CN113204147A - 用于可着色窗的控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及用于可着色窗的控制方法。一种控制可着色窗的色调以考虑建筑物的房间中的占用者舒适度的方法。所述可着色窗在所述建筑物的内部与外部之间。所述方法基于在未来时间通过所述可着色窗接收进入所述房间的光照和所述房间中的空间类型而预测在所述未来时间用于所述可着色窗的色调水平。所述方法还在网络上提供指令以将所述可着色窗的色调转变到所述色调水平。

Description

用于可着色窗的控制方法

分案申请的相关信息

本申请是申请号为201780084583.2、申请日为2017年12月13日、发明名称为“用于可着色窗的控制方法”的中国发明专利申请的分案申请。

优先权数据

本专利文献要求2016年12月15日提交(代理人案号VIEWP049X2P)的标题为《用于可着色窗的控制方法(CONTROL METHOD FOR TINTABLE WINDOWS)》的美国临时专利申请第62/434,826号的优先权，所述美国临时专利申请以全文引用的方式且出于所有目的并入本文。

此专利文献还是2016年11月9日提交(代理人案号VIEWP049X1)的标题为《用于可着色窗的控制方法》的美国专利申请第15/347,677号的部分接续案，其为2015年5月7日提交(代理人案号VIEWP049X1WO)的标题为《用于可着色窗的控制方法》的国际专利申请PCT/US2015/029675的部分接续案，该案要求2014年5月9日提交(代理人案号VIEWP049X1P)的标题为《用于可着色窗的控制方法》的美国临时专利申请第61/991,375号的优先权权益。美国专利申请第15/347,677号还是2013年2月21日提交(代理人案号VIEWP049)的标题为《用于可着色窗的控制方法》的美国专利申请第13/772,969号的部分接续案。

此专利文献还是2016年7月7日提交(代理人案号VIEWP086WO)的标题为《用于可着色窗的控制方法》的国际专利申请PCT/US16/41344的部分接续案。此专利文献还是2016年10月6日提交(代理人案号VIEWP091WO)的标题为《红外云检测器系统和方法(INFRAREDCLOUD DETECTOR SYSTEMS AND METHODS)》的国际专利申请PCT/US17/55631的部分接续案。

美国临时专利申请第62/434,826号、美国专利申请第15/347,677号、国际专利申请PCT/US2015/029675、美国临时专利申请第61/991,375号、美国专利申请第13/772,969号、国际专利申请PCT/US16/41344和国际专利申请PCT/US17/55631中的每一个以全文引用的方式且出于所有目的并入本文。

技术领域

本文公开的实施例大体上涉及用于实施控制可着色窗(例如，电致变色窗)的色调和其它功能的方法的窗控制器和相关预测性控制逻辑。

背景技术

电致变色是一种当材料被置于不同电子状态下，通常是经受电压变化时，在光学性质方面呈现出可逆电化学介导变化的现象。光学性质通常是颜色、透射率、吸光度以及反射率中的一种或多种。一种众所周知的电致变色材料是氧化钨(WO₃)。氧化钨是阴极电致变色材料，其中通过电化学还原发生从透明到蓝色的上色转变。

电致变色材料可以结合到例如家庭、商业和其它用途的窗中。可以通过引起电致变色材料的变化来改变这种窗的颜色、透射率、吸收率和/或反射率，即，电致变色窗是可以电子变暗或变亮的窗。施加到窗的电致变色装置的小电压将使它们变暗；反转电压会使它们变亮。这种能力允许控制通过窗的光量，并为电致变色窗提供机会用作节能装置。

尽管在20世纪60年代发现了电致变色，但电致变色装置，特别是电致变色窗仍然不幸遭遇各种问题，并且尽管最近在电致变色技术、装置和制造和/或使用电致变色装置的相关方法方面取得了许多进展，但尚未开始实现其全部商业潜力。

发明内容

提供用于控制电致变色窗和其它可着色窗向不同色调水平的转变的系统、方法及设备。大体上，实施例包含用于实施控制电致变色窗或其它可着色窗的色调水平的方法的预测性控制逻辑。通常，控制逻辑可用于建筑物或其它架构中，其具有位于建筑物的内部和外部之间的一个或多个电致变色窗。所述窗可以具有不同配置。例如，一些可能是办公室或大厅中的竖直窗，而其它可能是走廊中的天窗。更确切地说，所公开的实施例包含提供预测和改变一个或多个可着色窗的色调水平以直接考虑占用者舒适度的方法的预测性控制逻辑。所述方法可确定用于未来时间的色调水平，以例如允许可着色窗的预测转变时间。

舒适度与减少被引导到占用者或占用者的活动区域上的眩光和/或总辐射能量相关。在一些情况下，舒适度还与允许足够自然光照进入区域相关。控制逻辑还可以利用节能的考虑。在特定实施方案中，控制逻辑可以包含一个或多个模块，其中模块中的至少一个与占用者舒适度考虑相关联。模块中的一个或多个也可以涉及能量消耗。

在一个方面中，控制逻辑的一个或多个模块可以确定色调水平，所述色调水平是基于针对在占用者或其活动区域(例如其桌子)上的直射阳光或眩光的占用者舒适度而确定。这些模块可以确定在特定时刻日光穿透进入房间多远。模块可以随后确定将透射对于占用者将是舒适的光水平的适当色调水平。

在另一方面中，控制逻辑的一个或多个模块可以修改基于占用者舒适度确定的色调水平以还从晴天条件下的预测辐照度考虑能量考虑。在此方面中，可以使色调水平变暗以确保其至少与由本地市政当局法规或标准指定的建筑物中所需的参考窗表现一样好。修改的色调水平将提供至少与参考窗一样多的冷却节能。在一些情况下，可以改为使色调水平变亮以提供加热节能。

在又一方面中，控制逻辑的一个或多个模块可以修改基于占用者舒适度和预测晴天辐照度确定的色调水平以考虑实际辐照度。实际辐照度可能由于障碍物和光反射而不同于预测辐照度。可以使用可测量辐射级的光传感器或其它传感器来确定实际辐照度。这些一个或多个模块确定透射进入房间的光比基于占用者舒适度和预测晴天辐照度确定的色调水平多或少的最亮色调水平。

一个实施例是控制可着色窗的色调以考虑建筑物的房间中的占用者舒适度的方法。所述可着色窗位于所述建筑物的内部与外部之间。所述方法基于在未来时间通过可着色窗进入房间的直射阳光的穿透深度和房间中的空间类型而预测在所述未来时间用于可着色窗的适当色调水平。所述方法在网络上提供指令以将所述可着色窗的色调转变到所述色调水平。

另一实施例是控制可着色窗的色调以考虑建筑物的房间中的占用者舒适度的控制器。所述可着色窗位于所述建筑物的内部与外部之间。所述控制器包括处理器，所述处理器被配置成基于通过可着色窗进入房间的直射阳光的穿透深度和房间中的空间类型而确定用于可着色窗的色调水平。控制器还包括在网络上与处理器通信且与可着色窗通信的脉冲宽度调制器(“PWM”)。脉冲宽度调制器被配置成从处理器接收色调水平且在网络上发送具有色调指令的信号以将可着色窗的色调转变到确定的色调水平。

另一实施例是控制可着色窗的色调以考虑建筑物中的占用者舒适度的主控制器。所述可着色窗位于所述建筑物的内部与外部之间。主控制器包括计算机可读介质以及与计算机可读介质通信且与用于可着色窗的本地窗控制器通信的处理器。计算机可读介质具有配置文件，所述配置文件带有与可着色窗相关联的空间类型。处理器被配置成从计算机可读介质接收空间类型，基于通过可着色窗进入房间的直射阳光的穿透深度和空间类型确定用于可着色窗的色调水平，且在网络上将色调指令发送到本地窗控制器以将可着色窗的色调转变到所确定色调水平。

另一实施例是控制建筑物区带中的一个或多个可着色窗的色调以考虑占用者舒适度的方法。所述方法基于当前时间且基于所述区带的代表性窗的预测转变时间而计算未来时间。所述方法还预测在未来时间的太阳位置且确定时间表中由用户指定的程序。所述程序包含用于基于一个或多个独立变量确定色调水平的逻辑。所述方法还采用所确定程序以基于在未来时间的预测太阳位置和占用者舒适度而确定色调水平。所述方法还将指令传送到一个或多个可着色窗以将色调转变到所确定色调水平。

另一实施例是用于控制建筑物区带中的一个或多个可着色窗的色调以考虑占用者舒适度的窗控制器。窗控制器包括计算机可读介质，其具有预测性控制逻辑以及与区带相关联的现场数据和区带/群组数据。窗控制器还包括与计算机可读介质通信且与可着色窗通信的处理器。处理器被配置成基于当前时间和区带的代表性窗的预测转变时间而计算未来时间。处理器还被配置成预测在未来时间的太阳位置且确定时间表中由用户指定的程序。所述程序包含用于基于一个或多个独立变量确定色调水平的逻辑。处理器还被配置成采用所确定程序以使用在未来时间的预测太阳位置且基于占用者舒适度而确定色调水平。处理器还被配置成将指令传送到区带中的一个或多个可着色窗以将色调转变到所确定色调水平。

某些方面包含控制一个或多个可着色窗的色调以考虑建筑物的房间中的占用舒适度的方法。一个方法包括：确定占用区与通过一个或多个可着色窗的光的三维投影之间的相交点；使用所述相交点确定一个或多个可着色窗的色调水平；以及提供指令以将一个或多个可着色窗的色调转变到所确定色调水平。在一些情况下，所述三维投影是从太阳光线进入房间的所述一个或多个可着色窗的投影。在一些情况下，投影的方向可以基于太阳的方位角和高度而确定。在一些情况下，光的三维投影与所关注平面的相交点是P-图像，且色调水平是基于P-图像与占用区的重叠量而确定且基于重叠量确定色调水平。在一些情况下，基于P-图像与占用区的重叠百分比而确定色调水平。

某些方面包含用于控制一个或多个可着色窗的色调以考虑房间中的占用舒适度的控制器。在一些情况下，控制器包括处理器，所述处理器被配置成：确定通过一个或多个可着色窗的光的三维投影与所关注平面的相交点，确定相交点与占用区的重叠，使用所确定重叠以确定一个或多个可着色窗的色调水平，且提供指令以将所述一个或多个可着色窗的色调转变到所确定色调水平。在一些方面中，控制器还包括在网络上与处理器通信且与可着色窗通信的脉冲宽度调制器。脉冲宽度调制器被配置成从处理器接收所确定色调水平，且在网络上发送具有色调指令的信号以将一个或多个可着色窗的色调转变到所确定色调水平。在一些方面中，光的三维投影与所关注平面的相交点是P-图像，其中确定P-图像包括确定一个或多个可着色窗的有效孔口和所述有效孔口的几何中心，基于太阳方位角和高度确定从几何中心的P-图像偏移，且通过在所关注的平面处围绕P-图像偏移产生有效孔口区域而确定P-图像。

某些方面包含控制一个或多个可着色窗的色调以考虑建筑物的房间中的占用舒适度的方法。在一些情况下，方法包括确定在当前时间是否设定了一个或多个定时器；以及如果未设定一个或多个定时器，那么确定滤波后的色调水平且提供指令以将一个或多个可着色窗的色调转变到滤波后的色调水平。在一些情况下，确定滤波后的色调水平包括基于一个或多个传感器读数确定短箱车波形的短箱车波形值，基于一个或多个传感器读数确定第一长箱车波形的第一长箱车波形值，如果短箱车波形值与长箱车波形值之间的差为正且大于正阈值则将照射值设定为短箱车波形值且设定第一定时器，且如果短箱车波形值与长箱车波形值之间的差为正且小于正阈值或为负且比负阈值更负则将照射值设定为第一长箱车波形值。

本公开的某些方面涉及用于在网络上控制可着色窗的色调状态以考虑建筑物的房间中的占用者舒适度的方法。所述方法包含以下操作：(a)经由所述网络使用预测性控制逻辑操作所述可着色窗，其中所述预测性控制逻辑提供用于控制所述可着色窗的色调状态；(b)针对事件选择调整的色调状态，所述事件至少部分地由包含太阳高度值范围和/或方位角值范围的约束限定，其中所述调整的色调状态至少部分地不同于由所述预测性控制逻辑提供的色调状态；(c)基于是否将满足所述约束而预测所述事件将在未来时间发生；(d)在所述网络上提供指令以在所述预测事件的所述未来时间时或之前将所述可着色窗转变到所述调整的色调状态；以及(e)确定所述事件已经结束且在所述网络上提供指令以将所述可着色窗转变到由所述预测性控制逻辑提供的色调状态。

在一些情况下，选择调整的色调状态包含从由预测性控制逻辑提供的色调状态选择增量色调调整。

在一些情况下，所述方法可以包含估计可着色窗转变到调整的色调状态的转变时间。将可着色窗转变到调整的色调状态的指令在一些情况下可以在基于估计转变时间和未来时间的时间在网络上提供。

在一些情况下，约束还包含以下一个或多个：日期和/或时间信息，由晴天模型提供的估计辐照度，在房间内测得的辐照度，与房间相关联的占用信息，云量指数。

在一些情况下，事件对应于阴影、反射、季节性改变和/或用户偏好。

本公开的另一方面关于用于控制可着色窗的色调状态以考虑建筑物的房间中的占用者舒适度的方法。所述方法包含以下操作：(a)识别至少部分地由包含太阳高度值范围和/或方位角值范围的约束限定的事件；(b)响应于所述事件的识别而选择用于所述可着色窗的色调状态；(c)产生或更新指示何时满足所述约束的时间表；以及(d)将所述时间表提供到被配置成在网络上将着色指令传送到所述可着色窗的控制逻辑。

在一些情况下，产生或更新时间表是使用太阳位置计算器执行。在一些情况下，针对所述事件识别太阳高度值范围和/或方位角值范围包含将对应于观察到的事件的时间提供到太阳位置计算器。

在一些情况下，所述方法在计算机或无线装置上执行。举例来说，识别事件可以包含使用计算装置识别建筑物的三维模型的反射和/或遮蔽表面。

本公开的另一方面关于用于使用基于事件的模型在网络上控制可着色窗的色调的计算机程序产品，所述计算机程序产品包含能够当从非暂时性计算机可读介质检索时由处理器执行的计算机可读程序代码。所述程序代码包含用于以下操作的指令：(a)使用提供用于控制所述可着色窗的色调状态的预测性控制逻辑来操作所述可着色窗；(b)接收限定事件的约束，其中所述约束包含太阳高度值范围和/或方位角值范围；(c)针对所述事件接收调整的色调状态，其中所述调整的色调状态至少部分地不同于由所述预测性控制逻辑提供的所述色调状态；(d)基于是否将满足所述约束而预测所述事件将在未来时间发生；(e)在所述网络上提供指令以在所述预测事件的所述未来时间时或之前将所述可着色窗转变到所述调整的色调状态；以及(f)确定所述事件已经结束且在所述网络上提供指令以将所述可着色窗转变到由所述预测性控制逻辑提供的所述色调状态。

在一些实施例中，所述程序代码还包含用于处理指示日期和时间的发生的数据并使用太阳计算器确定对应于所述日期和时间数据的太阳高度和/或方位角值的指令。在一些情况下，太阳计算器可以包含存储多个时间条目的查找表，其中每一时间条目与太阳高度值和/或方位角值相关联。

在一些实施例中，限定事件的约束包含天气信息，且所述指令还被配置成接收当前和/或预测天气数据。在一些实施例中，限定事件的约束包含辐照度值，且所述指令还被配置成接收测得的辐照度值。

本公开的另一方面关于用于使用基于事件的模型在网络上控制可着色窗的色调的计算机程序产品，所述计算机程序产品包含能够当从非暂时性计算机可读介质检索时由处理器执行的计算机可读程序代码。所述程序代码包含用于以下操作的指令：(a)接收限定事件的约束，所述约束包含太阳高度值范围和/或方位角值范围；(b)接收在所述事件期间将应用于所述可着色窗的色调状态；(c)产生或更新指示何时满足所述约束的时间表；以及(d)将所述时间表提供到被配置成在网络上将着色指令传送到所述可着色窗的控制逻辑。

本公开的另一方面关于用于在网络上控制可着色窗的色调以考虑占用者舒适度的控制器。所述控制器包含具有预测性控制逻辑的计算机可读介质，以及与计算机可读介质通信且与可着色窗通信的处理器。处理器被配置成：(a)使用提供用于控制所述可着色窗的色调状态的预测性控制逻辑来操作所述可着色窗；(b)接收限定事件的约束，其中所述约束包含太阳高度值范围和/或方位角值范围；(c)针对所述事件接收调整的色调状态，其中所述调整的色调状态至少部分地不同于由所述预测性控制逻辑提供的所述色调状态；(d)基于是否将满足所述约束而预测所述事件将在未来时间发生；(e)在所述网络上提供指令以在所述预测事件的所述未来时间时或之前将所述可着色窗转变到所述调整的色调状态；以及(f)确定所述事件已经结束且在所述网络上提供指令以将所述可着色窗转变到由所述预测性控制逻辑提供的所述色调状态。

本公开的另一方面关于控制至少一个窗的方法，包含：(a)确定太阳的位置；(b)从至少一个传感器接收云量的指示；以及(c)基于(a)和(b)控制所述至少一个窗。

在一些情况下，(b)中接收的指示是由气象站提供。

在一些情况下，所述确定太阳的位置的步骤包含确定障碍物将造成在所述传感器处接收的最大辐照度量的减少，其中所述传感器包含被配置成测量太阳辐照度的光传感器。在一些情况下，可以当所述障碍物造成所述至少一个传感器处的最大辐照度量的减少时执行所述控制步骤。

在某些情况下，控制步骤包含增加所述至少一个窗的色调水平或减小所述至少一个窗的色调水平。在一些情况下，控制步骤包含以控制装置控制窗阴影的位置、窗盖布或窗帘。

在一些情况下，用于指示云量的所述至少一个传感器包含：光传感器，例如可见光传感器和/或红外传感器；温度传感器；和/或湿度传感器。

本公开的另一方面关于一种云检测器系统，其包含：(a)太阳位置检测模块；(b)检测器，其被配置成产生指示云量的读数；(c)至少一个窗；以及(d)至少一个控制器，其被配置成基于由所述太阳位置检测模块检测到的太阳位置和由所述检测器产生的指示云量的所述读数而控制所述窗。

以下将参考附图更详细地描述这些以及其它特征和实施例。

附图说明

图1A-1C示出在玻璃基板上形成的电致变色装置的示意图，即电致变色窗片。

图2A和2B示出关于图1A-1C描述的电致变色窗片集成在IGU中的横截面示意图。

图3A描绘了电致变色装置的示意性横截面。

图3B描绘处于漂白状态(或转变为漂白状态)的电致变色装置的示意性横截面。

图3C描绘图3B中所示的电致变色装置的示意性横截面，但处于有色状态(或转变到有色状态)。

图4描绘窗控制器的组件的简化的框图。

图5描绘根据所公开实施例的包含可着色窗和至少一个传感器的房间的示意图。

图6A-6C包含描绘根据所公开的实施例的由示例性控制逻辑的三个模块A、B和C中的每一个收集的信息的图。

图7是示出根据所公开的实施例的用于控制建筑物中的一个或多个电致变色窗的方法的预测性控制逻辑的一些步骤的流程图。

图8是示出图7中示出的控制逻辑的一部分的特定实施方案的流程图。

图9是示出根据所公开的实施例的模块A的细节的流程图。

图10是根据所公开的实施例的占用查找表的实例。

图11A描绘根据所公开的实施例的包含电致变色窗的房间的示意图，所述房间具有基于位于窗附近的桌子1的空间类型。

图11B描绘根据所公开的实施例的包含电致变色窗的房间的示意图，所述房间具有基于位于与图11A中相比更远离窗的桌子2的空间类型。

图12是示出根据所公开的实施例的模块B的细节的流程图。

图13是示出根据所公开的实施例的模块C的细节的流程图。

图14是示出图7中示出的控制逻辑的一部分的另一实施方案的图。

图15描绘建筑物管理系统的实施例的示意图。

图16描绘建筑物网络的实施例的框图。

图17是用于控制建筑的一个或多个可着色窗的功能的系统的组件的框图。

图18是描绘用于控制建筑物中的一个或多个可着色窗(例如，电致变色窗)的色调水平转变的方法的预测性控制逻辑的框图。

图19是根据实施例的用以输入时间表信息以产生由窗控制器采用的时间表的用户界面的截屏。

图20是根据实施例的占用查找表的实例和具有桌子和窗的房间的示意图，示出了接收角、太阳角度和穿透深度之间的关系。

图21A、21B和21C是根据实施例的具有三个不同空间类型的建筑物的一部分的平面图的示意图。

图22是根据实施例的可存在于用以控制色调水平或多个可着色窗的窗控制器中的子系统的框图。

图23是示出在以雾开始的一天且在这天的较晚时雾被日照快速燃尽的情况下取得的传感器照射读数的曲线图。

图24A是示出图7中示出的控制逻辑的一部分的特定实施方案的流程图。

图24B是在一天期间的照射读数和对应上限和下限的曲线图，在该天较早时为多云且接着在该天较晚时为晴朗。

图25A是根据实施例的使用箱车波形值做出着色决策的控制方法的流程图。

图25B描绘具有桌子的房间和房间的临界角，在所述临界角内太阳照射到坐在桌子边的占用者上。

图26A描绘根据实施例的与在常规一天期间的传感器读数以及使用箱车波形滤波器的控制方法确定的相关联确定色调状态相关联的两个曲线图。

图26B描绘根据实施例的与在多云的一天期间具有间歇性尖峰的的传感器读数以及使用箱车波形滤波器的控制方法确定的相关联确定色调状态相关联的两个曲线图。

图27A是包含在一天期间在时间t确定的传感器读数、短箱车波形值和长箱车波形值的照射值的绘图。

图27B是图27A的传感器读数和相关联的在一天期间由模块B确定的色调水平和由模块C确定的色调水平的绘图。

图28A是根据实施例的使用箱车波形值做出着色决策的控制方法的流程图。

图28B是包含在一天期间在时间t确定的传感器读数、短箱车波形值和长箱车波形值的照射值的绘图。

图29A是根据实施例的使用箱车波形值做出着色决策的控制方法的流程图。

图29B是包含在一天期间在时间t确定的传感器读数、短箱车波形值和长箱车波形值的照射值的绘图。

图30是根据实施例的具有呈天窗形式的水平圆形孔口的房间的侧视图的示意图，以说明通过房间到楼层的光的三维投影。

图31是根据实施例的图30的房间的侧视图和俯视图的示意图，具有到房间中的桌子的投影。

图32是根据实施例的具有呈天窗形式的单个水平圆形孔口的房间的侧视图和俯视图的示意图。

图33是根据实施例的具有包括第一孔口和第二孔口的多小面天窗的房间的侧视图的示意图。

图34示出根据实施例的具有包括第一孔口和第二孔口的多小面天窗且具有桌子的房间的侧视图的示意图。

图35是根据实施例的具有包括阻挡光的小面的多小面天窗的房间的侧视图的示意图。

图36是根据实施例的描绘提供对应于占用区的被眩光区域覆盖的相对部分的最终色调状态的方法的示意图。

图37是对应于使用三维光投影的模块A的实施例的图8的步骤700的细节的流程图。

图38是根据实施例的具有若干多小面天窗和投影的房间的侧视图的示意图。

图39A-B描绘针对造成建筑物中的眩光的事件可以如何确定太阳高度和方位角范围。

图40描绘可以自动识别对应于事件的太阳高度和方位角范围的软件应用程序的图形用户界面。

图41是根据一些实施例的表示基于时间的时间表的表，所述表提供太阳方位角和高度约束以用于确定是否已发生事件以致使将色调水平应用于窗。

图42是示出根据一些实施例的模块B'的细节的流程图。

具体实施方式

在以下描述中，阐述了许多具体细节以便提供对所呈现的实施例的透彻理解。可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所公开的实施例。在其它情况下，没有详细描述众所周知的过程操作，以免不必要地模糊所公开的实施例。虽然所公开的实施例将结合具体实施例加以描述，但是应该理解的是，这并不旨在限制所公开的实施例。

