路由器直到并且包含智能的、专用的整体住宅控制节点的方案)、或通过其任意组合建立到互联网162的连接来实现通信。

中央服务器或云计算系统164可以从智能住宅装置收集操作数据202。例如，装置可以例行地传输操作数据或者可以在特定情况下传输操作数据(例如，当请求客户支持时)。中央服务器或云计算架构164可以进一步提供一个或多个服务204。服务204可以包含例如软件更新、客户支持、传感器数据收集/记录、远程访问、远程或分布式控制或使用建议(例如，基于收集的操作数据204来改善性能、降低公用设施成本等)。与服务204相关联的数据可以存储在中央服务器或云计算系统164处，并且中央服务器或云计算系统164可以在适当的时间检索和传输数据(例如，每隔一定时间、在接收到来自用户的请求时，等等)。

所描述的可扩展装置和服务平台的一个显着特征(如图2所示)是处理引擎206，其可以集中在单个服务器上或者分布在几个不同的计算实体中而没有限制。处理引擎206可以包含被配置为从一组装置(例如，经由互联网或枢纽网络)接收数据以对数据编索引、分析数据和/或基于分析或作为分析的一部分生成统计数据的引擎。分析的数据可以被存储为导出数据208。此后，分析或统计的结果可以被传输回提供用于导出结果的操作数据的装置、其它装置、向装置的用户提供网页的服务器或其它非装置实体。例如，可以传输使用统计数据、与其它装置的使用相关的使用统计数据、使用模式，和/或总结传感器读数的统计数据。结果或统计数据可以通过互联网162提供。以这种方式，处理引擎206可以被配置和编程为从智能住宅获得的操作数据中导出各种有用的信息。一台服务器可以包含一个或多个引擎。

出于各种有用的目的，导出的数据对于各种不同的粒度可以是非常有益的，范围从以每个住宅、每个邻域或每个区域为基础显式程序化控制装置(例如，对于电力公用事业的需求响应计划)到生成可以按每个住宅为基础支持的推理抽象(例如，可以推断房主已经离开去休假，因此可以将安全检测设备提高敏感度)，再到生成可用于政府或慈善目的的统计数据和相关的推理抽象。例如，处理引擎206可以生成关于装置群体中的装置使用情况的统计数据，并且将统计数据发送给装置用户、服务提供商或其它实体(例如，已经请求或可能已经为统计数据提供货币补偿的那些实体)。作为具体说明，可以将统计数据传输给慈善机构222、政府机构224(例如食品药品管理局或环境保护局)、学术机构226(例如大学研究人员)、企业228(例如提供装置担保或服务到相关装置)或公用事业公司230。这些实体可以使用数据来形成程序以减少能量使用、抢先服务故障设备、为高服务需求做准备、跟踪过去的服务性能等，或者执行任何现在已知或以后开发的各种有益功能或任务。

图3示出了图2的可扩展装置和服务平台的抽象功能视图，特别参考处理引擎206以及智能住宅的装置。即使位于智能住宅中的装置将具有各种不同个体能力和限制，但它们都可以被认为是共享共同特征，因为它们中的每一个都是数据消费者302(DC)、数据源304(DS)、服务消费者306(SC)和服务源308(SS)。有利地，除了提供设备实现其本地和直接目标所需的基本控制信息之外，可扩展装置和服务平台还可以被配置为利用流出这些装置的大量数据。除了增强或优化装置本身关于它们的直接功能的实际操作之外，可扩展装置和服务平台还可以用各种自动的、可扩展的、灵活的和/或可扩充的方式“重新利用”数据以实现各种有用目标。这些目标可以基于例如使用模式、装置效率和/或用户输入(例如，请求特定功能)来预定义或自适应地识别。

例如，图3将处理引擎206示出为包含多个范例310。处理引擎206可以包含监测和管理主要或次要装置功能的管理服务范例310a。装置功能可以包含确保装置给定用户输入的正确操作、估计(例如，并且响应于)入侵者正在或正在试图在住宅中、检测耦合到装置的设备故障(例如灯泡已烧坏)、实施或以其它方式对能量需求响应事件作出响应，或警告用户当前或预测的未来事件或特性。处理引擎206可以进一步包含广告/通信范例310b，其基于装置使用来估计特征(例如，人口统计信息)、期望和/或用户感兴趣的产品。服务、促销、产品或升级接着可以供应或自动提供给用户。处理引擎206可以进一步包含社交范例310c，其使用来自社交网络的信息、向社交网络提供信息(例如，基于装置使用)、和/或处理与用户和/或装置与社交网络平台的交互相关联的数据。例如，可以更新如在社交网络上向其可信联系人报告的用户状态，以基于光检测、安全系统未激活或装置使用检测器来指示他们何时在家。作为另一个示例，用户可能够与其它用户共享装置使用统计数据。处理引擎206可以包含挑战/规则/合规/奖励范例310d，其向用户通知挑战、规则、合规性规章和/或奖励，和/或使用操作数据来确定是否已经克服挑战、已经遵守规则或条例和/或已经获得奖励。这些挑战、规则或规章可以与致力于节约能源、安全生活(例如减少接触毒素或致癌物)、节省金钱和/或设备寿命、改善健康状况等有关。

处理引擎可以整合或以其它方式利用来自外在源的外部信息316以改进一个或多个处理范例的功能。外部信息316可以用于解释从装置接收到的数据，以确定装置附近的环境的特征(例如，在装置被封入的结构之外)、确定用户可用的服务或产品、识别社交网络或社交网络信息、确定装置附近的实体(例如，紧急应变工作队、警察或医院等公共服务实体等)的联系信息、识别统计或环境条件、趋势或与住宅或邻域相关的其它信息等。

所描述的可扩展装置和服务平台可以带来从普通到有意义的特别的范围和多种益处，并且范围和益处适合于所描述的可扩展装置和服务平台的范围。因此，在一个“普通”示例中，智能住宅的每个卧室可以设置有包含占用传感器的烟雾/火灾/CO警报，其中占用传感器还能够推断(例如，借助于运动检测、面部识别、可听声音模式等)居住者是睡着还是醒着。如果检测到严重火灾事件，则建议远程安全/监控服务或消防部门检查每间卧室中有多少人，以及这些人员是否仍然睡着(或不动)，或他们是否已从卧室妥善疏散。虽然这当然是所描述的可扩展装置和服务平台适应的非常有利的能力，但是实际上可以有更多的“有意义”示例，其可以真实地说明可以获得的更大的“智能”的潜力。借助于或许更“有意义”的示例，在邻域儿童发展和教育的社交范例的背景下，处理引擎206还可以“重新利用”被用于防火安全的相同的卧室占用数据。因此，例如，在“普通”示例中讨论的相同的卧室占用和运动数据可以被收集并且可用于(适当地匿名)处理，其中可以识别和跟踪特定邮区中的学童的睡眠模式。例如，针对当地学校的不同营养方案，可以识别和关联学童睡眠模式的地方差异。

图4是根据一些实施例的HVAC系统的示意图。HVAC系统103为例如图1中描绘的结构150等封闭空间提供加热、冷却、通风和/或空气处理。系统103描绘了强制通风型加热和冷却系统，但根据其它实施例，可以使用其它类型的HVAC系统，例如基于辐射热的系统、基于热泵的系统等。

为了执行加热功能，空气处理器440内的加热线圈或元件442使用电或气体经由线路436提供热源。冷空气经由返回空气管道446通过过滤器470被抽出，使用风扇并且通过加热线圈或元件442加热。加热的空气经由供气管道系统452和例如调风器450的供气调风器在一个或多个位置处流回到封闭空间中。在冷却时，外部压缩机430使制冷剂气体通过一组热交换器盘管然后通过膨胀阀。然后，气体通过管线432到达空气处理器440中的冷却盘管或蒸发器盘管434，在那里它膨胀、冷却，并且冷却将通过风扇438循环的空气。在各种实施例中可以可选地包含加湿器454，其在通过导管系统452之前返回湿气到空气中。虽然图4未示出，但HVAC系统103的替代实施例可以具有其它功能，例如向外和从外排出空气、控制管道系统452内的气流的一个或多个风门，以及紧急加热单元。HVAC系统103的整体操作由控制电子装置412选择性地致动，控制电子装置412通过控制线448与恒温器102通信。

智能住宅恒温器

图5A-5D示出具有圆形外观的恒温器，恒温器还包含用于检测例如占用和/或用户、温度、环境、湿度等的环境条件的一个或多个传感器。图5A是恒温器102的正视图，图5B是恒温器102的仰视图，图5C是恒温器102的右侧视图，图5D是恒温器102的透视图。与许多现有技术的恒温器不同，恒温器102具有简单和优雅的设计。此外，用户与恒温器102的交互作用比已知的传统恒温器更容易且大大增强。恒温器102包含控制电路并且电连接到HVAC系统103，例如图1-4所示。恒温器102可壁挂安装，具有圆形形状，并具有用于接收用户输入的外部可旋转环512。恒温器102具有位于外部可旋转环512内部的大的凸起圆形前面。根据一些实施例，恒温器102的直径大约为84mm，并且当壁挂式安装时，恒温器102从墙壁突出30mm。外部可旋转环512允许用户进行调整，例如选择新的设定点温度。例如，通过顺时针旋转外部环512，可以增加实时(即当前有效的)设定点温度，并且通过逆时针旋转外部环512，可以降低实时设定点温度。

恒温器102的正面包括根据一些实施例为聚碳酸酯的盖514和具有与恒温器102的弯曲的外正面的轮廓相匹配的外形的透镜510。根据一些实施例，菲涅耳透镜元件可以形成于透镜510的内表面上，使得通过观察恒温器102的外部不会明显可见所述元件。在透镜510后面是用于检测占用的无源红外(PIR)传感器550、热耦合到透镜510的温度传感器，以及用于检测占用、用户接近和运动签名的多通道热电堆。透镜510的菲涅耳透镜元件由具有适于对人体敏感的红外透射范围的高密度聚乙烯(HDPE)制成。透镜510还可以包含薄的部分，其允许近场接近传感器552(例如多通道热电堆)和温度传感器以受到来自聚乙烯的最小干扰“透视”透镜510。如图5A-5D所示，外部可旋转环512、盖514和透镜510的前边缘被成形为使得它们一起形成具有共同的向外弧形或球形向外弧形形状的整体凸形圆形正面。

虽然由聚碳酸酯之类的单透镜状材料片形成，但是盖514具有两个不同的区域或部分，包含外部部分514o和中心部分514i。根据一些实施例，盖514围绕外部514o变暗，但使中央部分514i清晰可见，以便于观看设置在下面的电子显示器516。根据一些实施例，盖514充当倾向于放大正在电子显示器516中向用户显示的信息的透镜。根据一些实施例，中央电子显示器516是点阵布局(即可单独寻址)，使得可以生成任意形状。根据一些实施例，电子显示器516是背光彩色液晶显示器(LCD)。在图5A中示出了在电子显示器516上显示的信息的示例，并且包含表示当前设定点温度的中心数字520。恒温器102可以被构造成使得电子显示器516处于固定的取向并且不与外部可旋转环512一起旋转。对于一些实施例，盖514和透镜510也保持在固定的取向并且不随外部环512一起旋转。在替代实施例中，盖514和/或透镜510可与外部可旋转环512一起旋转。根据恒温器102的直径约为84mm的一个实施例，电子显示器516的直径大约为54mm。根据一些实施例，由盖514、透镜510和环512的前面部分构成的恒温器102的前表面的曲面形状为球形，并且匹配半径为100mm与180mm之间的球形。根据一些实施例，恒温器前部的球形半径大约为156mm。

利用PIR传感器550的运动感测以及其它技术可以用于检测和/或占用预测。根据一些实施例，占用信息用于生成有效且高效的调度的程序。还提供第二近场接近传感器552以检测接近用户。近场接近传感器552可以用于检测最多10-15英尺范围内的接近度。PIR传感器550和/或近场接近传感器552可检测用户存在，使得当用户接近恒温器并在用户接触恒温器之前，恒温器102可启动“唤醒”和/或提供基于用户运动/位置的自适应屏幕显示。通过对于在用户准备与恒温器进行交互之后立即或很快“就绪”，接近感测的这种使用有利于增强用户体验。此外，当没有发生用户交互或并非正要发生用户交互时，根据接近度唤醒的功能还通过“休眠”功能允许恒温器内的节能。

根据一些实施例，恒温器102可以通过至少两种类型的用户输入来控制，第一种是如图5A所示的外部可旋转环512的旋转，第二种是头部单元540上的向内推动，直到发生可听和/或触觉“咔嗒”声。对于这样的实施例，头部单元540是包含外部环512、盖514、电子显示器516和透镜510的组件。当被用户向内按压时，头部单元540向内行进少量，例如0.5mm，抵靠内部开关(未示出)，然后当向内压力释放时弹性地返回，从而提供触觉“咔嗒”以及相应的可听见的咔嗒声。因此，对于图5A-5D的实施例，通过直接按压外部可旋转环512自身，或者通过借助于在盖514、透镜510上提供向内压力而间接按压外部可旋转环512，或通过其各种组合，可实现向内卡位。对于其它实施例，恒温器102可以机械构造成使得仅外部环512向内行进以用于向内卡位输入，而盖514和透镜510保持静止。

