TW202130977A - 組合式感測器系統 - Google Patents
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Abstract
某些態樣係關於一種組合式感測器，其包含一組實體感測器，該組實體感測器在結構附近面向不同方向且經組配來量測不同方向上的太陽輻射。該組合式感測器亦包括一虛擬的正面對準感測器，其經組配來基於來自該組實體感測器之太陽輻射讀數判定該結構之正面處的組合式感測器值。
Description
本揭示內容係關於多個感測器輸入及與其相關之資料處理，特定而言係關於判定組合式感測器值之組合式感測器系統及方法。
電致變色係材料在置於不同電子狀態時(通常因經受電壓變化)在光學性質上展現出可逆的電化學調節變化的現象。光學性質通常係色彩、透射率、吸光率及反射率中之一或多者。一種熟知的電致變色材料係氧化鎢(WO3
)。氧化鎢係陰極電致變色材料，其中因電化學還原而發生顯色轉變(自透明轉變成藍色)。
可將電致變色材料併入至例如家用、商用及其他用途之窗戶中。可藉由引發電致變色材料之變化來改變此等窗戶之色彩、透射率、吸光率及/或反射率，即，電致變色窗戶係可用電子方法變深或變淺之窗戶。施加至窗戶之電致變色裝置的小電壓將使窗戶變深；使電壓反向會使窗戶變淺。此能力允許控制穿過窗戶之光的量，且提供了電致變色窗戶用作節能裝置的機會。
雖然二十世紀六十年代就已發現電致變色，但是電致變色裝置，尤其電致變色窗戶，仍不幸地遭受各種問題，且儘管電致變色技術、設備及製作及/或使用電致變色裝置之相關方法取得了許多新近進展，但電致變色窗戶尚未開始實現其全部商業潛力。
在某些態樣中，組合式感測器系統可用來改良對結構中之建築物系統的控制，該結構具有比方位角正面位置更少的實體感測器。舉例而言，組合式感測器系統可判定自沒有其自身的實體感測器之正面(或其小面)面向外的虛擬感測器之組合式感測器值。組合式感測器系統可基於由安裝於建築物處、面向不同方向的兩個或兩個以上實體感測器獲取之讀數來判定此虛擬感測器之此組合式感測器值。
根據某些態樣，組合式感測器系統使用組合技術或內插技術來判定組合式感測器值。第一技術組合來自兩個或兩個以上實體感測器之讀數，以便判定在那時應用於所有正面定向之匯總值。讀數可藉由以下操作來組合：1)獲取實體感測器讀數之最大值；2)獲取實體感測器讀數之平均值；或3)獲取實體感測器讀數之總和。第二技術使用向量演算法將來自兩個或兩個以上實體感測器之讀數內插至虛擬的正面對準感測器。組合式感測器系統可使用前面提及的三種組合方法之任一組合。
組合式感測器系統通常包含面向明顯不同方向的兩個或兩個以上實體感測器(例如，具有變化超過約80度、變化超過約70度、變化超過約60度、變化超過約50度等的方位角)。舉例而言，組合式感測器系統可包括面向明顯不同方向的三個實體感測器。作為另一實例，組合式感測器系統可包括面向明顯不同方向的四個實體感測器。因為此等實體感測器面向不同方向，所以它們量測來自此等明顯不同方向之太陽輻照度值。太陽輻射值通常隨時間推移(例如在一天內週期性地)記錄。隨時間推移所記錄的實體感測器值之太陽輻射分佈有時具有類似於鐘形高斯型曲線的形狀。當來自面向明顯不同方位角的實體感測器之太陽輻射分佈重疊時，該等曲線的形狀在某種程度上彼此類似且/或彼此隨時間偏移。分佈之最大值、平均值或總和可用來判定來自不存在實體感測器之正面或方向的值。以此方式，避免了使許多感測器面向許多方向的複雜性。實現了更簡單的實體系統，亦即，更少的實體感測器，同時保持輸入如同具有很多實體感測器的情況一樣。
在本文所述之組合式感測器系統的一些實例中，實體感測器面向大致彼此正交的方向。舉例而言，組合式感測器系統可包含面向大致正交之方向(例如，大致在北(N)、南(S)、東(E)以及西(W)方向上)的四個實體感測器。在其他實例中，組合式感測器系統包括安裝於建築物上之三個實體感測器。在一些情況下，組合式感測器系統包含面向大致正交之方向的三個實體感測器。在建築物位於北緯之某些實例中，三個正交定向的實體感測器大致面向W、E以及S。在建築物位於南緯之某些實例中，三個正交定向的實體感測器大致面向W、E以及N。
在某些實施例中，組合式感測器值可用作輸入來控制建築物系統。舉例而言，組合式感測器值可用作至控制系統之輸入，該控制系統判定針對電致變色(EC)窗戶或在建築物中之著色決策，且控制對窗戶的供電以便實現著色決策。在部分X中描述此種控制系統之實例。此控制系統使用被描述為IntelligenceTM
EC控制軟體之「模組A、B以及C」的操作來判定色澤決策(IntelligenceTM
為可商購自加利福尼亞苗必達州的View公司)。在一實施例中，此控制系統使用模組A來根據自穿透房間之日光至工作空間的眩光來判定為現住者提供舒適性的色澤等級，且使用模組B來基於在一天中的該時間之太陽輻照度之晴空預測增加色澤等級。模組C隨後可使用由一或多個感測器(實體感測器或虛擬感測器)獲取的輻照度讀數來超控來自模組A及B之色澤等級或不進行此操作。舉例而言，組合式感測器值可用作至模組C之輸入。模組C可基於組合式感測器值超控來自模組A及B之色澤等級，以便使色澤等級更淺。即，若組合式感測器值高於模組A及B中所使用之晴空輻照度等級，則模組C將不會超控模組A及B且將忽略更高的組合式感測器輻照度值。若組合式感測器值低於模組A及B中所使用之晴空輻照度等級，則模組C將超控模組A及B。為達說明之目的，本文描述關於至此特定控制系統之模組的輸入的許多實施例，然而，將理解，組合式感測器系統可用來產生作為用於其他控制系統之輸入的組合式感測器值，該等其他控制系統亦依賴輻照度量測值，例如其他智慧窗戶控制演算法或用於其他系統(諸如HVAC、建築物管理系統(BMS)、太陽追蹤系統等)之控制演算法。所揭示實施例可用於藉由使用「虛擬感測器」來判定在不具有與表面相關聯的實體感測器之表面上之太陽輻照度，該「虛擬感測器」自來自其他位置中的實體感測器之讀數推導出輸出。在一實施例中，組合式感測器系統包括硬體及軟體，而其他態樣僅僅體現於軟體及/或方法中，亦即，不具有實體組件。
在某些實施例中，組合式感測器系統包含一組至少三個方位角相異的實體感測器(亦即，定向成不同方位角)。在一些態樣中，組合式感測器系統包含四個方位角相異的實體感測器。在一些態樣中，組合式感測器系統包含三個方位角相異的實體感測器。在一些情況下，此等方位角相異的實體感測器以大致正交之方向定向。實體感測器通常但未必位於建築物之正面上。組合式感測器系統使用此等實體感測器來判定其上不具有實體感測器之其他正面的太陽輻照度。在一實施例中，組合式感測器系統包含定向成北、與北成90度以及與北成270度之三個正交定向的實體感測器。在一個實施例中，組合式感測器系統包含定向成與北成90度、與北成180度以及與北成270度之三個正交定向的實體感測器。組合式感測器系統可包括更多感測器，例如，介於兩個與二十個感測器之間，或介於兩個與十五個感測器之間，或介於兩個與十個感測器之間，或介於兩個與五個感測器之間，其取決於例如結構具有多少個小面及/或層級、輸出所需的細微度及精度之等級等。
某些態樣關於一種組合式感測器，其包含在結構(例如，建築物)附近面向不同方向的一組實體感測器。實體感測器經組配來量測不同方向上的太陽輻射。該組合式感測器進一步包含虛擬的正面對準感測器，其經組配來基於來自該組實體感測器之太陽輻射讀數判定該結構之正面處的組合式感測器值。
某些態樣關於方法，該方法包含判定由一組實體感測器獲取的太陽輻射讀數，以及基於由該組實體感測器獲取之太陽輻射讀數判定虛擬的正面對準感測器之組合式感測器值。在一些情況下，該組實體感測器在結構(例如，建築物)附近面向不同方向且經組配來量測不同方向上的太陽輻射。
以下將參閱圖式更詳細地描述此等及其他特徵及實施例。
I. 介紹
建築物及其他結構有時安裝有用以量測太陽輻射之感測器，諸如光感測器、光度計、輻射計、紫外線感測器及其類似物。由此等感測器獲取之量測值可用作輸入來控制建築物系統(例如，HVAC、電致變色窗戶系統)，例如來為它的現住者維持舒適的環境或使功率產生最大化，及太陽追蹤等，例如來為它的現住者維持舒適的環境或使功率產生最大化。對於具有根據需要著色之智慧窗戶的結構而言，例如，理想地，結構將具有安裝於每一樓層處之每一牆壁上的獨立感測器(亦即，有至少一個感測器面向該結構之每個小面的方向)。然而，安裝於結構上之感測器的數目及位置通常受到限制。例如，可自建築物外部看得見的感測器之數目及位置可因美學原因收到限制。另外，在多面結構之每個小面上具有感測器可能係不實際的。此外，安裝於結構上之感測器可能變得無法操作或發生故障，從而使感測器資料不可用。另外，感測器可能變得與計劃方向未對準。使用來自實質上與小面方向未對準的感測器之資料可導致對建築物系統的不正確的或波動的控制，此控制對於建築物的現住者係顯而易見的及/或不舒適的。由於此等原因，感測器資料通常並非對於結構之每個小面均可用。圖 1A-1B
為根據實施例之與具有多面圓形大廳100
之建築物10
的實例相關聯的說明。圖 1A
為多面圓形大廳100
之平面圖的示意圖。展示了指向正北之方向箭頭。多面圓形大廳100
包括安裝於由實線箭頭表示的方向中的三個實體感測器110
、112
及114
(例如，光感測器)。該三個感測器可例如處於結構100
之屋頂線條處，以便提供可靠讀數且不被來自鄰近結構之實體阻礙物阻擋。第一實體感測器2110
面向與北成264度的方向，該方向大致上面向西。第二實體感測器112
面向與北成180度的方向，該方向面向南。第三實體感測器114
面向與北成100度的方向，該方向大致上面向東。三個實體感測器110
、112
以及114
之方向分別為或約為面向西、面向南以及面向東。第一實體感測器110
及第三實體感測器114
係安裝於具有窗戶之小面上。結構100
之許多小面不與實體感測器110
、112
以及114
中之一者的方向對準。舉例而言，實體感測器未安裝於建築物之亦具有窗戶的其他小面121
、122
、123
、124
以及125
上。小面122
面向與北成180的方向(由虛線箭頭表示)，該方向與第二(面向南的)實體感測器112
之方向對準。然而，其他小面121
、123
、124
以及125
分別面向242°、115°、140°以及60°的方向(由虛線箭頭表示)，該等方向不與安裝於多面圓形大廳結構100
上之三個實體感測器110
、112
以及114
的方向中之任一者對準。牆壁開關120
位於多面圓形大廳結構100
之內壁上。儘管本文關於窗戶來描述許多實施例，但熟習此項技術者將理解，結構之門及其他孔口亦適用。圖 1B
為羅盤130
的附圖，該羅盤130
包括圖 1A
中所示之多面圓形大廳結構100
的一些小面的方向。羅盤130
包括表示具有實體感測器110
、112
以及114
之小面的方向(亦即，分別為264°、180°以及100°)的實線箭頭。羅盤130
亦包括表示面向以下方向的小面之方向的虛線箭頭，該等方向不與三個實體感測器110
、112
以及114
之方向中之任一者對準。舉例而言，羅盤130
包括表示小面121
、123
、124
以及125
之方向(242°、115°、140°以及60°)的虛線箭頭，該等方向不與三個實體感測器110
、112
以及114
之方向中之任一者對準。羅盤130
亦包括表示小面之其他方向(225°、130°、120°以及24°)的虛線箭頭，該等方向不與三個實體感測器110
、112
以及114
之方向中之任一者對準。儘管方向箭頭未展示，但其他小面不與三個實體感測器110
、112
以及114
之方向對準。圖 2A-2C
描繪根據一實施例之三個曲線圖，其具有針對分別在一月、四月以及七月的一天期間的太陽輻射值的多個太陽輻射分佈(以W/m2
為單位的太陽輻射對時間)。每一曲線圖包括針對在0-350度範圍內按10度變化的方位角之多個太陽輻射分佈。太陽輻射分佈與具有圖 1A
中所示之圓形大廳結構100
之建築物的地理位置(亦即，經度及緯度)相關聯。每一太陽輻射分佈為在一年的該時間的一天期間在日出與日落之間的時間內的太陽輻射。圖 3A-3B
描繪針對與北成140度、與北成90度或面向東、與北成180度或面向南之方位角的太陽輻射分佈之兩個曲線圖。太陽輻射分佈與具有圖 1A
中所示之圓形大廳100
之建築物10
的地理位置相關聯。圖 3A
中之太陽輻射分佈係在一月的一天內。圖 3B
中之太陽輻射分佈係在七月的一天內。如圖 3A
中所示，在一月中，在與北成140度的方位角處之太陽輻射分佈(實線)更類似於面向南的分佈(虛線)而不是面向東的分佈。如圖 3B
中所示，在七月中，在與北成140度的方位角處之太陽輻射分佈(實線)更類似於面向東的分佈(虛線)而不是面向南的分佈。
如上文所提及，實體感測器可能與它們意欲經組配(例如，安裝)來量測太陽輻射的方向未對準。此未對準可導致感測器獲取不對應於自該方向照射在正面上之太陽輻射量的太陽輻射量測值(在本文一些情況下亦稱為「勒克斯」)。該等量測值對應於未對準的方向。此未對準可導致感測器提供不準確的資料作為至控制系統(諸如用電子方法使該正面上之窗戶或遮蔽系統著色的窗戶控制器)之輸入。組合式感測器系統可解決未對準且提供準確的感測器資料，並且允許給定裝置中之更少實體感測器，同時保留接近在更多實體感測器的情況下可用的資料輸入之資料輸入。 II. 組合式感測器系統的介紹
在某些態樣中，組合式感測器系統可用來改良對一結構中之建築物系統的控制，該結構具有比方位角正面位置更少的實體感測器及/或比建築物中之垂直樓層更少的實體感測器。舉例而言，組合式感測器系統可判定自沒有其自身的實體感測器之正面(或其小面)面向外的「虛擬」感測器之組合式感測器值。組合式感測器系統可基於由安裝於該建築物處、面向不同方向的兩個或兩個以上實體感測器獲取之讀數來判定此虛擬感測器之此組合式感測器值。
根據某些態樣，組合式感測器系統使用組合技術或內插技術來判定組合式感測器值。第一技術組合來自兩個或兩個以上實體感測器之讀數，以便判定在那時應用於所有正面定向之匯總值。讀數可藉由以下操作來組合：1)獲取實體感測器讀數之最大值；2)獲取實體感測器讀數之平均值；或3)獲取實體感測器讀數之總和。第二技術使用向量演算法將來自兩個或兩個以上實體感測器之讀數內插至虛擬的正面對準感測器。
組合式感測器系統通常包含方位角上處於不同位置中之兩個或兩個以上實體感測器(如在平行於建築物之樓層或例如位於建築物之不同垂直位置(例如樓層)處之平面中觀察到的)。對於方位角相異的實體感測器，例如，面向明顯不同方向的實體感測器(例如，具有變化超過約80度、變化超過約70度、變化超過約60度、變化超過約50度等的方位角)。舉例而言，組合式感測器系統可包括面向明顯不同方向的三個實體感測器。作為另一實例，組合式感測器系統可包括面向明顯不同方向的四個實體感測器。因為此等實體感測器面向不同方向，所以它們量測來自此等明顯不同方向之太陽輻照度值。太陽輻射值通常隨時間推移(例如在一天內週期性地)記錄。隨時間推移所記錄的實體感測器值之太陽輻射分佈有時具有類似於鐘形高斯型曲線的形狀。當來自面向明顯不同方位角的實體感測器之太陽輻射分佈重疊時，該等曲線的形狀在某種程度上彼此類似且/或彼此隨時間偏移。舉例而言，此等曲線重疊可用來判定或消除發生在以下正面上之太陽輻照度，該等正面具有不同於承載實體感測器的彼等正面之方位角定向。
在本文所述之組合式感測器系統的一些實例中，實體感測器面向大致彼此正交的方向。舉例而言，組合式感測器系統可包含面向大致正交的方向(例如，大致處於北(N)、南(S)、東(E)以及西(W)方向上)的四個實體感測器。在其他實例中，組合式感測器系統包括安裝於建築物上之三個實體感測器。在一些情況下，組合式感測器系統包含面向大致正交的方向的三個實體感測器。在建築物位於北緯之某些實例中，三個正交定向的實體感測器大致面向W、E以及S。在建築物位於南緯之某些實例中，三個正交定向的實體感測器大致面向W、E以及N。
如本文所述，若實體感測器例如處於方向之5度內、處於方向之2度內、處於方向之3度內、處於方向之1-10度範圍內、處於方向之5-15度範圍內及/或處於方向之1-5度範圍內，則該實體感測器可被視為大致面向特定方向。
在某些實施例中，組合式感測器值可用作輸入來控制建築物系統。舉例而言，組合式感測器值可用作至控制系統之輸入，該控制系統判定針對電致變色(EC)窗戶或在建築物中之著色決策，且控制對窗戶的供電以便實現著色決策。在部分X中描述此種控制系統之實例。此控制系統使用模組A、B以及C之操作來判定著色決策。在一實施例中，此控制系統使用模組A來根據自穿透房間之日光至工作空間的眩光來判定為現住者提供舒適性的色澤等級，且使用模組B來基於在一天中的該時間的太陽輻照度之晴空預測增加色澤等級。模組C隨後可使用由一或多個感測器(實體感測器或虛擬感測器)獲取的輻照度讀數來超控來自模組A及B之色澤等級。舉例而言，組合式感測器值可用作至模組C之輸入。模組C可基於組合式感測器值超控來自模組A及B之色澤等級，以便使色澤等級更淺。即，若組合式感測器值高於模組A及B中所使用之晴空輻照度等級，則模組C將不會超控模組A及B且將忽略更高的組合式感測器輻照度值。若組合式感測器值低於模組A及B中所使用之晴空輻照度等級，則模組C將超控模組A及B。為達說明之目的，本文關於至此控制系統之模組的輸入來描述許多實施例，然而，將理解，組合式感測器系統可用來產生亦作為用於其他系統之輸入的組合式感測器值。 III. 組合式感測器系統之實例
