KR102462086B1 - 사이트에서 다수의 상호 작용 시스템들 - Google Patents
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Abstract
사이트 안에 배치된 스위칭가능한 광 디바이스들을 갖는 다른 사이트들 또는 빌딩들의 기능들을 제어하는데 수반되는 하나 이상의 다른 방식의 독립적인 시스템들간에 통신하기 위한 플랫폼들이 개시된다. 이런 독립적인 시스템들은 윈도우 제어 시스템 및 주거용의 홈 제품들 (예를 들어, 서모스탯들, 연기 탐지기들, 등), HVAC 시스템들, 보안 시스템들, 조명 제어 시스템들, 및 유사한 것을 제어하는 시스템들과 같은 하나 이상의 다른 독립적인 시스템들을 포함한다. 시스템들은 함께 스위칭가능한 윈도우들 및 커머셜, 주거용, 또는 공중 사이트일 수 있는 사이트의 다른 인프라스트럭처를 포함하여 다수의 특징부들 및/또는 제품들을 제어 및/또는 모니터링 한다.
Description
관련 출원들에 대한 상호-참조
본 출원은 “사이트에서 다수의 상호 작용 시스템들”이라는 제목으로 2014년 12월 8일에 출원된 US 가특허 출원 번호. 62/088,943의 이익을 주장하고, 그것은 그 전체가 그리고 다목적을 위하여 참조로서 본원에 통합된다.
때때로 “스마트 윈도우(smart window)들”로 지칭되는 전기변색 윈도우(electrochromic window)들과 같은 전기적으로 틴트가능한 윈도우(tintable window)들은 제한된 장치들에 배치되어 왔다. 이와 같은 윈도우들은 지지를 얻어 보다 폭넓게 배치되고, 빌딩들 및 관련 인프라스트럭처의 이득을 위하여 스마트 윈도우들과 상호작용하는 다양한 시스템들이 있기 때문에 그것들은 점점 더 복잡한 제어 및 모니터링 시스템들을 필요로 할 수 있다. 상호 작용 빌딩 시스템들을 관리하기 위한 개선된 기술들이 필요하다.
본 개시의 어떤 측면들은 복수의 상호 작용 시스템들에 관련된 것으로, 상기 복수의 상호 작용 시스템들은 윈도우 제어 시스템 및 조명 시스템(lighting system), HVAC 시스템들, 보안 시스템, 및/또는 홈 기기 제어 시스템일 수 있는 적어도 하나의 다른 시스템을 포함한다. 상기 윈도우 제어 시스템 및 상기 적어도 하나의 다른 시스템은 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스 (API : application programming interface)를 통하여 통신하도록 구성된다. 상기 윈도우 제어 시스템은 하나 이상의 광학적으로 스위칭가능한 윈도우들의 광학적 상태를 제어하도록 구성된다.
어떤 실시예들에서, 상기 윈도우 제어 시스템은 적어도 하나의 광학적으로 스위칭가능한 윈도우의 전환들을 제어하도록 구성된 윈도우 제어기를 포함한다. 어떤 실시예들에서, 상기 윈도우 제어 시스템은 네트워크상에서 통신하도록 구성된 하나 이상의 윈도우 제어기들과 전기적 통신하는 복수의 전기변색 윈도우(electrochromic window)들을 포함한다.
어떤 실시예들에서, 상기 적어도 하나의 다른 시스템은 상기 홈 기기 제어 시스템이다. 어떤 실시예들에서, 상기 적어도 하나의 다른 시스템은 상기 HVAC 시스템이다. 일부 구현예들에서, 상기 상호 작용 시스템들은 상기 HVAC 시스템을 제어하도록 구성된 빌딩 관리 시스템을 더 포함한다. 이런 경우들에서, 상기 API는 상기 윈도우 제어 시스템과 상기 빌딩 관리 시스템이 통신하는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 어떤 실시예들에서, 상기 적어도 하나의 다른 시스템은 상기 조명 시스템이다.
일부 구현예들에서, 상기 윈도우 제어 시스템 및 상기 적어도 하나의 다른 시스템은 상기 윈도우 제어 시스템에 의해 획득되거나 또는 생성된 데이터를 상기 적어도 하나의 다른 시스템으로 제공하도록 구성된다. 일부 구현예들에서, 상기 윈도우 제어 시스템 및 상기 적어도 하나의 다른 시스템은 상기 윈도우 제어 시스템이 상기 적어도 하나의 다른 시스템의 하나 이상의 디바이스들을 제어하도록 구성된다.
어떤 실시예들에서, 상기 윈도우 제어 시스템 및 상기 적어도 하나의 다른 시스템은 상기 적어도 하나의 다른 시스템이 상기 윈도우 제어 시스템의 하나 이상의 디바이스들을 제어하도록 구성된다. 이런 실시예들에서, 상기 적어도 하나의 다른 시스템은 상기 HVAC 시스템 또는 상기 조명 시스템이다. 일 예로서, 상기 윈도우 제어 시스템의 상기 디바이스들은 센서 및/또는 광학적으로 스위칭가능한 윈도우를 포함한다.
본 개시의 다른 측면은 윈도우 제어 시스템 및 조명 시스템, HVAC 시스템들, 보안 시스템, 및 홈 기기 제어 시스템으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 다른 시스템일 수 있는 복수의 상호 작용 시스템들간에 통신하는 방법들에 관한 것이다. 일부 실시예들에서, 상기 방법은 상기 이하의 동작들에 의해 특징지어진다: (a) 상기 윈도우 제어 시스템으로부터 또는 상기 적어도 하나의 다른 시스템으로부터 상기 윈도우 제어 시스템 및 상기 적어도 하나의 다른 시스템의 다른 것으로 어드레스된(addressed) 통신을 수신하는 단계로서, 상기 통신은 상기 윈도우 제어 시스템과 상기 적어도 하나의 다른 시스템간에 통신하기 위해 애플리케이션들 프로그램 인터페이스 (API)에 의해 지정된 포맷을 갖는, 상기 수신하는 단계; (b) 상기 어드레스된 윈도우 제어 시스템 또는 적어도 하나의 다른 시스템에 상기 통신에 포함된 명령들 및/또는 데이터를 제공하는 단계; 및 (c) 상기 어드레스된 윈도우 제어 시스템 또는 적어도 하나의 다른 시스템에서, 상기 통신에 포함된 명령들 및/또는 데이터를 이용하여 하나 이상의 동작들을 수행하는 단계.
어떤 실시예들에서, 상기 윈도우 제어 시스템은 적어도 하나의 광학적으로 스위칭가능한 윈도우의 전환들을 제어하도록 구성된 윈도우 제어기를 포함한다. 상기 윈도우 제어 시스템은 네트워크상에서 통신하도록 구성된 하나 이상의 윈도우 제어기들과 전기적 통신하는 복수의 전기변색 윈도우들을 또한 포함할 수 있다.
어떤 실시예들에서, 상기 적어도 하나의 다른 시스템은 상기 홈 기기 제어 시스템이다. 어떤 실시예들에서, 상기 적어도 하나의 다른 시스템은 상기 HVAC 시스템이다. 일부 이런 실시예들에서, 빌딩 관리 시스템은 상기 HVAC 시스템을 제어하도록 구성되고, 상기 HVAC 시스템은 상기 API를 통하여 상기 윈도우 제어 시스템으로부터 상기 통신을 수신한다. 어떤 실시예들에서, 상기 적어도 하나의 다른 시스템은 상기 조명 시스템이다.
일부 구현예들에서, 상기 적어도 하나의 다른 시스템은 상기 윈도우 제어 시스템으로부터 상기 통신을 수신하고, 상기 통신은 상기 윈도우 제어 시스템에 의해 획득되거나 또는 생성된 데이터를 포함한다. 일부 구현예들에서, 상기 적어도 하나의 다른 시스템은 상기 윈도우 제어 시스템으로부터 상기 통신을 수신하고, 상기 통신은 상기 적어도 하나의 다른 시스템의 하나 이상의 디바이스들을 제어하기 위한 상기 윈도우 제어 시스템으로부터의 명령들을 포함한다.
일부 구현예들에서, 상기 윈도우 제어 시스템은 상기 적어도 하나의 다른 시스템으로부터 상기 통신을 수신하고, 상기 통신은 상기 윈도우 제어 시스템의 하나 이상의 디바이스들을 제어하기 위한 상기 적어도 하나의 다른 시스템으로부터 명령들을 포함한다. 일 예로서, 상기 윈도우 제어 시스템상에서 제어되는 상기 디바이스들은 센서 및/또는 광학적으로 스위칭가능한 윈도우를 포함한다. 추가 예제들로서, 상기 적어도 하나의 다른 시스템은 상기 HVAC 시스템 및/또는 상기 조명 시스템이다.
이들 및 다른 특징들 및 장점들은 관련 도면을 참조하여, 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1a는 API들을 통하여 서로와 인터페이스하는 윈도우 시스템을 포함하는 상호 작용 시스템들의 블럭 다이어그램이다.
도 1b는 외부 시스템들과 인터페이스하기 위한 스마트 윈도우 시스템의 블럭 다이어그램이다.
도 1c는 윈도우 제어 네트워크와 상호 작용하기 위한 빌딩 관리 시스템 (BMS : Building Management System)를 갖는 사이트의 실시예의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 1d는 빌딩 네트워크의 블럭 다이어그램을 도시한다.
도 1e는 빌딩의 하나 이상의 틴트가능한 윈도우들의 기능들을 제어하기 위한 윈도우 네트워크의 컴포넌트들의 블럭 다이어그램이다.
도 2는 전기변색 디바이스를 탈색된 것으로부터 착색되는 것으로 및 착색된 것으로부터 탈색되는 것으로 구동시키는 것과 관련된 전압 및 전류 프로파일들을 도시한 그래프이다.
도 3은 전기변색 디바이스를 탈색된 것으로부터 착색되는 것으로 구동시키는 것과 관련된 임의 전압 및 전류 프로파일들을 도시한 그래프이다.
도 4는 윈도우 제어기의 컴포넌트들의 간략화된 블럭 다이어그램을 도시한다.
도 5는 틴트가능한 윈도우(tintable window) 및 적어도 하나의 센서를 포함하는 공간의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 6은 빌딩내 하나 이상의 전기변색 윈도우들을 제어하는 방법을 위한 예측 제어 로직의 일부 단계들을 보여주는 플로우 차트이다.
도 1b는 외부 시스템들과 인터페이스하기 위한 스마트 윈도우 시스템의 블럭 다이어그램이다.
도 1c는 윈도우 제어 네트워크와 상호 작용하기 위한 빌딩 관리 시스템 (BMS : Building Management System)를 갖는 사이트의 실시예의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 1d는 빌딩 네트워크의 블럭 다이어그램을 도시한다.
도 1e는 빌딩의 하나 이상의 틴트가능한 윈도우들의 기능들을 제어하기 위한 윈도우 네트워크의 컴포넌트들의 블럭 다이어그램이다.
도 2는 전기변색 디바이스를 탈색된 것으로부터 착색되는 것으로 및 착색된 것으로부터 탈색되는 것으로 구동시키는 것과 관련된 전압 및 전류 프로파일들을 도시한 그래프이다.
도 3은 전기변색 디바이스를 탈색된 것으로부터 착색되는 것으로 구동시키는 것과 관련된 임의 전압 및 전류 프로파일들을 도시한 그래프이다.
도 4는 윈도우 제어기의 컴포넌트들의 간략화된 블럭 다이어그램을 도시한다.
도 5는 틴트가능한 윈도우(tintable window) 및 적어도 하나의 센서를 포함하는 공간의 개략적인 다이어그램을 도시한다.
도 6은 빌딩내 하나 이상의 전기변색 윈도우들을 제어하는 방법을 위한 예측 제어 로직의 일부 단계들을 보여주는 플로우 차트이다.
본 문서는 그 중에서도, 그 안에 배치된 스위칭가능한 광 디바이스들을 갖는 다른 사이트들 또는 빌딩들의 기능들을 제어하는데 수반되는 하나 이상의 다른 방식의 독립적인 시스템들간에 통신하기 위한 플랫폼을 설명한다. 이런 독립적인 시스템들은 윈도우 제어 시스템 및 주거용의 홈 제품들 (예를 들어, 서모스탯(thermostat)들, 연기 탐지기들, 등을 제어하는 NEST (Nest Labs of Palo Alto, California)), HVAC 시스템들, 보안 시스템들, 조명 제어 시스템들, 및 유사한 것을 제어하는 시스템들과 같은 하나 이상의 다른 독립적인 시스템들을 포함한다. 시스템들은 함께 스위칭가능한 윈도우들 및 커머셜, 주거용, 또는 공중 사이트일 수 있는 사이트의 다른 인프라스트럭처를 포함하여 다수의 특징부들 및/또는 제품들을 제어 및/또는 모니터링 한다. 개시된 실시예들과 함께 사용될 수 있는 네트워크들 및 관련된 인프라스트럭처가 도면들 1a-e에, 뿐만 아니라 2014년 11월 26일에 출원된 US 가특허 출원 번호. 62/085,179, 및 2015년 11월 24일 출원된 US 특허 출원번호 14/951,410에 제시되고, 이 둘은 그 전체가 참조로서 본 출원에 통합된다.
일부 경우들에서, 사이트들 하나 이상의 배치된 디바이스들의 스위칭을 제어하는 하나 이상의 제어기들을 가진다. 사이트는 언제 그리고 얼마나 자주 디바이스들을 스위치 할지를 결정하는데 사용되는 데이터를 제공하는 센서들 예컨대 광 센서들, 열 센서들, 및/또는 거주 센서(occupancy sensor)들을 또한 가질 수 있다. 임의 실시예들에서, 사이트는 윈도우들 및/또는 미러들과 같은 구조들상에 전기변색 디바이스들과 같은 스위칭가능한 광 디바이스들을 채용한다. 아래의 설명에서, 스위칭가능한 광 디바이스들은 종종 “윈도우(window)들” 또는 “전기변색 윈도우(electrochromic window)들”로 지칭된다. 이런 용어들은 스위칭가능한 광 디바이스들을 갖는 구조들 다른 윈도우들을 포함한다는 것이 이해되어야 한다. 더구나, 스위칭가능한 디바이스들은은 전기변색 디바이스들에 제한되지 않고, 화소로 나누어지지 않을 수 있는(non-pixelated) 액정 디바이스들, 전기영동 디바이스, 및 유사한 것과 같은 다른 스위칭가능한 디바이스들을 포함한다.
전형적으로, 상호 작용 시스템들 중 하나는 윈도우 제어 네트워크이다. 사이트의 상호 작용 시스템들은 상이한 시스템의 동작에 대한 결정들을 수행하기 위해 하나의 시스템의 다른 정보 또는 센서 출력을 사용할 수 있다. 더구나, 시스템은 상이한 시스템에 제어 명령들 또는 다른 명령들을 제공하기 위해 사이트 (또는 사이트들)로부터 시스템이 수집한 정보를 분석할 수 있다. 한 시스템은 적절하다면, 상이한 시스템상에 엘리먼트들의 기능을 제어할 수 있다. 예를 들어, 윈도우 네트워크 제어 시스템은 윈도우 시스템이 윈도우들의 틴트 레벨들을 제어하는 공간(room) 또는 존에 조명 레벨 또는 에어컨 레벨을 조정하기 위해 조명 시스템 및/또는 HVAC 시스템에 명령들을 발송할 수 있다. 독립적인 시스템들이 상호 작용하는 것을 허용하기 위해 그것들은 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스들 (API들)을 통하여 그것들의 특성들 및/또는 기능들을 표현할 필요가 있을 수 있다.
시스템들은 API들을 사용하여 외부 시스템들이 그렇지 않으면, 외부 시스템들에 불분명한 데이터 및/또는 기능을 액세스하는 것을 허용한다. API들은 액세스를 허용하는 포털(portal) 및 신택스(syntax)를 제공한다. 예를 들어, 윈도우 제어 시스템을 위한 API는 URL, 유저 이름, 및 핸드쉐이크를 통하여 윈도우 센서 데이터 (예를 들어, 온도)에 대한 액세스를 허용할 수 있다. 홈키트(HomeKit)를 따르는 정의들은 애플(Apple) (Apple Inc. of Cupertino, CA) 홈 기기들을 제어하기 위한 API들을 제공하고 스레드(thread)를 따르는 정의들은 NEST 및 삼성(Samsung) (Samsung Group of Seoul, South Korea)을 포함하는 많은 다른 기술 회사들의 기기들을 제어하기 위한 API들을 제공한다. 스레트 및 홈키트는 메시징을 위한 표준 연결 프로토콜들을 정의한다.
용어
“광학적으로 스위칭가능한 디바이스(optically switchable device)” 또는 “스위칭가능한 광 디바이스(switchable optical device)”는 전기 입력에 응답하여 광학적 상태를 변화시키는 신(thin) 디바이스이다. 두개 이상의 광학적 상태들사이에서 가역적으로 순환한다. 이들 상태들 사이의 스위칭은 미리 정의된 전류 및/또는 전압을 디바이스에 인가함으로써 제어된다. 디바이스는 전형적으로 적어도 하나의 광학적으로 활성층 양쪽에 걸쳐있는(straddle) 두개의 얇은 도전성 시트들을 포함한다. 광학적 상태에 변화를 구동시키는 전기 입력이 얇은 도전성 시트들에 인가된다. 어떤 구현예들에서, 입력은 도전성 시트들과 전기적 통신하고 있는 버스 바(bus bar)들에 의해 제공된다.
광학적으로 스위칭가능한 디바이스들의 예들은 전기변색 디바이스들,임의 전기영동 디바이스들, 액정 디바이스들, 및 유사한 것을 포함한다. 광학적으로 스위칭가능한 디바이스들은 다양한 광학적으로 스위칭가능한 제품들, 예컨대 윈도우들, 미러들, 디스플레이들 및 유사한 것들에 제공될 수 있다. 임의의 실시예들에서, 이들 제품들은 전형적으로 픽셀로 나누어지지 않는 포맷(non-pixelated format)으로 제공된다.
“광학적 전환(optical transition)” 은 광학적으로 스위칭가능한 디바이스의 임의의 하나 이상의 광학적 특성들에서의 변화이다. 변화하는 광학적 특성은 예를 들어, 틴트(tint), 반사율, 굴절률, 색상, 등일 수 있다. 임의 실시예들에서, 광학적 전환은 정의된 시작 광학적 상태 및 정의된 종료 광학적 상태를 가질 것이다. 예를 들어 시작 광학적 상태는 80% 투과율일 수 있고 종료 광학적 상태는 50% 투과율일 수 있다. 광학적 전환은 전형적으로 광학적으로 스위칭가능한 디바이스의 두개의 얇은 도전성 시트들을 가로질러 적절한 전위를 인가함으로써 구동된다.
“시작 광학적 상태(starting optical state)”는 광학적 전환을 시작하기 바로 전 광학적으로 스위칭가능한 디바이스의 광학적 상태이다. 시작 광학적 상태는 전형적으로 틴트, 반사율, 굴절률, 색상, 등일 수 있는 광학적 상태의 크기로서 정의된다. 시작 광학적 상태는 광학적으로 스위칭가능한 디바이스에 대한 최대 또는 최소의 광학적 상태; 예를 들어, 90% 또는 4% 투과율일 수 있다. 대안적으로, 시작 광학적 상태는 광학적으로 스위칭가능한 디바이스에 대한 최대 광학적 상태와 최소 광학적 상태의 사이의 어딘가의 값을 갖는 중간 광학적 상태; 예를 들어, 50% 투과율일 수 있다.
“종료 광학적 상태(ending optical state)”는 시작 광학적 상태로부터 광학적 전환을 완료한 직후의 광학적으로 스위칭가능한 디바이스의 광학적 상태이다. 광학적 상태가 특정 애플리케이션에 대하여 완료된 것으로 이해되는 방식으로 변화될 때 전환 완료(complete transition)가 일어난다. 예를 들어, 완전한 틴팅(tinting)은 75% 광학적 투과율로부터10% 투과율로 전환으로 간주될 수 있다. 종료 광학적 상태는 광학적으로 스위칭가능한 디바이스에 대한 최대 또는 최소의 광학적 상태; 예를 들어, 90% 또는 4% 투과율일 수 있다. 대안적으로, 종료 광학적 상태는 광학적으로 스위칭가능한 디바이스에 대한 최대 광학적 상태와 최소 광학적 상태의 사이의 어딘가의 값을 갖는 중간 광학적 상태; 예를 들어, 50% 투과율일 수 있다.