图5B和图5C是恒温器102的仰视图和右侧正视图。根据一些实施例，恒温器102包含处理系统560、显示驱动器564和无线通信系统566。处理系统560适于使显示驱动器564和显示器516向用户显示信息，并且经由外部可旋转环512接收用户输入。根据一些实施例，处理系统560能够执行对包含各种用户界面特征的恒温器102的操作的管理。处理系统560被进一步编程并配置为执行其它操作，例如维护和更新安装有HVAC系统的封闭空间的热力学模型。根据一些实施例，无线通信系统566用于与以下装置通信：例如个人计算机、其它恒温器或HVAC系统部件、智能电话、本地住宅无线网络、路由器、网关、家用电器、安全系统、危险检测器、远程恒温器管理服务器、分布式传感器和/或传感器系统，以及现代智能住宅环境中的其它部件。这样的通信可以包含端对端通信、通过位于专用网络上的一个或多个服务器的通信，和/或通过基于云的服务的通信。

根据一些实施例，恒温器102包含头部单元540和背板(或壁挂坞)542。恒温器102的头部单元540可滑动地安装在背板542上并且可从背板542滑动地拆卸。根据一些实施例，头部单元540到背板542的连接可以使用磁体、卡口、闩锁和卡扣、突片和/或具有匹配压痕的肋或者在头部单元540和背板542的配合部分上的简单摩擦来完成。图5A中还示出可再充电电池522，其使用再充电电路524进行再充电，再充电电路524使用来自背板的电力，电力或者通过电力采集(也被称为电力窃取和/或电力共享)从HVAC系统控制电路获取或者从公共电线(如果可用)获取。根据一些实施例，可再充电电池522可以包含单电池锂离子电池或锂聚合物电池。

图6A-6B分别示出了恒温器102相对于其两个主要部件(头部单元540和背板542)的分解前后透视图。在这里所示的附图中，“z”方向是从墙壁向外的方向，“y”方向是相对于步行用户从脚趾到头的方向，而“x”方向是用户的从左到右的方向。

图6C-6D分别示出了头部单元540相对于其主要部件的分解前后透视图。头部单元540包含后盖636、底部框架634、具有可再充电电池522的电池组件632、头部单元印刷电路板(PCB)654、外部可旋转环512、盖514和透镜510。透镜后面是显示组件630，下文将关于图6E-6F详细描述显示组件630。头部单元PCB 654上的电气部件可以借助后盖636上的插塞式电连接器连接到背板542上的电气部件。头部单元PCB 654被固定到头部单元后盖636和显示组件630。外部可旋转环512保持在显示组件630上的支承表面和底部框架634上的支承表面之间。外部可旋转环512在z方向上的运动由显示组件630和底部框架634上的平坦支承表面限制，而环在x和y方向上的运动至少部分地由底部框架634上的圆形表面限制。根据一些实施例，底部框架634和/或显示组件630的支承表面被涂油和/或以其它方式润滑以平滑以及抑制外部环512的旋转运动。头部单元印刷PCB 654可以包含如关于图5A所示和所描述的处理系统560、显示驱动器564、无线通信系统566和电池再充电电路524中的一些或全部，以及一个或多个额外的存储器存储部件。根据一些实施例，电路和部件安装在头部单元PCB654的两侧上。尽管未示出，但根据一些实施例，屏蔽物可以围绕头部单元PCB 654的两侧上的电路和部件。

电池组件632包含可再充电电池522。电池组件632还包含连接线666和电池安装膜，电池安装膜使用强粘合剂附着到电池522和/或使用相对较弱的粘合剂附着到头部单元PCB 654的任何后屏蔽物。根据一些实施例，电池组件632是用户可更换的。

图6E-6F分别示出了头部单元540的分解前后透视图以及显示组件630的分解图。显示组件630包括盖514、透镜510、LCD模块662、一对RF天线661、头部单元顶部框架652、传感器柔性组件663和磁环665。传感器柔性组件663使用柔性PCB上的连接器连接到头部单元PCB 654。传感器柔性组件663还包含PIR传感器550和近场接近传感器552。另外，传感器柔性组件663可以包含位于透镜515附近的温度传感器IC，以精确地测量恒温器102外部的温度而不会受恒温器部件的内部加热的过度影响。传感器柔性组件663可以由这三个传感器以及柔性PCB(包含用于头部单元PCB 654的连接器)和安装有传感器和柔性PCB的塑料支架组成。支架确保传感器柔性组件663相对于透镜510一致且正确地定位和取向。透镜510包含在近场接近传感器552和温度传感器前方变薄到大约0.3mm的两个部分。透镜510还包含在PIR传感器550前方具有菲涅耳透镜图案的部分。在一些实施例中，可以在整个恒温器102上放置额外的温度传感器，例如头部单元PCB 654上的温度传感器和背板PCB 680上的温度传感器。

头部单元PCB 554包含感测磁环665的旋转的霍尔效应传感器。磁环665使用粘合剂安装到外部可旋转环512的内部，使得外部可旋转环512和磁环665一起旋转。磁环665包含对角定位在磁环665周围的具有交替磁极性的条纹部分。当外部环512旋转时，霍尔效应传感器感测磁极性之间的交替。霍尔效应传感器可以由主处理器控制，主处理器是较高功率的处理器，没有过多的功率消耗影响，因为当用户手动旋转外部可旋转环512以控制用户界面时，主处理器将始终会被唤醒。有利的是，主处理器也可以提供非常快的响应时间。

天线661安装到头部单元顶部框架652的顶表面。无线通信系统566可以包含各种频率(例如，2.4GHz和5.0GHz)的Wi-Fi无线电，以及符合IEEE 802.15.4的用于局域智能住宅装置网络的无线电单元，局域智能住宅装置网络可以包含其它恒温器、危险检测器、安全系统模块等等。IEEE 802.15.4单元可以使用线程协议来实现这种通信。在一些实施例中，无线通信系统566还可以包含用于与用户装置通信的蓝牙低功耗(BLE)无线电。

处理系统560可以主要位于头部单元PCB 654上并且可以包含主处理器和辅助处理器。主处理器可以是比较高功率的处理器，例如AM3703芯片或来自Freescale^TM的MCIMX6X3EVK10AB芯片，并且可以被编程为执行复杂的恒温器操作，例如时间到温度计算、占用确定算法、环境温度补偿计算、软件更新、无线传输、显示驱动器564的操作以及再充电电路524的调节。例如来自意法微电子(ST Microelectronics)公司的STM32L芯片之类的辅助处理器可以是相较于主处理器较低功率的处理器。辅助处理器可以与HVAC系统交互以控制一系列控制HVAC系统的功能的FET开关。辅助处理器也可以与恒温器102中的各种传感器(例如温度传感器、湿度传感器、环境光传感器等)对接。辅助处理器还可以与主处理器共同承担调节再充电电路522以向恒温器102上的所有电气系统供电的责任。通常，主处理器将以“休眠”模式操作，直到需要高功率处理操作(例如，无线通信、用户界面交互、时间到温度计算、热模型计算等)，而辅助处理器将比主处理器更频繁地以“唤醒”模式操作以便监测环境传感器，并在需要时唤醒主处理器。

图6G-6H分别示出了根据一些实施例的背板单元542相对于其主要部件的分解前后透视图。背板单元542包括背板后板682、背板PCB 680和背板盖670。在图6G中可见包含集成机械导线插入感测电路的HVAC布线连接器684以及由安装在背板PCB 680上的部分窃电电路使用的相对较大的电容器686。根据一些实施例，背板542包含电子器件和壳体中的温度/湿度传感器。提供布线连接器684以允许连接到HVAC系统导线，HVAC系统导线穿过在每个背板主要部件中可见的较大的中央圆形开口690。在每个背板主要部件中还可见两个安装孔692和694，用于将背板固定到墙上。在图6G-6H中还可见气泡水平仪672，以允许用户在没有额外工具的情况下将恒温器102安装在水平位置。

背板PCB 680还可以包含大约七个定制电源隔离IC 685，其将恒温器102的内部电子器件与HVAC系统的相对较高的24VAC信号隔离。电源隔离IC 685是定制的软件可复位保险丝，其既监测HVAC电源/回线上的瞬态和异常电压/电流信号，又关闭连接以将恒温器与任何可能损坏内部电子器件的危险信号隔离。电源隔离IC 685接收来自处理系统560的以时钟方波编码的命令信号，以打开和关闭用于每个HVAC回线的一对功率FET，以便激活相应的HVAC功能(例如，风扇、空调、加热、热泵等)。在2015年1月7日提交的共同受让的第14/591,804号美国专利申请中给出了电源隔离IC 685的完整描述，该美国专利申请以全文引用的方式并入本文用于所有目的。

图7示出了根据一些实施例的用于智能恒温器的功率管理和功率采集系统。图7示出了与公共HVAC导线的连接，例如W(加热调用继电器线)；Y(冷却调用继电器线)；Y2(第二级冷却调用继电器线)；Rh(加热调用继电器电源)；Rc(冷却调用继电器电源)；G(风扇调用继电器线)；O/B(热泵调用继电器线)；AUX(辅助调用中继线)；HUM(加湿器调用继电器线)；和C(普通导线)。如上面所讨论的，恒温器102包括多个FET开关706(例如上文图6H的电源隔离IC 685)，其用于根据期望的HVAC操作执行将一对或多对选择的HVAC导线连接或“短接”在一起的基本恒温器操作。每个FET开关706的操作由辅助处理器708控制，辅助处理器708可以包括例如可从意法微电子(ST Microelectronics)公司获得的STM32L 32位超低功率ARM微处理器。

恒温器102进一步包括供电电路710，供电电路包括含在背板542和主单元540两者上的部件。一般来说，供电电路710的作用是从HVAC导线提取电操作电力并将电力转换成用于恒温器102的许多电驱动部件的可用形式。恒温器102进一步包括插入感测部件712，插入感测部件被配置为提供关于插入恒温器102中的HVAC导线的自动机械和电气感测。恒温器102还包括相对高功率的主处理器732，例如可从德州仪器(Texas Instruments)公司获得的AM3703Sitara ARM微处理器，其提供对恒温器102的操作的主要总体管理。恒温器102进一步包括环境传感器734/738(例如，温度传感器、湿度传感器、有源IR运动传感器、无源IR运动传感器、多通道热电堆、环境可见光传感器、加速度计、环境声音传感器、超声波/次声波传感器、微波传感器、GPS传感器等)以及其它部件736(例如，电子显示装置和电路、用户界面装置和电路、有线通信电路、无线通信电路等)，其可操作地耦合到主处理器732和/或辅助处理器708并且被共同配置成提供本发明中描述的功能。

插入感测部件712包含多个HVAC布线连接器684，每个HVAC布线连接器含有内部弹簧机械部件，内部弹簧机械部件响应于物理导线的机械插入，将机械地引起与其关联的一个或多个专用电气开关的断开或闭合。关于专用于C、W、Y、Rc和Rh端子的HVAC布线连接器684，这些专用电气开关又以产生图7中由框716和718所示的结果的方式联网在一起。仅凭借C、W和Y连接器的特定组合来规定在节点719处提供的框716的输出，已经根据以下规则将导线机械地插入连接器中：如果将导线插入C连接器，则无论是否有任何导线插入Y或W连接器，节点719都变为C节点；如果没有导线插入C连接器并且有导线插入Y连接器，则无论是否有导线插入W连接器，节点719都变为Y节点；如果没有导线插入C或Y连接器中的任一个，则节点719变成W节点。框718示出为借助称为“机械原因”的双线耦合到内部感测部件712，目的在于表示其操作，Rc节点和Rh节点短路在一起或者Rc节点和Rh节点未被短路在一起。无论框718是否短路，Rc和Rh节点都一起仅借助导线已经机械地插入的Rc和Rh连接器的特定组合来规定。框718将保持Rc和Rh节点短路在一起，除非导线已经插入到Rc和Rh连接器中，在这种情况下，框718不会使Rc和Rh节点短路在一起，因为存在双HVAC变压器系统。插入感测电路712还被配置成向辅助处理器708提供至少两个信号，第一个信号是对应于导线的机械插入的简单“打开(open)”或“短接(short)”信号，第二个信号是电压或表示在该端子处感测到的电信号的其它电平信号。每个相应布线端子的第一和第二电信号可以有利地用作基本的“完整性检查”的基础以帮助检测和避免错误的布线状况。

每个FET开关706的基本操作借助于由辅助处理器708提供的相应控制信号(例如，W-CTL、Y-CTL)来实现，所述控制信号使相应的FET开关706针对ON控制信号“连接”其相应的HVAC引线输入或使其“短路”，并使相应的FET开关706针对“OFF”控制信号“断开连接”或“断开”或“打开”其相应的HVAC引线输入。借助框718的上述操作，对于仅具有“R”导线的单变压器系统(而不是如对于双变压器系统将存在的单独的Rc导线和Rh导线)，情况自然是“R”导线可以插入Rc或Rh端子任一者中，且Rh-Rc节点将自动短路以形成单个“R”节点，以便正常操作。相比之下，根据正确操作所需，对于双变压器系统，将两根单独的导线插入相应的Rc和Rh端子将导致Rh-Rc节点保持断开状态，以维持两个独立的Rc和Rh节点。

现在参考图7中的供电电路710，提供了一种配置，该配置自动适应在安装时和之后呈现给恒温器102的供电情况。供电电路710包括全波桥式整流器720、存储和波形平滑桥式输出电容器722(其可以例如约为30微法)、降压调节器电路系统724、功率和电池(PAB)调节电路728以及可再充电锂离子电池730。结合包含背板功率管理电路727、头部单元功率管理电路729和辅助处理器708的其它控制电路，供电电路710被配置并且适配为具有下文所述的特征和功能。