I.电致变色装置的概述

应当理解，虽然所公开的实施例集中于电致变色窗(也称为智能窗)，但是本文公开的概念可以应用于其它类型的可着色窗。例如，包含液晶装置或悬浮颗粒装置的可着色窗代替电致变色装置可以结合在任何公开的实施例中。

为了使读者适应本文公开的系统、窗控制器和方法的实施例，提供了电致变色装置的简要讨论。此电致变色装置的初始讨论仅用于上下文，并且随后描述的系统、窗控制器和方法的实施例不限于此初始讨论的具体特征和制造过程。

参考图1A-1C描述电致变色窗片的具体实例，以说明本文所述的实施例。图1A是电致变色窗片100的横截面图(参见图1C的剖切线X'-X')，其以玻璃板105开始制造。图1B示出了电致变色窗片100的端视图(参见图1C的观察透视Y-Y')以及图1C示出了电致变色窗片100的俯视图。图1A示出了在玻璃板105上制造之后的电致变色窗片，边缘被删除以产生围绕窗片周边的区域140。电致变色窗片也经过激光划线，并附接有汇流条。玻璃窗片105具有扩散阻挡层110和在扩散阻挡层上的第一透明导电氧化物层(TCO)115。在此实例中，边缘删除过程移除了TCO 115和扩散阻挡层110，但是在其它实施例中，仅移除TCO，使扩散阻挡层保持完整。TCO 115是用于形成在玻璃板上制造的电致变色装置的电极的两个导电层中的第一个。在此实例中，玻璃板包含下层的玻璃和扩散阻挡层。因此，在此实例中，形成扩散阻挡层，然后形成第一TCO、电致变色堆叠125(例如，具有电致变色离子导体和对立电极层)和第二TCO 130。在一个实施例中，电致变色装置(电致变色堆叠和第二TCO)在集成沉积系统中制造，其中玻璃板在制造堆叠期间的任何时间都不离开集成沉积系统。在一个实施例中，还使用集成沉积系统形成第一TCO层，其中在电致变色堆叠和(第二)TCO层的沉积期间玻璃板不离开集成沉积系统。在一个实施例中，所有层(扩散阻挡层、第一TCO、电致变色堆叠和第二TCO)沉积在集成沉积系统中，其中玻璃板在沉积期间不会离开集成沉积系统。在此实例中，在沉积电致变色堆叠125之前，通过TCO 115和扩散阻挡层110切割隔离沟槽120。在制造完成之后，考虑电隔离将存在于汇流条1下方的TCO 115的区域来制作沟槽120(参见图1A)。这样做是为了避免汇流条下的电致变色装置的电荷累积和上色，这是不希望的。

在形成电致变色装置之后，执行边缘删除过程和附加激光划线。图1A描绘区域140，其中装置已经被移除，在此实例中，从围绕激光划线沟槽150、155、160和165的周边区域移除。沟槽150、160和165穿过电致变色堆叠，并且还通过第一TCO和扩散阻挡层。沟槽155穿过第二TCO 130和电致变色堆叠，但不穿过第一TCO 115。制成激光划线沟槽150、155、160和165，以隔离电致变色装置的部分135、145、170和175，其在从可操作电致变色装置的边缘删除过程被潜在地损坏。在此实例中，激光划线沟槽150、160和165穿过第一TCO以帮助装置隔离(激光划线沟槽155不穿过第一TCO，否则会切断汇流条2首先与TCO并因此与电致变色堆叠的电连通)。用于激光划线工艺的一个或多个激光器通常但不一定是脉冲型激光器，例如二极管泵浦固态激光器。例如，激光划线工艺可以使用来自IPG Photonics(马萨诸塞州牛津市)或来自Ekspla(立陶宛维尔纽斯)的合适激光器来执行。划线也可以机械地进行，例如通过金刚石尖端划线。本领域普通技术人员将理解，激光划线工艺可以在不同深度处执行和/或在单个工艺中执行，由此在围绕电致变色装置的周边的连续路径期间改变或不改变激光切割深度。在一个实施例中，执行边缘删除到第一TCO的深度。

激光划线完成后，附接汇流条。非穿透汇流条1应用于第二TCO。非穿透汇流条2应用于与第一TCO接触的未沉积装置的区域(例如，来自保护第一TCO免受装置沉积的掩模)，或者在此实例中，边缘删除过程(例如，使用具有XY或XYZ电流计的设备的激光烧蚀)用于将材料移除到第一TCO。在此实例中，汇流条1和汇流条2都是非穿透汇流条。穿透汇流条通常被压入并穿过电致变色堆叠以与堆叠底部的TCO接触。非穿透汇流条是不渗透到电致变色堆堆叠中，而是在导电层例如TCO的表面上进行电接触和物理接触的汇流条。

TCO层可以使用非传统的汇流条电连接，例如，用丝网和光刻图案化方法制造的汇流条。在一个实施例中，通过丝网印刷(或使用另一种图案化方法)导电油墨，然后热固化或烧结油墨，与装置的透明导电层建立电连通。使用上述装置配置的优点包含例如比使用穿透汇流条的传统技术更简单的制造和更少的激光划线。

在连接汇流条之后，将该装置集成到绝缘玻璃单元(insulated glass unit，IGU)中，其包含例如对汇流条等进行布线。在一些实施例中，汇流条中的一个或两个在完成的IGU内部，然而在一个实施例中，一个汇流条位于IGU的密封件外部，并且一个汇流条位于IGU内部。在前一实施例中，区域140用于与用于形成IGU的间隔件的一个面形成密封。因此，导线或到汇流条的其它连接在间隔件与玻璃之间延伸。由于许多间隔件由导电的金属(例如，不锈钢)制成，因此希望采取措施以避免由于汇流条和连接器与金属间隔件之间的电连通而导致的短路。

如上所述，在连接汇流条之后，将电致变色窗片集成到IGU中，IGU包含例如汇流条等的布线。在这里描述的实施例中，两个汇流条都在成品IGU的主密封内。

图2A示出了关于图1A-1C描述的电致变色窗集成在IGU 200中的横截面示意图。间隔件205用于将电致变色窗片与第二窗片210分离。IGU 200中的第二窗片210是非电致变色窗片，然而，本文公开的实施例不限于此。例如，窗片210可在其上具有电致变色装置和/或一种或多种涂层，例如低E涂层等。窗片201也可以是层压玻璃，如图2B所示(窗片201通过树脂235层压到加强窗格230上)。在间隔件205和电致变色窗片的第一TCO层之间是主密封材料215。该主密封材料也位于间隔件205和第二玻璃窗片210之间。在间隔件205的周边周围是辅助密封件220。汇流条布线/引线穿过密封件连接到控制器。辅助密封件220可以比所描绘的厚得多。这些密封件有助于将湿气保持在IGU的内部空间225之外。它们还用于防止IGU内部的氩气或其它气体逸出。

图3A以横截面示意性地描绘了电致变色装置300。电致变色装置300包含基板302、第一导电层(CL)304、电致变色层(EC)306、离子导电层(IC)308、对立电极层(CE)310和第二导电层(CL)314。层304、306、308、310和314共同称为电致变色堆叠320。可操作以在电致变色堆叠320上施加电位的电压源316实现电致变色装置从例如漂白状态到(描绘的)有色状态的转变。层的顺序可以相对于基板反转。

具有所描述的不同层的电致变色装置可以制造成具有低缺陷率的全固态装置和/或全无机装置。在2009年12月22日提交且Mark Kozlowski等人作为发明人的标题为《低缺陷率电致变色装置的制造(Fabrication of Low-Defectivity ElectrochromicDevices)》的序列号12/645,111美国专利申请中，以及在2009年12月22日提交且ZhongchunWang等人作为发明人的标题为《电致变色装置(Electrochromic Devices)》的第12/645,159号美国专利申请序列号中更详细地描述了这种装置及其制造方法，所述专利申请和专利两者通过引用以其全部并入本文中。然而，应理解，堆叠中的任何一个或多个层可含有一定量的有机材料。对于可以少量存在于一个或多个层中的液体也可以这样说。还应理解，固态材料可以通过采用液体组分的工艺沉积或以其它方式形成，例如采用溶胶-凝胶或化学气相沉积的某些工艺。

另外，应该理解的是，对漂白状态和有色状态之间的转变的提及是非限制性的，并且仅提出了许多可以这些的电致变色转变的一个实例。除非本文另有说明(包含前述讨论)，否则每当提及漂白-有色过渡时，对应的装置或过程涵盖其它光学状态过渡，例如非反射至反射、透明至不透明等。此外，术语“漂白的”是指光学中性状态，例如无色、透明或半透明。更进一步，除非本文另有说明，否则电致变色过渡的“颜色”不限于任何特定波长或波长范围。如本领域技术人员所理解的，适当的电致变色和对立电极材料的选择决定了相关的光学转变。

在本文所描述的实施例中，电致变色装置在漂白状态和有色状态之间可逆地循环。在一些情况下，当装置处于漂白状态时，将电位施加到电致变色堆叠320，使得堆叠中的可用离子主要位于对立电极310中。当电致变色堆叠上的电位反转时，离子跨越离子导电层308传送到电致变色材料306并使材料转变到有色状态。以类似的方式，本文所述实施例的电致变色装置可在不同色调水平之间可逆地循环(例如，漂白状态、最暗有色状态和漂白状态与最暗有色状态之间的中间水平)。

再次参考图3A，电压源316可以配置成与辐射和其它环境传感器一起操作。如本文所述，电压源316与装置控制器(在该图中未示出)介接。另外，电压源316可以与能量管理系统介接，所述能量管理系统根据例如一年中的时间、一天中的时间和测得的环境条件等各种标准来控制电致变色装置。这种能量管理系统与大面积电致变色装置(例如，电致变色窗)结合可以显著降低建筑物的能量消耗。

具有合适的光学、电学、热学和机械性质的任何材料都可以用作基板302。此些基板包含例如玻璃、塑料和镜面材料。合适的玻璃包含透明或有色的钠钙玻璃，包含钠钙浮法玻璃。玻璃可以是回火的或未回火的。

在许多情况下，基板是尺寸适合住宅窗应用的玻璃窗格。这种玻璃窗格的尺寸可根据住宅的特定需要而广泛变化。在其它情况下，基板是建筑玻璃。建筑玻璃通常用于商业建筑中，但也可用于住宅建筑中，并且通常但不是必须将室内环境与室外环境隔开。在某些实施例中，建筑玻璃至少为20英寸乘20英寸，并且可以更大，例如大到约80英寸乘120英寸。建筑玻璃通常至少约2mm厚，通常在约3mm和约6mm厚之间。当然，电致变色装置可相对于比建筑玻璃更小或更大的基板缩放。此外，电致变色装置可以设置在任何尺寸和形状的镜子上。

在基板302的顶部上是导电层304。在某些实施例中，导电层304和314中的一个或两个是无机和/或固体。导电层304和314可以由许多不同的材料制成，包含导电氧化物、薄金属涂层、导电金属氮化物和复合导体。通常，导电层304和314至少在电致变色层表现出电致变色的波长范围内是透明的。透明导电氧化物包含金属氧化物和掺杂有一种或多种金属的金属氧化物。此些金属氧化物和经掺杂金属氧化物的实例包含氧化铟、氧化铟锡、经掺杂的氧化铟、氧化锡、经掺杂的氧化锡、氧化锌、氧化铝锌、经掺杂的氧化锌、氧化钌、经掺杂的氧化钌等。由于氧化物通常用于这些层，因此它们有时被称为“透明导电氧化物”(TCO)层。也可以使用基本上透明的薄金属涂层，以及TCO和金属涂层的组合。

导电层的功能是在相对小的欧姆电位降的情况下将电压源316提供的电位在电致变色堆叠320的表面上散布到堆叠的内部区。通过与导电层的电连接将电位传递到导电层。在一些实施例中，汇流条(一个与导电层304接触，一个与导电层314接触)提供电压源316与导电层304和314之间的电连接。导电层304和314也可以用其它传统方法连接到电压源316。

覆盖导电层304是电致变色层306。在一些实施例中，电致变色层306是无机和/或固体。电致变色层可包含许多不同的电致变色材料中的任何一种或多种，包含金属氧化物。此些金属氧化物包含氧化钨(WO3)、氧化钼(MoO3)、氧化铌(Nb2O5)、氧化钛(TiO2)、氧化铜(CuO)、氧化铱(Ir2O3)、氧化铬(Cr2O3)、氧化锰(Mn2O3)、氧化钒(V2O5)、氧化镍(Ni2O3)、氧化钴(Co2O3)等。在操作期间，电致变色层306将离子转移到对立电极层310并从对立电极层310接收离子以引起光学转变。

通常，电致变色材料的上色(或任何光学性质的变化-例如，吸光度、反射率和透射率)是通过可逆离子插入(例如，嵌入)到材料中和对应的电荷平衡电子注入引起的。通常，负责光学转变的一部分离子在电致变色材料中不可逆地结合。一些或所有不可逆结合的离子用于补偿材料中的“盲电荷”。在大多数电致变色材料中，合适的离子包含锂离子(Li+)和氢离子(H+)(即，质子)。然而，在某些情况下，其它离子将是合适的。在各种实施例中，锂离子用于产生电致变色现象。锂离子嵌入氧化钨(WO3-y(0<y≤～0.3))使氧化钨从透明(漂白状态)变为蓝色(有色状态)。

再次参考图3A，在电致变色堆叠320中，离子导电层308夹在电致变色层306和对立电极层310之间。在一些实施例中，对立电极层310是无机和/或固体。对立电极层可包括多种不同材料中的一种或多种，当电致变色装置处于漂白状态时，所述材料用作离子储库。在通过例如施加适当电位起始的电致变色过渡期间，对立电极层将其保持的一些或全部离子转移到电致变色层，将电致变色层改变为有色状态。同时，在NiWO的情况下，对立电极层随着离子的损失而上色。

在一些实施例中，用于与WO3互补的对立电极的合适的材料包含氧化镍(NiO)、氧化镍钨(NiWO)、氧化镍钒、氧化镍铬、氧化镍铝、氧化镍锰、氧化镍镁、氧化铬(Cr2O3)、氧化锰(MnO2)和普鲁士蓝。

当从由氧化镍钨制成的对立电极310去除电荷(即，离子从对立电极310传送到电致变色层306)时，对立电极层将从透明状态转变为有色状态。

在所描绘的电致变色装置中，在电致变色层306和对立电极层310之间，存在离子导电层308。当电致变色装置在漂白状态和有色状态之间转变时，离子导电层308用作通过其传送离子(以电解质的方式)的介质。优选地，离子导电层308对于电致变色层和对立电极层的相关离子具有高导电性，但具有足够低的电子传导性，使得在正常操作期间发生可忽略的电子转移。具有高离子传导性的薄离子导电层允许快速离子传导并因此快速切换以用于实现高性能电致变色装置。在某些实施例中，离子导电层308是无机和/或固体。

合适的离子导电层(用于具有不同IC层的电致变色装置)的实例包含硅酸盐、氧化硅、氧化钨、氧化钽、氧化铌和硼酸盐。这些材料可以掺杂有不同的掺杂剂，包含锂。锂掺杂的氧化硅包含锂硅-铝-氧化物。在一些实施例中，离子导电层包括基于硅酸盐的结构。在一些实施例中，硅-铝-氧化物(SiAlO)用于离子导电层308。

电致变色装置300可包含一个或多个额外层(未示出)，例如一个或多个无源层。用于改善某些光学性质的无源层可以包含在电致变色装置300中。用于提供防潮或抗划伤性的无源层也可包含在电致变色装置300中。例如，可以用抗反射或保护性氧化物或氮化物层处理导电层。其它无源层可用于气密密封电致变色装置300。

图3B是处于漂白状态(或转变为漂白状态)的电致变色装置的示意性横截面。根据具体实施例，电致变色装置400包含氧化钨电致变色层(EC)406和镍-钨氧化物对电极层(CE)410。电致变色装置400还包含基板402、导电层(CL)404、离子导电层(IC)408和导电层(CL)414。

电源416被配置为通过到导电层404和414的合适的连接(例如，汇流条)将电位和/或电流施加到电致变色堆叠420。在一些实施例中，电压源被配置为施加大约几伏的电位，以便驱动装置从一个光学状态到另一个光学状态的转变。如图3A所示的电位的极性使得离子(在该实例中为锂离子)主要存在于镍-钨氧化物对立电极层410中(如虚线箭头所示)。

图3C是图3B中所示的电致变色装置400的示意性横截面，但处于有色状态(或转变到有色状态)。在图3C中，电压源416的极性反转，使得电致变色层更负，以接受额外的锂离子，从而转变为有色状态。如虚线箭头所示，锂离子跨越离子导电层408传送到氧化钨电致变色层406。氧化钨电致变色层406以有色状态示出。镍-钨氧化物对电极410也以有色状态示出。如所解释，镍-钨氧化物随着其放弃(脱嵌)锂离子而逐渐变得更不透明。在此实例中，存在协同效应，其中向层406和410两者的有色状态的转变有助于减少透过堆叠和基板的光的量。

如上所述，电致变色装置可包含电致变色(EC)电极层和对立电极(CE)层，其由对离子具有高导电性并且对电子具有高电阻的离子导电(IC)层隔开。如常规所理解的，因此离子导电层防止电致变色层和对立电极层之间的短路。离子导电层允许电致变色极和对立电极保持电荷，从而保持它们的漂白状态或有色状态。在具有不同层的电致变色装置中，组件形成堆叠，所述堆叠包含夹在电致变色电极层和对立电极层之间的离子导电层。这三个堆叠组件之间的边界由组成和/或微结构的突然变化来限定。因此，这些装置具有三个不同的层，具有两个突变的界面。

根据某些实施例，对立电极和电致变色电极彼此紧邻形成，有时直接接触，而不单独沉积离子导电层。在一些实施例中，使用具有界面区而不是不同IC层的电致变色装置。这种装置及其制造方法描述在下列文献中：2010年4月30日提交的美国专利8,300,298和美国专利申请序列号12/772,075以及2010年6月11日提交的美国专利申请序列号12/814,277和12/814,279，三篇专利申请和专利中的每一项的名称都是《电致变色装置》，每篇都是Zhongchun Wang等为发明人，将每一篇通过引用整体并入本文。

II.窗控制器

窗控制器用于控制电致变色窗的电致变色装置的色调水平。在一些实施例中，窗控制器能够使电致变色窗在两个色调状态(水平)-漂白状态与有色状态-之间转变。在其它实施例中，控制器可另外将电致变色窗(例如，具有单个电致变色装置)转变为中间色调水平。在一些所公开实施例中，窗控制器能够使电致变色窗转变为四个或多于四个色调水平。某些电致变色窗通过在单个IGU中使用两个(多于两个)电致变色窗片允许中间色调水平，其中每一窗片为双状态窗片。本节中这将参考图2A和2B描述。

如上面关于图2A和2B所述，在一些实施例中，电致变色窗可包括在在IGU200的一个窗片上的电致变色装置400和在IGU 200的另一窗片上的另一电致变色装置400。如果窗控制器能够在两种状态(漂白状态和有色状态)之间转变每个电致变色装置，则电致变色窗能够达到四种不同的状态(色调水平)：两个电致变色装置都被上色的有色状态、一个电致变色装置被上色的第一中间状态、另一个电致变色装置被上色的第二中间状态、以及两个电致变色装置都被漂白的漂白状态。多窗格电致变色窗的实施例在美国专利号8,270,059中进一步描述，Robin Friedman等人为发明人，标题为《MULTI-PANE ELECTROCHROMICWINDOWS(多窗格电致变色窗)》，其全部内容在此引入作为参考。

在一些实施例中，窗控制器能够转变具有能够在两个或更多个色调水平之间转变的电致变色装置的电致变色窗。例如，窗控制器可以能够将电致变色窗转变为漂白状态、一个或多个中间水平和有色状态。在一些其它实施例中，窗控制器能够在漂白状态和有色状态之间的任何数量的色调水平之间转变包含电致变色装置的电致变色窗。在DishaMehtani等人为发明人、标题为《在光学可切换装置中控制转变(CONTROLLING TRANSITIONSIN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES)》的美国专利号8,254,013中进一步描述了用于将电致变色窗转变为一个或多个中间色调水平的方法和控制器的实施例，其全部内容通过引用结合于此。

在一些实施例中，窗控制器可为电致变色窗中的一个或多个电致变色装置供电。通常，窗控制器的此功能通过下文更详细地描述的一个或多个其它功能来增强。本文中所描述的窗控制器不限于具有为电致变色装置供电的功能的窗控制器，所述电致变色装置出于控制的目的与所述窗控制器相关联。也就是说，电致变色窗的电源可以与窗控制器分开，其中控制器具有其自己的电源并且将来自窗电源的电力施加到窗。然而，方便的是，包含具有窗控制器的电源且将控制器配置成为窗直接供电，因为其消除了为电致变色窗供电的单独布线的需要。

此外，本章节中描述的窗控制器被描述为独立控制器，其可被配置为控制单个窗或多个电致变色窗的功能，而无需将窗控制器集成到建筑控制网络或建筑物管理系统(BMS)中。然而，窗控制器可集成到建筑控制网络或BMS中，如本公开的建筑物管理系统章节中进一步描述。

图4描绘所公开的实施例的窗控制器450的一些组件和窗控制器系统的其它组件的框图。图4是窗控制器的简化框图，关于窗控制器的更多细节可以在下列文献中找到：美国专利申请序列号13/449,248和13/449,251，两者都是Stephen Brown为发明人，两者都标题为《用于光学可切换窗的控制器(CONTROLLER FOR OPTICALLY-SWITCHABLE WINDOWS)》并且两者均于2012年4月17日提交，和美国专利序列号为13/449,235，其名称为《控制光学可切换装置的转变(CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES)》，Stephen Brown等人为发明人，2012年4月17日提交，所有这些都通过引用整体并入本文。

在图4中，窗控制器450的所示组件包含具有微处理器455或其它处理器的窗控制器450、脉冲宽度调制器460、信号调节模块465和具有配置文件475的计算机可读介质(例如，存储器)。窗控制器450通过网络480(有线或无线)与电致变色窗中的一个或多个电致变色装置400电子通信以将指令发送到一个或多个电致变色装置400。在一些实施例中，窗控制器450可以是通过网络(有线或无线)与主窗控制器通信的本地窗控制器。

在公开的实施例中，建筑物可以具有至少一个房间，该房间在建筑物的外部和内部之间具有电致变色窗。一个或多个传感器可定位在建筑物外部和/或房间内部。在实施例中，来自一个或多个传感器的输出可输入到窗控制器450的信号调节模块465。在一些情况下，来自一个或多个传感器的输出可以输入到BMS，如在“建筑物管理系统”部分中进一步描述。尽管所描绘的实施例的传感器展示为位于建筑物的外部竖直墙壁上，但这是为简单起见，且传感器也可处于其它位置，例如在房间内部或在外部其它表面上。在一些状况下，两个或多于两个传感器可用于测量同一输入，这可在一个传感器发生故障或具有其它错误读数的状况下提供冗余。

