CN115989468A - 使用基于触摸传感器手势的输入的恒温器控制 - Google Patents

使用基于触摸传感器手势的输入的恒温器控制 Download PDF

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松·均·拜
马吉·伊沙贝尔·奥尔森
安德鲁·威廉·戈登森
贾斯汀·沃里奇
威廉·邓
萨亚姆·库尔查尔拉帕蒂
埃亚·罗恩
巴蒂客·穆皮第
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Abstract

本文介绍了智能恒温器的各种实施例。智能恒温器可以包括限定圆形前孔并具有侧壁的恒温器外壳。智能恒温器可以包括感测多个手势的电容式触摸条。智能恒温器可以包括电子显示器。可以使电子显示器显示以图形弧排列的图标。智能恒温器可以包括反射盖，该反射盖定位成使得通过反射盖观察电子显示器。

Description

使用基于触摸传感器手势的输入的恒温器控制
对于相关申请的交叉引用
本申请要求2020年8月28日提交的第17/005,666号美国非临时申请的优先权，出于所有目的，该美国非临时申请通过引用全部并入本文。
背景技术
恒温器用于控制加热系统、冷却系统或两者的运行。用户可以从使用智能恒温器中受益，该恒温器可以通过无线网络与基于云的服务器进行通信。这种无线网络连接可以允许由用户例如经由在用户的移动设备上执行的应用远程控制恒温器。与智能恒温器的交互越直接和简单，用户就越可能希望与智能恒温器交互并利用其功能。
发明内容
本文介绍了智能恒温器的各种方法和系统。智能恒温器可以包括限定圆形前孔并具有侧壁的恒温器外壳。智能恒温器可以包括由恒温器外壳容纳的无线网络接口。智能恒温器可以包括电容式触摸条，该电容式触摸条被恒温器外壳容纳，其可感测多种手势。电容式触摸条可以定位在恒温器外壳内，使得由电容式触摸条感测的所述多个手势在侧壁的外表面的弧上执行。智能恒温器可以包括电子显示器，该电子显示器由恒温器外壳容纳，使得电子显示器在恒温器外壳的前圆形孔中可见。智能恒温器可以包括处理系统，该处理系统包括由恒温器外壳容纳的一个或多个处理器，该处理系统与无线网络接口、电容式触摸条和电子显示器通信。处理系统可以被配置成使电子显示器显示以图形弧排列的多个图标。
智能恒温器的实施例可具有以下一个或多个特征：智能恒温器可包括位于恒温器外壳的圆形前孔内的反射盖，从而通过反射盖查看电子显示器。反射盖可以具有足以在查看时产生镜像效果的反射率，并且具有当通过反射盖查看时足以允许能够看见电子显示器的照亮部分的透射率。反射盖可以在圆形前孔的整体上方是连续的，从而在反射盖内不存在间隙、孔、透镜或其它不连续性。电子显示器可能不是触摸屏，并且智能恒温器的用户界面组件没有移动部件。侧壁外表面上的弧可以从起始角度连续延伸到结束角度。布置在图形弧中的多个图标可以在起始角度和结束角度之间。所述多个手势可以包括轻击手势和滑动手势。可以使用轻击手势来选择所述多个图标中的图标。可以使用滑动手势来执行所述多个图标之间的切换选择。智能恒温器可以包括由恒温器外壳容纳的雷达传感器，该雷达传感器通过定位在恒温器外壳的圆形前孔内的反射盖，通过发射电磁辐射和接收反射电磁辐射，来检测智能恒温器环境内的占用。智能恒温器可以包括由恒温器外壳容纳的环境光传感器，该环境光传感器通过定位在恒温器外壳的圆形前孔内的反射盖来检测环境光照水平。环境光传感器可以与处理系统通信。处理系统可以进一步被配置成至少部分地基于来自环境光传感器的信息来控制电子显示器的亮度。反射盖可以在圆形前孔的整体上方连续，从而在反射盖内不存在间隙、孔、透镜或其它不连续性。反射盖可以包括陶瓷氧化物层，并且不包括任何金属层。电容式触摸条可以包括多个电极。所述多个电极可以包括至少六个电极。所述多个电极中的每个电极可以被成形为使得存在与所述多个电极的相邻电极的多段边界，以增加手指被所述多个电极中的多电极感测的可能性。雷达传感器可以定位在大约等于发射的电磁辐射的四分之一波长的奇数倍的距离处，以减少相长干扰。雷达传感器可以发射包括多个线性调频脉冲的调频连续波(FMCW)雷达。处理系统还可以被配置成基于使用FMCW雷达检测到的与人的距离来选择要呈现在电子显示器上的信息。智能恒温器可以包括背板，该背板包括多个电线端子，该多个电线端子被配置成接收与加热、通风和冷却(HVAC)系统连接的电线。背板可以与恒温器外壳以可移除方式附接。
在一些实施例中，提出了一种与智能恒温器交互的方法。该方法可以包括通过智能恒温器的雷达传感器并通过智能恒温器的反射盖发射无线电波。反射盖可以定位在智能恒温器的恒温器外壳的圆形前孔内。反射盖可以具有足以在查看时产生镜像效果的反射率和足以允许在通过反射盖查看时智能恒温器的电子显示器的照亮部分可见的透射率。该方法可以包括通过雷达传感器并通过智能恒温器的反射盖接收反射无线电波。该方法可以包括由智能恒温器基于反射的无线电波确定用户存在于智能恒温器附近。该方法可以包括响应于确定用户存在于智能恒温器附近而激活智能恒温器的电子显示器，使得用户界面通过反射盖可见。
这种方法的实施例可以包括以下一个或多个特征：反射盖的透射率可以在25％和55％之间。该方法可以包括通过电子显示器显示以图形弧排列的多个图标。电容式触摸条可以位于恒温器外壳内，从而由电容式触摸条感测的多个手势在恒温器外壳的侧壁的外表面的弧上执行。侧壁外表面上的弧可以从起始角度连续延伸到结束角度。所述多个图标可以布置在起始角度和结束角度之间的图形弧中。该方法可以包括经由电容式触摸条接收用户输入，其中，从包括轻击手势和滑动手势的所述多个手势中选择用户输入。使用轻击手势来选择所述多个图标中的图标，并且使用滑动手势来执行所述多个图标之间的切换选择。
附图说明
通过参考下图，可以进一步理解各种实施例的性质和优点。在附图中，类似的组件或特征可以具有相同的附图标记。此外，可以通过在附图标记后面用破折号和在相似组件之间进行区分的第二标记来区分相同类型的各种组件。如果在说明书中仅使用第一附图标记，则无论第二附图标记如何，该描述都适用于具有相同第一附图标记的任何一个类似组件。
图1示出了具有呈现信息的电子显示器的智能恒温器的实施例。
图2示出了安装在墙上的恒温器附近存在用户的手的实施例。
图3A示出了从前面查看的智能恒温器的实施例。
图3B示出了从右侧查看的智能恒温器的实施例。
图4A示出了反射盖的层堆叠的实施例。
图4B示出了反射盖的层堆叠的另一实施例。
图5示出恒温器安装系统的实施例。
图6示出了智能恒温器系统的实施例。
图7示出了可以由恒温器呈现的默认用户界面的实施例。
图8示出了可以由恒温器呈现的默认用户界面的实施例。
图9示出了呈现默认用户界面的恒温器的实施例，在启用双加热-冷却模式时，当加热是激活的时候可以呈现该默认用户界面。
图10示出了呈现主菜单的恒温器的实施例。
图11示出了恒温器的一个实施例，该恒温器呈现了其上存在警告的主菜单。
图12示出了呈现加热/冷却菜单的恒温器的实施例。
图13示出了恒温器的一个实施例，其中，菜单上存在更多项目可用图标。
图14示出了恒温器的一个实施例的俯视图，该恒温器使用雷达来感测在恒温器的周围环境中的用户。
图15示出了移除了其盖的恒温器的实施例。
图16示出了由雷达传感器输出的调频连续波(FMCW)雷达无线电波的线性调频脉冲时序图。
图17示出了可以由恒温器使用的雷达传感器的实施例。
图18示出了触摸条的实施例。
图19示出了以弧形屈曲以安装到恒温器外壳的内表面的触摸条的实施例。
图20示出了用于与智能恒温器交互的方法的实施例。
具体实施方式
智能恒温器是指可以通过网络通信并允许用户从远程位置例如通过移动设备(例如，智能手机、平板计算机、台式计算机、膝上型计算机等)与智能恒温器交互的恒温器。附加地或替代地，智能恒温器具有高级特征，例如感测是否有人在智能恒温器附近并基于感测到的占用来调整恒温器的设定点温度。