借助于图7所示的配置，当存在安装时呈现的“C”形导线时，供电电路710作为相对高功率的可再充电电池辅助的AC-DC转换电源来操作。当不存在“C”形导线时，供电电路710作为窃电的可再充电电池辅助的AC-DC转换电源来操作。如图7所示，供电电路710通常用于提供由恒温器102的各种电部件使用的电压Vcc MAIN，并且在一个实施例中通常将为约3.7V3.95V。供电电路710的一般作用是将输入引线719与717之间呈现的24VAC转换成在Vcc MAIN节点处的稳定DC电压输出，从而为恒温器供应电功率负载。

现在描述针对存在“C”导线的情况的供电电路710的操作。当节点719与717之间的24VAC输入电压被全波桥式整流器720整流时，节点723处的DC电压出现在桥式输出电容器722两端，并且此DC电压被降压调节器系统724转换为在节点725处相对稳定的电压(例如4.4伏)，其向功率和电池(PAB)调节电路728提供输入电流I_BP。

辅助处理器708至少借助在辅助处理器708与PAB调节电路728之间引导的控制引线控制供电电路710的操作，对于一个实施例，PAB调节电路可以包含可从线性技术公司(Linear Technologies Corporation)获得的LTC4085-4芯片。LTC4085-4是一款USB电源管理器和锂离子/聚合物电池充电器，最初设计用于便携式电池供电的应用。PAB调节电路728提供辅助处理器708为输入电流I_BP指定最大值I_BP(max)的能力。PAB调节电路728被配置为将输入电流保持在等于或低于I_BP(max)，同时还提供例如4.0伏的稳定输出电压Vcc，同时还提供足以满足恒温器电功率负载的输出电流Icc，同时还倾向于在剩余功率可用时根据需要对可再充电电池730进行充电，并且同时也趋向于在需要额外功率(超过在最大输入电流I_BP(max)处可提供的功率)来满足恒温器电功率负载时对可再充电电池730进行适当放电。

现在描述针对不存在“C”导线的情况的供电电路710的操作。如本文所使用的，“无功窃电”是指基于从中窃电的引线在不存在适当的有功调用的时段期间执行的窃电。如本文所使用的，“有功窃电”是指基于从中窃电的引线在存在适当的有功调用的时段期间执行的窃电。

在无功窃电期间，例如在节点719处出现的“Y”导线与在节点717处出现的Rc导线之间的功率被窃取。当不存在冷却调用时(即，当Y-Rc FET开关打开时)，节点719/717两端将存在24VAC HVAC变压器电压。对于一个实施例，针对无功窃电的情况，最大电流I_BP(max)被设定为相对适中的值，例如20mA。假设节点725处的电压约为4.4伏，这对应于约为88mW的降压调节器系统724的最大输出功率。由于流过调用继电器线圈的电流，导致已经发现这种88mW的功率水平不会意外地使HVAC系统进入“接通”状态。在此时间段期间，PAB调节器728操作以在瞬时恒温器电功率负载升高到88mW以上的任何操作时段期间使电池730放电，并且在瞬时恒温器电功率负载下降到88mW以下时对电池再充电(如果需要)。恒温器700被配置为使得平均功耗远低于88mW，并且事实上对于一些实施例在长期时间平均值上甚至低于10mW。

现在描述针对“有功窃电”的供电电路710的操作。在有功加热/冷却调用过程中，电流必须流过HVAC调用继电器线圈，以便在有功加热/冷却调用期间始终保持HVAC调用继电器处于“跳闸”或“ON”状态。借助表示为“PS MOD”的电路来配置辅助处理器708，以在有功冷却调用期间将例如Y-Rc FET开关关闭很短的时间段，其中该时间段足够短，使得冷却调用继电器不“跳闸”到OFF状态，但是其中该时间段足够长以允许电流涌入桥式整流器720中，从而将桥式输出电容器722保持在合理可接受的操作水平。对于一个实施例，这是以闭环方式实现的，其中辅助处理器708监测节点723处的电压V_BR并根据需要致动信号Y-CTL以保持桥式输出电容器722充电。根据一个实施例，已经发现在实例化有功窃电过程之前，在实例化有功加热/冷却循环之后引入例如60-90秒的延迟时段是有利的。已经发现此延迟时段对于允许许多真实世界的HVAC系统达到一种“静止”操作状态是有用的，在该状态，由于恒温器102的有功窃电操作，许多真实世界的HVAC系统将不太可能意外地从有功冷却循环脱离。根据另一个实施例，已经发现进一步有利的是，在实例化无功窃电过程之前，在有功冷却周期终止之后引入另一个延迟时段，例如60-90秒。同样已发现这种延迟时段对于允许各种HVAC系统达到避免意外跳闸回到有功冷却循环的静止状态是有用的。

传感器柔性组件

如上文关于图6A-6H所描述的，智能恒温器包含位于朝向智能恒温器的下前部的传感器柔性组件663。传感器柔性组件包含三个不同的传感器，其用于检测和解释安装位置的恒温器周围区域的环境条件。虽然智能恒温器上的一些传感器可以位于内部以测量内部加热、电流流过电源管理系统、用户界面环的机械致动等等，但是其它传感器可以受益于位于尽可能接近外部环境。例如，可使用环境温度传感器、环境光传感器、PIR运动检测器和/或多通道热电堆等传感器来检测恒温器周围区域内的运动、温度、光线和占用率。每个传感器可能需要与围绕智能恒温器的外部环境进行某种对接。传感器柔性组件663提供机械/电气解决方案，其适当地定位和对准这些面向外部的传感器，使得它们当定位于智能恒温器的壳体内时能测量外部状况。

图8A-8B示出了传感器柔性组件的透视图。图8C-8D示出了传感器柔性组件的俯视图和仰视图。图8E-8F示出了传感器柔性组件的左侧视图和右侧视图。图8G-8H示出了传感器柔性组件的前视图和后视图。传感器柔性组件包含至少三个不同的传感器，其被封装在三个分离的集成电路中。第一传感器是PIR传感器802，其可以检测可以被解释为来自用户的运动的远场红外信号。PIR传感器802可以使用来自埃赛力达(Excelitas^TM)的PYD5731封装来实现，并且可以具有高达30英尺的响应范围。PIR传感器802可以使用布置在PIR传感器802的背面上的通孔引脚816来安装，通孔引脚可以在安装期间使用，以确保PIR传感器802被取向在正确的位置。

传感器柔性组件还可以包含温度传感器806，其主要用于检测智能恒温器周围的环境中的环境温度。温度传感器806可以使用来自德州仪器(Texas Instruments^TM)的TMP112系列温度传感器或者包含同一封装中的环境光传感器(ALS)的另一个温度传感器来实现。在一些实施例中，温度传感器806可以通过温度传感器806的封装的金属引脚之一接收温度读数。在一些实施例中，温度传感器806还可以包含集成湿度传感器。除了使温度传感器806尽可能地靠近恒温器壳体外，也可能希望尽可能地将温度传感器806与其余的内部电路，包含传感器柔性组件上的其它传感器和系统，热隔离。

传感器柔性组件还可以包含多通道热电堆804。多通道热电堆804可以通过检测居住者在多个通道的不同响应范围内移动时发射的红外能量而用作近场接近传感器。在一些实施例中，可以使用旭化成

AK9750四通道IR传感器IC(其使用四个量子IR传感器)来实现多通道热电堆804。AK9750还使用16位输出提供模数转换器的输出。这四个通道可以被布置成提供上、下、左、右通道。将在本发明后续更详细地描述使用多通道热电堆804来检测和解释用户运动和命令。

三个传感器组件中的每一个都可以具有不同的放置和取向要求，以便最大限度地提高检测外部恒温器条件的效率。例如，温度传感器806可能需要尽可能地靠近恒温器的壳体定位，使得温度传感器806可以耦合到外部环境而不会受到智能恒温器的内部加热效应的不当影响。类似地，多通道热电堆804可以受益于定位，并且位于使得IR检测器具有周围环境的宽视场，并且尽可能少地受到恒温器的壳体的干扰。PIR传感器802可能需要距离菲涅耳透镜等IR能量引导元件的预定焦距。PIR传感器802还可能需要特定的布置和取向，以使其与菲涅耳透镜适当对准。尽管有这些不同的要求，但是通过将这三个传感器一起封装在传感器柔性组件上可以实现某些制造和操作效率。这三个传感器可以用单个方便的包装组装并安装在一起，而不必在恒温器正面一定距离的不同位置处设计和放置三个独立的电路板。出于制造目的，传感器柔性组件可以作为完整的包装制造并交付给恒温器制造商。传感器柔性组件还允许单个连接器促进主处理器与三个传感器中的每一个之间的通信。如果没有传感器柔性组件，则三个不同的连接器将需要三个不同的电路板，这将需要更复杂的安装并使用宝贵的内部空间来布设这些连接。提供传感器柔性组件也使得相对容易返工/替换。

除了在制造传感器柔性组件期间提供的这些益处之外，传感器柔性组件还可以通过保证传感器正确对准而使安装更容易。传感器柔性组件可以包含塑料支架820，其可以确保传感器在所有制造的单元上相同地定位并取向。当将传感器柔性组件作为整体安装时，安装工可以使用与恒温器组件上的销匹配的对准孔812、814。一旦通过对准孔812、814正确地对准传感器柔性组件，传感器柔性组件的每一侧上的夹子810就会将传感器柔性组件锁定就位。这一过程将传感器柔性组件刚性地固定到恒温器中，并确保传感器的一致定位对准。然后可以在传感器柔性组件前安装多功能透镜，这可以确保传感器始终与透镜保持所需的距离。下面将更详细地描述多功能透镜。

为了消除与用于三个传感器IC中的每一个的三个单独电路板相关联的问题，可以使用柔性电路板822。柔性电路板822由以下部件组成：左翼，多通道热电堆802可以焊接到左翼；右翼，温度传感器806可以焊接到右翼；中心部分，PIR传感器802的通孔引脚816可以插入其中；以及顶翼，其包含可以连接到智能恒温器的主头部单元电路板的连接器808。柔性电路板822的左翼和右翼可以使用粘合剂固定到支架820的顶部。柔性电路板822的中心部分可以穿过支架820后面，并且通过焊接PIR传感器802的通孔引脚816而被固定到支架的中心部分。通过穿过柔性电路板822的中心部分到支架820后方，支架820用作PIR传感器802与柔性电路板822的中心部分之间的间隔件。当PIR传感器802的通孔引脚816焊接到柔性电路板822时，焊料很可能贯穿柔性电路板822并且将通孔引脚816短接到PIR传感器802的主体。这会导致将功率引脚短接到PIR传感器822的接地引脚。由支架820提供的间隔防止在制造和/或安装期间发生这种短路。

一些实施例可以包含一段导电带818，其围绕PIR传感器802的主体并且围绕支架820的后部延伸。例如，铜带可以用作导电带818。导电带818可以用于一些目的。在一些实施例中，导电带818可以充当法拉第笼，从而屏蔽PIR传感器802免受RF能量的干扰。PIR传感器802的导电主体在一些情况下可能无意中将RF传输耦合到传感器或传感器引脚中。当射频传输进行时，这会产生异常的传感器输出。如上所述，智能恒温器可以包含多个不同的RF系统，例如Wi-Fi系统(2.4GHz、5GHz)、用于本地传感器网络的ZigBee型无线电芯片、用于与外部装置和/或传感器通信的蓝牙低功耗芯片等等。这些芯片中的每一个都可能产生可能不经意地耦合到PIR传感器802的RF发射。导电带818部分用于屏蔽PIR传感器802免受这种干扰。另外，导电带818可以将PIR传感器802的导电主体连接到柔性电路板822的背侧上的接地平面。

支架的取向可以保证每个传感器相对于智能恒温器正面的透镜正确取向。支架820的左翼和支架820的中心部分可以按大致平行于安装表面的角度取向，使得多通道热电堆804和PIR传感器802取向成使得它们的视场远离安装表面的平面垂直地发散(例如，它们从墙壁向外引导到房间中)。相反，支架820的右翼与安装表面的平面成60°与80°之间的角度。此取向有效地转动温度传感器806，使得接收外部温度的IC封装的金属引脚/引线尽可能靠近外部环境放置。转动温度传感器806还用于将接收外部温度的金属引脚/引线与智能恒温器的内部环境热隔离。

图9示出了PIR传感器802、支架820和柔性电路板822在被组装以形成传感器柔性组件时的视图。在组装之前，多通道热电堆804和温度传感器806被焊接到柔性电路板822以及一些其它无源电路组件。柔性电路板822的左侧通过支架820中的孔914向上馈送，并用粘合剂910固定到支架的顶侧。柔性电路板822中的凹口904与支架820上的突起902对准，以便将多通道热电堆804正确地对准在支架820上。柔性电路板822的中间部分在支架820下方通过。PIR传感器802的通孔引脚816穿过支架820以及柔性电路板822的背面。当通孔引脚816焊接到柔性电路板822时，此接头将柔性电路板822、支架820和PIR传感器802保持在一起。最后，柔性电路板822的右侧穿过支架中的孔916并使用粘合剂912固定到支架。柔性电路板822具有连接器808的部分允许自由悬挂，使得其可以连接到恒温器的主头部单元电路板上。应注意，对准孔814、812穿过柔性电路板822和支架820，以避免当传感器柔性组件的单独部件组装并插入恒温器中时会聚集的堆叠误差。

图10A-10B示出了将温度传感器806与内部加热效应隔离的柔性电路板822上的导体图案。现代智能恒温器(例如本文所述的智能恒温器)可以包含许多发热部件，其在活动时将在恒温器内部产生过量的热量。这种内部发热可能会使位于恒温器壳体内的温度传感器进行的测量失真。为了最小化内部加热的影响，温度传感器806可以按最小化从恒温器主体进入温度传感器802的热传导的方式定位在柔性电路板822上。

