CN109416550A - 用户控制装置和多功能家庭控制系统 - Google Patents

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CN109416550A CN201780040652.XA CN201780040652A CN109416550A CN 109416550 A CN109416550 A CN 109416550A CN 201780040652 A CN201780040652 A CN 201780040652A CN 109416550 A CN109416550 A CN 109416550A
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Abstract

一种用于多个恒温器的系统，所述多个恒温器各自定位在街区中的不同建筑物中。每个恒温器包括处理电路，所述处理电路被配置成从分析服务接收一个或多个所分配操作时隙并且基于所述一个或多个所分配操作时隙来操作与所述恒温器相关联的建筑物设备。所述系统进一步包括所述分析服务。所述分析服务包括处理电路，所述处理电路被配置成：从天气服务接收天气预报数据并且基于所述天气预报数据来预测所述多个建筑物将发生能量使用峰值的时间段；基于所述时间段来确定所述一个或多个操作时隙；向所述多个恒温器中的每一个分配所述一个或多个操作时隙；并且向所述多个恒温器发送所述一个或多个所分配操作时隙。

Description

用户控制装置和多功能家庭控制系统
相关专利申请的交叉引用
本申请要求于2016年5月4日提交的美国临时专利申请号62/331,863的权益和优先权，所述美国临时专利申请的全部披露内容通过援引并入本文。
背景技术
本披露总体上涉及恒温器，并且更具体地涉及通过使用多功能恒温器来控制建筑物或空间的暖通空调(HVAC)系统。
恒温器通常是HVAC控制系统的部件。传统恒温器感测系统的温度或其他参数(例如，湿度)并控制HVAC系统的部件，以便维持温度或其他参数的设定值。恒温器可以被设计成控制加热或冷却系统或者空调。恒温器以许多方式制造并且使用各种传感器来测量系统的温度和其他期望参数。
常规恒温器被配置成与连网部件进行单向通信，并且用于通过开启或关掉某些部件或者通过调节流量来控制HVAC系统。每个恒温器可以包括温度传感器和用户接口。用户接口通常包括用于向用户呈现信息的显示器以及用于从用户接收输入的一个或多个用户接口元件。为了控制建筑物或空间的温度，用户经由恒温器的用户接口来调整设定值。
发明内容
本披露的一种实施方式是一种用于多个恒温器的系统，所述多个恒温器各自定位在街区中的不同建筑物中。所述系统包括多个恒温器，每个恒温器包括处理电路，所述处理电路被配置成从分析服务接收一个或多个所分配操作时隙并且基于所述一个或多个所分配操作时隙来操作与所述恒温器相关联的建筑物设备。所述系统进一步包括所述分析服务，所述分析服务包括处理电路，所述处理电路被配置成：从天气服务接收天气预报数据并且基于所述天气预报数据来预测所述多个建筑物将发生能量使用峰值的时间段；基于所述时间段来确定所述一个或多个操作时隙；向所述多个恒温器中的每一个分配所述一个或多个操作时隙；并且向所述多个恒温器发送所述一个或多个所分配操作时隙。
在一些实施例中，每个恒温器的所述处理电路被配置成：从所述分析服务接收温度设定值；并且控制与所述恒温器相关联的所述建筑物设备以使所述恒温器定位在其中的建筑物达到所述温度设定值。在一些实施例中，所述分析服务的所述处理电路被配置成：基于所述天气预报数据和公共设施定价数据来确定所述温度设定值；并且向所述多个恒温器发送所述温度设定值。
在一些实施例中，所述恒温器中的每一个的所述处理电路被配置成：控制与所述恒温器相关联的所述建筑物设备以使所述恒温器定位在其中的所述建筑物仅在所述时间段期间的一个或多个所分配操作时隙期间达到所述温度设定值。
在一些实施例中，所述分析服务的所述处理电路被配置成：基于所述多个恒温器的数量来将所述时间段分成所述一个或多个操作时隙；并且伪随机地向所述一个或多个时隙中的一个或多个分配所述多个恒温器中的每一个。
在一些实施例中，所述分析服务的所述处理电路被配置成基于所述天气预报数据指示所述多个恒温器所处地理区域中的室外环境温度高于预定义量或低于预定义量来确定可能发生能量使用峰值的所述时间段。
在一些实施例中，每个恒温器的所述处理电路被配置成：向所述分析服务发送能量使用数据；并且从所述分析服务接收能量度量并且使用户接口显示所述能量使用度量。在一些实施例中，所述能量使用度量包括平均能量使用度量、与所述恒温器之一相关联的最大能量用户、以及与所述多个恒温器之一相关联的最小能量用户。在一些实施例中，所述分析服务的所述处理电路被配置成：基于从所述多个恒温器接收到的所述能量使用数据来确定所述能量度量；并且向所述多个恒温器中的每一个发送所述能量度量。
在一些实施例中，所述分析服务的所述处理电路被配置成：基于所述能量使用数据、通过对所述能量使用数据执行求平均来确定所述平均能量使用度量；基于所述能量使用数据、通过确定与所述多个恒温器中与指示相比于所述多个恒温器具有最高能量使用情况的能量使用数据相关联的一个恒温器相关联的用户来确定最大能量用户；并且基于所述能量使用数据、通过确定与所述多个恒温器中与指示相比于所述多个恒温器具有最低能量使用情况的能量使用数据相关联的一个恒温器相关联的用户来确定最小能量用户。
在一些实施例中，所述多个恒温器中的每一个被配置成：经由通信接口直接与蜂窝塔通信以访问互联网。在一些实施例中，所述恒温器中的每一个的所述处理电路被配置成：经由互联网与所述分析服务通信；并且基于经由所述蜂窝塔到互联网的所述连接来充当所述恒温器中的每一个所处的所述建筑物的路由器。
本披露的另一种实施方式是一种用于多个恒温器的系统，所述多个恒温器各自定位在街区中的不同建筑物中。所述系统包括多个恒温器，每个恒温器包括处理电路，所述处理电路被配置成从第一恒温器接收一个或多个所分配操作时隙并且基于所述一个或多个所分配操作时隙来操作与所述恒温器相关联的建筑物设备。所述系统进一步包括所述多个恒温器中被配置成充当分析服务的所述第一恒温器。所述第一恒温器的所述处理电路被配置成：从天气服务接收天气预报数据并且基于所述天气预报数据来预测所述多个建筑物将发生能量使用峰值的时间段；基于所述多个恒温器的数量来将所述时间段分成所述一个或多个操作时隙；将所述多个恒温器中的每一个伪随机地分配给所述一个或多个时隙之一；并且向所述多个恒温器发送所述一个或多个所分配操作时隙。
在一些实施例中，所述多个恒温器中的每一个的所述处理电路被配置成：从所述分析服务接收温度设定值；并且控制与所述恒温器相关联的所述建筑物设备使所述恒温器定位在其中的建筑物达到所述温度设定值。在一些实施例中，所述分析服务的所述处理电路被配置成：基于所述天气预报数据和公共设施定价数据来确定所述温度设定值；并且向所述多个恒温器发送所述温度设定值。
在一些实施例中，所述多个恒温器中的每一个的所述处理电路被配置成：控制与所述恒温器相关联的所述建筑物设备以使所述恒温器定位在其中的所述建筑物仅在所述时间段期间的一个或多个所分配操作时隙期间达到所述温度设定值。
在一些实施例中，所述第一恒温器的所述处理电路被配置成基于所述天气预报数据指示所述多个恒温器所处的地理区域中的室外环境温度高于预定义量或低于预定义量来确定可能发生能量使用峰值的所述时间段。
在一些实施例中，每个恒温器的所述处理电路被配置成：向所述第一恒温器发送能量使用数据并且从所述第一恒温器接收能量度量并且使用户接口显示所述能量使用度量，所述能量使用度量包括平均能量使用度量、与所述恒温器之一相关联的最大能量用户、以及与所述多个恒温器之一相关联的最小能量用户。在一些实施例中，所述分析服务的所述处理电路被配置成：基于从所述多个恒温器接收到的所述能量使用数据来确定所述能量度量；并且向所述多个恒温器中的每一个发送所述能量度量。
在一些实施例中，所述第一恒温器的所述处理电路被配置成：基于所述能量使用数据、通过对所述能量使用数据执行求平均来确定所述平均能量使用度量；基于所述能量使用数据、通过确定与所述多个恒温器中与指示相比于所述多个恒温器具有最高能量使用情况的能量使用数据相关联的一个恒温器相关联的用户来确定最大能量用户；并且基于所述能量使用数据、通过确定与所述多个恒温器中与指示相比于所述多个恒温器具有最低能量使用情况的能量使用数据相关联的一个恒温器相关联的用户来确定最小能量用户。
在一些实施例中，所述多个恒温器中的每一个被配置成：经由通信接口直接与蜂窝塔通信以访问互联网。在一些实施例中，所述恒温器中的每一个的所述处理电路被配置成：经由互联网与所述第一恒温器通信；并且基于经由所述蜂窝塔到互联网的所述连接来充当所述恒温器中的每一个所处的所述建筑物的路由器。
本披露的另一种实施方式是一种用于多个恒温器的能量使用调节方法，所述多个恒温器各自定位在街区中的不同建筑物中。所述方法包括：由所述多个恒温器中的每一个从分析服务接收一个或多个所分配操作时隙；由所述多个恒温器中的每一个基于所述一个或多个所分配操作时隙来操作与所述恒温器相关联的建筑物设备；以及由所述分析服务从天气服务接收天气预报数据并且由所述分析服务基于所述天气预报数据来预测所述多个建筑物将发生能量使用峰值的时间段。所述方法进一步包括：由所述分析服务基于所述时间段来确定所述一个或多个操作时隙；由所述分析服务向所述多个恒温器中的每一个分配所述一个或多个操作时隙；以及由所述分析服务向所述多个恒温器发送所述一个或多个所分配操作时隙。
在一些实施例中，所述方法进一步包括：由所述多个恒温器中的每一个从所述分析服务接收温度设定值；由所述多个恒温器中的每一个控制与所述恒温器相关联的所述建筑物设备以使所述多个恒温器中的所述一个恒温器定位在其中的建筑物达到所述温度设定值；由所述分析服务基于所述天气预报数据和公共设施定价数据来确定所述温度设定值；以及由所述分析服务向所述多个恒温器发送所述温度设定值。
在一些实施例中，所述方法进一步包括：由所述多个恒温器中的每一个控制与所述恒温器相关联的所述建筑物设备以使所述恒温器定位在其中的所述建筑物仅在所述时间段期间的一个或多个所分配操作时隙期间达到所述温度设定值。
在一些实施例中，所述方法进一步包括：由所述分析服务基于所述多个恒温器的数量来将所述时间段分成所述一个或多个操作时隙；以及由所述分析服务将所述多个恒温器中的每一个伪随机地分配给所述一个或多个时隙之一。
在一些实施例中，所述方法进一步包括：由所述分析服务基于所述天气预报数据指示所述多个恒温器所处的地理区域中的室外环境温度高于预定义量或低于预定义量来确定可能发生能量使用峰值的所述时间段。
本披露的一种实施方式是一种家庭控制系统。所述家庭控制系统包括恒温器，所述恒温器被配置成测量建筑物的第一房间中的环境条件并且控制所述建筑物内的暖通空调(HVAC)设备。所述恒温器包括中央控制中枢，所述中央控制中枢被配置成经由数据通信接口与多个远程传感器单元通信。所述恒温器进一步包括处理电路，所述处理电路被配置成监测和控制所述建筑物内的非HVAC设备。所述系统进一步包括所述多个远程传感器单元中的第一远程传感器单元。所述第一远程传感器单元被配置成测量所述建筑物的第二房间中的环境条件并且向所述中央控制中枢无线传送与所测得的环境条件相关联的信息。所述恒温器被进一步配置成基于从所述远程传感器单元接收到的所述信息来控制所述建筑物内的所述HVAC设备和所述非HVAC设备两者。
在所述家庭控制系统的一些实施例中，所述家庭控制系统的所述第一远程传感器单元包括被配置成接收语音命令的麦克风。所述第一远程传感器单元被配置成向所述中央控制中枢传送所述语音命令。所述恒温器被进一步配置成基于所述语音命令来控制所述HVAC设备和所述非HVAC设备两者。在所述家庭控制系统的一些实施例中，所述非HVAC设备包括照明系统。所述恒温器被配置成基于从所述第一远程传感器单元接收到的所述语音命令来操作所述照明系统。在一些实施例中，所述恒温器被配置成基于由所述建筑物的所述第二房间中的所述第一远程传感器单元接收到的命令来控制所述建筑物的第三房间中的灯。在一些实施例中，所述非HVAC设备包括百叶窗控制系统。所述恒温器被配置成基于从所述第一远程传感器单元接收到的所述语音命令来操作所述百叶窗控制系统。
在所述家庭控制系统的一些实施例中，所述家庭控制系统的所述第一远程传感器单元包括被配置成检测在所述第二房间内存在用户的占用传感器。所述第一远程传感器单元被配置成将占用信息传送至所述中央控制中枢。所述恒温器被进一步配置成基于所述占用信息来控制所述HVAC设备和所述非HVAC设备两者。
在所述家庭控制系统的一些实施例中，所述家庭控制系统进一步包括定位在所述建筑物的第三房间内的第二远程传感器单元。所述第一远程传感器单元和所述第二远程传感器单元被配置成分别将与所述第二房间和所述第三房间相关联的温度信息传送至所述中央控制中枢。所述恒温器被配置成根据所述第一房间的温度信息、所述第二房间的温度信息以及所述第三房间的温度信息计算平均温度。所述恒温器还被配置成基于所计算出的平均温度来控制所述HVAC设备。
在所述家庭控制系统的一些实施例中，所述家庭控制系统包括第二远程传感器单元，所述第二远程传感器单元被配置成监测建筑物设备并将所述建筑物设备的状态信息传送至中央控制中枢。所述恒温器被配置成基于所述建筑物设备的所述状态信息来修改所述建筑物设备的操作。在所述家庭控制系统的一些实施例中，所述第一远程传感器单元包括以下各项中的至少一项：接近度传感器、环境光传感器、振动传感器或运动传感器。
在所述家庭控制系统的一些实施例中，所述非HVAC设备包括家庭自动化系统。在一些实施例中，所述家庭自动化系统包括以下各项中的至少一项：安全系统、喷淋系统或家庭娱乐系统。
在所述家庭控制系统的一些实施例中，所述第一远程传感器单元包括电插座以及被配置成选择性地向所述电插座供电的电力继电器。所述第一远程传感器单元被配置成根据来自所述恒温器的命令来操作所述电力继电器。
在所述家庭控制系统的一些实施例中，所述第一远程传感器单元包括电插座以及被配置成选择性地向所述电插座供电的电力继电器。所述第一远程传感器单元被配置成在没有来自所述恒温器的命令的情况下基于所述第二房间的所述所测得的环境条件来操作所述电力继电器。
在所述家庭控制系统的一些实施例中，所述恒温器被配置成基于从所述多个远程传感器单元接收到的信息的组合来控制所述建筑物内的所述HVAC设备和所述非HVAC设备两者。
另一种实施方式是一种家庭控制方法，所述方法包括由恒温器测量建筑物的第一房间中的环境条件。所述方法还包括在所述恒温器处从所述建筑物的第二房间中的第一远程传感器单元接收与所测得的环境条件有关的信息。所述方法进一步包括由所述恒温器基于从所述第一远程传感器单元接收到的所述信息以及所述第一房间中的所述所测得的环境条件来控制所述建筑物内的暖通空调(HVAC)设备和非HVAC设备两者。
在所述家庭控制方法的一些实施例中，所述第一远程传感器单元包括被配置成接收语音命令的麦克风。所述方法进一步包括在所述恒温器处从所述第一远程传感器单元接收语音命令。控制所述HVAC设备和所述非HVAC设备两者包括基于所述语音命令来控制所述HVAC设备和所述非HVAC设备两者。
在所述家庭控制方法的一些实施例中，所述非HVAC设备包括照明系统。控制所述HVAC设备和所述非HVAC设备两者包括基于从所述第一远程传感器单元接收到的所述语音命令来操作所述照明系统。
所述家庭控制方法的一些实施例还包括在所述恒温器处从所述建筑物的第三房间中的第二远程传感器单元接收与所测得的环境条件相关联的信息。控制所述HVAC设备和所述非HVAC设备两者包括基于从所述第一远程传感器单元接收到的同所述测得的环境条件相关联的所述信息与从所述第二远程传感器单元接收到的同所述测得的环境条件相关联的信息的组合来控制所述HVAC设备和所述非HVAC设备两者。
在所述家庭控制方法的一些实施例中，所述第一远程传感器单元包括电插座以及被配置成选择性地向所述电插座供电的电力继电器。所述方法还包括将来自所述恒温器的命令发送至所述第一远程传感器单元，以便基于从所述第一远程传感器单元接收到的所述信息来操作所述电力继电器。在所述家庭控制方法的一些实施例中，所述非HVAC系统包括以下各项中的至少一项：安全系统、喷淋系统或家庭娱乐系统。
另一种实施方式是一种家庭控制系统。所述家庭控制系统包括用户控制装置和传感器单元。所述用户控制装置定位在家中的第一房间内并且包括被配置成测量所述第一房间内的环境条件的第一组传感器。所述传感器单元定位在嵌入所述家中的第二房间中的安装表面内的电箱内，并且包括被配置成测量所述第二房间内的环境条件的第二组传感器。所述用户控制装置被配置成使用来自所述第一和第二组传感器的测量信号来生成家庭设备的控制信号，所述家庭设备操作以影响所述第一和第二房间内的环境条件。
在一些实施例中，所述系统包括定位在所述家中其他房间中的其他电箱内的多个传感器单元。每个传感器单元可以包括被配置成测量所述其他房间之一内的环境条件的一组传感器。所述用户控制装置可以被配置成使用来自所述多个传感器单元的测量信号来生成家庭设备的控制信号，所述家庭设备操作以影响所述其他房间内的环境条件。
在一些实施例中，所述用户控制装置被配置成：从所述多个传感器单元接收指示所述家中多个不同房间温度的温度测量值；使用所述温度测量值来计算平均温度；并且基于所述平均温度来生成家庭HVAC设备的控制信号。在一些实施例中，所述用户控制装置被配置成操作家庭HVAC设备以将所述多个不同房间中的每个温度维持在温度值的预定范围内。
在一些实施例中，电箱嵌入第二房间的墙壁中，并且传感器单元从延伸穿过所述墙壁的电力线接收电力。在一些实施例中，电箱包括被配置成接收第二房间内的耗电装置的电插头的电源插座。在一些实施例中，电箱包括被配置成控制到所述第二房间内的耗电装置的电力的电源开关。在一些实施例中，传感器单元包括覆盖电箱的面板。面板可以包括电子显示器。
在一些实施例中，所述系统包括定位在电箱内并且可操作用于控制到第二房间内的耗电装置的电力的电力继电器。在一些实施例中，传感器单元被配置成基于来自所述多个传感器的输入来操作电力继电器。在一些实施例中，传感器单元被配置成基于来自用户控制装置的输入来操作电力继电器。在一些实施例中，传感器单元包括被配置成从所述家中用户接收语音命令的麦克风以及被配置成响应于所述麦克风接收到语音命令而操作电力继电器的电力继电器控制器。
在一些实施例中，传感器单元包括被配置成从家中第二房间内的用户接收语音命令的麦克风。传感器单元可以被配置成向用户控制装置发送语音命令。用户控制装置可以被配置成基于从传感器单元接收到的语音命令来操作家庭设备。
在一些实施例中，所述系统包括定位在所述家中另一个房间中的另一个电箱内的另一个传感器单元。用户控制装置可以被配置成基于语音命令来生成所述另一个传感器单元的控制信号。所述另一个传感器单元可以被配置成响应于从用户控制装置接收到控制信号而操作定位在所述另一个电箱内的电力继电器。
本披露的另一种实施方式是一种传感器单元组件。所述传感器单元组件包括：嵌入建筑物区域内的安装表面中的电箱、定位在所述电箱内并且可操作用于控制到所述建筑物区域内的耗电装置的电力的电力继电器、以及定位在所述电箱内的第二传感器单元。所述传感器单元包括多个传感器并且被配置成基于来自所述多个传感器的输入来操作所述电力继电器。
在一些实施例中，所述传感器单元包括被配置成与定位在不同建筑物区域中的用户控制装置通信的数据通信接口。所述传感器单元可以被配置成基于来自所述用户控制装置的输入来操作所述电力继电器。
在一些实施例中，所述传感器单元包括被配置成从所述建筑物区域内的用户接收语音命令的麦克风以及被配置成响应于所述麦克风接收到语音命令而操作所述电力继电器的电力继电器控制器。
在一些实施例中，所述电箱包括被配置成接收所述建筑物区域内的耗电装置的电插头的电源插座。在一些实施例中，所述电箱包括被配置成控制到所述建筑物区域内的耗电装置的电力的电源开关。在一些实施例中，所述组件包括覆盖所述电箱的面板。面板可以包括电子显示器。
在一些实施例中，所述组件包括定位在所述电箱内并且可操作用于控制到所述建筑物区域内的耗电装置的电力的电力继电器。在一些实施例中，传感器单元被配置成基于来自所述多个传感器的输入来操作电力继电器。在一些实施例中，传感器单元包括被配置成从所述家中用户接收语音命令的麦克风以及被配置成响应于所述麦克风接收到语音命令而操作电力继电器的电力继电器控制器。
本披露的另一种实施方式是一种多功能用户控制装置，所述多功能用户控制装置用于监测和控制建筑物设备。所述用户控制装置包括触敏显示器以及耦合至所述触敏显示器的外壳。所述外壳被配置成附接至安装表面。所述触敏显示器是透明的或半透明的，从而使得所述安装表面通过所述触敏显示器可见。
本披露的另一种实施方式是一种多功能用户控制装置，所述多功能用户控制装置用于监测和控制建筑物设备。所述用户控制装置包括触敏显示器以及耦合至所述触敏显示器的外壳。所述外壳被配置成附接至安装表面。所述用户控制装置进一步包括处理电路，所述处理电路包含在所述外壳内并且被配置成监测并控制所述建筑物设备。所述用户控制装置进一步包括包含在所述外壳内的数据通信接口以及定位在所述外壳外部的传感器。所述传感器被配置成经由所述数据通信接口将测量值发送至所述处理电路。
在一些实施例中，所述外壳至少部分地定位在所述安装表面内的第一电工箱内，并且所述传感器至少部分地定位在所述安装表面内的第二电工箱内。在一些实施例中，所述传感器遍及由所述用户控制装置监测和控制的建筑物分布。在一些实施例中，所述传感器包括氡传感器。
本披露的另一种实施方式是一种多功能用户控制装置，所述多功能用户控制装置用于监测和控制建筑物设备。所述用户控制装置包括：触敏显示器；被配置成与蜂窝网通信的蜂窝收发器；被配置成与移动装置通信的WiFi收发器；以及耦合至所述触敏显示器、所述蜂窝收发器和所述WiFi收发器的处理电路。所述处理电路被配置成监测和控制所述建筑物设备并且经由所述蜂窝收发器和所述WiFi收发器桥接所述蜂窝网与所述移动装置之间的通信。在一些实施例中，所述处理电路被配置成将所述用户控制装置操作为WiFi热点以便经由所述WiFi收发器与所述移动装置直接通信。
本披露的另一种实施方式是一种多功能用户控制装置，所述多功能用户控制装置用于监测和控制建筑物设备。所述用户控制装置包括：被配置成附接至安装表面的外壳、耦合至所述外壳的麦克风以及包含在所述外壳内的处理电路。所述处理电路被配置成监测和控制所述建筑物设备、监测来自所述麦克风的针对语音命令的输入、并且响应于所述语音命令而控制所述建筑物设备。
在一些实施例中，控制所述建筑物设备包括生成所述建筑物设备的控制信号并提供对所述建筑物设备的控制。在一些实施例中，所述控制信号使所述建筑物设备激活、去激活、以不同水平操作或者改变为不同操作状态。
本披露的另一种实施方式是一种多功能用户控制装置，所述多功能用户控制装置用于使用无线通信来监测和控制建筑物设备。所述用户控制装置提供用于环境控制的接口以及至少一个安全装置。在一些实施例中，所述多功能用户控制装置包括用于指示环境参数以及从所述安全装置处捕获的图像和视频的显示器。
本披露的另一种实施方式是一种多功能用户控制装置，所述多功能用户控制装置用于监测和控制建筑物设备。所述用户控制装置包括：被配置成监测和控制所述建筑物设备的处理电路、耦合至所述处理电路的数据通信接口、以及被配置成经由所述数据通信接口向所述处理电路发送测量值的传感器。
在一些实施例中，所述用户控制装置包括外壳，所述外壳包含所述处理电路和所述数据通信接口。所述传感器可以定位在所述外壳的外部。在一些实施例中，所述传感器遍及由所述用户控制装置监测和控制的建筑物分布。在一些实施例中，所述传感器被配置成经由所述数据通信接口与所述处理电路无线地通信。
在一些实施例中，所述传感器包括定位在所述建筑物的墙壁内的湿度传感器。在一些实施例中，所述传感器包括以下各项中的至少一项：烟雾传感器、火情传感器、漏水传感器、湿度传感器、空气品质传感器、振动传感器、温度传感器、光传感器、相机以及麦克风。
本披露的另一种实施方式是一种多功能用户控制装置，所述多功能用户控制装置用于监测和控制建筑物设备。所述用户控制装置包括被配置成测量在所述用户控制装置处接收到的气流品质的空气品质传感器以及耦合至所述空气品质传感器的处理电路。所述处理电路被配置成基于所测得的气流品质来生成空气品质度量，并且基于所述空气品质度量来生成所述建筑物设备的控制信号。
附图说明
图1和图2是透视示意图，展示了根据一些实施例的多功能用户控制装置的一个或多个物理特征。
图3是平面前视示意图，展示了根据一些实施例的多功能用户控制装置的一个或多个物理特征。
图4和图5是局部透视示意图，展示了根据一些实施例的多功能用户控制装置的底部的一个或多个物理特征。
图6A是局部透视示意图，展示了根据一些实施例的多功能用户控制装置的顶部的一个或多个物理特征。
图6B是简化的侧前视示意图，展示了根据一些实施例的附接至墙壁的多功能用户控制装置的一个或多个物理特征。
图7A是示意图，展示了根据一些实施例的作为与各传感器、家庭自动化装置和建筑物自动化装置通信的连网智能中枢的用户控制装置。
图7B是根据一些实施例的主控制单元在一个房间中而传感器单元在其他房间中的家庭平面布置图。
图7C是根据一些实施例的安装在电工箱中的传感器单元组件的分解视图。
图7D是根据一些实施例的图7C的传感器单元组件在组装状态并且嵌入在墙壁内的顶视图。
图7E是根据一些实施例的具有可以用于图7C的传感器单元组件中的孔的盖板的图示。
图7F是根据一些实施例的具有可以用于图7C的传感器单元组件中的灯开关的盖板的图示。
图7G是根据一些实施例的具有可以用于图7C的传感器单元组件中的灯开关和显示屏的盖板的图示。
图7H是框图，更加详细地展示了根据一些实施例的图7B的传感器单元。
图8是框图，更加详细地展示了根据一些实施例的用户控制装置。
图9A是框图，更加详细地展示了根据一些实施例的用户控制装置的家庭模块。
图9B是根据一些实施例的家庭控制方法的流程图。
图10A和图10B是流程图，展示了根据一些实施例的用于经由用户控制装置的本地接口来监测和控制连网设备的操作。
图11A和图11B是流程图，展示了根据一些实施例的用于经由呈现在移动装置上的远程接口来监测和控制连网设备的操作。
图12A和图12B是流程图，展示了根据一些实施例的用于在用户控制装置处接收和处理语音命令的操作。
图13A和图13B是流程图，展示了根据一些实施例的用于测量和报告空气品质度量并且基于所述空气品质度量来调整系统操作的操作。
图14A和图14B是流程图，展示了根据一些实施例的用于基于从家庭/建筑物设备接收到的性能数据来执行诊断并且基于所述诊断来自动地调度服务或订购替换零件的操作。
图15A和图15B是流程图，展示了根据一些实施例的用于使用来自HVAC设备的利用率信息、天气预报和性能信息来预测能量账单并基于所述能量账单来调整系统操作的操作。