在某些實施例中，組合式感測器系統包含一組至少三個方位角相異的實體感測器(亦即，定向成不同方位角)。在一些態樣中，組合式感測器系統包含四個方位角相異的實體感測器。在一些態樣中，組合式感測器系統包含三個方位角相異的實體感測器。在一些情況下，此等方位角相異的實體感測器以大致正交的方向定向。即，此等正交定向的感測器中之每一者係以與至少一個其他實體感測器之方位角成大致90度(例如，90度±5度、90度±2度、90度±1度)的方位角定向。在具有四個正交定向的感測器的系統之一些實例中，實體感測器可定向成大致面向N、E、S以及W(例如，與北成±5度；與東成±5度；與南成±5度；與西成±5度；與N、E、S、W成±3度；以及與N、E、S、W成±2度；與N、E、S、W成±1度)。在一個實施例中，系統包含定向成北、與北成90度、與北成180度以及與北成270度的四個正交定向的實體感測器。圖 4
為根據實施例之在多面建築物處之組合式感測器系統140
及建築物控制系統之示意圖。組合式感測器系統140
包括四個實體感測器142
、144
、146
以及148
。多面結構係八邊形的，其具有第一正面152
、第二正面154
、第三正面156
、第四正面158
以及第五正面160
、第六正面162
、第七正面164
以及第八正面166
。第一實體感測器142
定向成與北(北)成0度，該方向為垂直於第一正面152
之方向。第二實體感測器144
位於第三正面156
上且定向成與北成90度(東)，該方向處於第三正面156
之垂直方向上。第三實體感測器146
位於第五正面160
上且定向成與北成180度(南)，該方向為第五正面160
之垂直方向。第四實體感測器148
位於第七正面164
上且定向成與北成270度(西)，該方向為第七正面164
之垂直方向。
在圖 4
中，組合式感測器系統140
進一步包含在垂直於第二正面154
之方向上的第一虛擬感測器172
及在垂直於第四正面158
之方向上的第二虛擬感測器174
。另外，組合式感測器系統140
包含在垂直於第六正面162
之方向上的第三虛擬感測器176
及在垂直於第八正面166
之方向上的第四虛擬感測器178
。儘管圖 4
中之結構經展示為在結構之單個樓層上具有八個正面，但組合式感測器系統140
可與具有更多或更少正面/小面之結構及/或具有多個樓層之結構一起使用。儘管該等感測器中之許多感測器經展示於正面之外側，但感測器可處於離開該正面的另一位置處，同時以對應的正面之方向定向(指向)。舉例而言，第一實體感測器142
並非位於第一正面152
上，但處於與第一正面152
垂直的方向上。
在圖 4
中，實體感測器與建築物管理系統(BMS)2710
電氣通訊(未展示)，以便發送並接收諸如感測器資料之資料。BMS2710
可為組合式感測器系統140
之組件，或可為獨立組件。BMS2710
與消防系統2720
、電梯系統2730
、電力系統2740、安全系統2750
、HVAC系統2760
以及照明系統2770
通訊。在此實例中，BMS2710
自實體感測器142
、144
、146
以及148
接收感測器資料且將控制指令發送至結構之窗戶。在部分X中描述組合式感測器系統140
之其他可能組件的細節。
在某些態樣中，組合式感測器系統140
與用於控制多面結構中之EC窗戶的一或多個窗戶控制器通訊。圖 5A
及圖 5B
為分別展示在一天的不同時間針對南半球及北半球中之地理位置的太陽輻射曝露。如圖 5A
及圖 5B
中所示，北實際上與南正相反，然而，對北的曝露由東及西的組合覆蓋，且在南半球中反之亦然。
對於地理上位於北半球之建築物而言，面向北的正面僅短時間曝露於早晨及傍晚的太陽(且僅在夏天的幾個月中)，其將被組合的面向東的實體感測器及面向西的實體感測器覆蓋。在此等情況下，北部曝露之輻射分量影響較小，且在某些情況下可由組合式感測器系統之實體感測器忽略。在地理上位於北半球之建築物之一實例中，組合式感測器系統包含大致面向W、E以及S的三個正交定向的實體感測器。
對於地理上位於南半球之建築物而言，面向南的正面僅短時間曝露於早晨及傍晚的太陽(且僅在夏天的幾個月中)，其將被面向東的實體感測器及面向西的實體感測器覆蓋。在此等情況下，南部曝露之輻射分量影響較小，且在某些情況下可由組合式感測器系統之實體感測器忽略。在地理上位於南半球之建築物之一實例中，組合式感測器系統包含大致面向W、E以及N的三個正交定向的實體感測器。
在一實施例中，組合式感測器系統包含安裝於南加州的建築物處之三個正交定向的實體感測器，南加州處於北半球。三個正交定向的實體感測器包含與北成90度處之面向東的感測器、與北成180度處之面向南的感測器以及與北成270度處之面向西的感測器。圖 6A
提供基於由與建築物相關聯之組合式感測器系統之面向東的感測器、面向南的感測器以及面向西的感測器獲取之實際讀數的太陽輻射分佈的三個曲線圖(以W/m2
為單位的太陽輻射對當天時間)。如圖所示，面向東的正面、面向西的正面以及面向南的正面在一天中的同一時間經歷不同的太陽輻射量。箭頭(早晨、午後以及傍晚)展示該等正面具有不同分佈。
儘管可將硬體元件(例如光感測器)安裝於建築物處，但演算法及相關聯之計算軟體可位於別處，例如，位於處理中心處或與光感測器位於同一建築物處。儘管通常將實體感測器安裝於建築物正面上，但它們亦可安裝於建築物附近且如同它們被安裝於建築物正面上那樣定向，或使一些感測器處於建築物上且一些不處於建築物上。另外，例如，在兩個或兩個以上建築物同樣在附近且具有類似之定向及組態的情況下，實體感測器可僅處於一個此種建築物上，且組合式感測器系統滿足用於在附近的其他建築物之窗戶著色功能之控制演算法的需求。在另一實例中，在兩個或兩個以上建築物同樣在附近且具有類似之定向及組態的情況下，實體感測器可分散於不同建築物上，同時服務單個組合式感測器系統及一或多個建築物之窗戶著色控制演算法。因此，單個建築物上之感測器群組及/或不同位置中之感測器網路可為服務一或多個建築物的組合式感測器系統之一部分。在較大地理區域內天氣及太陽模式類似的情況下，組合式感測器系統可服務該地理區域中之若干建築物。圖 6B
展示來自圖 6A
之相同分佈(實線)，其中添加了在與北成150度的正面-面向東南(SE)的正面(偏離東60度且偏離南30度)的方向上的太陽輻射分佈(虛線)。若僅來自面向東的正面、面向南的正面及/或面向西的正面上之實體感測器之實際輻照度讀數係用作至電致變色窗戶切換演算法之輸入，則在判定例如東南(SE)正面之色澤值時可能出現問題。舉例而言，在早晨，若面向南的感測器或面向西的感測器係用作至模組C之關於SE正面的輸入，則它們可能導致模組C超控來自模組A/B之色澤等級，從而使色澤等級降低至過低等級，因為面向南的感測器或面向西的感測器在那時並未讀取很多太陽強度。此將會導致潛在的眩光場景，因為SE正面之輻照度等級更高，因此來自S感測器及W感測器之讀數在那時將發送「錯誤」讀數。因此，面向東的正面之最高輻照度值將係在早晨用作SE正面處之輻照度讀數的替代值的較佳值。在午後，面向東的正面獲得少得多的太陽曝露，且若僅使用面向東的正面感測器值而SE正面可能仍然曝露於大量輻射(因為S正面正經歷足以眩光的太陽輻照度)，則模組C將清除(超控模組A及B色澤值)。因此，面向南的正面之最高輻照度值將係在午後用作SE正面處之輻照度讀數的替代值的較佳值。在另一實例中，在傍晚，若面向南的正面輻照度值係用作西南(SW)正面之替代值，則在部分X中論述的用於著色/清除電致變色(EC)窗戶之控制系統的模組C將會超控由模組A及B設定的色澤值且使玻璃透明。此將亦使SW正面曝露於不舒適的高太陽輻射，因為西正面在那時曝露於高太陽輻照度(且因此SW正面)。因此，具有最高輻照度值之面向西的正面更適合作為在傍晚時SW正面上的輻照度輸入。因為模組C僅可藉由超控來自模組A及B之色澤決策來變淺，所以傍晚時間與SE正面不相關。模組A及B在傍晚將已經最大限度地使窗戶透明。組合式感測器系統可計算不具有實體感測器之正面處的預期太陽曝露，且從而確保針對建築物之特定正面上的窗戶適當地給予色澤超控命令。 IV. 垂直稀疏的實體感測器
正如組合式感測器系統可用來在水平方向上藉由使用關於方位角跨度之實體感測器值來判定虛擬感測器值，因此組合式感測器系統可在沒有實體感測器的情況下(亦即，在具有垂直稀疏的實體感測器之結構中)判定垂直層級(例如，樓層或水平隔開且以同一方向定向)處之虛擬感測器值。在某些態樣中，組合式感測器系統判定具有實體感測器之層級之間的中間層級處或不具有實體感測器之其他層級處的組合式感測器值。舉例而言，建築物之某些下部樓層可被鄰近建築物遮蔽，而上部樓層不會。組合式感測器系統可用來判定不具有實體感測器之彼等下部樓層上的虛擬感測器的組合式感測器光值。在其他態樣中，組合式感測器系統可基於來自單個正面上之多個垂直分開的實體感測器之讀數來判定組合式感測器值。可組合來自各個垂直分開的實體感測器之值，其組合方式與組合來自方位角分開的感測器之值的方式相同，如下文在部分V中所述。舉例而言，組合式感測器值可用作至模組C中之關於正面上之所有垂直區段的組合輸出。 V. 用於判定不與實體感測器同相之虛擬感測器的組合式感測器值的技術
有兩種主要技術用於判定虛擬的正面對準感測器之組合式感測器值。第一技術組合來自兩個或兩個以上實體感測器之讀數，以便判定可用於所有定向之匯總組合式感測器值。第二技術使用向量演算法將來自兩個或兩個以上實體感測器之讀數內插至虛擬的正面對準感測器。技術 1 .
第一技術組合在任何給定的時間來自面向方位角相異的方向之三個或三個以上實體感測器之讀數，以便判定組合式感測器值。對於給定的時間而言，此組合式感測器值適用於所有正面定向。匯總包絡為由那天的匯總組合式感測器值界定的曲線所圍封的區域。匯總值係由以下方法中之一者來判定：1)判定實體感測器值之最大值；2)對實體感測器值求平均值；或3)對實體感測器值求和。
方法1-最大值法
第一方法判定在每一取樣時間的組合式感測器值，該組合式感測器值為由三個或三個以上實體感測器獲取之所有讀數的最大值。所判定之最大值產生匯總包絡，該匯總包絡包含那天來自所有可能的正面定向之太陽輻射分佈。即，所有正面經歷處於或低於最大感測器值的太陽輻射。此方法保留單個實體感測器之輸出之量值，因為每一最大值係單個感測器在每一取樣時間的最大值。因為保留了單個實體感測器之量值，所以此允許舊式裝置中之感測器的組合或組合式感測器與單個感測器的組合。即，在此方法的情況下，添加多少感測器或自組合式感測器系統移除多少感測器係無關緊要的，匯總包絡應保持不變，且因此此等最大值之量值仍保持準確。圖 7A
為說明根據一實施例之針對包含三個正交定向的實體感測器(感測器1、感測器2以及感測器3)之組合式感測器系統使用最大值法自日出至日落所判定的組合式感測器輻照度值之匯總曲線(陰影)180
的實例的曲線圖。曲線圖亦包括在一年中的一天分別來自感測器1、感測器2以及感測器3之三個太陽輻射分佈182
、184
以及186
。如圖所示，匯總曲線180
包含太陽輻射分佈182
、184
以及186
。來自匯總曲線180
之匯總組合式感測器值可用作至建築物控制系統中的輸入，該等匯總組合式感測器值使用不與實體感測器對準之方向上的輻照度值。組合式感測器值可用作實際輻照度讀數之替代值。在一天中的給定時間處之組合式感測器值可用作在組合式感測器系統裝置處或該裝置附近的各個方向上的替代輻照度讀數。舉例而言，組合式感測器值可用作至控制系統之輸入，該輸入判定電致變色窗戶之色澤狀態，如在部分X中所論述。圖 7B
為說明根據實施例之使用最大值法在夏至日這一天所判定的組合式感測器值之匯總曲線188
(虛線)的實例的曲線圖。該匯總曲線係基於獲取三個定向(東、南以及西)之預測晴空太陽輻射分佈之最大值。曲線圖亦包括針對結構之範圍為0 (360)度至350度的方位角定向中每10度之重疊的晴空預測太陽輻射分佈(多個實線)。如圖所示，匯總曲線包絡將包括當天所有可能的正面定向之最大值。即，每一取樣時間處之組合式感測器值將大於或等於所有可能的正面處之讀數。圖 7C
描繪說明根據一實施例之在一天內使用最大值法所判定的組合式感測器值之匯總曲線190
的包絡(陰影區域)的實例的曲線圖。在匯總曲線190
中，組合式感測器值係基於由結構之組合式面向東的感測器、面向南的感測器以及面向西的感測器所量測之最大太陽輻射。曲線圖亦包括使用最大值法，藉由判定來自面向東的感測器、面向南的感測器以及面向西的感測器之組合式預期晴空輻射值之最大值所產生的組合式感測器值之理論匯總曲線192
。曲線圖亦包括面向北150度(偏離東60度)之正面(亦即，面向SE之正面)的理論晴空太陽輻射分佈194
。匯總曲線192
為所有模型化正面之理論組合式晴空最大輻照度，其用於與SE正面之理論太陽輻射分佈194
進行比較，以展示出SE正面之理論輻射處於匯總曲線192
中之所有最大理論值之包絡內。如圖所示，SE正面之理論太陽輻射處於匯總曲線192
之所有最大理論值的包絡內。圖 7C
說明，若來自匯總曲線192
之組合式感測器值係用作至模組C之輸入，則所有正面具有低於匯總曲線192
中之理論值的預測晴空太陽輻射。類似地，若來自匯總曲線190
之組合式感測器值係用作至模組C之輸入，則所有正面實際上經歷處於或低於最高實體感測器值的太陽輻射。
使用圖 7C
中所示之所說明實例，來自匯總曲線190
之組合式感測器值可用作至模組C的關於面向SE之正面的輸入。曲線圖展示大體上與早晨、午後以及傍晚相關聯的三個區域195
、196
以及197
。在早晨區域195
中，來自匯總曲線190
之組合式感測器值高於理論SE正面值。因為模組C僅可變淺，所以更高的組合式感測器值不會基於面向SE之正面的理論輻射來超控模組A及B色澤決策。在午後區域196
中，來自匯總曲線192
之組合式感測器值低於理論SE正面值。此處，模組C將基於組合式感測器值而變淺。在傍晚區域197
中，來自匯總曲線190
之組合式感測器值高於理論SE正面值。因為模組C僅可變淺，所以更高的組合式感測器值不會超控模組A及B色澤決策，該模組A及B色澤決策在傍晚時已經最大限度地使窗戶透明。
方法2-平均值法
第二方法在給定的時間處藉由對那時由所有實體感測器獲取的讀數求平均值來判定組合式感測器值。此第二方法傾向於使組合式感測器值之曲線緩和且減小彈跳。然而，在此方法中，平均組合式感測器值之量值可低於單個實體感測器讀數。因為組合式感測器值可低得多，所以可能需要在將此等組合式感測器值輸入至控制模組中之前對其進行調節。在某些情況下，當實體感測器之數目增加時，平均組合式感測器值與單個實體感測器讀數之間的量值差異可能更加明顯。即，實體感測器之數目愈高，此等情況下的平均值愈低。調整組合式感測器值的調節(縮放)可用來使匯總值(輸出)回到現實等級。即，當使用平均值法時，可將組合式感測器值乘以諸如1.05、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5等縮放因子。
方法3-疊加法
在此第三方法中，藉由對在任何給定的時間來自所有實體感測器之讀數求和來判定組合式感測器值。此方法產生三種方法中之最大量值的組合式感測器值。如同平均法一樣，此第三方法可能需要例如藉由使用縮放因子的調節以使相對量值返回至現實輸出。即，當使用平均值法時，可將組合式感測器值乘以諸如0.95、0.9、0.85、0.8、0.75、0.7、0.65、0.6、0.55、0.50等縮放因子。在疊加法中，實體感測器之數目愈高，匯總值愈高。圖 8A
為根據一實施例之曲線圖，該曲線圖包括基於在晴天、在正面對準感測器上的太陽輻射之晴空預測之太陽輻射分佈201
(虛線)。曲線圖亦包括來自正面對準感測器之模擬太陽輻射讀數的曲線202
。曲線圖亦包括根據一實施例之自部分X中所述之邏輯返回的色澤狀態(等級)的曲線203
。圖 8B
為包括圖 8A
之太陽輻射分佈201
(虛線)的曲線圖。曲線圖亦包括根據實施例之使用疊加法，基於在晴天、針對組合式感測器系統的太陽輻射之晴空預測之組合式感測器值的匯總曲線212
，該組合式感測器系統包含三個正交定向的實體感測器。組合式感測器值係基於對任何給定的時間來自三個正交定向的實體感測器之讀數求和。曲線圖亦包括根據一實施例之自部分X中所述之邏輯返回的色澤狀態的曲線213
。圖 8C
為包括圖 8A
之太陽輻射分佈201
(虛線)的曲線圖。曲線圖亦包括使用最大值法，基於在晴天、針對組合式感測器系統的太陽輻射之晴空預測之組合式感測器值的匯總曲線222
，該組合式感測器系統具有關於圖 8B
所論述之三個正交定向的實體感測器。組合式感測器值係基於在任何給定的時間來自三個正交定向的實體感測器的最大讀數。曲線圖亦包括根據一實施例之自部分X中所述之邏輯返回的色澤狀態的曲線223
。圖 8D
為包括圖 8A
之太陽輻射分佈201
(虛線)的曲線圖。曲線圖亦包括使用平均值法，基於在晴天、針對組合式感測器系統的太陽輻射之晴空預測之組合式感測器值的匯總曲線232
，該組合式感測器系統具有關於圖 8B
所論述之三個正交定向的實體感測器。組合式感測器值係基於在任何給定的時間的三個正交定向的實體感測器的平均值。曲線圖亦包括根據一實施例之自部分X中所述之邏輯返回的色澤狀態的曲線233
。
如上文所論述，圖 8B-8D
包括根據一實施例之組合式感測器值(讀數)的曲線，該等組合式感測器值(讀數)基於來自組合式感測器系統之在晴天獲取的組合的實體感測器讀數，該組合式感測器系統具有三個正交定向的實體感測器。三條曲線212
、222
以及232
分別基於三種方法來判定：1)獲取實體感測器值之最大值(最大值法)；2)對實體感測器值求平均值(平均值法)；以及3)對感測器值求和(疊加值法)。
判定匯總曲線之平均值法通常具有三種方法中之最低組合式感測器值。在早晨，平均值法具有低於理論太陽輻射分佈201
之值的組合式感測器值。在傍晚，平均值法具有高於理論太陽輻射分佈201
之值的組合式感測器值。如圖所示，疊加(求和)法具有三種方法中之最大組合式感測器值，且在全天內具有比理論太陽輻射分佈201