柔性电路板822可以包含由聚合物、尼龙、塑料和/或充当隔热体的任何其它材料构成的层。因此，柔性电路板本身通常不会传导大量的热量，除非存在允许热传导的铜迹线。为了隔离温度传感器806，可以在温度传感器806周围的区域上仅使用最小量的铜。如图10A-10B所示，柔性电路板822上的接地平面和/或电源平面已经从柔性电路板822的右侧移除，以便防止这些铜平面将热量从恒温器的其余部分传导到温度传感器806。只需要四条非常小的铜迹线将电力通信、地面通信和串行通信从温度传感器806传送到连接器808。所有其它不必要的铜已被移除。通常，柔性电路板822的其余部分将包含夹在两个接地平面之间的信号，以便将这些信号与上述的RF干扰屏蔽开。

图10C-10D示出了进一步将温度传感器806与内部加热效应隔离的柔性电路板822上的无源部件布局。无源部件1002、1004、1006可以用于滤除来自上述RF干扰的噪声。可以特别选择部件值以使PIR传感器802“浮置”，或者在可能遇到的两个特定RF频率(2.4GHz和5.0GHz)下表现为断开的高阻抗。部件必须选择为使得将它们调谐到这个较宽的频率范围。例如，在一个实施例中，结合PIR传感器802使用三个电感器，并且在连接器808附近使用两个旁路电容器。

图11A-11B示出了多功能透镜元件的各种视图。此透镜可对应于图5A-5D中的透镜510。透镜可以由单片高密度聚乙烯(HDPE)制成。这种材料可透射多通道热电堆804和PIR传感器802的波长。因为透镜由单片HDPE制造，所以几个透镜元件不必单独与传感器柔性组件上的相应传感器单独对准。相反，整个透镜可以卡在恒温器主体上的适当位置，并且透镜的不同部分可以保证与传感器柔性组件上的相应传感器正确对准。

多通道热电堆透镜区域1102可以制造成在多通道热电堆804正前方的区域的透镜。多通道热电堆804越可以靠近透镜，多通道热电堆透镜区域1102所需的半径就越小。多通道热电堆804用于检测从传感器直接看到的光的频率。因此，透镜越薄，透镜引起的干扰就越少，并且多通道热电堆804就可以越精确和/或越敏感。类似地，温度传感器透镜区域1106可以制造在温度传感器806正前方的区域中的透镜中。温度传感器806和多通道热堆叠804都得益于透镜在传感器前方尽可能薄。因此，多通道热电堆804和温度传感器806相对于其对应的透镜区域1102、1106精确定位可能是有益的。

透镜的中心包含菲涅耳透镜1104，菲涅耳透镜位于PIR传感器802的前方并且被设计成将入射到透镜上的红外能量引导到PIR传感器802的检测器上。在PIR传感器上存在两个传感器区域802，一个在左侧，另一个在右侧。菲涅耳透镜1104包含六个不同的波段。六个波段中的三个将IR能量引导到PIR传感器802的左侧区域，并且其它三个波段将IR能量引导到PIR传感器802的右侧一半。

菲涅耳透镜1104和半径切割透镜区域1102、1106的脊可以在制造期间整体形成到透镜中。在一个实施例中，整个透镜可以与嵌入注射模具的透镜图案一起注射成型。为了安装透镜，透镜底部中的孔1112可以装配到恒温器主体上的夹子中，并且突片1108可以插入到恒温器主体中的相应凹部中。透镜通常将由柔性材料构成，因此可以首先插入突片1108，然后可以将孔1112卡到位。因为这只允许将透镜安装在单个正确的位置上，所以其保证相应的透镜区域1102、1106和菲涅耳透镜1104将与其对应的传感器适当地对准。

图11C示出了根据一些实施例如何相对于传感器柔性组件安装透镜。应注意，图11C没有按比例绘制，而是意在说明传感器对准而不是绝对尺寸。在多通道热电堆804和温度传感器806前面的透镜区域1102、1106可以是约0.3mm的厚度。包含菲涅耳透镜1104的区域在内的透镜的其余部分可以是约0.7mm的厚度。为了进一步将温度传感器806耦合到外部环境并将温度传感器806与恒温器的内部加热隔离，温度传感器806与透镜区域1102之间的任何间隙可以填充有导热油脂，例如Fujipoly Sarcon的SPG-30A号导热油脂。

与多通道热电堆804和温度传感器806相比，PIR传感器804需要菲涅耳透镜1104与PIR传感器802之间的特定焦距。在一些实施例中，此焦距将在6mm与8mm之间。如图11C所示，PIR传感器802可以位于菲涅耳透镜1104后方约6.6mm处。

图11D-11E示出了如上文图6A-6H所描绘的透镜510、传感器柔性组件663和头部单元顶部框架652的组装过程。如本文所使用的，术语“传感器安装组件”可以用于指由支架、柔性电路板和包含PIR传感器在内的各种传感器组成的传感器柔性组件663。如本文所使用的，术语“透镜组件”可以指透镜510。如本文所使用的，术语“框架构件”可以用于指头部单元顶部框架652，以及一般地指传感器安装组件和透镜可以与其对准的任何刚性或半刚性框架元件。

透镜组件510、传感器安装组件663和框架构件662上的对准特征可以用于组装所有三个元件并且确保传感器相对于透镜组件510适当地对准和隔开。透镜组件510上的突片1108可以被称为“对准特征”和/或“第二对准特征”。类似地，传感器安装组件663上的对准孔812、814可以被称为“对准特征”和/或“第一对准特征“。框架构件652可以包含“第三对准特征”1122、1124，其由适合穿过对准孔的柱构成，并且可以被称为与第一对准特征812、814可匹配地耦合。类似地，框架构件652可以包含包括“第四对准特征”1120的孔，第四对准特征可以与透镜组件510上的第二对准特征1108耦合以确保准确的组装。

存在和运动检测系统

本文描述的一些实施例检测紧邻智能住宅装置的用户的存在并相应地改变智能住宅装置的操作。例如，智能恒温器可以包含高级用户界面，其包含可滚动菜单、图形调度、设定点温度界面、动画等等。用户界面执行的这些高级操作通常功耗非常高，在操作频繁时会给智能恒温器的电源管理系统带来压力。因此，智能恒温器可以利用接近传感器和其它存在检测输入来确定用户何时接近恒温器以意在与用户界面交互。这使智能恒温器明智地保留其资源，只有在必要时才激活用户界面以获得积极的用户体验。

上述智能恒温器包含两种不同类型的接近传感器。第一接近传感器具有从恒温器向外延伸15英尺至30英尺之间的远场范围。在其它实施例中，取决于所使用的硬件传感器的具体类型，第一接近传感器可以包含在0英尺到50英尺之间延伸的远场范围。第二接近传感器具有仅可从恒温器向外延伸5英尺至10英尺的近场范围。远场接近传感器可以用于大体上检测例如住宅等封闭空间内的用户的存在。当在家中检测到存在时，恒温器可以持续在正常模式下操作，如根据设定点调度所编程的控制HVAC系统。但是，如果在家中未检测到存在，恒温器可能会进入“自动离开”模式，在该模式下设定点温度会升高/降低，以便在家中无人时节约能源。远场接近传感器对此操作很有用，因为它通常可以检测温控器视场内的用户。但是，除了仅用于“自动离开”特征之外，远场接近传感器和接近传感器通常还可以在智能恒温器中具有其它应用。

第二接近传感器具有近场范围，其也可用于检测用户存在，并且还可用于检测接近恒温器的用户以便与恒温器交互。打开用户界面可以提供令人愉快的用户体验，并允许用户无需触摸用户界面即可查看当前温度、设定点温度和当前HVAC功能。通过检测用户接近，恒温器可以平衡微妙的电源管理权衡，当用户不意图与恒温器交互时停用用户界面，并在用户接近时激活用户界面。

在一些实施例中，当用户首次进入远场接近传感器的范围内时检测到用户接近。如果用户接着移动到近场接近传感器的范围内，则用户界面将被激活。用于检测用户接近的这种方法在共同受让的第8,560,128号美国专利中有充分的描述，该美国专利以引用的方式并入本文中。

在本文描述的实施例中，呈现更先进的第二接近传感器。具体而言，多通道IR热电堆不仅用于检测近场范围内的用户存在，还用于表征用户的运动。例如，具有左通道、中心通道和右通道的接近传感器可区分用户从左到右走过恒温器的移动、从右到左走过恒温器的移动、以及用户从右侧接近温控器以便与恒温器进行交互。来自近场接近传感器的各种通道的响应可以用于识别这些类型的移动模式。可以将这些感测到的模式与用户正接近恒温器的已知模式进行比较以便与恒温器交互。使用这些信息，恒温器系统(例如用户界面)可以根据用户的移动而更明智地被激活。

一旦用户已接近恒温器以与用户界面交互，近场接近传感器可以执行额外功能。用户可以使用手势，例如从左到右或上下挥动他们的手，以便在不接触恒温器的情况下向用户界面提供命令。例如，从左到右挥手可以激活用户菜单或在菜单选项之间来回滚动。圆形运动的手部移动(其可以顺序地激活左通道、下通道、右通道、上通道等等)可以用于指示类似于围绕恒温器的周长的金属环转动。下面将更详细地描述近场接近传感器基于用户移动向恒温器提供信息的其它命令类型和用途。

图12示出了根据一些实施例的近场接近传感器范围1202和远场接近传感器范围1210。用户1212在远场接近传感器范围1210之外。因此，智能住宅装置1204上的远场接近传感器将不会产生响应，并且智能住宅装置1204将不会“看见”用户1212。因为用户1212在远场接近传感器范围1210之外，所以智能住宅装置1204最终可以进入自动离开模式，除非用户1212移动更靠近智能住宅装置1204。

用户1208在远场接近传感器范围1210内，但在近场接近传感器范围1202之外。在此阶段，智能住宅装置1204将“看见”用户1208，并且将知道封闭空间被占用。这应防止智能住宅装置1204进入自动离开模式。尽管用户1208距离智能住宅装置1204仍然足够远以至于用户界面不会被激活，但是智能住宅装置1204可以开始观看近场接近传感器的不同通道以产生高于预定阈值的响应。在这个意义上，来自远场接近传感器的响应可以使智能住宅装置1204的处理系统能够开始对来自近场接近传感器的响应起作用。在一些实施例中，这可以用作防止误报的防护带，其通过要求用户在采取例如激活用户界面之类的动作之前行进通过远场接近传感器范围1210并接着通过近场接近传感器范围1202。

相反，用户1206已经进入近场接近传感器范围1202。在一些实施例中，超过指示用户已经接近智能住宅装置1204的单个阈值可能足以采取例如激活用户界面等动作。在其它实施例中，可以将运动类型或用户1206接近智能住宅装置1204的方式与预定移动签名进行比较以确定用户1206是正在接近智能住宅装置1204以便与用户界面交互，还是用户1206仅仅是走过智能住宅装置1204。当一些用户走过智能住宅装置1204但并不意图与智能住宅装置1204进行交互时用户界面被激活可能会打扰到用户。不必要的激活可被视为浪费能量或分心。通过将当前运动签名与预定移动签名进行比较，可以由智能住宅装置1204做出关于用户1206的意图的确定。

如本文所使用的，术语“运动签名”可以用于描述与由近场接近传感器的不同通道产生的响应对应的方向性指示的序列。例如，当用户移动通过近场接近传感器的相应响应区时，运动签名可以像“左、中心、右”那样简单。在四通道接近传感器中，“中心”响应可对应于下通道上的响应、上通道上的响应和/或上和下通道上的响应的组合。在另一个示例中，运动签名可以包含何时用户进入和/或离开由传感器的通道覆盖的区域的指示。例如，当进入左通道覆盖的区域时，运动签名可以包含“到达：左”的指示。当用户离开左通道覆盖的区域时，运动签名可以包含“离开：左”的指示。可以组合针对一个或多个区的到达/离开指示以形成整个运动签名。下面将更详细地描述运动签名示例。

图13示出了根据一些实施例的垂直于智能住宅装置1320的平面的移动的图。范围1318指示远场接近传感器的范围。近场接近传感器的范围可以在范围1310处开始，并且开始在范围1310与范围1316之间产生响应。在范围1316处，朝向智能住宅装置1320移动的用户预期产生响应。超出范围1310，朝向智能住宅装置1320移动的用户预期不会产生响应。在范围1310与范围1316之间，朝向智能住宅装置1320移动的用户将开始产生响应。当响应足以被认为是运动的指示时，范围1314表示阈值。

在一个示例中，用户1302在直线路径1306中朝向其上安装了智能住宅装置1320的墙壁移动，但不直接朝向智能住宅装置1320移动。当用户1302在位置1318处越过范围1314的阈值时，智能住宅装置1320的近场接近传感器应该在一个或多个通道上产生响应。取决于通道的排列方式，用户1302应该在左通道上产生响应，并且也可以在上/下通道上产生响应。

在另一个示例中，用户1304在直线路径1308中直接朝向智能住宅装置1302并垂直于智能住宅装置1302的平面移动。当用户1304在位置1312处越过范围1314时，近场接近传感器的一个或多个通道应产生响应。在这种情况下，近场接近传感器的上/下通道很可能会产生强烈的响应。左通道和/或右通道也可能产生较弱的响应。

例如上文描述的样本路径1306和1308可以用作训练数据以定义范围1314的阈值水平。最佳阈值通常将产生对于路径1308的肯定响应，而路径1306应正好在阈值边缘。