当例如在用户家中安装智能恒温器时，用户可能希望智能恒温器相对容易交互，并且美观。这里详细描述的实施例涉及智能恒温器，其可以包括用户用来直接向智能恒温器提供输入的触摸条。在一些实施例中，触摸条是智能恒温器上存在的唯一用户界面。此外，用户可以通过在移动设备上执行的应用与恒温器交互。
智能恒温器在恒温器表面上可能有一个镜面盖。当电子显示器关闭时，镜面盖可能具有对于查看恒温器的表面的用户来说，该镜面盖看起来像一面镜子的视觉效果。当电子显示器被照亮时，镜面盖具有足以允许用户通过盖查看电子显示器的照亮部分的透射率。在一些实施例中，盖在前表面上不具有用户可见的任何切口、孔、透镜或变体。
智能恒温器可以具有雷达传感器。雷达传感器可以通过盖感测智能恒温器的周围环境。盖可以使用一个或多个陶瓷氧化物层来实现反射率，而不是使用任何金属层。在一些实施例中，在盖内不存在金属层。缺少金属层可以有助于增加通过雷达传感器发射并由雷达传感器通过盖接收的电磁辐射(或无线电波)的透射率。
结合附图提供了有关智能恒温器的更多细节。图1示出了具有呈现信息的电子显示器的智能恒温器100的实施例。如图1所示，可以看到外壳110、盖120和被照亮的电子显示器130(“显示器130”)的一部分。
外壳110限定圆形孔112，例如圆孔，其中，盖120可与外壳110附接。外壳110包括侧壁111。在所示实施例中，侧壁111通常是圆柱形的。围绕垂直于盖120的轴线，侧壁111的半径在容纳盖120的外壳110的前部可以更大，而朝向外壳110的后部可以更小。
盖120由外壳110容纳，从而当查看智能恒温器100的前部时，在孔112内可以看到盖120。盖120可以具有反射率，使得当显示器130未被照亮时，当用户查看时，盖120看起来像一面镜子。
显示器130安装在盖120后方，使得当被照亮时，用户可以通过盖120看到显示器130被照亮的部分。在一些实施例中，由于盖120的反射率，无论显示器130是被照亮、部分照亮还是未被照亮，用户都看不到显示器130的边缘。因此，用户体验到的总体效果可能是盖120看起来像一面镜子，并且显示器130的一些部分在被照亮时通过盖120可见。
在一些实施例中，显示器130不是触摸屏。因此，在这样的实施例中，用户需要使用另一用户界面来与智能恒温器100交互。用户可以使用由移动设备执行的应用来经由无线网络或直接无线连接(例如，蓝牙)与恒温器交互。诸如电容式触摸条的用户界面可以存在于智能恒温器100上。在一些实施例中，电容式触摸条是智能恒温器上存在的唯一用户界面，用户可以通过该用户界面与显示器130上呈现的菜单、图标和其它数据交互。此外，在一些实施例中，智能恒温器100上没有用户界面具有任何移动部件。当智能恒温器100完全安装时，用户可能无法接近或看到可移动的组件。
图2示出了安装在壁201上的恒温器100附近存在用户的手的实施例200。在实施例200中，盖120具有足够的反射性，使得用户的手210的反射像220可见。盖120具有足够的透射率，使得显示器130通过盖120呈现的温度230也是可见的。为了计算透射率，可以使用感知加权平均值。在一些实施例中，例如其中盖120看起来具有“银色”色调的那些实施例，透射率可以是29％。对于其它颜色，例如当盖120具有“玫瑰色”或“镍色”色调时，透射率可以分别为22％和18.6％。在其它实施例中，透射率可以在15％和55％之间。根据实施例，反射率可以在75％和40％之间。
如在实施例200中可以看到的，除了显示器130的被照亮的部分之外，盖120呈现为不间断的表面，在盖120上没有间隙、孔、透镜或其它不连续性。
图3A示出了从前方查看的智能恒温器300的实施例。当安装在墙壁或其它表面上时，盖120与恒温器300的安装在墙壁或其它表面上的部分相背。因此，当用户面对安装的恒温器300时，盖120是可见的。
智能恒温器300可以代表图1和图2的恒温器100的实施例。外壳110可以限定一个圆形孔，盖120位于该圆形孔中。在一些实施例中，外壳110限定了一个圆孔，盖120位于该圆孔中。在这样的实施例中，盖120可以是圆形的。如前所述，盖120可以形成不间断的表面，在盖120上没有间隙、孔、透镜或其它不连续性。盖120具有足够的透射率，以允许由位于外壳110内的电子显示器130发射的光通过盖120可见。盖120可以具有足够的反射率，使得在盖120的当前未被电子显示器130从后方照亮的部分上存在镜像效果。值得注意的是，在一些实施例中，由于盖120的反射率，用户不可能通过盖120查看电子显示器130的边缘的位置。
图3B示出了从右侧查看的智能恒温器300的实施例。恒温器300可以表示图1的恒温器100。当恒温器300安装到墙壁或其它表面时，触摸条指示器310可以在侧壁111的右侧可见。触摸条指示器310可以是可视指示器，例如线、阴影或用作用户可以触摸侧壁111以提供用户输入的位置的可视指示器的某种形式的形状或标记。在外壳110内，在与触摸条指示器310相背的侧壁的内侧上，可以是触摸条，其可以检测用户在触摸条指示器320上或附近执行的一种或多种类型的手势。例如，用户可以执行轻击手势(触摸和释放)、滑动手势(例如，沿着触摸条指示器310向上滑动、沿着触摸条指示器310向下滑动)或长时间保持的手势(触摸并保持至少阈值时间量)。
触摸条可以是电容式的，并且通过外壳110的侧壁111，可以检测到用户对侧壁111的触摸。触摸条指示器310可用于向用户指示感测到用户触摸的区域。显著远离触摸条指示器310执行的任何手势都不太可能被触摸条感测到。位于外壳110内的触摸条可以表示恒温器300上存在的唯一用户输入组件，用户可以通过该用户输入组件直接向恒温器300提供输入。此外，用户可以使用在另一计算机化设备上执行的应用或网站来与恒温器300交互。
当用户在触摸条指示器310上方移动手指时的触感可能与侧壁111的触感没有不同。可选地，触摸条指示器310可以具有与侧壁111在突起或纹理上的差异，从而用户可以通过触摸来确定触摸条指示器310的位置。例如，可以执行多层(例如，4层)衬垫印刷，以创建触摸条指示器310，使得存在触摸条指示器310的细微突起。当在黑暗环境中与恒温器300交互时，这种布置可能是有益的。
在恒温器300的实施例中，当从正面查看时，触摸条指示器310和对应的触摸条位于恒温器300的右侧(例如如图3所示)。在其它实施例中，触摸条和对应的触摸条指示器310可以位于侧壁111的顶部、底部或左侧。在一些实施例中，可以例如在侧壁111的左侧和右侧存在多个触摸条。
图4A示出了反射盖的层堆叠的实施例400A。实施例400A可以表示盖120的层。可以存在最外层玻璃层410。玻璃层410可以用作透明层。通过不在周围环境附近使用反射涂层或层，在玻璃层410上出现的小划痕或其它物理磨损可能不会显著影响盖的反射率、透射率和/或美学性质。
与玻璃层410相邻的可以是光学涂层420。光学涂层420可以包括形成干涉图案的介电涂层的多个子层。子层可以在具有相对低和相对高的折射率之间交替。在一些实施例中，子层可以在SiO2和TiO2层之间交替。可替代地，可以使用用于光学涂层和抗反射涂层的其它介电材料。光学涂层420的总厚度可以是1.5μm。在其它实施例中，光学涂层420的总厚度在1μm和2μm之间。在其它实施例中，光学涂层420的总厚度小于1μm或大于2μm。可以通过在玻璃层410的内表面上执行物理气相沉积工艺来形成光学涂层420。可以使用各种非金属涂层形成光学涂层420。非金属涂层可用于较少地干扰由雷达传感器发射或由物体反射的并且期望由雷达传感器测量的无线电波。这种非金属涂层可以包括涂层，例如TiO2、SiO2、NB2O5。总共可存在少于10或15个子层。