图16A和图16B是流程图，展示了根据一些实施例的用于将来自本地HVAC设备的能耗数据与来自其他家/建筑物的能耗数据进行比较并且基于所述比较来生成能耗分析的操作。
图17A和图17B是流程图，展示了根据一些实施例的确定建筑物的占用并且随着用户在建筑物的房间或区域之间移动而调整系统操作的操作。
图18A和图18B是流程图，展示了根据一些实施例的用于从天气服务接收天气预报、将所述天气预报显示在用户控制装置上并且基于所述天气预报来调整系统操作的操作。
图19A和图19B是流程图，展示了根据一些实施例的用于从用户接收语音命令并且基于所述语音命令来更新购物清单的操作。
图20A和图20B是流程图，展示了根据一些实施例的用于从家庭/建筑物设备接收状态信息并且在所述状态信息与预定系统状态不匹配时向移动装置发送警报的操作。
图21A和图21B展示了根据一些实施例的用于使用日程表信息来自动检测长时期的未占用并且在未占用时期期间调整系统操作的过程。
图22A和图22B是流程图，展示了根据一些实施例的用于经由用户控制装置桥接蜂窝网、以太网和WiFi网络之间的通信的操作。
图23是根据一些实施例的配备有建筑物管理系统(BMS)和HVAC系统的建筑物的透视图。
图24是框图，更加详细地展示了根据一些实施例的图23的BMS。
图25是框图，更加详细地展示了根据一些实施例的用户控制装置的建筑物模块。
图26A是根据一些实施例的检测占用的用户控制装置的图示。
图26B是流程图，展示了根据一些实施例的图26A中所示出的操作。
图27A是流程图，展示了根据一些实施例的用户控制装置使用安排表数据来确定占用的操作。
图27B是根据一些实施例的各种应用及其用户接口的示意图，通过所述用户接口，用户控制装置可以获得安排表数据并确定占用。
图27C是根据一些实施例的用户控制装置的安排表屏幕的图示，通过所述安排表屏幕示出了处理多个占用家庭的过程。
图28是根据一些实施例的在用户到家之前用户控制装置将家里温度调整到用户偏好值的操作的图示。
图29是根据一些实施例的用户控制装置使用占用来调整压缩机分级的操作的图示。
图30是流程图，展示了根据一些实施例的用户控制装置、HVAC设备、网络以及网络连接装置和服务之间的信息流。
图31A是根据一些实施例的操作的图示，通过所述操作用户控制装置可以与用户交互从而影响建筑物空间的能耗和能量账单。
图31B是根据一些实施例的用户接口的图示，通过所述用户接口用户控制装置可以显示将用户的能耗和行为与其他类似系统进行比较和对比的报告。
图31C是根据一些实施例的用于自动地测试新设置的操作的流程图。
图31D是根据一些实施例的用户控制装置警告用户无法达到设定值的操作的图示。
图32是根据一些实施例的可以由用户控制装置提供的分析图。
图33是根据说明性实施例的恒温器控制的系统的框图。
图34是根据说明性实施例的可NFC配置的系统的框图。
图35是根据说明性实施例的通信网络的系统图。
图36是根据说明性实施例的多个用户控制装置与分析服务通信的系统图。
图37是根据说明性实施例的图36的所述多个用户控制装置之一以及图36的分析服务的更详细的系统图。
图38是根据说明性实施例的用于由图36的分析服务确定图36的所述多个用户控制装置的能量度量的过程的流程图。
图39是根据说明性实施例的用于使用图36的分析服务来确定图36的用户控制装置的一个或多个操作时隙的过程的流程图。
具体实施方式
概述
总体上参照附图，示出了根据各示例性实施例的一种多功能用户控制装置和家庭控制系统。用户控制装置可以被实施为智能中枢，并且可以连接至各种传感器、可控系统和装置中的任何项以形成家庭控制系统。例如，用户控制装置可以连接至家庭自动化系统、建筑物自动化系统、HVAC系统、照明系统、安全系统、电气系统、喷淋系统、家庭娱乐系统和/或可以经由用户装置被监测或被控制的任何类型的系统。用户控制装置可以在各种环境(例如，家、建筑物、教室、酒店、医疗设施、交通工具等)中的任何环境下实施，并且用于监测、控制和/或促进用户在这些环境下与可控系统或装置进行交互。
例如，用户控制装置可以安装在家或建筑物中(例如，安装在墙壁上)，并且可以充当用于家或建筑物的恒温器。在说明性实施例中，用户控制装置充当恒温器并且包括与远程传感器、HVAC设备和非HVAC设备通信的中央控制中枢。用户控制装置包括监测和控制HVAC和非HVAC设备两者的处理电路。至少部分地由于每个家中对用于控制HVAC部件的恒温器的现有需求以及恒温器在家中的基本上中心位置，恒温器是用作用于控制非HVAC设备的中央控制中枢的理想装置。将恒温器用作中央控制中枢允许HVAC和附加非HVAC家庭自动化特征合并到单个装置和家庭控制系统中，由此简化对家中的系统和装置的控制。用户控制装置(例如，恒温器)可以基于从远程传感器接收到的输入来监测和控制HVAC和非HVAC设备。远程传感器包括监测一个或多个环境或其他条件的电子部件，并且可以遍及建筑物的各个房间分布。作为示例，传感器可以测量温度、湿度、环境光量、管道系统的气闸位置、房间的占用、百叶窗的位置等。
用户控制装置可以操作非HVAC设备以控制房间或建筑物的环境。在一些实例中，用户控制装置可以在白天打开或关闭百叶窗以控制太阳光量，并且因此通过窗户让热量进来。在说明性实施例中，用户控制装置与麦克风通信以接收语音命令。语音命令可以由用户控制装置接收，并且基于所述命令，用户控制装置可以操作HVAC或非HVAC设备。例如，语音命令可以用于使百叶窗打开、使灯打开、使恒温器改变设定值等等。
在一些实施例中，用户控制装置与占用传感器通信。占用传感器可以检测房间是否被人、狗等占用。例如，占用传感器可以包括：麦克风、声纳传感器、红外成像装置、运动检测器、接近度传感器、环境光传感器、振动传感器等。用户控制装置可以基于哪个房间被占用来控制HVAC和/或非HVAC设备。例如，房子的储藏室通常可以维持处于与房子其他地方不同的温度(例如，夏天时更高的温度或者冬天时更冷)。如果占用传感器检测到储藏室被占用，则用户控制装置可以经由HVAC设备来提高或降低房间的温度、打开百叶窗、打开灯等，从而使房间对居住者而言更加舒适。
在一些实施例中，用户控制装置可以与遍及建筑物分布的远程传感器通信。例如，房子可以包括若干房间，每个房间具有检测房间温度的温度传感器以及将空气吹进房间的一个或多个HVAC管道。每个房间可以与一个或多个气闸、阀等相关联，以便由HVAC设备控制吹入对应房间的空气量。每个气闸(或阀等)可以由用户控制装置控制。在这种实施例中，用户控制装置可以监测每个房间的温度。每个房间可以具有独立的设定值。因此，用户控制装置可以调整气闸的位置来控制每个房间的温度从而维持对应的设定值温度。
用户控制装置可以配备有各种传感器(例如，温度、湿度、空气品质、接近度、光、振动、运动、光学、音频、占用、电力、安全等)中的一个或多个，所述传感器被配置成感测用户控制装置安装于其中的环境的可变状态或条件。用户控制装置可以包括被配置成促进用户与用户控制装置进行交互的各种用户接口装置(例如，触敏面板、电子显示器、扬声器、触觉反馈、环境照明等)。用户控制装置可以包括被配置成促进用户控制装置与建筑物自动化系统、家庭自动化系统、HVAC设备、移动装置(例如，经由WiFi、蓝牙、NFC、LTE、LAA LTE等)、通信网络(例如，LAN、WAN、802.11、互联网、蜂窝网等)、和/或用户控制装置可以连接至的任何其他系统或装置之间的通信的数据通信接口。
用户控制装置可以被配置成充当连网智能中枢，并且可以提供在传统恒温器中未出现的各种特征。例如，用户控制装置可以被配置成从用户接收语音命令，并且响应于所述语音命令而控制连网设备。用户控制装置可以被配置成连接至移动装置(例如，用户的电话、平板计算机、膝上型计算机等)以允许远程监测和控制连网系统。用户控制装置可以被配置成检测用户控制装置安装于其中的房间或空间的占用，并且可以执行各种基于占用的控制过程。用户控制装置可以监测连网设备(例如，HVAC设备)的性能，并且可以基于从HVAC设备接收到的数据来执行诊断。
用户控制装置可以从天气服务接收天气预报并从公共设施提供商接收公共设施费率信息。用户控制装置可以使用天气预报连同公共设施费率信息来优化(例如，最小化)家或建筑物的能耗。在一些实施例中，用户控制装置生成公共设施账单预测并推荐设定值修改以降低能耗或能源费。在一些实施例中，用户控制装置从远程系统接收其他家/建筑物的能耗信息，并且将连网HVAC设备的能耗与所述其他家/建筑物的能耗进行比较。
在一些实施例中，用户控制装置从天气服务接收天气信息。用户控制装置可以响应于天气信息指示危险天气条件而显示到建筑物的紧急区域(例如，地下室)的方向。以下更加详细地描述用户控制装置的这些和其他特征。
因此，用户控制装置的各方面可以用于使家、办公室、商业建筑物等自动化。在一些实例中，建筑物可以被改造以便包括各种传感器和用于使建筑物自动化的控制装置。例如，可以安装用户控制装置以控制房子多个房间的温度。无线温度传感器可以安装在每个待控制的房间中，并且可以将对应房间的温度传送至用户控制装置。气闸可以安装在房子的现有管道系统中以便独立地控制到每个房间的气流。用户控制装置可以与气闸无线地通信以使每个房间维持在对应的温度设定值。用户控制装置可以代替现有恒温器来控制现有HVAC设备。
基于用户的预算、需求和/或期望，用户可以使建筑物房间中的一些或所有房间自动化，并且可以包括各种传感器或设备。一些用户可以在其家庭自动化系统中包括占用检测，并且一些可以包括自动化百叶窗控制。在一些实例中，用户控制装置可以适于用户所期望的几乎任何自动化水平。
物理特征
现在参照图1至图6B，示出了根据一些实施例的多功能用户控制装置100。用户控制装置100可以是包括中央控制中枢功能的恒温器。例如，用户控制装置100可以通信地耦合至HVAC设备以便控制一个或多个房间的环境大气(例如，温度、湿度等)。用户控制装置还可以通信地耦合至非HVAC设备或系统，如例如，照明系统、百叶窗控制系统、安全系统、娱乐装置或系统、制冷系统等。用户控制装置100可以进一步通信地耦合至一个或多个远程传感器、远程服务器或者可以提供由用户控制装置100用来使建筑物内的各种系统或装置自动化的数据的其他信息源。用户控制装置100可以被配置成将信息(例如，设备的状态、房间的温度等)传送至用户并且从用户接收输入以改变设置、装配新设备等。
用户控制装置100可以安装在墙壁或其他合适的安装位置(例如，家或建筑物内的直墙、天花板、地板、建筑物空间内的物体的表面、壁架、仪表盘、家具、车座或其他车辆表面等)上。在说明性实施例中，用户控制装置100可以安装在允许用户控制装置100与一个或多个远程传感器或装置无线地通信的位置中。在一些实施例中，用户控制装置100安装在电工箱前面的墙壁上，并且通过工具箱接收电连接和/或数据连接。在其他实施例中，在不需要工具箱的情况下，用户控制装置100附接至墙壁。用户控制装置100被示出为包括触敏显示器102、外壳104、传感器窗口106和环境照明框架108。在一些实施例中，多功能用户控制装置100可从墙上拆卸并且可以由用户携带。
触敏显示器102可以是触摸屏或被配置成将信息以视觉格式(例如，文本、图形等)呈现给用户并从用户接收输入(例如，经由触敏面板)的其他类型的电子显示器。在说明性实施例中，触敏显示器102可以用于显示状态信息(例如，当前温度、加热/冷却设置、误差等)并且可以用于建立用户控制装置100与远程传感器或设备之间的通信。例如，触敏显示器102可以包括在电子视觉显示器的顶部上分层的触敏面板。用户可以借助于简单或多点触摸姿势通过用一个或多个手指和/或触针/笔触摸显示器102来向用户控制装置100提供输入。触敏显示器102可以使用各种触敏技术(如电阻式感测、表面声波、电容式感测(例如，表面电容、投射式电容、互电容、自电容等)、红外格栅、红外丙烯酸投影、光学成像、色散信号技术、声学脉冲识别或本领域已知的其他触敏技术)中的任何一项技术。这些技术中的许多技术允许显示器102的多点触摸响应性，所述多点触摸响应性允许一次性登记在两个或甚至更多个位置中的触摸。在一些实施例中，多点触摸响应性可以用于方便地允许用户监测远程传感器的状态。例如，用户可以使用双指滑动动作，并且显示器102可以作为响应显示另一个房间的当前温度(例如，由远程传感器感测到的)。
在一些实施例中，触敏显示器102包括透明或半透明显示屏。显示屏可以使用各种显示技术(如发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、液晶显示器(LCD)、有机发光晶体管(OLET)、表面传导电子发射显示器(SED)、场发射显示器(FED)、数字光处理(DLP)、硅基液晶(LCoC)或本领域已知的任何其他显示技术)中的任何显示技术。触敏显示器102可以被配置成在不需要背光的情况下呈现视觉媒体(例如，文本、图形等)。有利地，触敏显示器102可以是透明的或半透明的以便允许通过显示器102看见显示器102后面的表面。例如，如果用户控制装置100安装在墙壁上，则可通过显示器102看见墙壁。这允许用户控制装置100融合到用户控制装置100安装于其上的表面中。
在没有另一个系统(例如，安全系统、天气监测系统等)或远程传感器(例如，烟雾检测器、火情检测器、故障传感器等)提示的情况下，当由用户提示或者当推送至用户时，触敏显示器102向用户提供各种信息。触敏显示器102可以具有大体上竖直取向(如图1至图6B中所示出的)或大体上水平取向。显示器102的大小可以根据用户控制装置100安装于其中的空间以及用户控制装置100的期望功能而变化。
外壳104可以沿着显示器102的一个或多个边缘或表面附接至触敏显示器102。外壳104提供用于将用户控制装置100安装到墙壁或其他表面的结构。外壳104可以由各种材料(例如，聚合物、金属、复合材料、层压品等)形成并且可以具有各种不同外观或成品。在一些实施例中，触敏显示器102可从外壳104上拆卸下来以便携地使用。外壳104可以包括触敏显示器的充电电路。
在一些实施例中，外壳104包含一个或多个传感器。例如，外壳104可以包含：温度传感器、湿度传感器、运动传感器、空气品质传感器(例如，一氧化碳、二氧化碳、过敏原、烟雾等)、接近度传感器(例如，NFC、RFID、蓝牙等)、相机、麦克风、光传感器、振动传感器、或被配置成测量用户控制装置100安装于其中的环境的可变状态或条件的任何其他类型的传感器。在一些实施例中，接近度传感器用于在用户靠近用户控制装置100时打开显示器102并且在用户不靠近用户控制装置100时关闭显示器102，从而产生较少的电力使用和较长的屏幕寿命。一些内部传感器(如相机、光传感器或光学传感器)可以被配置成通过传感器窗口106(如图5中所示出的)来监测房间或空间。其他内部传感器(如温度传感器、湿度传感器和空气品质传感器)可以经由外壳104中的孔110(如图4中所示出的)来从房间或空间接收气流。
在其他实施例中，传感器可以定位在外壳104的外部并且可以经由数据通信链路向用户控制装置100提供输入。例如，一个或多个传感器可以安装在用户控制装置100后面的工具箱中、安装在单独工具箱中(所述单独工具箱安装在与安装用户控制装置100的同一墙壁内)、或者以其他方式遍及由用户控制装置100所监测或控制的房间或空间定位(例如，在墙壁中、在天花板中、在房间或空间的开放区域中、在向房间或空间提供气流或从房间或空间接收气流的管道中等等)。在一些实施例中，用户控制装置100安装在一个工具箱的前面，并且传感器安装在单独工具箱中。有利地，这允许用户控制装置100监测来自定位在不同位置处的各种传感器的输入。例如，湿度传感器可以定位在墙壁中并且被配置成测量墙壁内的湿度(例如，以便检测漏水或管道爆裂)。
外壳104可以包含各种电子部件，所述电子部件被配置成执行控制功能(例如，电路板、存储器、处理器等)、促进与远程传感器或设备(例如，WiFi收发器、蜂窝收发器、通信接口等)的通信、并且经由显示器102(例如，视频卡或模块等)提供视觉显示。在一些实施例中，除了触敏显示器102之外的所有电子装置都包含在外壳104内。在其他实施例中，传感器定位在外壳104内，并且剩余电子装置定位在其他地方(例如，垂直于墙壁内显示器102的电路板中、工具箱中(所述工具箱是与用户控制装置100通信的单独系统的一部分))。在一些实施例中，电路板垂直于触敏显示器102并且布置在其自身的外壳或托架中。电路板可以经由线束或连接器连接至外壳104内的剩余电子装置或其他地方。
在一些实施例中，外壳104是被配置成容纳各种可互换模块或部件中的任何模块或部件的模块化外壳。例如，外壳104可以包括在于2015年11月25日提交的美国临时申请号62/260,141中所描述的模块化恒温器的任何特征，所述申请通过引用以其全文结合在此。在不取代整个装置100的情况下，外壳104的模块化特征向用户提供用于对用户控制装置100的单独部件进行升级、修复或取代的无与伦比的能力。在一些实施例中，用户控制装置100包括多个模块化板，所述多个模块化板中的每一个向用户控制装置100提供不同能力。例如，用户控制装置100可以包括母板、联网板、占用检测板、湿度板、近场通信(NFC)板、温度板、能量采集板、电池板和/或任何其他类型的模块化板。一个或多个板可以互换，使得用户控制装置100与系统的各种传感器和/或设备兼容。例如，用户可以实施建筑物自动化系统，所述建筑物自动化系统包括HVAC系统、自动化百叶窗、自动化照明控制和娱乐装置(例如，音乐播放器或电视)。用户控制装置100的板可以被选择为与HVAC系统的传感器、马达、致动器等以及百叶窗、照明和娱乐装置兼容并可与其通信。
可以基于用户控制装置100的期望功能来添加或移除用户控制装置100的各种模块化部件。例如，湿度板可以被配置成测量房间或空间的湿度，并且可以包括集成湿度传感器。NFC板可以被配置成通过NFC提供用户控制装置100与外部装置之间的通信。温度板可以被配置成测量房间或空间的温度，并且可以包括集成温度传感器。能量采集板可以被配置成与能量采集装置交互。联网板可以被配置成允许用户控制装置100通过互联网、蓝牙、WiFi或其他合适的通信平台来与其他装置通信。占用检测板可以被配置成监测房间或空间的占用(例如，确定空间中的人数)并相应地调整用户控制装置100提供的控制信号。电池板可以包括被配置成向用户控制装置100供电的电池，所述电池作为主要电力装置或者在断电的情况下作为备用电源。
随着未来技术的发展，其他模块化板将可用于与用户控制装置100一起使用。用户控制装置100可以与所列出的模块化板的任何组合或任何其他模块化板一起使用以便提供附加功能。例如，在一些实施例中，用户控制装置100可以仅包括温度板和联网板，而在其他实施例中，用户控制装置可以包括附加的NFC板。模块化板可以各自独立地安装和/或升级以便向用户控制装置提供期望的功能的任何组合。
在一些实施例中，用户控制装置100包括环境照明框架108。环境照明框架108可以被配置成从显示器102的边缘或周界发射环境光。例如，环境照明框架108可以沿着显示器102的侧面和顶部(如图1至图3中所示出的)和/或沿着显示器102的任何其他表面或边缘定位。环境照明框架108可以被配置成朝用户控制装置100安装于其上的墙壁或表面发射环境照明。例如，图6B示出了安装到墙壁112上的用户控制装置100。显示器102可以在基本上垂直于显示器102的前表面的方向上在远离墙壁112的方向上发射光(即，向图6B中的左边)。环境照明框架108可以在相反方向上朝墙壁112(即，朝向图6B中的右边)和/或在与显示器102基本上共平面的方向上发射环境光(即，图6B中向上)。
有利地，除了经由显示器102呈现视觉媒体(例如，图形、文本等)之外，环境照明框架108允许用户控制装置100使用来自框架108的环境照明来照亮墙壁112。例如，用户控制装置100可以朝墙壁112发射黄色环境光以指示恶劣天气即将到来。可以从环境照明框架108处发射各种颜色的环境光以指示各种状况(例如，黄色是警报或警告，红色是紧急事件等)。在一些实施例中，用户控制装置100包括除了或替代环境照明框架108的其他形式的环境照明装置(例如，与外壳104集成的LED)。在说明性实施例中，由环境照明框架108发射的光量与用户控制装置100定位在其中的房间中的环境光水平相对应。例如，用户控制装置100基于用户输入来远程地控制房间的照明。当用户指示应该打开灯时，由环境照明框架108发射的光可以增加以便与房间中打开的灯相称。类似地，当用户指示将关闭房间中的灯时，由环境照明框架108发射的光可以减少或关闭。在替代性实施例中，由环境照明框架108发射的光的量或类型可以与一个或多个远程传感器或设备的状态或测量值相对应。
连网智能控制中枢
现在参照图7A，根据一些实施例的用户控制装置100被示出为连网智能控制中枢或专用区域网(PAN)。用户控制装置100可以包括可以集成到用户控制装置100中或者可以远离用户控制装置100的各种传感器。传感器可以被配置成与各种外部系统或装置通信。例如，用户控制装置100可以包括：温度传感器702、声音传感器704、湿度传感器706、光传感器708、接近度传感器710、二氧化碳传感器712、占用传感器714、健康监测传感器722、能耗传感器724或各种其他传感器中的任何传感器。替代性地，用户控制装置100可以接收来自外部传感器的输入，所述外部传感器被配置成测量这种变量。
用户控制装置100可以与远程相机716、遮阳物控制系统718、检漏系统720、HVAC系统或可以用于家庭自动化系统或建筑物自动化系统中的各种其他外部系统或装置中的任何系统或装置通信。用户控制装置100可以提供各种监测和控制接口以便允许用户控制连接至用户控制装置100的所有系统或装置。以下更加详细地描述用户控制装置100的示例性用户接口和特征。
现在参照图7B，示出了家的平面布置图730。家被示出为包括若干不同区域(例如，房间或区域)，如客厅、第一卧室、第二卧室、浴室、厨房和餐厅。主控制单元732可以安装在房间或区域之一中。例如，图7B示出了安装在客厅中的主控制单元。在一些实施例中，主控制单元732与如之前描述的用户控制装置100相同或类似。主控制单元732可以充当用于监测环境条件并控制遍及家中各装置的中央控制中枢。
传感器单元734至740可以安装在家中各个房间或区域中。例如，图7B示出了安装在卧室、浴室、厨房和餐厅中的每一个中的传感器单元734。传感器单元734可以被配置成测量每个房间或区域内的环境条件并且用于接收用户输入(例如，经由麦克风的语音命令)。例如，每个传感器单元可以包括被配置成测量传感器单元安装于其中的房间或区域中的变量(如温度、湿度、光等)的多个传感器(例如，温度传感器702、湿度传感器706、烟雾传感器、光传感器708、相机716、运动传感器等)。传感器单元734可以与主控制单元和/或与彼此通信(例如，无线地或经由有线通信链路)。在一些实施例中，传感器(如低功率门传感器)可以使用低功率开销协议与布置在工具箱或其他位置中的中继器通信。中继器可以提供到主控制单元的有线或无线通信。
在一些实施例中，如图7C和图7D中所示出的，传感器单元734中的每一个安装在电工箱742内。电工箱742可以是单工具箱、双工具箱、三工具箱等。电工箱742可以被嵌入在墙壁中并且可以被盖板覆盖。在一些实施例中，工具箱742是电源插座工具箱并且可以被电源插座盖板744覆盖(如图7C中所示出的)。在一些实施例中，工具箱742可以是电源开关工具箱并且可以被电源开关盖板744覆盖(如图7F中所示出的)。在一些实施例中，开关可以包括传感器。在一些实施例中，盖板744包括孔或光学窗以允许传感器单元更好地感测传感器单元安装于其中的房间或区域内的条件(如图7E中所示出的)。在一些实施例中，盖板744包括传感器。在一些实施例中，盖板744包括在盖板的一半上的开关以及在盖板的另一半上的显示屏(例如，电子墨水显示器)(如图7G中所示出的)。这允许每个传感器单元734除了感测房间或区域内的条件外还经由显示屏提供输出。
在一些实施例中，每个传感器单元734包括被配置成从用户处检测语音命令的麦克风。有利地，这允许用户从任何房间控制家里的系统或装置，而不需要用户与主控制单元732直接交互。例如，餐厅中的用户可以提供语音命令“嘿，格拉斯，关掉浴室的灯”。语音命令可以被餐厅中的传感器单元检测到并传输至主控制单元。在一些实施例中，传感器单元734至740包括语音命令模块，所述语音命令模块捕获与说出的短语相关联的语音数据并向用户控制装置(在所述用户控制装置处音频数据被解译为确定命令)提供音频数据。主控制单元732可以基于语音命令通过使浴室的灯关闭来行动。在一些实施例中，每个传感器单元734包括被配置成在接收到语音命令之后向用户提供音频反馈的扬声器。
在一些实施例中，每个传感器单元734包括集成控制器或被配置成控制传感器单元安装于其中的房间内的条件的其他电子装置。例如，每个传感器单元734可以连接至传感器单元安装于其中的房间或区域的电力继电器。电力继电器736连同传感器单元可以安装在电工箱742内(如图7C和图7D中所示出的)。每个传感器单元可以被配置成操作电力继电器以便对房间中的各种电源插座、电器或其他装置进行激活或去激活。在一些实施例中，传感器单元被配置成在不需要主控制单元的情况下对语音命令起作用。例如，传感器单元734可以响应于在传感器单元的麦克风处感测到语音命令而操作连网电力继电器736(例如，与传感器单元一起安装在电工箱中的电力继电器)。
如图7D中所示出的，每个传感器单元734可以连同电力继电器736一起安装在电工箱742中。工具箱742可以嵌入在墙壁中并连接至嵌入墙壁中的电力线。电力线可以连接至电力继电器736和传感器单元734两者。有利地，这允许传感器单元734由房子内的现有电气系统供电而不需要电池。电力继电器736可以连接在电源线与电源插座之间。电工箱内的传感器单元734可以被配置成操作电力继电器从而控制到连网电源插座的电力供应。例如，传感器单元734可以激活连网电力继电器以向连网电源插座供电，并且对连网电力继电器736去激活以切断到连网电源插座的电力。在一些实施例中，传感器单元734集成有设置在工具箱742中的电气开关或插座，由此提供针对现有插座或开关的容易改装。在一些实施例中，传感器单元734包括电池或经由工具箱中的电源导体被再充电的电容式能量储存装置。在一些实施例中，电池或电容式能量储存装置在工具箱中的电源导体不再提供电力之后提供72小时的传感器操作。
传感器单元734可以响应于在传感器单元的麦克风处接收到的语音命令(例如，“嘿，格拉斯，关掉这个房间的灯”)和/或响应于来自主控制单元的控制信号而操作电力继电器736。在一些实施例中，传感器单元734基于来自集成有传感器单元734的各种传感器的输入信号来操作电力继电器736。例如，每个传感器单元734可以包括被配置成检测传感器单元安装于其中的房间或区域内的占用的占用传感器。如果房间保持在预定时间段内未被占用，则传感器单元734可以对电力继电器去激活，使得房间的灯关闭。