图14示出了根据一些实施例的可由智能住宅装置1420使用阈值1414检测到的样本水平路径。这里，可以选择阈值，使得恰好与近场接近传感器的范围1416相交的路径1404将产生正响应，而与范围1410正好相交的路径1402将不产生正响应。图14还示出了如何为每个区设置到达和离开阈值。对于中心(上/下)通道，1404应当在位置1420处产生到达响应，而在位置1418处产生离开响应。在一个特定实施例中，例如这些的测试路径产生如下表1中所列出的到达/离开阈值。

通道	值
		上/下到达阈值	127
左/右到达阈值	129
		上/下离开阈值	-55
左/右离开阈值	-89

表1-阈值

表1中的值对应于旭化成

AK9750四通道IR传感器IC，其使用四个量子IR传感器。AK9750还使用16位输出提供模数转换器的输出。在一些实施例中，不同阈值可以用于上通道而不是下通道，而不是使用如表1中所示的相同阈值。

图15示出了根据一些实施例的朝向智能住宅装置1520的对角路径1502的示例。对角路径1502可能会在右通道以及中心(上/下)通道中产生响应，在位置1520处越过阈值。在包含多通道接近传感器的一些实施例中，可以忽略通道能力，并且可以通过简单地将不同通道的响应一起相加或求平均而将多通道接近传感器用作单通道接近传感器。在图15的示例中，可以将左通道和中心通道中的响应一起相加以产生指示用户在近场接近传感器的阈值范围内的单个复合响应。

图16示出了根据一些实施例的近场接近传感器1600的四通道观看区域。AK9750包含IR传感器阵列1610，其在IC封装顶部以左、右、上和下的取向布置。如上所述，近场接近传感器1600安装到智能恒温器的传感器柔性组件，并且位于提供用于远场PIR接近传感器的菲涅耳透镜部分和用于近场接近传感器1600的薄透镜的多功能透镜后方。IR传感器阵列1610位于IC封装的正面上并且在封装上面向中心取向。例如，面向下的传感器位于IR传感器阵列1610的顶部。面向下的传感器被取向为略微成一角度，使得其朝向IC封装的底部。类似地，面向左的传感器位于IR传感器阵列1610的右侧，并被取向为略微成一角度，使得其朝向IC封装的左侧。IR传感器阵列1610上的IR传感器布置产生四个重叠的视场1602、1604、1606、1608。如图16中可见，从右侧接近的用户将首先触发来自右通道的响应，然后从上通道和下通道产生同时响应。

在一些实施例中，检测用户是从装置下方还是从装置上方接近智能住宅装置并不特别有用。相反，可以将上通道和下通道的响应组合起来以产生中心通道。当组合上通道和下通道时，可以使用乘数对下通道打折，以忽略来自儿童和宠物的响应。儿童接近恒温器意图与恒温器互动是不大可能的，而在宠物接近时激活用户界面不过是浪费能源。在一个实施例中，可以将下通道上产生的响应乘以0.3，之后再与从上通道产生的响应组合。其它实施例可以使用0.1至0.7范围内的乘数。

图17示出了被设计成在由处理系统的微处理器(例如，主处理器)处理之前过滤近场接近传感器的输出响应的数字滤波器的特性响应。从近场接近传感器的每个IR通道接收的样本中存在DC分量。DC补偿反映视场的整体IR亮度而不是视场内的运动。接收样本的高频分量主要受热和/或电噪声影响，因此，应使用带通滤波器对来自每个通道的样本的接收时间序列进行滤波。例如，可以使用以下滤波等式。

y[n]＝x[n]-x[n-2]+c₁y[n-1]-c₂y[n-2] (1)

在等式(1)中，x[n]表示在时间n的原始通道样本，y[n]表示在时间n的通道样本的滤波版本。可以基于所使用的特定类型的近场接近传感器来选择常数值。例如，在上述AK9750的情况下，可以使用以下常数值。

c₁＝1.25236以及c₂＝0.2637729 (2)

图17中示出来自等式(1)和等式(2)的此带通滤波器的频率响应1700。应注意，带通增益大于一(0dB)。在一些情况下，带通增益被确定为具有1/200归一化截止频率的一阶巴特沃斯高通滤波器和具有1/3归一化截止频率的一阶巴特沃斯低通滤波器的串联组合。比例因子x[n]-x[n-2]已被去除以在滤波处理中节省一次乘法，因为此因子可以容易地并入阈值本身内。

图18示出了根据一些实施例的用于检测用户接近智能住宅装置的方法的流程图1800。所述方法可以包含用近场接近传感器检测运动特征(1802)。在简单的实施例中，运动签名可以仅仅是来自近场接近传感器的关于用户已经移至智能住宅装置的预定阈值距离内的指示。例如，四通道近场接近传感器可以组合来自所有通道的响应，以便产生关于用户是否在近场接近传感器的范围内的单个指示。在其它实施例中，可以通过近场接近传感器检测更复杂的运动签名。如上所述，可以设置每个传感器的阈值以确定用户何时到达每个通道的视场或者离开每个通道的视场。对于左通道和右通道，可以将来自这些通道的滤波器响应与阈值进行简单比较。

对于上/下通道，可以将这两个通道的滤波响应与上通道和打折后的下通道的总和进行比较。

y_Up[n]+0.3y_Down[n]≥UD_ARR_THRESH (4)

等式(3)和(4)示出了可以如何使用来自每个通道的滤波响应来确定用户是否到达所述通道的视场。确定用户是否离开所述通道视场使用具有不同阈值的相同等式(例如，LR_DEP_THRESH和UD_DEP_THRESH)。因此，一些运动签名可以由用户是否到达或离开特定通道的视场的单个指示组成。

在一些实施例中，可以确定更复杂的运动签名。这些更复杂的运动签名可以用来确定用户的预期行为。例如，复杂的运动签名可以确定用户是否意图接近智能住宅装置以与用户界面交互，或者用户是否意图在走廊中走过智能住宅装置而不进行交互。复杂的运动签名可以由上述的各个通道指示的组合组成。例如，如果看到用户到达左通道，然后到达右通道，然后离开左通道，则可以推断出用户已经从左到右穿过装置的正面。智能住宅装置可以保持睡眠状态，而不是打开用户界面。以下表2列出了可以从通道指示构建的不同复杂运动签名的示样。

表2–运动签名

在一些实施例中，也可以对运动签名添加定时元件。每个运动签名可以包含由处理系统接收的每个通道指示之间的时间。例如，对于上述序列，运动签名可以如下表示：ARR_L,[1.1sec],ARR_R,[0.6sec],DEP_L。添加定时信息对于确定用户何时停在智能住宅装置的前方非常有用。例如，如果用户从左侧到达，然后从右侧到达，并且经过了一定的阈值时间量(例如，0.5秒)而没有接收到离开指示，则可以推断用户已经接近智能住宅装置，并停在智能住宅装置前与智能住宅装置进行交互。

可以通过过滤并从近场接近传感器通道接收响应并且存储在可与已知运动签名进行比较的运动签名矢量中来逐渐建立运动签名。如果经过预定的时间间隔而没有任何移动，或在阈值数量的通道上看到离开，则可以刷新存储的矢量。

所述方法还可以包含确定所接收的运动签名是否匹配任何已知的运动签名(1804)。智能住宅装置可以按多种不同的方式接收已知的运动签名。首先，智能住宅装置可以从中央管理服务器接收已知运动签名的库。某些运动签名(包含以上表2中的一些签名)可能适用于可安装智能住宅装置的大多数环境。例如，指示用户从左到右经过智能住宅装置前方的运动签名是可能在许多安装位置发生的常见签名。中央管理服务器可以存储基于在测试环境中进行的试验预先编程的运动签名的数据库。替代或另外地，中央管理服务器可以从连接到其网络的任何智能住宅装置接收记录的运动签名。由于智能住宅装置分布在整个服务区域的家中，因此可以检索并分析大量的运动签名。中央管理服务器可以对接收到的运动签名进行直方图或其它统计分析，并选择那些在最广泛的家庭分布中出现频率最高的运动特征。这些运动签名可以假定为对于许多不同的安装环境和许多不同的用户类型是共同的。所选的运动签名接着可以下载到连接到网络的每个智能住宅装置并用作进行比较的至少一个初始基线。

智能住宅装置还可以基于其直接环境中的历史交互来接收已知的运动签名。如以上步骤(1802)所述，每当从多通道近场接近传感器的一个或多个通道产生响应时，智能住宅装置将记录一组响应以产生运动签名。在用户离开区域之后，运动签名可以存储在由特定智能住宅装置观察到的运动签名的历史数据库中。与中央管理服务器的情况一样，智能住宅装置也可以对每个运动签名进行统计分析，使用每次观察到的运动签名的计数器开发直方图表示，每次观察到的运动签名在每次出现之后递增。可以将最常见的运动签名添加到已知运动签名的数据库中，并且在智能住宅装置接收到它们时实时地与未来的运动签名进行比较。

智能住宅装置还可以将其数据库中的已知运动签名与从新运动签名接收到的信息组合。例如，从中央管理服务器接收的运动签名可以包含普通人的时间要求(例如，人在恒温器前方从左向右移动的速度)。但是，特定的智能住宅装置可能安装在有老年居住者的家中，他们的移动速度比平均时间要求慢。智能住宅装置可以识别现有运动签名中的到达/离开模式，并调整时间要求以匹配其安装位置中特定居住者的较慢/较快速度。因此，已知运动签名的数据库可以包含从中央管理服务器接收的签名、由智能住宅装置本地记录的签名、以及当这两个签名被动态调整以匹配特定用户特征时这两个签名的组合的签名。

可以由智能住宅装置的处理系统处理将接收到的运动签名与已知的运动签名进行比较。替代或另外地，可以将接收到的运动签名发送到中央管理服务器以进行远程处理，然后可以将响应发送到智能住宅装置。因为本发明中的智能住宅装置通过本地无线网络和互联网连接到中央管理服务器，所以可以将先进的处理和统计分析传递到中央管理服务器，在中央管理服务器处通常具有更大的处理能力。这对于使用低功率处理器并具有有限存储器存储能力的智能住宅装置(例如危险检测器)可能特别有利。

将接收到的运动签名与已知的运动签名进行匹配的过程可以是精确的或近似的。例如，装置可能需要确切的通道响应序列，同时允许时间要求在带通范围内变化。这将允许用户通过智能住宅装置前面的相同序列更快/更慢地移动，并仍然产生将被识别为相同动作序列的内容。在其它情况下，已知的运动签名应该是接收到的运动签名的子集。这些实施例涵盖了不止一个用户处于近场接近传感器的范围内的情况。第一用户引起的通道响应可能与第二用户引起的通道响应交错。只要在运动签名中按顺序出现识别的序列，就可以在已知的运动签名数据库中提取和识别该序列。例如，只要ARR_L、ARR_R和DEP_R以该顺序出现在运动签名中并且具有正确的定时，则处理系统即使因另一用户引起的其它通道响应(例如，ARR_C)同样出现在运动签名中也能识别从左到右的运动。

如果接收的运动签名与已知的运动签名不匹配，则可以使用默认接近方案来激活智能住宅装置的用户界面和/或执行其它操作(1806)。默认接近方案可以简单地将所有通道响应一起求平均/相加，以确定用户是否已经进入智能住宅装置的指定范围内，然后相应地采取行动。但是，如果接收的运动签名与已知的运动签名相匹配，则可以执行更高级的操作。每个已知的运动签名也可以与用户意图的指示一起存储。例如，上述的从左到右的运动签名可以与以下指示一起存储：此运动签名很少对应于用户意图使用智能住宅装置，而是对应于用户仅走过智能住宅装置。此指示可以在一些实施例中存储为单个位，或者在其它实施例中存储为统计百分比。可以将统计百分比与在智能住宅装置应将运动签名解释为使用装置的意图的情况下所确定的阈值百分比进行比较。对于所有运动签名，可以通过向上或向下调整阈值，以使智能住宅装置对用户接近或多或少有所反应。一些用户可能更喜欢智能住宅装置经常激活。相比之下，一些用户可能更喜欢智能住宅装置节约能量，并且仅当用户想要与装置交互的可能性很大时才激活装置。

像智能住宅装置上的其它系统一样，运动签名检测和识别算法可以是动态更新和存储数据以便更好地识别用户意图的学习算法。如果接收到的运动签名与已知的运动签名匹配，并且已知的运动签名指示用户意图与装置交互，则可以激活装置。可以基于用户是否实际与装置交互来更新与已知的运动签名一起存储的用户意图的指示。例如，如果用户不与装置交互，则算法可以通过降低指示用户意图使用的百分比来“惩罚”运动签名。类似地，如果用户确实与装置交互，则所述算法可以通过提高指示用户意图使用的百分比来“加强”运动签名。随着时间推移，用于智能住宅装置的已知运动签名数据库可能会增长，以准确地预测指示使用意图的用户运动序列，从而可以优化功率节省并且可以最大化用户体验。

通过访问与每个已知的运动签名一起存储的意图使用指示，智能住宅装置因此可以确定是否应该采取行动(1808)。如果意图使用指示低于阈值百分比或以其它方式指示此运动签名不可能指示意图使用，则智能住宅装置可以通过保持在非活动状态而避免采取行动(1810)。另一方面，当意图使用指示高于阈值百分比或以其它方式指示此运动签名可能指示意图使用时，智能住宅装置可以通过激活例如用户界面之类的系统来采取行动(1812)。