图5描绘了具有带有至少一个电致变色装置的电致变色窗505的房间500的示意(侧视)图。电致变色窗505位于包含房间500的建筑物的外部和内部之间。房间500还包含窗控制器450，所述窗控制器连接到电致变色窗505且被配置成控制所述电致变色窗505的色调水平。外部传感器510位于建筑物的外部中的竖直表面上。在其它实施例中，内部传感器还可用以测量房间500中的环境光。在又其它实施例中，占用者传感器还可用以确定占用者何时处于房间500中。

外部传感器510是诸如光传感器的装置，其能够检测入射在装置上的从例如太阳的光源或从表面、大气中的粒子、云等反射到传感器的光流动的辐射光。外部传感器510可生成由光电效应产生的呈电流形式的信号，且所述信号可以随着入射在传感器510上的光而变。在一些状况下，装置可根据以瓦/m²或其它类似单位为单位的辐照度检测辐射光。在其它情况下，该装置可以以英尺烛光或类似单位为单位检测可见波长范围内的光。在许多状况下，辐照度和可见光的这些值之间存在线性关系。

在一些实施例中，外部传感器510被配置成测量红外光。在一些实施例中，外部光传感器被配置成测量红外光和/或可见光。在一些实施例中，外部光传感器510还可以包含用于测量温度和/或湿度数据的传感器。在一些实施例中，智能逻辑可以使用使用外部传感器确定或从外部网络(例如，气象站)接收的一个或多个参数(例如，可见光数据、红外光数据、湿度数据和温度数据)确定阻挡云的存在和/或量化由云造成的障碍。在标题为《红外云检测器系统和方法(INFRARED CLOUD DETECTOR SYSTEMS AND METHODS)》且2017年10月6日提交的国际专利申请PCT/US17/55631中描述使用红外传感器检测云的各种方法，所述国际专利申请指定美国且以全文引用方式并入本文中。

因为阳光照射地球的角度在改变，所以可基于当日时间和一年中的时间预测来自阳光的辐照度值。外部传感器510可实时检测辐射光，其说明由于建筑、天气改变(例如，云)等而引起的反射和遮挡光。举例来说，在阴天，阳光将被云遮挡且由外部传感器510检测到的辐射光将低于无云日。

在一些实施例中，可以存在与单个电致变色窗505相关联的一个或多个外部传感器510。来自一个或多个外部传感器510的输出可彼此比较以确定例如外部传感器510中的一个是否被物体遮住，例如被落在外部传感器510上的鸟遮住。在一些状况下，建筑物中可能需要相对较少的传感器，因为一些传感器可能不可靠和/或昂贵。在某些实施方案中，单个传感器或若干传感器可用于确定来自照射在建筑物或可能是建筑物的一侧上的太阳的辐射光的当前级别。云可在太阳前方经过，或施工车辆可在落日前方停放。这些将导致与所计算的正常照射在建筑物上的来自太阳的辐射光量的偏离。

外部传感器510可以是一种类型的光传感器。举例来说，外部传感器510可以是电荷耦合装置(CCD)、光电二极管、光敏电阻或光伏电池。本领域的普通技术人员将了解，光传感器和其它传感器技术的未来发展也将起作用，因为其测量光强度并提供表示光级的电输出。

在一些实施例中，来自外部传感器510的输出可以输入到信号调节模块465。输入可以是至信号调节模块465的电压信号的形式。信号调节模块465将输出信号传递到窗控制器450。窗控制器450基于来自配置文件475的各种信息、来自信号调节模块465的输出、超控值(override value)，确定电致变色窗505的色调水平。窗控制器450接着指示PWM 460将电压和/或电流施加到电致变色窗505以转变到所要色调水平。

在公开的实施例中，窗控制器450可以指示PWM 460将电压和/或电流施加到电致变色窗505以将其转变到四个或更多个不同色调水平中的任何一个。在公开的实施例中，电致变色窗505可以转变为至少八种不同的色调水平，描述为：0(最亮)、5、10、15、20、25、30和35(最暗)。色调水平可线性地对应于透过电致变色窗505的光的视觉透射率值和太阳热增益系数(SHGC)值。例如，使用上述八种色调水平，最亮色调水平0可以对应于SHGC值0.80，色调水平5可以对应于SHGC值0.70，色调水平10可以对应于SHGC值0.60，色调水平15可以对应于SHGC值0.50，色调水平20可以对应于SHGC值0.40，色调水平25可以对应于SHGC值0.30，色调水平30可以对应于SHGC值为0.20，并且色调水平35(最暗)可以对应于SHGC值0.10。

窗控制器450或与窗控制器450通信的主控制器可以使用任何一个或多个预测性控制逻辑组件来基于来自外部传感器510和/或其它输入的信号确定所需的色调水平。窗控制器450可以指示PWM 460将电压和/或电流施加到电致变色窗505以将其转换到期望的色调水平。

III.预测性控制逻辑的实例

在所公开的实施例中，使用预测性控制逻辑来实施确定和控制电致变色窗505或考虑占用者舒适度和/或能量节省考虑的其它可着色窗的所需色调水平的方法。此预测性控制逻辑可以采用一个或多个逻辑模块。图6A-6C包含描绘由所公开的实施例的示例性控制逻辑的三个逻辑模块A、B和C中的每一个收集的一些信息的图。

图6A示出了在通过建筑物的外部与内部之间的电致变色窗505进入房间500的直射阳光的穿透深度，该建筑物包含房间500。穿透深度是直射阳光将穿透房间500的程度的量度。如图所示，在远离窗505的窗台(底部)的水平方向上测量穿透深度。通常，窗限定孔，该孔为直射阳光提供接收角。根据窗的几何形状(例如窗的尺寸)、其在房间中的位置和定向、窗外的任何散热片或其它外部遮蔽件以及太阳的位置(例如一天和日期的特定时间的直射阳光的日照角)来计算穿透深度。电致变色窗505的外部遮蔽可能是由于任何类型的可遮蔽窗的结构，例如悬垂物、散热片等。在图6A中，在电致变色窗505上方存在悬垂物520，其阻挡进入房间500的一部分直射阳光，从而缩短穿透深度。房间500还包含本地窗控制器450，其连接到并配置成控制电致变色窗505的色调水平。外部传感器510位于建筑物的外部中的竖直表面上。

模块A可用于确定色调水平，该色调水平从直射阳光通过电致变色窗505到占用者或其活动区域考虑占用者舒适度。基于计算的直射阳光进入房间的穿透深度和在特定时刻房间中的空间类型(例如，靠近窗的桌子、大厅等)来确定色调水平。在一些情况下，色调水平还可以基于提供到房间内的足够的自然光。在许多情况下，穿透深度是在未来的时间所计算的值，以考虑玻璃的过渡时间(窗着色所需的时间，例如所需色调水平的80％、90％或100％)。模块A中解决的问题是直射阳光可以穿透深入房间500，以直接照射到在房间中的桌子或其它工作表面旁工作的占用者身上。公开可用的程序可以提供太阳位置的计算并允许穿透深度容易计算。

图6A还示出了房间500中的桌子，作为与活动区域(即，桌子)相关联的空间类型和活动区域的位置(即，桌子的位置)的实例。每种空间类型均与用于占用者舒适度的不同的色调水平相关联。例如，如果活动是关键活动，例如办公室的工作在办公桌或计算机上完成，并且桌子位于窗附近，则所期望的色调水平可能高于桌子距离窗较远时的水平。作为另一实施例，如果活动是非关键的，例如大厅中的活动，则所期望的色调水平可能低于具有桌子的相同空间的色调水平。

图6B示出了在晴空条件下的通过电致变色窗505进入房间500的直射阳光和辐射。辐射可以来自由大气中分子和颗粒散射的太阳光。模块B基于晴空条件下流过所考虑的电致变色窗505的辐照度的预测值来确定色调水平。各种软件，例如开源RADIANCE程序，可用于预测某一纬度、经度、一年中的时间、和当天的时间以及给定窗的定向的晴朗天空辐照度。

图6C示出由外部传感器510考虑可能被物体阻挡或反射而实时测得的来自天空的辐射光，所述物体例如在晴朗天空预测中未考虑的建筑物或天气条件(例如，云)。由模块C确定的色调水平是根据基于外部传感器510进行的测量的实时辐照度。

预测性控制逻辑可以针对建筑物中的每一电致变色窗505单独地实施逻辑模块A、B和C中的一个或多个。每个电致变色窗505可以具有唯一一组的尺寸、定向(例如竖直、水平、以一定角度倾斜)、位置、相关的空间类型等。可以为每个电致变色窗505保存具有此信息和其它信息的配置文件。配置文件475(参考图4)可以存储于电致变色窗505的本地窗控制器450的计算机可读介质470中或本公开中稍后描述的建筑物管理系统(“BMS”)中。配置文件475可包含例如窗配置、占用查找表、关于相关联基准玻璃的信息和/或由预测性控制逻辑使用的其它数据等信息。窗配置可以包含例如电致变色窗505的尺寸、电致变色窗505的定向、电致变色窗505的位置等信息。

查找表描述了针对某些空间类型和穿透深度提供占用者舒适度的色调水平。也就是说，占用查找表中的色调水平被设计来为可能在房间500中的占用者提供舒适性，避免到占用者或其工作空间上的直射阳光。占用查找表的实例在图10中示出。

空间类型是一种措施，所述措施用于确定需要多少着色以针对给定的穿透深度解决占用者舒适度问题和/或在房间中提供舒适的自然照明。空间类型参数可以考虑许多因素。这些因素包括在特定房间内和活动的位置中进行的工作或其它活动的类型。与需要极大关注的详细研究相关的紧密工作可能是一种空间类型，而休息室或会议室可能有不同的空间类型。另外，在房间中的桌子或其它工作表面相对于窗的位置是定义空间类型的考虑因素。例如，空间类型可以与单个占用者的办公室相关联，该办公室具有位于电致变色窗505附近的桌子或其它工作空间。作为另一实例，空间类型可以是大厅。

在某些实施例中，预测性控制逻辑的一个或多个模块可确定所需色调水平，同时除了占用者舒适度之外还考虑节能。这些模块可以通过将在该色调水平处的电致变色窗505的性能与基准玻璃或其它标准参考窗的性能进行比较来确定与特定色调水平相关的节能。使用此参考窗的目的可以是确保预测性控制逻辑符合市政建筑物规范的要求或建筑物场所中使用的参考窗的其它要求。市政当局限定使用传统的低辐射玻璃的参考窗，以控制建筑物中的空调负荷量。作为参考窗505如何适合预测性控制逻辑的实施例，可以设计逻辑使得通过给定电致变色窗505的辐照度永远不会大于由相应市政当局规定的参考窗的最大辐照度。在所公开的实施例中，预测性控制逻辑可以使用在特定色调水平处的电致变色窗505的太阳热增益系数(SHGC)值和参考窗的SHGC以确定使用所述色调水平的能量节省。通常，SHGC的值是通过窗传输的所有波长的入射光的分数。虽然在许多实施例中描述了基准玻璃，但是可以使用其它标准参考窗。通常，参考窗(例如，基准玻璃)的SHGC是变量，所述变量对于不同的地理位置和窗定向可以是不同的，并且基于相应市政当局规定的规范要求。

大体上，建筑物设计成具有加热、通风和空调系统(“HVAC”)，所述系统具有满足在任何给定情况下所需的最大预期加热和/或空调负荷的容量。所需容量的计算可以考虑建筑物被建造的所在的特定位置处的建筑物中所需的基准玻璃或参考窗。因此，重要的是预测性控制逻辑满足或超过基准玻璃的功能要求，以便允许建筑物设计者自信地确定将多少HVAC容量放入特定建筑物中。由于预测性控制逻辑可用于对窗进行着色，以对基准玻璃提供额外节能，因此预测性控制逻辑可用于允许建筑物设计者具有的HVAC容量比使用由规范和标准所指定的基准玻璃所需的HVAC容量更低。

本文描述的特定实施方案假设通过减少建筑物中的空调负荷来实现节能。因此，许多实施方案试图实现可能的最大着色，同时考虑到具有所考虑的窗的房间中的占用者舒适度水平和可能的照明负载。然而，在一些气候，例如远北纬和南纬的气候，加热可能比空调更令人担忧。因此，预测性控制逻辑可以被修改，具体地，在一些事项中可以被逆转，从而发生较少的着色，以确保减少建筑物的加热负荷。

在某些实施方案中，预测性控制逻辑具有可由占用者(终端用户)、建筑物设计者或建筑物操作者控制的仅两个独立变量。这些是用于给定窗和与给定窗相关联的基准玻璃的空间类型。当针对给定建筑物实施预测性控制逻辑时经常指定基准玻璃。空间类型可变化，但通常是静态的。在某些实施方案中，空间类型可以是由建筑物维持或存储于本地窗控制器450中的配置文件的部分。在某些情况下，可以更新配置文件以考虑建筑物中的各种变化。例如，如果建筑物中的空间类型发生变化(例如，办公室中移动的桌子、桌子的增加、大厅改为办公区域、移动的墙壁等)，则具有修改的占用查找表的更新的配置文件可以存储在计算机可读介质470中。作为另一实例，如果占用者重复地敲击手动超控，则可以更新配置文件以反映手动超控。

图7是示出根据实施例的用于控制建筑物中的一个或多个电致变色窗505的方法的预测性控制逻辑的流程图。预测性控制逻辑使用模块A、B和C中的一个或多个来计算用于窗的色调水平且将发送转变窗的指令。控制逻辑中的计算按在步骤610处由定时器定时的时间间隔运行1到n次。例如，色调水平可以由模块A、B和C中的一个或多个重新计算1至n次，并且针对时间t_i＝t₁，t₂...t_n中的实例计算。n是执行的重新计算的次数，且n可以是至少1。在一些状况下，逻辑计算可以恒定时间间隔完成。在一种状况下，逻辑计算可每2到5分钟完成一次。然而，大块电致变色玻璃(例如高达6英尺x 10英尺)的色调转变可能需要长达30分钟或更长时间。对于这些较大窗，可在较不频繁的基础上进行计算，例如每30分钟。

在步骤620处，逻辑模块A、B和C执行计算以在单个时刻t_i确定用于每一电致变色窗505的色调水平。这些计算可由窗控制器450执行。在某些实施例中，预测性控制逻辑预测性地计算窗应如何在实际转变之前转变。在这些状况下，模块A、B和C中的计算可基于将完成转变或完成转变之后的未来时间。在这些状况下，用于计算的未来时间可以是足以允许在接收色调指令之后完成转变的未来时间。在这些状况下，控制器可在实际转变之前在当前时间发送色调指令。通过完成转变，窗将转变为所述时间所需的色调水平。

在步骤630处，预测性控制逻辑允许某些类型的超控，其脱离模块A、B和C处的算法且基于某一其它考虑在步骤640处限定超控色调水平。一种类型的超控是手动超控。这是由占用房间的终端用户实施的超控且确定需要特定色调水平(超控值)。可存在用户的手动超控被自身超控的情形。超控的实例是高需求(或峰值负载)超控，其与建筑物中的能量消耗要降低的公用设备要求相关联。举例来说，在大都市区特别炎热的天气，可能必须降低整个市政当局的能量消耗以免对市政当局的能源生产和递送系统过度征税。在这种情况下，建筑物可以超控来自这里描述的预测性控制逻辑的色调水平，以确保所有窗均具有特别高的着色水平。超控的另一实例可以是在商业办公楼中在房间实例周末是否没有占用者。在这些情况下，建筑物可以脱离与占用者舒适度相关的一个或多个模块，并且所有窗均可以在寒冷天气中具有高水平的着色且在温暖的天气中具有低水平的着色。

在步骤650，将色调水平通过网络传输到建筑物中的一个或多个电致变色窗505中的电致变色装置。在某些实施例中，可在考虑效率的情况下实施色调水平到建筑的所有窗的传输。举例来说，如果色调水平的重新计算表明当前色调水平的色调不需要改变，那么不会传输具有更新的色调水平的指令。作为另一实例，建筑物可基于窗大小划分成区带。相比于具有更大窗的区带，预测性控制逻辑可更频繁地重新计算具有更小窗的区带的色调水平。

在一些实施例中，图7中用于实施用于整个建筑物中的多个电致变色窗505的控制方法的逻辑可以在单个装置上，举例来说，在单个主窗控制器上。此装置可执行用于建筑物中的每个可着色窗的计算，并且还提供用于将色调水平传递到个别电致变色窗505中，例如在多区带窗中或在绝缘玻璃单元的多个EC窗片上的一个或多个电致变色装置的接口。多区带窗的一些实例可以在标题为《多区带EC窗(MULTI-ZONE EC WINDOWS)》的PCT申请PCT/US14/71314中找到，其通过引用整体结合于本文中。

并且，可存在实施例的预测性控制逻辑的某些自适应组件。举例来说，预测性控制逻辑可确定终端用户(例如，占用者)如何尝试在特定的当日时间超控算法且以较预测性方式利用此信息以确定所要色调水平。在一种状况下，终端用户可使用墙壁开关以将由预测性逻辑在每日某一时间提供的色调水平超控到超控值。预测性控制逻辑可以接收关于这些实例的信息，且改变预测性控制逻辑以在一天中的该时刻将色调水平改变到超控值。

图8是示出来自图7从框620的特定实施的图。此图示出按顺序执行所有三个模块A、B和C以计算单个时刻t_i的特定电致变色窗505的最终色调水平的方法。最终色调水平可以是所考虑的窗的最大允许可透射率。图8还包含模块A、B和C的一些示例性输入和输出。模块A、B和C中的计算在实施例中在本地窗控制器450中由窗控制器450执行。在其它实施例中，模块中的一个或多个可由另一处理器执行。虽然图示实施例示出使用所有三个模块A、B和C，但其它实施例可以使用模块A、B和C中的一个或多个或可以使用额外模块。

在步骤700，窗控制器450使用模块A以确定用于占用者舒适度的色调水平以防止来自日光的直射眩光穿透房间500。窗控制器450使用模块A基于太阳在天空中的位置和来自配置文件的窗配置计算进入房间500的直射阳光的穿透深度。太阳的位置是根据建筑物的纬度和经度以及当天的时间和日期来计算的。占用查找表和空间类型是从特定窗的配置文件输入的。模块A将色调水平从A输出到模块B。

模块A的目标通常是确保直射阳光或眩光不会照射到占用者或他或她的工作空间。确定来自模块A的色调水平以实现此目的。模块B和模块C中的色调水平的后续计算可以减少能量消耗并且可能需要甚至更大的色调。然而，如果基于能量消耗的色调水平的后续计算表明的色调比避免干扰占用者所需的着色更少，则预测性逻辑阻止所计算的更高水平的透射率被执行以确保占用者舒适度。

在步骤800，将模块A中计算的色调水平输入到模块B中。基于晴天条件下的辐照度(晴天辐照度)的预测计算色调水平。窗控制器450使用模块B基于来自配置文件的窗定向且基于建筑物的纬度和经度预测电致变色窗505的晴天辐照度。这些预测还基于日时间和日期。作为开源程序的例如RADIANCE程序等公开可用的软件可提供用于预测晴天辐照度的计算。在一些实施方案中，在检索或提供日时间和日期信息作为对RADIANCE的控制输入时，RADIANCE实时预测晴天辐照度。基准玻璃的SHGC也从配置文件输入到模块B中。窗控制器450使用模块B以确定比A中的色调水平暗的色调水平，且传输比在最大晴天辐照度下预测基准玻璃传输的热量少的热量。最大晴天辐照度是针对晴天条件预测的所有时间的最高水平辐照度。

在步骤900，将来自B的色调水平和预测的晴天辐照度输入到模块C。基于来自外部传感器510的测量将实时辐照度值输入到模块C。如果在晴天条件下将窗着色到来自模块B的色调水平，那么窗控制器450使用模块C计算传输到房间中的辐照度。窗控制器450使用模块C来找到适当的色调水平，其中通过具有此色调水平的窗的实际辐照度小于或等于通过具有来自模块B的色调水平的窗的辐照度。在模块C中确定的色调水平是最终色调水平。

输入到预测性控制逻辑的许多信息是从关于纬度和经度、时间和日期的固定信息确定的。此信息描述太阳相对于建筑物的位置，且更具体地说相对于正实施预测性控制逻辑的窗的位置。太阳相对于窗的位置提供了例如在窗辅助下进入房间的直射阳光的穿透深度的信息。其还提供了通过窗的最大辐照度或太阳辐射能量通量的指示。此计算的辐照度水平可以通过传感器输入修改，这可能指示存在从最大辐照度量的减少。再次，此减少可能是由云或窗与太阳之间的其它障碍造成。

图9是示出图8的步骤700的细节的流程图。在步骤705，模块A开始。在步骤710，窗控制器450使用模块A针对建筑物的纬度和经度坐标以及特定时刻t_i的日期和日时间计算太阳的位置。纬度和经度坐标可以从配置文件输入。日期和日时间可以基于由定时器提供的当前时间。在特定时刻t_i计算太阳位置，所述时刻在一些情况下可能是在将来。在其它实施例中，在预测性控制逻辑的另一组件(例如，模块)中计算太阳的位置。

在步骤720，窗控制器450使用模块A计算在步骤710中使用的特定时刻进入房间500的直射阳光的穿透深度。模块A基于所计算的太阳位置和窗配置信息计算穿透深度，所述窗配置信息包含窗的位置、窗的尺寸、窗的定向(即，面向的方向)和任何外部遮蔽的细节。窗配置信息是从与电致变色窗505相关联的配置文件输入。举例来说，模块A可以用于通过首先基于在特定时刻计算的太阳位置计算直射阳光的角度θ来计算图6A中示出的竖直窗的穿透深度。可基于计算的角度θ和窗檐(窗的顶部)的位置确定穿透深度。

在步骤730，确定针对在步骤720中计算的穿透深度将提供占用者舒适度的色调水平。占用查找表用以针对与窗相关联的空间类型、针对所计算的穿透深度和针对窗的接收角找到所需色调水平。空间类型和占用查找表是作为从特定窗的配置文件的输入提供。

占用查找表的实例在图10中提供。表中的值是根据色调水平和括号中的相关联SHGC值。图10示出针对所计算的穿透值和空间类型的不同组合的不同色调水平(SHGC值)。所述表是基于八个色调水平，包含0(最亮)、5、10、15、20、25、30和35(最亮)。最亮色调水平0对应于SHGC值0.80，色调水平5对应于SHGC值0.70，色调水平10对应于SHGC值0.60，色调水平15对应于SHGC值0.50，色调水平20对应于SHGC值0.40，色调水平25对应于SHGC值0.30，色调水平30对应于SHGC值0.20，并且色调水平35(最暗)对应于SHGC值0.10。所示实例包含三个空间类型：桌子1，桌子2，和大厅，以及六个穿透深度。图11A示出房间500中的桌子1的位置。图11B示出房间500中的桌子2的位置。如图10的占用查找表中所示，靠近窗的桌子1的色调水平高于远离窗的桌子2的色调水平，以防止当桌子更靠近窗时的眩光。在其它实施例中可使用具有其它值的占用查找表。举例来说，一个其它占用查找表可以包含与穿透值相关联的仅四个色调水平。图20中示出具有与四个穿透深度相关联的四个色调水平的占用表的另一实例。

图12是示出图8的步骤800的另外细节的图。在步骤805，模块B开始。在步骤810，可以使用模块B预测在晴天条件下在t_i时窗处的辐照度。基于建筑物的纬度和经度坐标和窗定向(即，窗面向的方向)预测在t_i时的此晴天辐照度。在步骤820，预测在所有时间入射于窗的最大晴天辐照度。晴天辐照度的这些预测值可使用例如Radiance等开源软件来计算。最大晴天辐照度可存储于存储在计算机可读介质上的辐照文件中/从所述文件检索，如下文更详细描述。