之值高的組合式感測器值。最大值法在早晨具有最接近理論太陽輻射分佈201
的組合式感測器值，且在傍晚具有比理論太陽輻射分佈201
之值高的組合式感測器值。
在一些實施例中，可基於用來判定組合式感測器值的組合方法的類型來調整控制邏輯中之某些判定。舉例而言，可基於用來判定組合式感測器值的技術及方法來調整在部分X中所述之邏輯中由模組C使用的臨限值。在此實例中，臨限值判定外部的實際輻照度等級，該實際輻照度等級判定是否為多雲條件，亦即，低於此臨限值，判定係多雲天且模組C可相應地降低色澤等級，從而超控模組A/B。在此實例中，若與利用疊加感測器法判定的組合式感測器值相比較，則臨限值可成比例地增加，或若與利用平均感測器法判定的組合式感測器值相比較，則臨限值可成比例地降低。組合式感測器系統可使用組合方法中之一者、兩者或所有三者來提供給定正面在一天中的給定時間之組合式感測器值，以便盡可能接近地估計該正面上之實際輻照度，且因此適當地應用著色演算法，例如IntelligenceTM
模組。
如上文所提及，圖 8A-8D
包括由部分X中所述之邏輯分別基於曲線212
、222
以及232
之組合式感測器值及理論太陽輻射分佈201
中之值所返回的電致變色窗戶的色澤狀態曲線203
、213
、223
以及233
。212
、222
、232
以及202
中之值係基於晴天。在此實例中，因為模組C僅變淺(超控色澤命令或不進行任何操作)，所以模組A及B在傍晚時將不會被模組C超控，且因此將基於此正面上之預測的低輻照度來返回低的色澤狀態。該等方法中之任一者不會損害著色模組之晴天效能，然而，基於平均值的組合式感測器值相對較低(與疊加法相比)且臨限值可成比例降低，並且基於疊加值的組合式感測器值相對較高(與平均法相比)且臨限值可成比例增加。圖 9
為包括基於在正面對準感測器上的太陽輻射之晴空預測之理論太陽輻射讀數240
(虛線)的曲線圖。曲線圖亦包括在多雲天來自正面對準感測器之模擬太陽輻射讀數242
。曲線圖亦包括自部分X中所述之邏輯基於模擬太陽輻射讀數242
返回的色澤狀態曲線244
。圖 10A
為包括來自正面對準感測器之圖 9
之太陽輻射分佈240
(虛線)的曲線圖。曲線圖亦包括根據實施例之使用最大值法，基於在多雲天、針對組合式感測器系統的實際太陽輻射讀數之組合式感測器值的匯總曲線252
，該組合式感測器系統包含三個正交定向的實體感測器。組合式感測器值係基於在任何給定的時間來自三個正交定向的實體感測器的最大讀數。曲線圖亦包括根據一實施例之自部分X中所述之邏輯返回的色澤狀態的曲線254
。圖 10B
為包括在多雲天來自正面對準感測器之圖 9
之太陽輻射分佈240
(虛線)的曲線圖。曲線圖亦包括根據實施例之使用疊加法，基於在多雲天、針對組合式感測器系統的實際太陽輻射讀數之組合式感測器值的匯總曲線262
，該組合式感測器系統包含三個正交定向的實體感測器。組合式感測器值係基於對在任何給定的時間來自三個正交定向的實體感測器之讀數求和。曲線圖亦包括根據一實施例之自部分X中所述之邏輯返回的色澤狀態的曲線264
。圖 10C
為包括在多雲天來自正面對準感測器之圖 9
之太陽輻射分佈240
(虛線)的曲線圖。曲線圖亦包括根據實施例之使用疊加法，基於在多雲天、針對組合式感測器系統的實際太陽輻射讀數之組合式感測器值的匯總曲線272
，該組合式感測器系統包含三個正交定向的實體感測器。組合式感測器值係基於在任何給定的時間來自三個正交定向的實體感測器之讀數的平均值。曲線圖亦包括根據一實施例之自部分X中所述之邏輯返回的色澤狀態的曲線274
。圖 10A-10C
具有根據一實施例之曲線圖，其包括使用在多雲天來自組合式感測器系統之三個實體感測器的模擬讀數所判定的組合式感測器值之匯總曲線252
、262
以及272
。匯總曲線252
、262
以及272
之組合式感測器值分別基於三種方法來判定：1)三個實體感測器值之最大值；2)對感測器值求平均值；以及3)對感測器值求和。匯總曲線3520
、3620
以及3720
係基於在多雲天來自三個正交定向的實體感測器之讀數。另外，每個曲線圖具有電致變色窗戶之將會由控制系統基於組合式感測器值(底部曲線圖)或理論太陽輻射分佈(頂部)返回的色澤狀態。當比較此實例中之方法時，最大值法將尾部值保留到午後。使用最大值法，歸因於更高的尾部值，如部分X中所述之EC窗戶著色方法將保持更長時間的著色。當處於作用狀態時，模組C效能反映感測器。在疊加感測器方法中，著色將偏向於較深的色澤狀態。在平均感測器方法中，儘管與正面對準僅有20分鐘差異，但此方法偏向於更透明的狀態。組合式感測器系統可包括選擇適當的方法組合來模擬不具有實體感測器之正面處的太陽曝露的操作。
儘管組合式感測器系統不限於用作至用於電致變色窗戶之控制系統的輸入的實例，但根據此實例，最大值法產生的組合式感測器值在多雲條件時利用模組C表現最接近同相正面感測器讀數。最大值法在此實例中亦改良晴天條件效能。即，最大值法在晴天條件下作為至模組C之輸入比異相感測器表現更好。同相感測器係指與正面定向面向同一方向的實體感測器。異相感測器係指面向不與正面方向對準之方向的實體感測器。異相感測器係在後方(亦即，在具有小於正面定向之方位角的方位角的方向上)或前方(亦即，在具有大於正面定向之方位角的方位角的方向上)。平均值法產生的組合式感測器值利用模組C比異相感測器表現更好。疊加法產生的組合式感測器值利用模組C比異相感測器表現更好。所有三種方法利用模組C與使用來自同相感測器之讀數時表現相同。 技術 2
第二技術使用向量演算法將由兩個或兩個以上實體感測器獲取之太陽輻射讀數內插至以不同方位角定向的虛擬的正面對準感測器。即，虛擬的正面對準感測器通常處於不與結構處之實體感測器中之任一者對準的方向上。在一實施例中，虛擬的正面對準感測器之組合式感測器值係基於實體感測器中之兩者或兩者以上，該兩者或兩者以上在方位角位置上最接近虛擬的正面對準感測器。在一實施例中，虛擬的正面對準感測器之組合式感測器值係基於所有實體感測器。圖 11
為根據一實施例之內插的虛擬的正面對準感測器之太陽輻射曲線280
之實例，該太陽輻射曲線係使用向量演算法根據由組合式感測器系統之第一實體感測器(感測器1)獲取的曲線282
之讀數及由第二實體感測器(感測器2)獲取的曲線284
之讀數加以內插。在此實例中，第一實體感測器讀數282
及第二實體感測器讀數284
被輸入且用來計算實體感測器之間的虛擬正面處之太陽輻射值。在此情況下，虛擬的正面對準感測器係以介於第一實體感測器與第二實體感測器(感測器1與感測器2)之方位角之間的方位角定向。可根據第一實體感測器及第二實體感測器在同一時間的太陽輻射值來內插虛擬的正面對準感測器在每一時間的太陽輻射值。舉例而言，可根據第一實體感測器及第二實體感測器在同一時間的太陽輻射值來計算虛擬的正面對準感測器之太陽輻射值。曲線圖亦展示三條曲線280
、282
以及284
在下午12:40的讀數。此等標記展示，藉由獲取兩個異相感測器讀數之最大值，在該兩個最大值之間覆蓋組合式感測器值。 VI. 未對準感測器實例
在一些情況下，所安裝之實體感測器可能未適當地與它的正面對準或可能變得未對準，亦即，未面向垂直於對應正面的方向。舉例而言，實體感測器可能被不適當地安裝，可能在安裝之後變得未對準等。在一實施例中，組合式感測器系統可判定未對準實體感測器之實際定向，且調整它的讀數以在對應正面定向處使用及/或以用於判定其他正面之其他組合式感測器值。為了判定未對準感測器之實際定向，組合式感測器系統可判定在兩天或兩天以上的晴天內針對多個定向之太陽輻射分佈(輻照度對時間)。可根據太陽計算器或根據諸如Radiance之開放原始碼程式來判定太陽輻射分佈。此等程式預測針對許多不同方位角位置的晴空輻照度分佈。組合式感測器系統可比較在兩天或兩天以上的晴天內針對多個定向的太陽輻射分佈與感測器輸出。組合式感測器系統可判定最匹配的太陽輻射分佈，以判定感測器之實際定向。一旦判定了感測器之實際定向，可使用來自此不正確定向的感測器之讀數來判定以下兩者的組合式感測器值：在具有未對準感測器之對應正面的定向上之虛擬的正面對準感測器，及在不具有實體感測器之其他正面的定向上之虛擬感測器。
在一實施例中，虛擬感測器在方位角上以上面安裝有未對準感測器的牆壁/正面定向。藉由使未對準感測器之輸出時移以便與牆壁/正面之方位角位置相對應來完成調整。換言之，藉由使用太陽在給定時間的實際位置，可將時移因子應用於未對準感測器，以便其輸出與正面上實際經歷的太陽輻照度相對應。舉例而言，若感測器不與正面正交(按預期，直接面向外)，而是處於某一角度，該角度將允許感測器讀取該正面在10分鐘內將遭遇的太陽輻照度等級。隨後，將10分鐘時移應用於感測器之輸出，例如，已知的是在正面實際曝露於該輻照度等級之前10分鐘該正面所經歷之太陽輻照度。因此，感測器輸入係在太陽實際直接(或正交地)照射在正面上之前10分鐘讀取的，因為太陽在那時直接照射在感測器上。 VII. 組合式感測器法
在一般操作中，組合式感測器法判定每一正面(或其小面)或建築物之正面區中之代表性正面的組合式感測器值。可使用技術1(三種方法中之任一者)或藉由使用技術2來判定組合式感測器值，如上文詳細描述。組合式感測器值可用作至一或多個建築物控制系統之輸入。舉例而言，此組合式感測器法可用來判定具有電致變色窗戶或其他可控制組件之每一正面處的組合式感測器值。隨後可由控制系統使用組合式感測器值來調整可控制組件，諸如轉變電致變色窗戶之色澤狀態(例如，增加色澤、變透明等)。此舉等同於使未部署實體感測器之正面具有「虛擬」感測器。
在一些實施例中，組合式感測器值可用作至部分X中所述之模組C的輸入。在正面具有電致變色窗戶的情況下，組合式感測器值可用作至模組C之輸入，以便基於組合式感測器值是否小於某一值(諸如理論晴空輻照度)來判定是否降低電致變色窗戶中之色澤。在一些情況下，電致變色窗戶區中之代表性窗戶的組合式感測器值可用來控制建築物之該區中之電致變色窗戶。儘管本文在許多實例中描述對電致變色窗戶之控制，但可使用組合式感測器值控制其他建築物系統，諸如HVAC系統。舉例而言，藉由已知任何給定正面上之太陽輻照度，可藉由增加或減少建築物之各個內側上的空氣調節來管理熱負載。
在使用技術2來判定組合式感測器值的實施例中，組合式感測器法可判定最接近正面的兩個實體感測器。首先，針對晴天判定來自組合式感測器系統中之三個或三個以上實體感測器的太陽輻射讀數。在一些情況下，實體感測器可獲取兩天或兩天以上晴天之太陽輻射讀數，以便產生與實體感測器之方向相關聯的「晴空」太陽輻射分佈。太陽計算器或諸如Radiance之開放原始碼程式可用來判定晴天之預期的理論太陽輻射分佈。此等程式可產生針對不同方位角位置之理論「晴空」分佈。可比較根據由實體感測器在兩天或兩天以上晴天內獲取之讀數的實際每天太陽輻射分佈(輻照度對時間)與來自該等程式之預期的理論輸出。與實際實體感測器太陽輻射分佈最為一致的來自該等程式之理論晴空輻射分佈提供實體感測器之實際方位角位置。可比較實體感測器之實際方位角位置與正面之方位角位置(例如，提供於查找表中)，以判定正面與實體感測器中之一者的任何未對準度數。可針對組合式感測器系統中之所有實體感測器重複此操作。此比較亦可用來判定哪兩個實體感測器最接近正面且在方位角上包含該正面。可藉由比較實體感測器之實際方位角位置與正面之方位角位置來判定最接近正面的實體感測器。最接近的實體感測器與正面在方位角位置上具有最小差異。 VIII. 用作至建築物控制系統之輸入的虛擬的正面對準感測器值
如本文所論述，正面之組合式感測器值可用作至諸如熱管理系統/舒適性管理系統之建築物控制系統中之輸入。在部分X中描述控制電致變色窗戶之此種建築物系統之實例。若與在部分X中所述之邏輯一起使用，則組合式感測器值可被輸入至模組C中以用於特定窗戶/區。圖 12A-12F
說明根據實施例之不同感測器異相未對準對如部分X中所述之用於控制電致變色窗戶之建築物管理系統的影響。對建築物管理系統的影響展示了在正面與實體感測器之間的不同未對準度數(在後方或在前方)的影響。未對準可能導致對於現住者為顯而易見的窗戶之不正確著色。在此情況下，由技術1或技術2判定的組合式感測器值可用來避免不正確著色。圖 12A
展示根據實施例之在正面後方的異相感測器之影響的實例。圖 12B
展示根據實施例之在正面前方的異相感測器之影響的實例。圖 12A
包括曲線圖，其具有以180度定向的正面之第一太陽輻射分佈287
及由以170度定向且在正面後方10度之實體感測器獲取的讀數之第二太陽輻射分佈288
。圖 12A
亦包括羅盤，該羅盤展示處於180度之正面的第一方位角285
及處於170度之實體感測器的第二方位角286
。如順時針箭頭所描繪，實體感測器方位角在正面後方，以便太陽在到達該正面之前到達該實體感測器。歸因於在正面後方之實體感測器的此10度未對準，在實體感測器量測到大於臨限值的輻射之前50分鐘，正面曝露於大於模組C臨限值的太陽輻射。在圖 12A
所示之曲線圖中，歸因於未對準，存在自約1:00 pm至1:50 pm的陰影區域289
，模組C在該陰影區域期間超控色澤命令(因此使窗戶透明)，歷時50分鐘。此係因為感測器讀數指示太陽輻照度減小至模組C應超控色澤值的低等級–在正面上之太陽曝露實際減小之前50分鐘。圖 12B
包括曲線圖，其具有處於180度的正面之第一太陽輻射分佈292
及由以190度定向且在正面前方10度之實體感測器獲取的讀數之第二太陽輻射分佈293
。圖 12B
亦包括羅盤，該羅盤展示處於180度之正面的第一方位角290
及處於190度之實體感測器的第二方位角291
。如順時針箭頭所描繪，實體感測器方位角在正面前方，以便太陽在到達該實體感測器之前到達該正面。在圖 12B
所示之曲線圖中，歸因於未對準，存在自約7:50 a.m至8:40 a.m的陰影區域294
，模組C在該陰影區域期間超控，歷時50分鐘。在此實例中，在正面已經歷較高的太陽輻照度等級之後50分鐘，感測器讀取較低的太陽輻照度等級。基於此等實例，發現一年期間平均而言，若實體感測器與正面未對準達10度，則將有大致50分鐘的時間錯誤地使電致變色窗戶透明。圖 12C-12E
各自包括根據某些實施例之用於說明模組C可基於一年中的時間、正面方位角以及異相實體感測器之方位角來超控模組A/B的最大分鐘數的相圖。圓周軸是依據實體感測器與正面定向異相的度數而定的。徑向軸為模組C將錯誤地超控模組A/B的最大分鐘數，此歸因於未對準的實體感測器沒有正確地讀取直接照射在正面上之太陽輻照度。即，歸因於實體感測器未對準，實體感測器將讀取在正面經歷直接太陽曝露之前或之後一段時間期間的直接太陽曝露。在此等時間段或移位期間，模組C將錯誤地超控或不正確地超控，此歸因於由未對準引起之正確的光感測器輸入。每一相圖係針對一年的特定時間。圖 12C
為根據實施例之在正面前方之實體感測器在冬至時間期間的相圖。該相圖說明當在冬至期間使用在正面後方之異相實體感測器時，模組C可錯誤地超控模組A/B的最大分鐘數。該相圖展示在正面後方40度之實體感測器的第一曲線301
、在正面後方30度之實體感測器的第二曲線302
、在正面後方20度之實體感測器的第三曲線303
以及在正面後方10度之實體感測器的第四曲線304
。繪製一條線來展示在處於130度之正面後方30度之實體感測器的第二曲線302
的交叉點305
。圖 12C
中之相圖具體地說明，當窗戶具有130度的方位角且存在在後方30度之實體感測器時，該實體感測器量測時間偏移(時移)了125分鐘的讀數。在此情況下，若感測器未對準(異相)達30度，則模組C在冬至期間可在125分鐘的時段期間錯誤地超控模組A/B。因此，相圖可在組合式感測器系統中用來計算補償異相感測器所需的時移且將正確的太陽輻照度資料提供至例如智慧窗戶控制演算法。圖 12D
為說明根據實施例之在正面前方的異相感測器之年度最大影響的相圖。該相圖展示在正面前方40度之實體感測器的第一曲線311
、在正面前方30度之實體感測器的第二曲線312
、在正面前方20度之實體感測器的第三曲線313
以及在正面前方10度之實體感測器的第四曲線314
。繪製第一條線來展示以180度定向、在處於160度之正面前方30度之實體感測器的第三曲線313
的交叉點315
。此說明，對於具有160度方位角且具有在前方20度之實體感測器之窗戶而言，該實體感測器量測時間偏移(時移，且因此不讀取實際上直接照射正面的太陽輻照度)了約140分鐘的讀數。在此情況下，若感測器未對準達20度，則模組C在一年期間的某一時間可能錯誤地超控模組A/B，歷時140分鐘。繪製第二條線來展示以190度定向、在處於180度之正面前方10度之實體感測器的第四曲線314
的交叉點316
。此說明，對於具有180度方位角且具有在前方10度之實體感測器之窗戶而言，該實體感測器量測時間偏移(時移)了約50分鐘的讀數。在此情況下，模組C在此50分鐘窗口期間可能錯誤地超控模組A/B。圖 12E
為說明根據一實施例之在正面後方之異相感測器之年度最大影響的相圖。該相圖展示在正面後方40度之實體感測器的第一曲線321
、在正面後方30度之實體感測器的第二曲線322
、在正面後方20度之實體感測器的第三曲線323
以及在正面後方10度之實體感測器的第四曲線324
。繪製第一條線來展示以130度定向、在處於160度之正面後方30度之實體感測器的第二曲線322
的交叉點325
。此說明，對於具有160度方位角且具有在前方30度之實體感測器之窗戶而言，該實體感測器量測時間偏移(時移)了約130分鐘的讀數。在此情況下，歸因於感測器未對準，模組C在130分鐘的時段期間可能錯誤地超控模組A/B。繪製第二條線來展示以190度定向、在處於200度之正面後方10度之實體感測器的第四曲線324
的交叉點326