图19示出了根据一些实施例的用于在智能住宅装置发起响应动作之后连续处理运动签名的方法的流程图1900。在此阶段，假设智能住宅装置已经检测到与指示用户意图使用的已知运动签名匹配的运动签名。作为示例，还假设智能住宅装置的用户界面已在预期到预测的用户交互时被激活。然而，在用户改变主意或以其它方式偏离预测动作的情况下，不仅要如上所述重新训练预测算法，而且智能住宅装置还可能采取纠正动作以通过例如关闭用户界面而响应于不正确的预测来逆转系统的激活。

通常情况下，用户界面在激活后会保持10秒到30秒的间隔。在运动签名错误地识别意图使用的情况下，即使用户从未意图与智能住宅装置进行交互，用户界面也会在此整个间隔内保持活动状态。但是，使用上述多通道近场接近传感器，智能住宅装置可以快速响应这种情况，以节约能源并且不分散用户的注意力。例如，运动序列ARR_L、ARR_R可以指示用户已经从左边接近智能住宅装置。基于此运动签名的识别，并且基于历史训练指示75％的时间当用户从左侧接近时会意图与恒温器交互，可以激活用户界面。

此时，所述方法可以包含检测接近传感器读数中的变化(1902)。这些变换可能包含指示用户正在远离装置的特定通道响应。例如，DEP_R、DEP_L和/或DEP_C中的任何一个可以指示用户已经远离恒温器。如果接近传感器读数中的变化指示用户正在远离装置(1904)，则可以采取纠正动作。例如，用户界面可立即切换回非活动状态(1908)。此功能允许智能住宅装置通过打开用户界面而对用户接近装置时非常敏感，同时对用户离开时也非常敏感。一旦智能住宅装置识别出用户界面被错误激活，用户界面将被停用。在某些情况下，用户界面将显示信息，例如恒温器上的温度。当用户走向装置时，他们可能只想知道当前的设定点温度。此算法允许智能住宅装置快速响应并显示对用户有用的信息。当根据来自近场接近传感器的通道读数清楚地知道用户正在远离智能住宅装置时，用户界面可以被停用，因为用户不太可能在离开智能住宅装置时使用这些信息。

如果变化并非指示用户正在远离装置，则用户界面可以保持在活动状态(1906)。传感器上的通道可能产生与用户无关的响应。例如，另一个用户可能在智能住宅装置的范围内移动、与智能住宅装置交互的用户可能在左、右和中央响应区之间稍微地来回移动他们的身体，等等。除非接近传感器读数的变化清楚地表明用户正在远离智能住宅装置，否则用户界面可保持活动状态以避免中断用户体验的挫败感。尽管在图19中未明确示出，但是通过智能住宅装置的用户界面接收到的任何输入也将排除关闭用户界面，而不管接近传感器读数中的任何变化。

在一些实施例中，运动签名的已知变换也可以按与已知运动签名如何存储相似的方式来存储。可以将在步骤1902中检测到的变化与对运动签名的已知变化进行比较，以便确定它们是否可能指示用户正在远离装置而不意图进一步使用智能住宅装置。比较、访问阈值概率以及作出响应采取行动的此过程可以如上文关于图7针对匹配已知运动签名并确定意图使用所描述的那样执行。

应理解，图18-19中所示的特定步骤提供了根据本发明的各种实施例的处理移动/运动签名的特定方法。根据替代实施例也可以执行其它步骤序列。例如，本发明的替代实施例可以按不同的顺序执行上面概述的步骤。此外，图7-8中所示的各个步骤可以包含多个子步骤，子步骤可以按适合各个步骤的各种顺序执行。此外，取决于特定的应用，可以添加或移除额外的步骤。所属领域的普通技术人员将认识到许多变化、修改和替代。

图20示出了根据一些实施例的在用户交互式会话期间近场接近传感器的第二操作模式。在通过例如围绕智能住宅装置2002的可旋转环2004等用户界面接收到用户输入之后，多通道近场接近传感器可以转换到第二操作模式。或者，代替要求用户通过用户界面输入，一些实施例可以通过多通道接近传感器检测极为接近或可以简单地检测多个通道上的强烈响应，指示用户正站在智能恒温器旁边。在此模式下，接收到的动作输入可以替代地用于通过智能住宅装置的用户界面导航。例如，当用户以从右至左的运动2012挥手2010时，这将首先在接近传感器的右通道上产生响应，然后在接近传感器的左通道上产生响应。整个运动很可能会在中心通道上产生响应。此动作可用于在不同菜单之间前后导航。类似地，用户的手的上下运动2010会在接近传感器的上通道和下通道上产生响应。这将被解释为在当前菜单2006的选项2008内滚动。在一些实施例中，以圆周运动转动手将顺序地在上通道、左通道、下通道、右通道等等上产生响应。圆周运动将被智能住宅装置2002解释为类似于转动可旋转环2004的输入。这可以用于提高/降低当前恒温器设定点的温度。使用例如这些的手势对于患有关节炎或可能使操纵机械用户界面变得困难的其它健康相关问题的用户可能是有益的。例如，当用户无法在整个交互式会话期间停留在恒温器的前方时，这些的手势也可能有用。

上述的上/下/左/右/圆周手势仅仅是示例性的，并不意味着限制。可以使用其它手势，其中用户的手充当“空中鼠标”。一些实施例还可以使用从恒温器向外发散的Z轴作为输入，使得用户可以将他们的手推向恒温器以指示“按下空中的按钮”类型的输入。在此模式下操作时，传感器不一定需要某些阈值，但可以替代地比较各种传感器通道上的相对响应。例如，当左侧传感器看到比其它三个传感器响应更多的能量时逻辑可以检测到，这表示用户的手向左侧抬升。

图21示出了根据一些实施例的使用多通道接近传感器解释手势的方法的流程图2100。所述方法可以包含检测与装置用户界面的交互(2102)。与用户界面元件(例如可旋转环、点击装置等)的这种交互可以向智能住宅装置表示：从近场接近传感器接收到的输入应被解释为命令而不是解释为指示用户移动的运动签名的一部分。此时，智能住宅装置知道用户正意图与装置进行交互，因此它能够转换到这种新的操作模式而不会误解用户意图。

所述方法还可以包含检测在与装置交互期间的接近传感器区域移动(2104)。如上所述，这一区域移动可以包含左侧区域和右侧区域的顺序触发、上部区域和下部区域的顺序触发、或者指示圆周运动的所有四个区域的顺序触发。应理解，这些类型的区域移动和手势仅仅是示例性的，并且用于示出可用于控制智能住宅装置的较大身体手势。因此，所属领域的技术人员根据本发明将理解，可以使用如特定用户界面的布局所指示的其它手势。例如，一些用户界面可以使用对角滚动运动而不是圆周滚动运动，这将通过左/上区域然后是右/下区域的顺序触发来表示。

以类似于检测已知运动签名的方式，可以将交互式用户界面会话期间的区域响应与指示手势命令的已知区域响应进行比较(2106)。如上所述，可以从中央管理服务器下载已知手势的数据库，从用户训练会话中学习已知手势的数据库，和/或通过与一个或多个用户的历史交互来自动观察已知手势的数据库。如果观察到的区域移动与已知的手势相匹配，则已知的手势可以被解释为命令，并且可以根据手势对用户界面进行改变(2110)。或者，如果区域移动不匹配与用户界面命令相对应的任何已知手势，则智能住宅装置可以忽略该移动(2108)。或者，智能住宅装置可以转换回先前的操作模式，其中多通道近场接近传感器将区域响应解释为用户移动并产生运动签名。当用户结束其与恒温器的交互式会话并离开时，可能会出现这种情况。

应理解，图21中所示的特定步骤提供了根据本发明的各种实施例的解释手势的特定方法。根据替代实施例也可以执行其它步骤序列。例如，本发明的替代实施例可以按不同的顺序执行上面概述的步骤。此外，图21中所示的各个步骤可以包含多个子步骤，子步骤可以按适合各个步骤的各种顺序执行。此外，取决于特定的应用，可以添加或移除额外的步骤。所属领域的普通技术人员将认识到许多变化、修改和替代。

图22示出了根据一些实施例的使用来自不止一个智能住宅装置的数据来跟踪用户移动。智能装置环境通常包含多个智能住宅装置。例如，危险检测器2202和恒温器2204可以安装在同一房间中。通常，用户将在他们的走廊中安装恒温器2204，稍微在其危险检测器2202所安装的位置的下方。每个智能住宅装置可以配备其自己的接近传感器。当多个装置上的两个或更多个接近传感器的视场重叠时，可以将通道响应信息从一个装置传输到另一个装置。这些信息可以用来强化一个或多个装置对运动签名的解释。

在一些实施例中，第一用户可以接近恒温器2204以便与用户界面交互。恒温器2204可以开始接收来自多通道接近传感器的各种通道的指示第一用户的接近的响应。同时，第二用户也可以进入恒温器2204的多通道接近传感器的视场。在一些情况下，这种情况可能会给恒温器2204带来混乱的结果。多个用户可能表现为并不接近恒温器2204的单个用户。然而，来自危险检测器2202的接近传感器响应可以用于解释由恒温器2204接收到的模糊结果。例如，如果第一用户2206处于危险检测器2202的视场中并且第二用户(未示出)在危险检测器2202的视场外，则第一用户2206的运动签名将是明确的，如危险检测器2202所见。危险检测器2202将看到第一用户2206接近恒温器2204的运动签名。危险检测器2202然后可以通过本地智能住宅装置网络将此信息传输到恒温器2204。使用此信息，恒温器2204可以忽略与从危险检测器2202接收到与运动签名不相符的接近传感器区域响应。以此方式，恒温器2204可以隔离第一用户2206的移动而忽略第二用户(未示出)的移动。

在其它实施例中，可以使用来自其它智能住宅装置的接近传感器读数来确定恒温器2204的自动离开状态。在一些情况下，当家中有居住者时，恒温器2204可以位于不经受频繁走动的区域中。例如，恒温器2204可以安装在走廊的尽头或空置的房间中。因为在这样的位置中的恒温器2204将不会使用其接近传感器(近场和/或远场)看到用户移动，所以恒温器2204可能错误地进入自动离开模式。然而，由于恒温器2204与其它智能住宅装置(例如危险检测器2202)通信，所以其它智能住宅装置可以在智能住宅网络上共享占用信息。

基于观看者位置的自动显示调整

在上述示例中，由远场接近传感器和近场接近传感器产生的响应被用于激活智能住宅装置上的用户显示器。除了仅激活用户界面之外，一些实施例还可以提供取决于由这两个接近传感器产生的响应的更复杂和高级的用户界面特征。根据用户的速度、运动路径/签名、身份和/或与智能住宅装置的距离，可以修改用户界面以显示在每种情况下对用户有意义且有用的信息。

图23示出了根据一些实施例的相对于智能住宅装置2314的不同用户位置的图2300。仅出于解释的目的，响应范围被图示为同心圆。取决于所选择的特定硬件传感器，实际响应范围可以是椭圆形、长方形、抛物线等等。用户2302在区域2310之外并且因此被认为是在智能住宅装置2314上的所有接近传感器的范围之外。通常，当用户2302超出范围时，智能住宅装置2314的用户界面将被停用、处于睡眠模式或者“关闭”。当用户2302距离智能住宅装置2314足够远以使得他/她没有被远场接近传感器检测到时，用户2302通常也足够远离，使得在智能住宅装置2314的用户界面上显示的信息将太小而无法阅读。然而，一些实施例可以使用封闭空间内的其它智能住宅装置(例如，危险检测器、智能电器、安全系统中的无线模块等)，以便检测甚至在智能住宅装置2314的远场接近传感器的范围之外的用户2302的存在。因此，一些实施例可以激活智能住宅装置2314的用户界面以显示信息，即使用户2302距离很远并且仅通过智能住宅装置2314不能被检测到。

当用户2304在远场接近传感器的范围内移动时，一些实施例可以激活用户界面并在远场设置中显示信息。当用户处于远场区域2310中时显示的信息可以用大字体、使用高对比度颜色、或者以基本上所有用户界面区域被显示器使用的方式来显示。在一些实施例中，可以在用户界面上显示图标或图形以摄取用户的注意力，而不显示因太远而不能正确读取的会妨碍用户的文本/数字信息。远场显示的示例将在下面更详细地讨论。

当用户2306进入近场范围2312并因此在近场接近传感器上产生响应时，智能住宅装置2314的用户界面可以将显示改变为近场设置。在一些实施例中，近场图形显示可以包含较小的字体、菜单选项、文本/数字信息和/或对更接近智能住宅装置2314的用户2306更有用的其它信息。在一些实施例中，近场显示和远场显示可以按不同格式显示大致相同的信息。例如，远场显示可以包含放大的数字时钟显示，而近场显示可以包含更详细的模拟时钟显示。在一些实施例中，远场显示包含将在近场显示中显示的信息的子集。例如，远场显示可以包含警报图标，而近场显示将包含填充有文本信息的警报图标。

如图23所示，一些实施例可以具有至少三个不同的显示选项：关闭显示、远场显示和近场显示。当用户在智能住宅装置2314的各种接近传感器的响应区域之间移动时，用户界面可以按相应方式在每种显示之间转换。因此，在接近传感器的每个响应区域之间可以存在处理转换。当智能住宅装置2314开始接收来自远场接近传感器的响应时，可以发生关闭显示与远场显示之间的转换。类似地，当智能住宅装置2314开始接收来自近场接近传感器的响应时，可以发生近场显示器与远场显示之间的转换。

