CN114609841A - 用于可着色窗的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及用于可着色窗的控制方法。本发明提供了控制可着色窗的着色以考虑到建筑物的房间中的居住者舒适性的方法。一些方法包括经由通信网络从一个或多个天气服务(或其他数据来源)接收天气馈送数据；基于所述天气馈送数据而确定天气条件；以及基于所述天气条件并基于当前时间是否在日出或日落处的时间延迟时段内而确定所述可着色窗的着色等级。
Description
分案申请的相关信息
本申请是申请号为201680043725.6、申请日为2016年7月7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。
相关申请的交叉引用
本申请要求名称为“CONTROL METHOD FOR TINTABLE WINDOWS”且于2015年7月7日提交的美国临时专利申请号 62/189,673的权益，所述专利申请以引用的方式整体并出于所有目的 并入本文。本申请还是名称为“CONTROL METHOD FOR TINTABLE WINDOWS”且于2015年5月7日提交的国际PCT申请 PCT/US2015/029675的部分继续申请，所述申请要求于2014年5月9 日提交的名称为“CONTROL METHOD FOR TINTABLE WINDOWS” 的美国临时专利申请号61/991,375的权益；并且是于2013年2月21 日提交的名称为“CONTROL METHOD FORTINTABLE WINDOWS” 的美国专利申请号13/772,969的部分继续申请；所述专利申请全部以引用的方式整体并出于所有目的并入本文。
发明领域
本文公开的实施方案总体上涉及窗控制器和用于实施控制可着 色窗(例如，电致变色窗)的着色和其他功能的方法的相关控制逻辑。
发明背景
电致变色是材料在被置于不同电子状态中时通常因经受电压变 化而展现光学性质的可逆的电化学介导的变化的现象。光学性质通常 是颜色、透射率、吸光度以及反射率中的一个或多个。一种众所周知 的电致变色材料是氧化钨(WO3)。氧化钨是一种阴极电致变色材料， 其中透明到蓝色的上色转变通过电化学还原而发生。
电致变色材料可以并入到例如家用、商用和其他用途的窗中。可 以通过诱导电致变色材料的变化来改变这类窗的颜色、透射率、吸光 度和/或反射率，即，电致变色窗是可以电子方式变深或变浅的窗。 施加到窗的电致变色装置的小电压会使所述窗变深；使电压反向会使 所述窗变浅。这种能力允许控制穿过窗的光的量，并且使得电致变色 窗有机会用作节能装置。
虽然二十世纪六十年代就发现了电致变色，但是遗憾的是，电致 变色装置以及尤其是电致变色窗仍存在各种问题，并且尽管电致变色 技术、设备和制造和/或使用电致变色装置的相关方法取得了许多新 近进展，但是它们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他可着色窗到不同着色等级的转 变的系统、方法和设备。一般而言，实施方案包括用于实施控制电致 变色窗或其他可着色窗的着色等级的方法的控制逻辑。通常，控制逻 辑可以用在建筑物或者建筑物的内部与外部之间定位了一个或多个 电致变色窗的其他建筑结构中。窗可以具有不同配置。例如，一些窗 可以是办公室或大厅中的垂直窗，而其他窗可以是走廊中的天窗。更 具体地说，所公开的实施方案包括控制逻辑，所述控制逻辑实施确定 考虑居住者舒适性的一个或多个可着色窗的着色等级的方法。在一些 情况下，某些方法可以确定可着色窗的在将来某一时间合适的着色等级，例如以允许随时间转变为所述着色等级。
居住者舒适性与减少引导到居住者或居住者的活动区域上的直 接眩光和/或总辐射能有关。在一些情况下，舒适性还与允许充足的 自然光照射到所述区域有关。控制逻辑还可以利用对能量节约的考 虑。在特定实现方式中，控制逻辑可以包括一个或多个模块，其中所 述模块中的至少一个与居住者舒适性考虑相关联。所述模块中的一个 或多个也可以与能量消耗有关。
一方面，控制逻辑的一个或多个模块可以确定着色等级，所述着 色等级是根据居住者或其活动区域(诸如，其桌子)上的直射日光或眩 光基于居住者舒适性来确定。这些模块可以确定日光在特定时刻在房 间中的穿透程度。所述模块之后可以确定适当的着色等级，所述着色 等级将透射会使居住者感到舒适的光等级。
另一方面，控制逻辑的一个或多个模块可以修改基于居住者舒适 性而确定的着色等级以同样考虑到对晴空条件下计算出的辐照度的 能量考虑。在这个方面，可以使着色等级变深以确保其性能至少像地 方市政当局规范或标准所规定的建筑物中所要求的参考窗一样好。修 改后的着色等级将在制冷时提供至少与参考窗一样多的能量节省。在 一些情况下，可以反过来使着色等级变浅以在采暖时提供能量节省。
又另一方面，控制逻辑的一个或多个模块可以修改基于居住者舒 适性和所计算的晴空辐照度而确定的着色等级以考虑到实际辐照度。 由于对光线的阻挡和反射，实际辐照度可能不同于所计算的辐照度。 光电传感器或可以测量辐射等级的其他传感器可以用于测定实际辐 照度。这一个或多个模块确定最浅着色等级，所述最浅着色等级与基 于居住者舒适性和所计算的晴空辐照度而确定的着色等级相比会将 一样多或更少的光透射到房间中。
一个实施方案是一种控制可着色窗的着色以考虑到建筑物的房 间中的居住者舒适性的方法。可着色窗定位于建筑物的内部与外部之 间。所述方法基于日光在未来时间穿过可着色窗进入房间的穿透深度 和所述房间中的空间类型而确定可着色窗在所述未来时间的适当的 着色等级。所述方法经由网络提供指令来使可着色窗的着色转变为所 述着色等级。
另一个实施方案是一种用于控制可着色窗的着色以考虑到建筑 物的房间中的居住者舒适性的控制器。可着色窗定位于建筑物的内部 与外部之间。控制器包括处理器，所述处理器被配置来基于直射日光 穿过可着色窗进入房间的穿透深度和所述房间中的空间类型而确定 可着色窗的着色等级。控制器还包括脉宽调制器(“PWM”)，所述脉宽 调制器经由网络与处理器和与可着色窗通信。脉宽调制器被配置来从 处理器接收着色等级，并且经由网络发送具有着色指令的信号以使可 着色窗的着色转变为所确定的着色等级。
另一个实施方案是一种用于控制可着色窗的着色以考虑到建筑 物中的居住者舒适性的主控制器。可着色窗定位于建筑物的内部与外 部之间。主控制器包括计算机可读介质和处理器，所述处理器与计算 机可读介质通信并且与可着色窗的局部窗控制器通信。计算机可读介 质具有配置文件，所述配置文件具有与可着色窗相关联的空间类型。 处理器被配置来从计算机可读介质接收空间类型，基于直射日光穿过 可着色窗进入房间的穿透深度和空间类型而确定可着色窗的着色等 级，并且经由网络将着色指令发送到局部窗控制器以将可着色窗的着 色转变为所确定的着色等级。
另一个实施方案是一种控制建筑物的某一区域中的一个或多个 可着色窗的着色以考虑到居住者舒适性的方法。所述方法基于当前时 间且基于所述区域的代表性窗的所计算的转变时间而计算未来时间。 所述方法还计算未来时间的太阳位置，并且确定由用户在时间表中指 定的程序。程序包括用于基于一个或多个独立变量而确定着色等级的 逻辑。所述方法还采用所确定的程序来基于所计算的未来时间的太阳 位置和居住者舒适性而确定着色等级。所述方法还将指令传达到一个 或多个可着色窗以将着色转变为所确定的着色等级。
另一个实施方案是一种用于控制建筑物的某一区域中的一个或 多个可着色窗的着色以考虑到居住者舒适性的窗控制器。窗控制器包 括计算机可读介质，所述计算机可读介质具有控制逻辑以及与所述区 域相关联的位点数据和区域/群组数据。窗控制器还包括处理器，所 述处理器与计算机可读介质通信并且与可着色窗通信。处理器被配置 来基于当前时间和所述区域的代表性窗的所计算的转变时间而计算 未来时间。处理器还被配置来计算未来时间的太阳位置，并且确定由 用户在时间表中指定的程序。程序包括用于基于一个或多个独立变量 而确定着色等级的逻辑。处理器还被配置来采用所确定的程序以使用 所计算的未来时间的太阳位置并基于居住者舒适性而确定着色等级。 处理器也被配置来将指令传达到所述区域中的一个或多个可着色窗 以将着色转变为所确定的着色等级。
某些方面涉及控制可着色窗的着色的控制方法。所述方法包括经 由通信网络从一个或多个天气服务(或其他数据来源)接收天气馈送数 据，并且基于天气馈送数据而确定天气条件。所述方法还包括：如果 当前时间在日出或日落处的时间延迟时段内，则基于天气条件而确定 可着色窗的着色等级。所述方法还包括发送着色命令来使可着色窗转 变为所述着色等级。在一些情况下，所述方法还包括基于当前时间以 及具有可着色窗的建筑物的纬度和经度而计算太阳方位角。在一些情 况下，基于云层覆盖百分比是否高于阈值而确定天气条件，例如，如 果确定云层覆盖百分比高于阈值，则天气条件可能是多云条件，并且 如果确定云层覆盖百分比处于或低于阈值，则天气条件可能是晴朗条 件。
某些方面涉及控制可着色窗的着色以考虑到具有可着色窗的建 筑物的居住舒适性的控制方法。控制方法包括如果当前时间是在日出 时间之前或在日出时间之后的时间延迟之后，则确定光传感器读数是 否介于下限与上限之间，并且如果光传感器读数介于下限与上限之 间，则基于日光穿透度和/或晴空辐照度计算而确定最终着色等级， 并且如果光传感器读数并不介于下限与上限之间，则基于光传感器读 数而确定最终着色等级。如果当前时间是在日出时间之后且在日出时 间之后的时间延迟之前或者可着色窗处于演示模式，则基于经由通信 网络从一个或多个天气服务(或其他数据来源)接收的天气馈送数据而 确定天气是多云条件还是晴朗条件，其中如果天气被确定为是多云条 件，则将最终状态设定为透明状态，并且其中如果天气被确定为是晴 朗条件，则基于预测的日光穿透度和/或晴空预测而确定最终状态。
某些方面涉及用于控制可着色窗的着色以考虑到具有可着色窗 的建筑物的居住舒适性的控制器，所述控制器包括。控制器包括具有 通信网络的接口以及与接口通信的处理器。处理器被配置来执行指令 以确定当前时间是否在日出时间之前或在日出时间之后的时间延迟 之后。如果当前时间被确定为是在日出时间之前或在日出时间之后的 时间延迟之后，则处理器确定从光传感器接收的光传感器读数是否介 于下限与上限之间，其中如果光传感器读数介于下限与上限之间，则 处理器基于直射日光穿透度和/或晴空预测而确定最终着色等级，并 且如果光传感器读数并不介于下限与上限之间，则处理器基于光传感器读数而确定最终着色等级。如果当前时间被确定为是在日出时间之 后且在日出时间之后的时间延迟之前或者可着色窗处于演示模式，则 处理器基于经由通信网络从一个或多个天气服务(或其他数据来源)接 收的天气馈送数据而确定是多云条件还是晴朗条件，其中处理器将天 气确定为多云条件，处理器将最终状态设定为透明状态，并且其中如 果处理器将天气确定为晴朗条件，则处理器基于预测的日光穿透度和 /或晴空预测而确定最终状态。
下文将参考附图来更详细地描述这些和其他特征以及实施方案。
附图简述
图1A描绘电致变色装置的示意性截面图。
图1B描绘处于漂白状态(或转变为漂白状态)的电致变色装置的 示意性截面图。
图1C描绘图1B所示但处于上色状态(或转变为上色状态)的电致 变色装置的示意性截面图。
图2描绘窗控制器的部件的简化方框图。
图3描绘根据所公开的实施方案的包括可着色窗和至少一个传 感器的房间的示意图。
图4A-4C包括描绘根据所公开的实施方案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5是示出根据所公开的实施方案的用于控制建筑物中的一个 或多个电致变色窗的方法的控制逻辑的一些操作的流程图。
图6是示出图5所示的控制逻辑的一部分的特定实现方式的流程 图。
图7是示出根据所公开的实施方案的模块A的细节的流程图。
图8是根据所公开的实施方案的居住查找表的实例。
图9A描绘根据所公开的实施方案的包括电致变色窗的房间的示 意图，所述房间具有基于定位于窗附近的桌子1的空间类型。
图9B描绘根据所公开的实施方案的包括电致变色窗的房间的示 意图，所述房间具有基于与图9A中相比更为远离窗定位的桌子2的 空间类型。
图10是示出图5所示的控制逻辑的一部分的另一种实现方式的 图。
图11描绘建筑物管理系统的实施方案的示意图。
图12是用于控制建筑物的一个或多个可着色窗的功能的系统的 部件的方框图。
图13是根据实施方案的居住查找表的实例以及具有桌子和窗的 房间的示意图，所述示意图示出受光角度、太阳角度与穿透深度之间 的关系。
图14A是示出图5所示的控制逻辑的一部分的特定实现方式的 流程图。
图14B是在当天起先多云且接着当天稍后转晴的一天期间的照 度读数的曲线图以及对应的上限和下限。
图15描绘具有桌子的房间以及其中有太阳照射到坐在桌子上的 居住者身上的房间的临界角度。
图16是示出根据实施方案的图5所示的控制逻辑的特定实现方 式的流程图。
图17是示出根据实施方案的图5所示的控制逻辑的特定实现方 式的流程图。
图18是示出根据实施方案的图5所示的控制逻辑的特定实现方 式的流程图。
图19是示出根据实施方案的图5所示的控制逻辑的特定实现方 式的流程图。
图20是示出根据实施方案的图5所示的控制逻辑的特定实现方 式的流程图。
图21是根据实施方案的图20中的流程图的模块C2内的操作的 流程图。
具体实施方式
在下文描述中，阐述众多特定细节以便于提供对所呈现实施方案 的透彻理解。可以在不具有这些特定细节中的一些或全部的情况下实 践所公开的实施方案。在其他情况下，未详细地描述众所周知的工艺 操作以便不会不必要地混淆所公开的实施方案。虽然将结合特定实施 方案描述公开的实施方案，但是将理解，并不意图限制公开的实施方 案。
I.电致变色装置的综述
应理解，虽然所公开的实施方案集中于电致变色窗(又被称为智 能窗)，但是本文公开的概念可以适用于其他类型的可着色窗。例如， 并入有液晶装置或悬浮颗粒装置而不是电致变色装置的可着色窗可 以并入在所公开的实施方案的任一个中。
为了使读者专注于本文公开的系统、窗控制器和方法的实施方 案，提供了对电致变色装置的简要论述。提供对电致变色装置的这个 初始论述仅用于上下文，并且系统、窗控制器和方法的后续描述的实 施方案不限于这个初始论述的特定特征和制作工艺。
图1A以截面示意性地描绘了电致变色装置300。电致变色装置 300包括衬底302、第一传导层(CL)304、电致变色层(EC)306、离子 传导层(IC)308、对电极层(CE)310以及第二传导层(CL)314。层304、 306、308、310和314被统称为电致变色堆叠320。可操作来将电势施加在整个电致变色堆叠320上的电压源316实现了电致变色装置从 例如漂白状态到上色状态(所描绘)的转变。层的顺序相对于衬底而言 可以是反向的。
可以将具有如所描述的相异层的电致变色装置制作为具有低缺 陷率的全固态装置和/或全无机装置。这类装置及其制作方法更详细 地描述于以下各项中：于2009年12月22日提交的名称为“Fabrication of Low-Defectivity Electrochromic Devices”且将Mark Kozlowski等人 指定为发明人的美国专利申请序列号12/645,111；以及于2009年12月22日提交的名称为“Electrochromic Devices”且将Zhongchun Wang 等人指定为发明人的美国专利申请序列号12/645,159，所述专利申请 两者均以引用的方式整体并入本文。然而，应理解，堆叠中的各层中 的任一个或多个可以含有一定量的有机材料。这同样可以适用于液 体，所述液体可以少量地存在于一个或多个层中。还应理解，可以沉 积或另外通过采用液体组分的工艺诸如采用溶胶-凝胶的某些工艺或 化学气相沉积来形成固态材料。
另外，应理解，对漂白状态与上色状态之间的转变的提及是非限 制性的并且仅表示可以实现的电致变色转变的许多实例当中的一个 实例。除非本文另外指明(包括前文论述)，否则无论何时提及漂白- 上色转变，对应的装置或工艺都涵盖其他光学状态转变，诸如非反射 性-反射性、透明-模糊等。另外，术语“漂白”指代光学中性状态，例 如，未上色、透明或半透明。另外，除非本文另外指明，否则电致变 色转变的“上色”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，适当的电致变色材料和对电极材料的选择决定了相关光学转 变。