在光学涂层420内，可能存在不同厚度的高折射率涂覆和低折射率涂覆的子层。例如，可以存在一些非金属涂层，每个涂层具有不同的厚度，例如范围从10nm到510nm。各种子层可用于引起各种波长的光的干涉反射。
光学透明粘合剂(OCA)层430可用于将光学涂层420粘附到防碎膜440上。
如果玻璃层410受到足以造成损坏的物体冲击，防碎膜440可用于防止盖碎裂成潜在危险的碎片。盖上存在的掩模450可用于防止恒温器内部的任何光通过盖透出到周围环境中。掩模450可以帮助增强镜面显示是无缝的效果。类似地，盖上存在的掩模450可以防止来自周围环境的光穿透恒温器的内部。
实施例400A可以通常具有中性或银色色调。在其它实施例中，出于美学原因，可能需要彩色色调。图4B示出了反射盖的层堆叠的实施例400B。例如，可能需要玫瑰色或粉色色调的盖，或者可能需要镍色色调的盖。实施例400B可以包括：玻璃层410；OCA层430；着色层460；镜面膜470；以及，掩膜450。玻璃层410、OCA层430和掩模450可以如关于实施例400A所详述的那样起作用。在实施例400B中，OCA层430可以将玻璃层410与着色层460粘合。
着色层460可包括过滤可见光以提供特定视觉色调(例如，玫瑰色、镍色或其它颜色)的特定着色、染料或着色。
镜面膜470可包括形成干涉图案的聚合物的多个子层。镜面膜470的总厚度可以在80μm和200μm的厚度之间。镜面膜470可以在子层内使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。这种子层可以是非金属的。非金属涂层可用于较少地干扰由雷达传感器发射或由物体反射的并且期望由雷达传感器测量的无线电波。镜面膜470可以包括多于100个厚度在纳米量级的子层；在一些实施例中，存在1000层或更多层。通过向层施加不同量的应变以引起折射率的差异来区分子层的组成。出于美学原因，当与着色层460结合使用时，例如当需要玫瑰色或镍色时，镜面膜470可能是优选的。如果期望银外观，则优选实施例400A中使用的光学涂层420。
图5示出恒温器安装系统500的实施例。恒温器安装系统500可以包括：装饰板510；背板520；紧固件530；电池540；以及恒温器550。恒温器550可以表示图1的恒温器100的实施例以及本文详细描述的其它恒温器实施例。装饰板510可以是塑料、木制或金属板，其限定了几个孔以容纳紧固件530并允许HVAC(加热、通风和空调)控制电线穿过。装饰板510可用于隐藏壁501中存在的任何难看的孔，例如先前钻孔的位置、电气盒、油漆不匹配或其它美学差异。
背板520可包括多个插座，每个插座被指定为容纳特定HVAC控制电线。背板520可以限定一个或多个孔，该一个或多个孔被配置成容纳紧固件530。紧固件530可以将背板520和装饰板510(如果使用的话)固定到诸如墙壁的表面。
在一些实施例中，可提供两个紧固件，即紧固件530-1和紧固件530-2。紧固件530可以是螺钉、钉子或某种其它形式的紧固件。紧固件530可以将背板520和可能的装饰板510牢固地保持在诸如墙壁的表面上。恒温器550可与背板520可移除地附接。用户可以通过将恒温器550推靠到背板520来将恒温器550附接到背板520。类似地，用户可以通过将恒温器550拉离背板520来从背板520移除恒温器550。当恒温器550与背板520连接时，恒温器550与已经与背板520的插座连接的HVAC控制电线之间的电连接。
在一些实施例中，HVAC控制电线可包括“C”线，其代表公共线。C线向恒温器550输送电力，例如以24V AC的形式。与C线(以及可能的“R”线，其通常为红色)连接的恒温器550可以使用不需要定期更换或重新充电(例如电池540)的电源。在一些实施例中，如果不存在C线，则恒温器550可以使用电池540作为其专用电源而运作。
可包括诸如电池540-1和电池540-2的一个或多个电池的电池540可用作主电源或备用电源。在一些实施例中，如果只有电池540可用作电源，则恒温器550的一个或多个特征可以被禁用。电池540可以由用户更换。电池540可以是可充电的。
图6示出了智能恒温器系统600的实施例。智能恒温器系统600可以包括：智能恒温器610；背板620；装饰板630；网络640；基于云的服务器系统650；以及，计算机化设备660。智能恒温器610可以表示关于图1至图5详细描述的任何恒温器。恒温器610可以包括：电子显示器611；触摸传感器612；雷达传感器613；网络接口614；扬声器615；环境光传感器616；温度传感器617；HVAC接口618；处理系统619；外壳621；以及，盖622。
通过盖622可以看到电子显示器611。在一些实施例中，仅当电子显示器611被照亮时，该电子显示器611才可见。在一些实施例中，电子显示器611不是触摸屏。触摸传感器612可以允许检测一个或多个手势，包括轻击和滑动手势。触摸传感器612可以是包括多个电极的电容传感器。在一些实施例中，触摸传感器612是包括五个或更多个电极的触摸条。
雷达传感器613可以被配置成将无线电波输出到恒温器610的电子显示器611前方的周围环境中。雷达传感器613可以是集成电路，其包括一个或多个天线、一个或多个RF发射器和一个或多个RF接收器。雷达传感器613能够检测用户的存在和用户所处的距离。雷达传感器613可以使用调频连续波(FMCW)雷达。雷达传感器613可以通过盖622发射无线电波并接收反射的无线电波。雷达传感器613可以发射从第一频率扫描到第二频率的雷达的线性调频脉冲。因此，由雷达传感器613输出的波形可以是锯齿波形。通过在使用多个天线接收的反射无线电波上使用接收侧波束控制，可以将某些区域作为用于感测用户存在的目标。例如，可以执行远离地面的波束控制，以避免宠物被潜在地错误地检测为用户。
网络接口614可用于与一个或多个有线或无线网络通信。网络接口614可以与诸如WiFi网络的无线局域网通信。还可以存在附加的或替代的网络接口。例如，恒温器610可以能够例如使用蓝牙直接与用户设备通信。恒温器610能够经由网状网络与各种其它家庭自动化设备通信。与基于无线局域网的通信(例如WiFi)相比，网状网络可以使用相对较少的功率。在一些实施例中，恒温器610可以用作边缘路由器，其转换网状网络和无线网络(例如WiFi网络)之间的通信。在一些实施例中，可以存在有线网络接口，例如以允许与局域网(LAN)进行通信。还可以存在一个或多个直接无线通信接口，例如以实现与远程温度传感器的直接通信，该远程温度传感器安装在与外壳621不同且在外壳621外部的外壳中。无线通信向第五代(5G)和第六代(6G)标准和技术的演进提供了更大的吞吐量和更低的延迟，其增强了移动宽带服务。5G和6G技术还通过控制和数据信道为车辆联网(V2X)、固定无线宽带和物联网(IoT)提供了新的服务类别。恒温器610可以包括可以使用5G和/或6G网络进行通信的一个或多个无线接口。
扬声器615可用于输出音频。扬声器615可用于例如响应于经由触摸传感器612检测到用户输入而输出嘟嘟声、咔嚓声或其它可听声音。
环境光传感器616可感测恒温器610环境中存在的光量。由环境光传感器616进行的测量可用于调整电子显示器611的亮度。在一些实施例中，环境光传感器616感测通过盖622的环境光的量。因此，可以对盖622的反射率进行补偿，使得通过环境光传感器616正确地确定环境光水平。光管可以存在于环境光传感器616和盖622之间，使得在盖622的特定区域中，通过盖622透射的光被引导到环境光传感器614，该环境光传感器可以安装到印刷电路板(PCB)，例如附接有处理系统619的PCB。
恒温器610内可能存在一个或多个温度传感器，例如温度传感器617。温度传感器617可用于测量恒温器610的环境中的环境温度。远离恒温器610的一个或多个附加温度传感器可以附加地或替代地用于测量周围环境的温度。