图24示出了根据一些实施例的在智能住宅装置的用户界面上产生各种图形显示并在各种图形显示之间转换的方法的流程图2400。所述方法可以包含从远场接近传感器接收指示(2402)。当用户进入远场接近传感器的响应范围时，可能发生从远场接近传感器接收指示。此时，智能住宅装置的一些实施例可以识别激活用户界面的需要。为了确定要在用户界面上显示的信息的类型，智能住宅装置可以分析由近场接近传感器和远场接近传感器两者一起产生的响应。

所述方法可以进一步包含确定是否已经从近场接近传感器接收到指示(2404)。如果在预定时间间隔内没有从近场接近传感器接收到指示，则用户界面可以显示远场显示(2406)。当用户处于远场接近传感器的范围内但在近场接近传感器的范围外时会发生这种情况。应注意，不要求精确地同时从近场接近传感器和远场接近传感器接收指示。替代地，一些实施例将分析时间间隔，例如10ms、50ms、100ms、500ms、1s等，并且确定在时间间隔内是否已经从两个接近传感器接收到指示。一些实施例还可以在从两个接近传感器中的一个接收到指示时开始时间间隔，并且查找在时间间隔内从两个接近传感器中的另一个接收到的指示。例如，如果远场接近传感器产生响应，这将开始100ms的时间间隔。然后，智能住宅装置的处理系统将监测近场接近传感器以确定该传感器是否也在100ms时间间隔内产生响应。如果在相同的时间间隔内产生来自远场接近传感器和近场接近传感器两者的指示，则可以使用户界面显示近场显示(2408)。

尽管在流程图2400中没有明确示出，但是当由近场接近传感器产生响应而没有由远场接近传感器产生相应响应时可能发生一些情况。例如，在远场接近传感器不起作用或被遮挡的情况下，近场接近传感器可能是唯一产生响应的接近传感器。在这种情况下，当从近场接近传感器接收到指示时，用户界面可以显示近场显示，而不需要来自远场接近传感器的指示。

图25A示出了根据一些实施例的恒温器功能的近场显示2502的示例。近场显示2502包含用户在近场范围内可用和可读的信息。例如，近场显示2502可以包含当前温度(75°)的指示、当前HVAC功能的描述(“加热”)、围绕用户界面的圆周周围指示度数增加的刻度标记、以及显示当前温度和设定点温度的放大的刻度标记。当用户靠近智能住宅装置时，这些信息可视为更有用。当用户靠近时，它可以指示使用智能住宅装置或与智能住宅装置交互的意图，因此可能优先显示将帮助用户进行这种交互的信息。例如，当用户意图与恒温器交互时，用户将需要知道当前温度、设定点温度、当前温度与设定点温度之间的差异、HVAC功能等信息。这些信息也可被考虑针对附近的用户适当地确定大小。12至15英尺远的用户不可能辨认各个刻度标记或读取HVAC功能。在用户距离较远时显示这些信息，可能会导致用户感到沮丧，并使他们更靠近智能住宅装置以便读取信息。但是，当用户在附近时显示这些信息可以提供用户需要知道恒温器功能的所有有用信息，而不需要与用户界面进行交互。

图25B示出了根据一些实施例的恒温器功能的远场显示2504的示例。远场显示2504包含近场显示2502的信息的子集。在这种情况下，仅显示当前温度。远场显示2504还放大信息子集的显示大小。这里，当前温度(75°)的字体大小被放大以充分填充用户界面的区域。可以增大字体大小直到文本开始移出用户显示。当用户从远场接近传感器的响应区域移动到近场接近传感器的响应区域时，恒温器用户界面可以从远场显示2504转换到近场显示2502，反之亦然。

图26A示出了根据一些实施例的时钟功能的近场显示2602的示例。近场显示2602包括具有分针、秒针和时针的模拟时钟图形，其可以数字地模拟与传统机械时钟相同的方式围绕圆形用户界面移动。由于数字和钟针的精细细节和小尺寸，近场显示2602可能适合于附近的用户并且可以提供温馨而熟悉的氛围。图26B示出了根据一些实施例的时钟功能的远场显示2604的示例。远场显示2604包含与近场显示2602相同的信息(即，一天中的时间)，只是格式不同。在这里，一天中的时间以数字时钟格式显示，并被放大以填充用户界面。尽管远场显示2604没有传达与近场显示2602一样多的信息(例如，第二信息)，但是远场显示2604可以容易地从更远的距离观看。如上所述，随着用户在近场接近传感器的响应区域与远场接近传感器的响应区域之间移动，智能住宅装置的用户界面可以在近场显示2602与远场显示2604之间转换。

图27A示出了根据一些实施例的警报功能的近场显示2702的示例。近场显示2702图示了向用户可视地传达智能住宅装置正在产生警报的事实的图形图标。警报可以指示HVAC系统问题、从中央管理服务器发送的消息、来自本地天气服务的恶劣天气警告、用户可以选择参与的需求响应事件、关于用户已经超过当月的预计或最大用电量的警告、湿度警告、冻结警告等等。从远处，远场显示2702仅需要指示智能住宅装置已经接收到警报的事实。为了看到警报的细节，用户可以移近智能住宅装置并进入近场接近传感器的响应范围。图27B示出了根据一些实施例的警报功能的近场显示2704。随着用户靠近智能住宅装置，近场显示2704可以用描述警报的文本信息填充图形图标。在图27B的示例中，警报图标已经填充有从中央管理服务器接收到警报的指示。此外，随着用户靠近智能住宅装置，图形图标可以用菜单选项填充。例如，可以向用户呈现读取警报或忽略警报的菜单选项。在一些实施例中，警报的细节可以在用户界面上自动显示而不需要与菜单项交互。在一些实施例中，如果用户从远场接近传感器的响应范围移动到近场接近传感器的响应范围内，并且如上所述利用警报的细节填充用户界面，则智能住宅装置可以确定用户已经阅读了警报的细节。如果用户随后离开装置并离开近场接近传感器的响应范围，则智能住宅装置可以假设用户在他们接近智能住宅装置时读取了警报而忽略该警报。

图28示出了根据一些实施例的使用用户运动的特征来产生并控制用户界面显示的方法的流程图2800。在上述实施例中，远场显示与近场显示之间的转换可以被描述为二进制的，即显示类型可以至少部分地基于不同接近传感器的响应区域之间的单个转换而改变。然而，如上所述，智能住宅装置的一些实施例可以包含具有两个或更多个重叠响应范围的多通道近场接近传感器。通过分析各个通道所产生的响应，可以收集关于用户运动签名的更多信息。例如，可以确定近似速度、可以确定运动方向，等等。通过检测用户运动的特征，这些信息不仅可以用于激活用户显示和以及在可能的显示之间转换，还可以响应于检测到的运动特征增量式地改变用户显示。

所述方法可以包含从近场接近传感器接收指示(2802)。指示可以是由近场接近传感器的一个或多个通道产生的一个或多个响应的一部分。例如，指示可以包含来自近场接近传感器的左通道的到达响应，随后是来自近场接近传感器的右通道的到达响应。所述方法可以另外包含检测由近场接近传感器检测到的运动的特征(2804)。如上所述，一些实施例可以确定基于不同通道响应的序列和/或定时的运动签名。例如，用户可以在智能住宅装置的前方从左向右移动，或者用户可以直接接近智能住宅装置。在这些实施例中，运动签名可以被认为是运动特征。在其它实施例中，运动特征可以包含用户的相对速度。例如，如果左通道在被右通道重叠之前的平均宽度大约为6英尺，则可以通过将此距离除以左通道和右通道的响应之间的时间延迟来计算用户的近似速度。当直接接近智能住宅装置时，可以通过将远场响应区域与近场响应区域之间的宽度除以来自两个接近传感器的响应之间的时间来确定速度。在这些实施例中，速度本身可以被认为是运动特征，并且/或者速度和运动签名可以被认为是运动特征的组合。

在一些实施例中，可以从接近传感器确定用户身份。用户身份可以是特定于个人的(例如Geddy与Alex)，或者用户身份可以指示特定类别的用户(例如成人与儿童)。对于特定的个人，可以由智能住宅装置识别运动签名并将其归因于特定用户。例如，如果住宅包括两个用户，并且其中一个用户移动得比另一个用户快，则可以使用由多通道接近传感器确定的估计的行进速度来识别用户。在其它实施例中，每个用户可以与他们自己的控制时间表相关联。例如，第一个用户可能在白天时间在家，而第二个用户可能在夜间时间在家。当在智能住宅装置的接近传感器的范围内检测到用户时，可以访问控制时间表，并且可以通过根据控制时间表确定哪个用户应该在家中来确定用户。在其它实施例中，用户身份可以由智能住宅网络中的其它装置传输到智能住宅装置。在一些实施例中，用户携带的电子装置可以用于识别用户。例如，在用户的智能电话上运行的应用程序可以使用GPS信息来向智能住宅装置发送大致位置。在另一个示例中可以使用RFID标签。然后，智能住宅装置可以使用GPS/RFID信息和/或来自机载接近传感器的信息来确定用户身份。其它实施例可以使用蓝牙低功耗(BLE)或来自手机的Wi-Fi发射来区分用户。

一些实施例可以区分一类个体而不是识别特定的身份。例如，具有上通道和下通道的多通道接近传感器可以用于基于身高来区分成人和儿童。儿童通常较矮，并且将在接近传感器的下通道上产生强烈的响应，而从接近传感器的上通道产生较小的响应。相比之下，成人通常比儿童高，并且会导致下通道与上通道之间更加相同的响应(考虑到下通道的任何缩放比例以排除宠物检测)。智能住宅装置可以基于检测到的用户是儿童还是成人来提供不同的显示。例如，儿童通常对与智能住宅装置交互不感兴趣，并且成人通常更希望儿童不与他们的智能住宅装置交互。因此，当检测到儿童时，智能住宅装置可以关闭用户界面，并且当检测到成人时提供本文所述的其它用户界面之一。此外，接近传感器的下通道将比上通道对宠物产生更大的响应。当检测到宠物时，恒温器可以忽略相关的运动。

所述方法还可以包含确定检测到的运动特征是否匹配预定特征(2806)。如上所述，可以将检测到的运动特征与存储的运动特征的数据库进行比较。例如，可以将感测到的运动签名与存储的运动签名进行比较。可以将指示用户身份的特征与之前已与用户身份关联的存储特征进行比较。可以将速度和用户体型与先前记录的特定用户或用户类的速度和用户体型进行比较。存储的运动特征的数据库可以从中央管理服务器下载、在安装智能住宅装置之后的训练间隔期间学习，和/或随着智能住宅装置在正常操作期间记录来自用户的移动而随时间动态更新。

用户界面的显示可以基于感测的运动特征是否匹配预定的运动特征来更新。如果找到匹配，则可以显示第一显示(2810)。或者，如果不显示匹配，则可以显示替代的显示(2808)。替代的显示或第一显示可以包括用户界面的关闭状态。应理解，图28仅仅是示例性的，并不意味着限制。其它实施例可以使用三个或更多个显示，随着从用户动作接收更多信息，这些显示可以增量改变。

图29示出了根据一些实施例的渐进警报显示的图2900。多通道接近传感器使智能住宅装置能够辨别可以指示用户正在接近智能住宅装置的运动签名。这种方法可以指示用户意图与智能住宅装置进行交互。或者，此类方法可以指示用户将对指示他/她应该与智能住宅装置交互的显示敏感。在任何一种情况下，当用户靠近智能住宅装置时，智能住宅装置可以使用此信息在用户界面上渐进地提供更多信息。

以下示例假定智能住宅装置2908正在生成警报。当用户在位置2902处进入近场接近传感器2916的响应范围时，智能住宅装置2908可以产生显示2910，其展示警报图标。如上所述，当用户进入远场接近传感器的响应范围时，此范围的显示可能已经被激活。当用户靠近智能住宅装置2908移动到位置2904时，智能住宅装置2908可以开始接收来自多通道接近传感器的额外通道的响应，指示用户正朝着智能住宅装置2908移动。例如，当用户处于位置2904时，中心(上/下)和右通道都可以产生响应。此时，智能住宅装置2908可以确定用户可能至少对展示有关警报的更多信息敏感。作为响应，智能住宅装置2908可以呈现显示2912，其开始用描述警报的文本信息填充警报图标。在这个示例中，文本信息可以描述如何从中央管理服务器接收警报。

随着用户继续靠近智能住宅装置2908，多通道接近传感器的额外通道将产生响应(例如，左通道、右通道和中心通道可能开始产生响应)。此外，每个通道的响应级别可以增加幅度高于表示用户接近智能住宅装置2908的阈值量(例如，上述“接近”阈值)。当用户出现在智能住宅装置2908的交互距离内时，可以产生将提供用于警报的文本信息和菜单选项的显示2914。通过逐渐增加智能住宅装置2908显示的信息量，用户界面既可以吸引用户继续向智能住宅装置2908移动，也可以根据用户与智能住宅装置2908的距离向用户呈现可读和相关的信息。特别是在警报的情况下，智能住宅装置2908可能期望吸引用户与智能住宅装置2908进行交互，使得可以读取警报并作出响应。

尽管在图29中未示出，但当智能住宅装置2908确定用户不响应于现有用户显示并远离智能住宅装置2908时，也可以产生替代显示。例如，如果位置2902处的用户没有响应于警报图标的显示2910走向恒温器(例如，用户向左移动而不是朝着智能住宅装置2908移动)，则智能住宅装置2908可以产生被配置为吸引用户注意力的显示。例如，可以修改显示2910，使得警报图标开始闪烁或改变颜色。如果用户的运动签名继续指示用户正忽略智能住宅装置2908，则在一些实施例中可以关闭用户界面。