在本文描述的实施方案中，电致变色装置可逆地在漂白状态与上 色状态之间循环。在一些情况下，当装置处于漂白状态时，将电势施 加到电致变色堆叠320，使得堆叠中的可用离子主要驻留在对电极 310中。当电致变色堆叠上的电势反转时，离子输送穿过离子传导层 308到达电致变色材料306并且使得材料转变为上色状态。以类似方 式，本文描述的实施方案的电致变色装置可以在不同着色等级(例如， 漂白状态、最深上色状态和介于漂白状态与最深上色状态之间的中间 等级)之间可逆地循环。
再次参考图1A，电压源316可以被配置来结合辐射传感器和其 他环境传感器来操作。如本文所描述，电压源316与装置控制器(未 图示于此图中)对接。另外，电压源316可以与能量管理系统对接， 所述能量管理系统根据各种准则诸如当年时间、当天时间和测量的环 境条件来控制电致变色装置。这种能量管理系统结合大面积电致变色 装置(例如，电致变色窗)可以大幅降低建筑物的能量消耗。
具有合适的光、电、热和机械性质的任何材料都可以用作衬底 302。这类衬底包括例如玻璃、塑料以及镜面材料。合适的玻璃包括 透明的或着色的钠钙玻璃，包括钠钙浮法玻璃。玻璃可以是回火的或 未回火的。
在许多情况下，衬底是针对住宅窗应用来设定大小的玻璃窗格。 这种玻璃窗格的大小可以根据住宅的特定需要而广泛地变化。在其他 情况下，衬底是建筑玻璃。建筑玻璃通常用在商业建筑物中，但是也 可以用在住宅建筑物中，并且通常(但不一定)将室内环境与室外环境 分隔开来。在某些实施方案中，建筑玻璃是至少20英寸乘以20英寸， 并且可以是大得多的，例如，大到约80英寸乘以120英寸。建筑玻 璃通常为至少约2mm厚，通常介于约3mm与约6mm厚之间。当 然，电致变色装置可以依据小于或大于建筑玻璃的衬底而按比例调整。另外，电致变色装置可以提供在具有任何大小和形状的镜子上。
衬底302的顶部上的是传导层304。在某些实施方案中，传导层 304和314中的一者或两者是无机的和/或固体的。传导层304和314 可以由许多不同材料制成，包括传导氧化物、薄金属涂层、传导金属 氮化物以及复合导体。通常，传导层304和314至少在电致变色层展 现出电致变色的波长范围内是透明的。透明传导氧化物包括金属氧化 物和掺杂有一种或多种金属的金属氧化物。这类金属氧化物和掺杂型 金属氧化物的实例包括氧化铟、铟锡氧化物、掺杂氧化铟、氧化锡、 掺杂氧化锡、氧化锌、铝锌氧化物、掺杂氧化锌、氧化钌、掺杂氧化 钌等等。由于氧化物常常用于这些层，所以它们有时被称为“透明传 导氧化物”(TCO)层。还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。
传导层的功能是将电压源316在电致变色堆叠320的表面上提供 的电势传播到堆叠的内部区域，而具有相对较小的欧姆电势降。电势 通过接至传导层的电连接来转移到传导层。在一些实施方案中，一个 与传导层304接触且一个与传导层314接触的母线在电压源316与传 导层304和314之间提供电连接。传导层304和314也可以用其他常 规手段连接到电压源316。
覆盖传导层304的是电致变色层306。在一些实施方案中，电致 变色层306是无机的和/或固体的。电致变色层可以含有包括金属氧 化物的许多不同电致变色材料中的任一种或多种。这类金属氧化物包 括氧化钨(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)等等。在操作期间，电致变色 层306将离子转移到对电极层310且从所述对电极层接收离子以引起 光学转变。
一般而言，电致变色材料的上色(或例如吸光度、反射率和透射 率等任何光学性质的变化)由材料中的可逆的离子插入(例如，嵌入) 以及电荷平衡电子的对应的注入所引起。通常，一部分负责光学转变 的离子不可逆地结合到电致变色材料中。一些或所有不可逆地结合的 离子用于对材料中的“盲电荷”进行补偿。在大部分电致变色材料中， 合适的离子包括锂离子(Li+)和氢离子(H+)(即，质子)。然而，在一些 情况下，其他离子也将是合适的。在各种实施方案中，锂离子用于产 生电致变色现象。锂离子嵌入到氧化钨(WO3-y(0<y≤～0.3))中引起氧 化钨从透明(漂白状态)变为蓝色(上色状态)。
再次参考图1A，在电致变色堆叠320中，离子传导层308夹在 电致变色层306与对电极层310之间。在一些实施方案中，对电极层 310是无机的和/或固体的。对电极层可以包括在电致变色装置处于漂 白状态时用作离子储集器的许多不同材料中的一种或多种。在通过例 如施加适当电势发起的电致变色转变期间，对电极层将一些或所有其 所存放的离子转移到电致变色层，从而使电致变色层变为上色状态。 同时，在NiWO的情况下，对电极层随着失去离子而上色。
在一些实施方案中，与WO3互补的适合于对电极的材料包括氧 化镍(NiO)、镍钨氧化物(NiWO)、镍钒氧化物、镍铬氧化物、镍铝氧 化物、镍锰氧化物、镍镁氧化物、氧化铬(Cr2O3)、氧化锰(MnO2)以及 普鲁士蓝。
当从由镍钨氧化物制成的对电极310移走电荷(即，将离子从对 电极310输送到电致变色层306)时，对电极层将从透明状态转变为上 色状态。
在所描绘的电致变色装置中，在电致变色层306与对电极层310 之间，存在离子传导层308。离子传导层308用作电致变色装置在漂 白状态与上色状态之间转变时(以电解质的方式)输送离子所凭借的介 质。优选地，离子传导层308对于电致变色层和对电极层的相关离子 而言是高度传导的，但是具有足够低的电子传导性，以致于在正常操 作期间出现可忽略的电子转移。具有高离子传导性的薄离子传导层允 许快速的离子传导，且由此允许高性能电致变色装置的快速切换。在 某些实施方案中，离子传导层308是无机的和/或固体的。
(对于具有相异IC层的电致变色装置来说)合适的离子传导层的 实例包括硅酸盐、氧化硅、氧化钨、氧化钽、氧化铌以及硼酸盐。这 些材料可以掺杂有包括锂在内的不同掺杂剂。掺锂氧化硅包括锂硅铝 氧化物。在一些实施方案中，离子传导层包括基于硅酸盐的结构。在 一些实施方案中，硅铝氧化物(SiAlO)用于离子传导层308。
电致变色装置300可以包括一个或多个附加层(未图示)，诸如一 个或多个钝化层。用于改进某些光学性质的钝化层可以被包括在电致 变色装置300中。用于防潮或抗划伤的钝化层也可以被包括在电致变 色装置300中。例如，传导层可以用抗反射或保护性氧化物或氮化物 层处理。其他钝化层可以用于气密地密封电致变色装置300。
图1B是处于漂白状态(或转变为漂白状态)的电致变色装置的示 意性截面图。根据特定实施方案，电致变色装置400包括氧化钨电致 变色层(EC)406和镍钨氧化物对电极层(CE)410。电致变色装置400 也包括衬底402、传导层(CL)404、离子传导层(IC)408以及传导层(CL) 414。
电压源416被配置来以通过接至传导层404和414的合适的连接 (例如，母线)来向电致变色堆叠420施加电势和/或电流。在一些实施 方案中，电压源被配置来施加几伏特的电势，以便于驱使装置从一种 光学状态转变成另一种光学状态。如图1A所示的电势的极性使得离 子(在这个实例中为锂离子)主要驻留(如由虚线箭头所指示)在镍钨氧 化物对电极层410中
图1C是处于上色状态(或转变为上色状态)的电致变色装置400 的示意性截面图。在图1C中，电压源416的极性反转，使得电致变 色层呈现更大负性以接受额外的锂离子，且从而转变为上色状态。如 由虚线箭头所指示，锂离子穿过离子传导层408输送到氧化钨电致变 色层406。氧化钨电致变色层406显示处于上色状态。镍钨氧化物对 电极410也显示处于上色状态。如所解释，镍钨氧化物在放弃锂离子 (脱嵌)时变得越来越模糊。在这个实例中，存在协同效应，其中两个 层406和410转变为上色状态对减少透射穿过堆叠和衬底的光的量具 有附加作用。
如上所述，电致变色装置可以包括电致变色(EC)电极层和对电极 (CE)层，它们由具有高度离子传导性和高度电子抗性的离子传导(IC) 层隔开。如常规所理解，离子传导层因此防止电致变色层与对电极层 之间的短路。离子传导层允许电致变色电极和对电极持有电荷并且由 此维持其漂白或上色状态。在具有相异层的电致变色装置中，部件形 成堆叠，所述堆叠包括夹在电致变色电极层与对电极层之间的离子传 导层。这三个堆叠部件之间的边界由组成和/或微结构的突然变化限 定。因此，装置具有三个相异的层，所述层具有两个突变界面。
根据某些实施方案，紧邻彼此(有时是直接接触)形成对电极和电 致变色电极，而无需单独沉积离子传导层。在一些实施方案中，采用 具有界面区域而非相异IC层的电致变色装置。这类装置及其制作方 法描述于以下各项中：美国专利号8,300,298、美国专利号8,582,193、 美国专利号8,764,950和美国专利号8,764,951-所述专利中的每一个 的名称都为“Electrochromic Devices”，各自将Zhongchun Wang等人 指定为发明人，并且各自以引用的方式整体并入本文。
在某些实施方案中，电致变色装置可以被整合到电致变色窗的绝 缘玻璃单元(IGU)中，或者可以在单个窗格电致变色窗中。例如，电 致变色窗可以具有包括第一电致变色窗片和第二窗片的IGU。IGU还 包括将第一电致变色窗片与第二窗片分隔开的间隔件。IGU中的第二 窗片可以是非电致变色窗片或其他窗片。例如，第二窗片在其上可以 具有电致变色装置和/或一个或多个涂层，诸如低辐射涂层等等。窗 片中的任一个也可以是层压玻璃。介于间隔件与电致变色窗片的第一 TCO层之间的是主要密封材料。这种主要密封材料还处在间隔件与 第二玻璃窗片之间。包围间隔件的周长的是次要密封件。这些密封件有助于将湿气阻隔在IGU的内部空间之外。所述密封件还用于防止 可能引入到IGU的内部空间中的氩气或其他气体逸出。IGU还包括 用于连接到窗控制器的母线布线。在一些实施方案中，母线中的一者 或两者在成品IGU内部，然而在一个实施方案中，一个母线在IGU 的密封件外部，并且一个母线在IGU内部。在前一个实施方案中， 使用一个区域来与用于形成IGU的间隔件的一个面形成密封。因此， 导线或接至母线的其他连接在间隔件与玻璃之间延伸。由于许多间隔 件由例如不锈钢的传导的金属制成，因此希望采取措施来避免因母线和接至所述母线的连接器与金属间隔件之间的电连通所致的短路。
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着色等级。在一 些实施方案中，窗控制器能够使电致变色窗在两个着色状态(等级)， 即漂白状态与上色状态之间转变。在其他实施方案中，控制器可以另 外使电致变色窗(例如，具有单个电致变色装置)转变为中间着色等级。 在一些公开的实施方案中，窗控制器能够使电致变色窗转变为四个或 更多个着色等级。某些电致变色窗通过在单个IGU中使用两个(或更 多个)电致变色窗片来实现中间着色等级，其中每个窗片是双态窗片。 在这个部分中，参考图1A和图1B对此进行描述。
在一些实施方案中，电致变色窗可以包括在IGU的一个窗片上 的电致变色装置300和在IGU的另一个窗片上的另一个电致变色装 置300。如果窗控制器能够使每个电致变色装置在两个状态，即漂白 状态与上色状态之间转变，则电致变色窗能够获得四个不同状态(着 色等级)：两个电致变色装置都被上色的上色状态、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 实施方案进一步描述于将Robin Friedman等人指定为发明人、名称为 为“MULTI-PANE ELECTROCHROMIC WINDOWS”的美国专利号 8,270,059中，所述专利以引用的方式整体并入本文。
在一些实施方案中，窗控制器能够使具有能够在两个或更多个着 色等级之间转变的电致变色装置的电致变色窗转变。例如，窗控制器 可能能够使电致变色窗转变为漂白状态、一个或多个中间等级和上色 状态。在一些其他实施方案中，窗控制器能够使并入有电致变色装置 的电致变色窗在介于漂白状态与上色状态之间的任何数目的着色等 级之间转变。用于使电致变色窗转变为一个或多个中间着色等级的方 法和控制器的实施方案进一步描述于将Disha Mehtani等人指定为发 明人、名称为“CONTROLLING TRANSITIONSIN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES”的美国专利号8,254,013中，所述专利以引 用的方式整体并入本文。
在一些实施方案中，窗控制器可以为电致变色窗中的一个或多个 电致变色装置供电。通常，窗控制器的这个功能由下文更详细描述的 一个或多个其他功能加以扩充。本文描述的窗控制器不限于具有出于 控制目的而为其所关联的电致变色装置供电的功能的窗控制器。也就 是说，用于电致变色窗的电源可以与窗控制器分开，其中控制器具有 其自身的电源并且对电力从窗电源到窗的施加进行引导。然而，使窗 控制器包括电源且对控制器进行配置以为窗直接供电是方便的，因为 这消除了对用于为电致变色窗供电的单独布线的需求。
另外，在这个部分中描述的窗控制器被描述为可以被配置来控制 单个窗或多个电致变色窗的功能的独立控制器，而不是将窗控制器整 合到建筑物控制网络或建筑物管理系统(BMS)中。然而，可以将窗控 制器整合到建筑物控制网络或BMS中，如本公开的建筑物管理系统 部分中进一步所描述。
图2描绘了所公开的实施方案的窗控制器450的一些部件和窗控 制器系统的其他部件的方框图。图2是窗控制器的简化方框图，并且 关于窗控制器的更多细节可以参见均将Stephen Brown指定为发明 人、名称均为“CONTROLLER FOR OPTICALLY-SWITCHABLE WINDOWS”且均于2012年4月17日提交的美国专利申请序列号13/4 49,248和13/449,251；以及名称为“CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES”、将StephenBrown等人 指定为发明人且于2012年4月17日提交的美国专利序列号13/449,2 35，所有这些以引用的方式整体并入本文。
在图2中，窗控制器450的所示部件包括具有以下各项的窗控制 器450：微处理器455或其他处理器、脉宽调制器460、信号调节模 块465以及具有配置文件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进行电子通信以将指令发送到一个或多个电致变 色装置400。在一些实施方案中，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局部窗控制器。
在所公开的实施方案中，建筑物可能有至少一个房间具有介于建 筑物的外部与内部之间的电致变色窗。一个或多个传感器可以定位于 建筑物外部和/或房间内部。在实施方案中，来自一个或多个传感器 的输出可以是窗控制器450的信号调节模块465的输入。在一些情况 下，来自一个或多个传感器的输出可以是BMS的输入，如在建筑物 管理系统部分中进一步所描述。虽然所描绘的实施方案的传感器被示 出为定位于建筑物的外侧垂直墙壁上，但这是为了简单起见，并且传 感器也可以在其他位置，诸如在房间内部或在外部的其他表面上。在 一些情况下，可以使用两个或更多个传感器来测量同一个输入，这在 一个传感器失效或另外具有错误读数的情况下可以提供冗余。
图3描绘了具有电致变色窗505的房间500的示意图(侧视图)， 所述电致变色窗具有至少一个电致变色装置。电致变色窗505定位于 包括房间500的建筑物的外部与内部之间。房间500还包括窗控制器 450，所述窗控制器连接到电致变色窗505并且被配置来控制所述电 致变色窗的着色等级。外部传感器510定位于建筑物外部的垂直表面 上。在其他实施方案中，还可以使用内部传感器来测量房间500中的 环境光。在其他实施方案中，也可以使用居住者传感器来确定居住者 何时在房间500中。