在一些实施例中，主控制单元732使用来自多个不同传感器单元734的输入来作出控制决策。在一些实施例中，主控制单元基于从多个传感器单元接收到的信息的组合来控制HVAC和非HVAC设备。例如，主控制单元732可以从各传感器单元接收指示每个房间温度的温度输入。主控制单元732可以使用传感器输入来确定家里的平均温度。在一些实施例中，主控制单元732操作家庭HVAC系统来将平均温度控制在温度设定值或温度范围内。在一些实施例中，逐区域地控制HVAC系统，并且来自每个区域中的多个传感器的平均温度用于控制每个区域。在一些实施例中，使用一组感测到的温度当中最大感测温度或一组感测到的温度当中最小感测温度来控制HVAC系统。在一些实施例中，根据逐房间的位置对温度读数进行加权，其中，被频繁使用的房间具有用于平均计算的更大权重。在一些实施例中，基于位置和时间来对温度读数进行加权(例如，卧室在睡眠时间期间具有更大的权重，并且厨房和客厅区域在清醒时间期间具有更大的权重)。在一些实施例中，主控制单元操作家庭HVAC系统以确保单独温度(即，由各传感器单元测量的温度)中的每个温度在舒适的温度范围内。
在一些实施例中，主控制单元732使用来自多个不同传感器单元的输入来确定居住者位于哪个房间。例如，主控制单元732可以使用来自传感器单元734的运动传感器或占用传感器的信号来确定哪些房间被占用。在一些实施例中，主控制单元732处理来自各传感器单元的麦克风的音频输入以确定传感器单元中的哪一个记录最大音量。主控制单元732可以确定具有最大检测音量的房间是居住者所处的房间。
在一些实施例中，主控制单元732使用来自多个不同传感器单元734的输入来确定离开房子的安全疏散路线。例如，每个传感器单元734可以包括被配置成检测传感器单元734安装于其中的房间中的火情的传感器(例如，烟雾检测器、热照相机等)。如果检测到客厅有火情，则主控制单元732可以确定离开房子的任何疏散路线应当避开客厅。主控制单元734可以被配置成使得每个房间中的传感器单元734显示避开发生火情的房间的安全疏散路线(例如，经由传感器单元的显示屏)。在一些实施例中，主控制单元732和/或传感器单元734基于感测到的危险的位置来可听见地宣布疏散路线或将疏散路线显示在地图上。
现在参照图7H，示出了更加详细地展示传感器单元734的框图。传感器单元734被示出为包括各种传感器，所述各种传感器种包括例如温度传感器702、湿度传感器706、麦克风738、光传感器708和占用传感器714。然而，应当理解的是，图7H中所示出的特定传感器是非限制性的，并且除了那些特别示出的传感器之外，传感器单元还可以包括任何类型的传感器。例如，传感器单元734可以包括：空气品质传感器、氧气传感器、一氧化碳传感器、烟雾传感器、相机、漏水传感器、加速度计、红外传感器、压力传感器、运动传感器和/或可以用于感测家或建筑物的房间或区域内的可变状态或条件的任何其他类型的传感器。
传感器单元734被示出为包括显示器740。在一些实施例中，显示器740是电子墨水显示器(例如，电子纸)。在其他实施例中，显示器740可以使用任何其他显示技术，如发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、液晶显示器(LCD)、有机发光晶体管(OLET)、表面传导电子发射显示器(SED)、场发射显示器(FED)、数字光处理(DLP)、硅基液晶(LCoC)或本领域已知的任何其他显示技术。在一些实施例中，显示器740是触敏显示器(例如，触摸屏)。在一些实施例中，传感器单元734包括被配置成向用户提供音频输出的扬声器。
传感器单元734被示出为包括通信接口741和处理电路743。在说明性实施例中，传感器单元734的通信接口741被配置成与主控制单元732的通信接口741进行数据通信。通信接口741可以包括用于与各种系统、装置或网络进行数据通信的有线或无线接口(例如，插座、天线、发射器、接收器、收发器、电线端子等)。例如，通信接口741可以包括用于经由基于以太网的通信网络发送和接收数据的以太网卡和端口和/或用于经由无线通信网络进行通信的WiFi收发器。通信接口741可以被配置成经由局域网或广域网(例如，互联网、建筑物WAN等)进行通信并且可以使用各种通信协议(例如，BACnet、IP、LON、Zigbee、蓝牙等)。传感器单元734可以使用通信接口来与主控制单元、其他传感器单元734、家中的移动装置、家庭网络或其他系统或装置进行通信。
处理电路743被示出为包括处理器746和存储器748。处理器746可以是通用或专用处理器、专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一组处理部件或其他适当的处理部件。处理器746可以被配置成执行存储在存储器748中或从其他计算机可读介质(例如，CDROM、网络储存装置、远程服务器等)接收到的计算机代码或指令。存储器748可以包括用于存储用于完成和/或促进本披露中所描述的各个过程的数据和/或计算机代码的一个或多个装置(例如，存储器单元、存储器装置、存储装置等)。存储器748可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘驱动器存储装置、临时存储装置、非易失性存储器、闪存、光学存储器、或用于存储软件对象和/或计算机指令的任何其他适当的存储器。存储器748可以包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件或用于支持本披露中所描述的各种活动和信息结构的任何其他类型的信息结构。存储器748可以经由处理电路可通信地连接至处理器并且可以包括用于(例如，由处理器)执行本文中所描述的一个或多个过程的计算机代码。
传感器单元734被示出为包括电力继电器控制器。电力继电器控制器750可以被配置成操作电力继电器736，所述电力继电器控制提供给电源插座、房间照明或其他供电系统或装置的电力。电力继电器736控制器可以基于在传感器单元的麦克风738处检测到的语音命令、经由通信接口从主控制单元接收到的控制信号、来自占用传感器714的占用信号、存储在存储器中的预定电力调度、和/或可以用于控制到连网系统或装置的电力的任何其他标准来操作电力继电器。在一些实施例中，如图7C和图7D中所示出的，电力继电器736作为传感器单元734被安装在同一电工箱742中。有利地，这允许每个传感器单元734操作本地电力继电器，而不需要来自主控制单元732的输入。
现在参照图8，示出了更加详细地展示根据一些实施例的用户控制装置100的框图。用户控制装置100被示出为包括各种用户接口装置3010和传感器3020。用户接口装置3010可以被配置成从用户接收输入并以各种形式向用户提供输出。例如，用户接口装置3010被示出为包括触敏面板3001、电子显示器3002、环境照明装置3003、扬声器3004和触觉反馈3005。在一些实施例中，用户接口装置3010包括被配置成从用户接收语音命令的麦克风、键盘或按钮、开关、拨号盘、或任何其他用户可操作输入装置。设想用户接口装置3010可以包括被配置成从用户接收输入和/或以各种形式(例如，触摸、文本、视频、图形、音频、振动等)中的任何形式向用户提供输出的任何类型的装置。
传感器3020可以被配置成测量用户控制装置100安装于其中的环境的可变状态或条件。例如，传感器3020被示出为包括温度传感器3021、湿度传感器3022、空气品质传感器3023、接近度传感器3024、相机3025、麦克风3026、光传感器3027和振动传感器3028。空气品质传感器3023可以被配置成测量各种空气品质变量(如氧气水平、二氧化碳水平、一氧化碳水平、过敏原、污染物、烟雾等)中的任何变量。接近度传感器3024可以包括被配置成检测接近用户控制装置100的人员或装置存在。例如，接近度传感器3024可以包括近场通信(NFC)传感器、射频识别(RFID)传感器、蓝牙传感器、电容式接近度传感器、生物传感器、或被配置成检测人员或装置存在的任何其他传感器。相机3025可以包括可见光相机、运动检测器相机、红外相机、紫外相机、光学传感器或任何其他类型的相机。光传感器3027可以被配置成测量环境光水平。振动传感器3028可以被配置成测量来自地震的振动或用户控制装置100的位置处的其他地震活动。
仍然参照图8，用户控制装置100被示出为包括数据通信接口3060和处理电路3030。数据通信接口3060可以包括用于与各种系统、装置或网络进行数据通信的有线或无线接口(例如，插座、天线、发射器、接收器、收发器、电线端子等)。例如，数据通信接口3060可以包括用于经由基于以太网的通信网络发送和接收数据的以太网卡和端口和/或用于经由无线通信网络进行通信的WiFi收发器。数据通信接口3060可以被配置成经由局域网或广域网(例如，互联网、建筑物WAN等)进行通信并且可以使用各种通信协议(例如，BACnet、IP、LON等)。
数据通信接口3060可以包括被配置成促进用户控制装置100与各种外部系统或装置(例如，通信网络3062、建筑物自动化系统(BAS)或家庭自动化系统3064、HVAC设备3066、移动装置3068等)之间的电子数据通信的网络接口。例如，用户控制装置100可以从建筑物/家庭自动化系统3064或HVAC设备3066接收指示受控建筑物的一个或多个测得的状态(例如，温度、湿度、电负载等)以及HVAC设备3066的一个或多个状态(例如，设备状态、功耗、设备可用性等)的信息。数据通信接口3060可以从建筑物/家庭自动化系统3064或HVAC设备3066接收输入，并且可以向建筑物/家庭自动化系统3064或HVAC设备3066提供操作参数(例如，开/关决策、设定值等)。操作参数可以使建筑物/家庭自动化系统3064对与用户控制装置100通信的各种类型的家庭设备或建筑物设备的设定值进行激活、去激活或调整。
处理电路3030被示出为包括处理器3032和存储器3034。处理器3032可以是通用或专用处理器、专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一组处理部件或其他合适的处理部件。处理器3032可以被配置成执行存储在存储器3034中或从其他计算机可读介质(例如，CDROM、网络存储装置、远程服务器等)接收到的计算机代码或指令。
存储器3034可以包括用于存储数据和/或计算机代码以完成和/或促进本披露中所描述的各个过程的一个或多个装置(例如，存储器单元、存储器装置、存储装置等)。存储器3034可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘驱动器存储装置、临时存储装置、非易失性存储器、闪存、光学存储器、或用于存储软件对象和/或计算机指令的任何其他合适的存储器。存储器3034可以包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件、或用于支持本披露中所描述的各种活动和信息结构的任何其他类型的信息结构。存储器3034可以经由处理电路3030可通信地连接到处理器3032并且可以包括用于(例如，由处理器3032)执行本文中所描述的一个或多个过程的计算机代码。例如，存储器3034被示出为包括家庭模块3036、建筑物模块3038、数据分析模块3040、教室模块3042、酒店模块3044、医疗模块3046、车辆模块3048和支付模块3050。以下更加详细地描述这些模块中的每一个模块的功能。
家庭控制特征
现在参照图9A，示出了更加详细地展示根据一些实施例的家庭模块3036的框图。家庭模块3036可以被配置成充当家庭自动化系统3130的中央控制中枢。家庭模块3036可以经由用户接口3010和/或移动装置3068呈现各种监测和控制接口并且可以经由用户接口3010和/或移动装置3068接收用户输入。家庭模块3036可以接收来自传感器3020的传感器数据并且可以经由网络3062(例如，LAN、WAN、互联网等)参与网络通信。
家庭模块3036可以与家庭设备3040通信(例如，直接地或经由家庭自动化系统3130)并且可以从家庭设备接收设备状态和性能信息。例如，家庭模块3036可以接收百叶窗3141、灯3142、HVAC设备3143、安全设备3144、喷淋器3145、娱乐设备3146、电器3147、门/锁3148、信息通信技术(ICT)设备3149或可以安装在家中或用作家庭自动化系统的一部分的任何其他类型的设备的设备状态和性能信息。家庭模块3036可以使用设备状态和性能信息结合其他类型的输入(例如，来自用户接口3010、传感器3020、移动装置3068、网络3062等的输入)来生成家庭设备3140的控制信号。家庭模块可以向家庭设备3140提供控制信号(例如，直接地或经由家庭自动化系统3130)。
仍然参照图9A，家庭模块3036被示出为包括本地接口模块3102、远程接口模块3104、语音命令模块3106、个人助理模块3108、占用检测器3110、占用预测器3112、天气模块3114、家庭监测器3116、设备通信器3118、设备控制器3120，诊断模块3122和分析模块3124。以下更加详细地描述家庭模块3036的这些部件中的每一个部件。
本地接口模块3102可以被配置成生成各种监测和控制接口并且经由用户接口3010呈现这种接口。本地接口模块3102可以从用户接口3010接收输入并且使用这种输入来生成家庭或建筑物设备的控制信号。例如，本地接口模块3102可以经由用户接口3010接收用户指定的设定值(例如，温度设定值、能耗设定值、湿度设定值等)。本地接口模块3102可以使用设定值来生成家庭或建筑物设备的控制信号。参照图10A和图10B更加详细地描述了可以由本地接口模块3102执行的示例性过程。
远程接口模块3104可以被配置成生成各种监测和控制接口并且经由远程用户接口呈现这种接口。例如，远程接口模块3104可以生成经由移动装置3068(例如，用户的电话或平板计算机)向用户呈现的监测和控制接口。远程接口模块3104可以经由移动装置3068接收来自用户的输入并且使用这种输入来生成家庭或建筑物设备的控制信号。例如，远程接口模块3104可以接收来自移动装置3068的用户指定的设定值(例如，温度设定值、能耗设定值、湿度设定值等)。远程接口模块3104可以使用设定值来生成家庭或建筑物设备的控制信号。参照图11A和图11B更加详细地描述了可以由远程接口模块3104执行的示例性过程。
仍然参照图9A，家庭模块3036被示出为包括语音命令模块3106和个人助理模块3108。语音命令模块3106可以被配置成经由麦克风3026从用户接收语音命令并且执行由语音命令指示的动作。语音命令模块3106可以解译语音命令以确定由语音命令指示的请求动作。例如，用户可以通过说出语音命令“将温度设置为72度”来请求设定值调节。语音命令模块3106可以确定语音命令正请求温度调节并且可以自动将当前温度设定值更改为语音命令指定的值。
在一些实施例中，语音命令模块3106被配置成监听触发短语(例如，装置名称、唤醒短语等)。触发短语可以是可定制的并且可以设置成用户期望的任何短语。听到触发短语后，语音命令模块3106可以监听语音命令。语音命令可以包括对由用户控制装置100控制的设定值或其他类型的数据记录的更改。例如，语音命令可以包括：将物品添加到购物清单中的请求、打开特定房间中的灯的请求、锁住所有外门的请求或执行可以由用户控制装置100执行或控制的任何其他类型的动作的请求。语音命令模块3106可以与个人助理模块3108交互以提供基于语音的服务。
个人助理模块3108可以被配置成协助用户执行各种任务和活动。例如，个人助理模块3108可以被配置成提供信息、回答问题、播放音乐、阅读新闻、检查赛事得分和天气并且执行其他个人助理任务。在一些实施例中，个人助理模块3108监听触发短语(例如，“嘿，格拉斯斯达特(Hey Glass Stat)”)并且在触发短语之后检测说出的命令或请求。在一些实施例中，个人助理模块3108响应于听到触发短语而经由用户接口3010提供输出以指示用户检测到触发短语。例如，个人助理模块3108可以照亮电子显示器3002的一部分、点亮环境照明装置3003、播放来自扬声器3004的声音等。在一些实施例中，个人助理模块3108经由用户接口3010或经由移动装置3068从用户接收作为文本输入的命令或请求。
个人助理模块3108可以被配置成与家庭自动化系统3130和/或家庭设备3140交互以响应于用户命令而执行各种动作。例如，个人助理模块3108可以与娱乐设备3146交互以响应于用户请求(例如，“在潘多拉(Pandora)上播放‘经典摇滚’台”)而播放音乐。作为另一个示例，个人助理模块3108可以与灯3142交互以打开或关闭灯光，或者可以响应于用户请求(例如，“关闭我卧室的灯”，“锁住所有外门”等)而与门/锁3148交互以锁住或解锁门。
仍然参照图9A，家庭模块3036被示出为包括占用检测器3110和占用预测器3112。占用检测器3110可以被配置成基于来自传感器3020、用户接口3010、移动装置3068、网络3062和/或家庭设备3140的信息来确定房间或空间的占用。例如，占用检测器3110可以使用来自传感器3020的输入来检测热签名(heat signature)、运动、声音或其他人占用标记。占用检测器3110可以检测单独的对象并且区分人与其他对象。占用预测器3112可以处理日程表和安排数据以预测家庭、房间或空间的未来占用。
在说明性实施例中，占用检测器3110使用毫米波技术。例如，毫米波技术可以用于捕获房间的三维图像。可以分析所述图像以确定房间中的人数。基于房间中的人数，家庭模块3036可以确定为了使房间的温度保持处于设定值而将对房间应用的加热或冷却量。例如，相比于具有一个人的客厅，具有十二个人的客厅可能由于体热而更快升温。在另一个示例中，如果房间未被占用，则可以使用第二设定值来降低对未占用房间应用的加热或冷却量，由此减少系统的能耗。
在说明性实施例中，毫米波技术能够对房间中的人数进行计数，但不会灵敏到可以监测房间中的人的身份。在替代性实施例中，可以使用任何适当的占用检测器3110。例如，可以使用相机。在这种实施例中，可以通过硬件限制相机以防止黑客访问相机图像并且例如窥探房间。在说明性实施例中，可以使用红外相机。在一些实施例中，占用检测器3110被配置成减少用户的隐私顾虑。
在说明性实施例中，家庭模块3036可以基于WiFi使能装置来确定占用。例如，如果用户(例如，房子的居住者)的智能电话连接至网络或处于家庭模块3036的范围内，则家庭模块3036可以确定智能电话的用户处于住所内。在说明性实施例中，家庭模块3036可以访问装置列表以及相应用户(例如，每用户多个装置)。在说明性实施例中，如家庭等建筑物的无线网络可以包括与用户相关联的装置的子网络。例如，仅智能电话(或用户通常携带的其他装置)可以添加到子网络中。因此，当检测到子网络内具有MAC地址的装置，可以确定存在用户。
在说明性实施例中，家庭模块3036可以对建筑物内的装置的MAC地址进行ping操作。当存在装置时，家庭模块3036可以确定存在相关联用户。类似地，当经由ping未定位到装置时，家庭模块3036可以确定不存在相关联用户。在说明性实施例中，家庭模块3036可以结合学习算法来确定占用。例如，家庭模块3036可以确定总是(或几乎总是)存在的MAC地址并不指示用户的存在。例如，通常停留在房子的客厅内的家用膝上型计算机将具有通常存在并且因此不指示用户的存在的MAC地址。然而，如果智能电话有时存在于房子中但有时不存在(例如，用户带着智能电话去工作等)，则家庭模块3036可以确定相关联MAC地址可以用于确定占用。在一些实例中，学习算法可以确定指示人的存在的模式。在一些实例中，在网络上存在MAC地址可以与运动检测结合用于确定房间的占用。在说明性实施例中，家庭模块3036可以基于个人列表的MAC地址来点到或点名。
在一些实施例中，装置用于进行通信的通信协议(例如，IP v6)可以具有大量可能的MAC地址。在这种实施例中，可以使用广播ping来确定占用。在这种实施例中，仅接收到所广播ping的装置将对家庭模块3036进行响应，由此指示其存在于网络内。在说明性实施例中，用于占用的装置可以与家庭模块3036签署为占用相关装置。在一些实施例中，可以使用多播域名系统(mDNS)ping(例如，Bonjour ping)来确定附近装置。在实施例中，可以使用识别当前正使用的所有网络地址的传统ping。在一些实施例中，可以发射广播消息，并且对广播的响应可以用于确定范围内的装置。
在说明性实施例中，指示用户的占用的装置可以向家庭模块3036注册。例如，用户的智能电话可以经由蓝牙与家庭模块3036配对。当智能电话处于家庭模块3036的通信距离内时，可以确定用户处于家庭模块3036的房间中(或处于建筑物内)。在一些实施例中，可以使用户设置与用户的装置相关联。例如，当用户的装置处于家庭模块3036的蓝牙范围内时，家庭模块3036可以基于所述用户的偏好确定房间的温度设定值。在说明性实施例中，用户偏好可以是分层次的(例如，父母偏好的优先级可以高于孩子的偏好，妻子偏好的优先级可以高于丈夫的偏好等)。在说明性实施例中，家庭模块3036可以对占用房间的各个用户的设定值进行求平均以确定房间的设定值温度。
在说明性实施例中，家庭模块3036可以与用户的可穿戴装置通信以确定用户的占用。在说明性实施例中，家庭模块3036可以接收可穿戴装置所跟踪、监测或感测到的如心率、血压、血糖、身体活动、健康等信息。在说明性实施例中，家庭模块3036可以是网关，用户的可穿戴装置通过所述网关与保健提供者、保健监测系统等通信。在说明性实施例中，家庭模块3036可以基于从用户的可穿戴装置提供至家庭模块3036的信息来确定用户生病。
在说明性实施例中，占用检测器3110可以包括一个或多个热电堆。热电堆可以定位在房间内并且确定房间内的温差。例如，可以在房间的一部分中检测到来自居住者的体热。所检测到的体热可以用于确定用户处于房间内。在一些实例中，体热的量(例如，变化率)可以用于确定居住者数量。在说明性实施例中，走过热电堆的人将暂时性地使热电堆检测到温度变化，但家庭模块3036不改变房间的设定值。例如，如果热电堆在大于预定时间限制(例如，10秒、30秒、一分钟、两分钟等)内检测到占用，则家庭模块3036可以改变房间的设定值。所确定的房间占用可以用于确定未来的加热或冷却需要。例如，如果多个人进入已经保持处于设定值的房间，则家庭模块3036可以准备或可以开始将较冷空气引入到房间中以抵消居住者的体热，由此维持设定值温度。在说明性实施例中，使用热电堆来确定占用可以仅次于或可以补充另一种占用检测方法(例如，经由毫米波检测)。
在一些实施例中，家庭模块3036可以包括挥发性有机化合物(VOC)检测器。在说明性实施例中，与家庭模块3036通信的远程传感器可以是VOC检测器。例如，VOC检测器可以检测甲醛、苯、丙酮等。在替代性实施例中，检测器可以检测如二氧化碳和一氧化碳等可能对居住者的健康有害的其他化合物或元素。如果检测到化合物超过预定容限(或阈值限制)，则家庭模块3036可以打开再循环风扇以将新鲜空气循环到具有高水平的所述化合物的房间中。在说明性实施例中，传感器可以确定进入空气(例如，到HVAC系统中的新鲜空气)中的危险或不想要的材料的水平。如果抽吸到建筑物中的空气具有不可允许水平的某些化合物，则家庭模块3036可以停止将外部空气引入到建筑物中(例如，通过关掉HVAC系统风扇或通过再循环建筑物内的空气)。在一些实例中，可以基于家庭模块3036所监测的建筑物的类型(例如，学校、医院、家庭等)来确定不可允许限制。
确定家庭的占用允许用户控制装置100通过在家庭未被占用时减少调节和功耗来作出高效节能操作决策。当用户控制装置100能够预测占用并且在家庭被占用时使家庭适应用户偏好时，可以增加用户舒适度。HVAC系统的基于占用的操作和控制允许用户控制装置100节约能量并且允许用户使家庭达到舒适的环境，而不要求用户作出任何编程努力。参照图17A和图17B以及图26A至图29更加详细地描述了可以由用户控制装置100执行的若干基于占用的控制功能。
仍然参照图9A，家庭模块3036被示出为包括天气模块3115。天气模块3114可以被配置成经由网络3062从天气服务接收天气信息和/或天气预报。天气模块3114可以在关于天气现象(例如，暴风雨、冰雹、龙卷风、飓风、暴风雪等)的天气警戒或警告时警告用户。天气模块3114可以控制用户接口3010以自动显示天气警告和要闻。在一些实施例中，天气模块3114使用户控制装置100点亮环境照明装置3003以指示与天气有关的重要消息和警告。天气模块3114可以使环境照明装置3003点亮第一颜色(例如，黄色)以指示相对不重要信息(例如，今天有可能下雨)并且点亮第二颜色(例如，红色)以指示重要天气警报(例如，检测到了龙卷风)。在一些实施例中，天气模块3114使电子显示器3002在发生龙卷风的情况下显示到地下室的方向。
天气模块3114可以使用先进的天气报告(例如，每周天气预报)来积极地为即将到来的天气变化做准备。例如，如果预测到在不久的将来有雨，则天气模块3114可以自动调整喷淋器3145的工作安排表以延迟喷淋操作。作为另一个示例，如果预测到在不久的将来有温度变化，则天气模块3114可以事先开始加热或冷却建筑物区域。参照图18A和图18B更加详细地描述了可以由用户控制装置100执行的示例性基于天气的控制功能。
仍然参照图9A，家庭模块3036被示出为包括家庭监测器3116。家庭监测器3116可以使用来自传感器3020、用户接口3010、移动装置3068、网络3062和/或家庭设备3140的信息来监测家庭或其他建筑物内的条件。例如，家庭监测器3116可以使用来自用户控制装置100内的集成传感器3020的数据来确定建筑物区域或用户控制装置100安装于其中的其他空间的当前温度、湿度、空气品质、照明或其他属性。家庭监测器3116可以使用来自远程传感器的数据来确定由远程传感器监测到的可变状态或条件(例如，远程建筑物区域的温度、墙壁内的湿度等)的当前值。
家庭监测器3116可以使用来自移动装置3068和/或传感器3020的信息来确定家庭或其他建筑物的当前占用。例如，家庭监测器3116可以判定是否在家庭网络上检测到与特定用户相关联的移动装置(例如，用户的电话)。如果检测到移动装置，则家庭监测器3116可以确定用户当前在家中或建筑物中。在一些实施例中，家庭监测器3116与占用检测器3110交互以确定家或建筑物的当前占用。家庭监测器3116可以进行检查以确保所有预期的居住者在一天结束时都在家并且其他家中状况如所预期的那样。例如，家庭监测器3116可以使用来自家庭设备3140和/或家庭自动化系统3130的信息来判定所有门是否锁住、车库门是否关闭、灯是否关闭、百叶窗是否拉下来以及所有居住者在一天结束时是否在家。