在步骤830，窗控制器450使用模块B以确定在所述时间将透射通过基准玻璃进入房间500的最大辐照度量(即，确定最大基准内部辐照度)。来自步骤820的计算的最大晴天辐照度和来自配置文件的基准玻璃SHGC值可以用于使用以下等式计算空间内部的最大辐照度：最大基准内部辐照度＝基准玻璃SHGC x最大晴天辐照度。

在步骤840，窗控制器450使用模块B以基于等式确定进入带有具有当前色调水平的窗的房间500的内部辐照度。从步骤810计算的晴天辐照度和与当前色调水平相关联的SHGC值可以用于使用以下等式计算内部辐照度的值：色调水平辐照度＝色调水平SHGC x晴天辐照度。在一些实施方案中，晴天辐照度是从幅射文件检索的幅射值。可以使用一些本文所公开的技术，例如使用模块B'来更新或修改幅射值。

在一个实施例中，一个或多个步骤705、810和820可以由与模块A和B分开的太阳位置计算器执行。太阳位置计算器指代确定在特定未来时间太阳的位置且基于在所述未来时间太阳的位置做出预测性确定(例如，预测晴天辐照度)的逻辑。太阳位置计算器可以执行本文公开的方法的一个或多个步骤。太阳位置计算器可以是由主窗控制器(例如，图17中描绘的主窗控制器1402)的组件中的一个或多个执行的预测性控制逻辑的一部分。举例来说，太阳位置计算器可以是图18中示出的由窗控制器1410(图17中示出)实施的预测性控制逻辑的部分。

在步骤850，窗控制器450使用模块B以确定基于当前色调水平的内部辐照度是否小于或等于最大基准内部辐照度以及色调水平是否比来自A的色调水平暗。如果确定是否，那么在步骤860将当前色调水平递增地增加(变暗)且在步骤840重新计算内部辐照度。如果在步骤850处确定为是，那么模块B结束。

图13是示出图8的步骤900的另外细节的图。在步骤905，模块C开始。来自B的色调水平和在时刻t_i的预测晴天辐照度是从模块B输入。基于从外部传感器510的测量将实时辐照度值输入到模块C。

在步骤910，窗控制器450使用模块C计算在晴天条件下通过被着色到来自B的色调水平的电致变色窗505透射进入房间的辐照度。此计算的内部辐照度可使用以下等式确定：计算的内部辐照度＝来自B的色调水平的SHGC x来自B的预测晴天辐照度。

在步骤920，窗控制器450使用模块C找到适当的色调水平，其中通过具有此色调水平的窗的实际辐照度小于或等于通过具有来自B的色调水平的窗的辐照度(即，实际内部辐照度≤计算的内部辐照度)。实际辐照度测得为太阳辐射率(SR)或外部辐照度与色调水平SHGC的乘积。在一些情况下，模块逻辑开始于来自B的色调水平，且递增地增加色调水平直到实际内部辐照度≤计算的内部辐照度。在模块C中确定的色调水平是最终色调水平。此最终色调水平可以在色调指令中通过网络传输到电致变色窗505中的电致变色装置。

图14是包含来自图7的框620的另一实施方案的图。此图示出执行实施例的模块A、B和C的方法。在此方法中，基于在单个时刻t_i建筑物的纬度和经度坐标计算太阳的位置。在模块A中基于窗配置计算穿透深度，所述窗配置包含窗的位置、窗的尺寸、窗的定向和关于任何外部遮蔽的信息。模块A使用查找表以基于计算的穿透和空间类型而确定来自A的色调水平。随后将来自A的色调水平输入到模块B中。

使用例如开源程序Radiance等程序以针对单个时刻t_i和所有时间的最大值基于窗定向和建筑物的纬度和经度坐标而确定晴天辐照度。将基准玻璃的SHGC和所计算的最大晴天辐照度输入到模块B中。模块B逐步增加模块A中所计算的色调水平，并选择内部辐射小于或等于基准内部辐照度的色调水平，其中：内部辐照度＝色调水平SHGC x晴天辐照度，和基准内部辐照度＝基准SHGC x最大晴天辐照度。但是，当模块A计算玻璃的最大色调时，模块B不会改变色调以使其更淡。随后将B中计算的色调水平输入到模块C中。还将预测晴天辐照度输入到模块C中。

模块C使用以下等式计算在带有具有来自B的色调水平的电致变色窗505的房间中的内部辐照度：计算的内部辐照度＝来自B的色调水平的SHGC x来自B的预测晴天辐照度。模块C随后找到满足其中实际内部辐照度小于或等于计算内部辐照度的条件的适当色调水平。使用以下等式确定实际内部辐照度：实际内部辐照度＝SR x色调水平SHGC。由模块C确定的色调水平是发送到电致变色窗505的色调指令中的最终色调水平。

IV.建筑物管理系统(BMS)

本文所描述的窗控制器还适合于与BMS集成。BMS是基于计算机的控制系统，其安装在建筑物中以监视和控制建筑物的机械和电气设备，例如通风、照明、电力系统、电梯、消防系统和安全系统。BMS由以下各项组成：硬件，其包含通过通信信道与一个或多个计算机的互连；及相关联软件，其用于根据由占用者和/或建筑物管理者设定的喜好维持建筑物中的状况。举例来说，BMS可使用例如以太网的局域网来实施。所述软件可基于例如互联网协议和/或开放标准。一个实例是来自(弗吉尼亚州里奇蒙市的)Tridium,Inc.的软件。通常与BMS一起使用的一个通信协议是建筑物自动化和控制网络(BACnet)。

BMS在较大建筑物中是最常见的，且通常至少用于控制建筑物内的环境。举例来说，BMS可控制建筑物内的温度、二氧化碳水平和湿度。通常，存在许多受BMS控制的机械装置，例如加热器、空调、鼓风机、通风口等等。为了控制建筑物环境，BMS可在限定条件下开启和关闭这些各种装置。典型的现代BMS的核心功能在于为建筑的占用者保持舒适的环境同时最小化加热和冷却成本/需求。因此，现代的BMS不仅用于监测和控制，且还用于优化各种系统之间的协同作用，例如以节省能量且降低建筑物操作成本。

在一些实施例中，窗控制器与BMS集成，其中窗控制器被配置成控制一个或多个电致变色窗505或其它可着色窗。在一个实施例中，所述一个或多个电致变色窗包含至少一个全固态和无机电致变色装置，但可以包含多于一个电致变色装置，例如其中IGU的每一窗片或窗格是可着色的。在一个实施例中，所述一个或多个电致变色窗仅包含全固态和无机电致变色装置。在一个实施例中，电致变色窗是多态电致变色窗，如2010年8月5日提交的题为《多窗格电致变色窗(Multipane Electrochromic Windows)》的美国专利申请第12/851,514号中所述。

图15描绘了BMS 1100的实施例的示意图，其管理建筑物1101的多个系统，包含安全系统、加热/通风/空调(HVAC)、建筑物的照明、电力系统、电梯、消防系统等等。安全系统可包含磁卡通道、十字转门、电磁驱动门锁、监视摄像机、防盗警报器、金属检测器等等。消防系统可包含火警和灭火系统，所述灭火系统包含水管控制。照明系统可包含内部照明、外部照明、紧急警告灯、紧急出口标志和紧急楼层出口照明。电力系统可包含主电源、备用发电机和不间断电源(UPS)电网。

并且，BMS 1100管理主窗控制器1102。在此实例中，主窗控制器1102被描绘为窗控制器的分布式网络，包含主网络控制器1103、中间网络控制器1105a和1105b、以及终端或叶端控制器1110。终端或叶端控制器1110可以类似于关于图4描述的窗控制器450。例如，主网络控制器1103可以在BMS 1100附近，并且建筑物1101的每个楼层可以具有一个或多个中间网络控制器1105a和1105b，而建筑物的每个窗口具有其自己的终端控制器1110。在此实例中，控制器1110中的每一个控制建筑物1101的特定电致变色窗。

每个控制器1110可以位于与其控制的电致变色窗分开的位置，或者可以集成到电致变色窗中。为简单起见，建筑物1101的仅十个电致变色窗描绘为由主窗控制器1102控制。在典型设置中，在由主窗控制器1102控制的建筑物中可能存在大量电致变色窗。主窗控制器1102不必是窗控制器的分布式网络。例如，控制单个电致变色窗的功能的单个末端控制器也落入本文公开的实施例的范围内，如上所述。在适当的情况下，下文更详细地且关于图15描述并有如本文中所描述的电致变色窗控制器和BMS的优点和特征。

所公开实施例的一个方面是BMS，其包含如本文所述的多用途电致变色窗控制器。通过结合电致变色窗控制器的反馈，由于电致变色窗可以被自动控制，BMS可以提供例如增强的：1)环境控制，2)节能，3)安全性，4)控制选项的灵活性，5)由于较少依赖并且较少维护，其它系统的改善的可靠性和使用寿命，6)信息可用性和诊断，7)人员的有效使用和更高的生产率，以及这些的各种组合。在一些实施例中，BMS可以不存在或者BMS可以存在但是可以不与主网络控制器通信或者与主网络控制器以高级别通信。在某些实施例中，对BMS的维护不会中断对电致变色窗的控制。

图16描绘用于建筑物的建筑物网络1200的实施例的框图。如上文所提及，网络1200可使用任何数目的不同通信协议，包含BACnet。如图所示，建筑物网络1200包含主网络控制器1205、照明控制面板1210、建筑物管理系统(BMS)1215、安全控制系统1220和用户控制台1225。建筑物中的这些不同控制器和系统可用于从建筑物的HVAC系统1230、灯1235、安全传感器1240、门锁1245、相机1250和可着色窗1255接收输入和/或控制所述HVAC系统、灯、安全传感器、门锁、相机和可着色窗。

主网络控制器1205可以与相对于图15描述的主网络控制器1103类似的方式运行。照明控制面板1210可包含用以控制内部照明、外部照明、紧急警告灯、紧急出口标志和紧急楼层出口照明的电路。照明控制面板1210也可包含建筑物的房间中的占用传感器。BMS1215可包含计算机服务器，其从网络1200的其它系统和控制器接收数据和将命令发出到所述其它系统和控制器。举例来说，BMS 1215可从主网络控制器1205、照明控制面板1210和安全控制系统1220中的每一个接收数据和将命令发出到所述主控制器、照明控制面板和安全控制系统中的每一个。安全控制系统1220可包含磁卡通道、十字转门、电磁驱动门锁、监视摄像机、防盗警报器、金属检测器等等。用户控制台1225可以是计算机终端，其可由建筑物管理者使用以安排建筑物的不同系统的控制、监测、优化和故障排查的操作。来自Tridium公司的软件可生成来自用户控制台1225的不同系统的数据的可视表示。

不同控制件中的每一个控件可控制个别装置/设备。主网络控制器1205控制窗1255。照明控制面板1210控制灯1235。BMS 1215可控制HVAC 1230。安全控制系统1220控制安全传感器1240、门锁1245和相机1250。数据可在为建筑物网络1200的一部分的所有不同装置/设备和控制器之间交换和/或共享。

在一些状况下，BMS 1100或建筑物网络1200的系统可根据每天、每月、每季或每年日程安排来运行。举例来说，照明控制系统、窗控制系统、HVAC和安全系统可基于24小时的日程安排来操作，所述日程安排考虑在工作日期间人们何时在建筑物中。在晚上，建筑物可进入能量节省模式，且在白天期间，所述系统可以最小化建筑物的能量消耗同时提供占用者舒适度的方式操作。作为另一实例，所述系统可在假期期间关机或进入能量节省模式。

日程安排信息可与地理信息组合。地理信息可以包含建筑物的纬度和经度。地理信息还可以包含关于建筑物每侧面朝向的信息。使用此类信息，建筑物的不同侧上的不同房间可以不同方式受控制。举例来说，对于在冬天朝东的建筑物的房间，窗控制器可指示窗在早晨没有色调，使得房间由于照射在房间中的阳光而变暖，且照明控制面板可指示灯由于来自阳光的照明而调暗。朝西的窗在早晨可由房间的占用者控制，因为西侧窗的色调可能对能量节省没有影响。然而，朝东的窗和朝西的窗的操作模式可在晚上切换(例如，当太阳落上时，朝西的窗未经着色以允许阳光进入以用于加热和照明)。

下面描述的是建筑物的一个实例，例如，如图15中的建筑物1101，其包含建筑物网络或BMS、用于建筑物外窗的可着色窗(即，将建筑物内部与建筑物外部隔开的窗)以及许多不同的传感器。来自建筑物的外部窗的光通常对建筑物中的距窗约20英尺或约30英尺的内部照明具有影响。即，建筑物中距外部窗多于约20英尺或约30英尺的空间从外部窗接收极少光。远离建筑物中的外部窗的此类空间由建筑物的照明系统照明。

此外，建筑物内的温度可由外部光和/或外部温度影响。举例来说，在寒冷的天气且在建筑物由加热系统加热的情况下，更接近于门和/或窗的房间将比建筑物的内部区更快失去热量且相较于内部区更冷。

对于外部传感器，建筑物可以包含建筑物屋顶上的外部传感器。替代地，建筑物可以包含与每一外部窗相关联的外部传感器(例如，如关于图5房间500所述)或在建筑物的每一侧上的外部传感器。当太阳在一天中改变位置时，建筑物的每一侧上的外部传感器可跟踪建筑物的一侧上的辐照度。

关于对于图7、8、9、12、13和14描述的方法和其它示例，当窗控制器被集成到建筑物网络或BMS中时，来自外部传感器510的输出可以输入到BMS网络并且作为输入提供给本地窗控制器450。举例来说，在一些实施例中，接收来自任何两个或更多个传感器的输出信号。在一些实施例中，仅接收一个输出信号，且在一些其它实施例中，接收三个、四个、五个或更多输出。可以通过建筑物网络或BMS接收这些输出信号。

在一些实施例中，所接收的输出信号包含指示建筑物内的加热系统、冷却系统和/或照明的能量或功率消耗的信号。例如，可监测加热系统、冷却系统和/或建筑物的照明的能量或功率消耗，以提供指示能量或功率消耗的信号。装置可与建筑物的电路和/或布线介接或附接到所述电路和/或布线以启用此监测。或者，建筑物中的电力系统可安装成使得可监测由建筑物内的个别房间或建筑物内的一组房间的加热系统、冷却系统和/或照明消耗的功率。

可提供色调指令以将可着色窗的色调改变为确定水平的色调。例如，参考图15，这可以包含主网络控制器1103向一个或多个中间网络控制器1105a和1105b发出命令，中间网络控制器又向控制建筑物的每个窗口的终端控制器1110发出命令。终端控制器1100可将电压和/或电流施加到窗以依据所述指令驱动色调的改变。

在一些实施例中，包含电致变色窗和BMS的建筑物可以登记或参与由向建筑物提供电力的公用设施运行的需求响应程序。该程序可以是当预期峰值负载发生时使建筑物的能量消耗减少的程序。公用设施可以在预期的峰值负载发生之前发出警告信号。举例来说，所述警告可在预期的峰值负载发生的前一天、预期的峰值负载发生的早晨或在预期的峰值负载发生的约前一小时发送。例如，当冷却系统/空调从公用设施汲取大量电力时，可以预期在炎热的夏日发生峰值负载发生。警告信号可以由建筑物的BMS接收，或者由配置成控制建筑物中的电致变色窗的窗控制器接收。此警告信号可以是使模块A、B和C脱离的超控机构，如图7所示。BMS可随后指示窗控制器将电致变色窗505中的适当电致变色装置转换为暗色调水平，在预期峰值负载时帮助减少建筑物中的冷却系统的功率消耗。

在一些实施例中，用于建筑物的外窗的可着色窗(即，将建筑物的内部与建筑物的外部隔开的窗)可以被分组成区带，区带中的可着色窗以类似的方式被指示。例如，建筑物的不同楼层或建筑物的不同侧面上的电致变色窗的组可以在不同的区带中。例如，在建筑物的第一层，所有朝东的电致变色窗可以在区带1中，所有朝南的电致变色窗可以在区带2中，所有朝西的电致变色窗可以在区带3中，所有朝北的电致变色窗都可以在区带4中。作为另一实例，建筑物的第一层上的所有电致变色窗可以在区带1中，第二层上的所有电致变色窗可以在区带2中，并且第三层上的所有电致变色窗可以在区带3中。作为又一实例，所有朝东的电致变色窗可以在区带1中，所有朝南的电致变色窗可以在区带2中，所有朝西的电致变色窗可以在区带3中，所有朝北的电致变色窗都可以在区带4中。作为又一实例，一个楼层上的朝东的电致变色窗可划分到不同区带中。建筑物的同一侧和/或不同侧和/或不同楼层上的任何数目的可着色窗可被指派到区带。在个别可着色窗具有可独立控制的区带的实施例中，可以使用个别窗的区带的组合在建筑物外立面上形成着色区带，例如，其中个别窗可以具有或可以不具有着色的其所有区带。

在一些实施例中，区带中的电致变色窗可以受同一窗控制器控制。在一些其它实施例中，区带中的电致变色窗可以由不同的窗控制器控制，但是窗控制器可以全部从传感器接收相同的输出信号并使用相同的功能或查找表来确定区带中窗的色调水平。

在一些实施例中，区带中的电致变色窗可受从透射率传感器接收输出信号的一个或多个窗控制器控制。在一些实施例中，透射率传感器可接近于区带中的窗安装。举例来说，透射率传感器可安装于含有IGU的框架中或上(例如，安装于竖框中或上，竖框是框架的水平窗框)，所述框架包含在区带中。在一些其它实施例中，包含建筑物的单侧上的窗的区带中的电致变色窗可以由接收来自透射率传感器的输出信号的一个或多个窗控制器控制。

在一些实施例中，传感器(例如，光传感器)可以将输出信号提供到窗控制器以控制第一区带(例如，主控制区带)的电致变色窗505。窗控制器还可以与第一区带相同的方式控制第二区带(例如，从属控制区带)中的电致变色窗505。在一些其它实施例中，另一窗控制器可以与第一区带相同的方式控制第二区带中的电致变色窗505。

在一些实施例中，建筑物管理者、第二区带中的房间的占用者或其它人可以手动指示(例如，使用色调或透明命令或来自BMS的用户控制台的命令)第二区带(即，从属控制区带)中的电致变色窗进入色调水平，例如有色状态(水平)或透明状态。在一些实施例中，当运用此手动命令超控第二区带中的窗的色调水平时，第一区带(即，主控制区带)中的电致变色窗保持在从透射率传感器接收输出的窗控制器的控制下。第二区带可保持在手动命令模式中持续一时间段且接着恢复回到受从透射率传感器接收输出的窗控制器控制。举例来说，第二区带可在接收超控命令之后保持在手动模式中持续一小时，且接着可恢复回到受从透射率传感器接收输出的窗控制器控制。

在一些实施例中，建筑物管理者、第一区带中的房间的占用者或其它人员可手动地指示(使用例如色调命令或来自BMS的用户控制台的命令)第一区带(即，主控制区带)中的窗进入色调水平，例如有色状态或透明状态。在一些实施例中，当运用此手动命令超控第一区带中的窗的色调水平时，第二区带(即，从属控制区带)中的电致变色窗保持在从外部传感器接收输出的窗控制器的控制下。第一区带可保持在手动命令模式中持续一时间段且接着恢复回到受从透射率传感器接收输出的窗控制器控制。举例来说，第一区带可在接收超控命令之后保持在手动模式中持续一小时，且接着可恢复回到受从透射率传感器接收输出的窗控制器控制。在一些其它实施例中，当接收用于第一区带的手动超控时，第二区带中的电致变色窗可保持在其所处于的色调水平中。第一区带可保持在手动命令模式中持续一时间段且接着第一区带和第二区带都可恢复回到在从透射率传感器接收输出的窗控制器的控制下。

不管窗控制器是否是独立窗控制器或是否与建筑物网络介接，都可使用本文中所描述的控制可着色窗的方法中的任一个以控制可着色窗的色调。

无线或有线通信

在一些实施例中，本文中所描述的窗控制器包含用于窗控制器、传感器与单独通信节点之间的有线或无线通信的组件。无线或有线通信可运用与窗控制器直接介接的通信接口来实现。此类接口可以是微处理器的原生接口，或通过实现这些功能的额外电路提供。

用于无线通信的单独通信节点可以是例如另一无线窗控制器、终端、中间或主窗控制器、远程控制装置或BMS。在窗控制器中使用无线通信用于以下操作中的至少一个：编程和/或操作电致变色窗505，从本文所描述的各种传感器和协议收集来自EC窗505的数据，且使用电致变色窗505作为用于无线通信的中继点。从电致变色窗505收集的数据还可以包含计数数据，例如EC装置已被激活的次数、EC装置随时间的效率等等。下文更详细地描述这些无线通信特征。

在一个实施例中，无线通信用以操作相关联电致变色窗505，举例来说，经由红外(IR)和/或射频(RF)信号来操作。在某些实施例中，控制器将包含无线协议芯片，例如蓝牙、EnOcean、WiFi、Zigbee等等。窗控制器也可具有通过网络的无线通信。窗控制器的输入可以由终端用户在墙壁开关处直接或通过无线通信手动输入，或者输入可以来自电致变色窗是其组件的建筑物的BMS。

在一个实施例中，当窗控制器是分布式控制器网络的一部分时，无线通信用于经由控制器的分布式网络向多个电致变色窗中的每一个传输数据，每个控制器具有无线通信组件。举例来说，再次参看图15，主控制器1103与中间网络控制器1105a和1105b中的每一个中间网络控制器无线地通信，所述中间网络控制器又与终端控制器1110无线地通信，所述终端控制器各自与电致变色窗相关联。主网络控制器1103还可以与BMS 1100无线通信。在一个实施例中，无线地执行窗控制器中的至少一个级别的通信。

在一些实施例中，窗控制器分布式网络中使用多于一个模式的无线通信。举例来说，主窗控制器可通过WiFi或Zigbee与中间控制器无线地通信，而中间控制器通过蓝牙、Zigbee、EnOcean或其它协议与终端控制器通信。在另一实例中，窗控制器具有冗余无线通信系统，以用于终端用户对无线通信选择的灵活性。

例如主窗控制器和/或中间窗控制器与终端窗控制器之间的无线通信提供避免安装硬通信线路的优点。对于窗控制器与BMS之间的无线通信也是如此。在一个方面中，这些角色中的无线通信可用于将数据传送到电致变色窗和从电致变色窗传送数据，以用于操作窗和将数据提供到例如BMS以优化建筑中的环境和能量节省。窗位置数据以及来自传感器的反馈被协同用于此类优化。举例来说，粒度级(逐个窗)微气候信息被馈送到BMS以便优化建筑物的各种环境。

VI.用于控制可着色窗的功能的系统的实例

图17是根据实施例的用于控制建筑物(例如，图15中所示的建筑物1101)的一个或多个可着色窗的功能(例如，转变到不同色调水平)的系统1400的组件的框图。系统1400可以是由BMS(例如，图15中所示的BMS 1100)管理的系统之一，或者可以独立于BMS操作。

系统1400包含可将控制信号发送到可着色窗口以控制其功能的主窗控制器1402。系统1400还包含与主窗控制器1402电子通信的网络1410。预测性控制逻辑、用于控制可着色窗的功能的其它控制逻辑和指令和/或传感器数据可以通过网络1410传送到主窗控制器1402。网络1410可为有线或无线网络(例如，云网络)。在一个实施例中，网络1410可与BMS通信以允许BMS通过网络1410将用于控制可着色窗的指令发送到建筑物中的可着色窗。

系统1400还包含可着色窗(未图示)的EC装置400和墙壁开关1490，两者都与主窗控制器1402电子通信。在此所示实例中，主窗控制器1402可将控制信号发送到EC装置400以控制具有EC装置400的可着色窗的色调水平。每一壁开关1490还与EC装置400和主窗控制器1402通信。终端用户(例如，具有可着色窗的房间的占用者)可使用墙壁开关1490来控制具有EC装置400的可着色窗的色调水平和其它功能。