。此說明，對於具有200度方位角且具有在後方10度之實體感測器之窗戶而言，該實體感測器量測時間偏移(時移)了約70分鐘的讀數。在此情況下，模組C在此等70分鐘期間可能錯誤地超控模組A/B。
在某些實施例中，對於任何窗戶方位角而言，使用組合式感測器值之控制方法在晴天不會過早地超控或錯誤地超控模組A/B。使用基於最大接近法之組合式感測器值之年度最大影響的相圖在中心處具有單個點，該點展示組合式感測器值不會過早地超控模組A/B。在相關聯的系統中，組合式感測器系統具有面向東、面向南以及面向西的三個實體感測器。圖 13A
為曲線圖，其具有在夏至期間針對不同正面定向(每10度)的理論太陽輻射分佈。圖 13A
中之曲線圖亦包括根據一實施例之組合式感測器系統之組合式感測器值在夏至期間的匯總曲線330
。圖 13B
為曲線圖，其具有在冬至期間針對不同正面定向(每10度)的理論太陽輻射分佈。圖 13B
中之曲線圖亦包括根據一實施例之圖 13 A
的組合式感測器系統之組合式感測器值在冬至期間的匯總曲線331
。在圖 13A
及圖 13B
中，基於理論值使用最大值法來判定組合式感測器值。圖 13A
及圖 13B
中之曲線圖中之每一者包括多條實線，該等實線表示彼此間隔10度的正面定向(0-350)處之理論實體感測器值。圖 13A
中之曲線圖亦包括組合式感測器值之匯總曲線330
(虛線)，該等組合式感測器值為此實施例之組合式感測器系統之三個實體感測器(面向東、面向南以及面向西)的組合輸出。使用最大值法來判定圖 13A
中之匯總曲線330
的組合式感測器值。匯總曲線331
之組合式感測器值係基於來自彼此分開30度的12個感測器之感測器讀數。
匯總曲線(虛線)覆蓋該等曲線下方的包絡。在圖 13A
中，任何給定方位角處之所有正面的理論值都處於匯總曲線下方的包絡內。
根據圖 13A
及圖 13B
中之匯總曲線，任何給定方位角處之正面在一天期間的任何給定時間處將超過100 W/m2。每一方位角值處之理論太陽輻射分佈中之每一者的峰值在一天的幾乎所有時間都低於匯總曲線之組合式感測器值。所有可能的正面將處於組合式感測器匯總包絡內，此意味著組合式感測器在晴天將不會錯誤地將值發送至模組C，歸因於未對準，組合式感測器將會認為晴天係多雲天。 IX. 環形感測器實例
在「環形感測器」實施例中，組合式感測器系統通常包含桅桿及安裝至桅桿之一組兩個或兩個以上實體感測器(例如，12個感測器)。實體感測器面向外以將感測器定向於明顯不同方位角處，如以上的部分中所論述。桅桿可安裝於結構處結構/附近。舉例而言，環形感測器之桅桿可安裝於建築物的頂部上不受阻礙的區域中。在許多情況下，實體感測器在環形配置中可為等距的(亦即，距桅桿之中心軸相同半徑)。舉例而言，環形感測器可由十二個(12)等距的實體感測器組成，該等實體感測器以分開30度之方位角定向且處於距桅桿之中心軸相同半徑處/附近。
在環形感測器實施例中，可將實體感測器直接或間接安裝至桅桿。在某些態樣中，環形感測器包含安裝至桅桿之一末端的圓盤。在此等情況下，實體感測器可位於此圓盤內。可在實體感測器上提供半透明的保護殼體。圖 14A
展示根據一實施例之曲線圖，其具有基於來自環形感測器之讀數的組合式感測器值的兩個匯總曲線352
及354
，該環形感測器包含分開90度的四個等距實體感測器。匯總曲線352
及354
中之組合式感測器值係基於組合讀數之最大值，該等組合讀數來自安裝至實施例之環形感測器之桅桿的四個等距的實體感測器。在第一匯總曲線352
中，四個等距的實體感測器係以N、E、S、W方向(最大最佳的)定向。在圖 14A
之底部處，左側羅盤展示實體感測器之N、E、S、W方向。在第二匯總曲線354
中，四個等距的實體感測器係以NE、SE、SW、NW方向(最小最佳的)定向。在圖 14A
之底部處，右側羅盤展示實體感測器在旋轉45度之後的NE、SE、SW、NW方向。即，環形感測器的安裝有實體感測器之桅桿已經旋轉45度，從而導致組合式感測器值自匯總曲線352
變為匯總曲線354
。如圖所示，當感測器之桅桿旋轉時，最大值分佈改變。匯總曲線352
與354
之間的指向下的箭頭指示，若將桅桿自N、E、S以及W旋轉至NE、SE、SW以及NW方向，則組合式感測器值減小。圖 14B-14E
為根據實施例之與不同環形感測器配置相關聯的曲線圖，該等環形感測器配置分別包含四(4)個實體感測器、八(8)個實體感測器、十二(12)個實體感測器以及十八(18)個。具有4個感測器之環形感測器配置在相鄰感測器之間具有90度間距。具有8個感測器之環形感測器配置在相鄰感測器之間具有45度間距。具有12個感測器之環形感測器配置在相鄰感測器之間具有30度間距。具有18個感測器之環形感測器配置在相鄰感測器之間具有20度間距。圖 14B-14E
中之曲線圖中之每一者包括組合式感測器值之兩條匯總曲線，該等組合式感測器值係使用最大值法藉由獲取來自相關聯的等距實體感測器之組合讀數之最大值來判定。在圖 14B-14E
中之曲線圖中之每一者中，第一曲線(360
、370
、380
、390
)與標準配置中在旋轉之前(最大最佳的)的等距實體感測器相關聯。在圖 14B-14E
中之曲線圖中之每一者中，第二曲線(362
、372
、382
、392
)與在將桅桿旋轉間距的一半之後(最小最佳的)的等距實體感測器相關聯。如圖所示，匯總曲線之間的差異對於具有12個以上感測器之環形感測器係可忽略的，其中實體感測器之間的間隔為30度。圖 14F
為針對具有四(4)個、八(8)個、十二(12)個以及十八(18)個等距實體感測器之環形感測器之來自圖14B-14E
之第一匯總曲線與第二匯總曲線之間的最大差值(差量)的圖表。如圖所示，環形感測器中之實體感測器數目愈大，在環形感測器之旋轉之前及之後的第一匯總曲線及第二匯總曲線中之所有可能的組合式感測器值之間的最大差值愈小。藉由比較不同數目個實體感測器之最大差量，使實體感測器之數目增加超過十二個(12)在效能上產生可忽略的增益。基於此比較，具有十二(12)個或十二個以上實體感測器之環形感測器不需要對準來面向特定之定向。即，具有十二個以上實體感測器之環形感測器的任何旋轉將對效能具有可忽略的影響並且提供實質上相同的組合式感測器值。
環形感測器實施例可具有一或多個技術優點。舉例而言，環形感測器實施例之優點可為易於安裝。若使用具有12個以上等距感測器之環形感測器，則該等感測器不需要與某些羅盤方向對準。另外，環形感測器可僅需要實體感測器之預構造配置的單一安裝。此環形感測器實施例亦可避免對建築物之外部正面上之感測器裝置的某些限制，因為環形感測器可安裝至建築物之頂部。 X. 建築物控制系統
在某些實施例中，組合式感測器系統提供用於結構之正面的組合式感測器值作為輸入來控制建築物系統。舉例而言，組合式感測器值可用來控制至建築物中之一或多個電致變色窗戶之不同色澤狀態的轉變。用於轉變至不同色澤狀態之控制方法的描述可發現於標題為「用於可著色窗戶之控制方法」且於2015年5月7日申請之PCT/US15/29675中，及標題為「用於可著色窗戶之控制方法」且於2014年2月21日申請之美國專利申請案第13/772,969號中，該等兩個申請案出於所有目的以全文引用之方式併入本文中。下文描述用於控制電致變色窗戶及其他建築物系統的管理系統的實例。 A. 電致變色裝置之概述
應理解，儘管下文所述之所揭示實施例關注電致變色窗戶(亦稱為智慧窗戶)，但本文中所揭示之概念可適用於其他類型之可著色窗戶。舉例而言，併有液晶裝置或懸浮顆粒裝置而非電致變色裝置的可著色窗戶可被併入於所揭示實施例中之任一者中。
為了使讀者適應本文中揭示之系統、窗戶控制器及方法之實施例，提供電致變色裝置之簡要論述。提供電致變色裝置之此初始論述僅用作情境，且系統、窗戶控制器及方法之後續所描述實施例不限於此初始論述之特定特徵及製造過程。
可將電致變色材料併入至例如家用、商用及其他用途之窗戶中。可藉由引發電致變色材料之變化來改變此等窗戶之色彩、透射率、吸光率及/或反射率，即，電致變色窗戶係可用電子方法變深或變淺之窗戶。施加至窗戶之電致變色裝置的小電壓將使窗戶變深；使電壓反向會使窗戶變淺。此能力允許控制穿過窗戶之光的量，且提供了電致變色窗戶用作節能裝置的機會。
具有相異層之電致變色裝置可製造為所有固態裝置及/或所有無機裝置。此類裝置及其製造方法詳細描述於2009年12月22日申請之標題為「具有低缺陷率電致變色裝置之製造」並且將Mark Kozlowski等人指定為發明者的美國專利申請案第12/645,111號中及2009年12月22日申請之標題為「電致變色裝置」並且將Zhongchun Wang等人指定為發明者的美國專利申請案第12/645,159號中，該等申請案中之每一者以全文引用之方式併入本文中。然而，應理解，堆疊中的各層中之任何一或多者可含有一定量的有機材料。對於可能少量存在於一或多個層中之液體，可能亦如此。亦應理解，可藉由使用液體成分之過程(諸如使用溶膠-凝膠或化學氣相沈積之某些過程)來沈積或以其他方式形成固態材料。
此外，應理解，對脫色狀態與有色狀態之間的轉變之提及係非限制性的且僅提出可實施的電致變色轉變之許多實例中之一個實例。除非本文(包括先前論述)中另有規定，否則每當提及脫色-有色轉變時，對應的裝置或過程涵蓋其他光學狀態轉變，諸如非反射-反射、透明-不透明等。另外，術語「脫色」是指光學中性狀態，例如，未著色、透明或半透明的。另外，除非本文中另有規定，否則電致變色轉變之「色彩」不限於任何特定波長或波長範圍。如熟習此項技術者所理解，對適當的電致變色材料及配對電極材料之選擇決定了相關光學轉變。
在本文中描述的實施例中，電致變色裝置在脫色狀態與有色狀態之間可逆地循環。以類似方式，本文中描述的實施例之電致變色裝置可在不同色澤等級(例如，脫色狀態、最深有色狀態及介於脫色狀態與最深有色狀態之間的中間等級)之間可逆地循環。在某些態樣中，電致變色裝置可包括藉由對離子具有高度傳導性而對電子具有高度電阻性之離子傳導(IC)層分開的電致變色(EC)電極層與配對電極(CE)層。如習知地理解，離子傳導層因此防止電致變色層與配對電極層之間的短路。離子傳導層允許電致變色及配對電極持有電荷，且藉此維持其脫色狀態或有色狀態。在具有相異層之電致變色裝置中，組件形成堆疊，該堆疊包括夾在電致變色電極層與配對電極層之間的離子傳導層。此等三個堆疊組件之間的邊界由組成及/或微結構上的突然變化來界定。因此，裝置具有三個相異層與兩個突變界面。
根據某些實施例，將配對電極與電致變色電極形成為彼此緊鄰，有時直接接觸，而不單獨地沈積離子傳導層。在一些實施例中，使用具有界面區域而非相異IC層之電致變色裝置。此類裝置及其製造方法描述於美國專利第8,300,298號及2010年4月30日申請的美國專利申請案第12/772,075號以及2010年6月11日申請的美國專利申請案第12/814,277號及第12/814,279號中，該三個專利申請案及該專利中之每一者標題為「電致變色裝置」，各自將Zhongchun Wang等人指定為發明者，且各自以全文引用之方式併入本文中。 B. 窗戶控制器
窗戶控制器用以控制電致變色窗戶之電致變色裝置的色澤等級。在一些實施例中，窗戶控制器能夠使電致變色窗戶在兩個色澤狀態(等級)(脫色狀態與有色狀態)之間轉變。在其他實施例中，控制器可另外使電致變色窗戶(例如，具有單個電致變色裝置)轉變為中間色澤等級。在一些所揭示實施例中，窗戶控制器能夠使電致變色窗戶轉變為四個或四個以上色澤等級。某些電致變色窗戶藉由在單個IGU中使用兩個(或兩個以上)電致變色窗板而允許中間色澤等級，其中每一窗板為雙態窗板。
在一些實施例中，電致變色窗戶可包括IGU之一窗板上的電致變色裝置及該IGU之另一窗板上的另一電致變色裝置。若窗戶控制器能夠使每一電致變色裝置在兩個狀態(脫色狀態與有色狀態)之間轉變，則電致變色窗戶能夠獲得四個不同狀態(色澤等級)：兩個電致變色裝置皆有色的有色狀態、一個電致變色裝置有色的第一中間狀態、另一電致變色裝置有色的第二中間狀態，以及兩個電致變色裝置皆脫色的脫色狀態。多窗格電致變色窗戶之實施例進一步描述於美國專利第8,270,059號中，將Robin Friedman等人指定為發明者，標題為「多窗格電致變色窗戶」，該專利據此以全文引用之方式併入。
在一些實施例中，窗戶控制器能夠使具有能夠在兩個或兩個以上色澤等級之間轉變的電致變色裝置之電致變色窗戶轉變。舉例而言，窗戶控制器可能能夠使電致變色窗戶轉變為脫色狀態、一或多個中間等級及有色狀態。在一些其他實施例中，窗戶控制器能夠使併有電致變色裝置之電致變色窗戶在介於脫色狀態與有色狀態之間的任何數目個色澤等級之間轉變。用於將電致變色窗戶轉變至一或多個中間色澤等級之實施例進一步描述於美國專利第8,254,013號中，將Disha Mehtani等人指定為發明者，標題為「控制光學可切換裝置中之轉變」，該專利據此以全文引用之方式併入。
在一些實施例中，窗戶控制器可為電致變色窗戶中之一或多個電致變色裝置供電。通常，窗戶控制器之此功能由下文更詳細描述之一或多個其他功能加以擴增。本文中描述之窗戶控制器不限於具有出於控制目的而為其所關聯之電致變色裝置供電之功能的彼等窗戶控制器。即，用於電致變色窗戶的電源可與窗戶控制器分開，其中控制器具有其自身的電源且引導自窗戶電源至窗戶之電力施加。然而，隨窗戶控制器包括電源且配置控制器來為窗戶直接供電係方便的，因為其消除了對用於為電致變色窗戶供電之單獨佈線的需要。
另外，在此部分中描述之窗戶控制器被描述為可經組配以控制單個窗戶或複數個電致變色窗戶之功能的獨立控制器，而不將窗戶控制器整合至建築物控制網路或建築物管理系統(BMS)中。然而，可將窗戶控制器整合至建築物控制網路或BMS中，如本揭示內容之建築物管理系統部分中進一步描述。圖 15
描繪窗戶控制器450 之
一些組件及所揭示實施例之窗戶控制器系統之其他組件的方塊圖。圖 15
為窗戶控制器之簡化方塊圖，且關於窗戶控制器之更多細節可發現於美國專利申請案第13/449,248號及第13/449,251中，兩者將Stephen Brown指定為發明者，兩者標題為「用於光學可切換窗戶之控制器」並且兩者均申請於2012年4月17日，並且發現於美國專利第13/449,235號，標題為「控制光學可切換裝置中之轉變」，將Stephen Brown等人指定為發明者並且申請於2012年4月17日，所有申請案據此以全文引用之方式併入。
在圖 15
中，窗戶控制器450
之所說明組件包括具有以下組件之窗戶控制器450
：微處理器455
或其他處理器、功率寬度調變器(PWM)460
、信號調節模組465
及具有組態檔案475
之電腦可讀媒體(例如，記憶體)。窗戶控制器450
經由網路480
(有線或無線)與電致變色窗戶中之一或多個電致變色裝置400
進行電子通訊以將指令發送至一或多個電致變色裝置400
。在一些實施例中，窗戶控制器450
可為經由網路(有線或無線)與主窗戶控制器通訊之本端窗戶控制器。
在所揭示實施例中，建築物可能有至少一個房間具有在建築物之外部與內部之間的電致變色窗戶。一或多個感測器可位於建築物外部及/或房間內部。在實施例中，來自一或多個感測器之輸出可為至窗戶控制器450
之信號調節模組465
的輸入。在一些情況下，來自一或多個感測器之輸出可為至BMS之輸入，如在建築物管理系統部分中進一步描述。儘管所描繪實施例之感測器被展示為位於建築物之外側豎直牆壁上，但此僅為簡單起見，且感測器亦可處於其他位置，諸如房間內部或在外部之其他表面上。在一些情況下，可使用兩個或兩個以上感測器來量測相同輸入，在一個感測器失效或因其他原因具有錯誤讀數的情況下，此舉可提供冗餘。圖 16A
描繪具有電致變色窗戶505
之房間500
的示意圖，該電致變色窗戶505
具有至少一個電致變色裝置。電致變色窗戶505
位於包括房間500
之建築物之外部與內部之間。房間500
亦包括連接至電致變色窗戶505
且經組配以控制電致變色窗戶505
之色澤等級的窗戶控制器450
。外部感測器510
位於建築物外部的豎直表面上。在其他實施例中，亦可使用內部感測器來量測房間500
中之環境光。在其他實施例中，亦可使用現住者感測器來判定現住者何時在房間500
中。
外部感測器510
為能夠偵測入射至裝置之輻射光的裝置(諸如光感測器)，該輻射光自諸如太陽之光源流出或來自從表面、大氣中之顆粒、雲等反射至感測器之光。外部感測器510
可產生呈由光電效應引起的電流之形式的信號，且該信號可隨入射至感測器510
上之光而變化。在一些情況下，裝置可以瓦特/平方公尺為單位或其他類似單位來偵測輻射光的輻照度。在其他情況下，裝置可以呎燭光為單位或類似單位來偵測在可見波長範圍中的光。在許多情況下，此等輻照度值與可見光之間存在線性關係。
由於日光照在地球上的角度會改變，因此可基於當天時間及當年時間預測來自日光之輻照度值。外部感測器510
可即時偵測輻射光，該輻射光可考慮歸因於建築物、天氣(例如，雲)變化等的反射光及阻礙光。例如，在多雲天，日光可由雲遮擋且由外部感測器510
偵測到的輻射光將會比無雲天少。
在一些實施例中，可能存在與單個電致變色窗戶505
相關聯之一或多個外部感測器510
。可對來自一或多個外部感測器510
之輸出進行彼此比較以判定例如外部感測器510
中之一者是否被物件遮蔽，諸如被落在外部感測器510
上之小鳥遮蔽。在一些情況下，可能需要在建築物中使用相對少的感測器，因為一些感測器可能不可靠及/或昂貴。在某些實施方案中，可使用單個感測器或幾個感測器來判定照射在建築物或可能照射在建築物一側上之來自太陽之輻射光的當前等級。雲可能經過太陽前面，或施工車輛可能停在夕陽前面。此等情況將導致與計算為正常情況下照射在建築物上之來自太陽之輻射光的量有所偏差。
外部感測器510
可為一種類型之光感測器。舉例而言，外部感測器510