在一些实施例中，家庭监测器3116与家庭设备3140和/或家庭自动化系统3130交互以确定家庭设备3140的当前状态。例如，家庭监测器3116可以判定百叶窗3141是打开还是关闭、灯3142是打开还是关闭、HVAC设备3143是活动还是不活动并且确定HVAC设备3243的当前操作状态(例如，加热、冷却、不活动等)。家庭监测器3116可以确定安全设备3144的当前状态(例如，待命的、检测到报警、非待命的等)、喷淋器3145的当前状态、娱乐设备3146的当前状态(例如，设备打开/关闭、通过扬声器播放音乐、AV接收器被调谐成输入C等)以及电器3147的当前状态(例如，冰箱温度、冰箱冷却活动或不活动、烤箱温度、洗碗机活动或不活动等)。家庭监测器3116可以确定门/锁3148的当前状态(例如，前门锁住/解锁、前门打开/关闭、车库门打开/关闭等)以及ICT设备3149的当前状态(例如，路由器连接到WAN、互联网连接活动/不活动、电话系统在线/离线等)。
家庭监测器3116可以经由用户接口3010和/或向移动装置3068报告家中状况。有利地，这允许用户监测家中状况，不管用户是否身处家中。例如，当用户不在家或在度假时，用户可以经由移动装置(例如，用户的电话、车辆系统等)连接至用户控制装置100以监测家中状况并且确保家庭设备3140按预期进行操作。参照图13A和图13B以及图20A和图20B更加详细地描述了可以由用户控制装置100执行的示例性家庭监测功能。
在说明性实施例中，家庭监测器3116(和/或如用户控制装置100等任何其他合适模块)可以基于一个或多个传感器来控制家庭设备3140和HVAC设备。例如，用户控制装置100可以用于维持房子内的温度。如果是夏天并且占用传感器检测到房子内没有人，则用户控制装置100可以使房子的百叶窗挡住阳光，从而减少房子内的热量。如果是夏天并且占用传感器检测到厨房内有人，则用户控制装置100可以打开百叶窗，从而允许用户看窗外并享受阳光。类似地，用户可能希望在夜间关闭卧室的百叶窗。然而，如果确定没有人正占用卧室、是白天并且卧室温度低于阈值，则用户控制装置100可以打开百叶窗，允许阳光加热卧室，从而减少由HVAC系统消耗的能量的量。在替代性实施例中，类似地，可以基于占用来打开或关闭(或调暗)房间内的灯以减少对HVAC系统的使用。
仍然参照图9A，家庭模块3036被示出为包括设备通信器3118和设备控制器3120。消费者可以获得的大多数商业恒温器只能够进行单向通信(即，接通或断开连网设备)。有利地，设备通信器3118能够与系统内连网设备进行双向通信。例如，设备通信器3118可以被配置成与家庭设备3140和/或家庭自动化系统3130进行双向通信。
由设备通信器3118进行的双向通信的一个优点是：家庭模块3036可以从家庭设备3140接收设备状态和性能信息(例如，直接地或经由家庭自动化系统3140)。设备状态和性能信息可以用于各种目的(如家庭监测、故障检测、诊断、数据分析以及向外部系统或装置报告)。例如，设备通信器3118可以向分析模块3124提供设备状态和性能信息以计算度量，如假定的负载和当前能耗。设备通信器3118可以向家庭监测器3116和/或个人助理模块3108提供设备状态，以用于设备监测和状态报告。设备通信器3118可以向诊断模块3122提供设备状态，以用于执行系统或设备诊断。
在一些实施例中，家庭模块3036收集来自家庭设备3140和/或家庭自动化系统3130的数据并且将这种信息存储在存储器3034内或在远程数据存储装置中。在一些实施例中，家庭模块3036最初将数据存储在本地存储器3034中并且定期将这类数据导出到网络存储装置中。例如，家庭模块3036可以将预定量或持续时间内的设备性能数据(例如，72小时的操作数据)存储在本地存储器3034中并且在预定间隔结束时(例如，在每72小时间隔结束时)将所存储的数据备份到远程(例如，云或网络)存储装置。
设备控制器3120可以被配置成基于在家庭模块3036处接收到的信息生成家庭设备3140和/或家庭自动化系3130的控制信号。在一些实施例中，设备控制器3120生成控制信号以实现由用户指定的或由设备控制器3120自动确定的设定值。设备控制器3120可以被配置成使用各种控制方法中的任何控制方法来生成控制信号。例如，设备控制器3120可以使用基本开/关控制、比例控制、比例积分(PI)控制、比例-积分-微分(PID)控制、模型预测控制(MPC)、极值搜索控制(ESC)或任何其他控制方法。
在一些实施例中，设备控制器3120被配置成执行优化过程以优化家庭设备3140的性能。优化过程可以使用预测的加热或冷却负载和/或预测的公共设施费率作为优化例程的输入。设备控制器3120可以使用负载和费率预测来确定家庭设备3140的最佳控制动作集合。在一些实施例中，由设备控制器3120执行的优化过程为如2015年2月27日提交的第14/634,609号美国专利申请中描述的级联优化过程，所述美国专利申请的全部披露通过引用结合在此。例如，设备控制器3120可以包括高级优化模块和低级优化模块。
高级优化模块可以控制级联优化的外部回路(例如，子设施级回路、子系统级回路等)。高级优化模块可以在优化期间针对每个时间步骤确定家庭设备3140上的能量负载的最佳分布，以便优化(例如，最小化)由家庭设备3140消耗的能量成本。在一些实施例中，最佳负载分布基于从建筑物子系统428接收到的测量结果和可用性信息。
低级优化模块可以控制级联优化的内部(例如，设备级)回路。低级优化模块可以确定如何在由高级优化模块确定的负载设定值处最好地运行每种类型或类别的家庭设备3140。例如，低级优化模块可以确定家庭设备3140的各种装置的开/关状态和/或操作设定值，以便在满足子系统的能量负载设定值的同时优化(例如，最小化)每个子系统的能耗。可以向家庭自动化系统3130提供开/关决策和/或操作设定值，以用于控制家庭设备3140。参照图15A和图15B、图20A和图20B以及图21A和图21B更加详细地描述了可以由设备控制器3120执行的若干示例性设备控制过程。
仍然参照图9A，家庭模块3036被示出为包括诊断模块3122和分析模块3124。诊断模块3122可以被配置成使用来自家庭设备3140的性能数据来执行各种诊断。在一些实施例中，诊断模块3122随着时间的推移跟踪家庭设备3140的性能并检测性能何时越过预定阈值(例如，能效低于阈值、能耗高于阈值等)。诊断模块3122可以被配置成检测家庭设备3140中的故障并且可以诊断这种故障的根本原因。诊断模块3122可以对家庭设备3140的根据诊断结果需要维修或替换的部件进行诊断。在一些实施例中，诊断模块3122被配置成发起用于订购替换部件的过程或安排服务预约以维修或替换家庭设备3140的故障部件。参照图14A和图14B更加详细地描述了可以由诊断模块3122执行的示例性过程。
分析模块3124可以被配置成使用来自传感器3020、用户接口3010、移动装置3068、网络3062和/或家庭设备3140的信息来执行各种分析。例如，分析模块3124可以使用来自公共设施提供商的公共设施费率结合来自天气服务的天气预报和/或来自HVAC设备的性能信息来生成公共设施账单预测。在一些实施例中，分析模块3124从家庭设备3140接收能耗数据并且从远程系统接收类似家或建筑物的能耗数据。分析模块3124可以将来自家庭设备3140的能耗数据与类似家或建筑物的能耗进行比较。分析模块3124可以经由用户接口3010呈现比较数据和/或向移动装置3068提供比较数据。
在一些实施例中，分析模块3124汇总由传感器3020收集的数据并且向外部数据分析服务提供所述数据。外部数据分析服务可以执行数据分析并且向用户控制装置100提供分析结果。在其他实施例中，分析模块3124在用户控制装置100内本地执行数据分析。在一些实施例中，分析模块3124向外部实体(如公共设施提供商、保险公司、广告服务或任何其他远程系统或装置)提供数据。在一些实施例中，分析模块3124通过向这种外部实体出售数据来将数据货币化。例如，分析模块3124可以向保险公司提供漏水信息、烟雾检测信息或其他测得数据以允许保险公司更好地了解参保财产的损失来源。在一些实施例中，分析模块3124向地震监测服务提供加速度计数据以提供增强的震检测和定位。参照图16A和图16B更加详细地描述了可以由分析模块3124执行的示例性过程。
现在参照图9B，示出了根据一些实施例的家庭控制方法的流程图。在替代性实施例中，可以执行附加的、更少的和/或不同操作。流程图和/或箭头的使用并不意指针对信息的顺序或流动是限制性的。例如，在一些实施例中，可以同时执行操作中的两项或更多项。在说明性实施例中，可以由中央控制中枢和/或恒温器(如用户控制装置100)执行图9B中所示出的方法。
在操作3155中，由传感器单元测量第一房间的环境条件。在说明性实施例中，用户控制装置100测量第一房间的环境条件。例如，用户控制装置100可以包括集成到用户控制装置100的外壳中的一个或多个传感器。在替代性实施例中，由远离用户控制装置100的传感器测量第一房间的环境条件，并且环境条件的指示被传输至用户控制装置100。测得的环境条件可以是任何合适的环境条件，如温度、湿度、占用等。
在操作3160处，接收与第二房间的测得的环境条件有关的信息。在说明性实施例中，由用户控制装置100接收第二房间的测得的环境条件。例如，可以由远程传感器测量第二房间的环境条件。远程传感器可以传输与第二房间的测得的环境条件有关的信息。在说明性实施例中，与测得的环境条件有关的信息可以包括环境条件的指示，如温度、湿度等级、房间是否被占用等。
在操作3165中，接收与第三房间的测得的环境条件有关的信息。在说明性实施例中，由用户控制装置100接收第三房间的测得的环境条件。例如，可以由远程传感器测量第三房间的环境条件。远程传感器可以是与传输操作3160的信息的远程传感器不同的远程传感器。远程传感器可以传输与第三房间的测得的环境条件有关的信息。在说明性实施例中，与测得的环境条件有关的信息可以包括环境条件的指示，如温度、湿度等级、房间是否被占用等。在一些实施例中，可以不执行操作3165。
在操作3170中，接收语音命令。在说明性实施例中，从远程传感器(如麦克风模块)接收语音命令。在说明性实施例中，具有麦克风的传感器感测来自语音的音频并将感测到的音频(例如，音频数据流或文件)的指示传输至用户控制装置100。在替代性实施例中，具有麦克风的传感器检测来自语音的音频并且从音频中破译命令。传感器将经破译的命令传输至用户控制装置100。在替代性实施例中，可以不执行操作3170。
在操作3175中，HVAC设备和非HVAC设备都由用户控制装置100控制。在说明性实施例中，基于与第一和第二房间的环境条件有关的信息来控制HVAC设备和非HVAC设备。在说明性实施例中，控制设备以便独立地维持或改变第一和第二房间的环境条件。例如，如果第一房间的温度低于第一房间的设定值，则可以使HVAC设备增加第一房间的温度。但是，如果第二房间的温度同时高于第二房间的设定值，则可以使HVAC设备(或非HVAC设备)降低第二房间的温度。例如，HVAC系统的加热器可以用于增加第一房间的温度，同时打开第二房间的窗户以允许第二房间的热空气逸出并且允许冷空气进入第二房间。
在说明性实施例中，第二房间中的远程传感器包括电插座以及控制到电插座的电力的电力继电器。控制非HVAC设备可以包括用户控制装置100向远程传感器传输信号。远程传感器可以操作电力继电器，以便基于从用户控制装置100接收到的信号来选择性地向电插座施加电力或从电插座移除电力。在替代性实施例中，非HVAC设备可以包括安全系统、喷淋系统和/或家庭娱乐系统。
在执行操作3165的实施例中，还基于第三房间的环境条件来控制HVAC设备和非HVAC设备。例如，彼此独立地控制三个房间中的每个房间的环境条件(例如，照明、温度、湿度等)。例如，用户控制装置100可以使第一房间的灯打开并且使第二和第三房间的灯关闭。可以经由HVAC设备和/或非HVAC设备来控制任何合适的环境条件。
在执行操作3170并且接收语音或其他音频命令的实施例中，还可以基于语音或其他音频命令来控制HVAC设备和非HVAC设备。例如，第二房间中的用户可以说“使这里更暖和”。远程传感器可以记录或检测所述命令并且将所述命令传输至用户控制装置100。用户控制装置可以基于所述接收到的命令来增加第二房间的设定值温度。因此，可以操作HVAC设备以增加第二房间的温度。在一些实施例中，操作非HVAC设备来增加第二房间的温度，如通过打开百叶窗来增加进入第二房间的日光量。
在另一个示例中，可以由用户控制装置100根据接收到的语音命令来控制非HVAC设备，如音乐系统。在仍另一个示例中，第二房间中的用户可以说：“打开灯”。在这种实施例中，第二房间中的远程传感器可以记录命令并且将命令传输至用户控制装置100。用户控制装置100可以响应于接收所述命令而使第二房间的灯打开。
示例性控制过程
现在参照图10A和图10B，示出了展示根据一些实施例的可以由本地接口模块3102执行的控制过程的流程图3200和流程图3250。用户控制装置100被示出为从家庭/建筑物设备3210接收状态信息3206(步骤3252)。用户控制装置100可以经由本地用户接口3010向用户3202呈现状态信息3206(步骤3254)。用户控制装置100可以经由本地用户接口3010接收用户输入3204(步骤3256)。用户控制装置100可以使用用户输入3204结合状态信息3206来生成家庭/建筑物设备3210的控制信号3208(步骤3258)。用户控制装置100然后可以向家庭/建筑物设备3210提供控制信号3208(步骤3260)。
现在参照图11A和图11B，示出了展示根据一些实施例的可以由远程接口模块3104执行的控制过程的流程图3300和流程图3350。用户控制装置100可以从家庭/建筑物设备3310接收状态信息3308(步骤3252)。用户控制装置100可以经由无线通信链路向移动装置3306发送状态信息3308(步骤3354)。移动装置3306向用户3302呈现状态信息3308并且从用户3302接收用户输入3304(步骤3356)。移动装置3306经由无线通信链路向用户控制装置100发送用户输入3304(步骤3358)。用户控制装置100可以使用用户输入3304结合状态信息3308和/或其他测得的变量来生成家庭/建筑物设备3310的控制信号3312(步骤3260)。
现在参照图12A和图12B，示出了展示根据一些实施例的可以由语音命令模块3106和/或个人助理模块3108执行的控制过程的流程图3400和流程图3450。用户控制装置100可以接收来自用户3402的语音命令3404(步骤3452)。用户控制装置100可以确定语音命令指示的所请求动作(步骤3454)。在一些实例中，所请求的动作可能需要调整设定值或由用户控制装置100提供的控制信号(例如，“将温度设置为72度”)。用户控制装置100可以基于语音命令来生成家庭/建筑物设备3414的控制信号3412(步骤3456)。
在一些实例中，所请求的动作可能需要用户控制装置100响应于针对这种信息的用户请求(例如，“明天将要下雨吗？”、“今天早上的交通状况怎么样？”等等)而接收来自网络3416(例如，信息服务、天气服务、交通服务、新闻服务、日程表服务等)的信息。用户控制装置100可以基于语音命令来生成对网络3416的查询3408并且可以从网络3416接收响应3410(步骤3458)。用户控制装置100可以响应于语音命令而提供音频反馈3406(步骤3460)。音频反馈可以指示已经执行了所请求的动作和/或可以提供对来自用户3402的问题的回答。
现在参照图13A和图13B，示出了展示根据一些实施例的可以由家庭监测器3116执行的控制过程的流程图3500和流程图3550。用户控制装置100可以接收气流3502(步骤3552)并且可以使用空气品质传感器3023来测量气流3502的品质(步骤3554)。用户控制装置100可以基于测得的气流3502品质来生成空气品质度量(步骤3556)。用户控制装置100可以经由用户控制装置100的用户接口3010来显示空气品质度量3504(步骤3558)和/或向远程系统提供空气品质度量3506(步骤3560)。在一些实施例中，用户控制装置100使用空气品质度量来生成建筑物设备3512的控制信号3508(步骤3562)。例如，如果空气品质度量3506指示气流3502具有低氧气含量(例如，低于预定阈值)或高二氧化碳含量(例如，高于预定阈值)，则用户控制装置100可以生成增加到建筑物空间的新鲜空气量的控制信号3508。
现在参照图14A和图14B，示出了展示根据一些实施例的可以由设备通信器3118和/或诊断模块3122执行的控制过程的流程图3600和流程图3650。用户控制装置100可以接收来自家庭/建筑物设备3602的性能数据3604(步骤3652)。用户控制装置100可以基于性能数据来执行诊断(步骤3654)，并且对家庭/建筑物设备3602的根据诊断结果需要维修或替换的部件进行诊断(步骤3656)。用户控制装置100可以生成允许用户向设备供应商3608发出替换部件的订单3606或向服务提供方3612安排服务3610的接口(步骤3658)。在一些实施例中，自动购买订单3606和/或服务3610，而不需要用户动作。用户控制装置100可以生成允许用户查看和跟踪订单或服务3614的接口(步骤3660)。
现在参照图15A和图15B，示出了展示根据一些实施例的可以由设备通信器3118和/或分析模块3124执行的控制过程的流程图3700和流程图3750。用户控制装置100可以接收来自天气服务3706的天气预报3708、来自从公共设施提供商3702的公共设施费率3704、来自HVAC设备3710的设备性能信息3712(步骤3752)。用户控制装置100可以基于天气预报3708、设备性能信息3712和/或HVAC设定值来预测能耗(步骤3754)。用户控制装置100可以基于预测的能耗和公共设施费率3704来预测公共设施账单(步骤3756)。在一些实施例中，用户控制装置100经由用户控制装置100的用户接口3010显示公共设施账单预测3716(步骤3758)。在一些实施例中，用户控制装置100基于公共设施账单预测3716来调整HVAC设定值3714以便事先降低能耗和/或能量成本(步骤3760)。
现在参照图16A和图16B，示出了展示根据一些实施例的可以由设备通信器3118和/或分析模块3124执行的控制过程的流程图3800和流程图3850。用户控制装置100可以接收来自HVAC设备3802的能耗数据3804(步骤3852)。用户控制装置100可以向远程系统3806发送能耗数据3804(步骤3854)，并且可以接收来自远程系统3806的其他类似家/建筑物3810的能耗(步骤3856)。用户控制装置100可以将HVAC设备3802的能耗数据3804与其他家/建筑物的能耗3810进行比较(步骤3858)。用户控制装置100可以基于比较生成能耗分析3812并且可以经由用户控制装置100的用户接口3010呈现能耗分析(步骤3860)。
现在参照图17A和图17B，示出了展示根据一些实施例的可以由占用检测器3110和/或设备控制器3120执行的控制过程的流程图3900和流程图3950。用户控制装置100可以识别用户并且针对被识别的用户加载用户指定的气候控制设置(步骤3952)。在一些实施例中，用户控制装置100通过与用户携带的便携式装置(例如，电话、RFID卡、NFC标签等)通信来识别用户。在其他实施例中，通过语音、外观或由传感器收集的任何其他数据来识别用户。用户控制装置100可以确定用户位于家或建筑物的第一区域3902内(步骤3954)，并且可以操作家庭/建筑物设备以在第一区域3902中实现用户指定的气候控制设置(步骤3956)。用户控制装置100然后可以确定用户已经移动到家/建筑物的第二区域3904(步骤3958)，并且可以操作家庭/建筑物设备以在第二区域3904中实现用户指定的气候控制设置(步骤3960)。
现在参照图18A和图18B，示出了展示根据一些实施例的可以由天气模块3114和/或设备控制器3120执行的控制过程的流程图4000和流程图4050。用户控制装置可以从天气服务4002接收天气预报4004(步骤4052)，并且经由用户控制装置100的用户接口3010来显示天气预报4004(步骤4054)。用户控制装置100可以响应于天气预报4004指示与天气有关的警告而点亮用户控制装置的环境照明装置3003(步骤4056)。用户控制装置100可以基于天气预报来确定对家庭/建筑物设备4006的控制信号4008的调整(步骤4058)。用户控制装置100可以生成经调整的控制信号4008并将其提供给家庭/建筑物设备4006(步骤4060)。
现在参照图19A和图19B，示出了展示根据一些实施例的可以由语音命令模块3106和/或个人助理模块3108执行的控制过程的流程图4100和流程图4150。用户控制装置100可以从用户4102接收语音命令4104(步骤4152)，并且可以确定语音命令4104包含用于编辑购物清单的请求(步骤4154)。用户控制装置100可以基于从用户4102接收到的语音命令4104来编辑购物清单4106(步骤4156)。在一些实施例中，用户控制装置被配置成向杂货服务4110发送购物订单4108(步骤4158)并且从杂货服务4110接收订单确认4112(步骤4160)。用户控制装置100可以提供指示购物清单已被更新和/或杂货订单已经发出的音频反馈4112。
现在参照图20A和图20B，示出了展示根据一些实施例的可以由家庭监测器3116和/或设备控制器3120执行的控制过程的流程图4200和流程图4250。用户控制装置100可以接收来自家庭/建筑物设备4202的状态信息4204(步骤4252)并且确定家/建筑物的占用(步骤4254)。状态信息4204可以包括家庭/建筑物设备4202的状态(例如，百叶窗关闭、灯关掉、门锁住等)。可以基于来自占用传感器和/或占用检测器3110的输入来确定家/建筑物的占用。
用户控制装置100可以将状态信息4204和占用与预定状态和占用设置进行比较(步骤4256)。在一些实施例中，预定状态和占用设置存储在用户控制装置的存储器中并且可以指示预定时间处(例如，一天结束时)的期望状态和占用设置。用户控制装置100可以判定家/建筑物的实际状态信息42040和占用是否与预定设置匹配，并且可以响应于状态信息4204和/或占用与预定设置不匹配而向移动装置4212发送警报4208(步骤4258)。在一些实施例中，用户控制装置生成家庭/建筑物设备4202的控制信号4206以实现预定状态(步骤4260)。控制信号可以由用户控制装置或响应于从移动装置4212接收到的用户输入4210而自动生成。
现在参照图21A和图21B，示出了展示根据一些实施例的可以由占用预测器3112和/或设备控制器3120执行的控制过程的流程图4300和流程图4350。用户控制装置100可以从用户的个人日程表4302接收日程表信息4304(步骤4352)。日程表信息可以指示受控家或其他建筑物的占用安排表。用户控制装置100可以基于日程表信息4304来标识长时期的未占用(步骤4354)。在一些实施例中，长时期的未占用是持续时间超过时间阈值的未占用时期。用户控制装置100可以在标识的未占用时期期间自动进入假期模式4310(步骤4356)。在一些实施例中，用户控制装置确定家庭/建筑物设备4306的设定值以在假期模式中降低能耗(步骤4358)。用户控制装置100可以向家庭/建筑物设备4306提供控制信号4308以达到设定值(步骤4360)。
现在参照图22A和图22B，示出了展示根据一些实施例的可以由用户控制装置100执行的过程的流程图4400和流程图4450。用户控制装置100可以使用用户控制装置100的蜂窝模块或收发器4406来与蜂窝网4402通信(步骤4452)。用户控制装置100可以使用用户控制装置100的WiFi收发器4408来与移动装置4412通信(步骤4454)。用户控制装置100可以使用用户控制装置100的以太网收发器4410来与以太网4404通信(步骤4456)。用户控制装置100可以充当WiFi热点(步骤4458)或小基站起作用，并且可以在蜂窝网4402、移动装置4412和/或以太网4404之间桥接通信(步骤4460)。
建筑物控制特征
现在参照图23至图26，示出了根据一些实施例的可以在其中实施用户控制装置100的示例性建筑物管理系统(BMS)和HVAC系统。具体参照图23，示出了建筑物10的透视图。建筑物10由BMS服务。BMS通常是被配置成对建筑物或建筑物区域之中或周围的设备进行控制、监测和管理的装置的系统。例如，BMS可以包括HVAC系统、安全系统、照明系统、火情报警系统、能够管理建筑物功能或装置的任何其他系统或其任何组合。
服务建筑物10的BMS包括HVAC系统4500。HVAC系统4500可以包括被配置成向建筑物10提供加热、冷却、通风或其他服务的多个HVAC装置(例如，加热器、冷却器、空气处理单元、泵、风扇、热能储存装置等)。例如，HVAC系统4500被示出为包括水侧系统4520和空气侧系统4530。水侧系统4520可以向空气侧系统4530的空气处理单元提供经加热或经冷却流体。空气侧系统4530可以使用经加热或经冷却流体来加热或冷却提供至建筑物10的气流。
HVAC系统4500被示出为包括冷却器4502、锅炉4504和屋顶空气处理单元(AHU)4506。水侧系统4520可以使用锅炉4504和冷却器4502来加热或冷却工作流体(例如，水、乙二醇等)并且可以使工作流体循环至AHU 4506。在各个实施例中，水侧系统4520的HVAC装置可以定位在建筑物10内或周围(如图23所示)或在如中央设施(例如，冷却器设施、蒸汽设施、热力设施等)等非现场位置处。可以在锅炉4504中加热或在冷却器4502中冷却工作流体，这取决于建筑物10中需要加热还是冷却。锅炉4504可以例如通过燃烧易燃材料(例如，天然气)或使用电加热元件来向循环流体添加热量。冷却器4502可以使循环流体与热交换器(例如，蒸发器)中的另一种流体(例如，制冷剂)成热交换关系以从循环流体中吸收热量。可以经由管路4508将来自冷却器4502和/或锅炉4504的工作流体输送至AHU 4506。
AHU 4506可以使工作流体与穿过AHU 4506(例如，经由一级或多级冷却盘管和/或加热盘管)的气流成热交换关系。气流可以是例如室外空气、来自建筑物10内的回流空气或两者的组合。AHU 4506可以在气流与工作液体之间传递热量，从而为气流提供加热或冷却。例如，AHU 4506可以包括被配置成使气流越过或穿过包含工作流体的热交换器的一个或多个风扇或鼓风机。工作流体然后可以经由管路4510返回至冷却器4502或锅炉4504。