在图17中，主窗控制器1402被描绘为窗控制器的分布式网络，其包含主网络控制器1403、与主网络控制器1403通信的多个中间网络控制器1405、以及多重多个终端或叶端窗控制器1410。每一多个终端或叶端窗控制器1410与单个中间网络控制器1405通信。尽管主窗控制器1402被示为窗控制器的分布式网络，但是在其它实施例中，主窗控制器1402也可以是控制单个可着色窗的功能的单个窗控制器。图17中的系统1400的组件在一些方面可类似于关于图15描述的组件。例如，主网络控制器1403可以类似于主网络控制器1103，并且中间网络控制器1405可以类似于中间网络控制器1105。图17的分布式网络中的每个窗控制器都可以包含处理器(例如，微处理器)和与处理器电通信的计算机可读介质。

在图17中，每个叶端或终端窗控制器1410与单个可着色窗的EC装置400通信，以控制建筑物中所述可着色窗的色调水平。在IGU的状况下，叶端或终端窗控制器1410可与IGU的多个窗片上的EC装置400通信以控制IGU的色调水平。在其它实施例中，每一叶端或终端窗控制器1410可与多个可着色窗通信。叶端或终端窗控制器1410可集成到可着色窗中或可与其控制的可着色窗分离。在图17中的叶端和终端窗控制器1410可以是类似于在图15中的终端或叶端控制器1110和/或也可以类似于关于图4描述的窗控制器450。

每一墙壁开关1490可由终端用户(例如，房间的占用者)操作以控制与墙壁开关1490通信的可着色窗的色调水平和其它功能。终端用户可操作墙壁开关1490以将控制信号传达到相关联可着色窗中的EC装置400。在一些情况下，来自墙壁开关1490的这些信号可以超控来自主窗控制器1402的信号。在其它情况(例如，高需求情况)下，来自主窗控制器1402的控制信号可超控来自墙壁开关1490的控制信号。每个墙壁开关1490还与叶端或终端窗控制器1410通信，以将关于从墙壁开关1490发送的控制信号的信息(例如，时间、日期、要求的色调水平等)发送回到主窗控制器1402。在一些状况下，可以手动操作墙壁开关1490。在其它状况下，墙壁开关1490可由终端用户使用远程装置(例如，蜂窝电话、平板计算机等)无线控制，所述远程装置例如使用红外(IR)和/或射频(RF)信号来发送具有控制信号的无线通信。在一些状况下，墙壁开关1490可包含无线协议芯片，例如蓝牙、EnOcean、WiFi、Zigbee等等。尽管图17中所描绘的墙壁开关1490位于墙壁上，但系统1400的其它实施例可具有位于房间的其它地方的开关。

VII.预测性控制逻辑的另一实例

图18是描绘根据实施例的用于控制建筑物的不同区带中的一个或多个可着色窗(例如，电致变色窗)的色调水平的方法的预测性控制逻辑的框图。此逻辑在未来的时间做出考虑可着色窗中的EC装置400的转变时间的预测性确定。此预测性控制逻辑可由相对于图17描述的系统1400的组件或由其它所公开的实施例的系统的组件采用。在所说明实例中，预测性控制逻辑的一部分由窗控制器1410执行，另一部分由网络控制器1408执行，且模块1 1406中的逻辑由与窗控制器1410和网络控制器1408分开的组件执行。替代地，模块11406可以是可或可不加载到窗控制器1410上的单独逻辑。

在图18中，由窗控制器1410和模块1 1406采用的预测性控制逻辑的部分是由BMS1407管理。BMS 1407可以类似于关于图15描述的BMS 1100。BMS1407通过BACnet接口1408与窗控制器1410电子通信。在其它实施例中，可以使用其它通信协议。虽然图18中未图示，但模块1 1406还通过BACnet接口1408与BMS 1407通信。在其它实施例中，图18中描绘的预测性控制逻辑可以独立于BMS而操作。

网络控制器1408从一个或多个传感器(例如，外部光传感器)接收传感器读数且还可以将传感器读数转换为W/m²。网络控制器1408经由CANbus或CANOpen协议与窗控制器1410电子通信。网络控制器1408将转换的传感器读数传送到窗控制器1410。网络控制器1408可以类似于图17的中间网络控制器1405或主网络控制器1403。

在图18中，由窗控制器1410采用的预测性控制逻辑的部分包含主调度器1502。主调度器1502包含允许用户(例如，建筑物管理员)准备可在一天中的不同时间和/或不同日期使用不同类型控制程序的时间表的逻辑。控制程序中的每一个包含用于基于或多个独立变量确定色调水平的逻辑。一种类型的控制程序仅仅是纯状态。纯状态指代在某一时间周期期间固定的特定色调水平(例如，透射率＝40％)，与其它条件无关。举例来说，建筑物管理者可以指定每天在下午3点之后窗是透明的。作为另一实例，建筑物管理者可以指定每天在下午8点到上午6点之间的时间周期中的纯状态。在一天的其它时间，可以采用不同类型的控制程序，举例来说，采用大得多的复杂度水平的控制程序。一种类型的控制程序提供高复杂度水平。举例来说，这种类型的高度复杂的控制程序包含参看图18描述的预测性控制逻辑，且可以包含模块1 1406的逻辑模块A、B和C中的一个或多个的实施方案。作为另一实例，这种类型的另一高度复杂的控制程序包含参看图18描述的预测性控制逻辑，且可以包含此部分VII中稍后描述的模块1 1406和模块D的逻辑模块A、B和C中的一个或多个的实施方案。作为另一实例，这种类型的另一高度复杂的控制程序是参看图7描述的预测性控制逻辑，且包含参看图8、9和12描述的逻辑模块A、B和C的完整多模块实施方案。在此实例中，预测性控制逻辑使用模块C中的传感器反馈和模块A和B中的太阳信息。高度复杂控制程序的另一实例是参看图7描述的预测性控制逻辑以及参看图8、9和12描述的逻辑模块A、B和C中的一个或两个的部分逻辑模块实施方案。另一类型的控制程序是阈值控制程序，其依赖于来自一个或多个传感器(例如，光传感器)的反馈且相应地调整色调水平而不考虑太阳位置。使用主调度器1502的技术优点中的一个是用户可以选择和调度用以确定色调水平的控制程序(方法)。

主调度器1502根据基于24小时日的日期和时间在调度中运行控制程序。主调度器1502可以基于每周7天有五个工作日(星期一至星期五)和两个周末日(星期六和星期天)而在日历日期和/或星期几方面确定日期。主调度器1502还可以确定某些第天是否为假期。主调度器1502可以基于通过现场数据1506确定的可着色窗的位置自动调整夏令时的日时间。

在一个实施例中，主调度器1502可以使用单独的假日时间表。用户可能已确定在假日时间表期间使用哪个(哪些)控制程序。用户可以确定假日时间表中将包含哪些天。主调度器1502可以复制由用户设置的基本时间表，且允许用户针对假期时间表中的假期设置其修改。

当准备由主调度器1502采用的时间表时，用户可以选择其中将采用选定程序的建筑物的一个或多个区带(区带选择)。每一区带包含一个或多个可着色窗。在一些情况下，区带可以是与空间类型相关联的区域(例如，在特定位置有桌子的办公室、会议室等)或可以与多个空间类型相关联。举例来说，用户可以选择具有办公室的区带1：1)星期一至星期五：在早晨8点加热到70度且在下午3点接通空调以将办公室的温度保持于80度，并且接着关闭所有空调，且在工作日期间在下午5点加热，以及2)(星期六和星期天)关闭热量和空调。作为另一实例，用户可以设定具有会议室的区带2以使用所有逻辑模块A、B和C运行包含模块1的完整模块实施方案的图18的预测性控制逻辑。在另一实例中，用户可以设定具有会议室的区带1以从上午8点到下午3点运行模块1且在下午3点之后运行阈值程序或纯状态。在其它情况下，区带可以是整个建筑物或可以是建筑物中的一个或多个窗。

当通过可以使用传感器输入的程序来准备时间表时，用户也可以能够选择在程序中使用的一个或多个传感器。举例来说，用户可以选择位于房顶上的传感器或位于可着色窗附近或可着色窗处的传感器。作为另一实例，用户可以选择特定传感器的ID值。

由窗控制器1410采用的预测性控制逻辑的部分还包含与主调度器1502电子通信的用户界面1504。用户界面1504还与现场数据1506、区带/群组数据1508和感测逻辑1516通信。用户可使用用户界面1504输入其时间表信息以准备时间表(生成新的时间表或修改现有时间表)。用户界面1504可包含输入装置，例如小键盘、触摸板、键盘等。用户界面1504还可包含显示器，其输出关于时间表的信息且提供用于设置时间表的可选选项。用户界面1504与处理器(例如，微处理器)电子通信，所述处理器与计算机可读介质(CRM)电子通信。处理器和CRM是窗控制器1410的组件。主调度器1502中的逻辑和预测性控制逻辑的其它组件可以存储在窗控制器1410的计算机可读介质上。

用户可以使用用户界面1504输入现场数据1506和区带/群组数据1508。现场数据1506包含建筑物的位置的纬度、经度和GMT偏移。区带/群组数据包含用于建筑物的每一区带中的一个或多个可着色窗的位置、尺寸(例如，窗宽度、窗高度、窗台宽度等)、定向(例如，窗倾角)、外部遮蔽(例如，悬垂深度、窗上方的悬垂位置、左/右翼片到侧面尺寸、左/右翼片深度等)、基准玻璃SHGC和占用查找表。在图18中，现场数据1506和区带/群组数据1508是静态信息(即，不被预测性控制逻辑的组件改变的信息)。在其它实施例中，此数据可在运行中生成。现场数据1506和区带/群组数据1508可以存储在窗控制器1410的计算机可读介质上。

当准备(或修改)时间表时，用户选择主调度器1502将在建筑物的区带中的每一个区带中在不同时间段运行的控制程序。在一些状况下，用户可能够从多个控制程序选择。在一种此类状况下，用户可通过从显示在用户界面1405上的所有控制程序的列表(例如，菜单)选择控制程序来准备时间表。在其它状况下，用户可具有其能从所有控制程序的列表获得的有限选项。举例来说，用户可能仅支付了两个控制程序的使用费用。在此实例中，用户将仅能够选择由用户支付费用的两个控制程序中的一个控制程序。

图19中示出用户界面1405的实例。在此所说明的实例中，用户界面1405呈表的形式，所述表用于输入时间表信息，所述时间表信息用于生成或改变由主调度器1502使用的时间表。举例来说，用户可通过输入开始和结束时间来将时间段输入到表中。用户还可选择由程序使用的传感器。用户也可输入现场数据1506和区带/群组数据1508。用户还可通过选择“阳光穿透查找”来选择占用查找表。

返回到图18，由窗控制器1410采用的预测性控制逻辑的部分还包含日时间(预看)逻辑1510。日时间(预看)逻辑1510确定在未来由预测性控制逻辑使用以做出其预测性确定的时间。在未来的此时间考虑了使可着色窗中的EC装置400的色调水平转变所需要的时间。通过使用考虑转变时间的时间，预测性控制逻辑可预测适合于未来时间的色调水平，EC装置400在所述未来时间将在接收到控制信号之后有时间转变到所述色调水平。日时间部分1510可以基于来自区带/群组数据的关于代表性窗的信息(例如，窗尺寸等)估计代表性窗中的EC装置的转变时间。日时间逻辑1510可以随后基于转变时间和当前时间确定未来时间。举例来说，未来时间可以等于或大于当前时间加上转变时间。

区带/群组数据包含关于每一区带的代表性窗的信息。在一种情况下，代表性窗可以是区带中的窗中的一个。在另一情况下，代表性窗可以是基于使来自所述区带中的所有窗的所有性质平均化而具有平均性质(例如，平均尺寸)的窗。

由窗控制器1410采用的预测性控制逻辑还包含太阳位置计算器1512。太阳位置计算器1512包含确定在一个时刻的太阳位置、太阳方位角和太阳高度的逻辑。在图18中，太阳位置计算器1512基于从日时间逻辑1510接收的未来时刻做出其确定。太阳位置计算器1512与日时间部分1510和现场数据1506通信以接收未来时间、建筑物的纬度和经度坐标，以及做出其计算(例如太阳位置计算)可能需要的其它信息。太阳位置计算器1512还可以基于计算的太阳位置执行一个或多个确定。在一个实施例中，太阳位置计算器1512可以从模块11406的模块A、B和C计算晴天辐照度或做出其它确定。

由窗控制器1410采用的控制逻辑还包含时间表逻辑1518，其与感测逻辑1516、用户界面1405、太阳位置计算器1512和模块1 1406通信。时间表逻辑1518包含确定是使用从模块1 1406通过智能逻辑1520的色调水平还是使用基于其它考虑的另一色调水平的逻辑。举例来说，由于在整年中日出和日落时间改变，因此用户可能不希望再编程时间表以考虑这些改变。时间表逻辑1518可以使用来自太阳位置计算器1512的日出和日落时间以设定在日出之前和日落之后的适当色调水平，而不需要用户针对这些改变的时间再编程时间表。举例来说，时间表逻辑1508可以根据从太阳位置计算器1512接收的日出时间确定太阳尚未升起，且应当使用日出前色调水平而不是从模块1 1406传递的色调水平。由时间表逻辑1518确定的色调水平被传递到感测逻辑1516。

感测逻辑1516与超控逻辑1514、时间表逻辑1518和用户界面1405通信。感测逻辑1516包含确定是使用从时间表逻辑1516传递的色调水平还是使用基于通过BACnet接口1408从一个或多个传感器接收的传感器数据的另一色调水平的逻辑。使用上文段落中的实例，如果时间表逻辑1518确定太阳尚未升起且超过日出前色调水平且传感器数据示出太阳实际上已升起，那么感测逻辑1516将使用通过时间表逻辑1518从模块1 1406传递的色调水平。由感测逻辑1516确定的色调水平被传递到超控逻辑1514。

BMS 1407和网络控制器1408还与需求响应(例如，公用事业公司)电子通信以接收传达对高需求(或峰值负载)超控的需要的信号。响应于从需求响应接收到这些信号，BMS1407和/或网络控制器1408可以通过BACnet接口1408将指令发送到超控逻辑1514，所述超控逻辑将处理来自需求响应的超控信息。超控逻辑1514通过BACnet接口1408与BMS 1407和网络控制器1408通信，并且还与感测逻辑1516通信。

超控逻辑1514允许某些类型的超控脱离预测性控制逻辑且使用基于另一考虑的超控色调水平。可以脱离预测性控制逻辑的超控类型的一些实例包含高需求(或峰值负载)超控、手动超控、空房间超控等。高需求(或峰值负载)超控限定来自需求响应的色调水平。对于手动超控，终端用户可以手动地或通过远程装置在墙壁开关1490(图17中示出)处输入超控值。空房间超控限定基于空房间(即，房间中无占用者)的超控值。在此情况下，感测逻辑1516可以从传感器(例如，运动传感器)接收指示房间是空的传感器数据，且感测逻辑1516可以确定超控值且将超控值中继到超控逻辑1514。超控逻辑1514可接收超控值且确定是使用超控值还是使用另一值，例如从具有更高优先级的源(即，需求响应)接收的另一超控值。在一些情况下，超控逻辑1514可以通过类似于关于图7描述的超控步骤630、640和650的步骤而操作。

由窗控制器1410采用的控制逻辑还包含可关断模块A 1550、B 1558和C 1560中的一个或多个的智能逻辑1520。在一种情况下，智能逻辑1520可以用于在用户尚未为一个或多个模块支付的情况下关断那些模块。智能逻辑1520可以阻止某些更复杂特征的使用，例如在模块A中做出的穿透计算。在这些情况下，使用使太阳计算器信息“短路”的基本逻辑且使用其计算色调水平，可能还借助于一个或多个传感器。来自基本逻辑的此色调水平传送到时间表逻辑1518。

智能逻辑1520可通过使窗控制器1410与模块1 1406之间的某些通信转向而关断模块中的一个或多个(模块A 1550、模块B 1558和模块C 1560)。举例来说，太阳位置计算器1512与模块A 1550之间的通信经过智能逻辑1520，且可由智能逻辑1520转向到时间表逻辑1518以关断模块A 1550、模块B 1558和模块C 1560。作为另一实例，在1552来自模块A的色调水平到在1554的晴天辐照度计算的传送经过智能逻辑1520且可实际上转向到时间表逻辑1518以关断模块B 1558和模块C 1560。在又另一实例中，色调水平从1558的模块B到模块C 1560的传送经过智能逻辑1520且可转向到时间表逻辑1518以关断模块C 1560。

模块1 1406包含确定色调水平且将色调水平返回到窗控制器1410的时间表逻辑1518的逻辑。所述逻辑预测将适合于由日时间部分1510提供的未来时间的色调水平。针对与时间表中的区带中的每一个相关联的代表性可着色窗确定色调水平。

在图18中，模块1 1406包含模块A 1550、模块B 1558和模块C 1560，其可以具有在一些方面类似于如关于图8、9、12和13所描述的模块A、B和C中执行的步骤的一些步骤。在另一实施例中，模块1 1406可以包括如关于图8、9、12和13所描述的模块A、B和C。在又一实施例中，模块1 1406可以包括关于图14描述的模块A、B和C。

在图18中，模块A 1550确定通过代表性可着色窗的穿透深度。由模块A 1550预测的穿透深度是在未来时间。模块A 1550基于从太阳位置计算器1512接收的所确定的太阳位置(即，太阳方位角和太阳高度)且基于代表性可着色窗的位置、接收角、窗的尺寸、窗的定向(即，面向的方向)和从区带/群组数据1508检索的任何外部遮蔽的细节来计算穿透深度。

模块A 1550随后针对所计算的穿透深度确定将提供占用者舒适度的色调水平。模块A 1550使用从区带/群组数据1508检索的占用查找表以针对与代表性可着色窗相关联的空间类型、针对计算的穿透深度且针对窗的接收角确定所需色调水平。模块A 1550在步骤1552输出色调水平。

在逻辑1554中针对所有时间预测入射于代表性可着色窗的最大晴天辐照度。还基于建筑物的纬度和经度坐标和代表性窗定向(即，窗面向的方向)从现场数据1506和区带/群组数据1508预测在未来时间的晴天辐照度。在其它实施例中，这些晴天辐照度计算可由太阳位置计算器1512执行。

模块B 1556随后通过递增地增加色调水平而计算新色调水平。在这些递增步骤中的每一个，使用以下等式确定基于新色调水平的房间中的内部辐照度：内部辐照度＝色调水平SHGC x晴天辐照度。模块B选择其中内部辐照度小于或等于基准内部辐照度(基准SHGCx最大晴天辐照度)的色调水平且色调水平不比来自A的色调水平亮。模块B 1556输出来自B的选定色调水平。根据来自B的色调水平，逻辑1558计算外部辐照度和计算的天窗辐照度。

模块C 1560做出辐照度的传感器读数是否小于晴天辐照度的确定。如果确定结果为是，那么使正计算的色调水平逐渐变亮(更透明)直到值匹配于或小于被计算为传感器读数x色调水平SHGC的色调水平，但不超过来自B的基准内部辐照度。如果确定结果为否，那么以增量步骤使正计算的色调水平变暗，如模块B 1556中完成的那样。模块C输出色调水平。逻辑1562确定来自模块C的色调水平是最终色调水平且将此最终色调水平(来自模块C的色调水平)返回到窗控制器1410的时间表逻辑1518。

在一个方面中，模块1 1406还可以包含第四模块D，其可预测周围环境对通过区带中的可着色窗的日光的强度和方向的影响。举例来说，相邻建筑物或其它结构可能遮蔽建筑物且阻挡一些光通过窗。作为另一实例，来自相邻建筑物的反射表面(例如，具有雪、水等的表面)或围绕建筑物的环境中的其它表面可能反射光进入可着色窗。此反射光可增加进入可着色窗的光的强度且造成占用者空间中的眩光。取决于由模块D预测的日光的强度和方向的值，模块D可以修改从模块A、B和C确定的色调水平，或可以修改来自模块A、B和C的某些确定，例如区带/群组数据中的代表性窗的穿透深度计算或接收角。

在一些情况下，可以进行现场研究以确定围绕建筑物的环境和/或可以使用一个或多个传感器以确定周围环境的影响。来自现场研究的信息可以是基于预测一个时间段(例如，一年)的反射率和遮蔽(围绕)影响的静态信息，或可以是可在周期性基础或其它定时基础上更新的动态信息。在一种情况下，模块D可以使用现场研究来修改从区带/群组数据检索的每一区带的代表性窗的标准接收角和相关联θ₁和θ₂(图20中示出)。模块D可以传送关于代表性窗的此修改信息给预测性控制逻辑的其它模块。由模块D采用以确定周围环境的影响的一个或多个传感器可以是由其它模块(例如，模块C)使用的相同传感器，或可以是不同传感器。这些传感器可以针对模块D特别设计以确定周围环境的影响。

为了操作图18中示出的预测性控制逻辑，用户首先准备具有时间和日期、区带、传感器和所使用程序的细节的时间表。替代地，可以提供默认时间表。一旦时间表处于适当位置(存储)，则在某些时间间隔(每1分钟、5分钟、10分钟等)，日时间部分1510基于当前时间和时间表中的代表性窗或每一区带中的EC装置400的转变时间而确定未来日时间。使用区带/群组数据1508和现场数据1506，太阳位置计算器1512针对时间表中的每一区带的每一代表性窗确定在未来(预看)时间的太阳位置。基于由用户准备的时间表，使用智能逻辑1520以确定针对时间表中的每一区带采用哪一个程序。对于每一区带，采用被调度的程序且预测用于所述未来时间的适当色调水平。如果在适当的位置存在超控，那么将使用超控值。如果在适当的位置不存在超控，那么将使用由程序确定的色调水平。对于每一区带，窗控制器1410将具有由被调度程序确定的区带特定色调水平的控制信号发送到相关联EC装置400以在到未来时间时转变所述区带中的可着色窗的色调水平。

VIII.占用查找表的实例

图20是包含占用查找表的实例的图示。表中的色调水平是以T_vis(可见透射率)表示的。所述表包含针对特定空间类型且当太阳角度θ_太阳在θ₁＝30度和θ₂＝120度之间的窗接收角之间时的所计算穿透深度值(2英尺、4英尺、8英尺和15英尺)的不同组合的不同色调水平(T_vis值)。所述表是基于四个色调水平，包含4％(最亮)、20％、40％和63％。图20还示出窗附近的桌子以及窗对具有角度θ₁和θ₂之间的角度θ_太阳的日光的接收角的图。此图示出太阳角度θ_太阳与桌子的位置之间的关系。当太阳的角度θ_太阳是在θ₁与θ₂之间的接收角之间时，则日光可以照射桌子的表面。如果太阳角度θ_太阳是在θ₁与θ₂之间的接收角之间(如果θ₁<θ_太阳<θ₂)且穿透深度满足使窗着色的准则，那么将由占用查找表确定的色调水平发送到窗控制器，窗控制器将控制信号发送到窗中的EC装置以将窗转变到确定的色调水平。这两个角度θ₁和θ₂可以针对每个窗口计算或测量，且与用于所述区带的其它窗参数一起存储于区带/群组数据1508中。