“버스 바(Bus bar)”는 광학적으로 스위칭가능한 디바이스의 영역에 걸친 투명 도전성 전극과 같은 도전성 계층에 부착된 전기적으로 도전성 스트립(strip)을 지칭한다. 버스 바는 외부 리드(lead)로부터 도전성 계층으로 전기 전위 및 전류를 전달한다. 광학적으로 스위칭가능한 디바이스는 각각이 디바이스의 단일 도전성 계층에 연결된 두개 이상의 버스 바들을 포함한다. 다양한 실시예들에서, 버스 바는 디바이스의 길이 또는 폭의 대부분의 길이에 걸쳐지는 길고 얇은 라인(line)을 형성한다. 흔히, 버스 바는 디바이스의 에지(edge) 근처에 위치된다.
"인가 전압(applied voltage)" 또는 Vapp는 전기변색 디바이스상의 두개의 반대 극성의 버스 바들에 인가된 전위에서의 차이를 나타낸다. 각각의 버스 바는 별개의 투명 도전성 계층에 전자적으로 연결된다. 인가된 전압은 광학적 전환을 구동시키거나 또는 광학적 상태를 홀드하는 것과 같이 상이한 크기들 또는 기능들에서 달라질 수 있다. 투명 도전성 계층들 사이에 전기변색 재료들과 같은 광학적으로 스위칭가능한 디바이스 재료들이 샌드위치된다. 각각의 투명 도전성 계층들은 버스 바가 그것에 연결된 위치와 버스 바로부터 원격인 위치사이의 전위 강하를 경험한다. 일반적으로, 버스 바로부터 거리가 더 멀수록, 투명 도전성 계층에서의 전위 강하가 더 크다. 투명 도전성 계층들의 로컬 전위(local potential)는 본 출원에서 VTCL로서 종종 언급된다. 반대 극성의 버스 바들은 광학적으로 스위칭가능한 디바이스의 표면을 가로질러 서로로부터 횡방향에서(laterally) 이격될 수 있다.
"유효 전압(effective voltage)" 또는 Veff는 광학적으로 스위칭가능한 디바이스상의 임의의 특정 위치에서 양의 투명 도전성 계층 및 음의 투명 도전성 계층들 사이의 전위를 지칭한다. 직교좌표(Cartesian)의 공간에, 유효 전압은 디바이스상의 특정한 x,y 좌표 에 대하여 정의된다. Veff가 측정된 지점에서, 두개의 투명 도전 계층들은 z 방향에서 (디바이스 재료들에 의해) 이격되지만, 동일한 x,y 좌표를 공유한다.
“홀드 전압(hold voltage)”은 디바이스를 무기한으로 종료 광학적 상태에서 유지하기 위해 필요한 인가 전압을 지칭한다.
“구동 전압(drive voltage)”는 광학적 전환의 적어도 일부동안에 제공되는 인가 전압을 지칭한다. 구동 전압이 광학적 전환 부분을 "구동시키는 것(driving)"으로 볼 수 있다. 구동 전압의 크기는 광학적 전환의 시작 바로 전 인가 전압의 크기와 다르다. 임의 실시예들에서, 구동 전압의 크기는 홀드 전압의 크기보다 더 크다. 구동 및 홀드 전압들의 예제 애플리케이션이 도 3에 도시된다.
윈도우 “제어기(controller)”는 전기변색 윈도우의 전기변색 디바이스의 틴트 레벨(tint level)을 제어하기 위해 사용된다. 일부 실시예들에서, 윈도우 제어기는 전기변색 윈도우를 두개의 틴트 상태들 (레벨들), 탈색된 상태(bleached state) 및 착색된 상태(colored state)사이에서 전환할 수 있다. 다른 실시예들에서, 제어기는 전기변색 윈도우 (예를 들어, 단일 전기변색 디바이스를 갖는)를 중간 틴트 레벨들로 추가적으로 전환할 수 있다. 일부 개시된 실시예들에서, 윈도우 제어기는 전기변색 윈도우를 네개의 또는 그 이상 틴트 레벨들로 전환하는 것이 가능하다. 어떤 전기변색 윈도우들은 각각의 라이트가 두개의-상태 라이트인 단일 IGU내 두개의 (또는 그 이상의) 전기변색 라이트들을 이용함으로써 중간 틴트 레벨들을 허용한다.
일부 실시예들에서, 윈도우 제어기는 전기변색 윈도우내 하나 이상의 전기변색 디바이스들에 전력을 공급할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 윈도우 제어기의 이 기능은 하나 이상의 다른 기능들 예컨대 안테나 트랜시버 기능 및/또는 이하에 설명되는 다른 기능들로 증강될 수 있다. 본 출원에서 설명된 윈도우 제어기들은 스위치 디바이스의 광학적 상태를 스위칭하기 위해 전력을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 그것 자체의 전원을 갖고 윈도우 전원으로부터 윈도우로 전력의 애플리케이션을 지시한다. 다른 실시예들에서, 광학적으로 스위칭가능한 디바이스에 대한 전원은 윈도우 제어기와 분리될 수 있다. 그러나, 제어기가 윈도우에 직접 전력을 공급하도록 구성하고 윈도우 제어기와 함께 전원을 포함하는 것이 편리한데, 그것이 전기변색 윈도우에 전력을 공급하기 위한 별개의 와이어링(wiring)에 대한 요구를 제거하기 때문이다.
더구나, 본 출원에 설명된 윈도우 제어기들은 빌딩 제어 네트워크 또는 빌딩 관리 시스템 (BMS)와 같은 네트워크내에 윈도우 제어기의 통합없이 단일의 광학적으로 스위칭가능한 윈도우 또는 복수의 이런 윈도우들의 기능들을 제어하도록 구성될 수 있는 독립형(standalone) 제어기들로서 설명된다. 그러나, 윈도우 제어기들은 빌딩 제어 네트워크 또는 BMS내에 통합될 수 있다.
윈도우 제어 네트워크 - 윈도우 제어 네트워크는 사이트내 윈도우들과 같은 다수의 광학적 스위칭가능한 디바이스들을 제어하고 윈도우들을 제어하는 것에 관련된 데이터를 액세스 및/또는 유지한다. 그것은 하나 이상의 사이트들에서 스위칭가능한 광 디바이스들 및 관련된 제어기들 및 센서들에 대한 데이터를 수신할 수 있고, 이 데이터로부터, 디바이스들 스위칭에 대한 결정을 수행할 수 있다. 그것은 사이트(들)상의 윈도우들로 데이터 및/또는 제어 메시지들을 발송할 수 있다. 그것은 또한 잠재적인 문제들을 감지 및/또는 제시할 수 있고, 디바이스들 및/또는 제어기들의 성능에 추이(trend)를 식별하고, 스위칭가능한 광 디바이스들, 등을 제어하기 위한 알고리즘들을 변경할 수 있다. 개시된 실시예들에서, 윈도우 제어 네트워크는 다른 시스템들과 상호 작용한다. 윈도우 제어 네트워크들은 도면들 1a-d의 설명을 포함하여 아래에 더 설명된다. 본 개시와의 사용에 적절한 윈도우 제어 네트워크들의 다양한 예들은 2012년 4월 17일에 출원된 US 특허 번호. 8,705,162, 2015년 11월 24일에 출원된 US 특허 출원번호 14/951,410, 및 2015년 10월 29일에 출원된 US 가특허 출원 번호. 62/248,181에 설명된 것을 포함하고, 각각은 그 전체가 참조로서 본 출원에 통합된다. 윈도우 제어 네트워크는 윈도우 제어 시스템의 일 유형인 것으로 간주될 수 있고, 이는 네트워크 인프라스트럭처없는 단일 제어기 및/또는 윈도우를 포함할 수 있다.
사이트(Site) - 이것은 인스톨된 스위칭가능한 광 디바이스들의 빌딩 또는 다른 위치이다. 스위칭가능한 디바이스들은 네트워크에 제공되고 그리고 총괄적으로 윈도우 제어 시스템을 구성하는 하나 이상의 알고리즘들의 제어하에서 동작된다. 하나의 광학적 상태로부터 다른 광학적 상태로의 전환들은 2013년 2월 21일에 출원된 US 특허 출원 번호. 13/772,969에 설명된 것과 같은 프로그램 또는 로직에 의해 구술될 수 있고, 그것은 그 전체가 참조로서 본원에 통합된다. 사이트는 윈도우 제어 네트워크와 통신하는 다른 시스템들을 가질 수 있다. 다른 시스템들의 예들은 조명 시스템들, HVAC 시스템들, 팬(fan) 시스템들, 보안 시스템들, 및 스마트 서모스탯 서비스 또는 다른 홈 기기 서비스를 포함한다. 일부 경우들에서, 다른 시스템은 일 복수의 시스템들내 디바이스들을 제어하기 위한 유저-맞춤형(customizable) 인터페이스이다. 예를 들어, 유저는 유저에 관련된 윈도우 틴팅(tinting), 공간 온도, 조명 선호사항들을 가질 수 있다. 이런 선호 사항들은 유저의 수동 입력, 예를 들어, 모바일 디바이스를 통하여, 또는 예를 들어, 유저가 공간 또는 존으로 들어갈 때 유저 착용 디지털 센서 또는 스마트 이동 전화와의 통신을 통하여 유저의 접근을 감지하는 시스템에 의해 트리거링될 수 있다. 사이트들의 예들은 주거용 빌딩들, 오피스 빌딩들, 학교들, 공항들, 병원들, 정부 빌딩들, 등을 포함한다. 그것의 공간들은 NEST에 의해 제공된 서모스탯들과 같은 네트워크 제어되는 서모스탯들을 가질 수 있다.
도 1a는 윈도우 제어 시스템 (103), 및 관련된 윈도우들 (111), 및 사이트와 관련된 다른 시스템들을 도시한다. 도면은 다수의 상호 작용 시스템들 및 그것들간에 인터페이스들을 예시한다. 언급된바와 같이, 윈도우 시스템 (103)와 인터페이스하는 다른 시스템들은 제 3 자 시스템들 (109) 예컨대 HVAC 시스템들, 보안 시스템들, 및 조명 시스템들을 포함한다. 윈도우 제어 시스템 (103)은 또한 빌딩 제어 서비스 엔티티들 (105) 예컨대 NEST와 인터페이스 할 수 있다. 더 나아가, 시스템 (103)은 컨설턴트 등에 의해 사용될 수 있는 제 3 자 대시보드들 (107)와 인터페이스할 수 있어서 하나 이상의 사이트들에 대한 성능 정보 및/또는 모니터링을 제공한다. 임의의 이들 시스템들 (103,105,107, 및 109)에 의해 제공된 서비스들은 임의의 다양한 위치들에서 호스트될 수 있다. 예를 들어, 그것들은 내부 서버 및 관련 데이터베이스상에 국부적으로 호스트될 수 있거나 또는 그것들은 서버들의 임대되거나 또는 소유된 가상화된 무리(collection)상에 외부에서 호스트될 수 있다(예를 들어, 클라우드기반의 서비스). 도 1a는 API들이 엔티티들 사이에 존재할 수 있는 로직상의 위치들을 도시한다. 방화벽들이 임의의 이들 위치들에 존재할 수 있다. 다양한 실시예들에서, “제 3 자 시스템들(third party systems),” “빌딩 제어 서비스 엔티티들(building control service entities),” 및 “대시보드들(dashboards)”은 윈도우 제어 시스템을 제어하는 엔티티외에 엔티티들에 의해 제어되는 시스템들이다. 그러나, 이것은 반드시 필수적인 경우는 아니다. 제 3 자 시스템은 간단하게 윈도우 제어 네트워크의 인프라스트럭처(들)로부터 전적으로 또는 부분적으로 분리된 그것 자체의 물리적 및/또는 로직상의 인프라스트럭처를 갖는 시스템일 수 있다.
윈도우
제어 시스템들을 위한 API들
일부 실시예들에서, API들은 외부 시스템들이 윈도우 시스템에 의해 수집된 데이터를 보는 것을 허용한다. 이것은 윈도우 시스템에 의해 직접 수집된 데이터를 포함하고 외부 시스템들에 관한 그리고 외부 시스템들이 수집한 미가공 데이터로부터 윈도우 시스템에 의해 도출된 정보를 또한 포함한다.
일부 실시예들에서, API들은 윈도우 제어 시스템이 제 3자 시스템들을 액세스 및 제어하는 것을 허용한다. 예를 들어, 조명 제어 시스템은 어떤 조건들하에서 윈도우 제어 시스템이 조명 제어 시스템을 액세스하는 것을 허용하는 API를 제공할 수 있다. 일부 구현예들에서, 윈도우 제어 시스템은 API를 통하여 외부 시스템의 양상들을 제어하기 위해 윈도우 제어 시스템을 트리거하거나 또는 허용하는 관련 경험(heuristics)을 사용한다.
일부 실시예들에서, API들은 외부 시스템들이 윈도우 제어 시스템의 양상들 예컨대 특정한 존내 윈도우들의 틴팅을 제어하는 것을 허용한다. 앞에 경우에서 처럼, 윈도우 제어 시스템의 기능을 액세스하기 위한 외부 시스템의 허용을 트리거하는 특정 조건들이 있을 수 있다.
일반적으로 API 인터페이스는 윈도우 제어 시스템의 윈도우 제어기로부터 원격에 있는 디바이스 또는 시스템상에 배치되거나 또는 실행된다. 예를 들어, API는 윈도우 제어 네트워크내 클라우드 레벨 또는 마스터 제어기 레벨에서 실행할 수 있다. 그러나, 이 요구는 사실은 아니고, 실제로, 그것은 윈도우 네트워크 기능의 상실의 이벤트시에 시스템간(inter-system) 통신을 유지하기 위해 윈도우 제어기에서 API를 실행하게 하는 것(또는 API 프로세싱 성능에 대한 불이행을 윈도우 제어기가 수용하게 하는 것)이 바람직할 수 있다. 이런 구현예들에서, 로컬 윈도우 제어기(들)은 국부적으로 제 3 자 시스템들과 국부적으로 통신할 수 있고 사용자를 위해 편의 시설 및 서비스를 유지할 수 있다.
윈도우
제어 시스템들을 위한 API들의 예들
1. 윈도우 제어 시스템은 인터페이싱 시스템(interfacing system)에 미가공 수집된 정보 및/또는 미가공(raw) 정보로부터 도출된 프로세싱된 정보를 제공한다:
a) 발송된 정보는 센싱된 데이터, 예견된 이벤트들, 및 사이트 및 디바이스 제품 및 셋 업 정보를 포함할 수 있다.
b) 예들 (윈도우, 존, 파사드(facade), 빌딩의 측면 또는 다른 사이트에 의한 임의의 것들):
온도 - 내부 또는 외부
센싱된 일사량(solar irradiance) - 지향성
내부 광센서들 - 유리 또는 멀리언(mullion)
일사열 취득(solar heat gain),
점유- IR, 움직임, - 방안에 사람들의 수
솔라 계산기 (각도, 세기) - 방위각으로, 경사도
날씨 - 운량(cloud cover)
대지위에 눈 - 동결된 호수
사이트 및 디바이스 셋 업 정보 - 예들은 다음과 같다:
GET /sites는 적용가능한 ip 어드레스들을 포함한 사이트들에 대한 메타데이터를 제공한다
GET /site/{site_id}는 특정 사이트 및 해당 사이트내 존 그룹들 및 존들에 대한 메타데이터를 제공한다
GET /zone/{zone_id}는 특정 존, 어떤 디바이스들 및 서비스들이 이용 가능한지, 등에 대한 정보를 사전 설정한다.
c) 이 정보를 수신하는 인터페이싱 시스템은 제어 및 그렇지 않으면, 그것 자체의 장비 (윈도우들이 아니라)를 관리하기 위한 결정들을 수행하기 위해 이 정보를 사용할 수 있다.
d) 인터페이싱 시스템은 이 정보를 그것 자체의 대시보드에 제시할 수 있다.
e) 셋 업 정보는 피어(peer) 인터페이싱 시스템들이 사이트 소유자가 설정에 부여한 윈도우 존들의 상황내에서 서비스들을 제공하는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 사이트 소유자는 존 정보를 한번에 셋 업할 수 있고 조명, 가열(heating), 홈 기기들, 등을 제어할 때 동일한 존들을 사용할 수 있다. 윈도우 제어 시스템들에 대한 존들은 2013년 4월 12일에 출원된 PCT 특허 출원번호 PCT/US13/36456의 내용에 추가로 설명되고, 그 전체가 참조로서 본 출원에 통합된다.
2. 윈도우 제어 시스템은 인터페이싱 시스템에 그것 자체의 윈도우 틴팅 정보 (현재 및/또는 미래)를 제공한다:
a) 예를 들어, 윈도우 네트워크는 시간 X에서 30%만큼 존 Z 의 윈도우들에 틴트를 증가시킬 것이다. 전환은 시간 T가 걸릴 것이다.
b) 정보는 존 마다 또는 사이트에 대한 다른 셋 업 정보로 제공될 수 있다. 1 (e)의 이 양상들이 적용된다.
c) 이 정보를 수신하는 인터페이싱 시스템은 제어 및 그렇지 않으면, 그것 자체의 장비 (윈도우들이 아니라)를 관리하기 위한 결정들을 수행하기 위해 이 정보를 사용할 수 있다.
d) 인터페이싱 시스템은 이 정보를 그것 자체의 대시보드에 제시할 수 있다.
3. 윈도우 제어 시스템은 인터페이싱 시스템에 값 추가된 컨텐츠를 제공한다:
a) 윈도우 네트워크는 상호 작용, 비-윈도우, 시스템들에 유용한 값 추가된 컨텐츠를 결정하기 위해 그것의 이용 가능한 정보 예컨대 센서 데이터 및 현재 및 미래 틴트 레벨들 (윈도우, 존 마다, 등)을 사용한다.
b) 이런 컨텐츠의 예들은 이하를 포함한다:
HVAC에 대하여, 솔라 계산기로 예견되거나 및/또는 센싱된 파사드(facade)를 통하여 들어오는 에너지의 양. 세분화(granularity) (바닥 마다, 방향 마다) - 또한 시간에 기초하여. 그것들이 제공할 필요가 있는 BTU들의 수를 계산. 파사드 또는 윈도우 구멍에 대하여 요구된 가열/냉각 BTU들.
스마트 홈 기기 서비스에 대하여 - 윈도우에서의 온도 및 서모스탯에서의 온도로부터 결정된 온도 구배를 제공. 큰 차이는 인터페이싱 시스템이 편의시설에 대한 가열 (또는 냉각)을 올리는 것이 필요하다는 것을 제안할 수 있다.
조명 제어 시스템들에 대하여 - 예를 들어, 윈도우들로부터 그리고 및 어느 방향에서 얼마나 많은 빛이 들어오는지, 솔라 계산기, 환경적인 조건들 (구름들, 눈, 반사율), 점유, 유저가 시작한 틴팅 결정들, 등에 의해 결정된 제안된 조명 레벨들을 제공.
c) 이 정보를 수신하는 인터페이싱 시스템은 제어 및 그렇지 않으면, 그것 자체의 장비 (윈도우들이 아니라)를 관리하기 위한 결정들을 수행하기 위해 이 정보를 사용할 수 있다.
d) 인터페이싱 시스템은 이 정보를 그것 자체의 대시보드에 제시할 수 있다.