空气侧系统4530可以经由空气供应管道4512将由AHU 4506供应的气流(即，供应气流)递送至建筑物10并且可以经由空气回流管道4514向AHU 4506提供来自建筑物10的回流空气。在一些实施例中，空气侧系统4530包括多个可变空气量(VAV)单元4516。例如，空气侧系统4530被示出为包括建筑物10的每一个楼层或区域上的独立VAV单元4516。VAV单元4516可以包括气闸或可以被操作成控制提供至建筑物10的单独区域的供应气流的量的其他流量控制元件。在其他实施例中，空气侧系统4530将供应气流递送到建筑物10的一个或多个区域中(例如，经由供应管道4512)，而不使用中间VAV单元4516或其他流量控制元件。AHU 4506可以包括被配置成测量供应气流的属性的各种传感器(例如，温度传感器、压力传感器等)。AHU 4506可以从定位在AHU 4506内和/或建筑物区域内的传感器接收输入并且可以调节穿过AHU 4506的供应气流的流速、温度或其他属性以实现建筑物区域的设定值条件。
现在参照图24，示出了根据一些实施例的建筑物管理系统(BMS)4800的框图。可以在建筑物10中实施BMS 4800以自动地监测和控制各种建筑物功能。BMS 4800被示出为包括BMS控制器4866和多个建筑物子系统4828。建筑物子系统4828被示出为包括建筑物电气子系统4834、信息通信技术(ICT)子系统4836、安全子系统4838、HVAC子系统4840、照明子系统4842、电梯/电动扶梯子系统4832和防火安全子系统4830。在各个实施例中，建筑物子系统4828可以包括更少的、附加的或替代的子系统。例如，建筑物子系统4828还可以包括或可替代地包括制冷子系统、广告或引导标示子系统、烹饪子系统、售货子系统、打印机或拷贝服务子系统或者使用可控的设备和/或传感器来监测或控制建筑物10的任何其他类型的建筑物子系统。在一些实施例中，建筑物子系统4828包括HVAC系统的水侧系统和/或空气侧系统。
建筑物子系统4828中的每一个可以包括用于完成其单独功能和控制活动的任何数量的装置、控制器和连接。如参照图23所描述的，HVAC子系统4840可以包括许多与HVAC系统4500相同的部件。例如，HVAC子系统4840可以包括冷却器、锅炉、任何数量的空气处理单元、节能装置、现场控制器、监视控制器、致动器、温度传感器以及用于控制建筑物10内的温度、湿度、气流或其他可变条件的其他装置。照明子系统4842可以包括任何数量的灯具、镇流器、照明传感器、调光器或被配置成可控制地调节提供给建筑物空间的光量的其他装置。安全子系统4838可以包括占用传感器、视频监控摄像机、数字视频录像机、视频处理服务器、入侵检测装置、访问控制装置和服务器或其他与安全相关的装置。
仍参照图24，BMS控制器4866被示出为包括通信接口4807和BMS接口4809。接口4807可以促进BMS控制器4866与外部应用(例如，监测和报告应用4822、企业控制应用4826、远程系统和应用4844、驻留在用户控制装置4848上的应用等)之间的通信，以允许用户对BMS控制器4866和/或子系统4828进行控制、监测和调节。接口4807还可以促进BMS控制器4866与用户控制装置4848之间的通信。BMS接口4809可以促进BMS控制器4866与建筑物子系统4828(例如，HVAC、照明安全、电梯、配电、业务等)之间的通信。用户控制装置4848可以包括如参照图1至图44B所描述的用户控制装置100的实施例中的任何实施例。
接口4807、4809可以是或包括用于与建筑物子系统4828或其他外部系统或装置进行数据通信的有线或无线通信接口(例如，插座、天线、发射器、接收器、收发器、电线端子等)。在各个实施例中，经由接口4807、4809进行的通信可以是直接的(例如，本地有线或无线通信)或经由通信网络4846(例如，WAN、互联网、蜂窝网等)而进行的。例如，接口4807、4809可以包括用于经由基于以太网的通信链路或网络发送和接收数据的以太网卡和端口。在另一个示例中，接口4807、4809可以包括用于经由无线通信网络进行通信的WiFi收发器。在另一个示例中，接口4807、4809中的一者或两者可以包括蜂窝或移动电话通信收发器。在一个实施例中，通信接口4807为电力线通信接口并且BMS接口4809为以太网接口。在其他实施例中，通信接口4807和BMS接口4809两者都为以太网接口或为同一个以太网接口。
仍参照图24，BMS控制器4866被示出为包括处理电路4804，所述处理电路包括处理器4806和存储器4808。处理电路4804可以可通信地连接至BMS接口4809和/或通信接口4807，使得处理电路4804及其各个部件可以经由接口4807、4809发送和接收数据。处理器4806可以被实施为通用处理器、专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一组处理部件或其他合适的电子处理部件。
存储器4808(例如，存储器、存储器单元、存储装置等)可以包括用于存储数据和/或计算机代码的一个或多个装置(例如、RAM、ROM、闪存、硬盘存储装置等)，所述数据和/或计算机代码用于完成或促进本申请中所描述的各种过程、层和模块。存储器4808可以是或包括易失性存储器或非易失性存储器。存储器4808可以包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件或用于支持本申请中所描述的各种活动和信息结构的任何其他类型的信息结构。根据一些实施例，存储器4808经由处理电路4804可通信地连接至处理器4806并且包括用于(例如，由处理电路4804和/或处理器4806)执行本文中所描述的一个或多个过程的计算机代码。
在一些实施例中，在单个计算机(例如，一个服务器、一个外壳等)内实施BMS控制器4866。在各个其他实施例中，BMS控制器4866可以跨多个服务器或计算机(例如，其可以存在于分布式位置中)分布。进一步地，虽然图24将应用4822和4826示出为存在于BMS控制器4866外部，但在一些实施例中，应用4822和4826可以托管在BMS控制器4866内(例如，在存储器4808内)。
仍参照图24，存储器4808被示出为包括企业集成层4810、自动测量与验证(AM&V)层4812、需求响应(DR)层4814、故障检测与诊断(FDD)层4816、集成控制层4818以及建筑物子系统集成层4820。层4810至4820可以被配置成从建筑物子系统4828和其他数据源接收输入、基于所述输入确定建筑物子系统4828的最佳控制动作、基于所述最佳控制动作生成控制信号并且将所生成的控制信号提供给建筑物子系统4828。以下段落描述了由BMS 4800中的层4810至4820中的每一个层执行的通用功能中的一些通用功能。
企业集成层4810可以被配置成向客户端或本地应用提供信息和服务以支持各种企业级应用。例如，企业控制应用4826可以被配置成向图形用户接口(GUI)或向任何数量的企业级业务应用(例如，会计系统、用户识别系统等)提供跨子系统控制。企业控制应用4826还可以或可替代地被配置成提供用于配置BMS控制器4866的配置GUI。在又其他实施例中，企业控制应用4826可以与层4810至4820一起工作以基于在接口4807和/或BMS接口4809接收到的输入来优化建筑物性能(例如，效率、能量使用、舒适度或安全性)。
建筑物子系统集成层4820可以被配置成管理BMS控制器4866与建筑物子系统4828之间的通信。例如，建筑物子系统集成层4820可以从建筑物子系统4828接收传感器数据和输入信号并且向建筑物子系统4828提供输出数据和控制信号。建筑物子系统集成层4820还可以被配置成管理建筑物子系统4828之间的通信。建筑物子系统集成层4820跨多个多厂商/多协议系统转译通信(例如，传感器数据、输入信号、输出信号等)。
需求响应层4814可以被配置成响应于满足建筑物10的需求而优化资源使用(例如，电的使用、天然气的使用、水的使用等)和/或这种资源使用的货币成本。优化可以基于分时电价、缩减信号、能量可用性、或者从公共设施提供商、分布式能量生成系统4824、能量储存装置4827或其他来源接收到的其他数据。需求响应层4814可以从BMS控制器4866的其他层(例如，建筑物子系统集成层4820、集成控制层4818等)接收输入。从其他层接收到的输入可以包括环境或传感器输入，如温度、二氧化碳水平、相对湿度水平、空气品质传感器输出、占用传感器输出、房间安排等。输入还可以包括如电气使用(例如，以kWh表示)、热负荷测量结果、定价信息、预计的定价、平滑定价、缩减信号等来自公共设施的输入。
根据一些实施例，需求响应层4814包括用于对其接收到的数据和信号进行响应的控制逻辑。这些响应可以包括与集成控制层4818中的控制算法进行通信、更改控制策略、更改设定值或者以受控方式激活/去激活建筑物设备或子系统。需求响应层4814还可以包括被配置成确定何时利用所储存的能量的控制逻辑。例如，需求响应层4814可以确定刚好在高峰使用时间开始之前开始使用来自能量储存装置4827的能量。
在一些实施例中，需求响应层4814包括控制模块，所述控制模块被配置成主动发起控制动作(例如，自动更改设定值)，所述控制动作基于表示或基于需求(例如，价格、缩减信号、需求等级等)的一个或多个输入来使能量成本最小化。在一些实施例中，需求响应层4814使用设备模型来确定最佳控制动作集合。设备功能由各组建筑物设备来执行。设备模型可以表示建筑物设备集合(例如，子设施、冷却器阵列等)或单独的装置(例如，单独的冷却器、加热器、泵等)。
需求响应层4814可以进一步包括或利用一个或多个需求响应策略定义(例如，数据库、XML文件等)。策略定义可以由用户(例如，经由图形用户接口)编辑或调节，使得可以针对用户的应用、期望的舒适水平、特定建筑物设备或者基于其他关注点来定制响应于需求输入而发起的控制动作。例如，需求响应政策定义可以响应于特定需求输入而指定可以打开或关闭哪些设备、系统或一件设备应该关闭多久、可以更改什么设定值、可允许的设定值调节范围是什么、在返回到正常安排的设定值之前保持高需求设定值多久、接近容量限制有多近、要利用哪种设备模式、进入和离开能量储存装置(例如，热存储罐、电池组等)的能量传递速率(例如，最大速率、报警率、其他速率边界信息等)以及何时分派现场能量生成(例如，经由燃料电池、电动发电机组等)。
集成控制层4818可以被配置成使用建筑物子系统集成层4820和/或需求响应层4814的数据输入或输出来作出控制决策。由于建筑物子系统集成层4820提供的子系统集成，集成控制层4818可以集成子系统4828的控制活动，使得子系统4828表现为单个集成超系统。在示例性实施例中，集成控制层4818包括控制逻辑，所述控制逻辑使用来自多个建筑物子系统的输入和输出以相对于单独的子系统可以单独提供的舒适度和节能而提供更大的舒适度和节能。例如，集成控制层4818可以被配置成使用来自第一子系统的输入来作出针对第二子系统的节能控制决策。这些决策的结果可以被传送回建筑物子系统集成层4820。
集成控制层4818被示出为在逻辑上低于需求响应层4814。集成控制层4818可以被配置成使建筑物子系统4828及其对应控制回路能够与需求响应层4814协调控制来增强需求响应层4814的有效性。相对于常规系统，这种配置可以有利地减少破坏性需求响应行为。例如，集成控制层4818可以被配置成确保对冷水温度的设定值(或者直接或间接影响温度的另一个部件)进行需求响应驱动的向上调节不会导致风扇能量(或用于冷却空间的其他能量)的增加，所述风扇能量增加将导致建筑物能量使用总量比在冷却器处节省得更多。
集成控制层4818可以被配置成向需求响应层4814提供反馈，使得需求响应层4814检查甚至是正在进行所要求的减载时，约束(例如，温度、照明水平等)也得以适当维持。约束还可以包括与安全性、设备操作极限和性能、舒适度、防火规范、电气规范、能量规范等相关的设定值或感测边界。集成控制层4818还可以在逻辑上低于故障检测与诊断层4816以及自动测量与验证层4812。集成控制层4818可以被配置成基于来自多于一个建筑物子系统的输出而向这些更高层提供所计算的输入(例如，聚合)。
自动测量与验证(AM&V)层4812可以被配置成验证由集成控制层4818或需求响应层4814命令的控制策略正适当地工作(例如，使用由AM&V层4812、集成控制层4818、建筑物子系统集成层4820、FDD层4816或其他方式聚合的数据)。由AM&V层4812进行的计算可以基于用于单独的BMS装置或子系统的建筑物系统能量模型和/或设备模型。例如，AM&V层4812可以将模型预测的输出与来自建筑物子系统4828的实际输出进行比较以确定模型的准确度。
故障检测与诊断(FDD)层4816可以被配置成向建筑物子系统4828、建筑物子系统装置(即，建筑物设备)以及由需求响应层4814和集成控制层4818使用的控制算法提供持续故障检测。FDD层4816可以从集成控制层4818、直接从一个或多个建筑物子系统或装置或者从另一个数据源接收数据输入。FDD层4816可以自动地诊断检测到的故障并对其作出响应。对检测到的或诊断到的故障的响应可以包括向用户、检修调度系统或被配置成试图修复故障或解决故障的控制算法提供警报消息。
FDD层4816可以被配置成使用在建筑物子系统集成层4820处可用的详细子系统输入来输出故障部件的特定标识或故障原因(例如，气闸联接松动)。在其他示例性实施例中，FDD层4816被配置成向集成控制层4818提供“故障”事件，所述集成控制层响应于接收到的故障事件而执行控制对策和策略。根据一些实施例，FDD层4816(或由集成控制引擎或业务规则引擎执行的政策)可以在故障装置或系统周围关闭系统或直接控制活动，以减少能量浪费、延长设备寿命或确保适当的控制响应。
FDD层4816可以被配置成存储或访问各种不同的系统数据存储装置(或实时数据的数据点)。FDD层4816可以使用数据存储装置的一些内容来识别设备级(例如，特定冷却器、特定AHU、特定终端单元等)故障并使用其他内容来识别部件或子系统级故障。例如，建筑物子系统4828可以生成指示BMS 4800及其各个部件的性能的时间(即，时间序列)数据。由建筑物子系统4828生成的数据可以包括测得或计算出的值，所述测得或计算出的值展现统计特性并且提供关于相应的系统或过程(例如，温度控制过程、流量控制过程等)是如何在来自其设定值的误差方面执行的信息。FDD层4816可以检查这些过程，以暴露系统何时开始降低性能并警告用户在故障变得更严重之前修复故障。
现在参照图25，示出了更加详细地展示根据一些实施例的建筑物模块3038的框图。建筑物模块3038可以被配置成充当建筑物管理系统4930的中央控制中枢。建筑物模块3038可以经由用户接口3010和/或移动装置3068呈现各种监测和控制接口并且可以经由用户接口3010和/或移动装置3068接收用户输入。建筑物模块3038可以接收来自传感器3020的传感器数据并且可以经由网络3062(例如，LAN、WAN、互联网等)参与网络通信。
建筑物模块3038可以与建筑物子系统设备4828通信(例如，直接地或经由建筑物管理系统4930)并且可以从建筑物设备4830至4832接收设备状态和性能信息。例如，建筑物模块3038可以接收防火安全设备4830、电梯/电动扶梯4832、电气设备4834、信息通信技术(ICT)设备4836、安全设备4838、HVAC设备4840、照明设备4842或可以安装在建筑物中或用作建筑物管理系统的一部分的任何其他类型的设备的设备状态和性能信息。建筑物模块3038可以使用设备状态和性能信息结合其他类型的输入(例如，来自用户接口3010、传感器3020、移动装置3068、网络3062等的输入)来生成建筑物子系统4828的控制信号。建筑物模块3038可以向建筑物子系统4828提供控制信号(例如，直接地或经由建筑物管理系统4930)。
仍然参照图25，建筑物模块3038被示出为包括本地接口模块4902、远程接口模块4904、语音命令模块4906、个人助理模块4908、占用检测器4910、占用预测器4912、天气模块4914、家庭监测器4916、设备通信器4918、设备控制器4920、诊断模块4922以及分析模块4924。建筑物模块3038的这些部件中的每一个部件可以与如参照图9A所描述的家庭模块3036的相应部件相同或类似。这些模块的功能可以与参照图9至图22所描述的功能相同或类似。
在一些实施例中，用户控制装置100被配置成与能量网进行通信以基于实时能量定价信息和/或预测的建筑物负载来计划能量使用。在一些实施例中，用户控制装置100被配置成管理电能储存系统，所述电能储存系统存储来自能量网的能量。用户控制装置100可以通过向能量网添加能量或从能量网移除能量来使用能量储存系统参与激励程序(例如，负载缩减、频率调整等)。用户控制装置100可以包括在于2015年10月8日提交的美国临时申请号62/239,131、62/239,231、62/239,233、62/239,245、62/239,246和62/239,249中所描述的特征中的一些或所有特征。这些临时申请中的每一个的完整披露通过引用结合于此。
基于占用的控制
现在参照图26A至图29，示出了根据一些实施例的可以由用户控制装置100执行的若干基于占用的控制功能。具体地参照图26A，示出了用户控制装置100检测家庭的占用的示例性情形5000。用户控制装置100可以通过传感器5002(其可以是传感器3020的实施例)来检测占用。传感器5002被示出为集成到用户控制装置100中。在替代性实施例中，传感器5002可以远离用户控制装置100并且可以向用户控制装置100传送检测到的占用。例如，传感器5002可以经由有线连接通信或者可以通过Wi-Fi、蓝牙、Zigbee或任何其他合适的通信协议无线地通信。
在一些实施例中，用户控制装置100可以通过与外部对象5004的通信来检测占用。对象5004可以是任何装置。在一些实施例中，对象5004是能够与用户控制装置100通信的电子装置。在各实施例中，对象5004可以是用户的移动电话、膝上型计算机、平板计算机或任何便携式电子装置。在一些实施例中，对象5004是可以与用户控制装置100兼容的电子狗或可以与用户控制装置100通信的任何其他对象。在一些实施例中，对象5004是可穿戴对象(如项链、手表或健康跟踪器)。对象5004可以是名片或RFID卡。用户控制装置100可以检测占用被检测到的时间。在一些实施例中，用户控制装置100对将在稍后分析中使用的录入数据进行时间标记。
图26B描述了用户控制装置100可以检测占用并改变连网系统的操作的示例性过程5050。用户控制装置100等待将在传感器5002处接收到的输入(步骤5052)。在步骤5054中，接收输入。输入可以是噪声、移动、热签名或通信信号。一旦接收到输入，就必须在步骤5056中由占用检测器3110或占用检测器4910对其进行处理。在步骤5058中，判定是否已检测到占用。如果已经检测到占用，则将操作命令从用户控制装置100下发至连网系统(步骤5060)。如果未检测到占用，则过程重复，并且用户控制装置100等待将在步骤5052中接收到的输入。在一些实施例中，用户控制装置100可以从对象5004接收通信信号，其可以通过NFC、WiFi、蓝牙或任何其他通信协议。
现在参照图27A，用户控制装置100可以基于安排表或日程表确定占用。在一些实施例中，用户能够直接将安排表输入到用户控制装置100。在其他实施例中，用户控制装置100可以支持与现有日程表应用的整合。在步骤5102中，用户控制装置100从用户接收日程表数据或安排表。用户控制装置100然后在步骤5104中确定用户何时不安排任何事件。在一些实施例中，用户控制装置100可以允许用户输入她预期在家的时间安排表。在步骤5104中标识的时间段然后存储为预测的占用时期(步骤5106)。在一些实施例中，用户控制装置100可以将预测的占用时期存储在远程数据存储装置中。在其他实施例中，用户控制装置100可以将预测的占用时期存储在本地存储器中。在步骤5108中，基于所存储的占用时期和相关联的用户偏好来将操作命令从用户控制装置100下发至连网系统。
在图27B中，示出了用户可以使用其来输入日程表数据的方法的示例性实施例。示出了在移动装置上访问的具有用户杰克(Jack)的安排表的现有日程表应用5140。示出了经由浏览器访问的具有用户吉尔(Jill)的安排表的现有日程表应用5142。在一些实施例中，用户控制装置100可以与杰克或吉尔的谷歌、iOS或Outlook日程表通信，并且基于获得的约会或活动信息来确定他或她将何时在家。每当用户没有安排的约会时，用户控制装置100就可以决定他将在家。在一些实施例中，用户控制装置100可以被编程用于假设用户在工作日除了那些时间之外的约会和约定之外一整天都将不在家。
用户控制装置100可以能够基于与用户的日程表相关联的位置信息来确定他何时将在家。在一些实施例中，用户控制装置100可以能够用户个人装置的网络连接性——其是否被连接——以便确定占用。在一些实施例中，用户控制装置100可以能够检测用户个人装置的网络连接性以确定用户在家里哪个区域。用户控制装置100可以能够根据管道和流动工作来控制对家里不同处所或区域的调节。杰克所连接至的网络5144可以被标识并用于确定他在家庭区域1中。吉尔所连接至的网络5146可以被标识并用于确定她在家庭区域2中。
在多占用家庭中，用户控制装置100可以能够基于占用作出操作决策。用户控制装置100可以能够基于检测到的不同用户的不同安排表进行操作。在一个实施例中，用户可以各自直接将其自己的安排表输入至用户控制装置100。在其他实施例中，用户控制装置100可以能够与外部日程表和应用通信以确定用户的安排表。用户控制装置100可以能够检测哪个用户在家并且调整操作安排表来适应用户的偏好。例如，在保持多个居住者和不同安排表的家庭中，恒温器可以检测哪个用户在家并且基于所述用户的设置和安排表来作出操作决策。可能的是，用户控制装置100可以针对客人或定期来访者(如家政人员或保姆)具有不同设置。例如，当只有家政人员在家时，用户控制装置100可以以低容量操作，这与居住在家中的整个家庭在场的情况相反。
在多占用家庭中，用户通常具有不同安排表。现在参照图27C，用户控制装置100被示出为基于居住者的安排表的交集来作出操作决策。用户控制装置100可以使用日程表信息来确定有多少用户在家并相应地调整操作。当多于一个用户在家时，用户控制装置100可以对操作程序作出决策。在一个实施例中，当具有不同偏好的用户在家时，用户控制装置100可以折衷。
图27A中所描述的过程可以适合于多居住者家庭存在冲突偏好的情形。用户控制装置100可以接收家中两个居住者的安排表。用户控制装置100基于当任何居住者都不具有安排好的事件时比较日程表检测占用。用户控制装置100可以创建用户的空闲时间的合并日程表。如果仅有一个用户在家，则应用他的设置，如用户控制装置100安排表框5174中所示出的。用户控制装置100确定已经检测到的占用的重叠。例如，如果一个用户偏好家里处于72°F，而另一个用户偏好家里处于68°F，并且两个用户都在家，则用户控制装置100可以折衷并将温度设置为70°F，如用户控制装置100安排表框5172中所示出的。
在另一个实施例中，可能存在主用户，所述主用户的设置将覆写其他用户的设置。例如，一个用户偏好家里处于72°F，而另一个用户偏好家里处于68°F；然而，第一用户是主用户，因此将她的设置传达给设备，如用户控制装置100安排表框5176中所示出的。在另一个实施例中，如果用户已经在家但是之后检测到主用户，则在检测到她之后可以自动应用她的设置。在又另一个实施例中，用户控制装置100可以保持现有用户的偏好直到主用户命令更新。
现在参照图28，用户控制装置100可以能够确定在用户到达的时候达到用户的期望设置所需的操作条件。在一个实施例中，用户控制装置100允许用户将她预期在家的时间以及她想要的设置直接编程到用户控制装置100中。在另一个实施例中，用户控制装置100可以访问用户的外部日程表并且确定她何时将在家，如在用户控制装置100安排表框5202中所示出的。例如，如果吉尔计划于17:00到家并且她希望她到达时她家是72°F，则用户控制装置100可以在16:00时从起点76°F开始冷却她家，如在情境快照5204中所示出的。到1630时，当吉尔在途中时，用户控制装置100已经将她家冷却到74°F，如在情境快照5206中所示出的。当吉尔于17:00到家时，她的家已经是72°F，如在情境快照5208中所示出的。在另一个实施例中，用户控制装置100可以能够在用户离开时接收来自用户的通信以将他们的家设置在用户控制装置100可以立即命令的某个温度处。
用户控制装置100可以能够确定家中正在发生哪些类型的活动并基于占用等级来改变操作。在一些实施例中，用户控制装置100能够检测家中的单独居住者。在其他实施例中，用户控制装置100基于与连网设备的通信来确定占用等级。例如，用户控制装置100可以能够基于由AC单元看到的假定的负载来估计占用。在另一个实施例中，用户控制装置100可以从健身跟踪器处获得活动信息以确定与特定用户相关的活动量。在又另一个实施例中，用户控制装置100可以使用传感器5002来检测正在发生的移动量或活动量。例如，用户控制装置100可以确定用户目前正占用房间，但是存在低活动水平。用户控制装置100可以确定用户正在睡觉并相应地调整调节。用户控制装置100可以确定许多人在一个房间里并且存在高活动水平，并相应地增加调节。
现在参照图29，用户控制装置100可以基于占用来调节连网AC单元中的压缩机分级。在一个实施例中，用户控制装置100可以检测占用变化并相应地调整压缩机分级。例如，用户控制装置100可以检测到更多运动正在发生，并增加分级以维持温度。在另一个实施例中，用户控制装置100可以分析家中的占用和活动等级并确定合适的分级进程。例如，如快照5302中所示出的，目前可能有一个人被用户控制装置100检测到。由于存在低占用，所以压缩机目前正在阶段1操作。在快照5304中，用户控制装置100可以从家庭网络检测到有五个人在家并命令目前处于阶段1的压缩机经历阶段2、3和4直到阶段5。然后，用户控制装置100可以检测到有十个人在家并命令目前处于阶段1的压缩机直接进入阶段5。
用户控制装置100可以能够以某个粒度确定用户在家中哪个位置。在一些实施例中，用户控制装置100与用户的个人装置(例如，个人装置5402)通信并获得GPS数据以判定用户是否在家，并且如果是，他在哪里。在一些实施例中，用户控制装置100使用地理围栏来确定用户在家的哪个区域或房间并相应地调整操作。地理围栏允许基于位置信息来限定边界。用户控制装置100可以基于检测到的占用和位置来调整操作。例如，如果在家的上层楼检测到用户，则用户控制装置100可以增加对上层楼的调节。用户控制装置100可以检测到下层楼没有居住者并减少对下层楼的调节。