图21A、21B和21C是根据实施例的建筑物2100的一部分的平面视图。建筑物2100可以在一些方面类似于图15中的建筑物1101且建筑物2100中的房间可以在一些方面类似于图5、6A、6B和6C中描述的房间500。建筑物2100的部分包含三个不同空间类型，包含：办公室中的桌子，一组小隔间，和建筑物2100中的会议室。图21A、21B和21C示出处于不同角度θ_太阳的太阳。这些图还示出建筑物2100中的不同类型的窗的不同接收角。举例来说，具有最大窗的会议室将具有最大接收角，从而允许最多光进入房间。在此实例中，相关联占用查找表中的T_vis值可以针对会议室是相对低的(低透射率)。然而，如果具有相同接收角的相似窗实际上在日光照射中，那么相关联占用查找表中的T_vis值可以是较高值(较高透射率)以允许更多日光进入房间。

IX.子系统

图22是根据实施例的可存在于用以控制色调水平或多个可着色窗的窗控制器中的子系统的框图。举例来说，图17中描绘的窗控制器可以具有处理器(例如，微处理器)和与处理器电子通信的计算机可读介质。

其它部分的图中描述的各种组件可以使用此部分中的子系统中的一个或多个来操作以促进本文所描述的功能。图中的任何组件可以使用任何合适数目个子系统以促进本文所描述的功能。图22中示出此类子系统和/或组件的实例。图22中示出的子系统经由系统总线2625互连。示出了例如打印机2630、键盘2632、固定磁盘2634(或包括计算机可读介质的其它存储器)、联接到显示适配器2638的显示器2430等附加子系统。联接到I/O控制器2640的外围设备和输入/输出(I/O)装置可通过此项技术中已知的任何数目的构件连接到计算机系统，所述构件例如串行端口2642。例如，串行端口2642或外部接口2644可以用于将计算机设备连接到例如因特网的广域网、鼠标输入装置或扫描仪。经由系统总线的互连允许处理器2410能够与每个子系统通信，并控制来自系统存储器2646或固定磁盘2634的指令的执行以及信息在子系统之间的交换。系统存储器2646和/或固定磁盘2634可体现计算机可读介质。这些元件中的任一个可存在于先前描述的特征中。

在一些实施例中，一个或多个系统的例如打印机2630或显示器2430等输出装置可输出各种形式的数据。举例来说，系统1400可以在显示器上向用户输出时间表信息。

X.用于基于快速改变的条件做出着色决策的滤波器

在一些系统中，一旦做出使可着色窗着色到特定最终状态的决策，则使所述窗致力于完成所述转变直到到达所述最终状态。此类系统无法在转变期间调整最终色调状态，且仅可等待直到转变完成。如果这些系统选择不合适的最终色调状态，那么在转变循环期间使窗变为此不合适的色调水平，另外还有使窗转变到更适当色调水平的任何时间。举例来说，由于色调/透明时间花费5到30分钟，因此不合适的选择可能使窗停留在不适当色调水平中达到相当长的一段时间，这可能带来使占用者不适的条件。

快速改变的条件(例如，例如晴天的间歇性云、移入或移出的雾堤、在日照下燃尽的雾等天气改变)与长转变时间结合会造成一些控制方法在最终色调状态之间“弹跳”。另外，此类控制方法可基于紧接在呈现转变的方法之后改变的状况而决定最终色调状态，在此情况下窗被锁定到不合适的色调水平直到转变完成。举例来说，考虑有斑驳的云的大部分晴朗的天。控制方法可以对当云经过时的照明值下降做出反应，且当所述值反弹时，眩光条件可能存在。即使云快速经过，窗也至少在转变循环的持续时间中变为转变到不适当地低的最终色调状态。在此时间期间，太阳辐射进入房间，这可能也使得占用者感到不舒适地变暖。

快速改变的天气状况的一个实例是有时有阳光的有雾早晨。图23是示出在以雾开始的一天且在这天的较晚时雾被日照快速燃尽的情况下取得的传感器照射读数的曲线图。某些控制系统将基于在早晨雾期间的低照射读数确定在该天的开始时的低色调水平。此低色调水平对于在雾燃尽之后天气快速转变成晴天时的时间段将是不适当地低的。在此实例中，在相当长的时间段中(例如，在雾燃尽之后的35-45分钟)无法确定用于晴天的更适当的较高色调水平。快速改变状况的另一实例是从例如停放的汽车或邻近建筑物的窗等物体的反射的开始。

本文所描述的某些实施例包含使用多个滤波器做出解决快速改变条件的着色决策的窗控制方法。在某些情况下，这些滤波器可以用于在当前转变循环期间确定更适当的最终色调状态以将窗的色调水平调整到适合于当前条件的水平。一种类型的滤波器是箱车波形滤波器(有时称为滑动窗滤波器)，其采用随时间取样的照射值的多个传感器读数。箱车波形值是邻接传感器样本(随时间测得的照射值的读数)的数字n的集中趋势(例如，平均、平均值或中值)。通常，传感器样本是外部辐射的测量值(例如，由位于建筑物的外部上的传感器测量)。在一些情况下，可以使用单个传感器来针对多个窗取得传感器样本，例如建筑物的特定区带中的窗。传感器大体上以基于取样速率的均匀频率在周期性基础上取得读数。举例来说，传感器可以在约每30秒一个样本到每二十分钟一个样本的范围内的取样速率取得样本。在一个实施例中，传感器以每分钟一个样本的速率取得样本。在一些情况下，控制方法还可使用一个或多个定时器来将色调维持在使用箱车波形值确定的当前设定。

在某些方面，控制方法使用短期箱车波形和一个或多个长期箱车波形(滤波器)来做出着色决策。相对于长箱车波形(例如，采用在1小时、2小时等时间中取得的样本值的箱车波形)中的较大数目的传感器样本(例如，n＝10、20、30、40等)，短箱车波形(例如，采用在10分钟、20分钟、5分钟等时间中取得的样本值的箱车波形)是基于较小数目的传感器样本(例如，n＝1、2、3、…10等)。箱车波形(照射)值可基于箱车波形中的样本值的平均、平均值、中值或其它代表性值。在一种情况下，短箱车波形值是传感器样本的中值，且长箱车波形值是传感器样本的平均值。由于短箱车波形值是基于较小数目的传感器样本，因此短箱车波形值与长箱车波形值相比更密切地遵循当前传感器读数。因此，与长箱车波形值相比，短箱车波形值更快速地且在更大程度上响应于快速改变的条件。虽然计算出的短箱车波形值和长箱车波形值都滞后于传感器读数，但与长箱车波形值相比短箱车波形值将滞后的程度较轻。

在许多情况下，短箱车波形值比长箱车波形值对当前条件的反应更快速。基于此，可以使用长箱车波形滤波器来平滑窗控制器对频繁的短持续时间天气波动的响应，而短箱车波形不会也进行平滑，但对快速且显著的天气变化的响应更快速。在经过的云的条件的情况下，仅使用长箱车波形值的控制算法将不会对当前经过的云的条件作出快速反应。在此情况下，在着色决策中应当使用长箱车波形值以确定适当的高色调水平。在雾燃尽条件的情况下，在着色决策中使用短期箱车波形值可能是更适合的。在此情况下，短期箱车波形对在雾燃尽之后的新晴朗条件的反应更快速。通过使用短期箱车波形值来做出着色决策，在雾快速燃尽时可着色窗快速调整到晴朗条件且保持占用者舒适。

在某些方面，控制方法评估短期箱车波形值与长期箱车波形值之间的差以确定在着色决策中使用哪个箱车波形值。举例来说，当所述差(短期箱车波形值减去长期箱车波形值)为正且超过第一(正)阈值(例如，20W/m²)时，可以使用短期箱车波形的值来计算色调水平(状态)。正值通常对应于向增亮的转变(即，窗外部的增加辐射强度)。在一些实施方案中，当超过正阈值时设定第一定时器，在此情况下将当前计算的色调水平维持第一定时器的规定时间量。使用第一定时器将通过使窗保持于更着色状态且防止可能打扰占用者的太多转变而促进眩光控制。另一方面，当短车值与长车值之间的差小于第一正阈值或为负时，使用长期箱车波形值来计算下一色调状态。且如果所述差为负且比第二负阈值更负，那么可以设定第二定时器。在某些情况下，正阈值处于约1瓦/m²到200瓦/m²的范围内，且负阈值处于约-200瓦/m²到-1瓦/m²的范围内。在第二定时器的规定时间量期间维持基于长箱车波形计算的色调值。一旦控制方法确定使用哪个箱车波形值，方法就将基于箱车波形值是高于上限、低于下限还是在上限与下限之间而做出着色决策。如果高于上限，那么使用模块A和B(或在一些情况下仅B)确定色调水平改变。如果高于下限且低于上限，那么使用模块A、B和C(或在一些情况下仅B和C)确定色调改变。如果低于下限，那么应用限定的色调水平(例如，标称透明)。在某些情况下，下限可以处于5瓦/m²到200瓦/m²的范围内，且上限可以处于50瓦/m²到400瓦/m²的范围内。

图24A是示出图7中示出的控制逻辑的特定实施方案的流程图3600。在步骤3610，控制方法确定当前时间是否在日出与日落之间。如果在步骤3610是在日出之前或在日落之后，那么控制方法清除可着色窗中的色调且前进到步骤3920以确定是否存在超控。如果在步骤3610确定是在日出与日落之间，那么控制方法确定太阳方位角是否在临界角度之间(步骤3620)。虽然关于单个可着色窗描述某些控制方法，但将理解，这些控制方法可以用于控制一个或多个可着色窗或一个或多个可着色窗的区带。

图25B描绘具有桌子的房间和通过可着色窗照射于房间中的太阳的临界角度。如果太阳的方位角在临界角度内，那么太阳的眩光照射在由坐在桌子边的占用者限定的占用区上。在图25B中，太阳的方位角示出于图示临界角度的外部。

返回到图24A中的流程图，如果在步骤3620确定太阳方位角在临界角度外部，那么不使用模块A且在步骤3800使用模块B。如果确定太阳方位角在临界角度之间，那么在步骤3700使用模块A，并且接着在步骤3800使用模块B。在步骤3820，控制方法确定传感器值是否低于阈值1或高于阈值2。如果传感器值低于阈值1或高于阈值2，那么不使用模块C(步骤3900)。如果传感器值高于阈值1且低于阈值2，那么使用模块C。在任一情况下，控制方法前进到步骤3920以确定是否存在处于适当的位置的超控。

图24B是在一天期间取得的来自传感器的照射读数的曲线图，在该天较早时是多云(例如，有雾)且在该天较晚时是晴朗(晴天)。如图所示，照射读数的值在上午7点之前低于下限，上升到高于下限并且接着高于上限，并且接着在上午10点之后随着云燃尽在该天中较晚时照射读数变为高得多。在上午7点之前传感器读取的照射水平低于下限(例如，10瓦/m²)时，通过可着色窗的辐射量不会大到足以影响占用者舒适度。在此情况下，不需要作出色调水平的重新评估，且应用所限定的色调水平(例如，最大窗透射率)。在上午7点之后且在上午10点之前传感器读数在下限与上限(例如，100瓦/m²)之间时，将使用模块A、B和C计算最终色调状态。在上午10点之后传感器读数高于上限(例如，100瓦/m2)时，将使用模块A和B计算最终色调状态。

图25A是根据一些实施例的使用短箱车波形值和长箱车波形值做出着色决策的控制方法的流程图4000。虽然示出流程图使用一个短期箱车波形值和一个长期箱车波形值，但其它实施例可以包含一个或多个箱车波形值，例如第二长期箱车波形值。图示的控制方法周期性地接收照射值的传感器读数且更新长期和短期箱车波形值。如果设定了定时器，那么当前色调水平将维持在当前色调设定。所述方法评估短期与长期箱车波形值之间的差以确定在着色决策中使用哪个箱车波形值作为照射值。如果值之间的差大于阈值，那么使用短期箱车波形值且设定第一定时器，在此期间将维持当前色调设定。如果值之间的差低于阈值，那么使用长期箱车波形值且可以设定不同定时器(取决于差的量值)。使用先前确定的箱车波形值作为照射值，所述方法确定照射值是否低于下限，且如果是，那么应用预定义色调水平(例如，标称透明)。如果照射值高于上限，那么所述方法确定太阳是否在临界角度外部。

图25B描绘具有桌子的房间以及房间的临界角度，在所述临界角度内，来自太阳的眩光照射于由坐在桌子边的占用者限定的占用区中。在图示中，太阳在临界角度外部。如果所述方法确定太阳在临界角度外部，那么仅使用模块B确定色调水平。如果在临界角度内，那么使用模块A和B确定色调水平。如果照射值高于下限且低于上限，那么所述方法确定太阳是否在临界角度外部。如果在临界角度外部，那么使用模块B和C确定色调水平。如果在临界角度内，那么使用模块A、B和C确定色调水平。

更具体来说返回参考图25A，照射值的传感器读数(例如，外部辐射读数)在步骤4010由传感器发送且由处理器接收。大体上，传感器在周期性基础上以均匀速率(例如，每分钟取得一个样本)取得样本。在步骤4012，以接收的传感器读数更新长期和短期箱车波形照射值。换句话说，以最新的读数替换箱车波形滤波器中的最旧读数且计算新箱车波形照射值，通常作为箱车波形中的读数的集中趋势。

在步骤4020，确定是否设定了定时器。如果设定了定时器，那么在步骤4022维持当前色调设定且过程返回到步骤4010。换句话说，过程不计算新色调水平。如果未设定定时器，那么在步骤4030确定短期与长期箱车波形照射值之间的差(Δ)的量值和正负号。即，Δ＝短期箱车波形值-长期箱车波形值。

在步骤4040，确定Δ是否为正且大于第一正阈值。如果Δ为正且大于第一阈值，那么在步骤4042将系统的照射值设定成短期箱车波形照射值且设定第一定时器，且方法前进到步骤4050。如果Δ为正但不大于第一正阈值，那么在步骤4044将系统的照射值设定成长期箱车波形照射值。在步骤4046，确定Δ是否比第二负阈值更负。如果Δ比第二负阈值更负，那么在4048设定第二定时器，且方法前进到步骤4050。如果否，那么方法直接前进到步骤4050。

在步骤4050，确定用于系统的设定照射值是否小于下限。如果用于系统的设定照射值小于下限，那么在步骤4052应用预定义色调水平(例如，标称透明)且过程返回到步骤4010。如果用于系统的设定照射值大于下限，那么在步骤4060确定用于系统的设定照射值是否大于上限。如果确定用于系统的设定照射值大于上限，那么在4070确定太阳方位角是否在临界角度外部。如果太阳不在临界角度外部，那么使用模块A和B确定应用于可着色窗的最终色调水平且过程返回到步骤4010。如果太阳在临界角度外部，那么在步骤4074仅使用模块B确定最终色调状态且过程返回到步骤4010。如果在步骤4060确定用于系统的设定照射值不大于上限，那么在4080确定太阳是否在临界角度外部。如果太阳不在临界角度外部，那么在步骤4082使用模块A、B和C确定应用于可着色窗的最终色调水平且过程返回到步骤4010。如果太阳在临界角度外部，那么在步骤4090仅使用模块B和C确定应用于可着色窗的最终色调水平且过程返回到步骤4010。

图26A描绘与在常规日期间的传感器读数和通过参考图25A所描述的控制方法确定的相关联色调状态相关联的两个曲线图。下图出于参考目的包含随时间t的晴天照射值的钟形曲线。此特定钟形曲线将是在面向南的窗(即，因为所述钟形以黎明到黄昏时间尺度大致居中)处测得的值的实例，其中临界角度为90(东)到270(西)。下图还包含在一天期间当天气周期性地偏离晴天时随时间t取得的传感器读数的曲线。传感器读数通常是外部辐射的测量值。下图还包含在时间t计算的经更新短箱车波形值和长箱车波形值的曲线。这些值通常被计算为在时间t更新的箱车波形中的样本的集中趋势。传感器读数的曲线还示出在四个云1、2、3和4经过时的照射下降，，并且接着在所述云中的每一个经过之后返回到日照。短箱车波形曲线跟随传感器读数曲线，且对由四个云带来的照射下降快速反应。长箱车波形值滞后于传感器读数照射下降，且对由云带来的这些照射下降的反应程度并不相同于短箱车波形值。上图示出在时间t由控制方法确定的通过可着色窗的色调状态透射率(T_vis)。直到恰在事件0之前，短期箱车波形值与长期箱车波形值之间的正差小于第一(正)阈值(例如，20瓦//m²)，且照射值被设定成更新的长箱车波形值。由于照射值低于下限，因此应用与60％的T_vis相关联的限定色调水平(标称透明状态)。如图所示，控制方法应用60％的T_vis直到短期箱车波形值与长期箱车波形值之间的正差大于第一正阈值(例如，20瓦/m²)，并且接着将照射值设定成短箱车波形值(事件0)。此时，设定定时器1且维持在事件0计算的色调状态直到恰在云1经过之后定时器1到期。由于照射值(基于短箱车波形值)大于下限且小于上限且太阳在临界角度内，因此在对应于20％的T_vis的事件0处使用模块A、B和C确定色调水平。随后，短期箱车波形的值超过上限，从而触发仅基于模块A和B的计算。然而，自从设定定时器1之后色调水平不会发生改变。恰在云1经过的时间之后，定时器1到期。从此时间直到恰在云3之前，短期箱车波形值与长期箱车波形值之间的正差大于第一正阈值，且照射值被设定成更新的短期箱车波形值。在此时间期间，照射值(基于更新的短期箱车波形值)保持高于上限且太阳保持在临界角度内，并且因此再次使用模块A和B确定色调水平且它们计算对应于4％的T_vis的色调水平。在云3，长箱车波形值大于短箱车波形值且差现在为负并且因此将照射值设定成长箱车波形值。由于差没有比第二负阈值更负，因此不设定定时器。由于照射值大于上限且太阳在临界角度外部，因此再次使用模块A和B确定色调水平以确定对应于4％的T_vis的色调水平。在云4，长箱车波形值再次大于短箱车波形值，且差没有比负阈值更负。此时，将照射值设定成更新的长箱车波形值，但不设定定时器。由于照射值大于下限且小于上限且太阳在临界角度内，因此使用模块A、B和C确定色调水平且它们计算对应于4％的T_vis的色调水平。

图26B描绘与在一个多云天期间的传感器读数相关联的两个曲线图，具有通过参考图25A所描述的控制方法确定的间歇性尖峰和相关联色调状态。下图示出在所述多云天的时间t的传感器读数。下图出于参考目的还包含随时间t的晴天照射值的钟形曲线。下图还包含在时间t计算的经更新短箱车波形值和长箱车波形值的曲线。传感器读数的曲线示出条件是在早晨直到点3之前是多云，在具有两个下降的短时期中变成晴朗，然后在点4再次变成多云。上图示出在时间t由控制方法计算的通过可着色窗的色调状态透射率T_vis。在点1之前，短期箱车波形值与长期箱车波形值之间的正差小于第一正阈值，且照射值被设定成长箱车波形值。由于照射值低于下限，因此应用与60％的T_vis相关联的预定义色调水平(例如，标称透明)。在点1，短期与长期箱车波形值之间的差为正且小于第一正阈值，且照射值被设定成更新的长箱车波形值。在此情况下，照射值在下限与上限之间，且是该天中的较早时间，使得太阳在临界角度外部，从而不需要使用模块A确定进入房间的眩光。在此情况下，仅使用模块B和C且它们计算在40％的T_vis处的色调水平而使窗变暗。在点2，短期与长期箱车波形值之间的差为正且小于第一正阈值，且照射值被设定成更新的长箱车波形值。此时，仍是该天中的较早时间，且太阳在临界角度外部。照射值高于在点1处的照射值，但仍在上限与下限之间，且模块B和C确定在20％的T_vis处的色调水平而使窗进一步变暗。在点3，短期与长期箱车波形值之间的差为正且大于阈值，并且因此将照射值设定成更新的短箱车波形值且设定定时器1。由于照射值高于上限且太阳在临界角度内，因此使用模块A和B确定将色调增加到对应于4％的T_vis的色调水平。在定时器的长度期间，将维持色调状态。恰在点4之前，定时器1到期。在点4，短期与长期箱车波形值之间的正差大于第一正阈值，且照射值被设定成更新的短箱车波形值。在此日时间照射值高于上限且太阳在临界角度外部，使得仅使用模块B确定对应于40％的T_vis的色调水平。在点5，短期与长期箱车波形值之间的正差小于第一阈值，且照射值被设定成更新的长箱车波形值。不设定定时器。在该天的较晚的此点，照射值低于下限且太阳在临界角度外部，使得使用模块B和C确定对应于60％的T_vis的色调水平。

图27A是包含在一天期间在时间t确定的传感器读数、短箱车波形值和长箱车波形值的照射值的绘图。图27B是图27A的传感器读数和相关联的在一天期间由模块B确定的色调水平和由模块C确定的色调水平的绘图。

在一些方面中，以传感器读数更新长箱车波形值且在该天期间从不复位。如果传感器读数在该天期间显著改变(例如，当暴风雨前锋到达时)那么这些长箱车波形值将基本上滞后于传感器读数的快速改变且将不反映所述快速改变。举例来说，在外部照射的实质下降之后长箱车波形值显著高于传感器读数。如果使用这些高长箱车波形值计算色调水平，那么窗可能被过度着色直到长箱车波形有时间加载更多当前传感器读数为止。在某些方面，控制方法在照射的快速改变之后复位长箱车波形，以使得长箱车波形可加载有更多当前传感器读数。图28A-B是复位长箱车波形的加载的控制方法的图示。在其它方面，控制方法使用以照射条件的显著变化起始的第二长箱车波形。图29A-B是具有第二长箱车波形的控制方法的图示。在这些情况下，控制方法可使用更靠近当前传感器读数的长箱车波形值，且可以避免在照射的快速下降之后使窗过度着色。

图28A是根据实施例的复位长箱车波形的加载的控制方法的流程图5000。在传感器读数的快速改变之后长箱车波形被复位且开始重新加载当前传感器读数。当短箱车波形值与长箱车波形值之间的负差比第二负阈值更负时复位长箱车波形。即，被负阈值更负的负差指示传感器读数的快速改变。同时，控制方法启动第二定时器。控制方法使用复位的长箱车波形值来计算在第二定时器期间将维持的色调水平。由于当条件快速改变时长箱车波形开始重新加载新传感器读数，因此长箱车波形值密切地跟随传感器读数一段时间，且控制方法将确定在快速改变之后密切地对应于当前改变的传感器读数的色调水平。

更具体来说参考图28A，在步骤5010传感器读数由传感器发送且由处理器接收。在步骤5012，以接收的更多当前传感器读数更新长期和短期箱车波形照射值。如果在步骤5020确定设定了定时器，那么在步骤5022维持当前色调设定且过程返回到步骤5010。如果在步骤5020确定未设定定时器，那么在步骤5030确定短期与长期箱车波形照射值之间的差(Δ)的量值和正负号。即，Δ＝短期箱车波形值-长期箱车波形值。如果在步骤5030确定Δ为正且大于第一正阈值，那么在步骤5042将照射值设定成短期箱车波形照射值，设定第一定时器，且方法前进到步骤5050。如果在步骤5030确定Δ为正且小于正阈值或是负值，那么在步骤5044将照射值设定成长期箱车波形照射值。在步骤5046，确定Δ是否比第二负阈值更负。如果Δ比第二阈值更负，那么这是照射的显著下降的指示。在此情况下，在步骤5048设定第二定时器且复位长箱车波形(清空值)以再次开始加载，且方法前进到步骤5050。如果Δ没有比第二负阈值更负，那么方法直接前进到步骤5050。在步骤5050，确定设定照射值是否小于下限。如果小于下限，那么在步骤5052应用限定色调水平(例如，标称透明)且过程返回到步骤5010。如果用于系统的设定照射值大于下限，那么在步骤5060确定用于系统的设定照射值是否大于上限。如果确定用于系统的设定照射值大于上限，那么在5070确定太阳方位角是否在临界角度外部。如果太阳在临界角度内，那么使用模块A和B确定应用于可着色窗的最终色调水平且过程返回到步骤5010。如果太阳在临界角度外部，那么在步骤5074仅使用模块B确定最终色调状态且过程返回到步骤5010。如果在步骤5060确定用于系统的设定照射值不大于上限，那么在5080确定太阳是否在临界角度外部。如果太阳在临界角度内，那么在步骤5082使用模块A、B和C确定应用于可着色窗的最终色调水平且过程返回到步骤5010。如果太阳在临界角度外部，那么在步骤5090仅使用模块B和C确定应用于可着色窗的最终色调水平且过程返回到步骤5010。