外部传感器510是诸如光电传感器的装置，所述装置能够检测入 射在装置上的辐射光，所述福射光来自诸如太阳的光源或自表面、大 气中的颗粒、云层等反射到传感器的光。外部传感器510可以产生呈 电流(由光电效应产生)形式的信号，并且所述信号可以是入射在传感 器510上的光的函数。在一些情况下，装置可以单位为W/m2或其他 类似单位的辐照度来检测辐射光。在其他情况下，装置可以英尺烛光 为单位或以类似单位来检测在可见波长范围中的光。在许多情况下， 这些辐照度值与可见光之间存在线性关系。
由于日光照在地球上的角度会变化，因此可以基于当天时间和当 年时间而确定来自日光的辐照度值。外部传感器510可以实时地检测 辐射光，所述辐射光考虑了因建筑物、天气变化(例如，云层)等所致 的反射光和阻挡光。例如，在多云的日子，日光会被云层遮挡，并且 由外部传感器510检测到的辐射光将少于无云的日子。
在一些实施方案中，可能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。可以将来自一个或多个外部传感器510的 输出彼此进行比较以确定例如外部传感器510中的一个是否被物体 遮蔽，诸如被落在外部传感器510上的小鸟遮蔽。在一些情况下，可 能希望在建筑物中使用相对较少的传感器，因为一些传感器可能不可 靠和/或成本较高。在某些实现方式中，可以采用单个传感器或几个 传感器来确定由太阳照射在建筑物或可能建筑物一侧上的辐射光的 当前等级。云层可能会经过太阳前面，或施工车辆可能会停放在夕阳 前面。这些情况将导致相对于正常地照射在建筑物上情况下计算的来 自太阳的辐射光的量存在偏差。
外部传感器510可能是一种光电传感器。例如，外部传感器510 可以是电荷耦合装置(CCD)、光电二极管、光敏电阻器或光伏电池。 本领域普通技术人员将了解，光电传感器和其他传感器技术的未来发 展也会起作用，因为它们测量光强度并且提供表示光等级的电输出。
在一些实施方案中，来自外部传感器510的输出可以是信号调节 模块465的输入。所述输入可以是呈至信号调节模块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、超控值而确定电致变色窗505的着色等级。窗控制器450之后 指示PWM 460将电压和/或电流施加到电致变色窗505以使其转变为 所希望的着色等级。
在所公开的实施方案中，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以使其转变为四个或更多个不同 着色等级中的任一个。在所公开的实施方案中，电致变色窗505可以 转变为至少八个不同着色等级，描述如下：0(最浅)、5、10、15、20、25、30以及35(最深)。着色等级可以线性对应于透射穿过电致变色 窗505的光的视觉透射率值和太阳能得热系数(SHGC)值。例如，使 用以上八个着色等级，最浅着色等级0可以对应于SHGC值0.80，着 色等级5可以对应于SHGC值0.70，着色等级10可以对应于SHGC 值0.60，着色等级15可以对应于SHGC值0.50，着色等级20可以对 应于SHGC值0.40，着色等级25可以对应于SHGC值0.30，着色等 级30可以对应于SHGC值0.20，并且着色等级35(最深)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采用任一个 或多个控制逻辑部件来基于来自外部传感器510的信号和/或其他输 入而确定所希望的着色等级。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以使其转变为所希望的着色等级。
III.控制逻辑简介
在所公开的实施方案中，控制逻辑用于实施确定和控制电致变色 窗或考虑到居住者舒适性和/或能量节约考虑的其他可着色窗的所希 望的着色等级的方法。在一些情况下，控制逻辑采用一个或多个逻辑 模块。图4A-4C包括描绘由所公开的实施方案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通用信息的图。
图4A示出直射日光穿过介于包括房间500的建筑物的外部与内 部之间的电致变色窗505进入房间500的穿透深度。穿透深度是直射 日光在房间500中的穿透程度的度量。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。一般而言，窗限定孔口，所述 孔口提供直射日光的受光角度。基于窗的几何性质(例如，窗尺寸)、 窗在房间中的位置和取向、在窗外侧的任何鳍状物或其他外部遮蔽以 及太阳的位置(例如，在当天特定时间和特定日期的直射日光的角度) 而计算穿透深度。对电致变色窗505的外部遮蔽可以归因于能够遮蔽 窗的任何类型的结构，诸如窗檐(overhang)、鳍状物等。在图4A中， 在电致变色窗505上方存在窗檐520，所述窗檐阻挡直射日光的一部 分进入房间500，从而缩短穿透深度。房间500还包括局部窗控制器 450，所述局部窗控制器连接到电致变色窗505并且被配置来控制所 述电致变色窗的着色等级。外部传感器510定位于建筑物外部的垂直表面上。
模块A可以用于根据穿过电致变色窗505来到居住者或其活动 区域上的直射日光来确定考虑到居住者舒适性的着色等级。基于在特 定时刻直射日光进入房间的所计算的穿透深度和房间中的空间类型 (例如，窗附近的桌子、大厅等)而确定着色等级。在一些情况下，着 色等级还可以是基于在房间中提供充足的自然光。在许多情况下，穿 透深度是所计算的未来时间的值以考虑到玻璃转变时间(窗着色例如 着色到所希望的着色等级的80％、90％或100％所要求的时间)。模块 A中解决的问题是，直射日光在房间500中的穿透深度可能太深，以 致于直接出现于在房间中的桌子或其他工作表面旁工作的居住者身上。公共可用的程序可以提供对太阳位置的计算并且允许方便地计算 出穿透深度。
图4A还示出房间500中的桌子作为空间类型的实例，所述空间 类型与活动区域(即，桌子)和活动区域的位置(即，桌子的位置)相关 联。每个空间类型与居住者舒适性的不同着色等级相关联。例如，如 果活动是重要活动，诸如在桌子或计算机旁进行的办公室工作，并且 桌子定位于窗附近，则所希望的着色等级可能高于桌子更为远离窗的 情况。作为另一个实例，如果活动并不重要，诸如大厅中的活动，则 所希望的着色等级可能低于具有桌子的同一个空间的情况。
图4B示出了在晴空条件下穿过电致变色窗505进入房间500的 直射日光和辐射。辐射可以来自被大气中的分子和颗粒散射的日光。 模块B基于在晴空条件下流过研究中的电致变色窗505的辐照度的计 算值而确定着色等级。诸如开源RADIANCE程序的各种软件可以用 于计算在某一纬度、经度、当年时间和当天时间以及给定窗取向的晴 空辐照度。
图4C示出了来自天空的辐射光，所述辐射光由外部传感器510 进行实时测量，以考虑到可能被在晴空辐射确定中未予考虑的诸如建 筑物或天气条件(例如，云层)的物体阻挡或从所述物体反射的光。通 过模块C确定的着色等级是基于实时辐照度，所述实时辐照度是基于 由外部传感器510获取的测量结果。一般而言，模块B的操作将确定 相对于由模块A确定的着色等级变深(或未发生变化)的着色等级，并 且模块C的操作将确定相对于由模块B确定的着色等级变浅(或未发 生变化)的着色等级。
控制逻辑可以针对建筑物中的每个电致变色窗505单独实施逻 辑模块A、B和C中的一个或多个。每个电致变色窗505可以具有一 组独特的尺寸、取向(例如，垂直、水平、以某角度倾斜)、位置、相 关联空间类型等。针对每个电致变色窗505可以保有具有这种信息和 其他信息的配置文件。配置文件475(图2中提及)可以存储在电致变 色窗505的局部窗控制器450的计算机可读介质470中或者存储在本 公开中稍后描述的建筑物管理系统(“BMS”)中。配置文件475可以包 括诸如窗配置、居住查找表、与相关联基准玻璃(datumglass)有关的 信息和/或控制逻辑所使用的其他数据的信息。窗配置可以包括诸如 电致变色窗505的尺寸、电致变色窗505的取向、电致变色窗505的 位置等的信息。
查找表描述针对某些空间类型和穿透深度提供居住者舒适性的 着色等级。也就是说，居住查找表中的着色等级被设计成根据可能在 房间500中的一个或多个居住者或其工作空间上的直射日光来对所 述居住者提供舒适性。图8中示出了居住查找表的实例。
空间类型是用于确定针对给定穿透深度为了解决居住者舒适性 问题和/或在房间中提供舒适的自然光照将需要何种程度的着色的度 量。空间类型参数可以考虑许多因素。属于这些因素的是在特定房间 中进行的工作或其他活动的类型和活动的位置。与要求高度专注的深 入研究相关联的近距离工作可能处于一个空间类型，而休闲室或会议 室可能具有不同的空间类型。另外，桌子或房间中的其他工作表面相 对于窗的位置是定义空间类型时的考虑因素。例如，空间类型可以与 具有定位于电致变色窗505附近的桌子或其他工作空间的单个居住 者的办公室相关联。作为另一个实例，空间类型可以是大厅。
在某些实施方案中，控制逻辑的一个或多个模块可以确定所希望 的着色等级，同时除了居住者舒适性之外还考虑能量节约。这些模块 可以通过比较处于特定着色等级的电致变色窗505与基准玻璃或其 他标准参考窗的性能来确定与所述着色等级相关联的能量节省。使用 这个参考窗的目的可以是确保控制逻辑符合对在建筑物的场所中使 用的参考窗的市政建筑物规范要求或其他要求。市政当局常常使用常 规的低辐射玻璃来定义参考窗以控制建筑物中的空气调节负荷量。作 为参考窗505如何适应控制逻辑的实例，所述逻辑可以被设计成使得 穿过给定电致变色窗505的辐照度从不会大于穿过如由相应的市政 当局规定的穿过参考窗的最大辐照度。在所公开的实施方案中，控制 逻辑可以使用电致变色窗505在特定着色等级下的太阳能得热系数 (SHGC)值和参考窗的SHGC来确定使用所述着色等级的能量节省。 一般而言，SHGC值是透射穿过窗的所有波长的入射光的分数。虽然 在许多实施方案中描述了基准玻璃，但是可以使用其他标准参考窗。 一般而言，参考窗(例如，基准玻璃)的SHGC是针对不同地理位置和 窗取向可能会有所不同的变量，并且是基于由相应的市政当局规定的 规范要求。
一般而言，建筑物被设计成有能力满足在任何给定情况下所需的 最大预期采暖和/或空气调节负荷的采暖、通风和空气调节(“HVAC”) 系统。所需能力的计算可以考虑到正在建设建筑物所处的特定位置处 的所述建筑物中所需的基准玻璃或参考窗。因此，重要的是，控制逻 辑满足或超过基准玻璃的功能要求，以便于使得建筑物设计者有信心 确定将多少HVAC能力置于特定建筑物中。由于可以使用控制逻辑 来对窗着色以提供优于基准玻璃的额外能量节省，因此可以使用控制 逻辑来允许建筑物设计者设置低于使用由规范和标准规定的基准玻 璃的情况下将需要的HVAC能力。
本文描述的特定实施方案假定通过减少建筑物中的空气调节负 荷来实现能量节约。因此，许多实现方式试图实现可能的最大着色， 同时考虑到居住者舒适性等级以及(可能的话)具有研究中的窗的房间 中的照明负荷。然而，在一些气候，诸如遥远北方和南方纬度的气候 下，可能更多地关注采暖而非空气调节。因此，在一些情况下可以特 别地反其道而行修改控制逻辑，使得发生较少着色以便于确保建筑物 的采暖负荷被减小。
在某些实现方式中，控制逻辑仅具有两个独立变量，所述变量可 以由居住者(最终用户)、建筑物设计者或建筑物运营者控制。这些是 给定窗的空间类型和与所述给定窗相关联的基准玻璃。常常在针对给 定建筑物实施控制逻辑时规定基准玻璃。空间类型可以变化，但是通 常是静态的。在某些实现方式中，空间类型可以是由建筑物保有或存 储在局部窗控制器450中的配置文件的部分。在一些情况下，可以更 新配置文件以考虑到建筑物的各种变化。例如，如果建筑物中的空间 类型发生变化(例如，桌子在办公室中移动、添加桌子、大厅变为办 公区域、墙壁移动等)，则可以将具有修改后的居住查找表的更新的 配置文件存储在计算机可读介质470中。作为另一个实例，如果居住 者反复地进行手动超控，则可以更新配置文件以反映手动超控。
图5是示出根据实施方案的用于控制建筑物中的一个或多个电 致变色窗505的方法的控制逻辑的流程图。控制逻辑使用模块A、B 和C中的一个或多个来计算一个或多个窗的着色等级并且发送指令 来使所述窗转变。在操作610处，按由计时器计时的间隔将控制逻辑 中的计算运行1至n次。例如，可以通过模块Α、B和C中的一个或 多个将着色等级重新计算1至n次，并且针对时刻ti＝t1、t2…tn计算 着色等级。n是所执行的重新计算的数目，并且n可以至少为1。在 一些情况下，逻辑计算可以按恒定的时间间隔进行。在一种情况下，可以每2至5分钟进行逻辑计算。然而，大片电致变色玻璃(例如， 高达6’英尺乘以10英尺)的着色转变可能用时高达30分钟或更长时 间。对于这些大窗，可以按较低的频率诸如每30分钟进行计算。
在操作620处，逻辑模块Α、B和C执行计算来确定每个电致变 色窗505在单一时刻ti的着色等级。这些计算可以由窗控制器450执 行。在某些实施方案中，控制逻辑在实际转变之前计算窗应如何转变。 在这些情况下，模块A、B和C中的计算是基于例如在完成转变之际 或之后的未来时间。例如，在计算中使用的未来时间可以是在接收到 着色指令之后足以允许完成转变的未来时间。在这些情况下，控制器 可以在实际转变之前在当前时间发送着色指令。到转变完成时，窗就 会转变为对于所述时间而言希望的着色等级。
在操作630处，控制逻辑允许某些类型的超控，所述超控脱离模 块A、B和C处的算法并且在操作640处基于某种其他考虑因素而限 定超控着色等级。一种类型的超控是手动超控。这是由正占用房间且 确定特定着色等级(超控值)是所希望的最终用户实施的超控。可能存 在用户的手动超控自身被超控的情形。超控的实例是高需求(或峰值 负荷)超控，所述超控与对公用设施的降低建筑物中的能量消耗的要 求相关联。例如，在特别热的日子，在大城市区域，可能有必要降低 整个市内的能量消耗以便不会使该市的能量产生和递送系统负担过 重。在这类情况下，建筑物可以超控来自本文描述的控制逻辑的着色 等级以确保所有窗具有特别高的着色等级。超控的另一个实例可以是 在周末，在商业办公建筑物中的房间中不存在居住者的情况。在这些 情况下，建筑物可以脱离与居住者舒适性相关的一个或多个模块，并 且所有窗可以在凉爽的天气下具有低着色等级，并且在温暖的天气下 具有高着色等级。
在操作650处，经由网络将着色等级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。在某些实施方案中，考虑到效 率，可以将着色等级传输到建筑物的所有窗。例如，如果着色等级的 重新计算表明对于当前着色等级不需要改变着色，则就不传输具有更 新的着色等级的指令。作为另一个实例，建筑物可以基于窗大小和/ 或在建筑物中的位置而划分为多个区域。在一种情况下，与具有较大 窗的区域相比，控制逻辑更频繁地重新计算具有较小窗的区域的着色 等级。
在一些实施方案中，图5中用于针对整个建筑物中的多个电致变 色窗实施一个或多个控制方法的控制逻辑可以在单个装置例如单个 主窗控制器上。这个装置可以针对建筑物中的每一个可着色窗执行计 算，并且还提供接口，所述接口用于将着色等级传输到个别电致变色 窗505中(例如，多区域窗中或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。多区域窗的一些实例可以参见名称为 “MULTI-ZONE EC WINDOWS”的PCT申请号PCT/US14/71314，所 述申请以引用的方式整体并入本文。
另外，可能存在实施方案的控制逻辑的某些自适应部件。例如， 控制逻辑可以确定最终用户(例如，居住者)在当天特定时间试图如何 超控算法并且以更具预测性的方式利用这个信息来确定所希望的着 色等级。在一种情况下，最终用户可能在每天中的某一时间使用墙壁 开关来将由控制逻辑提供的着色等级超控成超控值。控制逻辑可以接 收与这些时刻有关的信息并且改变控制逻辑以在当天的那个时间将 着色等级改变为超控值。