用户控制装置100可以允许用户通过应用设置他们的占用状态或允许用户将他们的占用状态设置为用户控制装置100的输入。在一些实施例中，用户可以通过对象1104(如移动电话)来输入他们的占用状态。例如，吉尔可以将她的状态设置为“离开”。在一些实施例中，不同的用户可以具有不同的设置，并且用户控制装置100可以根据接收到的状态信息来确定占用等级。在一些实施例中，用户控制装置100能够基于对象5004(其在一些实施例中为移动电话)的连接性而自动更新用户的状态。
在一些实施例中，用户控制装置100可以根据他们的检测到的位置向用户的移动电话5004发送推送通知。例如，如果检测到吉尔已经离开了她的家，则用户控制装置100可以显示询问她是否想要将她的状态设置为“离开”的提示。在一些实施例中，当用户离开时，与用户控制装置100相关联的系统进入节能状态，这对留在家中的居住者来说可能是不舒服的。用户控制装置100可以允许主用户覆写其他用户给予用户控制装置100的所有命令。在一些实施例中，如果主用户离开，则系统将进入节能状态(尽管其他用户占用着家)。用户控制装置100可以向主用户显示另一个用户仍然在家的警告，并询问她是否仍然想要将她的状态设置为“离开”。例如，如果吉尔是主用户并且检测到她正离开她的家，则用户控制装置100可以询问她是否想要将她的状态设置为“离开”。如果她选择“是”，则用户控制装置100可以警告她杰克仍然在家并且系统将进入节能状态(尽管他正占用)。用户控制装置100可以询问用户是否确定她希望更改她的状态。如果用户选择“是”，则系统可以执行与未占用相关联的任何命令。
用户控制装置100可以基于区域传感器检测用户的位置，所述区域传感器可以通过任何通信协议进行通信。例如，区域传感器可以使用蓝牙、NFC、WiFi或任何其他通信协议。在一些实施例中，用户控制装置100可以通过播放声音来指示对用户的检测是成功还是失败。在一些实施例中，针对成功或失败，声音可能是唯一的。在一些实施例中，可以显示附带指示器。例如，可以显示消息，警告用户他们没有通过认证。指示器可以与闪烁LED一样简单。
用户控制装置100可以基于检测到的占用来调整其通信行为。在一个实施例中，用户控制装置100可以确定用户在厨房中而用户控制装置100在客厅中。由于用户无法看到用户控制装置100的屏幕，所以用户控制装置100可以试图通过厨房中的扬声器或通过用户的便携式电子装置来向用户传达任何操作变化。
用户控制装置100可以能够从用户行为中学习并且存储数据以适应操作并更好地服务用户。在一个实施例中，用户控制装置100可以分析所获得的位置数据并确定用户在其中度过他的大部分时间的位置。用户控制装置100可以将所述位置设置为优先于家里的所有位置进行调节。在另一个实施例中，用户控制装置100可以允许用户设置他们偏好的优先级空间。
用户控制装置100可以能够从外部源学习如何调整操作。在一些实施例中，用户控制装置100存储检测到占用的日期和时间。用户控制装置100可以基于季节来确定合适的调节命令可能是什么。用户控制装置100可以能够基于从家中收集的历史数据来学习对标准操作条件的合适调整可能是什么。
用户控制装置100可以基于检测占用的频率来对标准操作条件做出调整。例如，用户在一个时间处被检测到。一段时间后，再次检测到用户。用户控制装置100基于检测之间的时间作出操作决策。在一个实施例中，传感器3020包括运动传感器并且用户控制装置100仅根据运动来检测占用。例如，宠物猫可能在一分钟内经过传感器几次，造成用户控制装置100检测到“高占用”。然而，用户控制装置100可以具有阈值频率，经过所述阈值频率之后，用户控制装置决定不应该把每次检测看作单独事件。在另一个实施例中，用户控制装置100可以检测可能由于故障部件而高频率地连接至家庭网络的用户装置。用户控制装置100可以决定高活动水平不是真实的并相应地取消调整。
当检测到占用时，用户控制装置100可以接收识别信息。在一个实施例中，用户控制装置100可以使用传感器3020(在一个实施例中为多个相机)来检测并且识别单独的用户。在另一个实施例中，用户控制装置100可以接收来自用户的便携式电子装置的用户信息。在又另一个实施例中，用户控制装置100可以与网络通信以从连接至网络的装置接收用户信息。用户控制装置100可以针对每个相关联的装置存储个性化设置并控制配置。用户控制装置100可以从网络加载设置以根据检测到的用户来调整用户接口。例如，用户可能偏好拥有只具有温度调节的用户接口，而另一个用户可能偏好拥有允许她访问每个可用选项的用户接口。用户控制装置100可以允许用户创建个性化主屏幕，所述个性化主屏幕显示用户最感兴趣的信息。
用户控制装置100可以基于检测到的用户显示不同的信息。在一些实施例中，用户控制装置100能够基于从传感器3020接收到的信息来在居住者之间进行区分。传感器3020之一可以为相机、IR传感器、麦克风或可以用于检测占用的任何其他可想到的传感器。如果检测到儿童或宠物，则用户控制装置100可以只显示当前温度。在一些实施例中，用户控制装置100可以基于他们的可识别的个人装置来检测用户并显示她选择的屏幕。例如，如果用户偏好看看要多久才能达到她的设置，则当检测到她在家时，她可以选择所述屏幕作为默认屏幕。在另一个实施例中，用户控制装置100可以显示最常用的屏幕。例如，如果在所有可用屏幕当中温度屏幕用得最多，则每当检测到占用时用户控制装置100可以显示温度屏幕。
数据分析
现在参照图30，用户控制装置100由于其双向通信能力而能够接收用于计算度量(如假定的负载和当前能耗)的信息。用户控制装置100被示出为与网络6306连接，通过所述网络，用户控制装置100可以与经销商6302、天气服务6308、分析服务6310和/或公共设施提供商6304通信。用户控制装置100被示出为直接与HVAC设备2420进行通信。应当理解的是，用户控制装置100被示出为与其连接的资源不旨在是限制性的，并且用户控制装置100可以与任何数量的装置、服务和系统连接。系统的历史(包括设备操作性能)可以存储在集成有用户控制装置100的存储器中或存储在网络6306中，以供稍后访问。
用户控制装置100可以通过分析服务6310来分析数据。分析服务6310可以是分析模块3124或分析模块4924(即，用户控制装置100的部件)的实施例或可以是与用户控制装置100通信的远程服务。用户控制装置100和分析服务6310可以能够使用来自系统以及连接至网络并且在大小和设备配置上类似的其他系统的历史数据。用户控制装置100可以能够使用本地设备历史或存储在类似设备的网络6306中的历史来就其系统能力训练用户。分析服务6310可以具有对其可用的算法以及所述分析服务可以根据其提供有根据的估计的历史计算和分析储备。
用户控制装置100可以从连网设备接收基本操作数据，然后将其传输给分析服务6310。分析服务6310可以使用来自连网设备的反馈作出准确估计并检测故障。例如，分析服务6310可以确定尽管AC单元在过去的20分钟内以最大设置操作，但尚未检测到温度变化。分析服务6310然后可以针对用户控制装置100生成误差消息以传送给用户。分析服务6310还可以能够检测问题(如容量不一致和分级故障)。应当理解的是，分析服务6310不局限于检测明确枚举的问题。
用户控制装置100可以与向用户提供工具的商业能量管理软件连接。这些工具允许用户使用他们感兴趣的变量来创建报告。在一些实施例中，用户控制装置100可以向商业能量管理软件传输接收到的所有数据，以供处理并呈现给用户。用户控制装置100可以从能量管理软件接收结果和报告以在便携式装置上或在显示器3002上显示给用户。不在本地处理数据的优点包括消费者的单位成本降低以及更新或修补功能的简单性。用户控制装置100可以同与用户控制装置100和独立程序通信的插件兼容。插件可以检测参数(如电流消耗)并且可以能够通过监测电流消耗或其他这种参数来早期地检测系统的动作。
分析服务6310可以将用户能量使用数据与他们的能量账单组合以报告用户行为的财政影响。用户控制装置100能够与用户装置通信，所述用户装置可以授权用户控制装置100接收计费信息。在一些实施例中，用户控制装置100可以通过将需求响应信息集成到报告中来帮助用户减少他们的能量账单。在一些实施例中，用户控制装置100能够开展用户能量行为的成本分析。例如，用户控制装置100可以能够从公共设施提供商或智能电表接收需求响应反馈，所述需求响应反馈可以与用户能量使用一起被分析以通知用户其使用行为的影响。
现在参照图31A，示出了若干过程，通过所述过程，用户可以控制他的或她的能量使用情况以及所产生的能量账单。在过程6402中，示出了用户控制装置100的显示器3002。用户控制装置100可以建议设定值以帮助用户达到他的或她的目标账单金额。在步骤6404中，要求用户输入他的或她的当前每月能量账单和他们的当前设定值。例如，吉尔目前可以通过保持她的设定值在夏天为68°F并且在冬天为76°F来每月支付350美元的能量账单。在步骤6406中，要求用户输入他的或她的目标账单金额。吉尔可以输入金额250美元，如果她想要将她的账单减少到每月250美元。
在一些情形中，目标账单金额是不可能的。如果目标账单金额不可实现，则用户控制装置100可以向用户显示警告：他的或她的目标在当前操作条件下是不可实现的。例如，如果在不违背宜居温度约束的情况下外部温度(例如，实际温度或预测温度)太极端而无法将账单减少到250美元，则用户控制装置100可以显示目标账单金额不可实现的消息。用户控制装置100可以闪烁消息，所述消息读出为“当前操作温度阻止我达到你的目标账单金额。我们正在使这个月的账单达到300美元”。当目标账单金额可能时，用户控制装置100可以将设定值改变成向用户建议的设定值。
在一个实施例中，用户可以输入他或她自己偏好的设定值以便查看在他或她不改变他的或她的能量使用情况时他的或她的每月账单是多少。在步骤6408中，例如，吉尔可以输入她的偏好为70°F和74°F。用户控制装置100可以确定：基于本地历史设备数据，吉尔的月账单根据其当前设置将为230美元。在一些实施例中，用户控制装置100可以使用来自存储在网络6306中的历史的数据。用户控制装置100可以传送使得由数据分析服务6310分析数据的需求。用户控制装置100可以与连接至网络6306的其他装置通信并将信息显示在连网装置上。在一些实施例中，用户控制装置100可以在用户装置5402上显示所有数据和通信。
仍然参照图31A，在过程6424中，用户控制装置100可以允许用户跟踪他们的与其目标有关的使用情况。在步骤6426中，用户控制装置100在显示器3002上示出与用户当月的目标支付有关的用户能量使用情况。例如，吉尔想要在七月支付100美元。现在是13日，并且她已经完成她目标支付的一半(例如，当月费用已经超过50美元)。这允许吉尔对她是想要调整她的使用习惯还是接收更大的账单作出明智决策。在一些实施例中，用户控制装置100可以提供不同操作参数及其对应能量使用情况的报告。
在步骤6428中，示出了压缩机的每个阶段的运行时间。在步骤6430中，示出了与每个阶段的运行时间相关联的计算出的成本。此比较通知用户其使用习惯并允许用户决定是否且怎样进行调整以影响其每月账单。在一些实施例中，用户控制装置100可以使用存储在网络6306中的历史表现数据。用户控制装置100可以传送使得由数据分析服务6310分析数据的需求。用户控制装置100可以与连接至网络6306的其他装置通信并将信息显示在连网装置上。在一些实施例中，用户控制装置100可以在用户装置5402上显示所有数据和通信。
仍然参照图31A，用户控制装置100可以自动地改变设定值(过程6450)。在步骤6452中，用户控制装置100的显示器3002被示出为通知用户他的或她的设定值已经升高了2°F。例如，杰克可能已经使他的设置为72°F，并且在几小时过程中，用户控制装置100可以将温度升高到74°F。用户控制装置100可以通知杰克他的设定值增加了，并且询问他是否舒适地感觉到差异或者他是否想要保持所作出的改变。如果用户选择接受改变，则用户控制装置100可以显示由所述改变引起的预计节省(步骤6454)。在一些实施例中，这是每月的节省。用户控制装置100可以能够估计任何时间段(例如，一天、一周、一月、一年、六小时、十二天等)的节省。
有利地，过程6450中展示的特征可以通过做出调整并向他们示出甚至小的改变能够如何产生节省来帮助用户节省能量。在一些实施例中，用户控制装置100可以使用来自存储在网络6306中的历史的数据。用户控制装置100可以传送使得由数据分析服务6310分析数据的需求。用户控制装置100可以与连接至网络6306的其他装置通信并将信息显示在连网装置上。在一些实施例中，用户控制装置100可以在用户装置5402上显示所有数据和通信。
仍然参照图31A，用户控制装置100可以将家庭系统与周围区域或附近的系统进行比较(过程6474)。在一些实施例中，将仅示出具有类似设置和设备的家庭。在其他实施例中，将示出区域内的所有家庭，不管其设置和设备如何。在步骤6476中，用户控制装置100可以在显示器3002上示出对邻居使用的设定值的统计。这允许用户将其使用习惯与类似环境条件中的用户进行比较。例如，杰克和吉尔居住在罗杰(Roger)先生附近。用户控制装置100示出了40％的家庭具有设定值72°F和72°F(指的是他们全年保持72°F的设定值)。
在步骤6478中，用户控制装置100可以示出针对包括在报告中的家庭设置的平均每月账单。用户控制装置100可以询问用户他们是否想要尝试设置，允许用户在不需要过度努力的情况下作出预算和节能意识决策。在一些实施例中，用户控制装置100可以使用来自存储在网络6306中的历史的数据。用户控制装置100可以传送使得由数据分析服务6310分析数据的需求。用户控制装置100可以与连接至网络6306的其他装置通信并将信息显示在连网装置上。在一些实施例中，用户控制装置100可以在用户装置5402上显示所有数据和通信。
用户控制装置100可以将连网系统与连接至网络6306的类似系统进行比较。这种系统可以包括由用户控制装置100的另一个实例操作的其他庭和/或建筑物或者不同家庭/建筑物管理系统。用户控制装置100可以找到连接至网络的系统子集，所述子集与连接至用户控制装置100的系统类似。可以基于设备配置、房子大小、位置、气候和各种其他因素或上述因素的任何组合来确定类似系统。用户控制装置100可以发送针对由分析服务6310生成报告的请求，所述请求可以检索类似系统的经标识的子集的数据(例如，来自远程系统、来自能量公共设施等)。
现在参照图31B，用户控制装置100可以生成分析家或建筑物的能量使用情况的报告。用户控制装置100可以在用户装置5402上显示报告，以便将用户的能耗和行为与其他类似系统进行比较和对比。用户控制装置100还可以在显示器3002上示出比较报告。例如，用户控制装置100可以显示将约翰(John)的能量使用情况与他的邻居(杰克和吉尔)的使用情况进行比较的报告。在一些实施例中，来自其他家和建筑物的能耗数据被匿名化和/或被聚合以保护用户隐私。
在一些实施例中，用户控制装置100可以找到针对许多参数类似的系统，尽管不必在地理上接近。用户控制装置100可以能够通知用户他们在能量使用方面的排名。例如，用户控制装置100可以通知用户他们的能量使用超过类似系统当中的平均值。这允许用户评估其能量使用行为并决定其重视效能、舒适还是折衷。在一些实施例中，可以给出编号排名，鼓励用户使用用户控制装置100及其设置进行试验以便更加有效。
设想用户可以在社交媒体上公布其排名及其设置以便与其他人共享并产生竞争感。例如，用户可以使用消息“我的调节系统这个月以多于10％的效率运行并且我的电费账单节省了15美元！感谢江森自控有限公司(Johnson Controls Inc.)！”在社交媒体上公布他们的设置。用户控制装置100可以允许用户容易地将能量节省输出至社交媒体以促进共享。
现在参照图31C，用户可以能够向用户控制装置100指示其偏好，所述用户控制装置可以使用所述偏好来作出操作决策。当根据过程6480比较系统时，用户控制装置100可以判定其他系统的设置是否可以影响用户的能量使用情况。在步骤6481中，用户控制装置100可以找到连接至网络的系统的子集，所述子集与连接至用户控制装置100的系统类似。可以基于设备配置、房子大小、位置、气候和各种其他因素或上述因素的任何组合来确定类似系统。
用户控制装置100可以发现具有类似系统的类似大小的邻近家庭使用更少的能量(步骤6482)。如果用户已经指示他们重视能效，则用户控制装置100可以通知用户已经发现潜在更高效的设置(步骤6483)。在一些实施例中，用户控制装置100可以自动试运行已经被标识为潜在影响用户的能量使用情况的设置。例如，用户控制装置100可以在用户不在家时运行潜在更高效系统的设置并且在用户返回时报告测试结果(步骤6484)。
在一些实施例中，用户控制装置100可以显示具有被标识的潜在有影响设置的提示并且允许用户决定是否要测试设置以及要测试哪种设置。例如：设备和所服务的区域中完全相同的系统被标识为比吉尔的系统高10％效率地操作。用户控制装置100可以显示“根据存储在云中的信息，你可以能够通过将你的风扇速度增大到高(HIGH)来提高效率。你是否想要将你的风扇速度从中(MEDIUM)增大到高(HIGH)？接受这一改变，请选择是(Yes)。拒绝这一要求，请选择否(No)。”根据吉尔的选择，用户控制装置100将调整风扇速度或忽略所述提示。
在一些实施例中，当设置未产生期望的结果时，问题可能发生。例如，系统的鼓风机可能太小而无法以更高的速度任何更有效地操作。压缩机可能坏掉并且因此当分级改变时没有产生更好的结果。用户控制装置100可以标识这些问题的根源并评估最可能的问题是什么(步骤6485)。用户控制装置100然后可以向用户显示询问她是否想要给她的经销商或技术员打电话来维修被标识问题根源的提示。
用户控制装置100能够提供家庭能量使用情况的清晰且最新的报告。用户控制装置100能够与各种各样的装置通信，并且当创建使用情况报告时通信允许更加详细。而来自公共设施提供商的每月账单仅仅示出了总体使用情况，分析服务6310提供关键信息(如使用时间和与使用情况相关联的设备件)。例如，用户控制装置100可以显示能量使用情况报告，所述报告示出了对于过去的两天，洗碗机已经使用的能量的量超过其在家中三年来所使用的能量的量的两倍。用户控制装置100可以检测差异并通知用户洗碗机可能发生故障。
用户控制装置100可以显示能量报告，所述能量报告示出了AC系统使用少于用户预想的能量。用户控制装置100可以显示能量报告，所述能量报告示出了洗衣机使用能量，即使在所述洗衣机未被使用的情况下。此信息可以帮助用户决定是时候替换旧的低效率的电器了。用户控制装置100可以连接至家中更旧的现有设备，以使用常规恒温器相比先前性能提高效率。在一些实施例中，用户控制装置100随时间推移使用计量对设备操作参数进行改变。
用户控制装置100可以能够使用分析服务6310来计算达到用户命令的设定值所需要的时间。在一些实施例中，本地完成此计算。在其他实施例中，用户控制装置100可以将数据传输至分析服务6310，所述分析服务可以将结果传输回至用户控制装置100或用户装置5402以供显示。例如，当室外温度为80°F并且存在低湿度时，用户控制装置100可以接收命令来将家中温度到72°F。用户控制装置100将当前操作条件和命令传输至分析服务6310。
分析服务6310可以根据当前操作条件、来自设备的反馈和历史数据来确定系统将能够在半小时内达到指定的设定值。分析服务6310可以将此信息传输至用户控制装置100，所述用户控制装置可以向用户显示通知他或她系统将在半小时内达到设定值的消息。在一些实施例中，基于某些外部条件，系统可能处于不寻常的负载量下。分析服务6310可以在将系统性能与类似系统进行比较时认清这一点并且可以调整时间估计。在一些实施例中，分析服务6310向标准时间估计添加偏移。设想分析服务6310还能够在更优的条件下执行此功能，并且从标准时间估计中减去偏移。
现在参照图31D，用户控制装置100可以能够通知用户系统达到用户指定设定值的能力。例如，当室外温度为105°F时，用户控制装置100可以接收用于将大房子调节到77°F的命令。用户控制装置100向分析服务6310发送当前操作条件和命令。分析服务6310可以根据当前操作条件、来自设备的反馈以及历史数据而确定：由于高湿度和相对于房子大小安装的AC单元的大小，系统无法达到设定值。分析服务6310可以通过使用来自当前操作的数据点来确定这一点以便推断将来温度。分析服务6310可以使用历史数据点来确定当前操作条件下的设定值极限。分析服务6310可以将此信息传输至用户控制装置100，所述用户控制装置然后向用户显示通知她系统无法达到设定值的消息。
当这种情形出现时，用户控制装置100可以能够以任何数量的不同方法来通知用户。用户控制装置100可以在显示器3002上显示指示符(如闪烁的消息)、将消息传输至用户装置5402以振动和警告用户设定值不可达到、播放声音或任何数量的其他通知用户的方法。用户控制装置100可以显示具有关于所述情形的更多信息(如贡献于系统无能力达到设定值的因素)的消息。设想用户控制装置100可以通知用户任何条件并提供附加信息，并且此特征不限于用户无法达到指定设定值的情况。
在一些实施例中，用户控制装置100可以能够计算最大或最小设定值，可以基于当前操作条件、来自设备的反馈以及历史性能数据来实现所述最大或最小设定值。在一些实施例中，用户控制装置100使用历史数据来确定系统之前能够达到设定值，但是现在无法达到。这种性能的降低可能由于系统中的部件的退化，并且用户控制装置100可以显示提示，告诉用户一件设备可能坏掉或受损。用户控制装置100可以询问用户他们是否想要给他们的经销商或技术员打电话来修理系统。
用户控制装置100可以能够在设定值无法达到时提供替代品。在一些实施例中，分析服务6310可以能够发现系统可以牺牲某些参数来实现用户期望设置的解决方案。例如，如果用户愿意支付更多的电费、减少部件的使用寿命、等待更长的时间段或关闭另一个电器，则用户控制装置100可以能够实现指定的设置。应理解的是，存在可以作出以实现期望的恒温器设置的其他折衷。为用户提供选择，所述用户然后将能够在能量节省和时间损失之间作出决策。
用户控制装置100可以根据用户是否正减少设定值(最小值)或增大设定值(最大值)而显示适当的设定值极限。在一些实施例中，用户控制装置100能够根据用户的命令检测何时示出设定值极限。例如，如果用户正在用户控制装置100的用户接口3010处反复地输入命令，则用户控制装置100可以显示设定值极限。在其他实施例中，在已经满足预定条件之后，用户控制装置100可以直接达到极限。例如，如果用户正在用户控制装置100的用户接口3010处反复地输入命令并且将按钮按下持续一定量的时间，则用户控制装置100可以将输入解译为用于将系统设置为对应极限的命令。在一些实施例中，如果在用户尝试命令系统进一步向极端方向移动时系统已经处于其极限，则用户控制装置100可以在显示器3002上显示通知以通知用户系统已经处于其极限并且在当前条件下无法满足他们的请求。
用户控制装置100可以能够向用户示出他们的命令的效率或舒适度结果。用户控制装置100可以在热天接收命令以将家中温度调节为比其当前温度低2°F。用户控制装置100可以将当前操作条件和命令传输至分析服务6310。分析服务6310可以根据当前操作条件、来自设备的反馈和历史数据来确定与2°F降低相关联的附加成本以及基于与家庭相关联的计费历史而使用的附加能量、连接至网络的类似系统的计费数据以及用于确定能耗的算法。用户控制装置100可以能够执行这些计算，用于设定值的任何增加、减少或缺少变化。
计算出的能耗和附加成本可以由分析服务6310用于向用户提供关于他们的使用行为的建议。例如，用户控制装置100可以显示消息，所述消息解释在热天将设定值提升2°F可能使用户在那天节省多达3美元。用户控制装置100可以提供用于节约能量的小建议(如通过关闭高能量装置(如干燥器)或通过关闭窗户来更好地隔绝房屋来减少负载)。用户控制装置100可以提供最近未使用的节能或省钱特征的建议。
分析服务6310可以能够通过将当前性能与历史性能进行比较来判定一件设备是否正确地运行。例如，分析服务6310可以确定如果连网单元发生故障，则分析服务6310可以向用户控制装置100传输错误代码，所述用户控制装置然后向用户显示错误代码。在一些实施例中，用户控制装置100可以在显示器3002上显示错误代码。在其他实施例中，用户控制装置100可以在用户的装置5402上或在连接至系统的基于web的应用中显示错误代码。
如果检测到故障，则可以改变标准分级进程或操作程序从而为用户提供最好的体验。例如，AC单元可以正常地逐级过渡，而不用跳级。如果用户控制装置100已经检测到系统内某处已经发生了故障，则用户控制装置100可以命令压缩机跳过低级并且直接到达高级，以便维持性能。在另一个示例中，用户控制装置100可以从流量系统接收管道已经在系统中某处堵塞并且气流已经大大减少的信息。为了维持性能，用户控制装置100可以命令增加气流以对堵塞进行补偿。
用户控制装置100可以基于历史性能更改分级、气流或其他系统参数。在一些实施例中，分析服务6310可以搜索历史数据以查找具有匹配条件的操作时段并根据用户的偏好来选择产生最希望的结果的设置和命令。
用户控制装置100可以基于其他因素(如天气条件和预报)来更改分级进程或其他操作参数。用户控制装置100可以能够从天气服务、网络或用户控制装置100可以直接或间接与其通信的装置接收天气信息。在一些实施例中，用户控制装置100能够接收天气预报并基于所述预报作出操作决策。例如，用户控制装置100可以在一个温和宜人的夜晚接收到第二天早上将在零度以下的信息。用户控制装置100可以命令系统在没有从低级过渡的情况下达到100％的操作电力。在一些实施例中，用户控制装置100可以使用接收到的天气信息来根据用户定义的设定值更改设定值。
用户控制装置100可以基于因素(如用户需求或活动等级)来更改分级进程或其他操作参数。在一些实施例中，用户控制装置100在用户命令突然且显著的温度变化时调节操作参数。例如：外面在零度以下并且用户在度假后已经返家；HVAC系统突然被上电且被命令将家加热至72°F；用户控制装置100命令所有设备以最大容量操作以便尽快达到设定值。
在其他实施例中，用户控制装置100检测占用和活动的等级并且相应地调节操作参数。例如：家里有聚会并且许多人在跳舞；用户控制装置100检测高等级的占用和活动并命令所有设备以最大容量进行操作以便维持设定值。应当理解的是，用户控制装置100可以检测到占用或活动低或不存在并相应地调整操作条件。例如，用户控制装置100可以检测到几乎没有活动并命令设备以低容量并且尽可能有效地进行操作。在一些实施例中，用户控制装置100可以检测到不存在占用并且外面的条件是可接受的，并关闭所有设备以便节约能量。