图28B示出在一天的一部分期间在时间t期间的传感器读数和箱车波形值的情形。此情形假定在中午是明亮的晴天(500W/m²)且此时箱车波形曲线大部分在一起跟踪，每5分钟进行计算。在第一竖直点线黑线处(规则的5分钟间隔计算)已存在传感器读数的稍微下降，且短期箱车波形值稍微高于长期箱车波形值，所述长期箱车波形值滞后于传感器读数。由于短期与长期值之间的负差比负阈值更负，因此使用长期箱车波形值确定色调水平。在恰好下一次计算，传感器读数示出外部照射的大下降(例如，暴风雨前锋到达)。负差比负阈值更负，且控制方法触发1小时定时器(改变的条件已造成此事件，带来足以触发定时器的差量)且复位长箱车波形。控制方法将照射值设定为复位的长箱车波形值以确定在定时器周期期间使用的色调水平。由于长期箱车波形值高于上限且太阳在临界角度内，因此使用模块A和B以基于复位的长箱车波形值确定色调水平。在第二定时器周期结束时，短箱车波形与长箱车波形值之间的负差比负阈值更负，使得照射被设定成长期箱车波形值，其中从复位时起取得读数。

在第二定时器周期结束时，如果逻辑并不复位长箱车波形，那么第二定时器将再次实施且长箱车波形值将在所述时间段期间使用(如前所述)。如可见，这将使窗不适当地过度着色，因为当前传感器读数(和相关联短箱车波形值)示出这是暗淡的一天且窗不需要着色成与长箱车波形值看起来指示的值一样高。在此情境下，在定时器启动时期复位长期箱车波形。换句话说，一旦定时器被触发，那么这同时触发复位长箱车波形以开始加载新传感器数据。使用此复位逻辑，在第二定时器结束时，将短期箱车波形值与复位的长箱车波形值进行比较，且差量将更密切地反映当前传感器读数。

图29A是当存在传感器读数的快速改变时起始第二长箱车波形的控制方法的流程图6000。新起始的第二长箱车波形的值在快速改变期间密切地跟踪传感器读数。第一长箱车波形滞后于传感器读数。

返回参考图29A，在步骤6010照射值的传感器读数由传感器发送且由处理器接收。在步骤6012，以接收的传感器读数更新箱车波形照射值。如果在步骤6020确定设定了定时器，那么在步骤6022维持当前色调设定(即，不计算新色调水平)且过程返回到步骤6010。如果确定在步骤6020未设定定时器，那么在步骤6024确定是否已起始第二长箱车波形。如果在步骤6024确定将起始第二长箱车波形，那么将值1设定成短箱车波形和第一长箱车波形照射值中的较大者，且将值2设定成第二长箱车波形照射值。如果第二长箱车波形尚未起始，那么将值1设定成短箱车波形照射值，且将值2设定成第二长箱车波形照射值。在步骤6030，确定值1与值2之间的差(Δ)的量值和正负号。如果在步骤6030确定Δ为正且大于第一正阈值，那么在步骤6042，将照射值设定成值1且设定第一定时器，并且接着方法前进到步骤6050。如果在步骤6030确定Δ为正且小于第一正阈值或Δ为负值，那么在步骤6044将照射值设定成值2。在步骤6046，确定Δ是否比第二负阈值更负。如果Δ比第二负阈值更负，那么已存在照射的显著下降。在此情况下，在步骤6048设定第二定时器，起始第二长箱车波形，且将照射值设定成第二长箱车波形的初始值，且方法前进到步骤6050。如果Δ没有比第二阈值更负，那么方法直接前进到步骤6050。在步骤6050，确定设定照射值是否小于下限。如果小于下限，那么在步骤6052应用限定色调水平(例如，标称透明)且过程返回到步骤6010。如果用于系统的设定照射值大于下限，那么在步骤6060确定用于系统的设定照射值是否大于上限。如果确定用于系统的设定照射值大于上限，那么在6070确定太阳方位角是否在临界角度外部。如果太阳不在临界角度外部，那么使用模块A和B确定应用于可着色窗的最终色调水平且过程返回到步骤6010。如果太阳在临界角度外部，那么在步骤6074仅使用模块B确定最终色调状态且过程返回到步骤6010。如果在步骤6060确定用于系统的设定照射值不大于上限，那么在6080确定太阳是否在临界角度外部。如果太阳不在临界角度外部，那么在步骤6082使用模块A、B和C确定应用于可着色窗的最终色调水平且过程返回到步骤6010。如果太阳在临界角度外部，那么在步骤6090仅使用模块B和C确定应用于可着色窗的最终色调水平且过程返回到步骤6010。

图29B示出在一天的一部分期间在时间t期间的传感器读数和箱车波形值的情形。此情形假定在中午是明亮的晴天(500W/m²)且此时箱车波形曲线大部分在一起跟踪，每5分钟进行计算。在第一竖直黑线处(规则的5分钟间隔计算)已存在传感器读数的稍微下降，且短期箱车波形值稍微高于第一长期箱车波形值，所述第一长期箱车波形值滞后于传感器读数。由于短箱车波形值与第一长箱车波形值之间的负差低于阈值，因此使用第一长箱车波形值确定色调水平。在恰好下一次计算，传感器读数示出外部照射的较大下降。在此情况下，负差比负阈值更负，且控制方法触发1小时定时器(改变的条件已造成此事件，带来足以触发定时器的差量)且起始第二长箱车波形。另外，照射值被设定成初始第二长箱车波形值。由于此初始第二长期箱车波形值高于上限且太阳在临界角度内，因此使用模块A和B基于初始第二长箱车波形值确定色调水平。在第二定时器周期结束时，第一长箱车波形值大于短箱车波形值，且第二长箱车波形值与第一长箱车波形值之间的正差低于第一阈值。控制方法使用第一长箱车波形照射值以确定在第一定时器期间将使用的色调水平。

在某些实施例中，如果所计算的通过窗的太阳辐射的方向在与具有所述窗的房间的占用区域中的眩光情形相关联的临界接收角内，那么模块A可以在所述窗中增加色调。太阳辐射的方向是基于太阳方位角和/或太阳高度而计算。图25B例如示出与房间中的桌子相关联的临界接收角Z1和Z2。在此实例中，当太阳位于以在临界接收角Z1和Z2内的方位角提供太阳辐射的位置时，太阳辐射产生到桌子占用的区域上的眩光。作为响应，模块A可以发送控制信号以增加窗中的色调状态以提供针对眩光的舒适度。在临界接收角Z1和Z2外部，太阳辐射的直接平行光线并不照射在桌子区域上，且模块A可以返回“透明色调状态”的控制命令。图20中示出与太阳方位角相关联的一组临界接收角θ₁和θ₂的另一实例。在一些情况下，可以使用分别与太阳方位角和太阳高度单独地相关联的两组临界角度。在这些情况下，如果计算的太阳方位角在第一组临界角度内且太阳高度在第二组临界角度内，那么模块A可以接通以增加色调状态。

X1.基于光的三维投影的模块

在某些实施例中，模块A通过使用从一个或多个孔口(例如，可着色窗)通过房间的光的三维投影来确定眩光是否在占用区域上。光的三维投影可被认为是房间中的光的体积，其中外部光直接穿透进入房间。举例来说，三维投影可以由从太阳通过窗的平行光线限定。进入房间的三维投影的方向是基于太阳方位角和/或太阳高度。光的三维投影可以用于确定在房间中的一个或多个平面的相交点处的二维光投影(P-图像)。来自孔口的P-图像的大小和形状是基于所述孔口的尺寸和定向以及基于太阳方位角和/或太阳高度计算的太阳辐射的方向向量。P-图像是基于太阳在远离孔口的无限距离处产生平行光线的假设而确定。通过此假设，水平定向的孔口提供到水平表面上的二维光投影，其具有与实际孔口相同的形状和大小。

在某些情况下，模块A通过计算P-图像偏移而确定在所关注的特定平面的P-图像。P-图像偏移可以指代在所投影图像的几何中心与孔口的几何中心处的竖直轴线之间的特定平面处的偏移距离。可基于孔口的尺寸、太阳方位角和高度以及孔口平面与所关注平面之间的法向距离而确定P-图像偏移。通过P-图像偏移，模块A可通过围绕P-图像偏移建立投影孔口区域而确定投影图像。

一旦模块A确定在特定平面的光投影，模块A就确定光投影或与光投影相关联的眩光区域与占用区(即，房间中被占用的区)重叠的量。占用区可以指代在所关注平面(例如，在桌子处的平面)的限定空间中的边界的区域，其当由三维光投影或眩光区域穿过时推断存在眩光情形。在一些情况下，占用区可以是二维表面(例如，桌面)的全部或部分或者例如占用者头部前方的区的体积，可能包含桌面。如果确定光投影或眩光区域在占用区外部，那么确定眩光情形不存在。

在一些情况下，模块A可以基于通过一个或多个孔口投影的光而计算在所关注的平面处的眩光区域。眩光区域可以指代在所关注平面处的由通过所述一个或多个孔口投影的光照射的区域。在一些情况下，模块A将眩光区域限定为有效孔口的几何中心处的竖直轴线与所关注平面处的P-图像的外部边界之间的区域。在一种情况下，孔口的几何中心可以指代所述孔口的形状的质心或质量中心。眩光区域可以被限定为具有不同形状，例如矩形、圆形或环形形状，且可以在矩形或极坐标中。在确定来自一个或多个孔口的眩光区域之后，如果眩光区域与占用区重叠，那么模块A可以随后确定眩光情形存在。

在某些情况下，模块A基于计算的光投影或眩光区域与占用区的重叠量而确定色调水平。举例来说，如果光投影与占用区具有任何重叠，那么模块A可以接通以增加色调状态来解决眩光情形。如果光投影不与占用区重叠，那么模块A可以返回“透明色调状态”命令。

图30示出根据实施例的房间的侧视图的示意图，所述房间在天花板中具有呈天窗形式的单个水平且圆形的孔口7010。房间具有桌子7030，其限定房间中的占用区。圆形孔口7010具有直径w_h。孔口7010处于α₁的窗方位角。圆形孔口7010的几何中心处于圆形孔口7010的中心在w_h/2处。示出在孔口7010的几何中心7011的竖直轴线7012。来自太阳的太阳辐射示出为投影到楼层的光线的三维圆柱体。太阳辐射示出为具有太阳高度θ。在此图示中，确定孔口7010的光投影(P-图像)7020在楼层的平面处作为位于dz的桌子7030的平面的投影的近似。在其它实例中，孔口7010可以投影到其它平面，例如在桌子7030的上表面处的平面。在模块A的某些实施例中，可以通过沿着与太阳方位角和高度相关联的方向向量7013将孔口7010的几何中心投影到楼层处的平面或所关注的其它平面而确定P-图像偏移。在一些情况下，通过围绕P-图像偏移“建立”孔口7010而确定孔口7010的光投影(P-图像)7022。在图30中，P-图像7020示出为在楼层处横向地偏移一段距离，所述距离为从竖直轴线7012的P-图像偏移。在此实例中，模块A通过在楼层处的平面的投影图像7020的外边缘限定眩光区域。

图31是根据实施例的图30中示出的房间的侧视图(顶部)和截面图(底部)的示意图，所述房间具有呈天窗形式的单个水平圆形孔口7010。在此实例中，房间具有限定占用区的桌子7031，且确定光投影(P-图像)7022在位于dz的z位置处的桌子7031的平面处。在此实例中，通过沿着与太阳方位角和高度相关联的方向向量7013将孔口7010的几何中心投影到桌子7031处的平面而确定P-图像偏移。可以通过围绕P-图像偏移“建立”孔口来确定孔口7010的光投影(P-图像)7022。在其它情况下，可确定光投影在楼层处的平面，举例来说，如图30所示。在图31中，P-图像7022示出为横向地偏移一段距离，所述距离为从孔口7010的几何中心处的竖直轴线7012的P-图像偏移。。

在图31中，下方图示是在z＝dz的房间的截面图。在此图示中，占用区7030具有在位于dz的z位置的桌子7031处的所关注平面从竖直轴线7012偏移dx和dy的质心。如图31所示，所计算的眩光区域通过重叠区域7040与在所关注平面的桌子7031限定的占用区7030部分地重叠。当眩光区域超过预定阈值(按尺寸或和/或面积)时模块A可以造成色调改变以减少眩光。占用区7030在矩形孔口的图示中具有尺寸O_x x O_y，或可以指定为圆的直径，多边形、三角形、梯形的小面长度，或适合于孔口的其它坐标。在其它实例中，占用区可以包含由桌子7031限定的区域和由在桌子7031边的占用者限定的区域7032。在其它实例中，可能存在与多个占用者相关联的多个占用区。P-图像位置将遵循通过太阳的方位角和高度确定的方向向量7013随着日时间改变，且将在一天的过程中照射占用区中的一个或多个。当重叠超过预定阈值时，模块A将使玻璃着色到针对所述占用区和日时间的规定值。

图32示出根据实施例的房间的侧视图(顶部)和截面图(底部)的示意图，所述房间具有两个楼层和呈天窗形式的水平圆形孔口7060。在此实例中，第一楼层具有桌子7090且第二楼层具有桌子7090。孔口7060具有几何中心7061。可以通过沿着与太阳方位角和高度相关联的方向向量7063将几何中心7061投影到所关注的平面(在此情况下例如是第一楼层的楼层处的平面)作为位于dz的桌子的平面处的投影的近似，来确定P-图像偏移。通过在所关注平面的P-图像偏移处建立孔口来确定孔口7060的光投影(P-图像)7070。孔口7060的光投影(P-图像)7070示出为设置于楼层的平面处，且示出为横向地偏移一段距离，所述距离为从几何中心7061处的竖直轴线7062的P-图像偏移。在此图示中，桌子7090的占用区7091具有在桌子7090的平面从竖直轴线7062偏移dx2和dy2的质心，且桌子7080的占用区7081具有在桌子7080的平面从竖直轴线7062偏移dx1和dy1的质心。如图32所示，所计算的光投影7070的眩光区域在重叠区域7095处与由桌子7080限定的占用区7081部分地重叠。如图所示，光投影不提供到第二楼层上的桌子7090的眩光。

图33示出根据实施例的房间的侧视图的示意图，所述房间具有桌子7150、第一孔口7110和第二孔口7112。第一孔口7110的宽度是w_h1且第二孔口7112的宽度是w_h2。第一孔口7110与水平面成α₁的角度，其在此情况下是135度。两个孔口7110和7112具有带有质心7121的有效孔口7120。第一孔口7110与水平面成α₁的角度。第二孔口7112与水平面成α₂的角度。可以通过沿着与太阳方位角和高度相关联的方向向量7141将有效孔口7120的几何中心投影到楼层处的平面来确定P-图像偏移。有效孔口7120的光投影(P-图像)7130设置于楼层的平面处，举例来说，作为位于dz的桌子的平面处的投影的近似。P-图像7130示出为横向地偏移一段距离，所述距离为从有效孔口7120的几何中心处的竖直轴线7140的P-图像偏移。P-图像7130的眩光区域与由桌子7150限定的占用区部分地重叠。

图34示出根据实施例的房间的侧视图的示意图，所述房间具有包括第一孔口7210和第二孔口7212的多小面天窗且具有桌子7250。第一孔口7210的宽度是w_h1且第二孔口7212的宽度是w_h2。第一孔口7210与水平面成α₁的角度。第二孔口7212与水平面成α₂的角度。两个孔口7210和7212具有带有几何中心7221的有效孔口7220。可以通过沿着与太阳方位角和高度相关联的方向向量7241将有效孔口7220的几何中心投影到所关注的平面(在此情况下例如是楼层的平面)作为位于dz的桌子的平面处的投影的近似，来确定图像P-图像偏移。有效孔口7220的光投影(P-图像)7230设置于楼层的平面处。P-图像7230示出为横向地偏移一段距离，所述距离为从有效孔口7220的几何中心处的竖直轴线7240的P-图像偏移。P-图像7230的眩光区域与由桌子7250限定的占用区部分地重叠。

图35示出根据实施例的房间的侧视图的示意图，所述房间具有包括第一孔口7310、第二孔口7312和无孔口的小面7314的多小面天窗。所述房间还具有桌子7350。两个孔口7310和7312分别具有几何中心7341和7342。第一孔口7310的宽度是w_h1且第二孔口7312的宽度是w_h2。第一孔口7310与水平面成α₁的角度，其在此情况下是90度。第二孔口7212与水平面成α₂的角度，其在此情况下是270度。在此图示中，第一孔口7310的光投影(P-图像)7330设置于楼层的平面处作为位于dz的桌子的平面处的投影的近似。在此情况下，无孔口的小面7314可取决于太阳辐射的方向而阻挡来自第一和/或第二孔口7312的光。即，当太阳高度θ小于第二孔口7321的角度α₂时，太阳辐射光线并不直接照射第二孔口7321，因为小面7314是阻挡。在图示中，太阳高度θ小于角度α₂以使得第二孔口7312不接收太阳辐射。在此情况下，有效孔口仅基于第一孔口7310且第一孔口7310的几何中心用以确定P-图像偏移和投影。可以通过沿着与太阳方位角和高度相关联的方向向量7341将孔口7310的几何中心投影到楼层来确定P-图像偏移。第一孔口7312的P-图像7330示出为横向地偏移一段距离，所述距离为从第一孔口7310和第二孔口7312两者的几何中心处的竖直轴线7340的P-图像偏移。.P-图像7330的眩光区域与由桌子7350限定的占用区部分地重叠。

在一些情况下，占用区域与P-图像的眩光区域的重叠量可由模块A使用以确定适当色调状态。在这些情况下，模块A可以针对较高重叠水平确定较高色调状态。在一些情况下，基于重叠量确定色调状态。在其它情况下，基于与所使用占用区域量的重叠的百分比确定色调状态。图36描绘根据实施例的带有具有孔口8010的天窗和桌子8012的房间的示意图。示出竖直轴线8020通过孔口8010的几何中心。在此图示中，示出太阳处于五个太阳高度，且示出五个眩光区域的边缘对应于与五个方向向量相关联的五个太阳高度。示意图还示出针对不同重叠确定适当色调状态的方法。随着每一增加眩光区域重叠到由桌子8010限定的占用区中，色调水平从T1增加到T5。

图37是示出根据实施例的借助使用三维光投影的模块A的图8的步骤700的细节的流程图。在步骤1905，模块A开始。在步骤1910，窗控制器450使用模块A针对建筑物的纬度和经度坐标以及特定时刻t_i的日期和日时间计算太阳的位置。纬度和经度坐标可以从配置文件输入。日期和日时间可以基于由定时器提供的当前时间。在特定时刻t_i计算太阳位置，所述时刻在一些情况下可能是在将来。在其它实施例中，在预测性控制逻辑的另一组件(例如，模块)中计算太阳的位置。根据太阳方位角和/或太阳高度计算太阳位置。

在步骤1920，窗控制器450使用模块A计算进入房间的眩光量或在步骤1910中使用的特定时刻是否存在眩光。模块A基于通过太阳方位角和高度确定的方向向量使用从所述一个或多个未被阻挡的孔口(例如，窗)通过房间的光线的三维投影来计算眩光量。模块A使用方向向量和配置信息确定所述一个或多个未被阻挡的孔口的P-图像。配置信息可以包含以下各项中的一个或多个：所述一个或多个孔口(例如，电致变色窗)的位置，所述一个或多个孔口的尺寸，孔口是被阻挡还是未被阻挡，所述一个或多个孔口中的每一个的定向，房间的尺寸，以及关于可能阻挡太阳辐射进入所述一个或多个孔口的外部遮蔽或其它结构的任何细节。窗配置信息是从与电致变色窗505相关联的配置文件输入。模块A基于未被阻挡的孔口的P-图像与位于所关注特定平面处的占用区的相交点而确定房间中的眩光量或眩光确定。在一些情况下，模块A确定所述一个或多个孔口中的哪一个未被阻挡，即在接收太阳辐射。举例来说，在图35中，在图示中定向于270度的第二孔口7342被阻挡而无法接收太阳辐射。为了确定在所关注特定平面处的未被阻挡的孔口的P-图像，模块A首先确定所述一个或多个未被阻挡的孔口的几何中心。在一些情况下，几何中心可以是孔口的形状的组合质心。模块A随后通过基于太阳方位角和高度在光的三维投影的方向向量的方向上将所述一个或多个未被阻挡的孔口的几何中心投影到所关注的平面而确定P-图像偏移。光的三维投影的方向向量是基于在步骤1910中在特定时刻计算的太阳方位角和太阳高度。模块A基于所述一个或多个未被阻挡的孔口的几何中心、与太阳方位角和高度相关联的方向向量以及所述一个或多个孔口与所关注平面之间的法向距离来确定P-图像偏移。模块A随后通过围绕位于所关注平面处的所述一个或多个未被阻挡的孔口的所投影几何中心产生有效孔口区域而“建立”P-图像。在某些情况下，模块A基于在所关注平面处的P-图像的外部边界确定眩光区域。图31-37中示出针对不同孔口布置确定的眩光区域的图示。

在步骤1930，确定针对来自在步骤1920中确定的未被阻挡的孔口的P-图像的眩光量将提供占用者舒适度的色调水平。在步骤1930，模块A确定占用区域与未被阻挡的孔口的p-图像之间的重叠量。基于重叠量，模块A在占用查找表中确定针对所确定重叠量的所需色调水平。占用查找表是作为输入从用于特定孔口的配置文件提供。在一些情况下，可以使用重叠区域的量或侵占百分比(即，占用区域的重叠区域的百分比)确定最终色调状态。举例来说，如果几乎不存在重叠区域(例如，桌子的小拐角)，那么模块A可以不增加色调状态。重叠区域的较大量或百分比(例如，大于桌子的50％)可以导致较高色调状态。

图38示出根据实施例的与具有眩光的表面的一部分相交的光的三维投影的示意图。

在不脱离本公开的范围的情况下，可以对上文描述的预测性控制逻辑、其它控制逻辑和其相关联控制方法(例如，关于图18描述的逻辑，关于图7、8、9、12和13描述的逻辑，和关于图14描述的逻辑)中的任一者作出修改、添加或省略。在不脱离本公开的范围的情况下，上述任何逻辑可以包括更多、更少或其它逻辑组件。另外，在不脱离本公开的范围的情况下，可以以任何合适的顺序执行所描述的逻辑的步骤。

并且，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对上述系统(例如，关于图17描述的系统)或系统的组件进行修改、添加或省略。可以根据特定需要集成或分离组件。举例来说，主网络控制器1403和中间网络控制器1405可以集成为单个窗控制器。而且，系统的操作可以由更多、更少或其它组件执行。另外，可以使用包括软件、硬件、其它逻辑或前述的任何合适组合的任何合适的逻辑来执行系统的操作。