图6是示出来自图5的方框620的特定实现方式的图。这个图示 出按顺序执行所有三个模块A、B和C以计算特定电致变色窗505在 单一时刻ti的最终着色等级的方法。最终着色等级可以是研究中的窗 的最大可准许透射率。图6还包括模块A、B和C的一些示例性输入和输出。模块A、B和C中的计算在实施方案中由窗控制器450或局 部窗控制器450执行。在其他实施方案中，可以由另一个处理器执行 所述模块中的一个或多个。虽然所示实施方案示出使用所有三个模块A、B和C，但是其他实施方案可以使用模块A、B和C中的一个或 多个或者可以使用附加模块。
在操作700处，窗控制器450使用模块A来针对居住者舒适性 确定着色等级，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来基于天空中太阳的位置和来自配置文件的窗配置而 计算直射日光在房间500中的穿透深度。太阳的位置基于建筑物的纬 度和经度以及当天时间和日期而计算。居住查找表和空间类型是来自 特定窗的配置文件的输入。模块A将着色等级自A输出到模块B。
模块A的目标通常是确保直射日光或眩光不会照在居住者或者 他的或她的工作空间上。确定来自模块A的着色等级来实现这个目 的。在模块B和C中对着色等级的后续计算可以降低能量消耗并且 可能需要甚至更大的着色。然而，如果基于能量消耗而对着色等级进 行的后续计算表明着色应少于为了避免干扰居住者而需要的着色，则 逻辑放弃执行所计算的较大透射率等级以确保居住者舒适性。
在操作800处，将在模块A中计算出的着色等级输入到模块B 中。一般而言，模块B确定相对于模块B中计算出的着色等级变深(或 未发生变化)的着色等级。着色等级基于对晴空条件下的辐照度(晴空 辐照度)的计算而计算。窗控制器450使用模块B来基于来自配置文 件的窗取向并基于建筑物的纬度和经度而计算电致变色窗505的晴 空辐照度。这些计算还基于当天时间和日期。为开源程序的公开可用 软件诸如RADIANCE程序可以提供计算来用于计算晴空辐照度。还 将基准玻璃的SHGC自配置文件输入到模块B中。窗控制器450使 用模块B来确定着色等级，所述着色等级比A中的着色等级更深并 且透射少于基准玻璃在最大晴空辐照度下经计算透射的热。最大晴空 辐照度是针对晴空条件计算的所有时间中的最高辐照度等级。
在操作900处，将来自模块B的着色等级和所计算的晴空辐照度 输入到模块C。基于来自外部传感器510的测量结果而将实时辐照度 值输入到模块C。窗控制器450使用模块C来计算在窗在晴空条件下 被着色为来自模块B的着色等级的情况下透射到房间中的辐照度。窗 控制器450使用模块C来找出适当的着色等级，其中穿过具有这个着 色等级的窗的实际辐照度小于或等于穿过具有来自模块B的着色等 级的窗的辐照度。一般而言，模块C的操作将确定相对于由模块B 的操作确定的着色等级变浅(或未发生变化)的着色等级。在这个实例 中，在模块C中确定的着色等级是最终着色等级。
输入到控制逻辑的大部分信息根据与纬度和经度、时间和日期有 关的固定信息来确定。这个信息描述了太阳相对于建筑物，且更具体 来说相对于窗(正在对所述窗实施控制逻辑)的位置。太阳相对于窗的 位置提供诸如直射日光在窗辅助下进入房间中的穿透深度的信息。所 述信息还提供对穿过窗的最大辐照度或太阳辐射能通量的指示。可以 通过可能指示相对于最大辐照度数值有所减小的传感器输入来修改 这个所计算的辐照度等级。同样，这种减小可能是由云层或介于窗与 太阳之间的其他阻挡物引起的。
图7是示出图6的操作700的细节的流程图。在操作705处，模 块A开始操作。在操作710处，窗控制器450使用模块A来针对建 筑物的纬度和经度坐标以及日期和当天时间来计算太阳在特定时刻ti的位置。纬度和经度坐标可以是来自配置文件的输入。日期和当天时间可以是基于由计时器提供的当前时间。计算在特定时刻ti的太阳位 置，所述特定时刻在一些情况下可能是未来的时刻。在其他实施方案 中，太阳位置是在控制逻辑的另一个部件(例如，模块)中计算的。
在操作720处，窗控制器450使用模块A来计算直射日光在操 作710中所使用的特定时刻进入房间500的穿透深度。模块A基于 所计算的太阳位置以及窗配置信息而计算穿透深度，所述窗配置信息 包括窗的位置、窗的尺寸、窗的取向(即，面向方向)以及任何外部遮 蔽的细节。窗配置信息是来自与电致变色窗505相关联的配置文件的 输入。例如，可以使用模块A通过以下方式来计算图4A所示的垂直 窗的穿透深度：首先基于所计算的太阳在特定时刻的位置而计算直射 日光的角度θ。穿透深度可以基于所计算的角度θ和窗楣(窗的顶部)的 位置而确定。
在操作730处，确定针对操作720中计算出的穿透深度将提供居 住者舒适性的着色等级。使用居住查找表来找出对于与窗相关联的空 间类型、所计算的穿透深度以及窗的受光角度而言希望的着色等级。 空间类型和居住查找表被提供为来自特定窗的配置文件的输入。
图8中提供了居住查找表的实例。表中的值是用着色等级以及括 号中的相关联的SHGC值表示。图8示出了所计算的穿透值和空间类 型的不同组合的不同着色等级(SHGC值)。所述表是基于八个着色等 级，包括0(最浅)、5、10、15、20、25、30以及35(最浅)。最浅着色等级0对应于SHGC值0.80，着色等级5对应于SHGC值0.70， 着色等级10对应于SHGC值0.60，着色等级15对应于SHGC值0.50， 着色等级20对应于SHGC值0.40，着色等级25对应于SHGC值0.30， 着色等级30对应于SHGC值0.20，并且着色等级35(最深)对应于 SHGC值0.10。所示实例包括三个空间类型：桌子1、桌子2和大厅 以及六个穿透深度。
图9A示出了桌子1在房间500中的位置。图9B示出了桌子2 在房间500中的位置。如图8的居住查找表所示，靠近窗的桌子1的 着色等级高于远离窗的桌子2的着色等级，以防止在桌子更靠近窗的 情况下出现眩光。在其他实施方案中，可以使用具有其他值的居住查找表。例如，另一居住查找表可以仅包括与穿透值相关联的四个着色 等级。图13中示出了具有与四个穿透深度相关联的四个着色等级的 居住表的另一个实例。
图10是包括图5所示的方框620中的逻辑的实现方式的实例的 图。这个图示出了用于执行实施方案的模块A、B和C的方法的控制 逻辑。在这种方法中，针对单一时刻ti，基于建筑物的纬度和经度坐 标而计算太阳位置。在模块A中，基于窗配置而计算穿透深度，所述窗配置包括窗的位置、窗的尺寸、窗的取向以及与任何外部遮蔽有 关的信息。模块A使用查找表来基于所计算的穿透度和空间类型而 确定来自模块A的着色等级。之后将来自模块A的着色等级输入到 模块B中。
使用诸如开源程序Radiance的程序来针对单一时刻ti和所有时间 的最大值两者基于窗取向以及建筑物的纬度和经度坐标而确定晴空 辐照度。将基准玻璃SHGC和所计算的最大晴空辐照度输入到模块B 中。模块B逐步增大模块A中计算出的着色等级，并且挑选内部辐 照度小于或等于基准内部辐照度的着色等级，其中：内部辐照度＝着 色等级SHGCx晴空辐照度，并且基准内部辐照度＝基准SHGC x最 大晴空辐照度。然而，当模块A计算出玻璃的最大着色时，模块B 并不改变着色来使其更浅。然后将模块B中计算出的着色等级输入到 模块C中。也将所计算的晴空辐照度输入到模块C中。
模块C使用以下等式来计算具有带有来自模块B的着色等级的 电致变色窗505的房间中的内部辐照度：所计算的内部辐照度＝来自 B的着色等级的SHGC x来自模块B的所计算的晴空辐照度。模块C 之后找出满足实际内部辐照度小于或等于所计算的内部辐照度的条 件的适当的着色等级。实际内部辐照度是使用以下等式来确定：实际 内部辐照度＝传感器读数(SR)x着色等级SHGC。由模块C确定的着 色等级是发送到电致变色窗的着色指令中的最终着色等级。
IV.建筑物管理系统(BMS)
本文描述的窗控制器也适合于与BMS整合在一起。BMS是安装 在建筑物中的基于计算机的控制系统，所述控制系统监测和控制建筑 物的机械和电气设备，诸如通风、照明、电力系统、电梯、防火系统 以及安全系统。BMS由以下各项组成：硬件，所述硬件包括经由接至一个或多个计算机的通信信道进行的互连；以及相关联的软件，所 述相关联的软件用于根据由居住者和/或建筑物管理者设定的偏好来 维持建筑物中的条件。例如，可以使用局域网诸如以太网来实施 BMS。软件可以是基于例如互联网协议和/或开放标准。一个实例是来自Tridium,Inc.(Richmond,Virginia)的软件。通常与BMS一起使用 的一个通信协议是BACnet(建筑物自动化与控制网络)。
BMS最常见于大型建筑物，并且通常至少用来控制建筑物内的 环境。例如，BMS可以控制建筑物内的温度、二氧化碳含量和湿度。 通常，有许多机械装置受BMS控制，诸如取暖器、空调、鼓风机、 通风口等等。为了控制建筑物环境，BMS可以在限定条件下打开和 关闭这些不同的装置。典型的现代BMS的核心功能是为建筑物的居 住者维持舒适的环境，同时使采暖和制冷成本/需求减至最小。因此， 现代BMS不仅用于监测和控制，而且用于优化各种系统之间的协同 作用，例如，以节约能量并且降低建筑物运营成本。
在一些实施方案中，窗控制器与BMS整合在一起，其中窗控制 器被配置来控制一个或多个电致变色窗505或其他可着色窗。在一个 实施方案中，一个或多个电致变色窗包括至少一个全固态和无机的电 致变色装置，但是例如在IGU的每个窗片或窗格是可着色的情况下 可以包括超过一个电致变色装置。在一个实施方案中，一个或多个电 致变色窗仅包括全固态和无机的电致变色装置。在一个实施方案中， 电致变色窗是多态电致变色窗，如于2010年8月5日提交且名称为 “Multipane Electrochromic Windows”的美国专利申请序列号 12/851,514中所描述。
图11描绘了BMS 1100的实施方案的示意图，所述BMS管理建 筑物1101的多个系统，所述系统包括安全系统、采暖/通风/空气调节 (HVAC)、建筑物照明、电力系统、电梯、防火系统等等。安全系统 可以包括磁卡出入、旋转式闸门、螺线管驱动的门锁、监控摄像机、防盗警报器、金属检测器等等。防火系统可以包括火警警报器和包括 水管控制的灭火系统。照明系统可以包括内部照明、外部照明、紧急 警示灯、紧急出口标志以及紧急楼层出口照明。电力系统可以包括主 电源、备用发电机和不间断电源网。
另外，BMS 1100管理主窗控制器1102。在这个实例中，主窗控 制器1102被描绘为分布式窗控制器网络，所述分布式窗控制器网络 包括主网络控制器1103、中间网络控制器1105a和1105b以及端或 叶控制器1110。端或叶控制器1110可以类似于相对于图2所描述的窗控制器450。例如，主网络控制器1103可以接近于BMS 1100，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，而建筑物的每个窗具有其自身的端控制器1110。在 这个实例中，控制器1110中的每一个控制建筑物1101的特定电致变 色窗。
控制器1110中的每一个可以在与其所控制的电致变色窗分开的 位置，或整合到所述电致变色窗中。为了简单起见，仅将建筑物1101 的十个电致变色窗描绘为受主窗控制器1102控制。在典型设定中， 建筑物中可能有大量电致变色窗受主窗控制器1102控制。主窗控制 器1102不必是分布式窗控制器网络。例如，控制单个电致变色窗的 功能的单个端控制器如上所述也落在本文公开的实施方案的范围内。
所公开的实施方案的一个方面是包括如本文所述的多用途电致 变色窗控制器的BMS。通过并入来自电致变色窗控制器的反馈，BMS 可以提供例如增强的：1)环境控制；2)能量节省；3)安全性；4)控制 选项灵活性；5)其他系统的提高的可靠性和可用寿命(由于对其依赖变 小且因此对其维护较少)；6)信息可用性和诊断；7)对工作人员的有效 使用和更高生产率，以及这些情况的各种组合，因为可以自动控制电 致变色窗。在一些实施方案中，可能不存在BMS，或者可能存在BMS 但其可能不与主网络控制器通信或不与主网络控制器进行高级别通 信。在某些实施方案中，对BMS的维护不会中断对电致变色窗的控 制。
在一些情况下，BMS或另一个建筑物网络的系统可以根据每天、 每月、每季度或每年的时间表来运行。例如，照明控制系统、窗控制 系统、HVAC和安全系统可以按二十四(24)小时时间表来操作，所述 二十四小时时间表考虑了人们在工作日期间何时处于建筑物中。在夜 间，建筑物可以进入能量节省模式，并且在日间期间，所述系统可以 使得建筑物的能量消耗减至最小同时提供居住者舒适性的方式来操 作。作为另一个实例，所述系统可以在假期内关闭或进入能量节省模 式。
调度信息可以与地理信息组合。地理信息可以包括建筑物的纬度 和经度。地理信息还可以包括与建筑物每一侧所面向的方向有关的信 息。使用这个信息，可以不同的方式控制建筑物的不同侧上的不同房 间。例如，在冬天，针对建筑物的面向东的房间，窗控制器可以指示 窗在早晨不进行着色，使得房间因照射在房间中的日光而变暖和，并 且照明控制面板可能会因来自日光的照明而指示灯变暗。面向西的窗 在早晨可能可由房间的居住者控制，因为西侧的窗的着色可能不会影 响能量节省。然而，面向东的窗和面向西的窗的操作模式可以在晚间 切换(例如，当太阳下山时，面向西的窗不着色，以允许日光进入以供采暖和照明两者之用)。
下文描述建筑物(例如像图11中的建筑物1101)的实例，所述建 筑物包括建筑物网络或BMS、用于建筑物的外部窗的可着色窗(即， 将建筑物内部与建筑物外部分开的窗)以及若干不同的传感器。来自 建筑物的外部窗的光通常会影响建筑物中距离窗约20英尺或约30英 尺的内部照明。也就是说，建筑物中距离外部窗超过约20英尺或约 30英尺的空间几乎不从外部窗接收光。建筑物中远离外部窗的这类 空间是由建筑物的照明系统来照明。
另外，建筑物内的温度可能受外部光和/或外部温度的影响。例 如，在冷天，且在建筑物通过采暖系统供热的情况下，更靠近门和/ 或窗的房间将比建筑物的内部区域更快损失热量并且相较于内部区 域而言会更冷。
对于外部传感器来说，建筑物可以包括在建筑物的屋顶上的外部 传感器。可替代地，建筑物可以包括与每个外部窗(例如，如相对于 图3，房间500所描述)相关联的外部传感器，或者在建筑物的每一侧 上的外部传感器。建筑物的每一侧上的外部传感器可以随太阳在一天 当中位置的变化而追踪建筑物的一侧上的辐照度。
关于相对于图5、图6、图7、图14A和图16-21描述的方法， 当窗控制器被整合到建筑物网络或BMS中时，来自外部传感器510 的输出可以被输入到BMS的网络并且作为输入提供到局部窗控制器 450。例如，在一些实施方案中，接收来自任两个或更多个传感器的 输出信号。在一些实施方案中，仅接收一个输出信号，并且在一些其 他实施方案中，接收三个、四个、五个或更多个输出。可以经由建筑 物网络或BMS接收这些输出信号。
在一些实施方案中，所接收的输出信号包括指示建筑物内的采暖 系统、制冷系统和/或照明的能量或电力消耗的信号。例如，可以监 测建筑物中的采暖系统、制冷系统和/或照明的能量或电力消耗以提 供指示能量或电力消耗的信号。装置可以与建筑物的电路和/或布线 对接或附接到所述电路和/或布线以实现这种监测。可替代地，可以 在建筑物中安装电力系统，使得能够监测建筑物内的个别房间或建筑 物内的一组房间的采暖系统、制冷系统和/或照明所消耗的电力。
可以提供着色指令以将可着色窗的着色变为所确定的着色等级。 例如，参考图11，这可以包括主网络控制器1103向一个或多个中间 网络控制器1105a和1105b发出命令，所述中间网络控制器进而向控 制建筑物的每个窗的端控制器1110发出命令。端控制器1100可以将 电压和/或电流施加到窗，以驱使着色依照指令改变。