4. 윈도우 제어 시스템은 그것의 기능을 노출시킨다:
a) 인터페이싱 시스템, 예컨대 스마트 홈 기기 제어 서비스, 조명 시스템, 또는 보안 시스템은 그것 자체의 요구들에 기초하여 틴팅 결정을 수행할 수 있고 및/또는 윈도우 틴트 레벨 명령어들을 윈도우 네트워크에 발송할 수 있다 (BACnet 없이)
b) 홈 자동화 예 - 윈도우 제어 시스템은 스마트 서모스탯 (또는 다른 홈 기기) 서비스 (예를 들어, NEST)가 윈도우 틴팅을 제어하는 것을 허용한다. 이것은 낮 시간, 점유, 및 스마트 홈 기기 서비스가 가지고 있고 사용하는 다른 정보의 타입들에 기반될 수 있다. 유사하게, 실시예들은 서모스탯 및 틴팅의 원격 제어를 허용한다. 실시예들은 파이프들이 어는 가능성을 줄이기 위해 빛이 비치는 것을 허용하고 윈도우들을 클리어하게 하는 외부 서비스에 휴가 모드를 허용한다. 실시예들은 보안 회사가 어떤 시간에 홈 윈도우들을 어둡게 하는 것을 허용하고, 불을 켜는 것을 허용한다. 실시예들은 10 PM에 윈도우들의 클리어링을 허용하여서 이웃들이 집안에서 볼 수 있다.
c) 보안/점유 예제 - 윈도우 제어 시스템은 예컨대 밤에 문을 걸어잠그고(lock down) 도둑이 들지 않게 윈도우 시스템의 제어를 허용한다.
d) 윈도우 제어 기능은 존 마다 또는 사이트에 대한 다른 셋 업 정보로 노출될 수 있다. 1 (e)의 이 양상들이 적용된다.
5. 윈도우 제어 시스템이 인터페이싱 시스템의 장비를 제어한다:
a) 예를 들어, 조명 또는 에어컨 시스템은 틴팅/클리어링(clearing) 결정들에 기초하여 조명 또는 에어컨을 제어하는 허가를 윈도우 제어 시스템에 준다.
열이 전기 장비 예컨대 텔레비전들, 컴퓨터들, 및 사무실 장비에 의해 생성된다. 센싱 플러그 부하(load)들 (사무실 장비, 등)은 부하 센서(load sensor)들을 제공하여 사이트에 의해 인에이블될 수 있다 (각각의 관심 영역에 대하여 실시간 전력이 모니터링된다). 이들 센서들은 HVAC 또는 조명 시스템의 일부일 수 있다. 어떤 실시예들에서, 윈도우 제어 시스템들은 이런 시스템들으로부터의 디바이스들을 액세스하고 (API를 통하여) 그리고 그것들로부터 정보를 수집한 다음, 해당 정보 윈도우 시스템이 수집한 다른 데이터와 결합하여 인터페이싱 시스템의 디바이스들을 제어하기 위해 결과를 사용한다. 예를 들어 윈도우 시스템은 플러그 부하들을 판독할 수 있고 그것을 해당 위치에서 에너지 사용을 최적화하기 위해 현재 HVAC 가열/냉각 BTU들 및 파사드를 때리는 입사 에너지와 결합할 수 있다.
b) 네트워크화된 서모스탯에 대한 제어를 제공하는 예들:
윈도우 제어 시스템은 윈도우 시스템이 윈도우 틴팅을 통하여 열 부하를 줄였거나 또는 줄이기 시작한 때 에어컨을 백 오프(back off)하도록 서모스탯에 지시한다.
윈도우 제어 시스템내 센서들은 윈도우 제어기들 및/또는 벽 인터페이스들에 배치된 예를 들어, BLE (Blue Tooth Low Energy) 비컨들에 의해 점유를 감지한다. 이 정보로, 윈도우 제어 시스템은 외출 모드(away mode)로부터 홈 모드로 그것의 모드를 변경할 것을 서모스탯에 지시한다.
c) 윈도우 제어 시스템은 인터페이싱 시스템의 API (예를 들어, 서모스탯 제어 API)에 호출(call)을 행함으로써 제어를 실행할 수 있다. 대안적으로, 인터페이싱 시스템은 윈도우 제어 시스템의 API에 가입할 수 있고, 윈도우 제어 시스템으로부터 제공된 정보에 기초하여 동작을 취한다.
6. 유저-맞춤형 시스템은 윈도우 제어 시스템 및 다른 피어 시스템들과 인터페이스한다. 유저-맞춤형 시스템은 사이트 시스템들상에 디바이스들을 제어하기 위한 유저의 선호 사항들을 제공하고 그것들이 유저에 의해 사전 정의된 상태들에 진입하게 한다.
a) 예를 들어, 유저는 유저에 관련된 윈도우 틴팅, 공간 온도, 조명 선호사항들을 가질 수 있다.
b) 이런 선호 사항들은 유저의 수동 입력, 예를 들어, 모바일 디바이스를 통하여, 또는 예를 들어, 유저가 공간 또는 존으로 들어갈 때 유저 착용 디지털 센서 또는 스마트 이동 전화와의 통신을 통하여 유저의 접근을 감지하는 시스템에 의해 트리거링될 수 있다.
윈도우
제어 시스템들
다른 시스템들과 인터페이싱에 적절한 윈도우 시스템의 일 예가 도 1b에 도시된다. 거기에 도시된 바와 같이, 윈도우 시스템 (11)의 인터페이싱 로직은 다수의 윈도우 제어기들 (1-3), 센서들 (1-2), 및 옵션으로 스위칭가능한 윈도우들 및 제어기들과 관련된 다른 인프라스트럭처와 인터페이스한다. 시스템 (11)은 윈도우 제어기 네트워크를 통하여 윈도우 제어기들, 센서들, 및 다른 인프라스트럭처를 액세스할 수 있고, 이는 본 출원에 어디 다른 곳에 설명된 대로 구성될 수 있다. 시스템 (11)은 또한 워크스테이션들, 휴대용 컴퓨터들, 모바일 디바이스들 예컨대 스마트폰들 및 유사한 것을 통하여 액세스 가능한 다수의 외부 시스템들 또는 서비스들 (1-4) (예를 들어, 스마트 홈 기기 네트워크 서비스 (예를 들어, NEST) 또는 HVAC 시스템)과 상호 작용하고, 각각은 그것의 기능에 관련된 정보를 발송 및/또는 수신할 수 있다. 일부 구현예들에서, 서비스 또는 시스템은 윈도우 시스템에 이용 가능한 정보의 서브셋에만 액세스가 허용될 수 있다.
시스템 (11)은 다양한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 도시된 실시예에서, 시스템 (11)은 데이터 웨어하우스(data warehouse) (13), 분석 서버(analytics server) (15), 및 리포트 서버(report server) (17)를 포함한다. 도시된 예제에서, 데이터 웨어하우스는 도면들 1c-e를 참고로 하여 이하에 설명되는 제어기들의 계층(hierarchy)을 포함하는 예를 들어, 윈도우 제어 네트워크에 의해 윈도우 제어기들 및/또는 센서들과 직접 인터페이스한다. 데이터 웨어하우스는 관련 데이터베이스 또는 다른 데이터 스토리지 배열에 이들 특징부들로부터의 데이터를 저장한다. 일 실시예에서, 데이터는 데이터베이스 또는 다른 데이터 저장소 예컨대 Oracle DB, Sequel DB, 또는 주문 디자인된(custom designed) 데이터베이스에 저장된다. 데이터 웨어하우스 (13)는 본 출원에 어디 다른 곳에 설명된 것들과 같은 임의의 많은 센서 및 제어기 유형들로부터 정보를 획득할 수 있다. 도시된 실시예에서, 분석 서버 (15), 및 리포트 서버(report server) (17)는 개별적으로 서비스들 및 리포트들을 제공하기 위해 외부 시스템들과 인터페이스한다. 일 실시예에서, 리포트 서버는 Tableau, Jump, Actuate(Open Text), 또는 주문 디자인된 리포트 제너레이터를 운영한다. 도시된 실시예에서, 데이터 웨어하우스(data warehouse) (13) 및 분석 서버 (15) 각각은 리포트 서버(report server) (17)에 정보를 제공한다. 데이터 웨어하우스 (13) 및 분석 서버 (15)간의 통신은 양방향이다. 외부 서비스들 및/또는 시스템들과 인터페이스는 각각의 외부 서비스들/시스템들에 대하여 API들을 이용하기 위한 로직으로 구성된 통신 인터페이스 (125)를 통하여 이루어질 수 있다. 윈도우 지능 시스템 (11) 및 외부 시스템들/서비스들의 개별 요건들에 의존하여, 그것들 간에 통신은 양방향일 수 있거나 또는 단방향일 수 있다. 윈도우 지능 시스템은 통신 블럭 (125)에 구현된 무선 연결 또는 케이블 연결을 통하여 외부 시스템들/서비스들과 인터페이스할 수 있다.
윈도우 네트워크 구성들의 예제들이 도면들 1c-e에 도시되고 이하에서 설명된다. 전형적으로, 윈도우 네트워크 시스템들은 각각이 제어기에 의해 직접 제어되는 다수의 스위칭가능한 광 디바이스들, 다수의 센서들 예컨대 조사 센서(illumination sensor)들, 및 하나 이상의 상위 레벨의 제어기들 예컨대 네트워크 제어기들 및 마스터 제어기들을 포함할 것이다.
임의 실시예들에서, 윈도우 지능 시스템 (11)은 “클라우드(cloud)”로 구현된다. 시스템은 중앙 집중(centralize)되거나 또는 분산될 수 있고 허가된 직원에 의한 클라이언트 애플리케이션을 이용하여 어디서든 액세스될 수 있다. 시스템의 다양한 컴포넌트들은 모든 사이트들로부터 원격인 위치 및/또는 클라우드내 하나 이상의 사이트들에 함께 또는 따로 따로 위치될 수 있다. 시스템(11)의 추가 특징들, 기능들, 모듈들, 등은 데이터 및 이벤트 리포터(event reporter) 및 데이터 및 이벤트 로그(event log) 및/또는 데이터베이스를 포함할 수 있다.
센서들 및 제어기들의 모니터링을 통하여, 윈도우 지능 시스템은 많은 유형들의 서비스들 예컨대 임의의 하나 이상의 이하의 서비스들을 제공할 수 있다:
a. 고객 서비스(customer service) - 시스템은 스위칭가능한 디바이스, 센서, 및/또는 제어기로부터의 데이터가 외부 시스템에 문제를 나타낼 때를 주목하도록 구성될 수 있다. 응답에서, 서비스 직원은 문제를 교정하기 위해 또는 문제가 있다는 것을 전달하기 위해 호출될 수 있다. 일부 경우들에서, 잠재적인 이슈들이 외부 시스템에 분명하게 되기 전에 잠재적인 이슈들이 플래깅되고 해결된다. 윈도우 시스템은 외부 시스템들과 함께 문제들을 자동교정(autocorrect)하도록 구성될 수 있다. 다른 식으로 언급되지 않는한, 본 출원에서 설명된 임의의 문제들, 이슈들, 에러들, 등은 윈도우 제어 시스템내 경험(heuristics)을 이용하여 자동 교정될 수 있다.
이슈들이 감지된 때 경고 통지들이 발송될 수 있다.
시스템은 또한 외부 시스템들 예컨대 HVAC 시스템들로 데이터 미리보기(look ahead)를 제공할 수 있고, 그렇게 함으로써 이런 시스템들이 유저 편안함 및/또는 에너지 절약을 증강시키는 것을 가능하게 한다.
b. 관측된 사용량 추이(trend)에 기초하여 장치를 맞춤화한다. 유저 선호사항(preference)들이 시간에 대한 프로그램에 통합될 수 있다. 일 예로서, 윈도우 시스템은 어떻게 엔드 유저 (예를 들어, 거주자)가 특정 시각에 가열 또는 조명 제어 알고리즘을 오버라이드(override) 할지 그리고 유저의 향후 행위를 예견하기 위해 이 정보를 사용할려고 할지를 결정할 수 있다. 그것은 학습된 유저 선호사항에 따라 틴트 레벨들을 설정하는 윈도우 제어 알고리즘을 변경할 수 있고 및/또는 관련 외부 시스템에 알릴 수 있다.
c. 학습된 접근법들을 다른 외부 시스템들 또는 장치들에 배치한다(예를 들어, 오후에 뇌우가 접근할 때 윈도우들을 어떻게 최적으로 틴트할지, 윈도우들을 어떻게 최적으로 비출지, 방을 어떻게 최적으로 가열/냉각할지). 스위칭가능한 디바이스 네트워크들의 인스톨된 베이스로부터의 정보 및 총체적 경험을 이용하여 달성되는 장점들이 있다. 예를 들어, 그것은 제어 알고리즘들 미세 튜닝(tune), 특정 시장 세그먼트에 대하여 윈도우/네트워크 제품들 커스터마이즈, 및/또는 새로운 아이디어들 (예를 들어, 제어 알고리즘들, 센서 배치) 테스트하는데 도움이 된다.
d. 에너지 상담 서비스들. 이런 서비스들은 빌딩에 대한 정보 예컨대 빌딩의 에너지 소모, 윈도우 틴팅 결정들, 일사량(solar radiation flux) (예를 들어, 빌딩의 상이한 측면들상에), 로컬 날씨 정보 (운량(cloud cover), 온도, 등) 등을 사용할 수 있다. 이런 정보는 다양한 시간 증분들에서, 예를 들어, 달, 주, 일, 시간, 분, 등로 제공될 수 있다. 에너지 상담 서비스들은 정보가 획득된 빌딩(들) 및/또는 유사한 빌딩 (예를 들어, 근처의 빌딩들, 유사한 기후들에, 또는 유사한 위도에 빌딩들)에 대한 권고사항들 및/또는 분석을 발전시키는데 이런 정보를 사용할 수 있다. 또한, 에너지 상담 서비스들은 파워 그리드(grid)들, 등에 대한 제어 서비스들을 제공하는 에너지 인프라스트럭처 엔티티들 예컨대 유틸리티들, HVAC 장비 공급자들, 캠퍼스들, 엔티티들에 분석 및/또는 권고사항들을 제공하기 위해 정보를 사용할 수 있다.
e. 정보를 매매하는 벤더들. 일부 벤더들은 구매자 요구에 유용한 태그 맞춤화된 번들 및 다양한 소스들로부터 정보를 통합한다.
모니터링된 데이터(Data monitored)
이하의 설명은 윈도우 시스템에 의해 모니터링될 수 있는 사이트 정보의 일부 유형들의 예들을 제공한다. 정보는 다양한 소스들 예컨대 개별 스위칭가능한 디바이스들에 대한 전압 및/또는 전류 대 시간 데이터, 센서 출력 데이터 대 시간, 통신 및 네트워크 이벤트들 및 제어기 네트워크들에 대한 로그들, 등으로부터 제공될 수 있다. 시간 변수는 외부 이벤트들 예컨대 태양 위치, 날씨, 등 뿐만 아니라 시각 또는 역일(calendar day)과 관련될 수 있다. 주기적 컴포넌트를 갖는 정보는 주파수 도메인 뿐만 아니라 시간 도메인에서 분석될 수 있다.
1. 윈도우 제어기들로부터 I/V 데이터:
a. 피크 전류에서의 변화들. 이것은 때때로 광학적 전환을 생성하기 위해 구동 전압의 램프(ramp)의 인가 동안에 생성된다. 도면들 2 및 3을 참조.
b. 홀드 (누설) 전류에서의 변화들. 이것은 스위칭가능한 디바이스의 종료 상태에서 관측될 수 있다. 누설 전류의 증가율은 디바이스내 단락(short)이 발생하였을 가능성과 상관될 수 있다. 때때로 단락은 바람직하지 않은 결정(blemish) 예컨대 디바이스내 할로(halo)를 일으킬 수 있다.
c. 요구된 전압 보상에서의 변화. 전압 보상(Voltage compensation)은 파워 서플라이로부터 스위칭가능한 디바이스로의 도전성 경로에서의 전압 강하를 설명하기 위해 요구되는 전압에서의 변화이다.
d. 전송된 총 전하에서의 변화. 이것은 시간 기간 동안에 및/또는 스위칭가능한 디바이스의 어떤 상태 동안에 (예를 들어, 구동 동안에 또는 홀드(hold) 동안에) 측정될 수 있다.
e. 파워 소모에서의 변화. 전력 소모는 윈도우 또는 제어기마다의 (I*V)에 의해 산출될 수 있다.
f. 같은 부하들을 갖는 동일한 파사드상의 다른 WC (윈도우 제어기들)과의 비교. 이것은 모니터링 시스템이 해당 제어기에 의해 제어되는 특정 디바이스 보다는 특정 제어기가 이슈(issue)를 갖는지를 결정하는 것을 허용한다. 예를 들어, 윈도우 제어기는 각각이 동일한 이슈를 나타내는 다섯개의 절연 유리 유닛들에 연결될 수 있다. 다섯개의 디바이스들이 모두 동일한 이슈를 겪을 것 같지는 않기 때문에, 모니터링 시스템은 해당 제어기 책임인 것으로 결론 내릴 수 있다.
g. 비정상적인 프로파일들의 사례들: 예를 들어, 더블 틴팅/더블 클리어링(clearing). 더블 틴팅/클리어링은 정상 구동 사이클 (전압 및/또는 전류 프로파일)이 인가되는 상황을 지칭하고 스위칭가능한 디바이스가 스위칭되지 않았다는 것이 발견되고, 해당 경우에서 제 2 구동 사이클이 수행되어야 한다.
h. 스위칭 특성들 vs. 외부 날씨. 어떤 온도 또는 날씨 상태들에서, 모니터링 시스템은 특정한 스위칭 결과들 또는 성능을 예상한다. 예상되는 응답으로부터의 편차들이 제어기, 스위칭가능한 디바이스, 및/또는 센서에서 이슈를 암시한다.
여기에서 설명된 변화들 및 비교들은 예를 들어, 네트워크 제어기 레벨에서 수집된 데이터로부터 생성될 수 있다. 이력 데이터 (날들, 주들, 달들, 년들)는 윈도우 지능 시스템내에 보존되고, 이런 데이터는 비교를 위해 사용될 수 있다. 이런 데이터를 가지고, 온도에 기인한 변화들이 식별될 수 있고 적절하면 무시될 수 있다. 다양한 변화들은, 조합으로 또는 조합에 따라서, 윈도우, 제어기, 센서, 등내 문제의 시그니처(signature)를 제공할 수 있다. 앞에서의 파라미터들 중 임의의 하나 이상은 파워 서플라이로부터 스위칭가능한 디바이스까지의(스위칭 가능한 디바이스를 포함) 임의의 위치에서 임피던스에서의 증가를 식별할 수 있다. 이 경로는 스위칭가능한 디바이스, 디바이스에 연결된 버스 바, 버스 바에 대한 리드 어테치(lead attach), 리드 어테치 또는 IGU에 대한 커넥터, 커넥터 (또는 IGU)와 파워 서플라이 사이의 그룹 와이어들 (때때로 소위 “피그테일(pigtail)”)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 임의의 또는 그 이상의 파라미터들 1a - 1e에서의 변화는 윈도우 프레임내 물에 의해 발생된 부식을 나타낼 수 있다. 이들 파라미터들의 조합을 이용하는 모델은 이런 부식의 시그니처를 인식할 수 있고 이 이슈를 원격에 정확하게 리포트할 수 있다.
2. 윈도우 제어기 상태 및 존 상태 변화들로부터:
a. 그것의 존과 동기되지 않은(out of sync) 임의의 윈도우 제어기 - 통신 이슈들에 기인될 수 있다. 예: 만약 존내 다수의 제어기들이 있고 이들 제어기들 중 하나가 예상된 대로 행동하지 않을 경우, 윈도우 시스템은 이상 제어기가 통신 네트워크 상에서 명령어들을 수신하지 않거나 따르지 않는다고 결론 내릴 수 있다. 시스템은 문제의 소스를 격리시키고 그것을 교정하기 위해 조치를 취할 수 있다.
b. 존에 대한 최장 스위칭 시간 및 모든 유리 스위치를 동일한 속도에 있게 하는 조절들. 시스템은 희망하는 속도 또는 예상되는 속도에서 스위칭되지 않는 특정 스위칭가능한 디바이스를 식별할 수 있다. 디바이스 교체 또는 변경없이, 윈도우 시스템은 디바이스가 예상 속도에서 스위칭되도록 스위칭 알고리즘을 수정할 수 있다. 예를 들어, 만약 디바이스가 너무 느리게 스위칭하는 것으로 관측되면, 구동시키기 위한 그것의 램프는 또는 구동 전압이 증가될 수 있다. 이것은 원격에서 수행될 수 있다.