可為電荷耦合裝置(CCD)、光電二極體、光敏電阻器或光伏打電池。一般熟習此項技術者將瞭解，光感測器及其他感測器技術之未來發展亦將起作用，因為其量測光強度且提供表示光等級之電輸出。
在一些實施例中，來自外部感測器510
之輸出可為至信號調節模組465
之輸入。該輸入可呈至信號調節模組465
之電壓信號的形式。信號調節模組465
將輸出信號傳遞至窗戶控制器450
。窗戶控制器450
基於來自組態檔案475
之各種資訊、來自信號調節模組465
之輸出、超控值(override value)來判定電致變色窗戶505
之色澤等級。窗戶控制器450
接著命令PWM460
將電壓及/或電流施加至電致變色窗戶505
以使其轉變為所要色澤等級。
在所揭示實施例中，窗戶控制器450
可命令PWM460
將電壓及/或電流施加至電致變色窗戶505
以使其轉變為四個或四個以上不同色澤等級中之一者。在所揭示實施例中，電致變色窗戶505
可轉變為至少八個不同色澤等級，將該等色澤等級描述為：0 (最淺)、5、10、15、20、25、30及35 (最深)。該等色澤等級可線性對應於透射穿過電致變色窗戶505
之光的視覺透射率值及太陽增益熱係數(SGHC)值。舉例而言，在使用以上八個色澤等級的情況下，最淺色澤等級0可對應於SGHC值0.80，色澤等級5可對應於SGHC值0.70，色澤等級10可對應於SGHC值0.60，色澤等級15可對應於SGHC值0.50，色澤等級20可對應於SGHC值0.40，色澤等級25可對應於SGHC值0.30，色澤等級30可對應於SGHC值0.20，且色澤等級35(最深)可對應於SGHC值0.10。
窗戶控制器450
或與窗戶控制器450
通訊之主控制器可使用任何一或多個預測性控制邏輯組件來基於來自外部感測器510
之信號及/或其他輸入判定所要色澤等級。窗戶控制器450
可命令PWM460
將電壓及/或電流施加至電致變色窗戶505
以使其轉變為所要色澤等級。 C. 預測性控制邏輯之實例
在所揭示實施例中，預測性控制邏輯用以實施判定並控制電致變色窗戶505
或考慮現住者舒適性及/或能量節約考量的其他可著色窗戶之所要色澤等級的方法。此預測性控制邏輯可採用一或多個邏輯模組。圖 16A-16C
包括描繪所揭示實施例之由例示性控制邏輯之三個模組A、B及C中之每一者收集的一些資訊之圖。圖 16A
展示直射日光穿過在包括房間500
之建築物之外部與內部之間的電致變色窗戶505
進入房間500
之穿透深度。穿透深度係直射日光將穿透至房間500
中多遠之度量。如所展示，在背離窗戶之窗台(底部)的水平方向上量測穿透深度。通常，窗戶界定孔隙，該孔隙提供針對直射日光之受光角度。基於窗戶之幾何形狀(例如，窗戶尺寸)、窗戶在房間中之位置及定向、在窗戶外側之任何鰭片或其他外部遮蔽及太陽之位置(例如，針對特定當天時間及日期的直射日光之角度)來計算穿透深度。至電致變色窗戶505
之外部遮蔽可歸因於可遮蔽窗戶(諸如窗簷、鰭片等)之任何類型的結構。在圖 16A
中，電致變色窗戶505
上方存在窗簷520
，該窗簷520
阻擋了進入房間500
的直射日光之一部分，因此使穿透深度縮短。房間500
亦包括連接至電致變色窗戶505
且經組配以控制電致變色窗戶505
之色澤等級的本端窗戶控制器450
。外部感測器510
位於建築物外部的豎直表面上。
模組A可用以根據穿過電致變色窗戶505
照射至現住者或其活動區域上之直射日光來判定考慮到現住者舒適性之色澤等級。基於在特定時刻直射日光進入房間之所計算穿透深度及房間中的空間類型(例如，窗戶附近的桌子、大廳等)判定色澤等級。在一些情況下，色澤等級亦可基於提供足夠的自然光照至房間中。在許多情況下，穿透深度為在未來某個時間所計算的值，以便考慮玻璃轉變時間。模組A中所解決之問題為，直射日光可能穿透至房間500
中太深，以致於直接出現在在房間中的桌子或其他工作表面處工作的現住者身上。公眾可用的程式可提供太陽位置之計算且允許輕易計算出穿透深度。圖 16A
亦展示房間500
中之桌子作為空間類型的實例，空間類型與活動區域(即，桌子)及活動區域之位置(即，桌子之位置)相關聯。每一空間類型與針對現住者舒適性的不同色澤等級相關聯。舉例而言，若活動為重要活動，諸如在桌子或電腦旁進行的辦公室中之工作，且桌子位於窗戶附近，則所要色澤等級可能比桌子距窗戶較遠的情況下高。作為另一實例，若活動並不重要，諸如大廳中之活動，則所要色澤等級可比具有桌子的相同空間低。圖 16B
展示在晴空條件下穿過電致變色窗戶505
進入房間500
的直射日光及輻射。輻射可來自被大氣中的分子及顆粒散射的日光。模組B基於在晴空條件下穿過考慮中的電致變色窗戶505
之輻照度之預測值判定色澤等級。諸如開放原始碼RADIANCE程式之各種軟體可用以預測在某一緯度、經度、當年時間及當天時間以及針對給定窗戶定向的晴空輻照度。圖 16C
展示來自天空之輻射光，該輻射光係由外部感測器510
即時量測以考慮可能被諸如建築物或天氣條件(例如，雲)之物件阻礙或自該等物件反射的光，該等情況在晴空預測中未予考慮。藉由模組C判定之色澤等級係基於即時輻照度，該即時輻照度係基於由外部感測器510
採集的量測值。
預測性控制邏輯可單獨地針對建築物中之每一電致變色窗戶505
實施邏輯模組A、B及C中之一或多者。每個電致變色窗戶505
可具有一組獨特的尺寸、定向(例如，垂直、水平、以一角度傾斜)、位置、相關聯的空間類型等。具有此資訊及其他資訊之組態檔案可經維持用於每個電致變色窗戶505
。組態檔案475
可儲存在電致變色窗戶505
之本端窗戶控制器450
之電腦可讀媒體470
或儲存在本揭示內容中隨後描述的BMS中。組態檔案475
可包括諸如窗戶組態、住用查找表、關於相關聯基準玻璃(datum glass)之資訊及/或預測性控制邏輯所使用之其他資料的資訊。窗戶組態可包括諸如電致變色窗戶505
之尺寸、電致變色窗戶505
之定向、電致變色窗戶505
之位置等資訊。
查找表描述針對某些空間類型及穿透深度提供現住者舒適性之色澤等級。即，住用查找表中之色澤等級經設計來為可能在房間500
中之現住者提供舒適性(根據在現住者或其工作空間上的直射日光)。住用查找表之一實例展示於圖 20
中。
空間類型係用來判定將需要多少著色來解決針對給定穿透深度之現住者舒適性問題且/或在房間中提供舒適的自然光照的度量。空間類型參數可考慮許多因素。此等因素之一為在特定房間中進行的工作或其他活動的類型及活動之位置。與需要高度專注的詳細研究相關聯的近距離工作可能處於一個空間類型，而休閒室或會議室可能具有不同的空間類型。此外，房間中的桌子或其他工作表面相對於窗戶的位置係界定空間類型時的考慮因素。舉例而言，空間類型可與具有位於電致變色窗戶505
附近的桌子或其他工作空間之單個現住者之辦公室相關聯。作為另一實例，空間類型可為大廳。
在某些實施例中，預測性控制邏輯之一或多個模組可判定所要色澤等級，同時除現住者舒適性之外亦考慮能量節約。此等模組可藉由比較電致變色窗戶505
與基準玻璃或其他標準參考窗戶在特定色澤等級下之效能來判定與該色澤等級相關聯之能量節省。使用此參考窗戶之目的可為，確保預測性控制邏輯符合對在建築物之場所中使用的參考窗戶之市政建築物規範或其他要求。市政當局常常使用習知的低發射率玻璃來界定參考窗戶以控制建築物中之空氣調節負載量。作為參考窗戶505
如何適應預測性控制邏輯之一實例，該邏輯可經設計以使得穿過給定電致變色窗戶505
的輻照度不會大於穿過如個別市政當局所規定的參考窗戶之最大輻照度。在所揭示實施例中，預測性控制邏輯可使用電致變色窗戶505
在特定色澤等級下的太陽熱增益係數(SHGC)值及參考窗戶之SHGC來判定使用該色澤等級之能量節省。通常，SHGC之值為透射穿過窗戶之所有波長的入射光之分數。儘管在許多實施例中描述了基準玻璃，但可使用其他標準參考窗戶。通常，參考窗戶(例如，基準玻璃)之SHGC為針對不同地理位置及窗戶定向可能不同的變數，且係基於個別市政當局所規定的規範要求。
通常，建築物經設計成具有能夠滿足在任何給定情況下所需的最大預期採暖及/或空氣調節負載的能力的HVAC。所需能力的計算可考慮到在建構建築物的特定位置處在建築物中所需的基準玻璃或參考窗戶。因此，重要的是，預測性控制邏輯滿足或超過基準玻璃之功能要求，以便允許建築物設計者確信地判定將多少HVAC能力置於特定建築物中。由於預測性控制邏輯可用以對窗戶著色以提供超出基準玻璃之額外能量節省，因此預測性控制邏輯可用於允許建築物設計者具有比使用規範及標準所規定之基準玻璃的情況下將需要之HVAC能力低的HVAC能力。
本文中描述之特定實施例假定藉由減少建築物中之空氣調節負載而達成能量節約。因此，許多實施方案試圖達成可能的最大著色，同時考慮現住者舒適性等級且可能考慮具有考慮中的窗戶之房間中之照明負載。然而，在一些氣候下，諸如在遙遠北方及南方緯度處之氣候下，可能更多地關注採暖而非空氣調節。因此，可修改(具體而言，以某些方式反轉)預測性控制邏輯，以使得較少著色發生以便確保建築物之採暖負載得以減小。
在某些實施方案中，預測性控制邏輯僅具有兩個獨立變數，該等變數可由現住者(終端使用者)、建築物設計者或建築物運營者控制。此等係針對給定窗戶及與該給定窗戶相關聯之基準玻璃之空間類型。常常在針對給定建築物實施預測性控制邏輯時規定基準玻璃。空間類型可變化，但通常為靜態的。在某些實施方案中，空間類型可為由建築物維持或儲存在本端窗戶控制器450
中之組態檔案之部分。在一些情況下，可更新組態檔案以考慮建築物中之各種變化。舉例而言，若建築物中之空間類型存在變化(例如，桌子在辦公室中移動、添加桌子、大廳變為辦公區域、牆壁移動，等)，則可將具有經修改之住用查找表之經更新的組態檔案儲存於電腦可讀媒體470
中。作為另一實例，若現住者反復地進行手動超控，則可更新組態檔案以反映該手動超控。圖 17
為展示根據實施例之用於控制建築物中之一或多個電致變色窗戶505
的方法之預測性控制邏輯的流程圖。預測性控制邏輯使用模組A、B及C中之一或多者來計算窗戶之色澤等級且發送指令來轉變窗戶。控制邏輯中之計算以在步驟 610
處由計時器計時之間隔運行1至n次。舉例而言，可藉由模組A、B及C中之一或多者將色澤等級重新計算1至n
次，且針對時刻ti = t1 ， t2.
..tn
的情況計算色澤等級。n
為所執行的重新計算之數目，且n可至少為1。在一些情況下，邏輯計算可以恆定的時間間隔進行。在一種情況下，可每隔2至5分鐘進行邏輯計算。然而，大片電致變色玻璃之色澤轉變可佔用30分鐘或更多。對於此等大窗戶，可以較低的頻率進行計算，諸如每隔30分鐘。
在步驟 620
處，邏輯模組A、B及C執行計算以判定每一電致變色窗戶505
在單個時刻ti
的色澤等級。此等計算可由窗戶控制器450
執行。在某些實施例中，預測性控制邏輯在實際轉變之前預測性地計算窗戶應如何轉變。在此等情況下，模組A、B及C中之計算可基於在完成轉變之際或或在完成轉變之後的未來時間。在此等情況下，在計算中使用的未來時間可為在接收到色澤指令之後足以允許轉變完成的未來時間。在此等情況下，控制器可在實際轉變之前在目前時間發送色澤指令。到轉變完成時，窗戶將已轉變為針對該時間所要之色澤等級。
在步驟 630
處，預測性控制邏輯允許某些類型之超控，該等超控脫離模組A、B及C處之演算法且在步驟 640
處基於某種其他考慮因素來界定超控色澤等級。一個類型之超控為手動超控。此係由正佔用房間且判定特定色澤等級(超控值)合乎需要的終端使用者所實施之超控。可能存在使用者之手動超控自身被超控之情形。超控之一實例為高需求(或峰值負載)超控，其與降低建築物中之能量消耗的公用設施要求相關聯。舉例而言，在特別熱的日子，在大城市區域，可能有必要降低市政當局的能量消耗以便不會使市政當局的能量產生及遞送系統負擔過重。在此類情況下，建築物可超控來自本文中描述的預測性控制邏輯之色澤等級以確保所有窗戶具有特別高的著色等級。超控之另一實例可為，例如在週末期間，若在商業辦公建築物中的房間中不存在現住者。在此等情況下，建築物可脫離與現住者舒適性有關的一或多個模組，且所有窗戶可在涼爽的天氣下具有高著色等級，且在溫暖的天氣下具有低著色等級。
在步驟 650
處，將色澤等級經由網路傳輸至建築物中的一或多個電致變色窗戶505
中之電致變色裝置。在某些實施例中，可高效地實施色澤等級至建築物之所有窗戶的傳輸。舉例而言，若色澤等級之重新計算表明不需要自當前色澤等級改變色澤，則不傳輸具有經更新的色澤等級之指令。作為另一實例，建築物可基於窗戶大小劃分成若干區。與具有較大窗戶的區相比，預測性控制邏輯可更頻繁地重新計算具有較小窗戶之區的色澤等級。
在一些實施例中，圖 17
中之用於針對整個建築物中之多個電致變色窗戶505
實施控制方法的邏輯可在單個裝置上，例如為單個主窗戶控制器。此裝置可針對建築物中之每一個窗戶執行計算，且亦提供用於將色澤等級轉變至各個電致變色窗戶505
中之一或多個電致變色裝置的介面。
亦可能存在實施例之預測性控制邏輯之某些適應性組件。舉例而言，預測性控制邏輯可判定終端使用者(例如，現住者)在特定的當天時間試圖如何超控演演算法，且以更具預測性的方式利用此資訊來判定所要色澤等級。在一種情況下，終端使用者可能使用牆壁開關在每一天中的某一時間將預測性邏輯所提供的色澤等級超控為一超控值。預測性控制邏輯可接收關於此等時刻之資訊且改變預測性控制邏輯以在該當天時間將色澤等級變為該超控值。圖 18
為展示來自圖 17
之區塊620
之特定實施方案的圖。此圖展示按順序執行所有三個模組A、B及C來針對單個時刻ti
計算特定電致變色窗戶505
的最終色澤等級之方法。最終色澤等級可為考慮中的窗戶之最大可允許透射率。圖 18
亦包括模組A、B以及C之一些例示性輸入及輸出。在實施例中，由本端窗戶控制器450
中之窗戶控制器450
執行模組A、B及C中之計算。在其他實施例中，可由另一處理器執行該等模組中之一或多者。儘管所說明實施例展示使用所有三個模組A、B及C，但其他實施例可使用模組A、B及C中之一或多者或可使用額外模組。
在步驟 700
處，窗戶控制器450
使用模組A來判定針對現住者舒適性之色澤等級以防止來自日光之直射眩光穿透房間500
。窗戶控制器450
使用模組A來基於太陽在天空中之位置及來自組態檔案之窗戶組態計算直射日光至房間500
中之穿透深度。太陽之位置係基於建築物之緯度及經度以及當天時間及日期計算出。住用查找表及空間類型係自針對特定窗戶之組態檔案輸入。模組A將色澤等級自A輸出至模組B。
模組A之目標為確保直射日光或眩光不會照在現住者或其工作空間上。來自模組A之色澤等級經判定以實現此目的。在模組B及C中對色澤等級之後續計算可降低能量消耗且可能需要甚至更大的色澤。然而，若基於能量消耗對色澤等級之後續計算表明著色比所需的著色少以避免干擾現住者，則預測性邏輯防止執行計算出的較大透射率等級以確保現住者舒適性。
在步驟 800
處，將在模組A中計算出的色澤等級輸入至模組B中。色澤等級係基於晴空條件下的輻照度 (晴空輻照度)之預測計算出。窗戶控制器450
使用模組B來基於來自組態檔案之窗戶定向且基於建築物之緯度及經度預測電致變色窗戶505
之晴空輻照度。此等預測亦係基於當天時間及日期。諸如為開放原始碼程式之RADIANCE程式的公共可用軟體可提供針對預測晴空輻照度之計算。亦將基準玻璃之SHGC自組態檔案輸入至模組B中。窗戶控制器450
使用模組B來判定如下色澤等級：此色澤等級比A中之色澤等級深且透射的熱少於基準玻璃經預測在最大晴空輻照度下透射的熱。最大晴空輻照度係針對晴空條件所預測之所有時間中的最高輻照度等級。
在步驟 900
處，將來自B之色澤等級及預測晴空輻照度輸入至模組C。基於來自外部感測器510
之量測值將即時輻照度值輸入至模組C。窗戶控制器450
使用模組C來計算在窗戶在晴空條件下被著色為來自模組B之色澤等級的情況下透射至房間中之輻照度。窗戶控制器450
使用模組C來找出適當色澤等級，穿過具有此色澤等級之窗戶之實際輻照度小於或等於穿過具有來自模組B的色澤等級之窗戶之輻照度。在模組C中判定之色澤等級為最終色澤等級。
輸入至預測性控制邏輯之大部分資訊係自關於緯度及經度、時間及日期之固定資訊加以判定。此資訊描述太陽相對於建築物，且更特定言之相對於窗戶(正之對此窗戶實施預測性控制邏輯)的位置。太陽相對於窗戶之位置提供諸如直射日光在窗戶輔助下進入房間中之穿透深度的資訊。此資訊亦提供穿過窗戶之最大輻照度或太陽輻射能量通量之指示。可藉由可能指示自最大量輻照度有所減小的感測器輸入來修改此計算出之輻照度等級。同樣，此種減小可能由雲或位於窗戶與太陽之間的其他障礙物引起。圖 19
為展示圖 18
之步驟 700
之細節的流程圖。在步驟 705
處，模組A開始。在步驟 710
處，窗戶控制器450
使用模組A針對建築物之緯度坐標及經度坐標以及日期及當天時間來計算太陽在特定時刻ti
的位置。緯度及經度坐標可自組態檔案輸入。日期及當天時間可基於計時器所提供之當前時間。在特定時刻ti
計算太陽位置，在一些情況下，ti
可在未來。在其他實施例中，在預測性控制邏輯之另一組件(例如，模組)中計算太陽的位置。
在步驟 720
處，窗戶控制器450
使用模組A來計算在步驟 710
中所使用的特定時刻進入房間500
之直射日光的穿透深度。模組A基於計算出的太陽位置以及窗戶組態資訊計算穿透深度，該窗戶組態資訊包括窗戶之位置、窗戶之尺寸、窗戶之定向(即，面向方向)以及任何外部遮蔽之細節。窗戶組態資訊係自與電致變色窗戶505
相關聯的組態檔案輸入。例如，可使用模組A來計算圖 16A
中展示的豎直窗戶的穿透深度，此係藉由首先基於在特定時刻計算出的太陽位置來計算直射日光之角度θ
。穿透深度可基於計算出的角度θ
及窗楣(窗戶之頂部)之位置加以判定。