在一些实施方案中，包括电致变色窗和BMS的建筑物可以加入 或参与给建筑物提供电力的一个或多个公用设施所运行的需求响应 项目。所述项目可以是如下项目：当预期有峰值负荷出现时，降低建 筑物的能量消耗。公用设施可以在预期峰值负荷出现之前发送出警告 信号。例如，可以在预期峰值负荷出现的前一天、早晨、或约一个小 时前发送警告。例如，在制冷系统/空调从公用设施汲取大量电力的 炎热夏天，可以预期会有峰值负荷出现。警告信号可以由建筑物的 BMS或由被配置来控制建筑物中的电致变色窗的窗控制器接收。这 个警告信号可以是脱离如图5所示的模块A、B和C的超控机制。 BMS之后可以指示一个或多个窗控制器将电致变色窗505中的适当 的电致变色装置转变为深着色等级，这有助于降低建筑物中的制冷系 统在预期会有峰值负荷时候的电力汲取。
在一些实施方案中，用于建筑物的外部窗的可着色窗(即，将建 筑物内部与建筑物外部分开的窗)可以分成多个区域，其中以类似的 方式指示在某一区域中的可着色窗。例如，在建筑物的不同楼层或建 筑物的不同侧上的各组电致变色窗可以在不同的区域中。例如，在建 筑物的第一楼层上，所有面向东的电致变色窗可以在区域1中，所有 面向南的电致变色窗可以在区域2中，所有面向西的电致变色窗可以 在区域3中，并且所有面向北的电致变色窗可以在区域4中。作为另 一个实例，建筑物的一楼上的所有电致变色窗可以在区域1中，二楼 上的所有电致变色窗可以在区域2中，并且三楼上的所有电致变色窗 可以在区域3中。作为又另一个实例，所有面向东的电致变色窗可以 在区域1中，所有面向南的电致变色窗可以在区域2中，所有面向西 的电致变色窗可以在区域3中，并且所有面向北的电致变色窗可以在 区域4中。作为又另一个实例，一楼上的面向东的电致变色窗可以划 分为不同的区域。在建筑物的相同侧和/或不同侧和/或不同楼层上的 任何数目的可着色窗可以分配给某一区域。在个别可着色窗具有独立 可控制的区域的实施方案中，例如，在个别窗可能会使其所有区域着 色或不着色的情况下，可以使用个别窗的区域的组合来在建筑物立面 上产生着色区域。
在一些实施方案中，某一区域中的电致变色窗可以受同一个窗控 制器控制。在一些其他实施方案中，某一区域中的电致变色窗可以受 不同窗控制器控制，但是窗控制器全部可以从传感器接收相同输出信 号，并且使用相同函数或查找表来确定某一区域中的窗的着色等级。
在一些实施方案中，某一区域中的电致变色窗可以受从透射率传 感器接收输出信号的一个或多个窗控制器控制。在一些实施方案中， 透射率传感器可以接近某一区域中的窗安装。例如，透射率传感器可 以安装在含有所述区域中包括的IGU的框架之中或之上(例如，安装 在框架的竖框、水平框之中或之上)。在一些其他实施方案中，在建 筑物的单侧上包括窗的某一区域中的电致变色窗可以受从透射率传 感器接收输出信号的一个或多个窗控制器控制。
在一些实施方案中，传感器(例如，光电传感器)可以向窗控制器 提供输出信号以控制第一区域(例如，主控制区域)的电致变色窗。窗 控制器也可以与第一区域相同的方式控制第二区域(例如，从控制区 域)中的电致变色窗。在一些其他实施方案中，另一个窗控制器可以 与第一区域相同的方式控制第二区域中的电致变色窗。
在一些实施方案中，建筑物管理者、第二区域中的房间的居住者 或其他人员可以手动指示(例如，使用着色或变透明命令或者来自 BMS的用户控制台的命令)第二区域(即，从控制区域)中的电致变色 窗进入诸如上色状态(等级)或透明状态的着色等级。在一些实施方案 中，当用这种手动命令超控第二区域中的窗的着色等级时，第一区域 (即，主控制区域)中的电致变色窗保持受控于从透射率传感器接收输 出的窗控制器。第二区域可以在一段时间内保持处于手动命令模式， 并且之后恢复成受控于从透射率传感器接收输出的窗控制器。例如， 在接收到超控命令之后，第二区域可以在一个小时内保持处于手动模式，并且之后可以恢复成受控于从透射率传感器接收输出的窗控制 器。
在一些实施方案中，建筑物管理者、第一区域中的房间的居住者 或其他人员可以手动指示(例如，使用着色命令或者来自BMS的用户 控制台的命令)第一区域(即，主控制区域)中的窗进入诸如上色状态或 透明状态的着色等级。在一些实施方案中，当用这种手动命令超控第 一区域中的窗的着色等级时，第二区域(即，从控制区域)中的电致变 色窗保持受控于从外部传感器接收输出的窗控制器。第一区域可以在 一段时间内保持处于手动命令模式，并且之后恢复成受控于从透射率 传感器接收输出的窗控制器。例如，在接收到超控命令之后，第一区 域可以在一个小时内保持处于手动模式，并且之后可以恢复成受控于 从透射率传感器接收输出的窗控制器。在一些其他实施方案中，第二 区域中的电致变色窗可以保持处于当接收到有关第一区域的手动超 控时其所处的着色等级。第一区域可以在一段时间内保持处于手动命 令模式，并且之后第一区域和第二区域两者可以恢复成受控于从透射 率传感器接收输出的窗控制器。
无论窗控制器是独立窗控制器还是与建筑物网络对接，本文描述 的控制可着色窗的任何方法都可以用于控制可着色窗的着色。
-无线或有线通信
在一些实施方案中，本文描述的窗控制器包括用于在窗控制器、 传感器与单独通信节点之间进行有线或无线通信的部件。无线或有线 通信可以用直接与窗控制器对接的通信接口来完成。这种接口可以是 微处理器本身所具有的，或经由实现这些功能的附加电路提供。
用于无线通信的单独通信节点可以例如为：另一个无线窗控制 器；端、中间或主窗控制器；远程控制装置；或BMS。在窗控制器 中使用无线通信以进行以下操作中的至少一项：编程和/或操作电致 变色窗；根据本文描述的各种传感器和协议从电致变色窗收集数据； 以及使用电致变色窗作为无线通信的中继点。从电致变色窗收集的数 据还可以包括计数数据，诸如电致变色装置已被激活的次数、电致变 色装置随时间变化的效率等等。下文更详细地描述这些无线通信特 征。
在一个实施方案中，使用无线通信来例如经由红外线(IR)和/或射 频(RF)信号来操作相关联的电致变色窗。在某些实施方案中，控制器 将包括无线协议芯片，诸如蓝牙、EnOcean、WiFi、Zigbee等等。窗 控制器还可以经由网络来进行无线通信。对窗控制器的输入可以由最 终用户在墙壁开关处直接或经由无线通信来手动输入，或者所述输入 可以来自建筑物的BMS，电致变色窗是所述建筑物的部件。
在一个实施方案中，当窗控制器是分布式控制器网络的一部分 时，使用无线通信来经由分布式控制器网络而向多个电致变色窗中的 每一个传输数据并从其传输数据，每个电致变色窗具有无线通信部 件。例如，再次参考图11，主网络控制器1103与中间网络控制器1105a 和1105b中的每一个进行无线通信，所述中间网络控制器进而与端控 制器1110进行无线通信，每个端控制器与电致变色窗相关联。主网 络控制器1103也可以与BMS 1100进行无线通信。在一个实施方案 中，窗控制器中的至少一个级别的通信是无线执行的。
在一些实施方案中，在窗控制器分布网络中使用超过一种无线通 信模式。例如，主窗控制器可以经由WiFi或Zigbee与中间控制器进 行无线通信，而中间控制器经由蓝牙、Zigbee、EnOcean或其他协议 与端控制器进行通信。在另一个实例中，窗控制器具有冗余的无线通 信系统以供最终用户灵活选择无线通信。
在例如主和/或中间窗控制器与端窗控制器之间的无线通信提供 了避免安装硬通信线路的优点。这对于窗控制器与BMS之间的无线 通信也是成立的。一方面，起这些作用的无线通信可用于将数据传输 到电致变色窗并从其传输数据，以操作窗并且向例如BMS提供数据 以优化建筑物中的环境和能量节省。窗位置数据和来自传感器的反馈 协同用于这种优化。例如，粒度级别(逐个窗)微气候信息被反馈到 BMS，以便于优化建筑物的各种环境。
-用于控制可着色窗的功能的系统的实例
图12是根据实施方案的用于控制建筑物(例如，图11所示的建 筑物1101)的一个或多个可着色窗的功能(例如，转变为不同的着色等 级)的系统1400的部件的方框图。系统1400可以是由BMS(例如，图 11所示的BMS 1100)管理的系统中的一个，或者可以独立于BMS来 操作。
系统1400包括主窗控制器1402，所述主窗控制器可以将控制信 号发送到可着色窗以控制其功能。系统1400还包括与主窗控制器 1402进行电子通信的网络1410。控制逻辑、用于控制可着色窗的功 能的其他控制逻辑和指令和/或传感器数据可以经由网络1410传达给 主窗控制器1402。网络1410可以是有线或无线网络(例如，云网络)。 在一个实施方案中，网络1410可以与BMS进行通信以允许BMS经 由网络1410将用于控制一个或多个可着色窗的指令发送到建筑物中 的所述可着色窗。
系统1400还包括可着色窗(未图示)的EC装置400和墙壁开关 1490，两者都与主窗控制器1402进行电子通信。在这个所示实例中， 主窗控制器1402可以将控制信号发送到一个或多个EC装置400以 控制具有所述EC装置400的可着色窗的着色等级。每个墙壁开关1490还与一个或多个EC装置400和主窗控制器1402进行通信。最 终用户(例如，具有可着色窗的房间的居住者)可以使用墙壁开关1490 来控制具有所述EC装置400的可着色窗的着色等级和其他功能。
在图12中，主窗控制器1402被描绘为分布式窗控制器网络，所 述分布式窗控制器网络包括主网络控制器1403、与主网络控制器 1403通信的多个中间网络控制器1405以及若干多个端或叶窗控制器 1410。每多个端或叶窗控制器1410与单个中间网络控制器1405进行 通信。虽然将主窗控制器1402示出为分布式窗控制器网络，但是在 其他实施方案中，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12中的系统1400的部件在一些方面可能类似 于相对于图11所描述的部件。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12的分布式网络中的窗控制器中的每一个可以包括处 理器(例如，微处理器)和与处理器电连通的计算机可读介质。
在图12中，每个叶或端窗控制器1410与单个可着色窗的一个或 多个EC装置400进行通信以控制建筑物中的所述可着色窗的着色等 级。在IGU的情况下，叶或端窗控制器1410可以与IGU的多个窗片 上的EC装置400进行通信以控制IGU的着色等级。在其他实施方案 中，每个叶或端窗控制器1410可以与多个可着色窗进行通信。叶或 端窗控制器1410可以整合到可着色窗中，或者可以与其所控制的可 着色窗分开。图12中的叶和端窗控制器1410可以类似于图11中的 端或叶控制器1110，和/或也可以类似于相对于图2所描述的窗控制 器450。
每个墙壁开关1490可以由最终用户(例如，房间的居住者)操作以 控制与墙壁开关1490进行通信的可着色窗的着色等级和其他功能。 最终用户可以操作墙壁开关1490来向相关联的可着色窗中的EC装 置400传达控制信号。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。在其他情况(例如，高需求 情况)下，来自主窗控制器1402的控制信号可以超控来自墙壁开关 1490的控制信号。每个墙壁开关1490也与叶或端窗控制器1410进 行通信以将与自墙壁开关1490发送的控制信号有关的信息(例如，时 间、日期、所请求的着色等级等)发送回到主窗控制器1402。在一些 情况下，可以手动操作墙壁开关1490。在其他情况下，可以由最终 用户使用远程装置(例如，手机、平板计算机等)来无线地控制墙壁开 关1490，所述远程装置例如使用红外(IR)信号和/或射频(RF)信号来发 送具有控制信号的无线通信。在一些情况下，墙壁开关1490可以包 括无线协议芯片，诸如蓝牙、EnOcean、WiFi、Zigbee等等。虽然图 12所描绘的墙壁开关1490定位于一个或多个墙壁上，但是系统1400 的其他实施方案可以具有定位于房间中其他位置的开关。
-居住查找表的实例
图13是包括居住查找表的实例的图示。所述表中的着色等级是 用T可见(可见光透射度)表示。针对特定空间类型的所计算的穿透深度 值(2英尺、4英尺、8英尺和15英尺)以及当太阳角度θ太阳介于窗受光 角度之间，即介于θ1＝30度与θ2＝120度之间时的不同组合，所述表 包括不同的着色等级(T可见值)。所述表是基于四个着色等级，包括4％ (最浅)、20％、40％以及63％。图13还示出了窗附近的桌子以及窗与 日光所成的受光角度的图，所述受光角度具有介于角度θ1与θ2之间的 角度θ太阳。这个图示出了太阳角度θ太阳与桌子的位置之间的关系。当太 阳的角度θ太阳介于受光角度之间，即介于θ1与θ2之间时，则日光可以 照在桌子的表面上。如果太阳角度θ太阳介于受光角度之间，即介于θ1与θ2之间(如果θ1<θ太阳<θ2)，且穿透深度满足为窗着色的准则，则将由 居住查找表确定的所述着色等级发送到窗控制器，所述窗控制器将控 制信号发送到窗中的EC装置，以将所述窗转变为所确定的着色等级。 这两个角度θ1和θ2可以针对每个窗进行计算或测量，并且与所述区域 的其他窗参数一起存储在区域/群组数据1508中。居住查找表的另一 个实例可以参见图8。
V.基于当前时间是否介于日出与日落之间而作出着色决定的控 制逻辑的实例
图14A是示出图5所示的控制逻辑的特定实现方式的流程图 3600。在操作3610处，控制逻辑确定当前时间是否介于日出与日落 之间。如果在操作3610处确定是在日出之前或在日落之后，则控制 逻辑发送信号来清除可着色窗中的着色并且进行到操作3920以确定 是否存在超控，例如，从来自操作者的信号中接收的超控命令。如果 在操作3610处经控制逻辑确定是介于日出与日落之间，则控制逻辑 继续确定太阳方位角是否介于可着色窗的临界角度之间(操作3620)。 虽然相对于单个可着色窗描述了某些控制方法，但是将理解，这些控 制方法可以用于控制一个或多个可着色窗或者具有一个或多个可着 色窗的某一区域。
图15描绘了具有桌子的房间和可着色窗的临界角度，在所述临 界角度内，太阳辐射穿过房间中的可着色窗照射到居住区域。当太阳 的方位角在这些临界角度内时，太阳的眩光可能会照在这种情况下由 坐在桌子旁的居住者限定的居住区域上。在图15中，太阳的方位角 被示出处于所示临界角度之外。
返回到图14A中的流程图，如果由控制逻辑在操作3620处确定 太阳方位角在临界角度之外，则绕过模块A，确实绕过之后，将“清 除”着色等级传递到模块B，并且在操作3800处使用模块B来进行计 算。如果确定太阳方位角介于临界角度之间，则在操作3700处使用模块A来进行计算，将来自模块A的着色等级传递到模块B，且之 后在操作3800处使用模块B来进行计算，并且从模块B输出着色等 级。
在操作3820处，控制逻辑确定传感器值是低于第一阈值1还是 高于第二阈值2。如果传感器值低于第一阈值1或高于第二阈值2， 则控制逻辑不使用模块C(操作3900)来进行确定。如果传感器值高于 第一阈值1并且低于第二阈值2，则控制逻辑使用模块C来进行确定。 在任一种情况下，控制逻辑都进行到操作3920以确定超控是否到位。
图14B是当天起先多云(例如，有雾)且当天稍后转晴(晴空)的一 天期间随着时间t从传感器取得的照度读数的曲线图。如图所示，照 度读数的值在早上7点之前低于下限，上升超过下限并接着超过上 限，且然后由于云层在早上10点之后就会消散掉，因此照度读数在 当天稍后时间会变得高得多。在传感器在早上7点之前读取到的照度 等级低于下限(例如，10W/m2)时，通过可着色窗的辐射的量并没有大 到足以影响居住者舒适性。在这种情况下，不需要对着色等级进行重 新评估，并且应用限定的着色等级(例如，最大窗透射率)。在传感器 在早上7点之后且在早上10点之前读取的读数介于下限与上限(例 如，100W/m2)之间时，将使用模块A、B和C来计算最终着色状态(等 级)。在传感器在早上10点之后读取的读数高于上限(例如，100W/m2) 时，将使用模块A和B来计算最终着色状态。