盖622的透射率足以允许用户从恒温器610的外部通过盖622查看电子显示器611的照亮部分。盖622可以具有足以使得盖622的未从后方照亮的部分对于查看恒温器610的前部的用户来说看起来具有镜像效果的反射率。
HVAC接口618可包括一个或多个接口，用于控制是否完成包含直接与恒温器610或背板620连接的各种HVAC控制电线的电路。可以通过断开和闭合包括HVAC控制电线的电路，经由HVAC线来控制加热系统(例如炉、热泵)、冷却系统(例如空调)和/或风扇。
处理系统619可以包括一个或多个处理器。处理系统619可以包括一个或多个专用或通用处理器。这样的专用处理器可以包括专门设计成执行本文详述的功能的处理器。这样的专用处理器可以是ASIC或FPGA，它们是物理并且电气地被配置成执行本文详细描述的功能的通用组件。这样的通用处理器可以执行使用一个或多个非暂时性处理器可读介质(例如，随机存取存储器(RAM)、闪存、硬盘驱动器(HDD)或恒温器610的固态驱动器(SSD))存储的专用软件。
处理系统619可以输出信息以呈现给电子显示器611。处理系统619可以从触摸传感器612、雷达传感器613和环境光传感器616接收信息。处理系统619可以执行与网络接口614的双向通信。处理系统619可以将要作为声音输出的信息输出到扬声器615。处理系统619可以通过HVAC接口618控制HVAC系统。
外壳621可容纳恒温器610的所有组件。触摸传感器612可以通过外壳621与用户交互。外壳621可以限定侧壁和孔，例如其中存在盖622的圆形孔(例如圆孔)。
恒温器610可相对于背板620附接(和移除)。HVAC控制电线可以与背板620的端子或插座附接。或者，这种控制电线可以直接与恒温器610连接。在一些实施例中，例如出于美观的原因(例如，覆盖HVAC电线从墙壁突出穿过的难看的孔)，装饰板630可以附加地安装在背板620和诸如墙壁的表面之间。
网络640可以包括一个或多个无线网络、有线网络、公共网络、专用网络和/或网状网络。家庭无线局域网(例如Wi-Fi网络)可以是网络640的一部分。网络640可以包括因特网。网络640可以包括网状网络，该网状网络可以包括一个或多个其它智能家居设备，可以用于使恒温器610能够与另一网络(例如Wi-Fi网络)通信。恒温器610可以用作边缘路由器，其将从其它设备接收到的通信从相对低功率的网状网络转换为另一种形式的网络，例如相对较高功率的网络，如Wi-Fi网络。
基于云的服务器系统650可以维护映射到智能恒温器610的账户。恒温器610可以周期性地或间歇地与基于云的服务器系统650通信，以确定是否已经进行了设定点或时间表的改变。用户可以经由计算机化设备660与恒温器610交互，该计算机化设备660可以是移动设备、智能手机、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机或可以通过网络640与基于云的服务器系统650通信或者可以直接与恒温器610通信(例如，通过蓝牙或某种其它设备到设备通信协议)的某种其它形式的计算机化设备。用户可以与计算机化设备660上执行的应用交互，以控制恒温器610或与恒温器610交互。
图7至图13示出了可以由智能恒温器的实施例使用的各种用户界面，如本文所详述的那样。图7示出了可以由恒温器700呈现的默认用户界面的实施例。恒温器700可以表示恒温器100或关于图1至图6详细描述的恒温器的任何其它实施例。当例如经由雷达传感器613在恒温器700附近检测到用户时，恒温器700可以呈现这样的界面。除了被检测到之外，用户可能没有提供任何输入来使得呈现该界面。附加地或可替换地，当用户已经退出主菜单(如关于图10详细描述的)或从主菜单选择了特定图标或选项时，可以呈现该界面。设定值温度710可能呈现在电子显示器的中间，并可能指示环境将被加热到的温度。可以以比恒温器700的显示屏上呈现的其它信息更大的尺寸呈现设定点温度710。
消息705可指示加热被启用，并向用户明确设定点温度710指示恒温器700的环境将被加热到的温度。如果不是加热而是启用冷却，则消息705可能指示类似于“冷却设置为”的内容，以指示冷却已激活。消息715可以指示恒温器所处的环境的当前测量温度，例如由温度传感器617测量的当前测量温度。
在一些实施例中，消息705在呈现两条或更多条信息之间切换。可以存储信息类型的排序列表。可用于输出的某些数量的最高等级信息片段可以被呈现为消息705，并在其间周期性地切换。例如，低电量消息也可以被呈现为消息705。在此示例中，周期性地，例如每两秒，消息705可以在显示“加热设置为”和“低电池量”或基于具有最高等级而被选择用于呈现的任何其它两个消息之间循环。
用户在恒温器700的触摸传感器上向上滑动或向下滑动可导致分别向上或向下调整设定点温度710。滑动越短，温度调整越小。快速滑动可能会导致快速调整温度，而慢速滑动可能会使温度缓慢变化。快速滑动可能导致温度变化的增量大于慢速滑动。例如，快速滑动可能导致温度一次调整2或3度(或其它更高的值)；慢速滑动可导致温度一次调整0.5或1度(或其它较小的值)。
图8示出了当启用双加热-冷却模式时恒温器800可以呈现的默认用户界面的实施例。恒温器800可以表示恒温器100或关于图1至图7详细描述的恒温器的任何其它实施例。对于恒温器800，启用联合加热和冷却模式，其中，为加热和冷却定义温度设定点范围810。冷却用于将温度保持在或低于较高的设定点温度，而加热用于将温度保持在或高于较低的设定点。温度815指示由恒温器800测量的当前温度。
对于恒温器800，消息805显示带有图形爱心的“舒适”。用户可以定义多个预设设定点温度或设定点温度范围。在恒温器800的示例中，用户定义了一个名为“舒适”的预设温度范围，该温度范围对应于69℉–75℉的温度范围。其它预定义的设定点温度或设定点温度范围可能是可能的，例如“经济”和“睡眠”模式。此类预定义的设定点温度或设定点温度范围可能有助于用户创建时间表：对于给定的时间段，用户可以选择预定义和命名的温度设定点或设定点范围中的一个，而不是直接输入特定的数值设定点温度值。对于每个预定义的温度设定点或设定点范围，可以显示表示预定义的设定点温度或设定点温度范围的图形符号。例如，可以显示爱心以用于“舒适”，可以显示叶子以用于“经济”，可以显示床以用于“睡眠”。
对于恒温器700和恒温器800，设定点温度和文字可以以颜色呈现，例如白色，这表示HVAC系统的加热或冷却均未激活。在图9中，恒温器900示出了默认用户界面的实施例，该默认用户界面可以在启用双加热-冷却模式的同时加热激活时由恒温器900呈现。恒温器900可以表示恒温器100或关于图1状态8详细描述的恒温器的任何其它实施例。为了指示加热是激活的，可以使用颜色和/或亮度来强调作为加热的控制温度的下设定点910。例如，温度设定点910可以以红色、红色/橙色或橙色显示，以指示加热是激活的。用于冷却的高设定点915(本例中为75℉)可用白色或蓝色表示。此外，可以通过没有显示为与设定点910那样亮的值来使设定点915去强调。如果冷却被激活而不是加热，则将是相反的情况：即，将强调设定点温度915(例如，更亮)，而将使设定点910去强调。其它形式的强调也是可能的，例如设定点的大小、将设定点加粗、将设定点闪烁等。
消息905可指示加热或冷却是否激活。如果加热激活，则可以以与设定点910相同的颜色显示消息905。如果冷却激活，则可以以与设定点915相同的颜色显示消息905。可以作为指示激活的加热或冷却的消息905的一部分来呈现图标或其它形式的图形。例如，火焰可以指示加热，雪花可以指示冷却。该图标或图形可以使用与消息905的其余部分相同的颜色。
消息920可以呈现当前测量的环境温度以及可能测量温度的位置。例如，“室内”可以指示温度是使用温度传感器617测量的。可以偶尔呈现室外温度，其指示从远程服务器检索到的该恒温器的一般位置的温度。