在一些实施方案中，如上文所描述，模块B的方法将使用“晴天”模型，其估计在无云天空下由窗接收的太阳辐照度随太阳仰角和场所位置及高度而变。在窗处进入的辐射本文称为晴天辐照度。在一些实施方案中，即使当太阳光线并不直接穿过窗进入建筑物时也在某些晴天辐照度条件下使窗着色可以是模块B的作用。举例来说，在下午对于面向东的窗，由于从平流层的太阳反射而可能需要采用模块B使窗变暗。

在一些实施例中，实施模块B以使用例如Radiance等晴天建模软件，针对任何经度、纬度和特定日期和时间的窗的定向来计算或估计通过考虑中的窗的太阳通量。晴天建模软件可以通过确定在可识别的日期和时间的太阳高度和方位角而计算将由窗接收的预测太阳通量。在一些情况下，可产生表或辐照度文件供智能逻辑使用，其中所述表含有在特定日期和时间的太阳通量的估计。在一些其它实施方案中，并非事先产生表，可以使用例如Radiance等程序在给定日期/时间实时执行色调决策。

虽然可以使用模块B基于通过窗的估计太阳通量而控制窗的色调状态，但存在其中估计太阳通量可能基本上不同于由窗接收的实际太阳通量的事件或情形。这些事件可以致使以并不良好适合于建筑物内的用户舒适度的方式控制窗。举例来说，模块B和使用的其它智能模块可能不考虑其中建筑物外部的物体将影子投射在窗上或造成额外光朝向窗反射的情况。在一些情况下，模块B也可能无法考虑天气条件或用户偏好的改变。在与本公开的精神和范围一致的变化中，在一些上述实施方案和实例中的模块B被模块B'代替或增强，所述模块B'可以利用附加输入以识别限定此类事件的约束。模块B'并入有基于事件的模型以代替模块B的晴天模型或与其结合工作。模块B'的基于事件的模型识别事件，且基于事件的检测或预期，提供用于一个或多个受影响的窗转变到调整的色调状态的指令。在一些情况下，事件可以是临时的，例如，仅持续几分钟或几小时，且在一些情况下，事件可以是可预测重复发生的事件。一旦确定事件完成，色调控制的管理可以返回到在事件的发生之前使用的预测性控制逻辑。

模块B'可以建模或考虑的事件的非限制性实例包含至少部分地由建筑物的周围环境或建筑物自身的特征造成的反射和/或阴影。举例来说，模块B可能未考虑在一天的一个部分期间遮挡窗且在另一部分期间提供反射光的邻近建筑物。在一些情况下，可以至少部分地通过日时间或年时间限定事件。举例来说，当紧靠建筑物的落叶树上的树叶掉落时，在一个或多个窗可能接收增加的太阳辐射。在一些情况下，可以至少部分地通过建筑物的一个或多个占用者的偏好限定事件。现在将在由模块B'使用约束确定事件的发生的背景下进一步论述事件。

模块B'可以考虑的第一约束输入考虑天空中太阳的位置。如先前论述，太阳位置或角度可以由模块A使用以计算进入房间的直射阳光的深度，或者由模块B使用以估计在窗处接收的太阳辐照度的量。模块B'可以被配置成识别对应于事件的容许太阳高度值和/或方位角值的范围，且可以当识别或预测出事件时超控由其它着色模块提供的着色控制。

图39A-B描绘太阳位置如何可以用作约束来限定事件的实例。图39A提供圆形内部建筑物3910和同心外部建筑物3930的空中俯视图，其中环形庭院区域3920位于内部与外部建筑物之间。外部建筑物具有面向内部的玻璃3932，其可以取决于太阳的位置而导致日光反射到内部建筑物3912的玻璃上且造成由内部建筑物的窗接收的辐照度增加。如果举例来说，建筑物位于北半球，那么智能逻辑可能通常使内部建筑物的窗保留在轻度着色状态，因为在这些窗处预期没有直射阳光，从而潜在地导致内部建筑物的占用者经历不适和/或眩光。通过考虑建筑物几何形状，太阳计算器可以用于可导致眩光的方位角值的范围3940。

图39B提供图39A中描绘的同心内部和外部建筑物的部分横截面图。通过考虑两个建筑物的几何形状，可确定造成内部建筑物处的眩光或增加辐照度的太阳高度角度范围3950。此范围可以通过例如创建光线图且识别对应于最小高度角的光线3952和对应于最大高度角的光线3954来确定。使用此实例，模块B'可以被配置成当满足限定太阳的方位角3940和太阳的高度3950的约束时输出变暗色调状态。在一些情况下，此程序可以针对建筑物的每个窗完成，且在一些情况下，此程序可以针对窗的区带完成，区带中的所有窗共同受控制。虽然已经针对造成眩光的事件描述用于确定太阳约束的过程，但针对造成影子的事件，例如当一个建筑物在另一建筑物上投射影子时，可以完成相似过程以用于确定太阳约束。

模块B'可以考虑的另一约束是日时间或星期几。在一些情况下，事件的发生可以取决于可以安排和/或重复发生的人活动。基于人活动的重复发生事件的一个实例是当由于从邻近停车场中的挡风玻璃反射光而在窗处观察到眩光时。对于此事件的发生，第一要求或约束是汽车必须存在于停车场。停放的汽车的存在可以取决于例如商业的营业时间和/或是否为工作日、周末或假期。除了汽车存在之外，眩光事件还将由太阳位置的特定范围限定，其中日光从挡风玻璃朝向窗反射。因此，经常除随着当前日期和时间而变之外，何时将特定色调水平应用于窗的确定可以随着太阳高度和方位角而变。

在一些情况下，可以季节性地限定约束。如先前所提及，由于不存在通常将阻挡日光的树叶，窗在秋季和冬季可以接收增加量的光。在另一实例中，由于从雪反射的光，窗可以接收附加照明。在一些情况下，模块B'可以使年时间与特定事件关联，无论是否存在实际事件。举例来说，在冬季月期间，窗可以被着色成不引起许多注意，因为在可能下雪的日期和时间将可能存在更多反射。

在一些情况下，模块B'可以使用接收的天气数据作为限定事件的约束。例如模块B'可以被配置成从气象站接收当前和预测天气信息，其指示例如云量指数、温度和/或湿度信息等信息。基于接收的天气信息，模块B'可以确定特定事件是否存在。举例来说，在晴天可能正常造成建筑物的占用者的眩光的太阳位置在多云或阴天的情况下可能产生较少眩光，使得较淡色调状态更优选。作为对比实例，可能正常与在晴天条件下窗处的阴影相关联的太阳位置可能在多云天接收更多光，使得较暗色调更优选。基于在通信网络上从一个或多个天气服务(或其它数据源)接收天气馈送数据的控制可着色窗的色调的方法描述于2016年7月7日提交的标题为《用于可着色窗的控制方法(CONTROL METHOD FOR TINTABLEWINDOWS)》的PCT专利申请PCT/US16/41344中，所述PCT专利申请指定美国且以全文引用方式并入本文。

在一些实施例中，模块B'可以被配置成通过窗网络接收传感器数据。举例来说，事件可能部分地由来自温度传感器的温度信息、来自占用传感器的占用信息和/或来自光传感器的照明信息限定。在一些实施例中，模块B'可以被配置成从可以用于限定事件的建筑物管理系统(BMS)接收信息。举例来说，如果空调系统故障和/或存在其它约束(例如，太阳位置和天气信息)指示内部温度可能上升到高于可接受温度，那么模块B'可以提供增加的着色水平以当事件持续时减少太阳加热。

在一些实施例中，基于事件的模型可以考虑一个或多个用户偏好作为用于事件的约束。用户A可能希望与用户B不同地限定事件，所述用户B具有不同的照明需要且可能在不同时间占用房间。举例来说，用户A和用户B可以在房间内具有不同工作台或占用区，它们不会以相同方式受到造成照明改变的事件影响。在另一实例中，在计算机上工作的占用者可能受到造成眩光的事件的影响比不使用计算机屏幕的用户更显著。在一些实施方案中，用于模块B'的基于事件的模型被配置成响应于用户指定条件而输出特定色调水平，所述用户指定条件与反射或阴影的任何考虑无关。举例来说，规则可以被配置成在到达2017年1月17日上午10:00的时间发生时将色调水平3应用于窗。

在一些情况下，限定事件的准则可以在窗网络的设计阶段或调测过程期间确定。举例来说，可以训练窗安装者以针对可能发生的特定光照事件评估安装场所。举例来说，安装者可以使用测量工具来识别将导致不想要的光照条件的太阳位置的范围。在一些情况下，安装者可能仅关心识别尚未被另一光照模块(例如，模块A、B或C)补偿的事件。举例来说，安装者可以在识别窗外部的落叶树之后限定季节性事件，其中在当窗预期接收直射阳光时的月份期间将窗调整到变暗的色调状态。

在一些情况下，限定事件的约束可通过使用现场的反射的最佳情况和最差情况情境进行建模和实验而外推，所述现场例如具有邻近停车场的办公楼，所述停车场可能在某些时间停满具有更竖直挡风玻璃的车辆，例如吉普车或维修工程车(最差情况)，或具有较少竖直倾斜(更倾斜)的挡风玻璃的车辆，例如紧凑型轿车(最佳情况)。同理，所公开的用于实施模块B'的技术不限于涉及反射和/或阴影的情境。

在一些情况下，可以使用还用以控制光可切换窗的色调状态的应用程序来限定事件。举例来说，当控制可着色窗的用户观察到操作预测性控制算法不适合的事件时，所述用户可以使用一个或多个约束限定事件，所述约束可随后由模块B'使用以确定或预测事件的未来发生。当识别事件时，应用程序可以允许用户选择当事件发生时将应用于窗的色调水平或其它着色调整。举例来说，用户可能选择色调状态调整到色调状态4，或色调简单地递增变暗一个色调状态。作为说明性实例，用户可能在4月1日上午9:05与上午9:20之间观察到从附近建筑物反射的不想要的眩光。在用于控制窗的应用程序内，用户可以随后选择用以限定新事件的特征。在一种情况下，用户可以简单地指示在4月1日上午9:05与上午9:20之间发生的事件，且在相似光照条件期间应当应用变暗色调。在输入此信息后，应用程序可以使用太阳计算器建议事件针对对应于由用户指示的时间段的太阳高度和/或方位角约束的特定范围而分类。应用程序在一些情况下还可以识别对应于当观察到事件时的时间的其它约束，且建议用户选择或提供附加约束以限定事件。举例来说，应用程序可以识别当观察的事件发生时的特定用户、天气条件或室内温度条件，且询问用户需要哪些(如果存在)约束来限定事件。

在一些情况下，用于控制或设计窗网络的应用程序可以使用3维建筑物模型以识别限定事件的约束。举例来说，使用3维建筑物模型，应用程序可以被配置成自动提供将与特定反射或阴影事件相关联的太阳高度和/或方位角值的范围。在一些情况下，可能导致阴影或反射的对象可以容易地添加到建筑物模型。图40描绘用于应用程序的图形用户界面，所述应用程序可以利用3维建筑物模型4010以提供在建筑物模型的选定窗4020处将导致眩光的太阳高度和/或方位角值的范围。用户可能容易地能够创建邻近于建筑物模型4010的停车场对象4030。在一些情况下，对象可以在建筑物模型文件中从对象库导入。在一些情况下，停车场对象可以包含反射信息，包含例如将反射光的挡风玻璃的常见角度范围。使用来自建筑物模型的尺寸信息和与停车场对象4030相关联的反射信息，应用程序可以被配置成输出针对建筑物模型上的选定窗4020的约束4022，从中可以限定事件。利用3维建筑物模型的用于控制和设计光可切换窗的应用程序的额外实例提供于2017年11月20日提交且标题为《窗网络中的控制器的自动调测(AUTOMATED COMMISSIONING OF CONTROLLERS INAWINDOW NETWORK)》的PCT专利申请PCT/US17/62634中，所述PCT专利申请以全文引用的方式并入本文中。

在一些实施方案中，当太阳满足在给定日期/时间的高度和方位角约束时，基于时间的时间表设置有辐射范围。因此，当与上文描述的模块B的一些实施方案结合使用时，当满足高度和方位角时由数据库返回幅射值，例如1000瓦/m²。此幅射可随后由模块B使用以确定对应色调状态。因此，在图41的实例中，色调状态列9016可被与日期/时间以及高度和方位角值的可接受范围相关联存储的幅射值列替换，其中幅射值对应于所需色调状态。在存储此修改的时间表的数据库上执行第一查找以获得幅射值，且随后在存储对应于幅射值或值范围的色调状态的表上执行第二查找以获得将应用于窗的特定色调水平。

在模块B'的一些实施方案中，当识别事件已发生或此类事件的组合已发生时，基于事件的模型被配置成通过将对应于事件的指定色调状态应用于窗而补偿所述事件。举例来说，基于时间的时间表可指定当某些准则满足与太阳位置相关联的某些约束时，时间表中所识别的用户指定色调状态将应用于窗。在一些情况下，时间表可以呈数据库或表的形式，其可被维持以指定被视为适合于给定事件的色调水平，例如当满足规则的某些条件时。

图41是表示根据一些实施例的基于时间的时间表9000的表，其提供用于确定事件是否已发生以致使将色调水平应用于窗的太阳高度和方位角约束。在图41中，所希望的太阳高度和方位角值的范围已经确定以用于触发在给定日期和时间将特定色调水平应用于窗。时间表9000是年度模型，其中的行是以6分钟增量限定，在给定日历年的1月1日开始且继续直到12月31日结束，如列9004中所示。对于每一行，在约束列9008中识别太阳高度值的容许范围，且类似地在约束列9012中识别太阳方位角值的容许范围。在列9016中识别当检测到的太阳高度和太阳方位角在列9008和9012的约束内时将应用于窗的对应色调状态。在图41的实例中，每一行表示在给定日期和时间将应用于当前太阳高度和/或方位角的规则。

作为说明，在图41中，在列9004的行18中识别的日期和时间，80度的最小方位角和280度的最大方位角限定列9012中的方位角约束。出于同样原因，6度的最小高度和32度的最大高度限定列9008中的高度约束。因此，当检测到的太阳方位角在80到280的范围内且检测到的太阳高度在6和32的范围内时，返回如列9016中识别的色调水平3用于使窗着色。可使用如上文所解释的计算器检测或可以其它方式监测太阳的当前高度和方位角。在一些实施方案中，记录当前高度和方位角值，如图41的列9004的紧邻右边的两个列中所示。返回到时间表9000的行18，在时间＝2016年1月1日的1:36，检测到的太阳高度不在6和32度内，且监测到的太阳方位角不在80和280度内，因此与这些约束相关联的事件尚未发生，且不会从列9016返回色调水平。

图41的基于时间的时间表9000可通过以下方式创建：以6分钟间隔或列9004中指定的某一其它间隔确定且记录日历年的每一天的太阳高度和方位角范围的所需色调水平。各种因素可贡献于如先前论述的这些确定，包含但不限于阴影和反射事件、选定用户偏好、天气信息和通过窗网络提供的传感器信息。

在如上文所描述的一些其它实施中，基于时间的时间表具有对应于特定日期/时间的幅射值的列而不是色调状态。在此类实施方案中，当使用当前日期/时间执行查找时返回幅射值，例如1000瓦/m²。随后可执行方法以针对返回的幅射值确定色调状态。因此，在一些实施例中，可以使用表或数据库来使用用以识别特定事件的规则框架实施时间表。举例来说，在工作日的下午3:00，在表的一行中实施的用户偏好可指示窗的色调状态将是色调水平4，例如按1-5的尺度。在此实例中，在工作日的下午3:00的发生是驱动模块B'的基于事件的模型的事件。

在其中模块B的晴天模型与模块B'的基于事件的模型结合使用的一些实施方案中，可通过考虑特定日期和时间的周围环境或其它事件驱动的信息而超控预测太阳通量。因此，在一些实施方案中，针对给定日期和时间由Radiance计算的太阳通量值可以通过与所述日期和时间的可识别事件联系的替换值来超控，举例来说当满足如上文所描述的具有指定约束的基于事件的规则时。如果在给定日期/时间未识别出事件，那么可使用Radiance值。在一些实施方案中，在使用太阳通量值确定色调水平之前做出太阳通量值的年度计算。

在一些实施方案中，模块B'可以被配置成取决于是否满足一个或多个约束而提供多个色调状态水平作为输出。作为说明性实例，如果仅满足第一约束或第二约束，那么模块可能输出水平2色调状态，但如果满足第一和第二约束两者，那么模块可以被配置成输出水平3色调状态。在一些情况下，模块B'可以被配置成使用涉及“if”、“else”或“while”语句的常规编程循环来评估各种约束。举例来说，在一些情况下，当特定用户控制光可切换窗时如果满足第一约束，那么可以仅输出特定色调水平。虽然已经以调度表的形式描述了限定事件的约束的实施方案，但所属领域的技术人员将了解，存在可以在计算机可读介质内存储或评估约束的多个格式。

在一些情况下，可以在经加权尺度上评估约束，其中对某些约束给出高于其它约束的优先级。在一些情况下，输入值可以用作确定最终色调状态时的加权因数。作为说明性实例，造成通过窗看见眩光的事件可以基于云量指数被视为较不严重。因此在晴天事物状态可能从水平1调整到水平4，而在多云天窗的色调水平可能仅调整到色调状态水平3。

在其中模块B'的基于事件的模型的事件涉及反射和/或阴影的一些实施方案中，可执行初步处理阶段，即，在实行模块A、B'和C的智能逻辑之前。在非限制性实例中，可考虑位于建筑物外部的反射物理对象，例如停放于建筑物的前方/后方/侧面的停车场中的汽车，以确定其中将应用特定色调水平的太阳高度和方位角的范围。在一些情况下，通过经验数据，可导出太阳高度约束和太阳方位角约束，其中约束提供其中太阳可能从汽车反射的可识别的值范围。在一些情况下，经验数据可以保存在与3维建筑物模型相关联的对象内，所述模型可用于设计和/或控制窗网络。在一些实施例中，使用太阳计算器，可以产生每年时间表(例如图41中示出)以存储于计算机可读介质中且在实行智能逻辑时访问。可在时间表上执行数据库查找以确定是否满足造成窗的着色的规则的条件。为此目的可按日期和时间对时间表加索引。因此，举例来说，在12月15日的下午2:05，当太阳在指定的高度和方位角值的范围内时，时间表可指示将色调水平2应用于给定窗。在一些实施方案中，在给定日期/时间当太阳满足高度和方位角约束时将应用的特定色调状态可由用户通过实验确定。在一些其它实施方案中，自动识别或导出色调状态。

图42是示出根据一些实施例的模块B'的细节的流程图。在图42中，处理开始于9104。在图42的9108检索或以其它方式接收用于对例如图41的时间表9000的数据库表加索引的准则。举例来说，当前日期和时间可由定时器、系统时钟或其它大体上可用的计算资源提供。当前日期、时间或色调水平中的任一个都可充当对图41的时间表9000或存储相似信息的其它数据库表加索引的准则。举例来说，在图42的9112，当前日期和时间是两个准则，其可以用于通过对时间表9000的列9004加索引来执行数据库查找。在当前日期和时间匹配于时间表9000的行18时，借助于说明，在图42的9116可获得针对行18在列9008中识别的高度约束，同样可获得列9012的方位角约束。

因此，在图42的9120，可确定当前太阳高度和方位角是否在图41的时间表9000的列9008和9012的约束内。可使用如上所提到的太阳位置计算器来计算当前太阳高度和太阳方位角。本领域的技术人员应当了解，在一些实施方案中，在输出列9016中所识别的色调状态之前将满足高度和方位角约束两者。在一些其它实施方案中，满足太阳高度约束或太阳方位角约束会造成输出列9016的对应色调状态。

当满足一个或多个约束时，在图42的9120，在9124返回列9016中所识别的对应色调状态作为输出以应用于窗，然后在9128继续任何额外处理。返回到9120，当未满足一个或多个约束时，不返回色调状态或返回“错误”条件，然后如9128处指示继续额外处理。

应当理解，如上所述的技术可以以模块化或集成方式使用计算机软件以控制逻辑的形式实施。基于本文提供的公开和教导，本领域普通技术人员将知道并理解使用硬件以及硬件和软件的组合来实施所公开的技术的其它方式和/或方法。

本申请中描述的任何软件组件或功能可以实施为由处理器使用任何合适的计算机语言(例如Java、C++或Python)、使用例如常规或面向对象的技术执行的软件代码。软件代码可以作为一系列指令或命令存储在计算机可读介质上，例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)，诸如硬盘驱动器或软盘之类的磁介质，磁盘或光学介质，如CD-ROM。任何这样的计算机可读介质可以驻留在单个计算设备上或内部，并且可以存在于系统或网络内的不同计算设备上或内部。

尽管已经在一些细节上描述了前述发明以便于理解，但是所描述的实施例应被认为是说明性的而非限制性的。对于所属领域的普通技术人员显而易见的是，可以在所附根据权利要求书的范围内实践某些改变和修改。

虽然已经在例如电致变色窗等光可切换窗的背景下描述了用于控制通过窗或建筑物内部接收的光照的前述公开的实施例，但是可以了解可以在适当控制器上如何实施本文所描述的方法来调整窗阴影的位置、窗盖布、窗帘或可以被调整以限制或阻挡光到达建筑物内部空间的任何其它装置。在一些情况下，本文所描述的方法可以用于控制一个或多个光可切换窗的色调和窗遮蔽装置的位置。所有此类组合既定属于本公开的范围内。

在不脱离本公开的范围的情况下，来自任何实施例的一个或多个特征可以与任何其它实施例的一个或多个特征组合。此外，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对任何实施例进行修改、添加或省略。在不脱离本公开的范围的情况下，可以根据特定需要集成或分离任何实施例的组件。

Claims (10)

1.一种用于控制至少一个可着色窗的方法，包括：

至少部分地基于以下因素来控制所述至少一个可着色窗的色调：(a)太阳位置；(b)从至少一个传感器接收到的指示云的条件的读数；以及(c)预测的在未来时间的反射辐照度，所述反射辐照度源于：(i)安置有所述至少一个可着色窗的建筑物外部的大气中的粒子；(ii)反射表面；和/或(iii)来自平流层的太阳反射。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个传感器包括红外传感器、温度传感器和/或湿度传感器。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所预测的所述反射辐照度指示所述建筑物外部的改变条件。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述建筑物外部的所述改变条件包括所述建筑物旁边的降雪或树木的落叶。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所预测的所述反射辐照度至少部分源于包括有所述建筑物的场所处的物体的反射表面所反射的太阳光。

6.一种用于控制至少一个可着色窗的非暂时性计算机可读媒体，所述非暂时性计算机可读媒体包括指令，所述指令在由可操作地耦合到至少一个传感器的至少一个处理器读取时致使所述至少一个处理器执行一或多个操作，所述一或多个操作包括：

至少部分地基于以下因素来控制所述至少一个可着色窗的色调或指导所述控制：(a)太阳位置；(b)从至少一个传感器接收到的指示云的条件的读数；以及(c)预测的在未来时间的反射辐照度，所述反射辐照度的源于：(i)安置有所述至少一个可着色窗的建筑物外部的大气中的粒子；(ii)反射表面；和/或(iii)来自平流层的太阳反射。

7.根据权利要求6所述的非暂时性计算机可读媒体，其中控制色调或指导所述控制包括选择一或多个经调整的色调状态以改变所述至少一个可着色窗的色调。

8.根据权利要求6所述的非暂时性计算机可读媒体，其中所述至少一个传感器包括红外传感器、温度传感器和/或湿度传感器。

9.根据权利要求6所述的非暂时性计算机可读媒体，其中所预测的所述反射辐照度指示所述建筑物外部的改变条件。

10.根据权利要求6所述的非暂时性计算机可读媒体，其中所预测的所述反射辐照度至少部分源于包括有所述建筑物的场所处的物体的反射表面所反射的太阳光。

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