如上所述，图15描绘了具有桌子的房间和居住区域的临界角度， 在所述临界角度内，来自太阳的眩光会穿过可着色窗并照射在由坐在 桌子旁的居住者的工作空间限定的居住区域上。在图示中，太阳当前 具有的方位角处于临界角度之外。如果控制逻辑确定一个或多个太阳 角度在临界角度之外，则控制逻辑使用模块B来确定着色等级。如果 在临界角度内，则控制逻辑使用模块A和B来确定着色等级。如果 照度值高于下限且低于上限，则控制逻辑确定一个或多个太阳角度是 否在临界角度之外。如果在临界角度之外，则控制逻辑使用模块B 和C来确定着色等级。如果在临界角度内，则使用模块A、B和C 来确定着色等级。
VI.基于天气馈送数据而作出着色决定的控制逻辑
某些方面涉及实施控制逻辑的控制方法，所述控制逻辑基于从一 个或多个天气服务和/或其他数据来源接收的天气馈送数据而作出着 色决定。天气馈送数据通常包括与天气条件相关联的数据，例如像云 层覆盖百分比、能见度数据、风速数据、温度数据、降雨百分比概率 和/或湿度。通常，由窗控制器经由通信网络以信号形式接收天气馈 送数据。窗控制器具有处理器，所述处理器用于执行指令，所述指令 用于执行可以使用天气馈送数据来作出着色决定的控制逻辑。着色决 定以控制信号形式发送到一个或多个可着色窗。用于执行控制逻辑的 操作的指令存储在窗控制器的存储器或可由窗控制器访问的另一个存储器上。
根据某些方面，窗控制器可以通过通信接口经由通信网络将带有 对天气馈送数据的请求的信号发送到一个或多个天气服务(例如，两 个天气服务)。请求通常至少包括由实施控制逻辑的控制方法控制的 一个或多个可着色窗的位置的经度和纬度。作为响应，一个或多个天 气服务基于指定经度和纬度通过通信接口经由通信网络而发送带有 天气馈送数据的信号至窗控制器。
通信接口和网络可以是呈有线或无线形式。在一些情况下，天气 服务可能可通过天气网站访问。天气网站的实例可以参见 www.forecast.io。另一个实例是国家气象局(www.weather.gov)。天气 馈送数据可以是基于当前时间或可以是对未来时间的预测。
根据某些方面，控制逻辑使用来自多个天气服务的天气馈送数 据。例如，控制逻辑可以使用来自两个天气服务的天气馈送数据。作 为另一个实例，控制逻辑使用来自三个天气服务的天气馈送数据，以 此类推。使用来自多个天气服务的天气馈送数据在某些情况下可能是 优选的，以考虑到由天气服务使用来产生天气馈送数据的不同数据来 源。另外，各天气服务在其天气馈送数据的粒度方面也可能会基于位 置而不同。也就是说，某些天气服务可以基于特定位置而提供比其他 服务更为准确的数据。在一个实例中，控制逻辑可以使用统计技术来 分析来自多个天气服务的数据以确定可能的天气条件。
由于天气服务可能会提供不同的天气馈送数据，因此根据某些方 面的控制方法包括优先选择天气服务来用于天气馈送数据。例如，控 制方法可以检索其天气服务的优先顺序的存储列表，并且之后基于这 个优先顺序而选择可用天气服务。在一些情况下，可以基于由天气服 务提供的天气馈送数据的历史准确性或位置粒度而按优先顺序设置 所述天气服务。在选择一个或多个天气服务之后，控制方法经由通信 网络将带有对天气馈送数据的请求的一个或多个信号发送到选定天 气服务。在一种情况下，超控命令可以超控对多个天气来源的优先顺 序的使用。例如，窗控制器的操作者在作出着色决定的过程中可以发出超控命令来选择特定的天气来源，而不是使用基于优先顺序而选择 的天气来源。
在某些方面，控制逻辑将来自多个天气数据来源的天气馈送数据 组合，和/或将来自同一个天气来源的多种类型的天气馈送数据(例如， 云层覆盖百分比、能见度数据、风速数据、温度数据、降雨百分比概 率和湿度)组合来用于作出着色决定。在一些情况下，控制逻辑可以 将不同的阈值水平或权重因子应用于来自不同天气服务的天气馈送 数据。在一些情况下，控制逻辑可以根据天气来源对天气馈送数据应 用不同的滤波器。
使用天气馈送数据来作出着色决定的控制逻辑可以使用一种类 型的天气馈送数据，或可以使用不同类型的天气馈送数据的组合。例 如，某一控制逻辑将云层覆盖百分比用作着色决定中的度量。在另一 个实例中，某一控制逻辑使用风速和云层覆盖百分比的组合来作出着 色决定。在一些情况下，控制逻辑可以通过使用云层覆盖百分比、风 速和/或其他天气馈送数据来推断对确定可供用于其着色决定中的云 量的准确度量。
一方面，控制方法实施控制逻辑，所述控制逻辑通过将从通信网 络接收的天气馈送数据与从诸如屋顶式摄像机(例如，环形传感器)的 另一个本地来源接收的数据和/或地面数据进行组合来进行着色决 定。在一些情况下，所组合的数据对于特定位置来说可能是优选的。
在一些实施方案中，控制逻辑使用天气馈送数据以在缺乏阳光的 情况下基于对外部环境是否变暗的确定或者在云层原因情况下基于 来自天气馈送数据的云层覆盖百分比而确定在日出时(或刚好在日出 之后)和/或在日落时(或刚好在日落之前)的着色等级。例如，如果云 层覆盖百分比高于预定阈值水平，则控制逻辑确定天气是“多云的”。 如果云层覆盖百分比低于预定的低阈值水平，则控制逻辑确定天气是 “晴朗的”。在一种情况下，如果刚好是在日出之后并且天气被确定为 是“晴朗的”，则所述方法可以发送控制信号来增加着色。类似地，如 果天气被确定为是“多云的”，则控制逻辑可以发送控制信号来减少着 色(例如，使窗变透明)。
尽管描述了使用天气馈送数据的控制逻辑，但是在许多情况下， 相对于与当前时间相关联的天气馈送数据，一些控制方法可以基于从 一个或多个天气服务或其他数据来源接收的天气馈送数据而预测未 来时间的天气馈送数据。例如，控制逻辑可以对来自选定的一个或多 个天气来源的天气馈送数据的趋势进行分析，并且推断预测的未来 值。
一方面，控制方法使用控制逻辑，所述控制逻辑引用表格(例如， 查找表)，所述表格列出了对应于云层覆盖百分比的不同范围和/或天 气馈送数据的其他值范围的着色等级。例如，表格可以列出对应于 0％-10％云层覆盖百分比范围的最深着色等级以及对应于80％-100％ 云层覆盖百分比范围的透明着色等级。在这种表格的一个示例性实现 方式中，控制逻辑可以根据从一个或多个天气服务接收的天气馈送数 据来确定云层覆盖百分比的值，确定所确定的值从属的云层覆盖百分 比范围，并且之后确定所述表格中对应于所述确定的范围的着色等 级。
在某些方面，控制逻辑使用天气馈送数据来完善基于当天的当前 时间计算而作出的着色决定。在这些方面的一些中，控制逻辑使用天 气馈送数据来完善由模块A和/或模块B(例如，图5、图14A和图17-21 所示的控制逻辑)基于在或接近日出和日落时进行的当天的当前时间 计算而作出的着色决定。
在一个实例中，控制逻辑使用天气馈送数据以在缺乏阳光的情况 下基于对外部环境是否变暗的确定或者在云层原因情况下基于来自 天气馈送数据的云层覆盖百分比而确定在日出和/或日落之前的着色 等级。如果云层覆盖百分比高于预定阈值水平(例如，80％、70％、60％、 90％等)，则控制逻辑确定天气是“多云的”。如果云层覆盖百分比低于预定阈值水平，则控制方法确定天气是“晴朗的”。在一种情况下，如 果非常接近日出并且天气被确定为是“晴朗的”，则控制逻辑可以发送 控制信号来增加着色。类似地，如果非常接近日落并且天气被确定为 是“多云的”，则控制逻辑可以发送控制信号来减少着色(例如，使窗 变透明)。
在另一个实例中，在介于日出到日出之后(即，刚好在太阳出来 之后)的预定义第一时间延迟(T延迟1)之间的时间延迟时段和/或在介于 日落与日落之前(即，刚好在太阳下山之前)的预定义第二时间延迟(T 延迟2)之间的时间延迟时段期间，控制逻辑使用来自一个或多个天气服 务的天气馈送数据来确定天气是“多云的”还是“晴朗的”。日落之前的 时间延迟时段由以下内容确定：介于所计算的日落时间与所计算的日 落时间-预定义时间延迟(T延迟2)之间的时段。日出之后的时间延迟时 段由以下内容确定：介于所计算的日出时间与所计算的日出时间+时 间延迟1(T延迟1)之间的时段。在某些情况下，T延迟1＝T延迟2。所计算的日出/日落时间可以基于当前日期(日和年)以及可着色窗的位置处的 纬度和经度而确定。如果控制逻辑确定云层覆盖百分比高于预定阈值 水平(例如，80％、70％、60％、90％等)，则控制逻辑确定天气是“多 云的”。如果控制逻辑确定云层覆盖百分比低于预定阈值水平，则控 制逻辑确定天气是“晴朗的”。如果控制逻辑确定在时间延迟时段期间 天气是“晴朗的”，则控制逻辑发送信号来使用从模块B输出的着色等 级。如果控制逻辑确定在时间延迟时段期间天气是“多云的”，则控制 逻辑发送信号来使玻璃变透明。
-未利用可用传感器读数和/或模块C延迟的控制方法
在某些情况下，传感器读数可能不可用来确定可着色窗处的当前 太阳辐射水平。例如，可着色窗可能不具有用于测量太阳辐射水平的 传感器。作为另一个实例，可着色窗可以具有传感器，但是传感器可 能不起作用(例如，已关闭或发生故障)。在后一个实例中，控制逻辑 可以包括监测操作以确定传感器何时不起作用。
在可着色窗不具有可用的传感器读数的情况下，其窗控制器可以 执行具有本文描述的某些控制方法的逻辑的指令，所述指令可以在不 具有传感器读数的情况下基于经由通信网络从一个或多个天气服务 或者其他数据来源接收的天气馈送数据而作出着色决定。定期地(例 如，每五分钟、每两分钟等)，控制逻辑经由通信网络将对天气馈送 数据的一个或多个请求发送到一个或多个天气服务。作为响应，一个 或多个天气服务经由通信网络将带有天气馈送数据的一个或多个信 号发送到窗控制器。控制逻辑基于所接收的天气馈送数据而确定天气 是“多云的”还是“晴朗的”。例如，控制逻辑可以基于来自一个或多个天气服务的云层覆盖百分比而确定天气是“多云的”还是“晴朗的”。如 果云层覆盖百分比被确定为高于阈值水平(例如，80％云层覆盖)，则 控制逻辑确定天气是“多云的”。如果云层覆盖百分比被确定为低于阈 值水平，则控制逻辑确定天气是“晴朗的”。云量的阈值水平可以在一 些情况下为约70％，在一些情况下为约80％，在一些情况下为约90％， 或在一些情况下为约95％。如果控制逻辑确定天气是“多云的”，则控 制方法超控(不使用)来自模块B的晴空辐射确定和/或来自模块A的 穿透水平计算，并且降低着色等级。在一种情况下，控制逻辑基于云 层覆盖百分比的水平而降低着色等级。例如，控制逻辑可以在存储于 窗控制器处的存储器中的查找表中查找对应于特定云层覆盖百分比 的最终着色等级。
在某些方面，控制逻辑包括模块C延迟操作，所述模块C延迟 操作在执行可能降低着色等级的模块C的操作之前设定某一时间延 迟。模块C延迟操作的实施可以避免某些情况下的不当的低着色等 级。例如，可能会出现以下情况：就在日出之前，模块C已经发送着色命令来降低着色等级，并且转变为较低着色等级将花费的时间(转 变时间)的持续时间足够长以至于转变要在日出之后完成。在这种情 况下，可着色窗刚好在日出之后太阳辐射可能以低角度照射穿过可着 色窗时具有不当地低的着色，从而引起眩光。在这些情况下，控制逻 辑可以实施模块C延迟操作以延迟实施可能会不当地降低着色等级 的模块C的操作。在一个实例中，时间延迟(T延迟)持续一段时间，例 如像从日出直到刚好在日出之后，或作为另一个实例，刚好在日落之 前直到日落。在另一个实例中，时间延迟(T延迟)持续一段时间，例如 像刚好在日出之前直到刚好在日出之后，或作为另一个实例，刚好在 日落之前直到刚好在日落之后。在模块C延迟期间，控制逻辑使用模 块A和/或B中作出的确定的结果来确定着色等级，并且绕过模块C。 T延迟的值可以是例如一个小时、两个小时、三个小时、15分钟、20 分钟、30分钟等。在一个实例中，T延迟被设定为存储在窗控制器处的 存储器中的可着色窗的转变时间。
1.利用模块C延迟的控制方法的实例
图16是示出根据实施方案的图5所示的控制逻辑的特定实现方 式的流程图2100。控制逻辑使用模块A、B和C来确定可着色窗的 着色等级，并且发送指令来使可着色窗转变。在这个实例中，控制逻 辑用于使用模块C延迟的控制方法。
虽然相对于单个可着色窗描述了这个图16中示出的控制逻辑和 本文描述的其他控制逻辑(例如，图14A、图16、图17、图18、图 19、图20、图21中的逻辑)，但是将理解，控制逻辑可以用于确定多 个可着色窗或具有一个或多个可着色窗的某一区域的着色等级。当确定某一区域的着色等级时，可以在某些逻辑操作中使用代表性可着色 窗来确定着色等级，并且可以在所述区域的一个或多个窗处实施所确 定的着色等级。
在操作2110处，控制逻辑确定太阳方位角在当前时间是否介于 可着色窗的临界角度之间。图15中示出了具有桌子的房间和照射穿 过可着色窗的太阳的相关联的临界角度的实例。如果太阳的方位角在 临界角度内，则太阳的眩光会照射在居住区域上。在图15中，居住 区域由坐在桌子旁的居住者限定，并且太阳的方位角被示出处于可着 色窗的临界角度之外。虽然本文相对于单个可着色窗描述了这种控制 方法和其他控制方法，但是将理解，这些控制方法可以用于控制多个 可着色窗或者具有一个或多个可着色窗的某一区域。
如果在操作2110处确定太阳方位角在当前时间处于临界角度之 外，则控制逻辑绕过模块A的操作，从而将“透明”等级传递到模块B。 控制逻辑之后使用模块B的操作来基于晴空辐照度计算而确定并输 出着色等级(“T2”)(操作2130)。
如果在操作2110处确定太阳方位角介于临界角度之间，则使用 模块A的操作来基于日光穿透度而确定并输出着色等级(“T1”)(操作 2120)。然后，使用模块B的操作(操作2130)来基于晴空辐照度计算 而确定着色等级(“T2”)并从模块B输出所述着色等级，并且控制逻辑 进行到操作2140。通常，模块B的操作会从由模块A的操作输出的 着色等级(“T1”)增加着色。
在图16所示的实例中，控制逻辑在模块C延迟时间段内具有模 块C延迟，所述模块C延迟避免使用(绕过)可能会从模块A/B中的输 出降低着色等级的模块C的操作，所述模块C延迟时间段是基于模 块C延迟T延迟的接近日出或日落的时间段。在操作2140处，控制逻 辑通过确定当前时间是否在时间延迟时段内来确定当前时间是否在 模块C延迟内。例如，模块C延迟时间段可以被定义为从日出开始 并在日出之后持续T延迟的时间段。在这个实例中，控制逻辑对日出< 当前时间<日出+T延迟1是否成立进行确定。作为另一个实例，模块C 延迟时间段可以被定义为从日落之前的预定义时间开始并持续到日 落为止的时间段。在这个实例中，控制逻辑对日落–T延迟2<当前时间< 日落是否成立进行确定。控制逻辑基于天文计算器使用当前日期来计 算日出和/或日落的时间。T延迟可以是例如一个小时、两个小时、三个 小时、15分钟、20分钟、30分钟等。T延迟可以被设定为窗的转变时 间。
虽然图16-21中描述的控制逻辑被描述为在日出和/或日落时具 有模块C时间延迟，但是根据另一方面，其他时间延迟时段也可以与 这个控制逻辑一起使用。
如果在操作2140处由控制逻辑确定当前时间在模块C延迟内， 则使用在操作2130处确定的从模块B输出的着色等级(2170)，绕过 模块C，并且控制逻辑进行到操作2180以确定超控是否到位。如果 确定超控已经到位，则控制逻辑在操作2190处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着色转变为超控着色等级的电压分布。如果 超控并未到位，则控制逻辑在操作2190处将控制命令发送到可着色 窗的电压源以提供使着色转变为在操作2130处由模块B确定的着色 等级的电压分布。
如果在操作2140处由控制逻辑确定当前时间处于模块C延迟时 间段之外，则控制逻辑在操作2150处确定当前传感器读数是否介于 下限(阈值2)与上限(阈值1)之间(即，下限(阈值2)<当前传感器读数< 上限(阈值1)。如果当前传感器读数介于下限(阈值2)与上限(阈值1) 之间，则使用从模块B输出的着色等级(操作2170)，绕过模块C，并 且控制逻辑进行到操作2180以确定超控是否到位。如果确定超控已 经到位，则控制逻辑在操作2190处将控制命令发送到可着色窗的电 压源以提供使着色转变为超控着色等级的电压分布。如果超控并未到 位，则控制逻辑在操作2190处将控制命令发送到可着色窗的电压源 以提供使着色转变为在操作2130处由模块B确定的着色等级的电压 分布。