在步驟 730
處，判定將針對步驟 720
中計算出的穿透深度提供現住者舒適性之色澤等級。使用住用查找表來針對計算出的穿透深度並且針對窗戶之受光角度找出針對與窗戶相關聯的空間類型之所要色澤等級。空間類型及住用查找表係提供為來自針對特定窗戶之組態檔案之輸入。
住用查找表之實例提供於圖 20
中。表中之值為色澤等級方面及插入的相關聯的SGHC值。圖20展示針對計算出的穿透值及空間類型之不同組合的不同色澤等級(SGHC值)。該表係基於八個色澤等級，其包括0(最淺)、5、10、15、20、25、30以及35(最深)。最淺色澤等級0對應於SGHC值0.80，色澤等級5對應於SGHC值0.70，色澤等級10對應於SGHC值0.60，色澤等級15對應於SGHC值0.50，色澤等級20對應於SGHC值0.40，色澤等級25對應於SGHC值0.30，色澤等級30對應於SGHC值0.20，並且色澤等級35(最深)對應於SGHC值0.10。所說明之實例包括三個空間類型：桌子1、桌子2以及大廳及六個穿透深度。圖 21A
展示桌子1在房間500
中的位置。圖 21B
展示桌子2在房間500
中的位置。如圖 20
之住用查找表所示，針對靠近窗戶之桌子1的色澤等級高於針對遠離窗戶之桌子2的色澤等級，以便在桌子更靠近窗戶時防止眩光。在其他實施例中，可使用具有其他值之住用查找表。例如，另一住用查找表可僅包括與穿透值相關聯的四個色澤等級。圖 22
為展示圖 18
之步驟 800
之細節的流程圖。在步驟 805
處，模組B開始。在步驟 810
處，可使用模組B來預測在ti
時在晴空條件下窗戶處的輻照度。在ti
時的此晴空輻照度係基於建築物之緯度坐標及經度坐標以及窗戶定向(即，窗戶面向的方向)加以預測。在步驟 820
處，預測在所有時間入射在窗戶上之最大晴空輻照度。此等晴空輻照度預測值可使用諸如Radiance之開放原始碼軟體計算出。
在步驟 830
處，窗戶控制器450
使用模組B來判定在該時間將會透射穿過基準玻璃進入房間500
中的輻照度的最大量(即，判定最大基準內部輻照度)。可使用來自步驟 820
之計算出的最大晴空輻照度以及來自組態檔案之基準玻璃SHGC值來使用以下等式計算空間內部的最大輻照度：最大基準內部輻照度 = 基準玻璃SHGC×最大晴空輻照度。
在步驟 840
處，窗戶控制器450
使用模組B來基於等式判定進入具有帶有當前色澤等級之窗戶之房間500
的內部輻照度。可使用來自步驟 810
之計算出的最大晴空輻照度及與當前色澤等級相關聯的SHGC值來使用以下等式計算內部輻照度的值：色澤等級輻照度 = 色澤等級SHGC×晴空輻照度。
在一個實施例中，可藉由與模組A及B分開之太陽位置計算器執行步驟705
、810
及820
中之一或多者。太陽位置計算器係指判定太陽在特定未來時間之位置並且基於太陽在該未來時間之位置做出預測性判定(例如，預測晴空輻照度)的邏輯。太陽位置計算器可執行本文中揭示之方法之一或多個步驟。太陽位置計算器可為由主窗戶控制器之組件中之一或多者執行的預測性控制邏輯的一部分。舉例而言，太陽位置計算器可為由窗戶控制器1410
所實施之圖 25
所示預測性控制邏輯的一部分。
在步驟 850
處，窗戶控制器450
使用模組B來判定基於當前色澤等級的內部輻照度是否小於或等於最大基準內部輻照度以及色澤等級是否比來自A之色澤等級深。若判定為否，則在步驟 860
處遞增式地增加(加深)當前色澤等級，並且在步驟840
處重新計算內部輻照度。若在步驟 850
處判定為是，則模組B結束。圖 23
為展示圖 18
之步驟 900
之細節的流程圖。在步驟 905
處，模組C開始。來自B的色澤等級以及在時刻ti
的預測晴空輻照度係自模組B輸入。基於來自外部感測器510
之量測值將即時輻照度值輸入至模組C。
在步驟 910
處，窗戶控制器450
使用模組C來計算穿過經著色為在晴空條件下來自B之色澤等級的電致變色窗戶505
透射進入房間的輻照度。此計算出的內部輻照度可使用以下等式來判定：計算出的內部輻照度 = 來自B之色澤等級的SHGC×來自B之預測晴空輻照度。
在步驟 920
處，窗戶控制器450
使用模組C來找出適當色澤等級，其中穿過具有此色澤等級之窗戶之實際輻照度(= SR×色澤等級SHGC)小於或等於穿過具有來自B的色澤等級的窗戶之輻照度(即，實際內部輻照度≤計算出的內部輻照度)。在一些情況下，模組邏輯由來自B之色澤等級開始，並且遞增式地增加色澤等級，直至實際內部輻照度≤計算出的內部輻照度。在模組C中判定之色澤等級為最終色澤等級。可在色澤指令中將此最終色澤等級經由網路傳輸至電致變色窗戶505
中之電致變色裝置。圖 24
為包括來自圖 17
之區塊620
之另一實施方案的圖。此圖展示執行實施例之模組A、B及C的方法。在此方法中，針對單個時刻ti
基於建築物之緯度坐標及經度坐標來計算太陽位置。在模組A中，基於窗戶組態來計算穿透深度，該窗戶組態包括窗戶之位置、窗戶之尺寸、窗戶之定向以及關於任何外部遮蔽的資訊。模組A使用查找表來基於計算出的穿透及空間類型來判定來自A之色澤等級。隨後，來自A之色澤等級被輸入至模組B中。
使用諸如開放原始碼程式Radiance之程式來針對單個時刻ti
及針對所有時間的最大值基於窗戶定向及建築物之緯度坐標及經度坐標判定晴空輻照度。將基準玻璃SHGC及計算出的最大晴空輻照度輸入至模組B中。模組B逐步增加模組A中計算出的色澤等級，並且挑選內部輻照度小於或等於基準內部輻照度時的色澤等級，其中：內部輻照度 = 色澤等級SHGC×晴空輻照度，並且基準內部輻照度 = 基準SHGC×最大晴空輻照度。然而，當模組A計算出玻璃之最大色澤時，模組B並不改變色澤以使其更淺。隨後，將B中計算出的色澤等級輸入至模組C中。亦將預測之晴空輻照度輸入至模組C中。
模組C使用以下等式計算具有帶有來自B之色澤等級之電致變色窗戶505
的房間中之內部輻照度：計算出的內部輻照度 = 來自B之色澤等級的SHGC×來自B之預測之晴空輻照度。隨後，模組C找出滿足如下條件之適當色澤等級：該適當色澤等級實際內部輻照度小於或等於計算出的內部輻照度。實際內部輻照度係使用以下等式加以判定：內部輻照度 = SR×色澤等級SHGC。模組C所判定之色澤等級係發送至電致變色窗戶505
的色澤指令中指最終色澤等級。
在一些實施例中，用於建築物之外部窗戶之可著色窗戶(即，將建築物內部與建築物外部分開的窗戶)可分成區，其中以類似的方式命令在一區中的可著色窗戶。例如，位於建築物之不同樓層或建築物之不同側上的各組電致變色窗戶可位於不同的區中。例如，在建築物之第一樓層上，所有面向東的電致變色窗戶可位於區1中，所有面向南的電致變色窗戶可位於區2中，所有面向西的電致變色窗戶可位於區3中，並且所有面向北的電致變色窗戶可位於區4中。作為另一實例，在建築物之第一樓層上的所有電致變色窗戶可位於區1中，在建築物之第二樓層上的所有電致變色窗戶可位於區2中，並且在建築物之第三樓層上的所有電致變色窗戶可位於區3中。作為又一實例，所有面向東的電致變色窗戶可位於區1中，所有面向南的電致變色窗戶可位於區2中，所有面向西的電致變色窗戶可位於區3中，所有面向北的電致變色窗戶可位於區4中。作為又一實例，在一個樓層上之面向東的電致變色窗戶可劃分成不同的區。在建築物之相同側及/或不同側及/或不同樓層上之任何數目個可著色窗戶可指派給一區。
在一些實施例中，區中的電致變色窗戶可受相同窗戶控制器控制。在一些其他實施例中，區中的電致變色窗戶可受不同窗戶控制器控制，但窗戶控制器全部可接收來自感測器之相同輸出信號並且使用相同函數或查找表來判定在區中的窗戶之色澤等級。
在一些實施例中，區中的電致變色窗戶可受接收來自透射率感測器之輸出信號之一或多個窗戶控制器控制。在一些實施例中，透射率感測器可安裝在區中的窗戶附近。例如，透射率感測器可安裝在該區中所包括的包含IGU之框架中或上(例如，安裝在框架的豎框、水平框中或上)。在一些其他實施例中，在包括位於建築物之單側上的窗戶之區中的電致變色窗戶可受接收來自透射率感測器之輸出信號之一或多個窗戶控制器控制。
在一些實施例中，感測器(例如，光電感測器)可向窗戶控制器提供輸出信號以控制第一區(例如，主控制區)的電致變色窗戶505
。窗戶控制器亦可以與第一區相同的方式控制第二區(例如，從控制區)中之電致變色窗戶505
。在一些其他實施例中，另一窗戶控制器可以與第一區相同的方式控制第二區中之電致變色窗戶505
。
在一些實施例中，建築物管理者、第二區中之房間之現住者或其他人可手動命令(例如，使用色澤或清除命令或來自BMS之使用者控制台的命令)第二區(即，從控制區)中之電致變色窗戶進入諸如有色狀態(等級)或透明狀態的色澤等級。在一些實施例中，當用此種手動命令超控在第二區中之窗戶之色澤等級時，第一區(即，主控制區)中之電致變色窗戶保持受控於接收來自透射率感測器之輸出之窗戶控制器。第二區可保持處於手動命令模式一段時間，並且隨後恢復成受控於接收來自透射率感測器之輸出之窗戶控制器。例如，在接收超控命令後，第二區可保持處於手動命令模式一個小時，並且隨後可恢復成受控於接收來自透射率感測器之輸出之窗戶控制器。
在一些實施例中，建築物管理者、第一區中之房間之現住者或其他人可手動命令(例如，使用色澤命令或來自BMS之使用者控制台之命令)第一區(即，主控制區)中之窗戶進入諸如有色狀態或透明狀態之色澤等級。在一些實施例中，當用此種手動命令超控在第一區中之窗戶之色澤等級時，第二區(即，從控制區)中之電致變色窗戶保持受控於接收來自透射率感測器之輸出之窗戶控制器。第一區可保持處於手動命令模式一段時間，並且隨後恢復成受控於接收來自透射率感測器之輸出之窗戶控制器。例如，在接收超控命令後，第一區可保持處於手動命令模式一個小時，並且隨後可恢復成受控於接收來自透射率感測器之輸出之窗戶控制器。在一些其他實施例中，在第二區中之電致變色窗戶可保持在當接收到針對第一區之手動超控時其所處的色澤等級。第一區可保持處於手動命令模式一段時間，並且隨後第一區及第二區可恢復成受控於接收來自透射率感測器之輸出之窗戶控制器。
無論窗戶控制器係獨立窗戶控制器還是與建築物網路介接，本文描述之控制可著色窗戶之任何方法均可用來控制可著色窗戶之色澤。 無線或有線通訊
在一些實施例中，本文中描述的窗戶控制器包括用於在窗戶控制器、感測器與單獨通訊節點之間的有線或無線通訊之組件。無線或有線通訊可利用直接與窗戶控制器介接之通訊介面來完成。此種介面可為微處理器本身所具有的，或可經由實現此等功能之額外電路來提供。
用於無線通訊之單獨通訊節點可例如為：另一無線窗戶控制器；端控制器、中間控制器或主窗戶控制器；遠程控制裝置；或BMS。無線通訊在窗戶控制器中用於以下操作中之至少一者：程式化及/或操作電致變色窗戶505
；自本文中描述的各種感測器及協定收集來自EC窗戶505
之資料；以及使用電致變色窗戶505
作為無線通訊之中繼點。自電致變色窗戶505
收集之資料亦可包括計數資料，諸如EC裝置已啟動的次數、EC裝置隨時間的效率等等。以下更詳細地描述此等無線通訊特徵。
在一個實施例中，無線通訊用來例如經由紅外(IR)信號及/或射頻(RF)信號操作相關聯的電致變色窗戶505
。在某些實施例中，控制器將包括無線協定晶片，諸如藍芽、EnOcean、WiFi、Zigbee等等。窗戶控制器亦可具有經由網路來進行的無線通訊。對窗戶控制器之輸入可由終端使用者在牆壁開關處直接或經由無線通訊來手動輸入，或該輸入可以來自建築物之BMS，電致變色窗戶為該BMS之組件。
在一個實施例中，當窗戶控制器係控制器分散式網路之一部分時，無線通訊用來經由控制器分散式網路來向並且自複數個電致變色窗戶中之每一者傳輸資料，每一電致變色窗戶具有無線通訊組件。
在一些實施例中，在窗戶控制器分散式網路中使用一個以上無線通訊模式。例如，主窗戶控制器可經由WiFi或Zigbee與中間控制器無線通訊，而中間控制器經由藍芽、Zigbee、EnOcean或其他協定與端控制器通訊。在另一實例中，窗戶控制器具有冗餘的無線通訊系統以供終端使用者靈活選擇無線通訊。
例如在主及/或中間窗戶控制器與端窗戶控制器之間的無線通訊提供了避免安裝硬通訊線路的優點。對窗戶控制器與BMS之間的無線通訊，亦如此。在一個態樣中，起此等作用之無線通訊可用於向及自電致變色窗戶之資料傳送，該資料傳送係用於操作窗戶並且向例如BMS提供資料以在建築物中最佳化環境及能量節省。窗戶位置資料及來自感測器之回饋協同用於此種最佳化。例如，細微度等級(逐個窗戶)微氣候資訊被回饋至BMS，以便最佳化建築物中之各種環境。 D. 預測性控制邏輯之另一實例 圖 25
為描繪根據實施例之用於控制建築物的不同區中之一或多個可著色窗戶(例如，電致變色窗戶)之色澤等級的方法之預測性控制邏輯之方塊圖。此邏輯在未來時間做出預測性判定，該判定考慮了可著色窗戶中之EC裝置的轉變時間。在所說明實例中，預測性控制邏輯之一部分由窗戶控制器1410
執行，另一部分由網路控制器1408
執行，並且在模組11406
中之邏輯由與窗戶控制器1410
及網路控制器1408
分開的單獨組件執行。或者，模組11406
可為可能或可能不載入至窗戶控制器1410
上之單獨邏輯。
在圖 25
中，預測性控制邏輯之由窗戶控制器1410
及模組11406
採用的部分由BMS1407
管理。BMS1407
可類似於參考圖 15
所描述之BMS1100
。BMS1407
經由BACnet介面1408
與窗戶控制器1410
電子通訊。在其他實施例中，可以使用其他通訊協定。雖然在圖 25
中未展示，但模組11406
亦經由BACnet介面1408
與BMS1407
通訊。在其他實施例中，圖 25
中描繪之預測性控制邏輯可獨立於BMS來操作。
網路控制器1408
自一或多個感測器(例如，外部光感測器)接收感測器讀數，並且亦可將感測器讀數轉換成W/m2
。網路控制器1408
經由CANbus或CANOpen協定與窗戶控制器1410
電子通訊。網路控制器1408
將轉換後的感測器讀數傳達給窗戶控制器1410
。
在圖 25
中，預測性控制邏輯之由窗戶控制器1410
採用的部分包括主排程器1502
。主排程器1502
包括允許使用者(例如，建築物管理人員)準備能夠在不同當天時間及/或日期使用不同類型之控制程式的排程表的邏輯。控制程式中之每一者包括用於基於一或多個獨立變數來判定色澤等級之邏輯。一種類型之控制程式僅僅係純狀態。純狀態係指在某時間段期間無論其他條件如何均固定的特定色澤等級(例如，透射率 = 40%)。例如，建築物管理者可規定每天下午3點之後對窗戶進行清潔。作為另一實例，建築物管理者可規定針對在每天下午8點至第二天早上6點之間的時間段之純狀態。在其他當天時間，可採用不同類型之控制程式，例如，採用高得多的複雜程度之控制程式。一種類型之控制程式提供較高複雜程度。例如，此類型之高度複雜控制程式包括參考圖 25
所描述之預測性控制邏輯，並且可包括模組11406
的邏輯模組A、B及C中之一或多者的實施方案。作為另一實例，此類型之另一高度複雜控制程式包括參考圖 25
所描述之預測性控制邏輯，並且可包括模組11406
的邏輯模組A、B及C中之一或多者以及稍後在部分VII中描述的模組D之實施方案。作為另一實例，此類型之另一高度複雜控制程式為參考圖 17
所描述之預測性控制邏輯，並且包括參考圖 18
、圖 19
及圖 22
所描述之邏輯模組A、B及C之多模組實施方案。在此實例中，預測性控制邏輯在模組C中使用感測器回饋且在模組A及B中使用太陽資訊。高度複雜控制程式之另一實例係參考圖 18
所描述之預測性控制邏輯，其具有參考圖 18
、圖 19
及圖 22
所描述之邏輯模組A、B及C中之一個或兩個之部分邏輯模組實施方案。另一類型之控制程式係依賴來自一或多個感測器(例如，光電感測器)之回饋且無論太陽位置如何均相應地調整色澤等級的臨限值控制程式。使用主排程器1502
的技術優點中之一者為，使用者可選擇並排程用來判定色澤等級之控制程式(方法)。
主排程器1502
根據用日期及基於一天24小時的當天時間表示的時間來運行排程表中的控制程式。主排程器1502
可判定用日曆日期及/或基於一週7天(其中有五個工作日(星期一至星期五)及兩個休息日(星期六及星期天))的星期幾表示的日期。主排程器1502
亦可判定某些天是否為假日。主排程器1502
可基於可著色窗戶之位置(該位置由位點資料1506
判定)來針對日光節約時間自動調整當天時間。
在一個實施例中，主排程器1502
可使用單獨的假日排程表。使用者可能已經判定在假日排程表期間要使用哪個(哪些)控制程式。使用者可判定假日排程表中將包括哪些天。主排程器1502
可複製使用者所設定之基本排程表，並且允許使用者針對假日排程表中之假日做出修改。
當準備主排程器1502
所採用的排程表時，使用者可選擇建築物之一或多個區(區選擇)，將在該一或多個區中採用所選程式。每一區包括一或多個可著色窗戶。在一些情況下，區可為與空間類型(例如，在特定位置具有桌子的辦公室、會議室等等)相關聯的區域，或可與多個空間類型相關聯。例如，使用者可選擇具有辦公室的區1，以便：1) 星期一至星期五：在工作日期間，在早上8點供熱至70度，並且在下午3點打開空調以保持辦公室中之溫度為80度，隨後在下午5點關閉所有空調及採暖；以及2) (星期六及星期天)關閉採暖及空調。作為另一實例，使用者可設定具有會議室之區2來運行圖 25
之預測性控制邏輯，其包括使用所有邏輯模組A、B及C的模組1之全模組實施方案。在另一實例中，使用者可選擇具有會議室之區1自早上8點至下午3點運行模組1並且在下午3點之後運行臨限值程式或純狀態。在其他情況下，區可為整個建築物，亦可為建築物中的一或多個窗戶。