3. 시스템 로그(system log)들로부터:
a. 통신 에러들의 주파수에서의 임의의 변화 - 잡음 또는 디바이스 성능저하에서의 증가. 제어기로부터 수신되는 통신은 느려질 수 있거나 또는 중단될 수 있다. 또는, 발송 통신은 확인응답(acknowledge)되지 않거나 또는 그에 따라 조치되지 않을 수 있다.
b. 피그테일(pigtail)이 연결 차단으로까지 보여지기 시작하면 연결 성능저하. 어떤 실시예들에서, 커넥터는 그것이 연결 차단되고 있는 것을 나타내는 신호를 제공한다. 윈도우 제어기가 이런 신호들을 수신할 수 있고, 이는 윈도우 시스템에서 로그 될 수 있다.
4. 센서 데이터로부터:
a. 시간 경과에 대한 임의의 성능저하(degradation). 이것은 신호 크기 감소로서 명백해질 수 있다. 그것은 센서에 대한 손상, 센서 위에 먼지, 센서 앞에 출현한 차단물 등을 포함하는 다양한 요인들에 의해 발생될 수 있다.
b. 외부 날씨와의 상관관계. 정상적으로, 윈도우 시스템은 포토 센서 출력이 날씨와 상관되어야 하는 것을 가정할 것이다.
c. 정확하게 작동하는 지능을 보장하기 위해 존 상태 변화와 비교. 윈도우 시스템은 정상적으로 그것의 광센서 출력이 어떤 상태-변화 기준을 만족한 때 존이 상태를 변화시킬 것이라고 예측한다. 예를 들어, 만약 센서가 맑은 상태들로의 전환을 표시하면, 존 내 스위칭가능한 디바이스들은 틴트(tint) 되어야 한다. 임의 실시예들에서, 존 마다 하나 이상의 광센서들이 있다.
d. 시운전 후에 환경들에서 임의의 변화들. 일 예로서, 나무들이 센서 전방에서 자라고 또는 빌딩이 센서 전방에 구성된다. 주변환경들에서 이런 변화들은 유사하게 영향을 받고 있는 변화들에 의해 영향을 받는 다수의 센서들에 의해 입증된다 (예를 들어, 그것들의 광센서 출력들이 동시에 낮아진다). 다른 목적들 가운데, 시운전은 사이트내 센서들, 제어기들, 및/또는 스위칭가능한 광 디바이스들의 배치의 정보를 제공한다. 시운전은 2013년 4월 12일에 출원된 PCT 출원 번호. PCT/US2013/036456에 추가로 설명되고, 그것은 그 전체가 참조로서 본원에 통합된다.
e. 중심 또는 다기능 센서로부터의 데이터. 일부 실시예들에서, 빌딩은 윈도우 틴팅 또는 다른 빌딩 관리에 관련된 여러 가지 파라미터들에 센싱된 데이터를 제공하는 다기능 센서를 갖는다. 이런 다기능 센서에 포함될 수 있는 개별 센서들의 예들은 온도 센서들, 지향성 광센서들 (예를 들어, 상이한 방위각 및/또는 고도 방향들에 배향된 세개 또는 그 이상 광센서들), 습도 센서들, 등을 포함한다. 광센서들은 가시 광, IR 방사, UV 방사, 또는 그것의 임의 조합을 캡쳐할 수 있다. 어떤 실시예들에서, 다기능 센서는 날씨 관련 데이터를 제공한다. 일 예에서, 센서는 2015년 10월 6일에 출원된 US 특허 출원번호 62/238,100에 설명된 링 센서(ring sensor)이고 그 전체가 참조로서 본 출원에 통합된다.
5. 상태 변화들의 드라이버의 로그 파일 분석으로부터:
a. 존에 의한 오버라이드(override) - 존에 대한 제어 알고리즘들의 추가 튜닝. 윈도우 시스템은 특정 사이트의 요건들을 학습할 수 있고 요건들을 다루기 위해 그것의 학습 알고리즘들을 적응시킨다. 다양한 유형들의 적응적 학습(adaptive learning)이 2013년 4월 12일에 출원된 PCT 출원 No. PCT/US2013/036456에 설명되고, 이는 그 전체가 참조로서 본 출원에 앞에 통합되었다.
b. iOS vs. 벽 스위치 오버라이드- 소비자 선호. 오버라이드가 관측된때, 모니터링 시스템은 어떤 유형의 디바이스, 벽 스위치 또는 모바일 디바이스가 오버라이드를 시작하였는지에 유의할 수 있다. 보다 빈번한 벽 스위치들의 사용은 모바일 디바이스 상의 윈도우 애플리케이션에 대한 트레이닝 이슈 또는 문제를 나타낼 수 있다.
c. 다양한 상태들의 횟수/빈도 - 각각의 상태의 유용성. 다수의 틴트 상태들이 이용 가능하고, 그리고 일부는 충분히 이용되지 않을 때, 특정한 상태에 대하여 이슈가 있음을 원격 모니터링 시스템에 나타낼 수 있다. 시스템은 상태의 투과율 또는 다른 특성을 변화시킬 수 있다.
d. 시장 세그먼트에 의한 변화. 사이트의 스위칭 특성들의 어떤 상태들 또는 다른 특성들의 사용(인기)의 빈도는 시장 세그먼트와 상관관계가 있을 수 있다. 윈도우 시스템이 이것을 학습하면, 시장-특정 알고리즘들을 제공하고 발전시킬 수 있다. 시장 세그먼트들의 예들은 공항들, 병원들, 오피스 빌딩들, 학교들, 정부 빌딩들, 등을 포함한다.
e. 전환들의 전체 수 - 시장 세그먼트에 의한 보증 기간 및 수명에 대한 사이클들의 예상되는 수. 이는 인 시튜(in situ) 라이프사이클 정보를 제공할 수 있다.
6. 에너지 계산들:
a. 계절에 따라 존에 의해 절약되는 에너지, 계절에 따른 총 시스템 에너지 절약. 윈도우 시스템은 개선들을 제공하는 알고리즘들, 디바이스 유형들, 구조들, 등을 식별하기 위해 에너지 절감을 결정할 수 있다. 외부 시스템들 예컨대 HVAC 시스템들 및 스마트 서모스탯 서비스 또는 다른 홈 기기 서비스들 (예를 들어, NEST)에 성능 정보 및 권고사항들을 제공한다.
b. 존에 의해 어드밴스드 에너지 부하(load) 정보를 AC 시스템에 제공. 빌딩들은 큰 열 용량(thermal mass)을 가져서, 에어컨 및 가열은 즉각적으로 효과를 갖지 않는다. 태양 계산기 또는 다른 예측 툴들 (본 출원에 어디 다른 곳에 설명되는)을 이용하여, 윈도우 시스템은 HVAC 시스템들 또는 NEST가 일찍 전환을 시작할 수 있도록 그것들에 사전 통지를 제공할 수 있다. 존에 의해 이 정보를 제공하는 것은 바람직할 수 있다.
7. 윈도우 안테나들
a. 어떤 실시예들에서, 윈도우들 및/또는 관련된 구조들 (예를 들어, 제어기들, IGU 스페이서들, 및 프레임들)은 그 위에 부착되거나 또는 제조된 안테나들을 가진다. 이런 윈도우 안테나들의 예들은 2015년 11월 24일에 출원된 PCT 특허 출원번호 PCT/US2015/062387에 설명되고, 그 전체가 참조로서 본 출원에 통합된다.
a. 윈도우 안테나는 통신 인에이블된 디바이스들 예컨대 이동 전화기들을 휴대하는 점유자들 및/또는 방문객들의 위치를 제공할 수 있다
b. 불법 침입자들의 존재 및 다른 보안 관련 정보 (예를 들어, 윈도우가 개인 설정 활성화된 때).
c. 윈도우 안테나들에 의해 제공되는 서비스들상에서 이용 가능하거나 또는 소비된 대역폭
임의 실시예들에서, 윈도우들, 제어기들, 및/또는 센서들은 초기 포인트(point)에서 시간에 맞춰 그것들의 성능 또는 응답이 체크되고 그 후에 반복적으로 다시 체크된다. 일부 경우들에서, 최근 성능/응답 측정량은 추이들, 편차들, 안정성, 등을 감지하기 위해서 이전 성능/응답 측정량과 비교된다. 필요하면, 비교과정 동안에 감지된 추이들 또는 편차들을 다루기 위해 조정들이 이루어질 수 있거나 또는 서비스가 제공될 수 있다. 윈도우, 센서, 또는 제어기를 위한 관련 파라미터들의 수집은 디바이스를 위한 “핑거프린트(fingerprint)”의 역할을 할 수 있다. 이런 파라미터들은 본 출원의 어디 다른 곳에서 설명된 전압 응답, 전류 응답, 통신 충실도(fidelity), 등을 포함한다. 일부 실시예들에서, 윈도우들, 센서들, 및/또는 제어기들은 공장에서 체크되고 선택적으로 핑거프린트된다. 예를 들어, 스위칭가능한 윈도우는 관련된 파라미터들이 추출될 수 있는 동안에 번인(burn-in)절차를 거칠 수 있다. 문제들을 보이는 윈도우들은 배송/인스톨후에 또는 동작 동안 문제가 발전되었는지 여부를 선택적으로 결정하기 위해서 이전 핑거프린트들에 대비하여 비교되는 그것들의 현재 성능을 가질 수 있다. 핑거프린트들은 또한 디바이스들이 시운전될 때(예를 들어, 사이트에서 인스톨되고 처음에 감지되고 카탈로그되고) 선택적으로 자동으로, 생성될 수 있다. 시운전(Commissioning)은 2013년 4월 12일에 출원된 PCT 출원 No. PCT/US2013/036456에 설명되고, 그 전체가 참조로서 본 출원에 통합된다.
빌딩 관리 시스템들 (
BMS들
) 및 스마트 기기 시스템들
BMS는 사이트의 기계적 및 전기적 장비 예컨대 환기, 조명, 파워 시스템들, 엘리베이터들, 화재 시스템들, 및 보안 시스템들을 제어 및 모니터링 할 수 있는 사이트 (예를 들어, 빌딩)에 설치된 컴퓨터기반 제어 시스템이다. 임의 실시예들에서, BMS는 사이트에서 시스템들로부터의 모니터링된 정보를 통신하고 제어 신호들을 수신하기 위해 윈도우 시스템과 통신하도록 디자인되거나 또는 구성될 수 있다. BMS는 거주자들, 사이트 관리기, 및/또는 윈도우 시스템 관리기에 의해 설정된 선호사항들에 따라 상태들을 유지하기 위해 통신 채널들에 의한 컴퓨터 또는 컴퓨터들, 및 관련된 소프트웨어로의 상호 접속들을 포함하는 하드웨어로 구성된다. 예를 들어, BMS는 로컬 영역 네트워크, 예컨대 이더넷을 이용하여 구현될 수 있다. 소프트웨어는 예를 들어, 인터넷 프로토콜들 및/또는 오픈 표준들에 기반될 수 있다. 소프트웨어의 일 예는 Tridium, Inc의 (Virginia, Richmond의) 소프트웨어이다. BMS에 사용되는 흔한 하나의 통신 프로토콜은 BACnet이다 (빌딩 자동화 및 제어 네트워크들).
BMS은 큰 빌딩에 가장 흔하고, 전형적으로 빌딩내 환경을 제어하는 기능을 한다. 예를 들어, BMS는 제어 빌딩내 온도, 이산화탄소 레벨들, 및 습도를 제어할 수 있다. 전형적으로, 예컨대 히터들, 에어 컨디셔너들, 송풍기들, 벤트(vent)들, 및 유사한 것과 같은 BMS에 의해 제어되는 많은 기계 디바이스들이 있다. 빌딩 환경을 제어하기 위해, BMS는 정의된 상태들하에서 이들 다양한 디바이스들을 턴 온 및 오프할 수 있다. 전형적인 현대 BMS의 핵심 기능은 가열 및 냉각 비용/수요를 최소화하면서 빌딩 거주자들을 위해 편안한 환경을 홀드하는 것이다. 따라서, 현대 BMS는 모니터링 및 제어하는 것 뿐만 아니라, 예를 들어, 빌딩 운영 경비를 낮추고 에너지를 절약하기 위해 다양한 시스템들사이의 시너지(synergy)를 최적화하기 위해 사용된다.
일부 실시예들에서, 윈도우 제어 시스템은 BMS와 인터페이스하고, 윈도우 제어 시스템은 하나 이상의 전기변색 윈도우들 또는 다른 틴트가능한(tintable) 윈도우들을 제어하도록 구성된다. 일 실시예에서, 하나 이상의 틴트가능한 윈도우들의 각각은 적어도 하나의 완전 고체 상태 및 무기 전기변색 디바이스를 포함한다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 틴트가능한 윈도우들의 각각은 완전 전체 고체 상태 및 무기 전기변색 디바이스들만을 포함한다. 다른 실시예에서, 틴트가능한 윈도우들의 하나 이상은 “멀티페인 전기변색 윈도우들(Multipane Electrochromic Windows)”명칭으로 2010년 8월 5일에 출원된 U.S. 특허 출원, 일련 번호 12/851,514에 설명된 다중상태 전기변색 윈도우들이다.
도 1c는 보안 시스템들, 가열/환기/에어컨 (HVAC), 빌딩의 조명, 파워 시스템들, 엘리베이터들, 화재 시스템들, 및 유사한 것을 포함하여 빌딩의 많은 시스템들을 관리하는 BMS를 갖는 사이트 네트워크 (1100)의 실시예의 개략적인 다이어그램이다. 보안 시스템들은 자기 카드 액세스, 회전식문, 솔레노이드 구동 도어락들, 감시 카메라들, 도난 경보기, 금속 검출기들, 및 유사한 것을 포함할 수 있다. 화재 시스템들은 물 배관 제어를 포함하는 화재 진압 시스템들 및 화재 경보기를 포함할 수 있다. 조명 시스템들은 내부 조명, 외부 조명, 비상 경고 조명들, 비상구 사인들, 및 비상 층 출구 조명을 포함할 수 있다. 파워 시스템들은 메인 파워, 백업 파워 제너레이터들, 및 무정전 파워 서플라이(UPS) 그리드들을 포함할 수 있다.
또한, BMS는 윈도우 네트워크 (1102)와 인터페이스한다. 이 예에서, 윈도우 네트워크 (1102)는 마스터 네트워크 제어기, (1103), 중간 네트워크 제어기들, (1105a) 및 (1105b), 및 엔드 또는 리프(leaf) 제어기들 (1110)를 포함하는 윈도우 제어기들의 분산 네트워크로서 도시된다. 엔드 또는 리프 제어기들 (1110)는 도면들 4 및 5에 대하여 설명된 윈도우 제어기 (450)에 유사할 수 있다. 예를 들어, 마스터 네트워크 제어기 (1103)는 예를 들어, API를 통하여 BMS와 인터페이스하는 것에 대한 책임이 있을 수 있고, 빌딩 (1101)의 각 층은 하나 이상의 중간 네트워크 제어기들 (1105a) 및 (1105b)을 가질 수 있고, 동시에 빌딩의 각각의 윈도우는 그것 자체의 엔드 또는 리프 제어기 (1110)를 가질 수 있다. 이 예에서, 각각의 제어기들 (1110)은 빌딩 (1101)의 특정 틴트가능한 윈도우를 제어한다. 임의 실시예들에서, 윈도우 네트워크 (1102) 및/또는 마스터 네트워크 제어기 (1103)는 데이터 웨어하우스(data warehouse)와 같은 윈도우 지능 시스템 또는 그것의 컴포넌트와 통신한다.
각각의 제어기들 (1110)은 제어기가 제어하는 틴트가능한 윈도우로부터 별개의 위치에 있을 수 있거나, 또는 틴트가능한 윈도우내에 통합될 수 있다. 단순화를 위하여, 빌딩 (1101)의 단지 몇 개의 틴트가능한 윈도우들이 마스터 윈도우 제어기 (1102)에 의해 제어되는 것으로 도시된다. 전형적인 설정에서, 윈도우 제어기들의 분산된 네트워크일 수 있는 윈도우 네트워크 (1102)에 의해 제어되는 빌딩내 많은 틴트가능한 윈도우들이 있을 수 있다. 대안 실시예들에서, 단일 틴트가능한 윈도우의 기능들을 제어하는 단일 엔드 제어기 또한 본 출원에 개시된 실시예들의 범위내에 해당한다.
윈도우 제어기로부터의 피드백을 통합함으로써, BMS는 틴트가능한 윈도우들이 자동으로 제어될 수 있기 때문에 예를 들어, 증강된: 1) 환경 제어, 2) 에너지 절약들, 3) 보안, 4) 제어 옵션들에서의 유연성, 5) 거기에 낮은 의존에 기인한 다른 시스템들의 개선된 신뢰성 및 사용 가능한 수명 그리고 그에 따른 그것의 적은 유지보수, 6) 정보 가용 가능성 및 진단들, 7) 효율적인 스태트의 활용, 및 이들의 다양한 조합들을 제공할 수 있다.
일부 실시예들에서, BMS는 존재하지 않을 수 있거나 또는 BMS는 존재하지만 그러나 마스터 네트워크 제어기와 직접 통신하지 않을 수 있거나 또는 마스터 네트워크 제어기와 하이 레벨(high level)에서 통신하지 직접 않을 수 있다. 이들 실시예들에서, 마스터 네트워크 제어기는 틴트가능한 윈도우들이 자동으로 제어될 수 있기 때문에 예를 들어, 증강된: 1) 환경 제어, 2) 에너지 절약들, 3) 제어 옵션들에서의 유연성, 4) 거기에 낮은 의존에 기인한 다른 시스템들의 개선된 신뢰성 및 사용 가능한 수명 그리고 그에 따른 그것의 적은 유지보수, 5) 정보 가용 가능성 및 진단들, 6) 효율적인 스태트의 활용, 및 이들의 다양한 조합들을 제공할 수 있다. 이들 실시예들에서, BMS에서의 유지보수는 틴트가능한 윈도우들의 제어를 중단하지 않는다.
임의 실시예들에서, BMS는 BMS에 의해 제어되는 하나 이상의 시스템들로부터 모니터링된 데이터를 송신하고 제어 신호들을 수신하기 위해 API를 통해 윈도우 시스템과 통신상태에 있을 수 있다.
도 1d는 사이트 (예를 들어, 빌딩)에 대한 사이트 네트워크 (1200)를 채용하는 대안 실시예의 블럭 다이어그램이다. 네트워크 (1200)는 BACnet을 포함하여 임의 개수의 상이한 통신 프로토콜들을 채용할 수 있다. 도시된 바와 같이, 사이트 네트워크 (1200)는 윈도우 시스템 (1205), 조명 제어 패널 (1210), BMS (1215), 보안 제어 시스템, (1220), 유저 콘솔, (1225), 스마트 서모스탯 서비스 또는 다른 홈 기기 서비스 (예를 들어, NEST) (1227)를 포함한다. 사이트에 이들 상이한 제어기들 및 시스템들은 사이트의 HVAC 시스템 (1230), 조명들 (1235), 보안 센서들 (1240), 도어 락들 (1245), 카메라들 (1250), 틴트가능한 윈도우들 (1255) 및 서모스탯들(1257)을 제어 및/또는 그것들로부터의 입력을 수신하기위해 사용될 수 있다.