图10示出了呈现主菜单的恒温器1000的实施例。可以响应于用户轻击或触摸并保持恒温器1000的触摸传感器(例如触摸条)来呈现该主菜单。恒温器1000可以表示恒温器100或关于图1至图9详细描述的恒温器的任何其它实施例。为了导航主菜单，用户可以与触摸条交互。用户可以向下滑动以将选择移动到可选择图标1015的较低图标。用户可以向上滑动以将选择移动到可选择图标1015的较高图标。当前选择的图标可以例如通过比其它图标更亮和/或更大被强调。在一些实施例中，使用颜色来强调所选图标。为了返回到默认界面，用户可以突出显示并选择返回图标，在一些实施例中，返回图标由指向左侧的箭头表示。可以通过在一图标被强调的同时，用户轻击触摸传感器来完成对该图标的选择。
主菜单还可以包括附加信息，例如信息1005。信息1005可以包括天气信息、室外温度信息、日期和/或时间。这样的信息可以从远程服务器检索或者可以由恒温器跟踪。信息1010可以指示室内温度和室内湿度。图标或图形可用于以图形方式指示信息1005和信息1010中的至少一些。例如，可以使用诸如太阳、云、雨、雪、风等的图形来指示天气信息。指示与室内温度相对应的温度的图形可以包括房屋的图形。指示相对湿度的图形可以是雨滴。
图11示出了恒温器1100的一个实施例，恒温器1100呈现其上存在警告的主菜单。恒温器1100可以表示恒温器100或关于图1至图10详细描述的恒温器的任何其它实施例。图标(如齿轮)可用于指示恒温器设置。如果存在需要用户解决的问题，则可以更改设置图标以向用户提醒该问题。例如，可以在设置图标上(例如在图标1105上)呈现可以带有彩色的感叹号。附加地或替代地，可以呈现指示问题性质的文本。例如，“低电量”可以呈现为消息1107，以指示需要由用户解决的问题的性质。如果不存在问题，则可能不会显示消息1107。消息1106可以指示与当前图标选择相对应的文本。由于选择了图标1106，因此消息1106指示“设置”
源自恒温器1100的盖1101的中心的角度1115和角度1116表示菜单(如主菜单)的图标或图形与触摸传感器(如触摸条)的位置和长度之间可能存在的关系。弧1110表示用户经由恒温器1100的侧壁交互的触摸条的位置和角度，如图3B的触摸条指示器310所示的那样。为了允许来自用户的更直观的输入，多个图标或图形的排列可以近似或精确地匹配触摸条的形状和位置。在恒温器1100的用户界面上，以从角度1115到角度1116的弧形呈现图标。角度1115和角度1116也对应于与弧1110相对应的触摸条的端部。在一些实施例中，外壳侧壁上的用户可以在其上提供触摸输入的区域整体在由角度1115和角度1116限定的弧内。在一些实施例中，外壳侧壁上用户可以在其上提供触摸输入的区域大致(例如，在+/-10°内，在+/-5°内)对应于由角度1115和角度1116限定的弧1110。
在一些实施例中，沿着触摸传感器上的弧1110的整体的向下滑动手势可以足以将选择从菜单的顶部图标移动到菜单的底部图标。类似地，沿着触摸传感器上的弧1110的整体的向上滑动手势可以足以将选择从菜单的底部图标移动到菜单的顶部图标。因此，为了导航菜单，用户可能不需要执行多个滑动手势。可以执行轻击手势以选择图标并呈现图标的关联子菜单。在一些实施例中，触摸和保持手势(其中保持被执行至少阈值时间量)可以执行替代功能，例如返回到先前菜单或默认界面或跳转到用户选择的喜爱界面。
图12示出了呈现加热/冷却菜单的恒温器1200的实施例。恒温器1200可以表示恒温器100或关于图1状态11详细描述的恒温器的任何其它实施例。恒温器1200呈现加热/冷却菜单。在加热/冷却菜单中，用户可以选择是应启用加热模式、应启用冷却模式，还是应启用组合的加热和冷却模式。在加热模式中，只有由恒温器1200控制的热源才有资格激活。在冷却模式中，只有由恒温器1200控制的冷却源才有资格由恒温器1200激活。在由分开的火焰/雪花图标指示的加热/冷却模式中，恒温器1200可被授权基于定义的温度设定点(例如，用于加热的低温设定点和用于冷却的高温设定点)的范围来激活加热或冷却，例如关于图8和图9详细描述的那样。由于当前强调加热/冷却模式，消息1205指示与加热/冷却模式相对应的文本。消息1210可以用作用户如何选择当前强调的图标的提醒。
在一些实施例中，一次可以呈现不超过预定义数量的可选图标，以例如允许图标匹配或保持在角度1115和角度1116内。图13示出恒温器1300的一个实施例，其中，菜单上出现“更多可用项目”图标。恒温器1300可以表示恒温器100或关于图1至图12详细描述的恒温器的任何其它实施例。在一些实施例中，一次可以呈现不超过五个图标，以例如允许所有呈现的图标大致在角度1115和角度1116内。
图标1305可以呈现为菜单的一部分，但可能不可选择。如果用户向下滚动(例如通过向下滑动)，图标1305的存在可以向用户发出附加图标可用于呈现和选择的信号。当向图标1305向下滑动时，可以隐藏菜单顶部的图标，并且可以在菜单底部呈现附加的可选图标。如果由于用户向上滚动而导致将呈现附加图标，那么图标1305可以呈现在菜单的顶部。当没有附加图标可用于在菜单底部呈现时，图标1305可以在菜单底部消失。类似地，当附加图标可用于在菜单的顶部呈现时，图标1305才可以呈现为顶部图标。如果附加图标在两个方向上都可用，则图标1305可以同时呈现在顶部和底部。
如前所述，雷达传感器可作为恒温器的各种详细实施例的一部分而被包含。图14示出了恒温器的实施例的俯视图，该恒温器使用雷达来感测恒温器周围环境中的用户。恒温器1400可以表示恒温器100或关于图1至图13详细描述的恒温器的任何其它实施例。恒温器1400可以具有雷达传感器，例如雷达传感器613，其向恒温器1410的周围环境发射无线电波，该无线电波例如具有58-62GHz之间的频率。发射的雷达可以是例如呈锯齿图案的FMCW雷达。雷达传感器接收的反射无线电波可以是被静止和移动的物体反射的。通过使用FMCW，可以确定到物体的距离。因此，与无源红外感测相比，可以确定到用户的距离。
在一些实施例中，基于检测到用户的距离，恒温器1410的电子显示器可以呈现不同的信息。例如，在远距离范围1422之外，恒温器1410的电子显示器可以被关闭。在远距离范围1422内，可以呈现基本的设定点温度显示，例如仅仅图2所示的温度。在中间距离范围1421内，可以在显示器上呈现更大量的细节，例如默认界面，例如图7、图8或图9中的界面。在近距离范围1420内，可以呈现更大(或不同)的信息量。例如，可以用天气、时间和/或湿度数据来增强所呈现的界面。在其它实施例中，随着到用户的距离如恒温器1410所测量的那样改变，可以呈现更多或更少数量的不同界面。
在一些实施例中，恒温器1410的显示器是否被激活可以基于用户是否被检测到朝向或远离恒温器1410移动。使用雷达，可以确定用户的移动方向，如箭头1430或箭头1440所示。如果用户远离恒温器1410移动，恒温器1410的显示可能被禁用或亮度降低。如果用户正朝向恒温器1410移动，则可以启用恒温器1410的显示或增加亮度。
为了检测用户是否朝向或远离恒温器1410移动，可以分析多个雷达线性调频脉冲上的数据。对于给定的发射的线性调频脉冲，可以通过雷达传感器(可能通过盖622)接收反射的雷达线性调频脉冲。反射的雷达线性调频脉冲可以与将要发射的雷达线性调频脉冲的一部分混合以获得基带原始波形数据。指示当前发射的雷达和接收的雷达之间的差异的基带原始波形数据的频率指示到反射雷达的物体的距离。可以执行滤波以去除由于静态对象引起的反射。因此，经滤波的一组波形数据可以指示由移动物体反射的雷达。