當利用可使用感測器輸入之程式來準備排程表時，使用者可能亦能夠選擇在該等程式中使用的該或該等感測器。例如，使用者可選擇位於屋頂上的感測器或位於可著色窗戶附近或可著色窗戶上的感測器。作為另一實例，使用者可選擇特定感測器之ID值。
預測性控制邏輯之由窗戶控制器1410
採用的部分亦包括與主排程器1502
電子通訊之使用者介面1504
。使用者介面1504
亦與位點資料1506
、區/群組資料1508
以及感測邏輯1516
通訊。使用者可使用使用者介面1504
輸入其排程資訊以準備排程表(產生新的排程表或修改現有排程表)。使用者介面1504
可包括輸入裝置，諸如小鍵盤、觸摸板、鍵盤燈。使用者介面1504
亦可包括顯示器以輸出關於排程表之資訊且提供用於設定排程表之可選擇選項。使用者介面1504
與處理器(例如，微處理器)電子通訊，該處理器與電腦可讀媒體(CRM)電子通訊。處理器及CRM兩者皆為窗戶控制器1410
之組件。主排程器1502
及預測性控制邏輯之其他組件中的邏輯可儲存在窗戶控制器1410
之電腦可讀媒體上。
使用者可使用使用者介面1504
來輸入其位點資料1506
及區/群組資料1508
。位點資料1506
包括緯度、經度以及建築物之位置的GMT時差。區/群組資料包括建築物的每一區中之一或多個可著色窗戶之位置、尺寸(例如，窗戶寬度、窗戶高度、窗台寬度等等)、定向(例如，窗戶傾斜度)、外部遮蔽(例如，窗簷深度、窗戶上方之窗簷位置、左/右鰭片側尺寸、左/右鰭片深度等等)、基準玻璃SHGC以及住用查找表。在圖 25
中，位點資料1506
及區/群組資料1508
為靜態資訊(即，不被預測性控制邏輯之組件改變的資訊)。在其他實施例中，可快速產生此資料。位點資料1506
及區/群組資料1508
可儲存在窗戶控制器1410
之電腦可讀媒體上。
當準備(或修改)排程表時，使用者選擇主排程器1502
將要在建築物之每一區中在不同時間段運行的控制程式。在一些情況下，使用者可能能夠自多個控制程式中選擇。在一此種情況下，使用者可藉由自顯示於使用者介面1405
上的所有控制程式之清單(例如，選單)選擇控制程式來準備排程表。在其他情況下，使用者可能僅可自所有控制程式之清單獲得有限的選項。例如，使用者可能僅僅已進行支付來使用兩個控制程式。在此實例中，使用者將僅僅能夠選擇使用者已進行支付的兩個控制程式中之一者。
返回至圖 25
，預測性控制邏輯之由窗戶控制器1410
採用的部分亦包括當天時間(預見)邏輯1510
。當天時間(預見)邏輯1510
判定預測性控制邏輯用來做出其預測性判定之未來時間。此未來時間考慮了可著色窗戶中之EC裝置400
之色澤等級轉變所需要的時間。藉由使用考慮了轉變時間的時間，預測性控制邏輯可預測適合於未來時間之色澤等級，在該時間，EC裝置400
將在接收控制信號之後有時間轉變為該色澤等級。當天時間部分1510
可基於來自區/群組資料之關於代表性窗戶之資訊(例如，窗戶尺寸等)估計代表性窗戶中的EC裝置之轉變時間。當天時間邏輯1510
隨後可基於轉變時間及當前時間來判定未來時間。例如，未來時間可等於或大於當前時間加上轉變時間。
區/群組資料包括關於每一區之代表性窗戶之資訊。在一種情況下，代表性窗戶可為該區中之窗戶中之一者。在另一情況下，代表性窗戶可為具有平均特性的窗戶(例如，平均尺寸)，該等平均特性係基於對來自該區中之所有窗戶之所有特性求平均值。
窗戶控制器1410
所採用之預測性控制邏輯亦包括太陽位置計算器1512
。太陽位置計算器1512
包括判定在某個時刻之太陽位置、太陽方位角及太陽高度角的邏輯。在圖 25
中，太陽位置計算器1512
基於自當天時間邏輯1510
接收的未來時刻做出其判定。太陽位置計算器1512
與當天時間部分1510
及位點資料1506
通訊以接收未來時間、建築物之緯度坐標及經度坐標以及進行其計算(諸如太陽位置計算)可能需要的其他資訊。太陽位置計算器1512
亦可基於計算出的太陽位置來執行一或多個判定。在一個實施例中，太陽位置計算器1512
可計算晴空輻照度或自模組11406
的模組A、B及C做出其他判定。
窗戶控制器1410
所採用之預測性控制邏輯亦包括排程邏輯1518
，該排程邏輯1518
與感測邏輯1516
、使用者介面1405
、太陽位置計算器1512
以及模組11406
通訊。排程邏輯1518
包括判定是使用自模組11406
經由智慧型邏輯1520
傳遞而來之色澤等級還是使用基於其他考量因素之另一色澤等級的邏輯。例如，由於日出時間及日落時間在整年中會改變，因此使用者可能並不希望重新程式化排程表以考慮此等改變。排程邏輯1518
可使用來自太陽位置計算器1512
之日出時間及日落時間來設定日出前及日落後的適當色澤等級，而不要求使用者針對此等改變時間來重新程式化排程表。例如，排程邏輯1518
可判定：根據自太陽位置計算器1512
接收之日出時間，太陽尚未升起，且應使用日出前的色澤等級而非自模組11406
傳遞而來之色澤等級。排程邏輯1518
所判定的色澤等級被傳遞至感測邏輯1516
。
感測邏輯1516
與超控邏輯1514
、排程邏輯1518
以及使用者介面1405
通訊。感測邏輯1516
包括判定是使用自排程邏輯1518
傳遞而來之色澤等級還是使用基於經由BACnet介面1408
自一或多個感測器接收的感測器資料之另一色澤等級的邏輯。使用上一段中之實例，若排程邏輯1518
判定太陽尚未升起且傳遞日出前的色澤等級並且感測器資料表明太陽實際已經升起，則感測邏輯1516
將使用自模組11406
經由排程邏輯1518
傳遞而來的色澤等級。感測邏輯1516
所判定之色澤等級被傳遞至超控邏輯1514
。
BMS1407
及網路控制器1408
亦與需求回應(例如，公用設施公司)電子通訊，以接收傳達對高需求(或峰值負載)超控之需要之信號。回應於自需求回應接收到此等信號，BMS1407
及/或網路控制器1408
可經由BACnet介面1408
向超控邏輯1514
發送指令，該超控邏輯1514
將會處理來自需求回應之超控資訊。超控邏輯1514
經由BACnet介面1408
與BMS1407
及/或網路控制器1408
通訊，並且亦與感測邏輯1516
通訊。
超控邏輯1514
允許某些類型之超控脫離預測性控制邏輯並且基於另一考量因素來使用超控色澤等級。可脫離預測性控制邏輯的超控類型之一些實例包括高要求(或峰值負載)超控、手動超控、空房超控等。高要求(或峰值負載)超控界定來自要求響應之色澤等級。就手動超控而言，終端使用者可手動地或經由遠程裝置在牆壁開關處輸入超控值。空房超控定義基於空房(即，房間中無現住者)之超控值。在此情況下，感測邏輯1516
可自感測器(例如，運動感測器)接收指示房間空著的感測器資料，並且感測邏輯1516
可判定超控值並且將超控值中繼傳遞至超控邏輯1514
。超控邏輯1514
可接收超控值，並且判定是使用該超控值還是使用另一值，諸如自具有較高優先權的來源(即，需求回應)接收到之另一超控值。在一些情況下，超控邏輯1514
可藉由與參考圖 17
所描述之超控步驟630
、640
及650
類似的步驟來操作。
窗戶控制器1410
所採用之預測性控制邏輯亦包括智慧型邏輯1520
，該智慧型邏輯1520
可關閉模組A1550
、模組B1556
及模組C1560
中之一或多者。在一種情況下，智慧型邏輯1520
可用來在使用者未對一或多個模組進行支付的情況下關閉該等模組。智慧型邏輯1520
可阻止使用某些更複雜的特徵，諸如模組A中進行的穿透計算。在此類情況下，使用使太陽計算器資訊「短路」之基本邏輯，並且使用該資訊可能在一或多個感測器的輔助下來計算色澤等級。來自基本邏輯之此色澤等級被傳達至排程邏輯1518
。
智慧型邏輯1520
可藉由轉移窗戶控制器1410
與模組11406
之間的某些通訊來關閉模組(模組A1550
、模組B1556
及模組C1560
)中之一或多者。例如，在太陽位置計算器1512
與模組A1550
之間的通訊通過智慧型邏輯1520
，並且可被智慧型邏輯1520
轉移至排程邏輯1518
以關閉模組A1550
、模組B1556
及模組C1560
。作為另一實例，自1552處的模組A至1554
處的晴空輻照度計算之色澤等級通訊通過智慧型邏輯1520
可並且可改為被轉移至排程邏輯1518
以關閉模組B1556
及模組C1560
。在又一實例中，自模組B1556
至模組C1560
之色澤等級通訊通過智慧型邏輯1520
，並且可被轉移至排程邏輯1518
以關閉模組C1560
。
模組11406
包括判定色澤等級並將其傳回至窗戶控制器1410
之排程邏輯1518
的邏輯。該邏輯預測將適合於由當天時間部分1510
提供之未來時間之色澤等級。該色澤等級係針對與排程表中的每一區相關聯的代表性可著色窗戶加以判定。
在圖 25
中，模組11406
包括模組A1550
、模組B1556
及模組C1560
，此等模組可具有在一些方面與在參考圖 18
、圖 19
、圖 22
及圖 23
所描述之模組A、B及C中執行之步驟類似的一些步驟。在另一實施例中，模組11406
可由參考圖 18
、圖 19
、圖 20
及圖 23
所描述之模組A、B及C組成。在又一實施例中，模組11406
可由參考圖 24
所描述之模組A、B及C組成。
在圖 25
中，模組A1550
判定穿過代表性可著色窗戶之穿透深度。模組A1550
所預測之穿透深度係在未來時間的穿透深度。模組A1550
基於自太陽位置計算器1512
接收之所判定太陽位置(即，太陽方位角及太陽高度角)並且基於自區/群組資料1508
擷取之代表性可著色窗戶之位置、受光角度、窗戶之尺寸、窗戶之定向(即，面向方向)以及任何外部遮蔽之細節來計算出穿透深度。
模組A1550
隨後判定將針對計算出的穿透深度提供現住者舒適性之色澤等級。模組A1550
使用自區/群組資料1508
擷取之住用查找表來針對與代表性可著色窗戶相關聯的空間類型、計算出的穿透深度以及窗戶之受光角度判定所要色澤等級。模組A1550
在步驟1552
處輸出色澤等級。
在邏輯1554
中，針對所有時間預測入射於可著色窗戶上之最大晴空輻照度。亦基於來自位點資料1506
及區/群組資料1508
之建築物之緯度坐標及經度坐標以及代表性窗戶定向(即，窗戶面向的方向)來預測未來時間的晴空輻照度。在其他實施例中，此等晴空輻照度計算可由太陽位置計算器1512
執行。
模組B1556
隨後經由遞增式地增加色澤等級來計算新色澤等級。在此等遞增步驟中之每一者處，使用以下等式判定基於新色澤等級的房間中之內部輻照度：內部輻照度 = 色澤等級SHGC×晴空輻照度。模組B選擇內部輻照度小於或等於基準內部輻照度(基準SHGC×最大晴空輻照度)時的色澤等級，並且該色澤等級不淺於來自A之色澤等級。模組B1556
輸出來自B之所選色澤等級。根據來自B之色澤等級，邏輯1558
計算外部輻照度以及計算出的晴空輻照度。
模組C1560
判定輻照度的感測器讀數是否小於晴空輻照度。若判定結果為是，則使所計算的色澤等級遞增式地更淺(更為透明)，直至值匹配或小於計算為感測器讀數×色澤等級SHGC之色澤等級，但不超過來自B之基準內部輻照度。若判定結果為否，則在遞增步驟中使所計算的色澤等級更深，如模組B1556
中所進行的。模組C輸出色澤等級。邏輯1562
判定來自模組C之色澤等級為最終色澤等級，並且將此最終色澤等級(來自模組C之色澤等級)傳回至窗戶控制器1410
之排程邏輯1518
。
在一個態樣中，模組11406
亦可包括第四模組D，該第四模組D可預測周圍環境對穿過區中之可著色窗戶之日光的強度及方向的影響。例如，相鄰建築物或其他結構可遮蔽建築物並且阻擋一些光穿過窗戶。作為另一實例，來自相鄰建築物之反射表面(例如，具有雪、水等之表面)或在建築物周圍的環境中之其他表面可將光反射至可著色窗戶中。此反射光可增加進入可著色窗戶中之光之強度並且在現住者空間中造成眩光。取決於模組D所預測之日光之強度及方向的值，模組D可修改由模組A、B及C判定的色澤等級，或可修改來自模組A、B及C之某些判定，諸如區/群組資料中之代表性窗戶之穿透深度計算或受光角度。
在一些情況下，可進行位點研究來判定在建築物周圍的環境，且/或可使用一或多個感測器來判定周圍環境之影響。來自位點研究之資訊可為基於預測一時間段(例如，一年)內之反射及遮蔽(周圍)影響的靜態資訊，或可為可在週期性基礎上或其他計時基礎上加以更新的動態資訊。在一種情況下，模組D可使用位點研究來修改自區/群組資料擷取之每一區之代表性窗戶的標準受光角度及相關聯的θ1
及θ2
。模組D可將關於代表性窗戶之此經修改資訊傳達至預測性控制邏輯之其他模組。模組D用來判定周圍環境之影響之一或多個感測器可為與其他模組(例如，模組C)所使用之感測器相同的感測器，或可為不同的感測器。此等感測器可經特定設計來為模組D判定周圍環境之影響。
為了操作圖 25
中展示的預測性控制邏輯，使用者首先利用時間及日期、區、感測器以及所使用程式之細節來準備排程表。或者，可提供預設的排程表。一旦排程表處於適當位置(已儲存)，以某些時間間隔(每隔1分鐘、5分鐘、10分鐘等等)，當天時間部分1510
基於當前時間及在排程表中之每一區的代表性窗戶中之EC裝置400
的轉變時間來判定未來的當天時間。使用區/群組資料1508
及位點資料1506
，太陽位置計算器1512
針對在排程表中之每一區的代表性窗戶判定在未來(預見)時間的太陽位置。基於使用者所準備的排程表，使用智慧型邏輯1520
來判定針對排程表中之每一區採用哪個程式。針對每一區，採用經排程之程式並且預測針對該未來時間的適當色澤等級。若在適當位置存在超控，則將使用超控值。若在適當位置沒有超控，則將使用程式所判定之色澤等級。針對每一區，窗戶控制器1410
將向相關聯的EC裝置400
發送具有由經排程之程式判定的區特定色澤等級的控制信號，以便到該未來時間時轉變該區中之可著色窗戶之色澤等級。 E. 用於基於快速變化的條件來作出著色決策的過濾器
在一些系統中，一旦作出將可著色窗戶著色為特定最終狀態之決策，則使該窗戶完成該轉變，直至達到該最終狀態。此類系統在轉變期間無法調整最終色澤狀態，且在轉變完成以前，只能等待。若此等系統選擇了不適合的最終色澤狀態，則在轉變週期期間以及另外在使窗戶轉變為更適當之色澤等級所花的任何時間期間，該窗戶被置於此不適合的色澤等級。由於著色/清除時間花費例如5至30分鐘，不適合的選擇可能將窗戶束縛在不適當的色澤等級達相當長的一段時間，從而可能使現住者感到不舒服。
快速變化的條件(例如，天氣變化，諸如晴天的間歇雲層、移入或移出的霧堤、霧消散而放晴等)結合長的轉變時間可導致控制方法在最終色澤狀態之間「彈跳」。另外，此類控制方法可基於在方法進行該轉變之後立即改變之條件來決定最終色澤狀態，在此情況下，窗戶被鎖定成不適合的色澤等級，直至轉變完成。舉例而言，考慮具有斑紋狀雲之大部分時間晴朗的天。當雲經過時，控制方法可對照度值的降低作出反應，且當該等值回彈時，可能存在眩光條件。即使雲快速經過，但使窗戶轉變為不適當地低的最終色澤狀態，至少歷時轉變週期之持續時間。在此時間期間，太陽輻射進入房間，從而亦可使房間太熱而使現住者感到不舒服。
快速變化的天氣條件之實例為有霧的早晨突然放晴。某些系統將基於晨霧期間的低照度讀數來判定一天開始時的低色澤等級。在霧消散之後天氣快速轉變為晴空時的一段時間期間，此低色澤等級將不適當地低。在此實例中，在相當長的一段時間(例如，35-45分鐘)內，可能無法判定針對晴空之更適當的較高色澤等級。快速變化的條件之另一實例係來自物件(諸如停著的汽車或鄰近建築物之窗戶)之反射的開始。
本文所描述的某些實施例包括使用多個過濾器來作出解決快速變化的條件之著色決策的窗戶控制方法。在某些情況下，在當前轉變週期期間可使用此等過濾器來判定更適當的最終色澤狀態，以將窗戶之色澤等級調整為適合於當前條件之等級。一種類型的過濾器係箱車過濾器(有時稱為滑動窗戶過濾器)，其採用在時間上運行之照度值之多個感測器讀數。箱車值係n
個相連的感測器樣本(隨時間推移之照度值之讀數)之計算出的中心趨勢(例如，均值、平均值或中值)。通常，感測器樣本係(例如，藉由位於建築物外部之感測器)對外部輻射的量測值。可使用單個感測器來採集多個窗戶(諸如建築物之特定區中之窗戶)的感測器樣本。感測器讀數通常以統一速率(取樣速率)在週期性基礎上採集讀數。舉例而言，感測器可以範圍為大約每30秒一個樣本至每二十分鐘一個樣本之速率來採集樣本。在一個實施例中，感測器以每分鐘一個樣本之速率採集樣本。在一些情況下，一或多個計時器亦可用來將色澤維持在使用箱車值所判定之當前設定。
在某些態樣中，控制方法使用短箱車及一或多個長箱車(過濾器)來作出著色決策。相對於長箱車(例如，使用在1小時、2小時等內採集之樣本值的長箱車)中之較大數目個感測器樣本(例如，n=10、20、30、40等)，短箱車(例如，使用在10分鐘、20分鐘、5分鐘等內採集之樣本值的短箱車)係基於較小數目個感測器樣本(例如，n=1、2、3、……10等)。在一種情況下，短箱車值係感測器樣本的中值，且長箱車值係感測器樣本的平均值。由於短箱車值係基於較小數目個感測器樣本，因此短箱車值比長箱車值更貼近感測器讀數。因此，與長箱車值相比，短箱車值更快速且更大程度上對快速變化的條件作出回應。儘管計算出的短箱車值及長箱車值兩者滯後於感測器讀數，但短箱車之滯後程度將比長箱車小。
短箱車對當前條件的回應可比長箱車更快。長箱車過濾器使窗戶控制器對頻繁的短期天氣波動的回應平滑，而短箱車不會如此平滑但對於快速且顯著的天氣變化作出更好的回應。在有雲經過的情況下，使用長箱車照度值之控制演算法將不會快速地對當前有雲經過之條件作出反應。在此情況下，應在著色決策中使用長箱車照度值來判定適當的高色澤等級。在霧消散的情況下，在著色決策中使用短期箱車照度值可能更合適。在此情況下，在霧消散之後，短期箱車可更快地對新的晴朗條件作出反應。藉由使用短期箱車值來作出著色決策，隨著霧快速消散，可著色窗戶快速地調整為晴朗條件且而使現住者保持舒適。