如果控制逻辑在操作2150处确定当前传感器读数高于上限(阈值 1)或低于下限(阈值2)，则实施模块C的操作(操作2160)以基于辐照 度的当前传感器读数而完善着色等级以考虑到被阻挡和/或反射的辐 射。一般而言，模块C从由模块A/B输出的着色等级降低着色，因 为所述模块C考虑到了被阻挡和反射的辐射。控制逻辑之后进行到操 作2180以确定超控是否到位。如果确定超控已经到位，则控制逻辑 在操作2190处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着色转 变为超控着色等级的电压分布。如果超控并未到位，则控制逻辑在操 作2190处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着色转变为 在操作2160处由模块C输出的着色等级的电压分布。
2.利用模块C延迟的控制方法的实例
图17是示出根据实施方案的图5所示的控制逻辑的特定实现方 式的流程图2200。控制逻辑使用模块A、B和C来确定可着色窗的 着色等级，并且发送指令来使所述窗转变。在这个实例中，控制逻辑 用于使用模块C延迟的控制方法。虽然在单一可着色窗方面描述了控 制逻辑，但是将理解，控制逻辑可以用于确定多个可着色窗或者具有 一个或多个可着色窗的某一区域的着色等级。当确定某一区域的着色 等级时，可以在某些逻辑操作中使用代表性可着色窗来确定着色等 级，并且可以在所述区域的一个或多个窗处实施所确定的着色等级。
在操作2210处，控制逻辑确定太阳方位角在当前时间是否介于 可着色窗的临界角度之间。虽然本文相对于单个可着色窗描述了这种 控制方法和其他控制方法，但是将理解，这些控制方法可以用于控制 多个可着色窗或者具有一个或多个可着色窗的某一区域。
如果在操作2210处确定太阳方位角在当前时间处于临界角度之 外，则控制逻辑绕过模块A的操作，从而将“透明”等级传递到模块B。 控制逻辑之后使用模块B的操作来基于晴空辐照度计算而确定并输 出着色等级(“T2”)。
如果在操作2210处确定太阳方位角介于临界角度之间，则模块 A的操作基于日光穿透度而确定并输出着色等级(“T1”)(操作2220)。 然后，使用模块B的操作(操作2230)来基于晴空辐照度计算而确定着 色等级(“T2”)并从模块B输出所述着色等级，并且控制逻辑进行到操 作2232。然后，在操作2230处使用模块B来基于晴空辐照度计算而 从模块B确定着色等级(“T2”)，并且控制逻辑进行到操作2232。通常， 模块B的操作会从由模块A的操作输出的着色等级(“T1”)增加着色。
在操作2232处，控制逻辑确定是否不存在可用的传感器读数(例 如，在可着色窗处于演示模式时)。例如，如果可着色窗是演示窗或 不具有传感器的填充性窗，则控制逻辑可以确定传感器读数不可用。 在另一个实例中，如果可着色窗具有传感器，但是传感器不起作用， 则控制逻辑可以确定传感器读数不可用。
如果控制逻辑确定可着色窗不具有可用的传感器读数，则控制逻 辑继续在操作2234处来设定使玻璃变透明的着色等级，并且之后进 行到操作2280以确定超控是否到位。如果确定超控已经到位，则控 制逻辑在操作2290处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使 着色转变为超控着色等级的电压分布。如果超控并未到位，则控制逻 辑在操作2190处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着色 转变为使玻璃变透明的着色等级的电压分布。
然而，如果控制逻辑在操作2232处确定传感器读数是可用的， 则控制逻辑进行到操作2240。在操作2240处，控制逻辑确定当前时 间是否在模块C延迟的时间段内。例如，模块C延迟时间段可以被 定义为从日出开始并在日出之后持续T延迟的时间段。在这个实例中，控制逻辑对日出<当前时间<日出+T延迟1是否成立进行确定。作为另一 个实例，模块C延迟时间段可以被定义为从日落之前的预定义时间开 始并持续到日落为止的时间段。在这个实例中，控制逻辑对日落–T延迟2<当前时间<日落是否成立进行确定。控制逻辑基于天文计算器使用 当前日期来计算日出和/或日落的时间。T延迟可以是例如一个小时、两 个小时、三个小时、15分钟、20分钟、30分钟等。T延迟可以被设定 为窗的转变时间。
如果在操作2240处由控制逻辑确定当前时间在模块C延迟内， 则使用在操作2230处确定的从模块B输出的着色等级(2270)，绕过 模块C，并且控制逻辑进行到操作2280以确定超控是否到位。如果 确定超控已经到位，则控制逻辑在操作2290处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着色转变为超控着色等级的电压分布。如果 超控并未到位，则控制逻辑在操作2290处将控制命令发送到可着色 窗的电压源以提供使着色转变为在操作2230处由模块B确定的着色 等级的电压分布。
如果确定超控已经到位，则控制逻辑在操作2290处将命令发送 到窗的电压源以提供使着色转变为操作2290处的超控着色等级的电 压分布。如果确定超控并未到位，则控制逻辑在操作2290处将控制 命令发送到窗的电压源以提供使着色转变为由模块B确定的着色等 级的电压分布。
如果在操作2240处由控制逻辑确定当前时间处于模块C延迟之 外，则控制逻辑在操作2250处确定当前传感器读数是否介于下限(阈 值2)与上限(阈值1)之间(即，下限(阈值2)<当前传感器读数<上限(阈 值1)。
如果当前传感器读数介于下限(阈值2)与上限(阈值1)之间，则使 用从模块B输出的着色等级(操作2270)，绕过模块C，并且控制逻辑 进行到操作2280以确定超控是否到位。如果确定超控已经到位，则 控制逻辑在操作2290处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供 使着色转变为超控着色等级的电压分布。如果超控并未到位，则控制 逻辑在操作2290处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着 色转变为在操作2230处由模块B确定的着色等级的电压分布。
如果控制逻辑在操作2250处确定当前传感器读数高于上限(阈值 1)或低于下限(阈值2)，则实施模块C的操作(操作2260)以基于辐照 度的当前传感器读数而完善着色等级以考虑到被阻挡和/或反射的辐 射。一般而言，模块C从由模块A/B输出的着色等级降低着色，因 为所述模块C考虑到了被阻挡和反射的辐射。然后，控制逻辑进行到 操作2280以确定超控是否到位。如果超控已经到位，则控制方法在 操作2290处将命令发送到窗的电压源以提供使着色转变为超控着色 等级的电压分布。如果超控并未到位，则控制方法在操作2290处将 控制命令发送到窗或区域的电压源以提供使着色转变为在操作2160 处由模块C输出的着色等级的电压分布。
3.利用模块C延迟和天气馈送数据的控制方法的实例
图18是示出根据实施方案的图5所示的控制逻辑的特定实现方 式的流程图2300。控制逻辑使用模块A、B和C来确定可着色窗的 着色等级，并且发送指令来使所述窗转变。在这个实例中，控制逻辑 用于使用模块C延迟和天气馈送数据的控制方法。虽然在单一可着色 窗方面描述了控制逻辑，但是将理解，控制逻辑可以用于确定多个可 着色窗或者具有一个或多个可着色窗的某一区域的着色等级。当确定 某一区域的着色等级时，可以在某些逻辑操作中使用代表性可着色窗 来确定着色等级，并且可以在所述区域的一个或多个窗处实施所确定 的着色等级。
在操作2310处，控制逻辑确定太阳方位角在当前时间是否介于 可着色窗的临界角度之间。如果在操作2310处确定太阳方位角在当 前时间处于临界角度之外，则控制逻辑绕过模块A的操作，从而将“透 明”等级传递到模块B。控制逻辑之后使用模块B的操作来基于晴空 辐照度计算而确定并输出着色等级(“T2”)。
如果在操作2310处确定太阳方位角介于临界角度之间，则模块 A的操作基于日光穿透度而确定并输出着色等级(“T1”)(操作2320)。 然后，使用模块B的操作(操作2330)来基于晴空辐照度计算而确定着 色等级(“T2”)并从模块B输出所述着色等级，并且控制逻辑进行到操 作2340。然后，在操作2330处使用模块B来基于晴空辐照度计算而 从模块B确定着色等级(“T2”)，并且控制逻辑进行到操作2232。通常， 模块B的操作会从由模块A的操作输出的着色等级(“T1”)增加着色。
在某些实例，诸如图17和图18所示的实例中，控制逻辑对模块 C延迟进行设定，所述模块C延迟绕过在日出和/或日落时的一段时 间(T延迟)内可能会降低着色等级的模块C的操作。在操作2340处，控 制逻辑确定当前时间是否在模块C延迟时段的时间段内。例如，模块 C延迟时间段可以被定义为从日出开始并在日出之后持续T延迟的时间 段。在这个实例中，控制逻辑对日出<当前时间<日出+T延迟1是否成立 进行确定。作为另一个实例，模块C延迟时间段可以被定义为从日落 之前的预定义时间开始并持续到日落为止的时间段。在这个实例中， 控制逻辑对日落–T延迟2<当前时间<日落是否成立进行确定。控制逻辑 基于天文计算器使用当前日期来计算日出和/或日落的时间。T延迟可以 是例如一个小时、两个小时、三个小时、15分钟、20分钟、30分钟 等。T延迟可以被设定为窗的转变时间。
如果在操作2340处由控制逻辑确定当前时间在模块C延迟的时 间段内，则绕过模块C，并且控制逻辑在操作2342处使用天气馈送 数据来确定是否存在云层覆盖。在一个实例中，控制逻辑经由通信网 络将对天气馈送数据的请求发送到一个或多个天气服务。作为响应， 一个或多个天气服务将天气馈送数据发送到执行控制逻辑的指令的 窗控制器。控制逻辑根据天气馈送数据来确定当前云层覆盖百分比。
在操作2342处，控制逻辑确定当前云层覆盖百分比是否小于阈 值百分比水平，例如像80％。如果控制逻辑确定云层覆盖百分比小于 阈值水平，则控制逻辑确定天气是“晴朗”条件并且进行到操作2370 以使用在操作2330处从模块B输出的着色等级。然后，控制逻辑进 行到操作2380以确定超控是否到位。如果确定超控已经到位，则控 制逻辑在操作2390处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使 着色转变为超控着色等级的电压分布。如果超控并未到位，则控制逻 辑在操作2390处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着色 转变为在操作2330处从模块B输出的着色等级的电压分布。
如果控制逻辑在操作2342处确定云层覆盖百分比大于阈值水 平，则控制逻辑确定天气是“多云”条件，并且在操作2344处确定设 定使可着色窗变透明的着色等级。然后，控制逻辑进行到操作2380 以确定超控是否到位。如果确定超控已经到位，则控制逻辑在操作2390处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着色转变为超 控着色等级的电压分布。如果超控并未到位，则控制逻辑在操作2390 处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着色转变为使可着 色窗变透明的着色等级(例如，转变为最终漂白状态)的电压分布。
如果在操作2340处由控制逻辑确定当前时间处于模块C延迟时 间段之外，则控制逻辑在操作2350处确定当前传感器读数是否介于 下限(阈值2)与上限(阈值1)之间(即，下限(阈值2)<当前传感器读数< 上限(阈值1)。如果当前传感器读数介于下限(阈值2)与上限(阈值1) 之间，则使用从模块B输出的着色等级(操作2370)，绕过模块C，并 且控制逻辑进行到操作2380以确定超控是否到位。如果确定超控已 经到位，则控制逻辑在操作2390处将控制命令发送到可着色窗的电 压源以提供使着色转变为超控着色等级的电压分布。如果超控并未到 位，则控制逻辑在操作2390处将控制命令发送到可着色窗的电压源 以提供使着色转变为在操作2330处由模块B确定的着色等级的电压 分布。
如果控制逻辑在操作2350处确定当前传感器读数高于上限(阈值 1)或低于下限(阈值2)，则实施模块C的操作(操作2360)以基于辐照 度的当前传感器读数而完善着色等级以考虑到被阻挡和/或反射的辐 射。一般而言，模块C从由模块A/B输出的着色等级降低着色，因 为所述模块C考虑到了被阻挡和反射的辐射。控制逻辑之后进行到操 作2380以确定超控是否到位。如果确定超控已经到位，则控制逻辑 在操作2390处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着色转 变为超控着色等级的电压分布。如果超控并未到位，则控制逻辑在操 作2390处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着色转变为 在操作2360处由模块C输出的着色等级的电压分布。
4.利用模块C延迟和天气馈送数据的控制方法的实例
图19是示出根据实施方案的图5所示的控制逻辑的特定实现方 式的流程图2400。控制逻辑使用模块A、B和C来确定可着色窗的 着色等级，并且发送指令来使所述窗转变。在这个实例中，控制逻辑 用于使用模块C延迟和天气馈送数据的控制方法。
在操作2410处，控制逻辑确定太阳方位角在当前时间是否介于 可着色窗的临界角度之间。如果在操作2410处确定太阳方位角在当 前时间处于临界角度之外，则控制逻辑绕过模块A的操作，从而将“透 明”等级传递到模块B。控制逻辑之后使用模块B的操作来基于晴空 辐照度计算而确定并输出着色等级(“T2”)(操作2430)，并且控制逻辑 进行到操作2432。
如果在操作2410处确定太阳方位角介于临界角度之间，则使用 模块A的操作来基于日光穿透度而确定并输出着色等级(“T1”)(操作 2420)。然后，使用模块B的操作(操作2430)来基于晴空辐照度计算 而确定着色等级(“T2”)并从模块B输出所述着色等级，并且控制逻辑 进行到操作2432。通常，模块B的操作会从由模块A的操作输出的 着色等级(“T1”)增加着色。
在操作2432处，控制逻辑确定是否不存在可用的传感器读数(例 如，在可着色窗处于演示模式时)。例如，如果可着色窗是演示窗或 不具有传感器的填充性窗，则控制逻辑可以确定传感器读数不可用。 在另一个实例中，如果可着色窗具有传感器，但是传感器不起作用， 则控制逻辑可以确定传感器读数不可用。
如果控制逻辑确定不具有可用的传感器读数，则控制逻辑进行到 操作2434以使用天气馈送数据来确定是否存在云层覆盖。控制逻辑 通过确定云层覆盖百分比是否小于阈值水平，例如像80％来确定是否 存在云层覆盖。如果控制逻辑确定云层覆盖百分比小于阈值水平，则 控制逻辑确定天气是“晴朗”条件并且进行到操作2470以使用在操作 2430处从模块B输出的着色等级。然后，控制逻辑进行到操作2480 以确定超控是否到位。如果确定超控已经到位，则控制逻辑在操作2490处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着色转变为超 控着色等级的电压分布。如果超控并未到位，则控制逻辑在操作2490 处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着色转变为在操作 2430处从模块B输出的着色等级的电压分布。
如果控制逻辑在操作2434处确定云层覆盖百分比大于阈值水 平，则控制逻辑确定天气是“多云”条件，并且在操作2436处确定设 定使可着色窗变透明的着色等级。然后，控制逻辑进行到操作2480 以确定超控是否到位。如果确定超控已经到位，则控制逻辑在操作 2490处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着色转变为超 控着色等级的电压分布。如果超控并未到位，则控制逻辑在操作2490 处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着色转变为使可着 色窗变透明的着色等级(例如，转变为最终漂白状态)的电压分布。