可以对来自多个线性调频脉冲的滤波波形数据执行快速傅里叶变换(FFT)。所执行的FFT可以指示移动物体朝向或远离雷达传感器移动的速度。因此，例如，正速度可以指示用户正朝向恒温器移动，而负速度可以指示用户正远离恒温器移动。基于用户朝向恒温器移动的速度，可以选择所呈现的信息或界面。例如，如果用户相对快速地朝向恒温器移动，则可以呈现与用户相对缓慢地朝向恒温器移动的界面不同的界面。
附加地或替代地，可以对单个线性调频脉冲的滤波波形数据执行FFT。如前所述，反射的接收无线电波与发射的无线电波混合。由于电磁辐射的传播延迟，通过混合获得的频率将基于到反射无线电波的物体的距离而变化。在滤除由于静态物体引起的反射之后，可以对滤波后的波形数据执行FFT。由FFT识别的主要频率可以指示用户所处的距离。补充或替代用户移动的方向和/或速度，用户所处的距离可用于确定恒温器1410是否应呈现以及应呈现哪个界面。
图15示出了当从恒温器1500的前部查看时，其盖被移除的恒温器1500的一个实施例。恒温器1500可以表示恒温器100或关于图1至图14详细描述的恒温器的任何其它实施例。在移除盖的情况下，印刷电路板(PCB)1501可以是可见的。PCB 1501可以由外壳1505(其对应于外壳621)容纳。PCB 1501可以是圆的，例如圆形。电子显示器1510、温度传感器1520、环境光传感器1530和雷达传感器1540可以与PCB 1501附接。电子显示器1510的形状可以大致为矩形。虽然显示器1510不横跨PCB 1501的整个表面，但是当存在盖时，用户可能无法看到显示器1510的边缘1511。因此，虽然显示器1510的形状可以是矩形的，但当存在盖时，通过盖可能无法识别该形状。
环境光传感器1530可与PCB 1501附接。可以存在诸如由半透明或透明塑料制成的光管，其将通过盖的一部分的光引导到环境光传感器1530。当盖存在时，光管可以接触环境光传感器1530和盖的背面。然而，在光管或环境光传感器1530的盖上可能不存在透镜、孔或其它不一致性。
对应于温度传感器617并且用于测量恒温器1500环境的环境温度的温度传感器1520可与PCB 1501上的热源隔离。可以通过将温度传感器1520定位成远离产生热量的其它电子组件(例如，处理器、无线网络接口、显示器1510)来执行这种隔离。附加地或替代地，PCB 1501上可以存在一个或多个切口，以减少通过PCB从发热组件到温度传感器1520的热传递。
对应于图6的雷达传感器613的雷达传感器1540可以被定位成避免恒温器1500的金属组件和可能产生干扰的组件，例如无线网络接口。特别地，雷达传感器1540可以位于PCB 1501上，使得其位于盖(当存在时)后方，但不位于显示器1510后方。显示器1510可以包括可能对雷达传感器1540向恒温器1500的周围环境发射和接收无线电波的能力产生负面影响的金属屏蔽。因此，雷达传感器1540可以被定位成使得其可以通过盖而不是通过显示器1510将无线电波发射到周围环境中，并接收反射的无线电波。雷达传感器1540可以是单个集成芯片(IC)，如关于图17详细描述的。
在一些实施例中，当盖存在时，雷达传感器1540和恒温器1500的盖之间可能存在空间。这个空间可能是开放的，因为它充满了空气，但没有组件。从雷达传感器的天线到盖的距离可以是波长的大约四分之一或波长的四分之一的某个其它奇数倍。这样的距离可以有助于减少可能被雷达传感器1540的一个或多个天线接收的由盖引起的相长反射。如果雷达传感器使用FMCW，则执行从第一频率到第二频率的扫描。因此，可以选择该距离以最小化频率扫描的频率范围上的相长反射。
图16示出了雷达子系统输出的调频连续波(FMCW)雷达无线电波的线性调频脉冲时序图1600。线性调频脉冲时序图1600未按比例绘制。雷达传感器613通常可以线性调频脉冲时序图1600的模式输出雷达。线性调频脉冲1650表示在频率上从低频向上扫描到高频的无线电波的连续脉冲。在其它实施例中，单个线性调频脉冲可以从高频连续向下扫描到低频。在一些实施例中，低频是61GHz，高频是61.5GHz。(对于这样的频率，无线电波可以被称为毫米波。)低频和高频可以根据实施例而变化。例如，低频可以在40和60GHz之间，而高频可以在45GHz和80GHz之间。在一些实施例中，低频在57GHz和63GHz之间，而高频大于低频并且也在57GHz与63GHz之间。在一些实施例中，每个线性调频脉冲包括从低频到高频(或相反)的线性扫描。在其它实施例中，可以使用指数或某个其它模式来从低到高或从高到低扫描频率。线性调频脉冲的形状(如由带宽扫描和线性调频脉冲持续时间所定义)可以被设计成满足特定的距离检测要求。
可代表线性调频脉冲时序图1600中的所有线性调频脉冲的线性调频脉冲1650可以具有128μs的线性调频脉冲持续时间1652。在其它实施例中，线性调频脉冲持续时间1652可以更长或更短，例如在30μs和600μs之间。在一些实施例中，在发射后续线性调频脉冲之前可以经过一段时间。线性调频脉冲周期可能为500μs，因此意味着线性调频脉冲以2kHz重复。在其它实施例中，线性调频脉冲周期1654可以在100μs和1ms之间。该持续时间基于所选择的线性调频脉冲持续时间1652和线性调频脉冲间停顿1656而变化。
输出的多个线性调频脉冲(由线性调频脉冲间停顿分隔)可称为突发1658或帧1658。帧1658可以包括十六个线性调频脉冲。在其它实施例中，帧1658中的线性调频脉冲的数量可以更大或更少，例如在一和一百之间。可以基于要辐射的平均功率来确定帧1658内存在的线性调频脉冲的数量。通过在帧间停顿之前限制帧1658内线性调频脉冲的数量，可以限制平均输出功率。在一些实施例中，由雷达子系统辐射的峰值功率可以是13dBm、7dBm、5dBm。在其它实施例中，辐射的峰值功率可以大于13dBm或小于5dBm。也就是说，在任何给定时间，雷达子系统辐射的功率量都不会超过这些值。
可以基于设备的速度检测要求来调整线性调频脉冲的数量和线性调频脉冲在帧中重复的速率。每帧线性调频脉冲的数量和帧重复率可用于限制RF发射的开启时间，这降低了产品的功耗。可以使用降低的功率模式，直到检测到事件，然后可以增加功耗以发送更多线性调频脉冲以收集更多数据以更好地评估环境。传输的线性调频脉冲越多，收集的数据越多，在某些情况下，可以对收集的数据进行平均或分析，以获得更高的数据信噪比读数。
FCC或其它监管机构可设定平均允许辐射到环境中的最大功率量。例如，可能存在占空比要求，其将占空比限制在任何33ms时间段内小于10％。在其中每帧有二十个线性调频脉冲的一个特定示例中，每个线性调频脉冲可以具有128us的持续时间，并且每个帧的持续时间为33.33ms。对应的占空比为(20帧)*(.128ms)/(33.33ms)，即，约为7.8％。通过在帧间停顿之前限制帧258内线性调频脉冲的数量，可以限制总功率输出量。在一些实施例中，峰值EIRP(有效各向同性辐射功率)可以是13dBm(20mW)或更小，例如12.86dBm(19.05mW)。在其它实施例中，峰值EIRP为15dBm或更小，占空比为15％或更小。在一些实施例中，峰值EIRP为20dBm或更小。也就是说，在任何给定时间，雷达子系统在一段时间内辐射的平均功率可能被限制为永远不会超过这些值。此外，可以限制一段时间内辐射的总功率。在一些实施例中，不需要占空比。
可以以5-10Hz的频率发送帧，如时间段1660所示。在其它实施例中，频率可以更高或更低。帧频率可以取决于帧内线性调频脉冲的数量和帧间停顿1662的持续时间。例如，频率可以在1Hz和50Hz之间。在一些实施例中，可以连续地发送线性调频脉冲，使得雷达子系统输出散布有线性调频脉冲间停顿的连续线性调频脉冲流。帧间停顿1662表示不输出线性调频脉冲的时间段。在一些实施例中，帧间停顿1662明显长于帧1658的持续时间。