조명 제어 패널은 내부 조명, 외부 조명, 비상 경고 조명들, 비상구 사인들, 및 비상 층 출구 조명을 제어하는 회로들 또는 다른 로직을 포함할 수 있다. 조명 제어 패널 (예를 들어, 패널 (1210))은 또한 사이트의 공간들에 점유 센서들을 액세스할 수 있다. BMS (1215)는 사이트 네트워크 (1200)의 다른 시스템들 및 제어기들로 명령들을 발행하거나 그것들로부터 데이터를 수신하는 서버를 포함할 수 있다. 예를 들어, BMS (1215)는 윈도우 제어기 (1205), 조명 제어 패널 (1210), 및 보안 제어 시스템 (1220)의 각각으로 명령들을 발생하고 각각으로부터 데이터를 수신할 수 있다. 보안 제어 시스템 (1220)은 자기 카드 액세스, 회전식문, 솔레노이드 구동 도어락들, 감시 카메라들, 도난 경보기, 금속 검출기들, 및 유사한 것을 포함할 수 있다. 유저 콘솔 (1225)은 사이트의 상이한 시스템들의 제어, 모니터링, 최적화, 및 문제 해결의 동작들을 스케줄하기 위해 사이트 관리기에 의해 사용될 수 있는 컴퓨터 단말 일 수 있다. Tridium, Inc의 소프트웨어는 유저 콘솔 (1225)에 상이한 시스템들로부터의 데이터의 시각적 표현들을 생성할 수 있다.
상이한 제어들의 각각은 개별 디바이스들/장치를 제어할 수 있다. 윈도우 시스템 (1205)은 윈도우들 (1255)을 제어한다. 조명 제어 패널 (1210)은 조명들 (1235)을 제어한다. BMS (1215)는 HVAC (1230)를 제어할 수 있다. 보안 제어 시스템 (1220)은 보안 센서들 (1240), 도어 락들 (1245), 및 카메라들 (1250)을 제어한다. 데이터 는 사이트 네트워크 (1200)의 부분일 수 있는 모든 상이한 디바이스들/장치 및 제어기들간에 교환 및/또는 공유될 수 있다.
일부 경우들에서, 사이트 네트워크 (1100) 또는 사이트 네트워크 (1200)의 시스템들은 매일, 매월, 분기별, 또는 매년 스케줄들에 따라 운영할 수 있다. 예를 들어, 조명 제어 시스템, 윈도우 제어 시스템, HVAC, 및 보안 시스템은 사람들이 근무일 동안에 사이트에 있을 때를 차지하는 24 시간 스케줄로 동작할 수 있다. 밤에는, 사이트는 에너지 절약 모드로 진입할 수 있고, 낮 동안에는, 시스템들은 거주자 편안함을 제공하면서 사이트의 에너지 소모를 최소화하는 방식으로 동작할 수 있다. 다른 예로서, 시스템들은 휴일 기간동안에 셧 다운 할 수 있거나 또는 에너지 절약 모드로 진입할 수 있다.
스케줄 정보는 지리적 정보와 결합될 수 있다. 지리적 정보는 예컨대, 예를 들어, 빌딩과 같은 사이트의 위도 및 경도를 포함할 수 있다. 빌딩의 경우에서, 지리적 정보는 빌딩 각 측면이 마주하는 방향에 대한 정보를 또한 포함할 수 있다. 이런 정보를 이용하여, 빌딩의 상이한 측면들상에 상이한 공간들은 상이한 방식들로 제어될 수 있다. 예를 들어, 겨울에 빌딩의 동쪽을 마주하는 공간들에 대하여, 윈도우 제어기는 공간을 비추는 햇빛에 의하여 공간이 따뜻해지도록 아침에는 윈도우들을 틴트하지 않도록 지시할 수 있고 조명 제어 패널은 햇빛으로부터의 빛 때문에 조명을 어둡게 하도록 지시할 수 있다. 서쪽을 마주하는 윈도우들은 서쪽 측면상의 윈도우들의 틴트는 에너지 절약에 영향을 미치지 않기 때문에 아침에 공간의 거주자들에 의해 제어 가능할 수 있다. 그러나, 동쪽을 마주하는 윈도우들 및 서쪽을 마주하는 윈도우들의 동작 모드들은 밤에는 스위치될 수 있다(예를 들어, 해가 질때, 서쪽을 마주하는 윈도우들은 열 및 조명 둘모두를 위해 안으로의 햇빛을 허용하도록 틴트되지 않는다).
사이트 네트워크, 외부 윈도우들 (예를 들어, 빌딩의 내부를 빌딩의 외부와 분리시키는 윈도우들)을 위한 틴트가능한 윈도우들, 및 많은 상이한 센서들을 포함하는 예를 들어 도 1c에 빌딩 (1101)와 같은 사이트의 예가 이하에 설명된다. 빌딩의 외부 윈도우들로부터의 빛은 일반적으로 윈도우들로부터 약 20 피트 또는 약 30 피트 빌딩내 내부 조명에 영향을 미친다. 즉, 외부 윈도우로부터 약 20 피트 또는 약 30 피트보다 더 먼 빌딩내 공간은 외부 윈도우로부터 빛을 거의 수신하지 않는다. 빌딩내 외부 윈도우들로부터 떨어진 이런 공간들은 빌딩의 조명 시스템들에 의해 점등된다.
더구나, 빌딩내 온도는 외부 빛 및/또는 외부 온도에 의해 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 추운 날, 가열 시스템에 의해 가열되는 빌딩에서, 도어들 및/또는 윈도우들에 더 가까운 공간들은 빌딩의 내부 영역들 보다 더 빨리 열을 상실할 것이고 내부 영역들에 비하여 더 추워질 것이다.
외부 상태 모니터링을 위해, 빌딩은 빌딩의 지붕에 외부 센서들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 빌딩은 빌딩의 각 측면상에 외부 센서 또는 각각의 외부 윈도우와 관련된 외부 센서를 포함할 수 있다. 빌딩의 각 측면상에 외부 센서는 해가 하루 내내 위치를 바꿈에 따라 빌딩의 측면상에 복사조도(irradiance)을 추적할 수 있다.
윈도우 제어기가 사이트 네트워크내에 통합된 때, 외부 센서들로부터의 출격들은 사이트 네트워크 및/또는 윈도우 시스템에 입력될 수 있다. 일부 경우들에서, 이들 출력들은 로컬 윈도우 제어기에 입력으로서 제공될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 임의의 두개 이상의 외부 센서들로부터의 출력 신호들이 수신된다. 일부 실시예들에서, 단지 하나의 출력 신호가 수신되고, 일부 다른 실시예들에서, 세개, 네개, 다섯개, 또는 그 이상의 출력들이 수신된다. 이들 출력 신호들은 사이트 네트워크를 통하여 수신될 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서(들)에 의해 수신된 출력 신호들은 빌딩내 가열 시스템, 냉각 시스템, 및/또는 조명에 의한 에너지 또는 전력 소모를 나타내는 신호를 포함한다. 예를 들어, 빌딩의 가열 시스템, 냉각 시스템, 및/또는 조명의 에너지 또는 전력 소모는 에너지 또는 전력 소모를 신호를 제공하기 위해 모니터링될 수 있다. 디바이스들은 이 모니터링을 가능하게 하기 위해 빌딩의 회로들 및/또는 와이어링에 부착되거나 또는 그것들에 접속될 수 있다. 대안적으로, 빌딩내 개별 공간또는 빌딩내 그룹 공간들을 위한 가열 시스템, 냉각 시스템, 및/또는 조명에 의해 소모된 전력이 모니터링될 수 있도록 빌딩내 파워 시스템들이 인스톨될 수 있다.
틴트가능한 윈도우의 틴트를 결정된 틴트 레벨로 변화시키기 위해 틴트 명령들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 1c에 관련하여, 이는 빌딩의 각각의 윈도우를 제어하는 엔드 제어기들 (1110)로 명령들을 차례로 발행하는 하나 이상의 중간 네트워크 제어기들 (1105a) 및 (1105b)에 명령들을 발행하는 마스터 네트워크 제어기 (1103)를 포함할 수 있다. 마스터 네트워크 제어기 (1103)는 BMS 및/또는 윈도우 시스템으로부터 수신된 명령들에 기초하여 명령들을 발행할 수 있다. 엔드 제어기들 (1100)은 틴트 명령들에 따라 틴트에서의 변화들을 구동시키기 위해 윈도우에 전압 및/또는 전류를 인가할 수 있다.
일부 실시예들에서, 틴트가능한 윈도우들을 포함하는 사이트는 사이트에 파워를 공급하는 유틸리티 또는 유틸리티들에 의해 운용되는 요구 응답 프로그램에 등록되거나 또는 참여될 수 있다. 프로그램은 피크 부하 발생이 예상될 때 사이트의 에너지 소모가 축소되는 프로그램일 수 있다. 유틸리티(utility)는 예상되는 피크 부하 발생 이전에 경고 신호를 발송할 수 있다. 예를 들어, 경고는 예상되는 피크 부하 발생 하루 전, 피크 발생의 아침에 또는 약 한 시간 전에 발송될 수 있다. 피크 부하 발생은 뜨거운 여름 날 예를 들어 냉각 시스템들/에어 컨디셔너들이 유틸리티로부터 큰 양의 파워를 끌어 쓸 때 예상될 수 있다. 경고 신호는 빌딩의 BMS에 의해, 윈도우 시스템에 의해, 또는 빌딩내 틴트가능한 윈도우들을 제어 하도록 구성된 윈도우 제어기들에 의해 수신될 수 있다. 이 경고 신호는 틴팅 제어를 푸는 메커니즘을 오버라이드할 수 있다. BMS 또는 윈도우 시스템은 그런다음 피크 부하가 예상되는 시간에 빌딩내 냉각 시스템들의 파워 드로우(draw)를 줄이는데 도움을 주는 틴트 레벨을 어둡게 하기 위해 틴트가능한 윈도우들내 적절한 전기변색 디바이스를 전환하도록 윈도우 제어기(들)에 명령할 수 있다.
일부 실시예들에서, 사이트 윈도우들의 틴트가능한 윈도우들 (예를 들어, 전기변색 윈도우들)은 유사한 방식으로 지시되는 존내 틴트가능한 윈도우들을 갖는 존들내에 그룹화될 수 있다. 예를 들어, 사이트의 외부 윈도우들 (즉, 빌딩의 외부와 내부를 분리하는 윈도우들)은 유사한 방식으로 지시되는 존내 틴트가능한 윈도우들을 갖는 존들내에 그룹화될 수 있다. 예를 들어, 빌딩의 상이한 측면들 또는 빌딩의 상이한 층들상에 틴트가능한 윈도우들의 그룹들은 상이한 존들에 있을 수 있다. 일 경우에 있어서, 빌딩의 제 1 층에서, 모든 동쪽을 마주하는 틴트가능한 윈도우들은 존 1에 있을 수 있고, 모든 남쪽을 마주하는 틴트가능한 윈도우들은 존 2에 있을 수 있고, 모든 서쪽을 마주하는 틴트가능한 윈도우들은 존 3에 있을 수 있고, 그리고 모든 북쪽을 마주하는 틴트가능한 윈도우들은 존 4에 있을 수 있다. 다른 경우에, 빌딩의 제 1 층에 모든 틴트가능한 윈도우들은 존 1에 있을 수 있고, 제 2 층에 모든 틴트가능한 윈도우들은 존 2에 있을 수 있고, 및 제 3 층에 모든 틴트가능한 윈도우들은 존 3에 있을 수 있다. 또 다른 경우에 있어서, 모든 동쪽을 마주하는 틴트가능한 윈도우들은 존 1에 있을 수 있고, 모든 남쪽을 마주하는 틴트가능한 윈도우들은 존 2에 있을 수 있고, 모든 서쪽을 마주하는 틴트가능한 윈도우들은 존 3에 있을 수 있고, 그리고 모든 북쪽을 마주하는 틴트가능한 윈도우들은 존 4에 있을 수 있다. 또 다른 경우에, 1 층에 동쪽을 마주하는 틴트가능한 윈도우들은 상이한 존들로 분할될 수 있다. 빌딩의 동일한 측면 및/또는 상이한 측면들 및/또는 상이한 층들상에 임의 개수의 틴트가능한 윈도우들은 하나의 존에 할당될 수 있다.
일부 실시예들에서, 존내 틴트가능한 윈도우들은 동일한 윈도우 제어기에 의해 제어될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 존내 틴트가능한 윈도우들은 상이한 윈도우 제어기들에 의해 제어될 수 있지만, 그러나 윈도우 제어기들은 모두 센서들로부터 동일한 출력 신호들을 수신할 수 있고 그리고 존내 윈도우들을 위한 틴트 레벨을 결정하기 위해 룩업 테이블 또는 동일 기능을 사용할 수 있다.
일부 실시예들에서, 존내 틴트가능한 윈도우들은 투과율 센서로부터 출력 신호를 수신하는 윈도우 제어기 또는 제어기들에 의해 제어될 수 있다. 일부 실시예들에서, 투과율 센서(transmissivity sensor)는 존내 윈도우들에 근접하여 마운트될 수 있다. 예를 들어, 투과율 센서는 존내 포함된 IGU (예를 들어, 프레임의 수평 새시(sash), 멀리온(mullion)내에 또는 그 위에 마운트된)를 포함하는 프레임내에 또는 프레임위에 마운트될 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 빌딩의 단일 측면상의 윈도우들을 포함하는 존내 틴트가능한 윈도우들은 투과율 센서로부터 출력 신호를 수신하는 윈도우 제어기 또는 제어기들에 의해 제어될 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서(예를 들어, 광센서)는 제 1 존 (예를 들어, 마스터 제어 존)의 틴트가능한 윈도우들을 제어하는 윈도우 제어기에 출력 신호를 제공할 수 있다. 윈도우 제어기는 제 1 존과 동일한 방식으로 제 2 존 (예를 들어, 슬레이브 제어 존)내 틴트가능한 윈도우들을 또한 제어할 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 다른 윈도우 제어기는 제 1 존과 동일한 방식으로 제 2 존내 틴트가능한 윈도우들을 제어할 수 있다.
일부 실시예들에서, 틴트 레벨 예컨대 착색된 상태 (레벨) 또는 클리어(clear) 상태로 진입하기 위해 사이트 관리기, 제 2 존내 공간들의 거주자들, 또는 다른 사람은 제 2 존 (즉, 슬레이브 제어 존)내 틴트가능한 윈도우들에 수동으로 지시할 수 있다 (예를 들어, BMS의 유저 콘솔로부터의 틴트 또는 클리어 명령 또는 명령을 이용하여). 일부 실시예들에서, 제 2 존내 윈도우들의 틴트 레벨이 이런 수동 명령으로 오버라이드될 때, 제 1 존 (즉, 마스터 제어 존)내 틴트가능한 윈도우들은 투과율 센서로부터의 출력을 수신하는 윈도우 제어기의 제어하에 있을 수 있다. 제 2 존은 시간 기간 동안 수동 명령 모드에 있을 수이었고 그런다음 투과율 센서로부터 출력을 수신하는 윈도우 제어기의 제어하로 다시 되돌아 갈 수 있다. 예를 들어, 제 2 존은 오버라이드 명령을 수신한 후에 한 시간 동안 수동 모드에 있을 수이었고 그런다음 투과율 센서로부터 출력을 수신하는 윈도우 제어기의 제어하로 다시 되돌아 갈 수 있다.
일부 실시예들에서, 틴트 레벨 예컨대 착색된 상태 또는 클리어 상태로 진입하기 위해 사이트 관리기, 제 1 존내 공간들의 거주자들, 또는 다른 사람은 제 1 존 (즉, 마스터 제어 존)내 윈도우들에 수동으로 지시할 수 있다(예를 들어, BMS의 유저 콘솔로부터의 틴트 명령 또는 명령을 이용하여). 일부 실시예들에서, 제 1 존내 윈도우들의 틴트 레벨이 이런 수동 명령으로 오버라이드될 때, 제 2 존 (즉, 슬레이브 제어 존)내 틴트가능한 윈도우들은 외부 센서로부터 출력을 수신하는 윈도우 제어기의 제어하에 있을 수 있다. 제 1 존은 시간 기간 동안 수동 명령 모드에 있을 수이었고 그런다음 투과율 센서로부터 출력을 수신하는 윈도우 제어기의 제어하로 다시 되돌아 갈 수 있다. 예를 들어, 제 1 존은 오버라이드 명령을 수신한 후에 한 시간 동안 수동 모드에 있을 수이었고 그런다음 투과율 센서로부터 출력을 수신하는 윈도우 제어기의 제어하로 다시 되돌아 갈 수 있다. 일부 다른 실시예들에서, 제 2 존내 틴트가능한 윈도우들은 제 1 존에 대한 수동 오버라이드가 수신된 때 그것들이 있었던 틴트 레벨에 있을 수 있다. 제 1 존은 시간 기간 동안 수동 명령 모드에 있을 수 있고 그런다음 제 1 존 및 제 2 존 둘 모두는 투과율 센서로부터 출력을 수신하는 윈도우 제어기의 제어하로 다시 되돌아 갈 수 있다.
본 출원에서 설명된 틴트가능한 윈도우의 제어의 임의의 방법들은, 윈도우 제어기가 독립형 윈도우 제어기인지 또는 사이트 네트워크와 접속되든 여부에 관계없이, 틴트가능한 윈도우의 틴트를 제어하기 위해 사용될 수 있다.
상기의 설명에서 BMS에 대한 참조는 일부 또는 전부 인스턴스들에서 스마트 서모스탯 서비스 또는 다른 홈 기기 서비스 예컨대 NEST에 대한 참조로 대체될 수 있다. 윈도우 시스템과 BMS 또는 홈 기기 서비스간의 통신은 상기에서 설명된 것 처럼 API를 통하여 될 수 있다.
본 개시의 일부 특징들은 앞에서 그 전체가 참조로서 통합된 2014년 11월26일에 출원된 US 가특허 출원 번호. 62/085,179에 설명된 네트워크들과 같은 메시(mesh) 네트워크상에 구현될 수 있다. 메시 네트워크상에 디바이스들은 네트워크에 의해 알려진 정보를 사용하게 될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 윈도우들의 GPS 좌표들이 알려진 경우, 다른 비-윈도우 디바이스들은 모든 다른 (윈도우 및 비-윈도우) 디바이스들의 상대적 위치들 및 GPS 데이터에 기초하여 그것들의 정확한 위치들을 학습할 수 있다. GPS는 전형적으로 빌딩 내부에서는 작동하지 않기 때문에, 빌딩 내부에 디바이스 위치들의 직접 GPS 센싱은 어렵거나 또는 불가능하다. 이와 같이, 윈도우들로부터 그자체로부터 학습된 절대적 위치 정보, 및 네트워크상에 다양한 디바이스들의 상대적 위치들을 이용함으로써, 심지어 빌딩 내부에 있는 비-윈도우 디바이스들은 그것들의 정확한 위치들을 학습할 수 있다. 일부 구현예들에서, 이런 네트워크 디바이스들은 자동-생성된 맵에 덧붙여(populate)질 수 있다. 예를 들어, 사무실 빌딩이 메시 네트워크에 각각 연결 가능한 전기변색 윈도우들 및 프린터들를 사용하는 경우에, 제어기(들)에 의해 생성된 맵은 네트워크에 연결된 모든 윈도우들 및 프린터들의 상대적 위치들을 보여줄 수 있다. 빌딩 거주자는 메시 네트워크상에 그것들의 가장 가까운 프린터 또는 다른 관련된 디바이스를 그들이 찾는 것을 돕기 위해 이 맵 (예를 들어, 스마트폰 애플리케이션, 컴퓨터, 등에 로딩된)을 사용할 수 있다. 점유 센서들 및 HVAC 컴포넌트들은 또한 메시 네트워크와 인터페이스 또는 메시 네트워크에 연결될 수 있다. 이런 경우들에서, 제어기(들)에 의해 생성된 맵은 점유 센서들로부터의 정보에 기초하여 특정 공간이 점유된지 여부를 보여줄 수 있고, 다른 HVAC 컴포넌트들로부터의 정보에 기초하여 다른 상태들 (예를 들어, 실제 온도, 서모스탯 설정, 습도, 조명 상태, 등)을 보여줄 수 있다. 추가 디바이스들이 시스템에 대한 추가 데이터를 종합하기 위해 제공하기 때문에 메시 네트워크사에 증가된 수의 디바이스들에 따라 맵의 정확도 및 정밀도는 증가된다.