图30示出了根据一些实施例的基于用户身份的渐进式用户界面的图3000。一旦用户进入近场接近传感器的响应区域3010，传感器的多个通道可以用于如上所述区分不同的用户。在这个示例中，多通道接近传感器可以基于身高来区分儿童和成人。当儿童3004走过智能住宅装置3010时，智能住宅装置3010可以产生显示3006，用数字方式展示一天的时间。这种类型的显示对于儿童将是容易阅读的，并且与对成人熟悉的更传统的模拟显示相比，数字显示对于儿童而言更为熟悉。

当成人3002经过智能住宅装置3010时，可以产生更适合成人的显示。在这个示例中，可以产生显示3008以向成人3002展示通常对于儿童3004隐藏的警报。在其它实施例中，可以通过其它手段来确定用户身份以区分个别用户。例如，可以为被指定为主要用户(例如，负责支付能量帐单的用户)的用户提供显示3008，而可以向被指定为次要用户(例如，室友)的用户提供基于其身份的显示3006。

基于存储的用户配置文件，可以根据用户的身份向用户显示不同的用户显示。例如，第一用户可能更喜欢模拟时钟显示，而第二用户可能更喜欢数字时钟显示。用户配置文件还可以指示家庭中的一个用户(例如，户主)作为负责接收警报和HVAC系统消息的用户。

图31示出了根据一些实施例的基于用户速度的渐进式用户显示的图3100。用户行进经过智能住宅装置3110的速度可以至少部分地指示用户对交互式显示或需要更多用户关注的显示的敏感程度。例如，当用户3106以低于预定阈值的速度经过智能住宅装置3110时，智能住宅装置3110可以确定用户可以响应在用户界面上显示的信息。可以提供示例性显示3108，其包含用户3106可以与之交互的警报信息和/或菜单选项。或者，如果用户3102以大于预定阈值的速度经过智能住宅装置3110，则用户界面可以提供显示3104，尽管可以提供信息，但不需要用户交互或关注。

图32A-32D示出了可以在用户界面被激活时显示的作为渐进式动画的一部分的用户界面显示。如上所述，智能恒温器的用户界面可以在用户接近远场接近传感器和/或近场接近传感器的响应范围时激活。当用户走过智能恒温器时，可能希望在用户界面上显示图形，该图形经过计算以吸引仅在他/她的视野周围看到恒温器的用户的注意力。在一些实施例中，当用户界面被激活时，显示可以开始较小，并且以动画方式增大。达到超大的大小后，图形可能会略微缩小至正常大小。这种从小到大，然后回到正常大小的动画转换导致使图形“弹出”给用户的动画。已经发现如此的突然动作会吸引用户在走过恒温器时的注意力。当消息或警报要显示在用户界面上时，这可能特别有用。图32A示出了为用户显示当前时间的动画的开始大小。如图32B所示，当前时间可以连续增大到中等大小，然后变为如图32C所示超大的大小。然后当前时间可以缩回到正常大小，如图32D所示。“正常大小”可以是动画完成后将以稳定状态显示当前时间的大小。在一些实施例中，整个动画过程可能花费少于一秒的时间从空白显示转换到图32D的显示。

在一些实施例中，用户界面可以在用户接近恒温器时显示向用户提供信息的图形，例如当前时间、当前温度、警报等。此信息显示可以在用户界面上保持活动状态，直到用户与恒温器交互为止。如上所述，当用户进入非常接近恒温器时，一些实施例可以转换到菜单显示。在其它实施例中，信息显示可以在用户界面上保持活动状态，直到用户例如通过旋转或点击外部可旋转环或其它用户界面元件而实际上与恒温器交互为止。

上述技术、框、步骤和手段的实现可以按各种方式完成。例如，这些技术、框、步骤和手段可以用硬件、软件或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计为执行上述功能的其它电子单元，和/或其组合中实现。

而且，应注意的是，这些实施例可被描述为过程，所述过程被描绘为流程图表、流程图、数据流程图、结构图或框图。尽管流程图可以将操作描述为顺序过程，但是许多操作可以并行或同时执行。另外，操作的顺序可以重新排列。过程在其操作完成时终止，但可能有未包含在图中的额外步骤。过程可以对应于方法、功能、函数、子例程、子程序等。当过程对应于函数时，其终止对应于所述函数返回到调用函数或主函数。

此外，实施例可以通过硬件、软件、脚本语言、固件、中间件、微码、硬件描述语言和/或其任何组合来实现。当以软件、固件、中间件、脚本语言和/或微码实现时，执行必要任务的程序代码或代码段可以存储在例如存储介质等机器可读介质中。代码段或机器可执行指令可以代表过程、函数、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、脚本、类或指令、数据结构和/或程序语句。代码段可以通过传递和/或接收信息、数据、自变量、参数和/或存储器内容来耦合到另一代码段或硬件电路。信息、自变量、参数、数据等可以通过包括存储器共享、消息传递、令牌传递、网络传输等的任何合适的手段传递、转发或传输。

虽然上文已经结合具体的设备和方法描述了本发明的原理，但是应该清楚地理解，此描述仅通过示例的方式进行，而不是对本教导的范围的限制。

Claims (20)

1.一种恒温器，包括：

壳体；

用户界面，所述用户界面被配置为显示至少第一图形显示和第二图形显示；

一个或多个温度传感器，所述一个或多个温度传感器中的每一个被配置为提供温度传感器测量值；

处理系统，所述处理系统设置在所述壳体内，所述处理系统被配置为与所述一个或多个温度传感器可操作地通信以接收所述温度传感器测量值、与包含所述用户界面的一个或多个输入装置可操作地通信以确定设定点温度、并且又进一步与加热、通风和空气调节HVAC系统可操作地通信以至少部分地基于所述设定点温度和所述温度传感器测量值来控制所述HVAC系统；

具有第一响应范围的第一接近传感器，当用户位于所述第一响应范围内时，所述第一接近传感器产生响应；

具有第二响应范围的第二接近传感器，当用户在所述第二响应范围内移动时，所述第二接近传感器产生响应，所述第二响应范围大于所述第一响应范围，其中所述第一响应范围比所述第二响应范围更靠近所述恒温器，其中所述第一图形显示和所述第二图形显示包括文本，并且其中在所述第二图形显示上的文本的大小显著地大于所述第一图形显示上的文本的大小；

其中所述处理系统被编程或配置为通过执行包括以下的操作来控制所述用户界面：

接收来自所述第二接近传感器的所述第二响应范围内的用户存在的指示，而未接收到来自所述第一接近传感器的所述第一响应范围内的用户存在的指示；

响应于接收到所述第二响应范围内的用户存在的指示而未接收到所述第一响应范围内的用户存在的指示，使所述用户界面显示所述第二图形显示；

接收来自所述第一接近传感器的所述第一响应范围内的用户存在的指示和来自所述第二接近传感器的所述第二响应范围内的用户存在的指示；以及

响应于接收到所述第一响应范围内的用户存在的指示以及所述第二响应范围内的用户存在的指示，使所述用户界面从所述第二图形显示转换到所述第一图形显示。

2.根据权利要求1所述的恒温器，其中所述第二图形显示包括警报图标，并且所述第一图形显示包括所述警报图标的警报消息的文本描述。

3.根据权利要求1所述的恒温器，其中所述第二图形显示包括具有第二大小的温度值的数字显示，并且所述第一图形显示包括具有第一大小的温度值的数字显示和围绕所述用户界面的外围的图形刻度标记，从而所述用户在从所述第二响应范围读取显示时由于更大的文本大小和没有围绕所述用户界面的外围的所述图形刻度标记而更不易受挫，其中所述第二大小在视觉上大于所述第一大小。

4.根据权利要求1所述的恒温器，其中所述第二图形显示包括一天中的时间，并且所述第一图形显示包括计算的环境温度。

5.根据权利要求1所述的恒温器，其中所述第一接近传感器包括多通道热电堆，所述多通道热电堆包括至少两个重叠响应区域。

6.根据权利要求5所述的恒温器，其中所述处理系统被进一步编程或配置为通过执行包括以下的附加操作来控制所述用户界面：

从所述第一接近传感器接收与所述至少两个重叠响应区域相关联的响应；

基于接收到的响应之间的定时，计算用户经过所述第一接近传感器的所述第一响应范围的近似速度；

当所述近似速度低于预定阈值时显示所述第一图形显示；以及

当所述近似速度高于所述预定阈值时显示第三图形显示。

7.根据权利要求5所述的恒温器，其中所述处理系统被进一步编程或配置为通过执行包括以下的附加操作来控制所述用户界面：

从所述第一接近传感器接收与所述至少两个重叠响应区域相关联的响应；

基于接收到的响应，计算经过所述第一接近传感器的所述第一响应范围的用户的运动签名；

当所述运动签名匹配预定运动签名时显示所述第一图形显示；以及

当所述运动签名不匹配所述预定运动签名时显示第三图形显示。

8.根据权利要求5所述的恒温器，其中所述处理系统被进一步编程或配置为通过执行包括以下的附加操作来控制所述用户界面：

从所述第一接近传感器接收与所述至少两个重叠响应区域相关联的响应；

基于接收到的响应，确定用户身份；

当所述用户身份匹配预定用户身份时显示所述第一图形显示；以及

当所述用户身份不匹配所述预定用户身份时显示第三图形显示。

9.根据权利要求5所述的恒温器，其中所述多通道热电堆包括具有四个重叠响应区域的四通道热电堆，所述四个重叠响应区域包括上通道、下通道、左通道和右通道。

10.根据权利要求1所述的恒温器，其中所述第二接近传感器包括远场无源红外PIR传感器。

11.一种为不同用户场景定制恒温器显示的方法，所述方法包括：

使用恒温器与加热、通风和空气调节HVAC系统通信以控制所述HVAC系统，所述恒温器包括：

壳体；

用户界面，所述用户界面被配置为显示至少第一图形显示和第二图形显示；

一个或多个温度传感器，所述一个或多个温度传感器中的每一个被配置为提供温度传感器测量值；

处理系统，所述处理系统设置在所述壳体内，所述处理系统被配置为与所述一个或多个温度传感器可操作地通信以接收所述温度传感器测量值、与包含所述用户界面的一个或多个输入装置可操作地通信以确定设定点温度、并且至少部分地基于所述设定点温度和所述温度传感器测量值来控制所述HVAC系统；

具有第一响应范围的第一接近传感器，当用户在所述第一响应范围内移动时，所述第一接近传感器产生响应；

具有第二响应范围的第二接近传感器，当用户在所述第二响应范围内移动时，所述第二接近传感器产生响应，所述第二响应范围大于所述第一响应范围，其中所述第一响应范围比所述第二响应范围更靠近所述恒温器，其中所述第一图形显示和所述第二图形显示包括文本，并且其中在所述第二图形显示上的文本的大小显著地大于所述第一图形显示上的文本的大小；

通过所述处理系统接收来自所述第二接近传感器的所述第二响应范围内的用户存在的指示，而未接收到来自所述第一接近传感器的所述第一响应范围内的用户存在的指示；

响应于接收到所述第二响应范围内的用户存在的指示而未接收到所述第一响应范围内的用户存在的指示，通过所述处理系统使所述用户界面显示所述第二图形显示；

通过所述处理系统接收来自所述第一接近传感器的所述第一响应范围内的用户存在的指示和来自所述第二接近传感器的所述第二响应范围内的用户存在的指示；以及

响应于接收到所述第一响应范围内的用户存在的指示以及所述第二响应范围内的用户存在的指示，通过所述处理系统使所述用户界面从所述第二图形显示转换到所述第一图形显示。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二图形显示包括警报图标，并且所述第一图形显示包括所述警报图标的警报消息的文本描述。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二图形显示包括具有第二大小的温度值的数字显示，并且所述第一图形显示包括具有第一大小的温度值的数字显示和围绕所述用户界面的外围的图形刻度标记，从而所述用户在从所述第二响应范围读取显示时由于更大的文本大小和没有围绕所述用户界面的外围的所述图形刻度标记而更不易受挫，其中所述第二大小在视觉上大于所述第一大小。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二图形显示包括一天中的时间，并且所述第一图形显示包括计算的环境温度。

15.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一接近传感器包括多通道热电堆，所述多通道热电堆包括至少两个重叠响应区域。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：

从所述第一接近传感器接收与所述至少两个重叠响应区域相关联的响应；

基于接收到的响应之间的定时，计算用户经过所述第一接近传感器的所述第一响应范围的近似速度；

当所述近似速度低于预定阈值时显示所述第一图形显示；以及

当所述近似速度高于所述预定阈值时显示第三图形显示。

17.根据权利要求15所述的方法，还包括：

从所述第一接近传感器接收与所述至少两个重叠响应区域相关联的响应；

基于所述接收到的响应，计算经过所述第一接近传感器的所述第一响应范围的用户的运动签名；

当所述运动签名匹配预定运动签名时显示所述第一图形显示；以及

当所述运动签名不匹配所述预定运动签名时显示第三图形显示。

18.根据权利要求15所述的方法，还包括：

从所述第一接近传感器接收与所述至少两个重叠响应区域相关联的响应；

基于接收到的响应，确定用户身份；

当所述用户身份匹配预定用户身份时显示所述第一图形显示；以及

当所述用户身份不匹配所述预定用户身份时显示第三图形显示。

19.根据权利要求15所述的方法，其中所述多通道热电堆包括具有四个重叠响应区域的四通道热电堆，所述四个重叠响应区域包括上通道、下通道、左通道和右通道。

20.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二接近传感器包括远场无源红外PIR传感器。

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