在图16所示的实施例中，示出了单个帧1658和后续帧的开始。应当理解，每个后续帧可以与帧1658类似地构造。此外，雷达子系统的传输模式可以是固定的。也就是说，无论用户是否在场、一天中的时间或其它因素如何，都可以根据线性调频脉冲时序图1600来发送线性调频脉冲。因此，在一些实施例中，无论环境的状态如何(例如，是否可能被占用、未被占用或占用者是否可能睡着)，雷达子系统总是以单一传输模式运行。当恒温器通电时，可以发送类似于帧1658的连续帧序列。
在一些实施例中，如果电池电量不足和/或没有C线与恒温器连接，则雷达传感器不会通电。在这样的实施例中，恒温器可以在触摸以激活(touch-to-activate)模式下运行，其中，用户需要触摸触摸传感器以激活恒温器的显示。当被触摸时，恒温器可以默认为如图7至图9所示的界面。
图17示出了可以由恒温器使用的雷达传感器1700的实施例。雷达传感器1700可以表示雷达传感器613的实施例和雷达传感器的其它实施例。雷达传感器的整体可以是单个集成电路。整个IC可以具有6.5mm(长度1705)乘5mm(宽度1704)的尺寸。在其它实施例中，整个IC的长度1705乘以宽度1704在7mm×7mm和4mm×4mm之间。雷达子系统205的图示实施例具有三个接收天线和一个发射天线，但其它实施例可以具有更多或更少数量的天线。雷达传感器1700可以具有以“L”图案分布的接收天线1710-1、1710-2和1710-3。也就是说，如图17所示，天线1710-1和1710-2可以在轴1701上对齐，而天线1710-2和1710-3可以在垂直于轴1701的轴1702上对齐。天线1710-2的中心可以位于距天线1710-1的中心2.5mm或更小的位置。天线1710-2的中心可以位于距天线1710-3的中心2.5mm或更小的位置。
可以与接收天线1710-1、1710-2和1710-3的L形图案分开布置发射天线1710-4。即，在一些实施例中，发射天线1710-4的中心不与天线1710-3位于平行于轴1701的轴上。在一些实施例中，发射天线1710-4与天线1710-1的中心位于轴1703上，轴1703与轴1702平行。
每个天线1710可以是中空矩形电介质谐振天线(DRA)。每个天线1710可以具有相同的一组尺寸。替代地，接收天线1710-1、1710-2和1710-3中的每一个可以具有相同的尺寸，并且发射天线1710-4的尺寸可以与接收天线不同。在一些实施例中，发射天线1710-4具有比接收天线1710-1、1710-2和1710-3大的宽度，例如大0.2mm，但具有相同的长度。
在这种布置中，由在天线1710-1的天线数据流和天线1710-2的数据流之间施加的权重引入的相位延迟可以影响接收波束的垂直方向，并且由天线1710-2的天线数据流和天线1710-3的数据流间的权重引入的相位延迟可以影响接收波束的水平方向(假设雷达子系统集成电路以大致相同的方向存在于非接触式睡眠跟踪设备内)。例如，可以执行波束控制以使地板方向(例如，大于0°、5°、10°或水平以下的某个其它角度)上的移动物体去强调，以减少对用户的错误检测(例如，由于宠物)。
在一些实施例中，单独的天线用于发射和接收。例如，天线1710-4可以专用于发射，而天线1710-1、1710-2和1710-3专用于接收。
在一些实施例中，可以停用天线1710-3，以便节省功率。因此，尽管存在三个接收天线，可以仅针对天线1710-1和1710-2输出波形数据流。这两个天线可以理解为垂直对齐，使得当恒温器安装在墙上时，天线1710-1位于天线1710-2的正上方。这种垂直对齐的接收天线可以允许垂直地执行波束控制，以便避开宠物可能所在的地面附近区域。
图18示出了触摸条1800的实施例。触摸条1800可以用作图6的触摸传感器612。触摸条1800可以固定到外壳621的内部，使得用户可以通过沿着外壳621的与触摸条1800所附接的外壳621内部相背的外侧壁移动的用户手指来提供输入。触摸条1800可以沿着触摸条1800的长度弯曲(如弧1806所示)，以允许触摸条1800屈曲成弧形并且平整地放在外壳621的侧壁的内部。外壳621的侧壁可以具有在恒温器盖和与背板附接或安装到壁上的外壳621背面之间在长度上变化的半径。因此，由弧1806指示的曲率可以帮助触摸传感器1800与侧壁的内表面接触。
触摸条1800可以包括多个电极。例如，可以存在16个电极。在其它实施例中，存在更多(例如，20个或20个或更多个电极)或更少数量的电极(例如，4个、6个、8个或更少个电极)。为了在图18中简单起见，仅标记了三个电极：电极1801、电极1802和电极1803。
触摸条1800的电极可以具有“Z”或之字形图案的形状。更一般地，两个电极，例如电极1801和1802，可以与轴1804相交，轴1804通常垂直于触摸条1800的长度，如轴1805所示。通过具有沿垂直轴重叠的区域，当用户沿触摸条1800移动其手指时，将跨多个电极检测用户的手指。例如，当用户在电极1801和1802上从左向右滑动他的手指时，从电极1801获得的电容测量值将减小，而从电极1802获得的电容测量值将增大。通过沿轴1804具有重叠，当用户滑动其手指时，相邻电极之间的测量值的减少和增加可以更加循序渐进。通过使测量值的增加和减少随着用户手指的滑动而更加循序渐进，恒温器的处理系统可以分辨用户的一个手指(或多个手指)的更精细移动。这种更精细的移动可以由处理系统转换成在设定点温度之间的更精确和/或更精细的移动和/或在恒温器界面的菜单内的滚动。
图19示出了用于安装到外壳1915的内表面的、以弧形屈曲的触摸条1905的实施例1900。外壳1915可以表示图6的外壳621或本文详细描述的任何其它外壳。触摸条1905可以表示触摸传感器612、触摸条1800或本文详细描述的任何其它触摸条。为了安装到内表面1920，触摸条1905可以屈曲成弧形并附接到内表面1920上，该内表面1920表示沿着侧壁的外壳1915的内表面。触摸条1905可以使用粘合剂附接，并且通常可以保持为弧形。由于侧壁1916的半径从外壳1915的前部(盖将位于的位置)到后部变化，所以触摸条1905的曲率(由图18中的弧1806表示)可以允许触摸传感器1905平整地放在内表面1920上。
可以使用参考图1至图19详细描述的系统、设备、组件和接口来执行各种方法。图20示出了用于与智能恒温器交互的方法2000的实施例。用于执行方法2000的恒温器可以是关于图1至图19详细描述的恒温器实施例。在块2010处，雷达传感器发射无线电波。发射的雷达可能是FMCW雷达。可以如关于图16详细描述的那样发射雷达线性调频脉冲。雷达可以通过恒温器的视觉反射盖向恒温器的周围环境中发射。
在块2020处，无线电波被移动和静止物体反射并反射回恒温器。雷达传感器可以通过视觉反射盖接收反射的无线电波。该盖可以是非金属的，以防止发射的无线电波和周围环境中物体反射的无线电波的反射。
在块2030处，可以至少部分地基于在块2020处雷达传感器接收的反射无线电波来确定是否存在用户。在一些实施例中，块2030附加地或替代地涉及检测用户是朝向雷达传感器移动还是远离雷达传感器移动、用户所在的距离和/或用户移动的速度。
在块2040处，可激活电子显示器，使得响应于在块2030处对用户的检测(和/或用户的距离、方向和/或速度)，呈现信息并且由用户可见所述信息。电子显示器可以呈现诸如图7中呈现的用户界面或者诸如图8至图10中呈现的任何其它默认用户界面或者某种其它默认用户界面。
在块2050处，用户可以通过触摸传感器(例如触摸条)与恒温器交互。响应于用户在触摸条上执行手势，所呈现的用户界面被改变。该手势可以是轻击手势、向上滑动手势、向下滑动手势或触摸并保持手势。其它姿势也是可能的。在块2060处，经由触摸条提供的输入可用于改变所呈现的用户界面和/或控制恒温器的操作。例如，用户可以通过触摸条提供输入，该输入激活HVAC系统、停用HVAC系统、调整用于控制HVAC系统的控制时间表、调整HVAC系统的设定点、改变恒温器的设置等。