然而，如果控制逻辑在操作2432处确定传感器读数是可用的， 则控制逻辑进行到操作2440。在操作2440处，控制逻辑确定当前时 间是否在模块C延迟时段内。例如，模块C延迟时间段可以被定义 为从日出开始并在日出之后持续T延迟的时间段。在这个实例中，控制逻辑对日出<当前时间<日出+T延迟1是否成立进行确定。作为另一个实 例，模块C延迟时间段可以被定义为从日落之前的预定义时间开始并 持续到日落为止的时间段。在这个实例中，控制逻辑对日落–T延迟2< 当前时间<日落是否成立进行确定。控制逻辑基于天文计算器使用当 前日期来计算日出和/或日落的时间。T延迟可以是例如一个小时、两个 小时、三个小时、15分钟、20分钟、30分钟等。T延迟可以被设定为 窗的转变时间。
如果在操作2440处确定当前时间在模块C延迟的时间段内，则 绕过模块C，并且控制逻辑进行到操作2434以使用天气馈送数据来 确定是否存在云层覆盖。例如，控制逻辑可以经由通信网络将对天气 馈送数据的请求发送到一个或多个天气服务。作为响应，一个或多个 天气服务将天气馈送数据发送到执行控制逻辑的指令的窗控制器。控 制逻辑根据天气馈送数据来确定当前云层覆盖百分比。
如果在操作2440处由控制逻辑确定当前时间处于模块C延迟时 间段之外，则控制逻辑在操作2450处确定当前传感器读数是否介于 下限(阈值2)与上限(阈值1)之间(即，下限(阈值2)<当前传感器读数< 上限(阈值1)。如果当前传感器读数介于下限(阈值2)与上限(阈值1) 之间，则使用从模块B输出的着色等级(操作2470)，绕过模块C，并 且控制逻辑进行到操作2480以确定超控是否到位。如果确定超控已 经到位，则控制逻辑在操作2490处将控制命令发送到可着色窗的电 压源以提供使着色转变为超控着色等级的电压分布。如果超控并未到 位，则控制逻辑在操作2490处将控制命令发送到可着色窗的电压源 以提供使着色转变为在操作2430处由模块B确定的着色等级的电压 分布。
如果控制逻辑在操作2450处确定当前传感器读数高于上限(阈值 1)或低于下限(阈值2)，则实施模块C的操作(操作2460)以基于辐照 度的当前传感器读数而完善着色等级以考虑到被阻挡和/或反射的辐 射。一般而言，模块C从由模块A/B输出的着色等级降低着色，因 为所述模块C考虑到了被阻挡和反射的辐射。控制逻辑之后进行到操 作2480以确定超控是否到位。如果确定超控已经到位，则控制逻辑 在操作2490处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着色转 变为超控着色等级的电压分布。如果超控并未到位，则控制逻辑在操 作2490处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着色转变为 在操作2460处由模块C输出的着色等级的电压分布。
5.利用模块C延迟和天气馈送数据的控制方法的实例
图20是示出根据实施方案的图5所示的控制逻辑的特定实现方 式的流程图2500。图21是根据实施方案的图20中所示的流程图的 模块C2 2560内的操作的流程图。控制逻辑使用模块A、B和C2来 确定可着色窗的着色等级，并且发送指令来使可着色窗转变。在这个实例中，控制逻辑用于使用模块C2延迟和天气馈送数据的控制方法。 虽然在单一可着色窗方面描述了控制逻辑，但是将理解，控制逻辑可 以用于确定多个可着色窗或者具有一个或多个可着色窗的某一区域 的着色等级。
在操作2510处，控制逻辑确定太阳方位角在当前时间是否介于 可着色窗的临界角度之间。如果在操作2510处确定太阳方位角在当 前时间处于临界角度之外，则控制逻辑绕过模块A的操作，从而将“透 明”等级传递到模块B。控制逻辑之后使用模块B的操作来基于晴空 辐照度计算而确定并输出着色等级(“T2”)(操作2530)。
如果在操作2510处确定太阳方位角介于临界角度之间，则使用 模块A的操作来基于日光穿透度而确定并输出着色等级(“T1”)(操作 2520)。然后，使用模块B的操作(操作2530)来基于晴空辐照度计算 而确定着色等级(“T2”)并从模块B输出所述着色等级，并且控制逻辑 进行到操作2532。通常，模块B的操作会从由模块A的操作输出的 着色等级(“T1”)增加着色。
在操作2532处，控制逻辑确定是否不存在可用的传感器读数(例 如，在可着色窗处于演示模式时)。例如，如果可着色窗是演示窗或 不具有传感器的填充性窗，则控制逻辑可以确定传感器读数不可用。 在另一个实例中，如果可着色窗具有传感器，但是传感器不起作用， 则控制逻辑可以确定传感器读数不可用。
如果控制逻辑确定不具有可用的传感器读数，则控制逻辑进行到 操作2534以使用天气馈送数据来确定是否存在云层覆盖。控制逻辑 通过确定云层覆盖百分比是否小于阈值水平，例如像80％来确定是否 存在云层覆盖。如果控制逻辑确定云层覆盖百分比小于阈值水平，则 控制逻辑确定天气是“晴朗”条件并且进行到操作2570以使用在操作 2530处从模块B输出的着色等级。然后，控制逻辑进行到操作2580 以确定超控是否到位。如果确定超控已经到位，则控制逻辑在操作2590处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着色转变为超 控着色等级的电压分布。如果超控并未到位，则控制逻辑在操作2590 处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着色转变为在操作 2530处从模块B输出的着色等级的电压分布。
如果控制逻辑在操作2534处确定云层覆盖百分比大于阈值水 平，则控制逻辑确定天气是“多云”条件，并且在操作2536处确定设 定使可着色窗变透明的着色等级。然后，控制逻辑进行到操作2580 以确定超控是否到位。如果确定超控已经到位，则控制逻辑在操作 2590处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着色转变为超 控着色等级的电压分布。如果超控并未到位，则控制逻辑在操作2590 处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着色转变为使可着 色窗变透明的着色等级(例如，转变为最终漂白状态)的电压分布。
然而，如果控制逻辑在操作2532处确定传感器读数是可用的， 则控制逻辑进行到操作2540。在操作2540处，控制逻辑通过确定当 前时间是否在时间延迟时段内来确定当前时间是否在模块C2延迟 内。例如，模块C2延迟时间段可以被定义为从日出开始并在日出之后持续T延迟的时间段。在这个实例中，控制逻辑对日出<当前时间< 日出+T延迟1是否成立进行确定。作为另一个实例，模块C延迟时间段 可以被定义为从日落之前的预定义时间开始并持续到日落为止的时 间段。在这个实例中，控制逻辑对日落–T延迟2<当前时间<日落是否成立进行确定。控制逻辑基于天文计算器使用当前日期来计算日出和/ 或日落的时间。T延迟可以是例如一个小时、两个小时、三个小时、15 分钟、20分钟、30分钟等。T延迟可以被设定为窗的转变时间。
如果在操作2540处确定当前时间在模块C延迟内，则绕过模块 C2，并且控制逻辑进行到操作2534以使用天气馈送数据来确定云层 覆盖。例如，控制逻辑可以经由通信网络将对天气馈送数据的请求发 送到一个或多个天气服务。作为响应，一个或多个天气服务将天气馈 送数据发送到执行控制逻辑的指令的窗控制器。控制逻辑根据天气馈 送数据来确定当前云层覆盖百分比。
如果在操作2540处确定当前时间处于模块C2延迟时间段之外， 则控制逻辑在操作2550处确定当前传感器读数是否介于下限(阈值2) 与上限(阈值1)之间(即，下限(阈值2)<当前传感器读数<上限(阈值1)。 如果当前传感器读数介于下限(阈值2)与上限(阈值1)之间，则使用从 模块B输出的着色等级(操作2570)，绕过模块C2，并且控制逻辑进 行到操作2580以确定超控是否到位。如果确定超控已经到位，则控 制逻辑在操作2590处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使 着色转变为超控着色等级的电压分布。如果超控并未到位，则控制逻 辑在操作2590处将控制命令发送到可着色窗的电压源以提供使着色 转变为在操作2530处由模块B确定的着色等级的电压分布。
如果控制逻辑在操作2550处确定当前传感器读数高于上限(阈值 1)或低于下限(阈值2)，则实施模块C2的操作(操作2560)以基于辐照 度的当前传感器读数而完善着色等级以考虑到被阻挡和/或反射的辐 射。一般而言，模块C2从由模块A/B输出的着色等级降低着色，因 为所述模块C2考虑到了被阻挡和反射的辐射。取决于如参考图21 所描述的来自模块C2的操作，控制逻辑可以进行到操作2570以使用 从模块B输出的着色等级，进行到操作2536以设定变透明(“使玻璃 变透明”)的着色等级，或进行到操作2580以确定超控是否到位。如 果图21中的模块C2的操作指示控制逻辑进行到操作2580并且确定 超控已经到位，则控制逻辑在操作2590处将控制命令发送到可着色 窗的电压源以提供使着色转变为超控着色等级的电压分布。如果图 21中的模块C2的操作指示控制逻辑进行到操作2580并且超控并未 到位，则控制逻辑在操作2590处将控制命令发送到可着色窗的电压 源以提供使着色转变为在操作2560处由模块C2输出的着色等级的电 压分布。
图21示出了模块C2的操作的细节。在操作2610处，控制逻辑 将信号发送到传感器以获取读数。作为响应，传感器进行测量并且将 带有传感器读数的信号发送到窗控制器。在操作2620处，控制逻辑 经由通信网络将带有对天气馈送数据的请求的信号发送到一个或多 个天气服务(或天气馈送数据的其他来源)。作为响应，一个或多个天 气服务将带有天气馈送数据的一个或多个信号发送到窗控制器。如果 使用多个天气服务，则控制逻辑还对天气馈送数据应用中值滤波器。 中值滤波器根据从多个天气馈送服务接收的多个值来计算单一值。在 一个实例中，中值滤波器可以根据从多个天气服务接收的天气馈送数 据来确定平均值。作为另一个实例，中值滤波器可以确定从多个天气 服务接收的天气馈送数据的平均值。
在操作2630处，控制逻辑确定传感器读数和天气馈送数据是否 是好的。在一些情况下，如果信息可用，则认为信息是好的。
在操作2640处，控制逻辑确定传感器读数与天气馈送数据是否 一致。控制逻辑可以确定传感器读数显示的条件以及天气馈送数据显 示的条件。例如，控制逻辑可以确定如果天气馈送数据的云层覆盖百 分比高于云层覆盖阈值水平，则所述云层覆盖百分比显示“多云”，并 且如果所述云层覆盖百分比低于云层覆盖阈值水平，则所述云层覆盖 百分比显示“晴朗/晴天”。在这个实例中，控制逻辑还可以确定如果传 感器读数低于辐射阈值水平，则所述传感器读数显示“多云”，并且如 果所述传感器读数高于辐射阈值水平，则所述传感器读数显示“晴朗/ 晴天”。如果控制逻辑通过显示相同条件(均为“多云”或均为“晴朗/晴 天”)而确定传感器读数与天气馈送数据一致，则控制逻辑进行到操作 2540。如果控制逻辑确定传感器读数与天气馈送数据不一致，则控制 逻辑进行到操作2650。
在操作2650处，控制逻辑确定传感器读数是否显示“晴天”并且 云层覆盖百分比是否显示“多云”。如果传感器读数显示“晴天”并且云 层覆盖百分比显示“多云”，则控制逻辑使用传感器读数而不是云层覆 盖百分比来确定着色等级，并且控制逻辑进行到操作2580。如果传 感器读数显示“多云”并且云层覆盖百分比显示“晴天”，则控制逻辑使 用云层覆盖百分比来确定着色等级，并且控制逻辑进行到操作2540。 以此方式，如果传感器读数与云层覆盖数据不一致，则控制逻辑针对 “晴天”条件使用更保守(更深)的着色等级。
如果在操作2630处控制逻辑确定传感器读数或天气馈送数据是 坏的，则控制逻辑进行到操作2680。在操作2680处，控制逻辑确定 传感器读数是否是坏的。如果传感器读数是不坏的，则控制逻辑进行 到操作2692以使用好的传感器数据，并且进行到操作2580。如果数 据不可用，则可能认为数据是坏的。
如果控制逻辑在操作2680处确定传感器读数是坏的，则控制逻 辑确定是否存在可用的百分比云层覆盖数据。如果百分比云层覆盖数 据可用，则控制逻辑在操作2720使用云层覆盖数据并继续进行操作 2540。如果云层覆盖百分比数据不可用，则控制逻辑在操作2710使 用传感器读数并继续进行操作2580。
本文描述的控制方法基于对光电传感器读数和其他输入数据的 大幅振荡的统计评估而作出着色决定。在一个实施方案中，基于控制 方法的着色决定还可以诸如通过包括矩形窗而考虑到小幅振荡。使用 矩形窗的控制方法的实例可以参见名称为“CONTROLMETHOD FOR TINTABLE WINDOWS”且于2015年11月12日提交的PCT申 请PCT/US15/29675，所述申请以引用的方式整体并入本文。
在不脱离本公开的范围的情况下，可以对上文描述的控制逻辑、 其他控制逻辑以及其相关联的控制方法(例如，相对于图5、图6、图 7、图10、图14和图17-21描述的逻辑)中的任一个进行修改、添加 或省略。在不脱离本公开的范围的情况下，上文描述的任何逻辑可以 包括更多、更少或其他逻辑部件。另外，在不脱离本公开的范围的情 况下，可以按任何合适的顺序来执行所描述的逻辑的操作。
此外，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对上文描述的系统 (例如，相对于图12所描述的系统)或系统的部件进行修改、添加或省 略。可以根据特定需要来整合或拆分所述部件。例如，主网络控制器 1403和中间网络控制器1405可以整合到单个窗控制器中。此外，可 以由更多、更少或其他部件执行系统的操作。另外，可以使用任何合 适的逻辑来执行系统的操作，所述逻辑包括软件、硬件、其他逻辑或 前述各项的任何合适的组合。
应理解，如上所述的本发明可以使用计算机软件以模块化方式或 整合方式实施为控制逻辑的形式。基于本公开和本文提供的教义，本 领域普通技术人员将知晓和了解使用硬件以及硬件与软件的组合来 实施本发明的其他方式和/或方法。
本申请中所描述的任何软件部件或功能可以实施为将由处理器 使用任何合适的计算机语言(例如像Java、C++或Python)，使用例如 常规技术或面向对象技术来执行的软件代码。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，诸如随机存取存储器 (RAM)、只读存储器(ROM)、磁性介质(诸如硬盘驱动器或软盘)或者 光学介质(诸如CD-ROM)。任何这类计算机可读介质都可以驻留在单 个计算设备之上或之内，并且可以存在于系统或网络内的不同计算设 备之上或之内。
虽然为了便于理解已经以一些细节描述了前文公开的实施方案， 但是所描述的实施方案应被视为是说明性的而非限制性的。对于本领 域普通技术人员而言将明显的是，可以在随附权利要求书的范围内实 施某些改变和修改。
在不脱离本公开的范围的情况下，可以将来自任何实施方案的一 个或多个特征与任何其他实施方案的一个或多个特征组合。另外，在 不脱离本公开的范围的情况下，可以对任何实施方案进行修改、添加 或省略。在不脱离本公开的范围的情况下，可以根据特定需要来整合 或拆分任何实施方案的部件。
Claims (1)
1.一种控制可着色窗的着色的方法，所述方法包括：
经由通信网络从一个或多个数据服务接收天气馈送数据并且基于所述天气馈送数据而确定天气条件；
确定当前时间是否处于日出和日出后的第一时间延迟之间或是否处于日落和日落前的第二时间延迟之间；
如果确定所述当前时间处于日出和日出后的所述第一时间延迟之间或处于日落和日落前的所述第二时间延迟之间，则基于所述天气条件而确定所述可着色窗的着色等级；
如果确定所述当前时间不处于日出和日出后的所述第一时间延迟之间或不处于日落和日落前的所述第二时间延迟之间，则基于对日光在具有所述可着色窗的建筑物中的穿透度的计算和/或基于在所述当前时间对晴空辐照度的计算而确定所述着色等级；以及
发送着色命令来使所述可着色窗转变为所述着色等级。
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