메시 네트워크상에 윈도우들은 메시 네트워크상에 다른 디바이스들과 상호 작용하도록 구성될 수 있어서, 예를 들어 그것들은 API를 통하여 또는 직접 서모스탯들 또는 다른 HVAC 컴포넌트들과 상호 작용한다. 예를 들어, 윈도우 또는 틴트 윈도우들의 셋 (그렇게 함으로써 열이 윈도우(들)을 통하여 빌딩으로 들어오는 비율을 줄임으로써)인 경우에, 윈도우(들)은 에어컨을 통하여 발생하는 냉각의 정도를 줄이기 위해 서모스탯 또는 다른 HVAC 컴포넌트에 신호를 발송할 수 있다. 에어컨을 통해 냉각의 정도를 증가시키기 위해, 또는 가열 시스템을 제어하기 위해 유사한 신호들이 발송될 수 있다. 추가적으로, 전기변색 윈도우에 의해 얻어진 정보(예를 들어, 센서들, 성능, 등을 통하여)는 서모스탯 또는 HVAC에 의해 이루어진 결정들을 알리는데 도움을 주기 위해 서모스탯 또는 다른 HVAC 컴포넌트과 공유될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제어기들은 다양한 윈도우들의 센싱된 상대적 및 정확한 위치들/방위들에 기초하여 윈도우들을 제어하는 명령들을 가질 수 있다. 예를 들어, 제어기들은 동쪽을 마주하는 공간들을 해가 가열하는 것을 방지하기 위해 아침 일찍에는 동쪽을 마주하는 윈도우들을 착색하고, 그리고 해가 동쪽을 마주하는 공간들을 직접 비추지 않을 때 오후에 늦게는 동쪽을 마주하는 윈도우들을 탈색하는 명령들을 가질 수 있다. 임의의 제어 기법이 사용될 수 있고, 유저 또는 인스톨러(installer)에 의해 제어기에 프로그래밍될 수 있거나, 또는 제조자, 벤더, 등에 의해 사전 프로그래밍될 수 있다. 일부 실시예들에서 윈도우 제어기들은 서모스탯 (단일 윈도우 또는 다수의 윈도우들을 함께 제어하는 옵션을)과 유사한 방식으로 프로그램 가능하다.
무선 또는 유선 통신(Wireless or Wired Communication)
일부 실시예들에서, 본 출원에서 설명된 윈도우 제어기들은 윈도우 제어기, 센서들, 및 개별 통신 노드들 간에 유선 또는 무선 통신을 위한 유선 또는 무선 통신을 포함한다. 무선 또는 유선 통신은 윈도우 제어기와 직접 접속하는 통신 인터페이스로 성취될 수 있다. 이런 인터페이스는 마이크로프로세서에 내재될 수 있거나 또는 이들 기능들을 가능하게 하는 추가 회로부를 통하여 제공된다. 추가하여, 사이트 네트워크의 다른 시스템들은 상이한 시스템 엘리먼트들간 유선 또는 무선 통신을 위한 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
무선 통신을 위한 개별 통신 노드는 예를 들어, 다른 무선 윈도우 제어기, 엔드, 중간, 또는 마스터 윈도우 제어기, 원격 제어 디바이스, BMS, 또는 윈도우 시스템일 수 있다. 무선 통신은 이하의 동작들: 틴트가능한 윈도우 (505)를 프로그래밍 및/또는 동작 (도 5), 본 출원에서 설명된 다양한 센서들 및 프로토콜들에서 틴트가능한 윈도우 (505)로부터 데이터 수집하기, 및 무선 통신을 위한 중계 지점으로서 틴트가능한 윈도우 (505)를 이용하기 중 적어도 하나를 위해 윈도우 제어기에서 사용된다. 틴트가능한 윈도우들 (505)로부터 수집된 데이터는 또한 EC 디바이스가 활성화되어진 횟수, 시간에 대한 EC 디바이스의 효율, 및 유사한 것과 같은 카운트 데이터를 포함할 수 있다. 이들 무선 통신 특징들이 이하에서 보다 상세하게 설명된다.
일 실시예에서, 무선 통신은 예를 들어, 적외선 (IR), 및/또는 라디오 주파수 (RF) 신호를 통하여 관련된 틴트가능한 윈도우들 (505)을 동작시키기 위해 사용된다. 임의 실시예들에서, 제어기는 무선 프로토콜 칩, 예컨대 블루투스, EnOcean, 와이파이, 지그비, 및 유사한 것을 포함한다. 윈도우 제어기들은 네트워크를 통한 무선 통신을 또한 가질 수 있다. 윈도우 제어기로의 입력은 직접 또는 무선 통신를 통하여 벽 스위치에서 엔드 유저에 의해 수동으로 입력될 수 있거나, 또는 입력은 틴트가능한 윈도우가 컴포넌트인 사이트의 BMS로부터 또는 윈도우 시스템 관리 시스템으로부터 있을 수 있다.
일 실시예에서, 윈도우 제어기가 제어기들의 분산 네트워크의 부분일 때, 무선 통신은 각각이 무선 통신 컴포넌트들을 갖는 제어기들의 분산 네트워크를 통하여 복수의 틴트가능한 윈도우들의 각각으로부터 그리고 각각으로 데이터를 전송하기 위해 사용된다. 예를 들어, 도 1c를 다시 참조하여, 마스터 네트워크 제어기 (1103)는 각각의 중간 네트워크 제어기들 (1105a) 및 (1105b)과 무선으로 통신하고, 중간 네트워크 제어기들은 차례로 각각이 틴트가능한 윈도우와 관련된 엔드 제어기들 (1110)과 무선으로 통신한다. 마스터 네트워크 제어기 (1103)는 BMS 또는 윈도우 시스템과 무선으로 또한 통신할 수 있다. 일 실시예에서, 윈도우 제어기내 적어도 하나의 통신 레벨은 무선으로 수행된다.
일부 실시예들에서, 무선 통신의 하나 초과의 모드는 윈도우 제어기 분배 네트워크에서 사용된다. 예를 들어, 마스터 윈도우 제어기는 와이파이 또는 지그비를 통하여 중간 제어기들과 무선으로 통신할 수 있지만, 그러나 중간 제어기들은 블루투스, 지그비, EnOcean, 또는 다른 프로토콜을 통하여 엔드 제어기(end controller)들과 통신한다. 다른 예에서, 윈도우 제어기들은 무선 통신을 위한 엔드 유저 선택의 유연성을 위해 중복 무선 통신 시스템들을 가진다.
틴트가능한
윈도우들의
기능들을 제어하기 위한 시스템의 예(Example of System for controlling functions of tintable windows)
도 1e는 실시예들에 따라 사이트(예를 들어, 도 1c에 도시된 빌딩 (1101))에서 하나 이상의 틴트가능한 윈도우들의 기능 (예를 들어, 상이한 틴트 레벨들로 전환하기)들을 제어하기 위한 윈도우 네트워크 시스템 (1400)의 컴포넌트들의 블럭 다이어그램이다. 시스템 (1400)은 BMS (예를 들어, 도 1c에 도시된 BMS (1100))을 통하여 윈도우 시스템에 의해 관리되는 시스템들 중 하나일 수 있거나 또는 윈도우 시스템에 의해 직접 관리될 수 있거나 및/또는 BMS와 독립적으로 동작할 수 있다.
시스템 (1400)은 그것의 기능들을 제어하기 위해 틴트가능한 윈도우들로 제어 신호들을 발송할 수 있는 마스터 윈도우 제어기 (1402)를 포함한다. 시스템 (1400)은 마스터 윈도우 제어기 (1402)과 전자 통신하는 네트워크 (1410)를 또한 포함한다. 틴트가능한 윈도우(들)의 기능들을 제어하기 위한 제어 로직 및 명령들, 및/또는 센서 데이터는 네트워크 (1410)를 통하여 마스터 윈도우 제어기 (1402)에 통신될 수 있다. 네트워크 (1410)는 유선 또는 무선 네트워크 (예를 들어, 클라우드 네트워크)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 네트워크 (1410)는 BMS가 빌딩내 틴트가능한 윈도우(들)로 네트워크 (1410)를 통하여 틴트가능한 윈도우(들)을 제어하기 위한 명령들을 발송하는 것을 허용하기 위해 BMS와(예를 들어, API 를 통하여) 통신상태에 있을 수 있다. 일부 경우들에서, BMS는 윈도우 시스템으로부터 틴트가능한 윈도우(들)을 제어하기 위한 명령들을 수신하기 위해 윈도우 시스템과 통신상태에 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 네트워크 (1410)는 윈도우 시스템이 빌딩내 틴트가능한 윈도우(들)로 네트워크 (1410)를 통하여 틴트가능한 윈도우(들)을 제어하기 위한 명령들을 발송하는 것을 허용하기 위해 윈도우 시스템과 통신상태에 있을 수 있다. 임의 실시예들에서, 마스터 윈도우 제어기 (1402) 및/또는 마스터 네트워크 제어기 (1403)는 데이터 웨어하우스(data warehouse)와 같은 윈도우 시스템 또는 그것의 컴포넌트와 통신하도록 디자인되거나 또는 구성된다.
시스템 (1400)은 마스터 윈도우 제어기 (1402)와 전자 통신하는 틴트가능한 윈도우들 (미도시)의 EC 디바이스들 (400) 및 벽 스위치들 (1490)을 또한 포함한다. 이 예시된 예에서, 마스터 윈도우 제어기 (1402)는 EC 디바이스(들)을 갖는 틴트가능한 윈도우들의 틴트 레벨을 제어하기 위해 EC 디바이스(들)로 제어 신호들을 발송할 수 있다. 각각의 벽 스위치 (1490)는 EC 디바이스(들) 및 마스터 윈도우 제어기 (1402)과 또한 통신상태에 있다. 엔드 유저 (예를 들어, 틴트가능한 윈도우를 공간의 거주자)는 EC 디바이스(들)를 갖는 틴트가능한 윈도우의 다른 기능들 및 틴트 레벨을 제어하기 위해 벽 스위치 (1490)를 사용할 수 있다.
도 1e에서, 마스터 윈도우 제어기 (1402)는 마스터 네트워크 제어기 (1403), 마스터 네트워크 제어기 (1403)와 통신하는 복수의 중간 네트워크 제어기들 (1405), 및 다수의 복수의 엔드 또는 리프 윈도우 제어기들 (1110)을 포함하는 윈도우 제어기들의 분배 네트워크로서 도시된다. 각각의 복수의 엔드 또는 리프 윈도우 제어기들 (1110)은 단일 중간 네트워크 제어기 (1405)와 통신상태에 있다. 비록 마스터 윈도우 제어기 (1402)는 윈도우 제어기들의 분배 네트워크로서 예시되지만, 마스터 윈도우 제어기 (1402)는 또한 다른 실시예들에서 단일 틴트가능한 윈도우의 기능들을 제어하는 단일 윈도우 제어기일 수 있다. 도 1d에 시스템 (1400)의 컴포넌트들은 도 1b에 대하여 설명된 컴포넌트들에 관하여 일부 유사할 수 있다. 예를 들어, 마스터 네트워크 제어기 (1403)는 마스터 네트워크 제어기 (1103)에 유사할 수 있고 중간 네트워크 제어기들 (1405)는 중간 네트워크 제어기들 (1105)에 유사할 수 있다. 도 1e의 분배 네트워크내 각각의 윈도우 제어기들은 프로세서와 전기 통신하는 프로세서 (예를 들어, 마이크로프로세서) 및 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함할 수 있다.
도 1e에서, 각각의 리프 또는 엔드 윈도우 제어기 (1110)는 빌딩내 해당 틴트가능한 윈도우의 틴트 레벨을 제어하기 위해 단일 틴트가능한 윈도우의 EC 디바이스(들) (400)과 통신상태에 있다. IGU의 경우에, 리프 또는 엔드 윈도우 제어기 (1110)는 IGU의 틴트 레벨을 제어하기 위해 IGU의 다수의 라이트들상에 EC 디바이스들 (400)와 통신상태에 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 각각의 리프 또는 엔드 윈도우 제어기 (1110)는 복수의 틴트가능한 윈도우들와 통신상태에 있을 수 있다. 리프 또는 엔드 윈도우 제어기 (1110)는 틴트가능한 윈도우내에 통합될 수 있거나 또는 그것이 제어하는 틴트가능한 윈도우와 별개일 수 있다. 도 1e에 리프 및 엔드 윈도우 제어기들 (1110)은 도 1c에 엔드 또는 리프 제어기들 (1110)에 유사할 수 있고 및/또는 도 5에 대하여 설명된 윈도우 제어기 (450)에 유사할 수 있다.
각각의 벽 스위치 (1490)는 벽 스위치 (1490)와 통신하는 틴트가능한 윈도우의 틴트 레벨 및 다른 기능들을 제어하기 위해 엔드 유저 (예를 들어, 공간의 거주자)에 의해 동작될 수 있다. 엔드 유저는 관련된 틴트가능한 윈도우내 EC 디바이스들 (400)로 제어 신호들을 통신하기위해 벽 스위치 (1490)를 동작시킬 수 있다. 벽 스위치 (1490)로부터 이들 신호들은 일부 경우들에서 마스터 윈도우 제어기 (1402)로부터의 신호들을 오버라이드할 수 있다. 다른 경우들에서(예를 들어, 높은 수요 경우들), 마스터 윈도우 제어기 (1402)로부터의 제어 신호들은 벽 스위치 (1490)로부터의 제어 신호들을 오버라이드할 수 있다. 벽 스위치 (1490)로부터 거꾸로 마스터 윈도우 제어기 (1402)로 발송된 제어 신호들에 대한 정보 (예를 들어, 요청된 시간, 날, 틴트 레벨, 등)를 발송하기 위해 각각의 벽 스위치 (1490)는 리프 또는 엔드 윈도우 제어기 (1110)와 또한 통신상태에 있다. 일부 경우들에서, 벽 스위치들 (1490)은 수동으로 동작될 수 있다. 다른 경우들에, 벽 스위치들 (1490)은 예를 들어, 적외선 (IR), 및/또는 라디오 주파수 (RF) 신호들을 이용하여 제어 신호들을 갖는 무선 통신을 발송하는 원격 디바이스 (예를 들어, 휴대 전화기, 태블릿, 등)를 이용하여 엔드 유저에 의해 무선으로 제어될 수 있다. 일부 실시예들에서, 벽 스위치들 (1490)은 무선 프로토콜 칩, 예컨대 블루투스, EnOcean, 와이파이, 지그비, 및 유사한 것을 포함한다. 비록 도 1e 에 도시된 벽 스위치들 (1490)은 벽(들)상에 위치되어 있지만, 시스템 (1400)의 다른 실시예들은 공간의 어디 다른 곳에 위치된 스위치들을 가질 수 있다.
예를 들어, 마스터 및/또는 중간 윈도우 제어기들 및 엔드 윈도우 제어기들간의 무선 통신은 하드 통신 라인들의 인스톨을 제거하는 장점을 제공한다. 이것은 윈도우 제어기들과 BMS간 무선 통신에 대하여 또한 적용된다. 일 측면에서, 이들 역할들에서 무선 통신은 윈도우를 동작시키기 위해 전기변색 윈도우들로 그리고 전기변색 윈도우들로부터의 데이터 전송 그리고 예를 들어, 빌딩내 환경 및 에너지 절약을 최적화하기 위해 BMS로 데이터를 제공하기 위해 유용하다. 센서들로부터 피드백 뿐만 아니라 윈도우 위치 데이터는 이런 최적화를 위해 협력작용된다(synergize). 예를 들어, 세분 레벨(granular level)의 (윈도우마다) 마이크로기후 정보가 빌딩의 다양한 환경들을 최적화하기 위해 BMS에 공급된다.
상기의 설명에서 BMS에 대한 참조는 일부 또는 전부 인스턴스들에서 스마트 서모스탯 서비스 또는 다른 홈 기기 서비스 예컨대 NEST에 대한 참조로 대체될 수 있다. 윈도우 시스템과 BMS 또는 홈 기기 서비스간의 통신은 상기에서 설명된 것 처럼 API를 통하여 될 수 있다.
예제 스위칭 알고리즘(Example Switching Algorithm)
광학적 전환들에 따른 속도에 대하여, 인가된 전압은 처음에 평형의 특정 광학적 상태에서 디바이스를 유지하기 위해 요구되는 것보다 더 큰 크기에서 제공된다. 이 접근은 도면들 2 및 3에 예시된다. 도 2는 전기변색 디바이스를 탈색된 것으로부터 착색되는 것으로 및 착색된 것으로부터 탈색되는 것으로 구동시키는 것과 관련된 전압 및 전류 프로파일들을 도시한 그래프이다. 도 3은 전기변색 디바이스를 탈색된 것으로부터 착색되는 것으로 구동시키는 것과 관련된 임의 전압 및 전류 프로파일들을 도시한 그래프이다.
도 2는 전기변색 디바이스의 광학적 상태 전환 사이클 (착색에 뒤이은 탈색)을 일으키기 위해 간단한 전압 제어 알고리즘을 채용함으로써 전기변색 디바이스의 완전한 전류 프로파일 및 전압 프로파일을 보여준다. 그래프에서, 총 전류 밀도 (I)는 시간의 함수로 나타낸다. 언급된 바와 같이, 총 전류 밀도는 전기화학적으로 활성 전극들 사이에서의 전기변색 전환과 관련된 이온 전류 밀도 및 전자 누설 전류의 조합이다. 많은 상이한 유형들 전기변색 디바이스는 도시된 전류 프로파일을 가질 것이다. 일 예에서, 캐소드 전기변색 재료 예컨대 텅스텐 산화물은 카운터 전극에서의 애노드 전기변색 재료 예컨대 니켈 텅스텐 산화물과 함께 사용된다. 이런 디바이스들에서, 음의 전류들은 디바이스의 착색을 나타낸다. 일 예에서, 리튬 이온들은 전기변색 전극을 애노드식으로(anodically) 착색하는 니켈 텅스텐 산화물로부터 전기변색 전극을 캐소드식으로(cathodically) 착색하는 텅스텐 산화물로 흐른다. 대응하여, 양으로 대전된 들어오는 리튬 이온들의 분포를 보상하기 위해 전자들은 텅스텐 산화물 전극으로 흐른다. 따라서, 전압 및 전류는 음의 값을 가지는 것으로 도시된다.
도시된 프로파일은 전압을 설정 레벨까지 램프 업(ramp up)하고 그런다음 광학적 상태를 유지하기 위해 전압을 홀드함으로써 생긴다. 전류 피크들 (201)은 광학적 상태, 즉, 착색 및 탈색에서의 변화들과 관련된다. 구체적으로, 전류 피크들은 디바이스를 착색 또는 탈색하는데 요구되는 이온 전하의 전달을 나타낸다. 수학적으로, 피크 아래의 음영된 영역은 디바이스를 착색 또는 탈색하는데 요구되는 총 전하를 나타낸다. 처음 전류 스파이크(spike) 후에 커브 부분들 (부분들 (203))은 디바이스가 새로운 광학적 상태에 있는 동안의 전자 누설 전류를 나타낸다.
도면에서, 전압 프로파일 (205)은 전류 커브 위에 중첩된다. 전압 프로파일은 시퀀스: 음의 램프 (207), 음의 홀드 (209), 양의 램프 (211), 및 양의 홀드 (213)를 따른다. 디바이스가 그것의 정의된 광학적 상태에 잔류하는 시간의 길이 동안 그것의 최대값 크기에 도달한 후에 전압은 일정하게 남아있다는 것에 유의한다. 전압 램프 (207)는 디바이스를 그것의 새로운 착색된 상태로 구동시키고 및 전압 홀드 (209)는 반대 방향에서의 전압 램프 (211)가 착색된 상태로부터 탈색된 상태로의 전환을 구동할 때까지 디바이스를 착색된 상태로 홀드한다. 일부 스위칭 알고리즘들에서, 전류 캡(cap)이 도입된다. 즉, 전류는 디바이스 손상을 방지하기 위해서 정의된 레벨을 초과하는 것이 허용되지 않는다 (예를 들어, 재료 층들을 통한 이온 움직임을 너무 빠르게 구동시키는 것은 재료 층들을 물리적으로 손상시킬 수 있다). 착색 속도는 인가된 전압 뿐만 아니라 또한 온도 및 전압 램핑 레이트(voltage ramping rate)의 함수이다.