以上讨论的方法、系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略、替代或添加各种过程或组件。例如，在备选配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加、省略和/或组合各个阶段。此外，可以在各种其它配置中组合关于某些配置描述的特征。可以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，技术在发展，因此，许多元素都是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。
在描述中给出具体细节以提供对示例配置(包括实现方式)的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实施配置。例如，众所周知的电路、过程、算法、结构和技术已经在没有不必要的细节的情况下被示出以避免混淆配置。本描述仅提供示例配置，并不限制权利要求的范围、适用性或配置。相反，配置的前述描述将为本领域的技术人员提供实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置执行各种改变。
此外，配置可以被描述为被描绘为流程图或框图的过程。尽管每个都可以将操作描述为顺序过程，但可以并行或并发执行许多操作。此外，可以重新排列操作的顺序。过程可能有图中未包括的附加步骤。此外，可以由硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或其任意组合来实现方法的示例。当以软件、固件、中间件或微代码实现时，执行必要任务的程序代码或代码段可以存储在诸如存储介质的非暂时性计算机可读介质中。处理器可以执行所描述的任务。
已经描述了几个示例配置，在不脱离本公开的精神的情况下可以使用各种修改、替代构造和等同物。例如，以上元素可以是更大系统的组件，其中，其它规则可以优先于或否则修改本发明的应用。此外，可以在考虑上述要素之前、期间或之后采取多个步骤。

Claims (20)

1.一种智能恒温器，包括：
恒温器外壳，所述恒温器外壳限定圆形前孔并具有侧壁；
无线网络接口，所述无线网络接口由所述恒温器外壳容纳；
电容式触摸条，所述电容式触摸条由所述恒温器外壳容纳，所述电容式触摸条感测多个手势，其中：
所述电容式触摸条定位在所述恒温器外壳内，使得由所述电容式触摸条感测的所述多个手势在所述侧壁的外表面的弧上执行；以及
电子显示器，所述电子显示器由所述恒温器外壳容纳，使得所述电子显示器在所述恒温器外壳的前圆形孔中是可见的；以及
由所述恒温器外壳容纳的包括一个或多个处理器的处理系统，所述处理系统与所述无线网络接口、所述电容式触摸条和所述电子显示器通信，所述处理系统被配置成使所述电子显示器显示以图形弧排列的多个图标。
2.根据权利要求1所述的智能恒温器，还包括：反射盖，所述反射盖定位在所述恒温器外壳的圆形前孔内，使得通过所述反射盖查看到所述电子显示器。
3.根据权利要求2所述的智能恒温器，其中，所述反射盖具有足以在查看时产生镜像效果的反射率和足以允许所述电子显示器的照亮部分通过所述反射盖可见的透射率。
4.根据权利要求3所述的智能恒温器，其中，所述反射盖在所述圆形前孔的整体上方是连续的，使得在所述反射盖内不存在间隙、孔、透镜或其它不连续性。
5.根据权利要求1所述的智能恒温器，其中，所述电子显示器不是触摸屏，并且所述智能恒温器的用户界面组件不具有移动部件。
6.根据权利要求1所述的智能恒温器，其中：
所述侧壁的外表面上的所述弧从起始角度连续延伸到结束角度；以及
以所述图形弧排列的所述多个图标位于所述起始角度和所述结束角度之间。
7.根据权利要求6所述的智能恒温器，其中：
所述多个手势包括轻击手势和滑动手势；
使用所述轻击手势来选择所述多个图标中的高亮的一个图标；以及
使用所述滑动手势来执行将所述多个图标中的不同图标进行高亮。
8.根据权利要求2所述的智能恒温器，进一步包括：
雷达传感器，所述雷达传感器由所述恒温器外壳容纳，所述雷达传感器通过发射电磁辐射和接收反射的电磁辐射，通过位于所述恒温器外壳的圆形前孔内的所述反射盖，来检测所述智能恒温器环境内的占用。
9.根据权利要求8所述的智能恒温器，进一步包括：
由所述恒温器外壳容纳的环境光传感器，所述环境光传感器通过位于所述恒温器外壳的圆形前孔内的所述反射盖来检测环境光照水平，其中：
所述环境光传感器与所述处理系统通信；
所述处理系统还被配置成至少部分地基于来自所述环境光传感器的信息来控制所述电子显示器的亮度；以及
所述反射盖在所述圆形前孔的整体上方是连续的，使得在所述反射盖内不存在间隙、孔、透镜或其它不连续性。
10.根据权利要求8所述的智能恒温器，其中，所述反射盖包括陶瓷氧化物层，并且不包括任何金属层。
11.根据权利要求8所述的智能恒温器，其中，所述电容式触摸条包括多个电极，其中：
所述多个电极包括至少六个电极；以及
所述多个电极中的每个电极被成形为使得与所述多个电极中的相邻电极存在多段边界，以增加手指被所述多个电极中的多电极感测的可能性。
12.根据权利要求8所述的智能恒温器，其中，所述雷达传感器被定位在近似等于所发射的电磁辐射的四分之一波长的奇数倍的距离，以减少相长干扰。
13.根据权利要求8所述的智能恒温器，其中：
所述雷达传感器发射包括多个线性调频脉冲的调频连续波FMCW雷达；以及
每个线性调频脉冲从第一频率扫描到第二频率。
14.根据权利要求13所述的智能恒温器，其中，所述处理系统还被配置成基于使用所述FMCW雷达检测到的与人的距离来选择要呈现在所述电子显示器上的信息。
15.根据权利要求1所述的智能恒温器，还包括背板，包括：
多个电线端子，所述多个电线端子被配置成接收与加热、通风和冷却HVAC系统连接的线，其中：
所述背板以可移除方式附接到所述恒温器外壳。
16.一种用于与智能恒温器交互的方法，所述方法包括：
由所述智能恒温器的雷达传感器通过所述智能恒温器的反射盖来发射无线电波，其中：
所述反射盖位于所述智能恒温器的恒温器外壳的圆形前孔内；以及
所述反射盖具有足以在查看时产生镜像效果的反射率和足以允许在通过所述反射盖查看时所述智能恒温器的电子显示器的照亮部分可见的透射率；
由所述雷达传感器通过所述智能恒温器的反射盖接收所反射的无线电波；
由所述智能恒温器基于所反射的无线电波来确定用户存在于所述智能恒温器附近；以及
响应于确定所述用户存在于所述智能恒温器附近而激活所述智能恒温器的电子显示器，使得用户界面通过所述反射盖可见。
17.根据权利要求16所述的用于与所述智能恒温器交互的方法，其中，所述反射盖具有在25％和55％之间的透射率。
18.根据权利要求16所述的用于与所述智能恒温器交互的方法，进一步包括：
由所述电子显示器显示以图形弧排列的多个图标，其中：
电容式触摸条定位在所述恒温器外壳内，使得由所述电容式触摸条感测的多个手势在所述恒温器外壳的侧壁的外表面的弧上执行；
所述侧壁的外表面上的所述弧从起始角度连续延伸到结束角度；以及
以所述图形弧排列的所述多个图标位于所述起始角度和所述结束角度之间。
19.根据权利要求18所述的用于与所述智能恒温器交互的方法，进一步包括：
经由所述电容式触摸条接收用户输入，其中，所述用户输入是从包括轻击手势和滑动手势的所述多个手势中选择的。
20.根据权利要求19所述的用于与所述智能恒温器交互的方法，其中，使用所述轻击手势来选择所述多个图标中的图标，并且使用所述滑动手势来执行所述多个图标之间的切换选择。
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