现在参照图32，用户控制装置100能够用曲线表示家庭的电力使用情况。用户控制装置100可以定期处理数据以便在用户请求时立即显示结果。用户控制装置100可以基于用户输入来过滤数据，或者用户控制装置100可以提供若干预定过滤器。在一个实施例中，用户控制装置100能够确定并显示每个压缩机阶段的系统能量使用情况、风扇速度或任何可量化度量，从而允许用户作出与她的能量使用习惯有关的明智决策。例如，用户控制装置100可以分析来自过去一个月的数据并通过将压缩机设置成在阶段3而不是阶段2运行来报告吉尔一直在使用多于20％的能量。系统已经在阶段3在10天内的这种能量增加导致了与吉尔的标准能量账单相比净增5美元。根据这个信息，吉尔可以决定她是偏好效能还是舒适度并相应地调整(或不调整)她的使用情况。
用户控制装置100可以被配置成将一个家庭的能量使用与类似大小和设置的另一个家庭进行比较。例如，用户控制装置100可以识别处于类似气候中具有类似建筑物面积和设备配置的家，以便与用户控制装置所属的家庭进行比较。在一些实施例中，用户可以选择查看他们的使用情况与不类似家庭的使用情况的比较。例如，除了他们当前的家或他们计划购买的新家之外，用户可能希望估计他们的能量使用情况。
图33是根据说明性实施例的恒温器控制的系统的框图。系统5300包括用户控制装置100、HVAC设备5305、气阀5315以及房间5320。在替代性实施例中，可以使用附加的、更少的和/或不同的元件。HVAC设备5305可以是用于控制房间5320的气候的任何适当设备。房间5320是一个或多个建筑物的不同房间。
用户控制装置100与气阀5315通信，所述气阀可以是智能气阀。气阀5315可以包括用于控制流过对应气阀5315的空气量的流量限制元件和致动器。用户控制装置100和气阀5315可以使用无线通信，如使用thread网络协议来进行通信。气阀5315中的每一个可以具有反馈回路5325。反馈回路5325可以是指示对应房间5320的条件的电信号。例如，反馈回路5325可以向气阀5315指示房间的温度、房间的占用、房间的湿度等。基于来自反馈回路5325的信息，气阀5315可以调整从HVAC设备5305并且穿过管道2910行进到对应房间5320的空气量。因此，每个房间5320可以受对应气阀5315的独立控制。
在说明性实施例中，每个气阀5315从用户控制装置100接收对应房间5320的设定温度。每个气阀2015可以基于反馈回路5325控制通过管道2910的气流以控制对应房间5320的温度。例如，当房间5320被占用时(例如，基于占用传感器来确定的)，对应气阀2015可以将房间5320的温度控制为处于从用户控制装置100接收到的设定值。在替代性实施例中，可以基于除了占用之外的任何适当基础将房间5320控制为处于从用户控制装置100接收到的设定值。
图34是根据说明性实施例的可NFC配置的系统的框图。系统5400包括用户控制装置100、通信中枢以及远程装置5410。在替代性实施例中，可以使用附加的、更少的和/或不同的元件。
在说明性实施例中，可以使用近场通信(NFC)来在如用户控制装置100与远程装置5410等装置之间传送信息。可以在通信装置彼此相对靠近(例如，约两英寸)时使用NFC。通信装置可以检测到所述装置处于彼此的NFC通信范围内并且彼此自动交换信息。在说明性实施例中，用户控制装置100和远程装置5410中的一个或多个是NFC使能的。远程装置5410可以包括远程传感器、致动器、设备等。例如，远程装置可以包括温度传感器、占用传感器等。
远程装置5410可以被配置成通过如局域网(LAN)等无线通信网络、使用例如WiFi或任何其他适当的中到长距离通信协议来与用户控制装置100通信。在图33所示的实施例中，远程装置5410经由通信中枢5405与用户控制装置100无线通信。通信中枢5405可以是例如无线路由器。在说明性实施例中，用户控制装置100和远程装置5410在其上通信的网络是安全网络。例如，所述网络可以需要SSID和/或密码以加入网络。
在说明性实施例中，远程装置5410可以与用户控制装置100通信以接收要在安全的无线网络上传送的凭证。例如，在安装了远程装置5410时，可以使用用户控制装置100来“轻触”远程装置5410，使得远程装置5410和用户控制装置100可以经由NFC进行通信。当处于通信范围内时，用户控制装置100可以向远程装置5410传送网络凭证。在说明性实施例中，当用户控制装置100与远程装置5410之一处于NFC通信范围内时，用户控制装置100可以向远程装置5410传输配置设置。在说明性实施例中，当用户控制装置100与远程装置5410之一处于NFC通信范围内时，用户控制装置100可以启动帮助用户设置远程装置5410的配置向导或进程。
在说明性实施例中，可以使用被配置成经由NFC通信的移动装置(例如，智能电话、平板计算机等)来向远程装置5410传输网络凭证和/或配置信息。例如，与用户控制装置100相关联的移动装置可以存储凭证或配置信息并且在处于NFC范围内时向远程装置5410传输所述信息。在替代性实施例中，移动装置可以经由例如WiFi与用户控制装置100通信，并且移动装置可以将来自用户控制装置100的信息传送至远程装置5410。例如，信息可以经由WiFi从用户控制装置100传输至移动装置，并且信息可以经由NFC从移动装置传输至远程装置5410。
在说明性实施例中，移动装置可以作为远程装置5410的用户接口而进行操作。例如，当移动装置与远程装置5410处于NFC通信范围内时，移动装置和远程装置5410可以通信以允许用户设置如远程装置5410的位置、远程装置5410的感测范围、远程装置5410的装置名称等设置。在说明性实施例中，在远程装置5410已经经由NFC接收到网络凭证并且连接到通信网络之后，设置经由通信网络传输至远程装置5410。
在说明性实施例中，可以使用用户计算装置来与用户控制装置100通信。例如，用户计算装置可以是膝上型计算机、智能电话、平板计算机等。在说明性实施例中，用户计算装置可以具有复制(mirror)用户控制装置100的用户接口的用户接口。例如，用户控制装置100可以向用户计算装置传输当前显示。用户计算装置可以显示当前显示在用户控制装置100上的信息。在说明性实施例中，用户控制装置100和用户计算装置的显示将基于经由用户控制装置100或用户计算装置的用户接口接收到的用户输入而变化。
在说明性实施例中，可以使用用户计算装置来向用户提供增强现实。例如，用户计算装置(例如，智能电话)可以包括面向用户计算装置的屏幕的相反方向的相机。屏幕可以显示相机指向的事物的图像。用户计算装置可以与用户控制装置100通信以向用户呈现用户控制装置100可访问的用户信息。例如，用户可以在观看用户计算装置的、显示由相机捕获到的视图的显示器时在房子内导航。可以使用如相机指向的房间的温度、所述房间的设定值、所述房间的湿度等信息来增强所述视图。在说明性实施例中，屏幕的颜色可以基于相机指向的房间的温度而变化。
在一些实施例中，用户控制装置100可以包括面向后方的相机并且可以用于向用户提供增强现实。例如，用户控制装置100的透明显示器可以是可从基部移除的，并且用户可以通过用户控制装置100的显示器观看物体或房间。用户控制装置100的显示器可以增强通过显示器观看的场景。
在说明性实施例中，增强现实可以与故障检测诊断助手一起使用。例如，HVAC设备可以闪光以指示HVAC系统有问题或者传达其他信息。闪光的速率、频率或模式可以基于所传达的信息。在说明性实施例中，用户计算装置的相机可以用于观看和监测闪光并且基于频率或模式来确定所传达的信息。所述信息可以转换成对于用户来说有帮助的格式。例如，以1赫兹频率、以50％的占空比闪烁开启和关闭的光可以指示HVAC风扇故障。用户计算装置可以显示如“HVAC系统风扇故障”等文本。在说明性实施例中，相机捕获的视频可以传输至技术人员，所述视频可以基于技术人员的推荐在屏幕上显示信息。
在说明性实施例中，用户计算装置可以用于改变用户控制装置100的一个或多个设置。例如，用户计算装置的相机可以指向房间，并且可以向用户显示房间的设定值。屏幕可以用于经由例如滑块、收缩或其他手势等来调整设定值。在一些实施例中，可以改变房间的控制模式。例如，房间的模式可以包括节能模式、最终舒适模式、正常模式等。
在说明性实施例中，用户控制装置100可以向用户显示用户控制装置100在所收集到的数据中识别到的异常情况或异常值。用户可以指示用户控制装置100应当忽略这种数据点。用户控制装置100可以使用学习算法来学习系统的操作以更准确地确定何时向用户警告异常状况。学习算法可以使用来自用户的输入来帮助学习控制系统。
在说明性实施例中，用户控制装置100可以包括语音识别装置。例如，如果用户说“晚安，格拉斯”，则用户控制装置100可以将卧室的设定值调整为适于睡眠状况。在说明性实施例中，语音引导的命令可以由用户控制装置100接收。用户控制装置100可以向用户提供可听反馈，如自用户上次查看用户控制装置100以来已经发生的事情的语音概述。用户可以向用户控制装置100提供命令，如“这里好热”、“开大暖气！”或“这房间里为什么这么冷？”。用户控制装置100可以基于用户的命令来调整一个或多个设定值。在说明性实施例中，用户控制装置100可以基于用户产生的噪声来确定卧室中的用户是醒着的，并且用户控制装置100可以使卧室灯打开。在说明性实施例中，语音识别可以用于订购替换零件、杂货等。在说明性实施例中，用户控制装置100可以访问任何适当的信息源以向用户提供所请求的信息。例如，用户可以询问天气怎么样，并且用户控制装置100可以访问天气数据库以确定外部天气。用户控制装置100可以以语音格式向用户报告结果。
在说明性实施例中，用户控制装置100可以引导建筑物交通。例如，如果发生紧急情况，则用户控制装置100可以显示撤离指示或居住者应当采取的移动方向。在说明性实施例中，恒温器可以检测到用户是紧急情况响应者并且可以向紧急情况响应者提供相关信息，如火情发生在左边的门背后。
在说明性实施例中，用户控制装置100可以用作宾馆礼宾。例如，语音识别或任何其他用户输入装置(例如，触摸屏)可以由用户用于请求如具有良好就餐体验的餐馆的位置等信息。用户控制装置100可以访问例如宾馆数据库或互联网上的信息并且向用户提供推荐或选项。在说明性实施例中，用户可以向用户控制装置100指示存在紧急情况，并且用户控制装置100可以通知适当人员(例如，宾馆员工、警察、救护车等)。
在说明性实施例中，用户控制装置100可以定位用户的物品，如钥匙、背包、设备、包等。例如，可以使用允许物品被用户控制装置100跟踪的装置来标记所述物品。
如上所述，用户控制装置100的显示器可以是透明的。在一些实施例中，用户控制装置100的显示器可以集成到任何适当的玻璃或透明材料中。例如，用户控制装置100的显示器可以结合到窗户、镜子、咖啡桌、冰箱门、橱柜等中。在这种实施例中，用户控制装置100可以检测显示器处的对比度级别并提供相应的色彩方案。例如，用户控制装置100可以结合到橱柜的深色木板中，并且用户控制装置100的对比度级别可以为高。在另一个示例中，用户控制装置100的显示器可以结合到浅色墙中，并且用户控制装置100的显示器可以具有较低对比度并且看起来更透明。
在说明性实施例中，用户控制装置100访问包括针对用户控制装置100的用户的安排的数据库或其他存储装置。例如，用户控制装置100可以访问用户控制装置100的用户中的一个或多个的电子日程表。基于所述日程表，用户控制装置100可以确定要采取哪些动作。例如，如果日程表指示房子中的家庭将要旅行一周，则用户控制装置100可以降低家中的加热或冷却量。在说明性实施例中，用户控制装置100可以向一个或多个电源插座安排选择性电力应用。例如，可以将灯插入到电源插座中，并且用户控制装置100可以通过基于用户的占用来选择性地向插座提供电力从而操作灯。
在另一个示例中，用户控制装置100可以基于用户的日程表确定用户不在房子内。用户控制装置100可以使用占用检测来验证房子是空的。基于日程表和占用检测，用户控制装置100可以确定房间是空的并且可以执行任何适当动作。例如，用户控制装置100可以确定房子是空的并且应当关闭车库门。用户控制装置100可以使车库门关闭。例如，在说明性实施例中，用户控制装置100可以结合来自家庭安全系统的信息来获得占用信息、窗户或门打开/关闭信息、负载传感器、智能仪表、来自安全相机的视频信息等。在说明性实施例中，用户控制装置100可以监测整个房间中的热分布(例如，使用一个或多个热电堆)以判定是否存在由打开的窗户或门引起的气流。
在说明性实施例中，用户控制装置100可以监测一个或多个设备的性能。用户控制装置100还监测一个或多个条件的状态并且确定最高效的配置。例如，用户控制装置100可以随着时间的推移而监测HVAC系统并且确定何时应当改变一个或多个空气过滤器以提高效率和/或空气清洁度。在说明性实施例中，用户控制装置100可以结合来自公共设施账单、游戏或回扣的信息以确定为了有资格获得公共设施账单、游戏或回扣而要满足的条件。在说明性实施例中，用户控制装置100可以分析能量账单的变化以确定为了使系统更经济而要对系统作出的改变。
在说明性实施例中，可以将用户偏好(例如，温度设定值)存储在用户的装置上、在云存储装置中等，并且用户控制装置100可以访问所存储的用户偏好并且在用户处于由用户控制装置100控制的区域中时应用所述用户偏好。
在说明性实施例中，用户控制装置100可以使用自回归模型来生成(例如，建筑物的)区域和设备(例如，HVAC设备)的模型。例如，用户控制装置100可以生成建筑物的模型并且使用所述模型来模拟替代性操作模式。用于生成模型的输入可以包括温度区域(例如，房间)、外部空气温度、天气、设备类型、设备状况等。基于所述输入，可以生成模型。在说明性实施例中，可以运行回归(例如，线性回归、逻辑回归、多项式回归和/或任何其他类型的回归)以确定用户控制装置100的输出与变量(例如，室温)之间的相关性。所得模型可以是表示所述一个或多个输入(例如，区域温度、外部空气温度、天气条件、设备类型、设备状况)以及输出(例如，区域的温度)的方程。所述方程可以是线性方程、二次方程、指数方程和/或通过回归生成的任何其他方程。
在说明性实施例中，可以使用当前条件的模型。例如，所述模型可以用于确定外部空气温度将如何影响区域。可以运行具有不同响应的多个模型(例如，以不同方式运行HVAC设备)以确定系统的最高效使用。在一些实施例中，用户控制装置100可以基于外部空气温度监测对系统的实际响应以及HVAC系统的实际运行并且将实际结果与具有相同或类似状况的模型进行比较。然后，可以对模型进行调整，使得模型的结果匹配实际结果。在一些实例中，模型可以集中于包括系统或设备的运行时间量的空间性能。
在一些实施例中，用户控制装置100可以改变模型的变量以确定影响。例如，可以改变建筑物的绝缘、HVAC系统的大小或容量等以确定最具成本效益的系统。在一些实施例中，用户控制装置100可以将模型与实际结果进行比较并且确定实际系统的异常。可以例如从其他模型中预测系统的负荷。模型可以用于预测系统的负荷或确定潜在的能量成本节省。在说明性实施例中，模型可以用于确定建筑物内的高效光照水平、HVAC设备低效和建议以及关于在使用时间可选的情况下何时使用装置(例如，洗涤器/干燥、热水器等)的建议。
在说明性实施例中，用户控制装置100可以预测系统的负荷量(例如，系统消耗的能量)并且向公共设施公司传送所述负荷。公共设施公司可以使用预测来为即将到来的实际负荷作准备(例如，准备增大或减小能量产生)。在说明性实施例中，房间的温度设定值的变化可以用于预测用户的公共设施账单的变化。可以向用户显示公共设施账单的变化。
图35是根据说明性实施例的通信网络的系统图。系统5500包括通信塔5505、用户控制装置100和移动装置5510。通信塔5505可以是如 等网络提供商和/或任何其他蜂窝提供商利用和/或拥有的任何种类的蜂窝塔。在一些实施例中，通信塔5505是CROWN CASTLE INT’LAMERICAN TOWERAT&TSBA COMMUNICATIONS T-MOBILE等拥有和运营的蜂窝塔。在替代性实施例中，可以使用附加的、更少的和/或不同的元件。如图35所示，用户控制装置100可以与通信塔5505无线通信。通信塔5505可以是例如蜂窝网的蜂窝塔。通信塔5505可以通信以促进电话呼叫、SMS消息、数据等。用户控制装置100可以充当用户控制装置100安装在其中的建筑物内的微小区。例如，移动装置5510可以经由用户控制装置100与通信塔5505通信。用户控制装置100可以充当移动装置5510与通信塔5505之间的中继器。
在说明性实施例中，用户控制装置100可以经由通信塔5505访问互联网。例如，用户控制装置100可以经由通信塔100访问云计算或存储装置。例如，当对互联网的本地网络访问不可用时，用户控制装置100可以经由通信塔5505访问互联网。在说明性实施例中，当对互联网的本地网络访问不可用时，用户控制装置100可以充当其他装置的通信中枢。例如，用户控制装置100可以经由WiFi与外部装置通信并且可以与通信塔5505通信以向对外部装置提供互联网访问。用户控制装置100可以充当网络的路由器或者充当通信塔5505的信号增强器。
在说明性实施例中，用户控制装置100可以使用蜂窝通信来检测用户控制装置100的范围内的新的、未经批准的、未经认可的等装置。在一些实例中，用户控制装置100可以经由蜂窝通信使用三角测量、基于居住者的移动装置的位置来更精确地定位建筑物内的居住者。
在一些实施例中，用户控制装置100可以通过这样的方式对经由互联网传输的数据进行加密：通过WiFi传输一些数据包并且通过蜂窝网(例如，经由通信塔5505)传输一些数据包。例如，可以(例如，使用时间随机化)使通过其传输数据包的网络随机化。使用多条通信路径还降低了通信失败引起的数据丢失风险。在一些实施例中，通过通信塔5505的通信可以比通过WiFi网络传输的通信更安全。
在一些实施例中，可以使用多种方法来刺激能耗降低。例如，街区中的多个房子各自可以使用用户控制装置100来监测和控制其家。可以组合、聚合来自用户控制装置100中的每一个的数据并且向用户分配所述数据。例如，可以向用户分配平均能耗。用户可以竞争具有最低能耗。在一些实例中，能耗大的消耗者可能感到内疚，并且如果他们意识到他们相比于其邻居消耗相对较高量的能量，则降低他们的能耗。
在一些实例中，基于街区数据，单独的恒温器100可以协作或被协调以降低所使用的能量的量。例如，街区的峰值能耗可以随着时间的推移分配给多个恒温器100以降低峰值能耗。在替代性实施例中，恒温器100可以彼此通信和/或与中央计算装置通信。
在一些实施例中，来自多个街区恒温器的聚合数据可以用于简化能量使用和节约算法。例如，聚合数据可以最小化不正常运行装置对能量使用、节约或其他算法的影响。在一些实例中，较容易克服一个装置的损耗，因为其他类似装置可以补偿或处理损耗引起的问题。通信耦合的恒温器的均匀系统由此允许数据收集和分析得到改进。在一些实例中，可以在局部层面(例如，单独的家、特定街道上的家、特定街区等)进行决策以辅助或减少高层控制(例如，由公共设施公司进行的控制)。在一些实例中，针对每个用户控制装置100回答阈值问题以判定是否应当采取动作。使用这种阈值问题可以降低所传输变量的量，并且相邻装置可以基于即时邻居响应来调节其响应。
现在参照图36，更详细地示出了根据示例性实施例的分析服务器6310和用户控制装置100。参照图30并且在本文中的其他地方进一步详细地描述了分析服务6310。在图36中，除了用户控制装置100a、用户控制装置100b和用户控制装置100c之外，还示出了用户控制装置100。用户控制装置100a至100c可以是与用户控制装置100相同和/或相似的各种其他用户控制装置。用户控制装置100和用户控制装置100a至100c可以是特定住宅街区、住宅街区的特定街道的建筑物或家的用户控制装置、校园的建筑物的用户控制装置和/或任何其他组用户控制装置。用户控制装置100和100a至100c中的每一个可以被配置成控制其定位在其中的建筑物的设备(例如，空调、炉、风扇和本文所述的任何其他建筑物设备)以使其定位在其中的建筑物接近和/或达到环境设定值(例如，温度设定值)。
参照作为街区中的各个家的用户控制装置的用户控制装置100和用户控制装置100a至100c对图36以及图37到图39进行了描述。然而，用户控制装置可以是建筑物群(building campus)、单个建筑物的多个区域和/或各种其他实施方式中的各种用户控制装置。在图36中，用户控制装置100和用户控制装置100a至100c被示出为全都与分析服务器6310通信。尽管未示出，但是用户控制装置100和用户控制装置100a至100c可以经由网络6306与分析服务6310通信。在各个实施例中，用户控制装置100和用户控制装置100a至100c可以经由如图35所述的通信塔5505(例如，经由通信塔5505提供的互联网连接)与分析服务器6310通信。用户控制装置100和用户控制装置100a至100c可以使用任何其他形式的网络通信来在用户控制装置100和用户控制装置100a至100c与分析服务器6310之间进行通信。
除了用户控制装置100和用户控制装置100a至100c与分析服务6310通信之外，公共设施7000和天气服务7002也被示出为与分析服务6310通信。公共设施700可以是如电力公共设施等能量公共设施的计算机系统和/或服务器。公共设施7000可以是负责向用控制装置100和用户控制装置100a至100c和/或控制装置100和用户控制装置100a至100c定位在其中的整个街区提供电力的电力公共设施的计算机系统。
分析服务6310可以被配置成从控制装置100和用户控制装置100a至100c接收能量使用信息。在这方面，控制装置100和用户控制装置100a至100c全都可以被配置成向分析服务器6310发送任何能量使用信息。基于此能量使用信息，分析服务6310可以被配置成确定控制装置100和用户控制装置100a至100c的平均能量使用情况、控制装置100和用户控制装置100a至100c中的最高能量用户以及控制装置100和用户控制装置100a至100c中的最低能量用户。分析服务器6310可以被配置成向控制装置100和用户控制装置100a至100c传送此信息，使得控制装置100和用户控制装置100a至100c中的每一个都被配置成在用户接口(例如，用户接口3010)上显示所述信息。
分析服务6310还可以被配置成促进控制装置100和用户控制装置100a至100c的峰值能量使用操作。在这方面，分析服务6310可以被配置成确定何时可能发生峰值能量高峰(例如，控制装置100和用户控制装置100a至100c何时从电力公共设施吸取超过预定量的某一电量)。分析服务6310可以被配置成向控制装置100和用户控制装置100a至100c中的每一个发送控制装置100和用户控制装置100a至100c可以被配置成在其下进行操作的设定值和/或设定值限制。
在各个实施例中，分析服务6310是控制装置100和用户控制装置100a至100c之一。在这方面，控制装置100和用户控制装置100a至100c之一可以被配置成执行分析服务6310的一些和/或全部功能。进一步地，可以存在任何数量的用户控制装置，并且图36所示的用户控制装置数量不旨在是限制性的。
分析服务6310可以是控制器、用户控制装置(例如，用户控制装置100)和/或服务器。在这方面，分析服务6310可以经由互联网与控制装置100和用户控制装置100a至100c、公共设施7000以及天气服务7002通信。为此，分析服务6310包括网络接口7004。网络接口7004可以与如参照图8并且在本文中其他地方描述的数据通信接口3060相同和/或类似。在各个实施例中，网络接口7004可以被配置成与如通信塔5505等蜂窝塔通信。
分析服务6310被示出为包括处理电路7006。处理电路7006可以被配置成执行分析服务6310的一些和/或全部功能。处理电路7006被示出为包括处理器7008和存储器7010。处理器7008和存储器7010可以被配置成一起运行以执行分析服务6310的一些和/或全部功能。处理电路7006可以是和/或类似于如参照图8而描述的处理电路3030。处理器7008和存储器7010可以与如参照图8而描述的处理器3032和存储器3034相同和/或类似。
存储器7010被示出为包括分析控制器7012。分析控制器7012可以被配置成执行能量度量创建(例如，确定用户控制装置100和用户控制装置100a至100c的平均能量使用情况、最小能量用户和最大能量用户)。分析控制器7012可以被进一步配置成生成针对用户控制装置100和用户控制装置100a至100c的用于使用户控制装置100和用户控制装置100a至100c以避免累积能量使用情况的方式进行操作的命令。分析控制器7012被示出为包括能量排名控制器7014。能量排名控制器7014可以被配置成执行分析控制器7012的能量度量生成。分析控制器7012被进一步示出为包括恒温器设置发生器7016。恒温器设置发生器7016可以被配置成生成针对用户控制装置100和用户控制装置100a至100c的使用户控制装置100和用户控制装置100a至100c在由恒温器设置发生器7016确定的特定温度下和/或仅在所分配时隙期间进行操作的设定值和时隙(例如，设定值限制)。
能量排名控制器7014可以从用户控制装置100和100a至100c接收能量使用数据。基于能量使用数据，能量排名控制器7014可以被配置成将用户控制装置100和100a至100c中的每一个的能量使用情况彼此进行比较以确定最大能量用户和最小能量用户。进一步地，能量排名控制器7014可以被配置成对能量使用数据进行求平均以确定用户控制装置100和100a至100c的平均能量使用量。在一些实施例中，能量排名控制器7014可以生成对最大能量用户和最小能量用户的指示。在一些实施例中，所述指示表明最大值和最小值，从而保持最大能量用户和最小能量用户的私人信息。
在图36中，更详细地示出了用户控制装置100，即，更详细地示出了用户控制装置100的部件。应当理解的是，用户控制装置100被示出为用户控制装置100a至100c的代表，并且用户控制装置100a至100c可以具有与用户控制装置100相同的部件和/或类似的部件和/或执行相同的功能。
用户控制装置100被示出为包括如参照图8所述的处理电路3030、处理器3032和存储器3034。处理电路3030、处理器3032和存储器3034可以被配置成执行用户控制装置100的一些和/或全部功能。用户控制装置100还被示出为包括如参照图8并且在本文中的其他地方描述的数据通信接口3060和用户接口3010。