도 3은 임의의 실시예들에 따른 전압 제어 프로파일을 예시한다. 도시된 실시예에서, 전압 제어 프로파일은 탈색된 상태로부터 착색된 상태로 (또는 중간 상태로) 전환을 구동시키기 위해 채용된다. 전기변색 디바이스를 역 방향, 착색된 상태로부터 탈색된 상태로 (또는 더 착색된 상태로부터 덜 착색된 상태로) 으로 구동시키기 위해서, 유사하지만 역전된 프로파일이 사용된다. 일부 실시예들에서, 착색된 것으로부터 탈색된 것으로 가기 위한 전압 제어 프로파일은 도 3에 도시된 것의 미러 이미지(mirror image)이다.
도 3에 도시된 전압 값들은 인가된 전압 (Vapp) 값들을 나타낸다. 인가된 전압 프로파일은 파선(dashed line)에 의해 도시된다. 대조를 위해, 디바이스내 전류 밀도는 실선에 의해 도시된다. 도시된 프로파일에서, Vapp는 네개의 컴포넌트들: 구동(drive)로의 램프 컴포넌트 (303), 이것은 전환을 개시하고, Vdrive 컴포넌트 (313), 이것은 계속하여 전환을 유도하고, 홀드로의 램프 컴포넌트 (315), 및 Vhold 컴포넌트 (317)를 포함한다. 램프 컴포넌트들은 Vapp에서의 변동들로서 구현되고Vdrive 및 Vhold 컴포넌트들은 일정한 또는 실질적으로 일정한 Vapp 크기들을 제공한다.
컴포넌트를 구동시키기 위한 램프는 램프 레이트 (크기를 증가시키는) 및 Vdrive의 크기에 의해 특성화된다. 인가된 전압의 크기가 Vdrive에 이르렀을 때, 구동을 위한 램프 컴포넌트가 완성된다. Vdrive 컴포넌트는 Vdrive의 값 뿐만 아니라 Vdrive의 지속기간에 의해 특성화된다. Vdrive의 크기는 상기에서 설명된 것처럼 전기변색 디바이스의 전체 표면상에서 안전하지만 유효범위를 갖는 Veff를 유지하기 위해서 선택될 수 있다.
유지하기 위한 램프 컴포넌트는 전압 램프 레이트 (크기를 감소시키는) 및 Vhold의 값 (또는 선택적으로 Vdrive 및 Vhold사이의 차이) 에 의해 특성화된다. Vapp는 Vhold의 값이 도달할 때까지 램프 레이트에 따라 강하한다. Vhold 컴포넌트는 Vhold들의 크기뿐만 아니라 Vhold의 지속기간에 의해 특성화된다. 실제로, Vhold의 지속기간은 디바이스가 착색된 상태로 (또는 반대로 탈색된 상태로) 홀드되는 시간의 길이에 의해 전형적으로 지배된다. 구동의 램프와 달리, Vdrive, 및 홀드를 위한 램프 컴포넌트들, Vhold 컴포넌트는 임의의 길이를 가지며, 이는 디바이스의 광학적 전환의 물리현상과는 관계없다.
전기변색 디바이스의 각각의 유형은 광학적 전환을 구동시키기 위한 전압 프로파일의 그 자체의 특성 컴포넌트들을 가질 것이다. 예를 들어, 상대적으로 큰 디바이스 및/또는 더 큰 저항성 도전성 계층을 갖는 것은 Vdrive의 더 큰 값 및 어쩌면 구도을 위한 램프 컴포넌트에서 더 높은 램프 레이트를 요구할 것이다. 더 큰 디바이스들은 또한 Vhold의 더 큰 값들을 필요로 할 수 있다. 2012년 4월 17일 출원되고 본 출원에 참조로서 통합된 U.S. 특허 출원 번호 13/449,251 광범위한 상태들에 관한 광학적 전환들을 구동시키기 위한 제어기들 및 관련된 알고리즘들을 개시한다. 거기에 설명된 것처럼, 인가된 전압 프로파일 (본 출원에서의 구동을 위한 램프, Vdrive, 홀드를 위한 램프, 및 Vhold)의 각각의 컴포넌트들은 실시간 상태들 예컨대 전류 온도, 투과율의 전류 레벨, 등을 다루기 위해 독립적으로 제어될 수 있다. 일부 실시예들에서, 인가된 전압 프로파일의 각각의 컴포넌트의 값들이 특정 전기변색 디바이스 (그 자체의 버스 바 분리, 비저항, 등을 갖는)에 대하여 설정되고 현재 상태들에 기초하여 변화할 수 있다. 다시 말해서, 이런 시스템들에서, 전압 프로파일은 피드백 예컨대 온도, 전류 밀도, 및 유사한 것을 고려하지 않는다.
표시된 바와 같이, 도 3의 전압 전환 프로파일에 도시된 모든 전압 값들 은 상기에서 설명된 Vapp 값들에 대응한다. 그것들은 상기에서 설명된 Veff 값들 에 대응하지 않는다. 다시 말해서, 도 3에 도시된 전압 값들은 전기변색 디바이스상의 반대 극성의 버스 바들 사이의 전압 차이를 나타낸다.
어떤 실시예들에서, 전압 프로파일의 구동을 위한 램프 컴포넌트는 전기변색 및 카운터 전극들 사이에서 흐르는 이온 전류를 안전하지만 빠르게 구동시키기 위해 선택된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 프로파일의 구동을 위한 램프 부분이 끝나고 Vdrive 부분이 시작할 때까지 디바이스에서 전류는 구동 전압 컴포넌트에 대한 램프의 프로파일을 따른다. 도 3에서 전류 컴포넌트 (301)를 참조하라. 전류 및 전압의 안전 레벨들은 경험적으로 또는 다른 피드백에 기초하여 결정될 수 있다. 2012년 8월 28일에 발행되고 2011년 3월 16일에 출원된 U.S. 특허 번호 8,254,013는 전기변색 디바이스 전환들 동안에 안전 전류 레벨들을 홀드하기 위한 알고리즘들의 예들을 제공하고, 참조로서 본 출원에 통합된다.
어떤 실시예들에서, Vdrive의 값은 상기에서 설명된 고려사항들에 기초하여 선택된다. 특별히, 전기변색 디바이스의 전체 표면상에서 Veff의 값은 큰 전기변색 디바이스들을 효율적으로 및 안전하게 전환하는 범위 내에 남아있도록 선택된다. Vdrive의 지속기간은 다양한 고려사항들에 기초하여 선택될 수 있다. 이들 중 하나는 디바이스의 실질적 착색을 일으키기에 충분한 기간 동안 구동 전위가 홀드되는 것을 보증한다. 이 목적을 위하여, Vdrive의 지속기간은 Vdrive가 제 위치에 있는 시간 길이의 함수로서 디바이스의 광학적 밀도를 모니터링함으로써 경험적으로 결정될 수 있다. 일부 실시예들에서, Vdrive의 지속기간은 지정된 시간 기간으로 설정된다. 다른 실시예에서, Vdrive의 지속기간은 희망하는 통과되는 이온의 전하의 양에 상당하도록 설정된다. 도시된 바와 같이, 전류는 Vdrive동안에 램프 다운한다. 전류 세그먼트 (307)를 참조하라.
다른 고려사항은 광학적 전환 동안에 애노드 착색 전극으로부터 캐소드 착색 전극으로 (또는 카운터 전극) 리튬이온들의 여정 완성에 의한 이용 가능한 리튬 이온들의 결과로서의 이온 전류가 감쇠하기 때문에 디바이스내 전류 밀도에서의 감소이다. 전환이 완성된때, 디바이스를 가로질러 흐르는 전류만이 이온 도전성 계층을 통과하는 누설전류이다. 결과로서, 디바이스의 표면에 걸친 전위에서의 오믹 강하는 줄어들고 그리고 Veff의 로컬 값들은 증가한다. 인가되는 전압이 줄어들지 않는다면 Veff의 이들 증가된 값들은 디바이스를 손상시키거나 또는 성능 저하시킬 수 있다. 따라서, Vdrive의 지속기간을 결정하는데 있어서 다른 고려사항은 누설 전류와 관련된 Veff의 레벨을 줄이는 목적이다. Vdrive로부터 Vhold로 인가되는 전압을 강하시킴으로써, Veff가 디바이스의 표면상에 줄어들 뿐만 아니라 누설 전류도 또한 줄어든다. 도 3에 도시된 바와 같이, 홀드를 위한 램프 컴포넌트 동안에 디바이스 전류는 세그먼트 (305)에서 전환한다. 전류는 Vhold동안에 안정한 누설 전류 (309)로 들어간다.
도 4는 개시된 실시예들의 윈도우 제어기 시스템의 다른 컴포넌트들 및 윈도우 제어기의 일부 컴포넌트들(450)의 블럭 다이어그램을 도시한다. 도 4 는 윈도우 제어기의 간략화된 블럭 다이어그램이고, 보다 상세한 관련 윈도우 제어기들은 U.S. 특허 출원 일련 번호들 13/449,248 및 13/449,251에서 찾아볼 수 있고, 둘 모두는 발명자로서 Stephen Brown를 지정하고, 둘 모두의 명칭은 “광학적으로-스위칭가능한 윈도우들을 위한 제어기(CONTROLLER FOR OPTICALLY-SWITCHABLE WINDOWS)” 및 둘 모두는 2012년 4월 17일에 출원되었고, U.S. 특허 일련 번호 13/449,235, 명칭은 “광학적으로 스위칭가능한 디바이스들에서의 전환들 제어하기(CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES)”이고 Stephen Brown를 발명자들로서 지정하고 및 2012년 4월 17일 출원되었고, 이의 모두는 그것들의 전체가 참조로서 본 출원에 통합된다.
도 4 에서, 예시된 윈도우 제어기의 컴포넌트들 (450)은 마이크로프로세서 (410) 또는 다른 프로세서를 갖는 윈도우 제어기 (450), 파워 폭 변조기 (PWM) (415), 신호 컨디셔닝 모듈 (405), 및 구성 파일(422)을 갖는 컴퓨터 판독가능한 매체 (420) (예를 들어, 메모리)을 포함한다. 윈도우 제어기 (450)는 하나 이상의 전기변색 디바이스들 (400)로 명령들을 발송하기 위해 네트워크(425) (유선 또는 무선)를 통하여 전기변색 윈도우내 하나 이상의 전기변색 디바이스들 (400)와 전자 통신상태에 있다. 일부 실시예들에서, 윈도우 제어기 (450)는 마스터 윈도우 제어기로 네트워크 (유선 또는 무선)를 통하여 통신하는 로컬 윈도우 제어기일 수 있다.
개시된 실시예들에서, 사이트(site)는 빌딩의 외부와 내부 사이에 전기변색 윈도우를 갖는 적어도 하나의 공간을 갖는 빌딩일 수 있다. 하나 이상의 센서들이 빌딩의 외부 및/또는 공간 내부에 위치될 수 있다. 실시예들에서, 하나 이상의 센서들로부터의 출력은 윈도우 제어기 (450)의 신호 컨디셔닝 모듈 (405)로 입력될 수 있다. 일부 경우들에서, 하나 이상의 센서들로부터의 출력은 BMS로 또는 윈도우 시스템으로 입력될 수 있다. 비록 도시된 실시예들의 센서들은 빌딩의 외측 수직 벽상에 위치된 것으로 도시되었지만, 이는 단순함을 위한 것이고, 센서들은 다른 위치들, 예컨대 내부 공간 또는 다른 표면들상에 또는 외부에 등에 있을 수 있다. 일부 경우들에서, 두개 이상의 센서들이 동일한 입력을 측정하기 위해 사용될 수 있는데, 이는 하나의 센서가 고장된 경우에 또는 그렇지 않으면, 잘못된 판독을 갖는 경우에 이중화를 제공할 수 있다.
공간 센서들 및
윈도우
제어기 (ROOM SENSORS AND WINDOW CONTROLLER)
도 5는 적어도 하나의 전기변색 디바이스를 갖는 틴트가능한 윈도우 (505)을 갖는 공간 (500)의 개략적인 다이어그램을 도시한다. 틴트가능한 윈도우 (505)는 공간 (500)을 포함하는 빌딩의 외부와 내부 사이에 위치된다. 공간 (500)은 또한 제어 틴트가능한 윈도우 (505)의 틴트 레벨을 제어하도록 구성되고 윈도우에 연결된 윈도우 제어기 (450)를 포함한다. 외부 센서 (510)는 빌딩의 외부에 수직 표면상에 위치된다. 다른 실시예들에서, 내부 센서는 공간 (500)내 주변 광을 측정하기 위해 또한 사용될 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 거주 센서는 또한 거주자가 공간 (500)내 있을 때를 결정하기 위해 또한 사용될 수 있다.
외부 센서 (510)는 광원으로부터 예컨대 태양 또는 표면, 대기내 입자들, 구름들, 등으로부터 센서로 반사된 광에서 흐르는 디바이스상의 복사 광 입사를 검출할 수 있는 디바이스, 예컨대 광센서이다. 외부 센서 (510)는 광전기 효과에서 기인한 전기 전류 형태에 신호를 생성할 수 있고 신호는 센서 (510)상에 입사 광의 함수일 수 있다. 일부 경우들에서, 디바이스는 watts/m2 단위 또는 다른 유사한 단위들에 복사조도(irradiance)의 면에서 복사 광을 감지할 수 있다. 다른 경우들에서, 디바이스는 피트 촉광(foot candle) 또는 유사한 단위들에 가시 파장 범위에 광을 감지할 수 있다. 많은 경우들에서, 복사조도와 가시 광의 이들 값사이에는 선형 관계가 있다.
햇빛으로부터의 복사조도 값들은 햇빛이 지구에 부딪치는 각도가 변함에 따라 시각(time of day) 및 연중 시각(time of year)에 기초하여 예측될 수 있다. 외부 센서 (510)는 복사 광을 실시간으로 감지할 수 있고, 이는 빌딩들 때문에 반사 및 차단된 광, 날씨에서의 변화들 (예를 들어, 구름들), 등을 설명한다. 예를 들어, 구름이 있는 날, 햇빛은 구름들에 의해 차단될 것이고 외부 센서 (510)에 의해 검출된 복사 광은 구름이 없는 날들보다 더 낮을 것이다.
일부 실시예들에서, 단일 틴트가능한 윈도우 (505)와 관련된 하나 이상의 외부 센서들 (510)이 있을 수 있다. 하나 이상의 외부 센서들 (510)로부터의 출력은 예를 들어, 만약 외부 센서들 (510)중 하나가 오브젝트에 의해, 예컨대 외부 센서 (510)위에 앉은 새에 의해 가려지는지를 결정하기 위해 서로 비교될 수 있다. 일부 경우들에서, 일부 센서들은 신뢰할 수 없고 및/또는 값이 비쌀수 있기 때문에 빌딩내 상대적으로 더 적은 센서들을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 어떤 구현예들에서, 단일 센서 또는 약간의 센서들이 빌딩에 또는 아마 빌딩의 일 측면상에 부딪치는 햇빛으로부터의 복사 광의 전류 레벨을 결정하기 위해 채용될 수 있다. 구름은 태양 앞을 지나갈 수 있거나 또는 구성 차량이 셋팅 태양의 전방에 주차할 수있다. 이들은 빌딩에 수직으로 부딪치도록 산출된 태양으로부터의 복사 광의 양으로부터의 편차들로 귀결될 것이다.
외부 센서 (510)는 일 유형의 광센서일 수 있다. 예를 들어, 외부 센서 (510)는 전하 결합 디바이스 (CCD:charge coupled device), 포토다이오드, 광저항기, 또는 광전지일 수 있다. 관련 기술 분야에서의 통상의 기술자는 광 세기를 측정하고 광 레벨을 표시하는 전기 출력을 제공하는 광센서 및 다른 센서 기술에서 미래 개발품들이 또한 작동할 것이라는 것을 이해할 것이다.
일부 실시예들에서, 외부 센서(510)로부터의 출력은 BMS로 또는 윈도우 시스템으로 입력될 수 있다. 입력은 전압 신호의 형태일 수 있다. BMS 또는 윈도우 시스템은 입력을 프로세스하고 윈도우 제어기 (450)에 직접 또는 마스터 윈도우 제어기 (1102) (도 1c에 도시된)를 통하여 틴팅 명령들을 갖는 출력 신호를 전달할 수 있다. 틴트가능한 윈도우 (505)의 틴트 레벨은 구성 정보, 오버라이드 값들, 등에 기초하여 결정될 수 있다. 윈도우 제어기 (450)는 그런다음 희망하는 틴트 레벨로 전환하기 위해 틴트가능한 윈도우 (505)로 전압 및/또는 전류를 인가하도록 PWM (415)에 지시한다.
개시된 실시예들에서, 윈도우 제어기 (450)는 윈도우를 네개의 또는 그 이상 상이한 틴트 레벨들 중 임의의 하나로 전환하기 위해 틴트가능한 윈도우 (505)로 전압 및/또는 전류를 인가하도록 PWM (415)에 지시할 수 있다. 개시된 실시예들에서, 틴트가능한 윈도우 (505)는 0 (가장 밝은), 5, 10, 15, 20, 25, 30, 및 35 (가장 어두운)로서 설명된 적어도 여덟개의 상이한 틴트 레벨들로 전환될 수 있다. 틴트 레벨들은 틴트가능한 윈도우 (505)통과하여 투과된 광의 태양 이득 열 계수 (SGHC:solar gain heat coefficient) 값들 및 시가적 투과 값들에 선형으로 대응할 수 있다. 예를 들어, 상기의 여덟개의 틴트 레벨들을 이용하여, 가장 밝은 틴트 레벨 0은 0.80의 SGHC 값에 대응할 수 있고, 틴트 레벨 5는 0.70의 SGHC 값에 대응할 수 있고, 틴트 레벨 10은 0.60의 SGHC 값에 대응할 수 있고, 틴트 레벨 15는 0.50의 SGHC 값에 대응할 수 있고, 틴트 레벨 20은 0.40의 SGHC 값에 대응할 수 있고, 틴트 레벨 25은 0.30의 SGHC 값에 대응할 수 있고, 틴트 레벨 30은 0.20의 SGHC 값에 대응할 수 있고, 및 틴트 레벨 35 (가장 어두운)은 0.10의 SGHC 값에 대응할 수 있다.
윈도우 제어기 (450)와 통신하는 윈도우 제어기 (450) 또는 마스터 윈도우 제어기와 통신하는 BMS 또는 윈도우 시스템은 외부 센서 (510) 및/또는 다른 입력로부터 신호들에 기초하여 희망하는 틴트 레벨을 결정하는 임의의 제어 로직을 채용할 수 있다. 윈도우 제어기 (415)는 전기변색 윈도우를 희망하는 틴트 레벨로 전환하기 위해 전기변색 윈도우 (505)로 전압 및/또는 전류를 인가하도록 PWM (460)에 지시할 수 있다.
상기의 설명에서 BMS에 대한 참조는 일부 또는 전부 인스턴스들에서 스마트 서모스탯 서비스 또는 다른 홈 기기 서비스 예컨대 NEST에 대한 참조로 대체될 수 있다.