存储器3034被示出为包括能量控制器7018。能量控制器7018可以被配置成执行用户控制装置100的各种功能。具体地，能量控制器7018可以被配置成使数据通信接口3060向分析服务6310发送能量使用数据、从分析服务6310接收能量度量、从分析服务6310接收温度设定值和所分配操作时隙并且控制HVAC设备(例如，建筑物/家庭自动化系统3064、HVAC设备3066等)在所接收到的温度设定值和所分配操作时隙下进行操作。能量控制器7018可以被配置成使用户控制装置100仅在所分配时隙期间并且不在任何其他时隙期间操作由用户控制装置100控制的建筑物设备。进一步地，在所分配时隙期间，能量控制器7018可以被配置成使用户控制装置100基于从分析服务6310接收到的操作温度设定值来控制建筑物设备。
能量控制器7018被示出为包括HVAC控制器7020、参与器7022、度量呈现器7024、度量呈现器7024、安排表7026、设定值7028和能量计7030。能量计7030可以被配置成与HVAC设备通信并且接收对HVAC设备使用的能量的量的指示。在一些实施例中，能量计7030从用户控制装置100所处的建筑物的物理能量计接收能量使用数据。所述能量计可以向能量计7030提供能量使用数据。在一些实施例中，能量计7030可以被配置成基于从HVAC设备和/或物理能量计接收到的数据来确定在预定量的时间(例如，一个月)中使用的能量的量。基于HVAC控制器7020可以被配置成使用设定值即设定值7028来控制HVAC设备(例如，家庭设备3140、HVAC设备3066和/或建筑物/家庭自动化系统3064)。设定值7028可以是用户经由用户接口3010输入的并且想要用户控制装置100经由家庭设备3140、HVAC设备3066和/或建筑物/家庭自动化系统3064将用户控制装置100被定位在其中的建筑物加热和/或冷却到的温度值。在这方面，HVAC控制器7020可以被配置成使家庭设备3140、HVAC设备3066和/或建筑物/家庭自动化系统3064影响用户控制装置100被定位在其中的建筑物中的环境变化。
此环境变化可以使建筑物接近和/或达到设定值7028。HVAC控制器7020可以向家庭设备3140、HVAC设备3066和/或建筑物/家庭自动化系统3064发送设定值7028和/或可以经由控制算法生成家庭设备3140、HVAC设备3066和/或建筑物/家庭自动化系统3064的控制信号。控制算法可以是比例算法、比例积分算法(例如，PI控制)、比例积分微分算法(例如，PID控制)、模型预测控制、神经网络和/或可以用于基于设定值生成设备的控制信号的任何其他算法或过程。
参与器7022可以被配置成从用户接口3010接收表明用户控制装置100的用户想要用户控制装置100参与(例如，参与或拒绝参与)由恒温器设置发生器7016和/或能量排名控制器7014提供的能量服务的指示。度量呈现器7024可以被配置成接收从分析服务6310接收到的任何能量度量并且使用户接口3010显示能量度量。度量呈现器7024可以被配置成使用户接口3010显示从分析服务6310接收到的平均能量使用度量、从分析服务6310接收到的最大能量用户指示和/或最大能量使用量、和/或从分析服务6310接收到的最小能量用户指示和/或最小能量使用量。
能量控制器7018被示出为包括安排表7026。安排表7026可以是用户控制装置100的工作安排表。安排表7026可以是本文中描述的任何恒温器安排表。能量计7030可以被配置成确定用户控制装置100和/或用户控制装置100控制的HVAC设备使用的能量的量。用户控制装置100可以包括分析模块3124的一些和/或全部功能。在一些实施例中，用户控制装置100从家庭设备3140、HVAC设备3066和/或建筑物/家庭自动化系统3064接收能耗数据并且接收能耗数据。
现在参照图37，更详细地示出了根据示例性实施例的分析服务6310和用户控制装置100。能量控制器7018被示出为被配置成向恒温器设置发生器7016发送能量使用数据。能量使用数据可以指示用户控制装置100控制的HVAC设备在预定义时间段内使用的能量的量。
能量控制器7018被示出为从分析服务6310接收操作时隙。参与器7022可以被配置成使HVAC控制器7020仅在从恒温器设置发生器7016接收到的操作时隙期间进行操作。在这方面，参与器7022可以接收时间段并且接收对用户控制装置100应当控制连接至用户控制装置100的HVAC设备以影响建筑物中的环境变化(例如，满足设定值)的时间的指示(例如，时隙)。在所述时间段中不是所述时隙的时间(例如，分配给其他用户控制装置的时隙)期间，参与器7022可以使HVAC控制器7020不操作任何建筑物设备(例如，HVAC设备)和/或操作处于低能量模式的建筑物设备。
参与器7022可以被配置成从分析服务6310接收操作设定值。操作设定值可以指示用户控制装置100进行操作的值和/或最大或最小设定值。在一些实施例中，基于季节或天气预报数据(例如，如果用户控制装置100将加热和/或冷却其定位在其中的建筑物)，操作设定值是加热设定值或冷却设定值。
恒温器设置发生器7016可以被配置成确定峰值能量时间、向用户控制装置100分配一个或多个操作时隙并且确定操作温度设定值。恒温器设置发生器7016被示出为包括交错安排控制器8000、峰值识别器8002和设定值控制器8004。峰值识别器8002可以被配置成确定峰值能量使用时间。峰值识别器8002可以别配置成从天气服务7002接收天气预报数据。天气预报数据可以指示用户装置100和用户装置100a至100c的地理位置中的环境温度。峰值识别器8002可以被配置成基于天气预报数据来确定作为峰值能量使用时间的时间段。如果天气预报数据指示某些天的特定时间段将具有高于和/或低于预定义量的温度，则峰值识别器8002可以确定那些时间是峰值使用时间。由于温度可能异常高或低，所以所有用户控制装置100和用户控制装置100a至100c可以同时进行操作。峰值识别器8002可以向交错安排控制器8000提供所识别峰值使用时间。
在一些实施例中，峰值识别器8002存储关于峰值能量使用时间的信息。例如，峰值能量时间可以处于4P.M.与8P.M.之间。在一些实施例中，峰值识别器向交错安排控制器8000提供其存储的峰值能量使用时间。在一些实施例中，峰值识别器8002确定的峰值时间是高需求时间(例如，在4P.M.与8P.M.之间)期间且如天气预报数据所指示的环境温度高于和/或低于预定义量的时间。
交错安排控制器8000可以被配置成将峰值使用时间分成一个或多个时间段。交错安排控制器8000可以被配置成基于时间间隔(例如，15分钟间隔、一小时间隔、两小时间隔等)将峰值使用时间分成多个时间段。基于间隔的数量和恒温器(例如，用户装置100和用户装置100a至100c)的数量，交错安排控制器8000可以被配置成向用户装置100和100a至100c中的每一个分配一个或多个所分配操作时段。在一些实施例中，交错安排控制器8000伪随机地将用户控制装置100和100a至100c置于一个或多个操作时隙中。在一些实施例中，用户控制装置100和100a至100c中的每一个都被置于相同数量的时隙(例如，一个时隙、两个时隙等)中。在一些实施例中，交错安排控制器8000可以被配置成基于用户装置100和100a至100c的数量来确定时隙数量。例如，针对存在五个用户控制装置的一小时峰值使用时间，交错安排控制器8000可以确定五个十二分钟时隙，即，0至12分钟、12至24分钟、24至36分钟、36至48分钟和48至60分钟。这五个用户控制装置中的每一个都可以置于所述时隙(0至12分钟、12至24分钟、24至36分钟、36至48分钟和48至60分钟)中的一个或多个中。
设定值控制器8004可以被配置成确定用户控制装置100和100a至100c的操作设定值。设定值可以是节能设定值并且可以基于天气条件。设定值控制器8004可以存储作为用于实现舒适性的平均温度设定值的一个或多个温度设定值。在一些实施例中，设定值控制器8004从天气服务7002接收湿度和温度数据。基于此数据和舒适图(例如，ASHRAE标准55的舒适图)，设定值控制器8004可以被配置成确定舒适温度设定值。设定值控制器8004可以被配置成从公共设施7000接收公共设施定价数据。基于公共设施定价数据，设定值控制器8004可以被配置成确定最优设定值。在一些实施例中，函数表示环境温度、舒适温度设定值和公共设施价格之间的关系。设定值控制器8004可以被配置成优化函数以确定用户控制装置100和100a至100c的最优操作设定值。此最优设定值可以发送至用户控制装置100和100a至100c。在一些实施例中，设定值控制器8004可以使用线性规划、随机规划或任何其他已知优化技术来优化函数。
在一些实施例中，操作温度设定值是固定值。在一些实施例中，设定值控制器8004向用户装置100和100a至100c中的每一个发送投票提示。用户装置100和100a至100c的所有者可以经由用户接口3010指示其认为什么是理想的加热或冷却设定值。设定值控制器8004可以对所接收到的加热和冷却设定值进行求平均。在一些实施例中，设定值控制器8004可以被配置成基于投票最高的设定值来选择加热或冷却设定值。例如，在一些实施例中，用户可以对设定值进行投票或者将新的设定值纳入投票考虑。基于所述原因，设定值控制器8004可以选择平均和/或被投票的加热设定值作为操作温度设定值或者可以选择平均和/或被投票的冷却设定值作为操作温度设定值。在各个实施例中，技术人员选择设定值控制器8004的操作温度设定值。这可以允许一个或多个房主在亲自参加的会议例如特定居住区域的房主会议上确定他们想要分析服务6310分派什么操作温度设定值。
在一些实施例中，用户分析服务6310发送的消息是问卷。问卷可以询问用户控制装置100和100a至100c的每个用户对于各个环境温度来说他们认为理想的温度是什么。例如，问卷可以要求“输入针对超过100华氏度的环境条件的操作设定值温度、输入针对90华氏度与100华氏度之前的环境条件的操作设定值、输入针对10华氏度与20华氏度之间的环境条件的操作设定值”。此问卷可以允许用户选择输入针对多个环境温度范围的期望温度设定值。基于从用户控制装置100和100a至100c接收到的结果，分析服务6310可以对期望温度设定值进行求平均以基于如天气预报数据指示的环境温度条件来确定要利用的多个操作温度设定值。
在一些实施例中，设定值控制器8004存储设定值控制器8004可以用于确定操作设定值的查找表。在一些实施例中，查找表指示一个或多个输入因素，例如环境温度和公共设施定价，并且存储一系列环境温度值和公共设施定价值的最优操作设定值。这可以允许确定并且由技术人员输入并且由设定值控制器8004利用某些能量使用目标。
现在参照图38，示出了根据示例性实施例的用于由分析服务6310的能量排名控制器7014确定能量使用度量的过程9000的流程图。分析服务6310可以被配置成执行过程9000。进一步地，在一些实施例中，除了本文所述的任何计算装置之外，用户控制装置100和/或100a至100c也可以被配置成执行过程9000。在步骤9002和9004中，用户控制装置100可以向能量排名控制器7014发送能量使用数据。进一步地，能量排序控制器7014可以从多个用户控制装置接收能量使用数据。在一些实施例中，能量使用数据由用户控制装置周期性地(例如，在每个月第一天、每周日晚7:45P.M.等)报告。在一些实施例中，能量使用数据指示在某个时间段中使用的能量的量(例如，每月能量使用情况)。
在步骤9006中，能量排名控制器7014可以根据从在步骤9004中接收到的能量使用数据来确定一个或多个能量度量。在一些实施例中，能量排名控制器7014确定平均能量使用情况。在一些实施例中，能量排名控制器7014对能量使用数据执行求平均。进一步地，能量排名控制器7014确定最大能量用户和/或最大能量使用情况以及最小能量用户和/或最小能量使用情况。能量排名控制器7014可以存储用户控制装置100和100a至100c的一个或多个标识。基于确定已经使用了最多能量的用户控制装置，能量排名控制器7014可以确定对最大能量用户的指示。基于确定已经使用了最少量能量的用户控制装置，能量排名控制器7014可以确定对最小能量用户的指示。所述指示可以是名称、地址、用户名、电子邮件地址和/或任何其他指示。这可以允许一个或多个用户彼此竞争获得最低能量使用情况。在各个实施例中，用户可以决定退出将其名字显示为最大能量用户或最小能量用户。
在步骤9008中，能量排名控制器7014可以向用户控制装置100和100a至100c发送平均能量使用情况、对最大能量用户的指示以及对最小能量用户的指示。在步骤9010中，用户装置100和100a至100c中的每一个可以接收平均能量使用情况、对最大能量用户的指示以及对最小能量用户的指示。用户控制装置100和100a至100c中的每一个可以使用户接口经由用户接口(例如，用户接口3010)显示对平均能量使用情况的指示、对能量用户的指示以及对最小能量用户的指示。
现在参照图39，示出了根据示例性实施例的用于避免街区中的建筑物的一组用户控制装置的最大能量使用情况的过程10000。分析服务6310可以被配置成执行过程10000。进一步地，除了本文所述的任何计算装置之外，用户控制装置100和100a至100c也可以被配置成执行过程10000。
在步骤10002中，峰值识别器8002可以从天气服务7002接收天气预报数据。在一些实施例中，天气预报数据指示一天多个时间的室外环境温度。在一些实施例中，天气预报数据针对一天、两天、一周和/或一个月或针对用户装置100和用户装置100a至100c定位在其中的地理区域。基于天气预报数据，峰值识别器8002可以确定峰值能量使用时间。在一些实施例中，峰值能量使用时间是所有和/或大部分用户控制装置100和100a至100c将由于异常高和/或异常低的环境温度而进行操作的时间。在这方面，峰值识别器8002可以被配置成判定环境温度是否高于和/或低于预定义设定值(例如，对于夏季，高于预定义设定值，并且对于冬季，低于预定义设定值)。响应于确定一天或多天中的某个时间段高于和/或低于一个和/或多个预定义量，峰值识别器8002可以确定环境温度高于和/或低于预定义量的时间段是峰值能量使用时间段。
在步骤10006中，交错安排控制器8000可以向用户控制装置100和100a至100c中的每一个分配操作时隙。在一些实施例中，交错安排控制器8000伪随机地向控制装置100和100a至100c中的每一个分配预定义量的操作时隙。在一些实施例中，用户控制装置100和100a至100c中的每一个都接收单个操作时隙。在一些实施例中，操作时隙的数量等于用户控制装置的数量。在一些实施例中，所述数量更大或更小。在一些实施例中，可以向多个用户控制装置分配同一时隙。
在步骤10008中，设定值控制器8004可以接收公共设施定价信息并且可以确定最优温度设定值。在一些实施例中，设定值控制器8004使用查找表、基于所述公共设施价格和步骤10004的天气预报数据来检索最优温度设定值。在一些实施例中，设定值控制器8004优化将环境温度、能量使用情况和公共设施定价联系在一起的函数。优化可以是线性规划、随机规划和/或任何其他形式的优化之一。在一些实施例中，设定值控制器8004存储作为控制装置100和100a至100c的用户的投票的结果的理想温度设定值。
在步骤10010中，设定值控制器8004可以向所有用户控制装置100和100a至100c发送操作温度设定值。在步骤10012中，用户装置100和100a至100c中的每一个可以接收步骤10006的所分配操作时隙和步骤10010的最优温度设定值。用户控制装置100和100a至100c中的每一个可以仅在所分配操作时隙期间进行操作并且可以控制其建筑物设备基于操作温度设定值调节所述用户控制装置定位在其中的建筑物。
示例性实施例的配置
如各个示例性实施例中所示出的系统和方法的构造和安排仅是说明性的。尽管本披露中仅详细描述了几个实施例，但是许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数的值、安装安排、材料的使用、颜色、定向等变化)。例如，元件的位置可以颠倒或以其他方式变化，并且分立元件的性质或数量或位置可以更改或变化。因此，所有这类修改旨在被包括在本披露的范围内。可以根据替代性实施例对任何过程或方法步骤的顺序或序列进行改变或重新排序。在不脱离本披露范围的情况下，可以在示例性实施例的设计、操作条件和安排方面作出其他替代、修改、改变、和省略。
本披露设想了用于完成各种操作的方法、系统和任何机器可读介质上的程序产品。可以使用现有计算机处理器或由结合用于此目的或另一目的的适当系统的专用计算机处理器或由硬接线系统来实施本披露的实施例。本披露范围内的实施例包括程序产品，所述程序产品包括用于承载或具有存储在其上的机器可执行指令或数据结构的机器可读介质。这种机器可读介质可以是可以由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问的任何可用介质。举例来讲，这类机器可读介质可以包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储装置、磁盘存储装置或其他磁存储装置等，或者可以用来以机器可执行指令或数据结构的形式承载或存储期望程序代码并且可以由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问的任何其他介质。上述内容的组合也包括在机器可读介质的范围内。机器可执行指令包括例如使通用计算机、专用计算机或专用处理机器执行某一功能或功能组的指令和数据。
尽管附图示出了方法步骤的特定顺序，但是步骤的顺序可以不同于所描绘的顺序。还可以同时或部分同时地执行两个或更多个步骤。这种变型将取决于所选软件和硬件系统以及设计者的选择。所有此类变型都在本披露的范围内。同样，可以用具有基于规则的逻辑和用于实施各个连接步骤、处理步骤、比较步骤和判定步骤的其他逻辑的标准编程技术来实施软件实施方式。

Claims (20)

1.一种用于多个恒温器的系统，所述多个恒温器各自定位在街区中的不同建筑物中，所述系统包括：
多个恒温器，其中，每个恒温器包括处理电路，所述处理电路被配置成：
从分析服务接收一个或多个所分配操作时隙；并且
基于所述一个或多个所分配操作时隙来操作与所述恒温器相关联的建筑物设备；
所述分析服务，其中，所述分析服务包括处理电路，所述处理电路被配置成：
从天气服务接收天气预报数据并且基于所述天气预报数据来预测所述多个建筑物将发生能量使用峰值的时间段；
基于所述时间段来确定所述一个或多个操作时隙；
向所述多个恒温器中的每一个分配所述一个或多个操作时隙；并且
向所述多个恒温器发送所述一个或多个所分配操作时隙。
2.如权利要求1所述的系统，其中，每个恒温器的所述处理电路被配置成：
从所述分析服务接收温度设定值；并且
控制与所述恒温器相关联的所述建筑物设备以使所述恒温器定位在其中的建筑物达到所述温度设定值；并且
其中，所述分析服务的所述处理电路被配置成：
基于所述天气预报数据和公共设施定价数据来确定所述温度设定值；并且
向所述多个恒温器发送所述温度设定值。
3.如权利要求2所述的系统，其中，所述恒温器中的每一个的所述处理电路被配置成：
控制与所述恒温器相关联的所述建筑物设备以使所述恒温器定位在其中的所述建筑物仅在所述时间段期间的一个或多个所分配操作时隙期间达到所述温度设定值。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述分析服务的所述处理电路被配置成：
基于所述多个恒温器的数量来将所述时间段分成所述一个或多个操作时隙；并且
伪随机地向所述一个或多个时隙中的一个或多个分配所述多个恒温器中的每一个。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述分析服务的所述处理电路被配置成基于所述天气预报数据指示所述多个恒温器所处的地理区域中的室外环境温度高于预定义量或低于预定义量来确定可能发生能量使用峰值的所述时间段。
6.如权利要求1所述的系统，其中，每个恒温器的所述处理电路被配置成：
向所述分析服务发送能量使用数据；并且
从所述分析服务接收能量度量并且使用户接口显示所述能量使用度量，其中，所述能量使用度量包括平均能量使用度量、与所述恒温器之一相关联的最大能量用户、以及与所述多个恒温器之一相关联的最小能量用户；并且
其中，所述分析服务的所述处理电路被配置成：
基于从所述多个恒温器接收到的所述能量使用数据来确定所述能量度量；并且
向所述多个恒温器中的每一个发送所述能量度量。
7.如权利要求6所述的系统，其中，所述分析服务的所述处理电路被配置成：
基于所述能量使用数据、通过对所述能量使用数据执行求平均来确定所述平均能量使用度量；
基于所述能量使用数据、通过确定与所述多个恒温器中与指示相比于所述多个恒温器具有最高能量使用情况的能量使用数据相关联的一个恒温器相关联的用户来确定最大能量用户；并且
基于所述能量使用数据、通过确定与所述多个恒温器中与指示相比于所述多个恒温器具有最低能量使用情况的能量使用数据相关联的一个恒温器相关联的用户来确定最小能量用户。
8.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个恒温器中的每一个被配置成经由通信接口直接与蜂窝塔通信以访问互联网，其中，所述恒温器中的每一个的所述处理电路被配置成：
经由互联网与所述分析服务通信；并且
基于经由所述蜂窝塔到互联网的所述连接来充当所述恒温器中的每一个所处的所述建筑物的路由器。
9.一种用于多个恒温器的系统，所述多个恒温器各自定位在街区中的不同建筑物中，所述系统包括：
多个恒温器，其中，每个恒温器包括处理电路，所述处理电路被配置成：
从第一恒温器接收一个或多个所分配操作时隙；并且
基于所述一个或多个所分配操作时隙来操作与所述恒温器相关联的建筑物设备；
所述多个恒温器中的所述第一恒温器被配置成充当分析服务，其中，所述第一恒温器的所述处理电路被配置成：
从天气服务接收天气预报数据并且基于所述天气预报数据来预测所述多个建筑物将发生能量使用峰值的时间段；
基于所述多个恒温器的数量来将所述时间段分成所述一个或多个操作时隙；并且
将所述多个恒温器中的每一个伪随机地分配给所述一个或多个时隙之一；并且
向所述多个恒温器发送所述一个或多个所分配操作时隙。
10.如权利要求9所述的系统，其中，所述多个恒温器中的每一个的所述处理电路被配置成：
从所述分析服务接收温度设定值；并且
控制与所述恒温器相关联的所述建筑物设备以使所述恒温器定位在其中的建筑物达到所述温度设定值；并且
其中，所述分析服务的所述处理电路被配置成：
基于所述天气预报数据和公共设施定价数据来确定所述温度设定值；并且
向所述多个恒温器发送所述温度设定值。
11.如权利要求10所述的系统，其中，所述多个恒温器中的每一个的所述处理电路被配置成：
控制与所述恒温器相关联的所述建筑物设备以使所述恒温器定位在其中的所述建筑物仅在所述时间段期间的一个或多个所分配操作时隙期间达到所述温度设定值。
12.如权利要求9所述的系统，其中，所述第一恒温器的所述处理电路被配置成基于所述天气预报数据指示所述多个恒温器所处的地理区域中的室外环境温度高于预定义量或低于预定义量来确定可能发生能量使用峰值的所述时间段。
13.如权利要求9所述的系统，其中，每个恒温器的所述处理电路被配置成：
向所述第一恒温器发送能量使用数据；并且
从所述第一恒温器接收能量度量并且使用户接口显示所述能量使用度量，其中，所述能量使用度量包括平均能量使用度量、与所述恒温器之一相关联的最大能量用户、以及与所述多个恒温器之一相关联的最小能量用户；并且
其中，所述分析服务的所述处理电路被配置成：
基于从所述多个恒温器接收到的所述能量使用数据来确定所述能量度量；并且
向所述多个恒温器中的每一个发送所述能量度量。
14.如权利要求6所述的系统，其中，所述第一恒温器的所述处理电路被配置成：
基于所述能量使用数据、通过对所述能量使用数据执行求平均来确定所述平均能量使用度量；
基于所述能量使用数据、通过确定与所述多个恒温器中与指示相比于所述多个恒温器具有最高能量使用情况的能量使用数据相关联的一个恒温器相关联的用户来确定最大能量用户；并且
基于所述能量使用数据、通过确定与所述多个恒温器中与指示相比于所述多个恒温器具有最低能量使用情况的能量使用数据相关联的一个恒温器相关联的用户来确定最小能量用户。
15.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个恒温器中的每一个被配置成经由通信接口直接与蜂窝塔通信以访问互联网，其中，所述恒温器中的每一个的所述处理电路被配置成：
经由互联网与所述第一恒温器通信；并且
基于经由所述蜂窝塔到互联网的所述连接来充当所述恒温器中的每一个所处的所述建筑物的路由器。
16.一种用于多个恒温器的能量使用调节方法，所述多个恒温器各自定位在街区中的不同建筑物中，所述方法包括：
由所述多个恒温器中的每一个从分析服务接收一个或多个所分配操作时隙；
由所述多个恒温器中的每一个基于所述一个或多个所分配操作时隙来操作与所述恒温器相关联的建筑物设备；
由所述分析服务从天气服务接收天气预报数据并且由所述分析服务基于所述天气预报数据来预测所述多个建筑物将发生能量使用峰值的时间段；
由所述分析服务基于所述时间段来确定所述一个或多个操作时隙；
由所述分析服务向所述多个恒温器中的每一个分配所述一个或多个操作时隙；以及
由所述分析服务向所述多个恒温器发送所述一个或多个所分配操作时隙。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述方法进一步包括：
由所述多个恒温器中的每一个从所述分析服务接收温度设定值；
由所述多个恒温器中的每一个控制与所述恒温器相关联的所述建筑物设备以使所述多个恒温器中的所述一个恒温器定位在其中的建筑物达到所述温度设定值；
由所述分析服务基于所述天气预报数据和公共设施定价数据来确定所述温度设定值；以及
由所述分析服务向所述多个恒温器发送所述温度设定值。
18.如权利要求16所述的方法，所述方法进一步包括：
由所述多个恒温器中的每一个控制与所述恒温器相关联的所述建筑物设备以使所述恒温器定位在其中的所述建筑物仅在所述时间段期间的一个或多个所分配操作时隙期间达到所述温度设定值。
19.如权利要求16所述的方法，所述方法进一步包括：
由所述分析服务基于所述多个恒温器的数量来将所述时间段分成所述一个或多个操作时隙；以及
由所述分析服务将所述多个恒温器中的每一个伪随机地分配给所述一个或多个时隙之一。
20.如权利要求16所述的方法，其中，所述方法进一步包括：由所述分析服务基于所述天气预报数据指示所述多个恒温器所处的地理区域中的室外环境温度高于预定义量或低于预定义量来确定可能发生能量使用峰值的所述时间段。
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