빌딩내
윈도우들을
제어하기 위한 제어 로직(CONTROL LOGIC FOR CONTROLLING WINDOWS IN A BUILDIN
G)
도 6은 실시예들에 따라 사이트에서 하나 이상의 틴트가능한 윈도우들을 제어하는 방법을 위한 대표적인 제어 로직을 보여주는 플로우 차트이다. 제어 로직은 틴트가능한 윈도우(들)을 위한 틴트 레벨들을 계산하기 위해 하나 이상의 모듈들 A, B, 및 C을 사용하고 틴트가능한 윈도우(들)을 전환하기 위한 명령들을 발송한다. 제어 로직내 계산들은 단계 (610)에서의 타이머에 의해 타이밍을 맞추는 간격들로 1 내 n 번까지 진행된다. 예를 들어, 틴트 레벨은 하나 이상의 모듈들 A, B, 및 C에 의해 1 내지 n 번 재계산될 수 있고 예를 들어 시간 t i = t 1 , t 2 …t n 에 인스턴스에 계산될 수 있다. n는 수행되는 재계산들의 수이고 n은 적어도 1일 수 있다. 로직 계산들은 일부 경우들에서 일정한 시간 간격들로 수행될 수 있다. 하나의 경우들에서, 로직 계산들은 매 2 내지 5 분에 수행될 수 있다. 그러나, 큰 피스들의 전기변색 유리에 대한 틴트 전환은 30 분 또는 그 이상 걸릴 수 있다. 이들 큰 윈도우들에 대하여, 계산들은 덜 빈번한 베이시스(basis) 예컨대 매 30 분상에서 수행될 수 있다. 비록 예시된 실시예에서 모듈들 A, B, 및 C은 사용되지만, 다른 실시예들에서 하나 이상의 다른 로직 모듈들이 사용될 수 있다.
단계 (620)에서, 로직 모듈들 A, B, 및 C은 시간 t i 에 단일 인스턴스에서 각각의 전기변색 윈도우 (505)를 위한 틴트 레벨을 결정하기 위해 계산들을 수행한다. 이들 계산들은 윈도우 제어기 (450)에 의해, 또는 윈도우 시스템에 의해 수행될 수 있다. 임의 실시예들에서, 제어 로직은 실제 전환에 앞서서 윈도우가 어떻게 전환되어야 하는지 예견하여 계산한다. 이들 경우들에서, 모듈들 A, B, 및 C에서의 계산들은 전환이 완료될 무렵 또는 그 후에 미래 시간에 기반될 수 있다. 이들 경우들에서, 계산들에 사용되는 미래 시간은 틴트 명령들을 수신한 후에 전환이 완료되는 것을 허용하기에 충분한 미래에 시간일 수 있다. 이들 경우들에서, 제어기는 실제 전환에 앞서서의 현재 시간에 틴트 명령들을 발송할 수 있다. 전환의 완료시 까지, 윈도우는 해당 시간동안 희망하는 틴트 레벨로 전환될 것이다.
단계(630)에서, 제어 로직은 모듈들 A, B, 및 C에서의 알고리즘에 자유로운 어떤 유형들의 오버라이드을 고려하고 일부 다른 고려사항에 기초하여 단계(640)에서 오버라이드 틴트 레벨들을 정의한다. 일 유형의 오버라이드(override)는 수동 오버라이드이다. 이것은 특정 틴트 레벨 (오버라이드 값)이 바람직한지를 결정하고 공간 점유하고 있는 엔드 유저에 의해 구현되는 오버라이드이다. 유저의 수동 오버라이드는 그 자체가 오버라이드되는 상황들일 수 있다. 오버라이드의 예는 빌딩내 에너지 소모가 축소되는 유틸리티의 요건과 관련되는 높은 수요 (또는 피크 부하) 오버라이드이다. 예를 들어, 특별히 큰 메트로폴리탄 영역들에서 뜨거운 날들에, 지방 자치단체의 에너지 생성 및 전달 시스템들에 과도하게 세금을 부과하지 않기 위해 지방 자치단체 전체에서의 에너지 소모를 줄이는 것이 필요할 수 있다. 이런 경우에, 빌딩은 모든 윈도우들이 특별히 하이 레벨의 틴팅을 갖는 것을 확실히 하기 위해 제어 로직으로부터 틴트 레벨을 오버라이드할 수 있다. 오버라이드의 다른 예는 공간에 거주자가 없을 때, 예를 들어, 커머셜 오피스 빌딩내 주말 동안에 있을 수 있다. 이들 경우들에서, 빌딩은 거주자 편안함에 관련한 하나 이상의 모듈들의 연결을 풀수 있다. 다른 예에서, 오버라이드는 모든 윈도우들이 추운 날씨에 하이 레벨의 틴팅을 가질 수 있거나 또는 모든 윈도우들이 따뜻한 날씨에 로우 레벨의 틴팅을 가질 수 있다는 것일 수 있다.
단계(650)에서, 틴트 레벨들을 갖는 명령들은 빌딩내 하나 이상의 틴트가능한 윈도우들 (505)내 전기변색 디바이스(들)과 통신하는 윈도우 제어기(들)로 사이트 네트워크를 통하여 송신된다. 임의 실시예들에서, 빌딩의 모든 윈도우 제어기들로의 틴트 레벨들의 송신은 효율성을 염두에 두고 구현될 수 있다. 예를 들어, 만약 틴트 레벨의 재계산이 전류 틴트 레벨에서의 틴트에서의 변화가 요구되지 않은 것을 암시하면, 그러면 업데이트된 틴트 레벨을 갖는 명령들의 송신은 없다. 다른 예로서, 빌딩은 윈도우 사이즈에 기초한 존들로 분할될 수 있다. 제어 로직은 각각의 존에 대하여 하나의 틴트 레벨을 산출할 수 있다. 제어 로직은 더 큰 윈도우들을 갖는 존들에 대하여보다 더 적은 윈도우들을 갖는 존들에 대하여 보다 빈번하게는 존들에 대한 틴트 레벨들을 재계산할 수 있다.
일부 실시예들에서, 전체 사이트내 다수의 틴트가능한 윈도우들 (505)에 대한 제어 방법들을 구현하는 도 6에 로직은 단일 디바이스, 예를 들어, 단일 마스터 윈도우 제어기상에 있을 수 있다. 이 디바이스는 사이트내 각각의 및 모든 윈도우에 대하여 계산들을 수행할 수 있고 그리고 또한 개별 틴트가능한 윈도우들 (505)내 하나 이상의 전기변색 디바이스들로 틴트 레벨들을 송신하기 위해 인터페이스를 제공할 수 있다.
또한, 실시예들의 제어 로직의 어떤 적응적 컴포넌트들이 있을 수 있다. 예를 들어, 제어 로직은 하루의 특정 시간들에서 엔드 유저 (예를 들어, 거주자)가 어떻게 오버라이드 알고리즘을 오버라이드하려고 하는지를 결정할 수 있고 희망하는 틴트 레벨들을 결정하기 위해 보다 더 예측적 방식으로 이 정보를 사용할 수 있다. 하나의 경우에서, 엔드 유저가 벽 스위치를 이용하여 매일 어떤 시간에 오버라이드 값으로 예측 로직에 의해 제공된 틴트 레벨을 오버라이드하는 것 일 수 있다. 제어 로직은 이들 인스턴스들에 대한 정보를 수신하고 해당 시간에 오버라이드 값으로 틴트 레벨을 변경하기 위해 제어 로직을 바꿀 수 있다.
기계적인
셰이드
(Mechanical Shades)
특정 개시는 광학적으로 스위칭가능한 디바이스들 (예를 들어, 전기변색 디바이스들)를 제어하기 위한 시스템들, 방법들, 및 로직을 강조하지만, 이들 기술들은 기계적인 셰이드 또는 광학적으로 스위칭가능한 디바이스들 및 기계적인 셰이드의 조합을 제어하기 위해 또한 사용될 수 있다. 이런 기계적인 셰이드는 예를 들어, 마이크로전기기계식 시스템들 (MEMS) 디바이스들 또는 다른 전기기계식 시스템들 (EMS) 디바이스들의 어레이를 포함할 수 있다. 전기변색 디바이스들 및 EMS 시스템들 디바이스들의 조합을 갖는 윈도우들은 2012년 11월 26일에 출원된 PCT 국제 출원 PCT/US 2013/07208, 명칭 “전기변색 디바이스들 및 전기기계식 시스템들 디바이스들을 포함하는 멀티-페인 윈도우들(MULTI-PANE WINDOWS INCLUDING ELECTROCHROMIC DEVICES AND ELECTROMECHANICAL SYSTEMS DEVICES)”에서 찾아볼 수 있고, 그 전체가 참조로서 본원에 통합된다. 기계적인 셰이드는 전형적으로 광학적으로 스위칭가능한 디바이스들 예컨대 전기변색 디바이스들과 상이한 파워 요건들을 가진다. 예를 들어, 어떤 전기변색 디바이스들은 동작하는데 수 볼트를 요구하지만, 기계적인 셰이드는 일부 경우들에서 기계적인 특징부를 물리적으로 이동시키기 위해서 충분한 전위를 수립하기 위해 더 큰 전압들을 필요로 할 수 있다.
마이크로블라인들 및 마이크로셔터들은 EMS 디바이스들의 유형들의 예들이다. 마이크로블라인드들 및 마이크로셔터들, 및 그것들의 제조 방법들의 일부 예들이 개별적으로 U.S. 특허 번호. 7,684,105 및 U.S. 특허 번호. 5,579,149에 설명되고, 둘 모두는 그것들의 전체가 참조로서 본 출원에 통합된다.
임의 실시예들에서, 기계적인 셰이드는 EMS 디바이스들의 어레이일 수 있고, 각각의 EMS 디바이스는 기판 및 모바일 부분에 부착된 부분 (예를 들어, 힌지 또는 앵커)를 포함한다. 정전기력들에 의해 작동될 때, 모바일 부분은 기판을 어둡게 하고 이동시킬 수 있다. 미작동 상태에서, 모바일 부분은 기판을 노출시킬 수 있다. 일부 마이크로블라인드들의 예에서, 모바일 부분은 정전기력들에 의해 작동될 때 둥글게 감기는 재료 계층의 돌출 부분일 수 있다. 일부 마이크로셔터들의 예에서, 모바일 부분은 작동될 때 회전되거나 또는 둥글게 감길 수 있다. 일부 경우들에서, EMS 디바이스들은 정전기 제어 수단들에 의해 제어되고 작동될 수 있다. 마이크로셔터들의 예에서, 정전기 제어 수단은 상이한 상태들로 감거나 또는 회전 각도를 제어할 수 있다. EMS 디바이스들의 어레이를 갖는 기판은 도전성 계층을 또한 포함할 수 있다. 마이크로블라인드들의 예에서, 마이크로블라인드들은 제어되는 응력하에 있는 박층(들)을 이용하여 제조된다. EMS 디바이스들의 어레이를 갖는 실시예들에서, 각각의 EMS 디바이스는 두개의 상태들, 작동되는 상태 및 작동되지 않는 상태를 갖는다. 작동되는 상태는 EMS 디바이스들의 어레이를 실질적으로 불투명하게 할 수 있고 작동되지 않는 상태는 EMS 디바이스들의 어레이를 실질적으로 투명하게 할 수 있거나, 또는 반대로 할 수 있다. 작동되고 및 작동되지 않는 상태들은 또한 예를 들어 실질적으로 반사형 (또는 흡수형)과 실질적으로 투명형 사이에서 스위치될 수 있다. EMS 디바이스들의 어레이가 작동되거나 또는 작동되지 않는 상태에 있을 때 다른 상태들도 또한 가능하다. 예를 들어, 마이크로셔터들, MEMS 디바이스의 유형은, 틴트된 (그러나 불-불투명한) 코팅으로 제조될 수 있고, 코팅은 셔트가 틴트된 페인(pane)을 제공할 때, 틴트를 오픈할 때 실질적으로 제거된다. 더구나, EMS 디바이스들의 일부 어레이들은 전환되는 것이 가능한 세개의, 네개, 또는 그 이상 상태들을 가질 수 있다. 일부 경우들에서, EMS 디바이스들은 가시 및/또는 적외선 송신을 변경할 수 있다. EMS 디바이스들은 일부 경우들에서는 반사할 수 있고, 다른 경우들에서는 흡수할 수 있고, 및 또 다른 실시예들에서는 반사형 및 흡수형 특성들 둘 모두를 제공할 수 있다. 임의 실시예들에서, EMS 디바이스들은 가변 속도에서, 예를 들어, 높은 송신 상태로부터 저-송신 상태로, 또는 비-송신 상태로 전환하도록 동작될 수 있다. 어떤 경우들에서, EMS 디바이스들은 예를 들어, 관련된 전기변색 디바이스가 더 낮은 투과율 상태 또는 더 높은 투과율 상태로 전환될 때까지 광을 차단하기 위해 일시적 광 차단 수단으로서 전기변색 디바이스 (또는 다른 광학적으로 스위칭가능한 디바이스)과 함께 사용될 수 있다.
Claims (25)
- 윈도우 제어 시스템으로서,
(i) 건물 내 하나 이상의 광학적으로 스위칭 가능한 윈도우의 광학 상태를 제어하고, (ii) 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)에 의해, 건물의 건물 관리 시스템에 의하지 아니하고, 조명 시스템, 난방, 환기 및 공기 조화(HVAC) 시스템, 보안 시스템, 및 홈 기기 제어 시스템으로 구성된 그룹의 적어도 하나의 구성원으로부터 선택된 건물의 적어도 하나의 타 시스템과 직접 상호작용(interact)하도록 구성된 적어도 하나의 제어기를 포함하며, 상기 적어도 하나의 타 시스템과 직접 상호작용(interact)함은:
(i) 적어도 하나의 타 시스템으로부터 제1 통신을 수신하고 - 제1 통신은 윈도우 제어 시스템과 적어도 하나의 타 시스템 간 통신을 위해 API에 의해 특정된 포맷을 가짐 - , 윈도우 제어 시스템에서, 상기 제1 통신에 포함된 명령 및 데이터 중 적어도 하나를 이용해 하나 이상의 동작을 수행하는 단계, 및
(ii) 제2 통신을 적어도 하나의 타 시스템으로 전송하는 단계 - 상기 제2 통신은 상기 윈도우 제어 시스템과 적어도 하나의 타 시스템 간 통신을 위해 API에 의해 특정된 포맷을 갖고, 적어도 하나의 타 시스템은 상기 제2 통신에 포함된 명령 및 데이터 중 적어도 하나를 이용해 하나 이상의 동작을 수행함 - 중 적어도 하나의 단계를 포함하는, 윈도우 제어 시스템. - 제1항에 있어서, 윈도우 제어 시스템은 적어도 하나의 광학적으로 스위칭 가능한 윈도우의 전환(transition)을 제어하도록 구성된 윈도우 제어기를 포함하는, 윈도우 제어 시스템.
- 제2항에 있어서, 윈도우 제어 시스템은 네트워크를 통해 통신하도록 구성된 하나 이상의 윈도우 제어기와 전기 통신하는 복수의 전기변색 윈도우를 포함하는, 윈도우 제어 시스템.
- 제1항에 있어서, 적어도 하나의 타 시스템은 홈 기기 제어 시스템인, 윈도우 제어 시스템.
- 제1항에 있어서, 적어도 하나의 타 시스템은 HVAC 시스템인, 윈도우 제어 시스템.
- 제5항에 있어서, 건물 관리 시스템은 HVAC 시스템을 제어하도록 구성되며, API는 윈도우 제어 시스템과 건물 관리 시스템이 통신하는 것을 허용하도록 구성되는, 윈도우 제어 시스템.
- 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 타 시스템은 조명 시스템인, 윈도우 제어 시스템.
- 제1항에 있어서, 윈도우 제어 시스템 및 적어도 하나의 타 시스템은 윈도우 제어 시스템에 의해 획득 또는 생성된 데이터를 적어도 하나의 타 시스템으로 제공하도록 구성되는, 윈도우 제어 시스템.
- 제1항에 있어서, 윈도우 제어 시스템이 적어도 하나의 타 시스템의 하나 이상의 디바이스를 제어하도록 윈도우 제어 시스템 및 적어도 하나의 타 시스템은 구성되는, 윈도우 제어 시스템.
- 제1항에 있어서, 적어도 하나의 타 시스템이 윈도우 제어 시스템의 하나 이상의 디바이스를 제어하도록 윈도우 제어 시스템 및 적어도 하나의 타 시스템은 구성되는, 윈도우 제어 시스템.
- 제10항에 있어서, 윈도우 제어 시스템의 디바이스는 센서 및/또는 광학적으로 스위칭 가능한 윈도우를 포함하는, 윈도우 제어 시스템.
- 제11항에 있어서, 적어도 하나의 타 시스템은 HVAC 시스템 또는 조명 시스템을 포함하는, 윈도우 제어 시스템.
- 복수의 상호대화 시스템 내에서 통신하는 방법으로서,
윈도우 제어 시스템에 의해 건물 내 하나 이상의 광학적으로 스위칭 가능한 윈도우의 광학 상태를 제어하는 단계, 및
윈도우 제어 시스템에 의해, 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API)를 통해, 건물의 건물 관리 시스템에 의하지 아니하고, 빌딩의 적어도 하나의 타 시스템과 직접 상호작용(interact)하는 단계를 포함하며,
상기 적어도 하나의 타 시스템이 조명 시스템, 난방, 환기 및 공기 조화(HVAC) 시스템 및 홈 기기 제어 시스템으로 구성된 그룹의 적어도 하나의 구성원으로부터 선택된 대시보드 또는 제3자 시스템인, 통신 방법. - 제 13항에 있어서, 적어도 하나의 타 시스템과 직접적으로 상호작용(interacting)하는 단계는:
(i) 적어도 하나의 타 시스템으로부터 제1 통신을 수신하는 단계 - 제1 통신은 윈도우 제어 시스템과 적어도 하나의 타 시스템 간 통신을 위해 API에 의해 특정된 포맷을 가짐 - , 윈도우 제어 시스템에서, 제1 통신에 포함된 명령 및 데이터 중 적어도 하나를 이용해 하나 이상의 동작을 수행하는 단계, 및
(ii) 제2 통신을 적어도 하나의 타 시스템으로 전송하는 단계 - 제2 통신은 상기 윈도우 제어 시스템과 적어도 하나의 타 시스템 간 통신을 위해 API에 의해 특정된 포맷을 갖고, 적어도 하나의 타 시스템은 제2 통신에 포함된 명령 및 데이터 중 적어도 하나를 이용해 하나 이상의 동작을 수행함 - 중 적어도 하나의 단계를 포함하는, 통신 방법. - 제14항에 있어서, 윈도우 제어 시스템은 네트워크를 통해 통신하도록 구성되는 하나 이상의 윈도우 제어기와 전기 통신하는 복수의 전기변색 윈도우를 포함하는, 통신 방법.
- 제13항에 있어서, 적어도 하나의 타 시스템은 상기 홈 기기 제어 시스템인, 통신 방법.
- 제13항에 있어서, 적어도 하나의 타 시스템은 HVAC 시스템인, 통신 방법.
- 제14항에 있어서, 건물 관리 시스템은 HVAC 시스템을 제어하도록 구성되며, 상기 HVAC 시스템은 API를 통해 윈도우 제어 시스템으로부터 제1 통신을 수신하는, 통신 방법.
- 제13항에 있어서, 적어도 하나의 타 시스템은 조명 시스템인, 통신 방법.
- 제14항에 있어서, 적어도 하나의 타 시스템은 윈도우 제어 시스템으로부터 제1 통신을 수신하며, 제1 통신은 윈도우 제어 시스템에 의해 획득 또는 생성된 데이터를 제공하는, 통신 방법.
- 제14항에 있어서, 적어도 하나의 타 시스템은 윈도우 제어 시스템으로부터 제1 통신을 수신하고, 제1 통신은 적어도 하나의 타 시스템의 하나 이상의 디바이스를 제어하기 위한 윈도우 제어 시스템으로부터의 명령을 포함하는, 통신 방법.
- 제14항에 있어서, 윈도우 제어 시스템은 적어도 하나의 타 시스템으로부터 제1 통신을 수신하며, 제1 통신은 윈도우 제어 시스템의 하나 이상의 디바이스를 제어하기 위한 적어도 하나의 타 시스템으로부터의 명령을 포함하는, 통신 방법.
- 제22항에 있어서, 윈도우 제어 시스템의 디바이스는 센서 및/또는 광학적으로 스위칭 가능한 윈도우를 포함하는, 통신 방법.
- 제23항에 있어서, 적어도 하나의 타 시스템은 HVAC 시스템 또는 조명 시스템을 포함하는, 통신 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 제3자 시스템 또는 대시보드가 윈도우 제어 네트워크로부터 완전히 또는 부분적으로 분리된 각각 물리적 또는 논리적 인프라스트럭처를 갖는, 통신 방법.
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