在某些態樣中，控制方法評估短期箱車值與長期箱車值之間的差，以判定在著色決策中將使用哪個照度值。當差(短期值減去長期值)為正且超過第一(正)臨限值(例如，20 W/m2
)時，短期箱車值用來計算色澤值。注意，正值對應於向增亮的轉變(窗戶外側之更大輻射強度)。在一些實施方案中，當超過正臨限值時，設定第一計時器，在此情況下，在第一計時器之規定時間量內，維持當前計算出的色澤值。藉由使窗戶保持在經更多著色之狀態且防止可能打擾現住者之過多轉變，使用第一計時器將有利於眩光控制。另一方面，當短車值與長車值之間的差小於臨限值(或為負)時，使用長期箱值來計算下一色澤狀態。並且，若該差為負且大於第二(負)臨限值，則可設定第二計時器。正臨限值可在約1瓦/平方公尺至200瓦/平方公尺的範圍內，且負臨限值可在約-200瓦/平方公尺至-1瓦/平方公尺的範圍內。在第二計時器之規定時間量期間，維持基於長箱車計算出的色澤值。一旦控制方法判定要使用哪個箱車值，該方法將基於該箱車值是高於上限、低於下限還是介於上限與下限之間來作出著色決策。若高於上限，則使用模組A及B(或在一些情況下，僅使用B)來判定色澤變化。若高於下限且低於上限，則使用模組A、B及C(或在一些情況下，僅使用B及C)來判定色澤變化。若低於下限，則應用已定義的色澤等級(例如，標稱透明)。在某些情況下，下限可在5瓦/平方公尺至200瓦/平方公尺之範圍內，且上限可在50瓦/平方公尺至400瓦/平方公尺之範圍內。圖 26A
為展示圖 17
中所示之控制邏輯之特定實施方案的流程圖3600
。在步驟3610
處，控制方法判定時間是否介於日出與日落之間。若在步驟3610
處，時間在日出之前或在日落之後，則控制方法清除窗戶中之色澤，並且進行至步驟3620
以判定是否存在超控。若在步驟3610
處判定介於日出與日落之間，則控制方法判定太陽方位角是否介於臨界角之間(步驟3620
)。圖 27B
描繪具有桌子之房間，以及房間中之可著色窗戶之臨界角。若太陽方位角處於臨界角內，則太陽照到坐在桌子旁的現住者上。在圖 27B
中，展示太陽的方位角在所說明之臨界角外。返回至圖 26A
中之流程圖，若在步驟3620
處判定太陽方位角在臨界角外，則在步驟3800
處不使用模組A而使用模組B。若判定太陽方位角介於臨界角之間，則在步驟3700
處使用模組A，且在步驟3800
處使用模組B。在步驟3820
處，控制方法判定感測器值是否低於臨限值1或高於臨限值2。若感測器值低於臨限值1或高於臨限值2，則不使用模組C(步驟3900
)。若感測器值高於臨限值1且低於臨限值2，則使用模組C。在任一情況下，控制方法進行至步驟3920
以判定在適當位置是否存在超控。圖 26B
為在當天早些時候多雲(例如，有霧)且在當天晚些時候晴朗(晴空)的一天期間自感測器採集之照度讀數之曲線圖。如圖所示，照度讀數的值在上午7點之前低於下限，上升至下限以上，隨後高於上限，隨後，隨著雲在上午10點之後消散，照度讀數在當天晚些時候變得更高。當感測器在上午7點之前讀取之照度等級低於下限(例如，10瓦/平方公尺)時，穿過可著色窗戶之輻射量不足以影響現住者舒適性。在此情況下，不需要對色澤等級進行重新評估，且應用已定義的色澤等級(例如，最大窗戶透射率)。當感測器在上午7點之後且在上午10點之前讀取的值介於下限與上限(例如，100瓦/平方公尺)之間時，將使用模組A、B及C來計算最終色澤狀態。當感測器在上午10點之後讀取的值高於上限(例如，100瓦/平方公尺)時，將使用模組A及B來計算最終色澤狀態。圖 27A
為根據一些實施例之使用短箱車值及長箱車值來作出著色決策之控制方法的流程圖4000
。雖然使用一個短期箱車值及一個長期箱車值來展示流程圖，但其他實施例可包括使用多個箱車值，諸如第二長期箱車值。所說明之控制方法週期性地接收照度值之感測器讀數，並且更新長期箱車值及短期箱車值。若設定了計時器，則當前色澤等級將維持在當前色澤設定。該方法評估短期箱車值與長期箱車值之間的差，以判定在著色決策中將使用哪個箱車值作為照度值。若該等值之間的差大於臨限值，則使用短期箱車值，且設定計時器，在此期間，將維持當前色澤設定。若該等值之間的差低於臨限值，則使用長期箱車值，且可設定不同計時器(取決於該差的量值)。使用先前判定之箱車值作為照度等級，方法判定該照度值是否低於較低色澤等級，且若低於較低色澤等級，則應用已定義之色澤等級(例如，標稱透明)。如果照度值高於上限，則方法判定太陽是否在臨界角外。圖 24B
描繪具有桌子之房間及房間之臨界角，在該臨界角內，太陽會照射到坐在桌子旁的現住者。在該說明中，太陽在臨界角外。若方法判定太陽在臨界角外，則可僅使用模組B來判定色澤等級。若在臨界角內，則使用模組A及B來判定色澤等級。若照度值高於下限且低於上限，則方法判定太陽是否在臨界角外。若在臨界角外，則使用模組B及C來判定色澤等級。若在臨界角內，則使用模組A、B及C來判定色澤等級。
更具體地參考回圖 27A
，在步驟4010
處，由感測器發送且由處理器接收照度值之感測器讀數(例如，外部輻射讀數)。通常，感測器以統一速率(例如，每分鐘採集一個樣本)在週期性基礎上採集樣本。在步驟4012
處，用接收到的感測器讀數來更新長期箱車照度值及短期箱車照度值。換言之，用最新值替換箱車過濾器中之最舊值，且計算新的箱車照度值，通常計算為箱車中之樣本的中心趨勢。在步驟4020
處，判定是否設定了計時器。若設定了計時器，則在步驟4022
處維持當前色澤設定，且過程返回至步驟4010
。換言之，過程不計算新的色澤等級。若未設定計時器，則在步驟4030
處判定短期箱車照度值與長期箱車照度值之間的差(△
)之量值及正負號。即，△
=短期箱車值-長期箱車值。在步驟4040
處，判定△
是否為正且大於第一臨限值。若△
為正且大於第一臨限值，則在步驟4042
處將系統之照度值設定為短期箱車照度值且設定第一計時器，並且方法進行至步驟4050
。若△
不為正且大於第一臨限值，則在步驟4044
處將系統之照度值設定為長期箱車照度值。在步驟4046
處，判定△
是否為負且絕對值大於第二臨限值之絕對值。若△
比為負且絕對值大於第二臨限值之絕對值，則在4048
處設定第二計時器，且方法進行至步驟4050
。若△
為負且絕對值小於第二臨限值之絕對值，則方法直接進行至步驟4050
。在步驟4050
處，判定系統之設定照度值是否小於下限。若系統之設定照度值小於下限，則在步驟4052
處應用已定義之色澤等級(例如，標稱透明)，且過程返回至步驟4010
。若系統之設定照度值大於下限，則在步驟4060
處判定系統之設定照度值是否大於上限。若判定系統之設定照度值大於上限，則在4070
處判定太陽方位角是否在臨界角外。若太陽不在臨界角外，則使用模組A及B來判定應用於可著色窗戶之最終色澤等級，且過程返回至步驟4010
。若太陽在臨界角外，則在步驟4074
處僅使用模組B來判定最終色澤狀態，且過程返回至步驟4010
。若在步驟4060
處判定系統之設定照度值不大於上限，則在4080
處判定太陽是否在臨界角外。若太陽不在臨界角外，則在步驟4082
處使用模組A、B及C來判定應用於可著色窗戶之最終色澤等級，且過程返回至步驟4010
。若太陽在臨界角外，則在步驟4090
處僅使用模組B及C來判定應用於可著色窗戶之最終色澤等級，且過程返回至步驟4010
。圖 28A
描繪與以下兩者相關聯的兩個曲線圖：在日常的一天期間之感測器讀數，及藉由參考圖 27A
所描述之控制方法判定之相關聯色澤狀態。底部曲線圖展示在一天內的時間t
之感測器讀數。出於參考目的，底部曲線圖亦包括晴空照度值隨時間t
的鐘形曲線。此特定鐘形曲線將係在臨界角為90(東)至270(西)之面向南的窗戶處之值的實例(即，因為鐘形在破曉至黃昏時間標度中大致處於中心)。底部曲線圖亦包括在天氣週期性地偏離晴空的一天期間隨時間t
採集之感測器讀數的曲線。感測器讀數通常為外部輻射之量測值。底部曲線圖亦包括在時間t
計算出的經更新之短箱車值及長箱車值的曲線。此等值通常被計算為在時間t
更新的箱車中之樣本之中心趨勢。感測器讀數之曲線亦展示照度在四朵雲1、2、3及4經過時的下降，且接著在該等雲中之每一者經過之後迴歸晴朗。短箱車曲線遵循感測器讀數曲線，且快速對由四朵雲造成的照度下降作出反應。長期箱車值滯後於感測器讀數且不對由雲造成的照度下降作出相同程度的反應。頂部曲線圖展示控制方法在時間t
計算出的穿過可著色窗戶之色澤狀態透射率(Tvis
)。直至緊接在事件0之前，短期箱車值與長期箱車值之間的正差小於(正)臨限值(例如，20瓦/平方公尺)，且照度值被設定為經更新之長箱車值。由於照度值低於下限，因此應用與60%的Tvis
相關聯的已定義色澤等級(標稱透明狀態)。如圖所示，控制方法應用60%的Tvis
，直至短期箱車值與長期箱車值之間的正差大於(正)臨限值(例如，20瓦/平方公尺)，且接著將照度值設定為短箱車值(事件0)。此時，設定計時器1，且維持事件0處計算出的色澤狀態，直至計時器1緊接在在雲1經過之後期滿。由於照度值(基於短箱車值)大於下限且小於上限，且太陽在臨界角內，因此在事件0處使用模組A、B及C來判定對應於20%的Tvis
之色澤等級。此後，短期箱車的值經過更高等級，從而觸發僅基於模組A及B之計算。因為設定了計時器1，所以色澤等級不發生變化。緊接在雲1經過的時間之後，計時器1期滿。從此時開始，直至緊接在雲3之前，短期箱車值與長期箱車值之間的正差大於正臨限值，且照度值被設定為經更新之短期箱車值。在此時間期間，照度值(基於經更新之短期箱車值)保持高於上限，且太陽保持在臨界角內，且因此再次使用模組A及B來判定色澤等級，且模組A及B計算對應於4%的Tvis
之色澤等級。在雲3處，長箱車值大於短箱車值，且差現在為負，且因此照度值被設定為長箱車值。由於差為負且絕對值小於(負)臨限值之絕對值，因此不設定計時器。由於照度值大於上限且太陽在臨界角內，因此再次使用模組A及B來判定色澤等級。在雲4處，長箱車值再次大於短箱車值，並且差為負且絕對值小於(負)臨限值之絕對值。在此時間，將照度值設定為經更新之長箱車值，但不設定計時器。由於照度值大於下限且小於上限且太陽在臨界角外，因此使用模組A、B及C來判定色澤等級，且模組A、B及C計算對應於40%的Tvis
之色澤等級。圖 28B
描繪與以下兩者相關聯的兩個曲線圖：在具有間歇尖峰之多雲天期間之感測器讀數，及藉由參考圖 27A
所描述之控制方法判定之相關聯色澤狀態。底部曲線圖展示在多雲天的時間t
之感測器讀數。出於參考目的，底部曲線圖亦包括晴空照度值隨時間t
的鐘形曲線。底部曲線圖亦包括在時間t
計算出的經更新之短箱車值及長箱車值的曲線。感測器讀數的曲線展示，條件在早晨為多雲，直至點3為止，天氣在點3處變為晴朗，持續一段較短的時間，在再次變為多雲之前，有兩次下降。頂部曲線圖展示控制方法在時間t
計算出的穿過可著色窗戶之色澤狀態透射率Tvis
。在點1之前，短期箱車值與長期箱車值之間的正差小於臨限值，且照度值被設定為長箱車值。由於照度值低於下限，因此應用與60%的Tvis
相關聯的已定義色澤等級(標稱透明狀態)。在點1處，短期箱車值與長期箱車值之間的差為正且小於臨限值，且照度值被設定為經更新之長箱車值。在此情況下，照度值介於下限與上限之間，且在一天中尚早，使得太陽在臨界角外，因此不需要使用模組A來判定穿透深度。在此情況下，僅使用模組B及C，且模組B及C計算在40%的Tvis
下的色澤等級以使窗戶變深。在點2處，短期箱車值與長期箱車值之間的差為正且小於臨限值，且照度值被設定為經更新之長箱車值。在此點處，在一天中仍尚早，且太陽在臨界角外。照度值高於在點1處的照度值，但仍介於上限與下限之間，且模組B及C判定在20%的Tvis
下的色澤等級以使窗戶進一步變深。在點3處，短期箱車值與長期箱車值之間的差為正且大於臨限值，且因此照度值被設定為經更新之短箱車值，且設定計時器1。由於照度值高於上限且太陽在臨界角內，因此使用模組A及B來判定使色澤增加至對應於4%的Tvis
之色澤等級。在計時器的長度期間，將維持該色澤狀態。緊接在點4之前，計時器1期滿。在點4處，短期箱車值與長期箱車值之間的正差大於(正)臨限值，且照度值被設定為經更新之短箱車值。在一天中的此時，照度值高於下限，且太陽在臨界角外，使得僅使用模組B來判定對應於40%的Tvis
之色澤等級。在點5處，短期箱車值與長期箱車值之間的正差小於臨限值，且照度值被設定為經更新之長箱車值。不設定計時器。在一天中的此時，照度值低於下限且使用模組B及C來判定對應於60%的Tvis
之色澤等級。
在一些控制方法中，用感測器讀數來更新長箱車值，且在該天期間不再重設該長箱車值。若感測器讀數將會在該天期間顯著變化(例如，當風暴前沿到達時)，則長箱車值將實質上滯後於感測器讀數之快速變化，且將不反映該快速變化。舉例而言，在外部照度的實質下降之後，長箱車值顯著高於感測器讀數。若使用此等高長箱車值來計算色澤等級，則窗戶可能被過度著色，直至長箱車有時間來加載有更多的當前感測器讀數。在某些態樣中，控制方法在照度的快速變化之後重設長箱車，以便長箱車可加載有更多的當前感測器讀數。圖 29A-29B
為重設長箱車之加載之控制方法的說明。在其他態樣中，控制方法使用由照度條件的顯著變化啟動的第二長箱車。圖 30A-30B
為具有第二長箱車之控制方法的說明。在此等情況下，控制方法可使用更接近當前感測器讀數之長箱車值，且可避免在照度的快速下降之後對窗戶過度著色。圖 29A
為根據實施例之重設長箱車之加載之控制方法的流程圖5000
。在感測器讀數的快速變化之後，長箱車被重設且開始重新加載當前感測器讀數。當短箱車值與長箱車值之間的負差大於臨限值時，重設長箱車。即，大於臨限值之負差指示感測器讀數的快速變化。同時，控制方法啟動第二計時器。控制方法使用重設之長箱車值來計算色澤等級，在第二計時器期間將維持該色澤等級。由於當條件變化時，長箱車開始重新加載有新的感測器讀數，因此長箱車值一度貼近感測器讀數，且控制方法將判定緊密對應於快速變化的感測器讀數之色澤等級。
更具體而言，參考回圖 29A
，在步驟5010
處，由感測器發送且由處理器接收照度值之感測器讀數。在步驟5012
處，用接收到的感測器讀數來更新長期箱車照度值及短期箱車照度值。若步驟5020
處判定設定了計時器，則在步驟5022
處維持當前色澤設定(即，不計算新的色澤等級)，且過程返回至步驟5010
。若在步驟5020
處判定未設定計時器，則在步驟5030
處判定短期箱車照度值與長期箱車照度值之間的差(△
)的量值及正負號。即，△
=短期箱車值-長期箱車值。若在步驟5030
處判定△
為正且大於第一臨限值，則將照度值設定為短期箱車照度值，在步驟5042
處設定第一計時器，且方法進行至步驟5050
。若在步驟5030
處判定△
為正且小於臨限值或為負值，則在步驟5044
處將照度值設定為長期箱車照度值。在步驟5046
處，判定△
是否為負且絕對值大於第二臨限值之絕對值。若△
為負且絕對值大於第二臨限值之絕對值，則照度已有顯著下降。在此情況下，在步驟5048
處設定第二計時器且重設長箱車以再次開始加載，且方法進行至步驟5050
。若△
並非為負且絕對值大於第二臨限值之絕對值，則方法直接進行至步驟5050
。在步驟5050
處，判定設定照度值是否小於下限。若小於下限，則在步驟5052
處應用已定義的色澤等級(例如，標稱透明)，且過程返回至步驟5010
。若系統之設定照度值大於下限，則在步驟5060
處判定系統之設定照度值是否大於上限。若判定系統之設定照度值大於上限，則在5070
處判定太陽方位角是否在臨界角外。若太陽不在臨界角外，則使用模組A及B來判定應用於可著色窗戶之最終色澤等級，且過程返回至步驟5010
。若太陽在臨界角外，則在步驟5074
處僅使用模組B來判定最終色澤狀態，且過程返回至步驟5010
。若在步驟5060
處判定系統之設定照度值不大於上限，則在5080
處判定太陽是否在臨界角外。若太陽不在臨界角外，則在步驟5082
處使用模組A、B及C來判定應用於可著色窗戶之最終色澤等級，且過程返回至步驟5010
。若太陽在臨界角外，則在步驟5090
處僅使用模組B及C來判定應用於可著色窗戶之最終色澤等級，且過程返回至步驟5010
。圖 29B
說明在一天的一部分期間的時間t
期間之感測器讀數及箱車值的情形。此情形假定在午後時的晴朗天氣(500 W/m2
)且此時一起追蹤大部分箱車曲線圖，其中進行每5分鐘一次的計算。在第一垂直黑線(定期5分鐘間隔計算)處，感測器讀數存在輕微下降且短期箱車值略微高於長期箱車值，該長期箱車值滯後於感測器讀數。由於短期值與長期值之間的負差低於臨限值，因此使用長期箱車值來判定色澤等級。在緊接的下一計算處，感測器讀數展示出外部照度之較大下降(例如，風暴前沿到達)。負差大於臨限值，且控制方法觸發1小時計時器(變化的條件已造成此事件，使得差量足以觸發計時器)，且重設長箱車。控制方法將照度值設定為重設之長箱車值，以判定在計時器時段期間要使用的色澤等級。由於長期箱車值高於上限，且太陽在臨界角內，因此使用模組A及B來基於重設之長箱車值判定色澤等級。在第二計時器時段結束時，短期箱車值與長期箱車值之間的負差小於臨限值，以便照度被設定為重設之長期箱車值。
在第二計時器時段結束時，若僅僅使用邏輯而不重設長箱車，則在該時間段期間第二計時器將再次被實施且將使用長箱車值(如之前)。正如你所見，此將會是錯誤的結果，因為實際感測器讀數(及短箱車)資料表明其為陰天且根據長箱車資料(仍然遠離現實)，窗戶不需要被著色。在此情形中，長期箱車在計時器開始時段被重設。換言之，一旦計時器被觸發，此同時觸發重設長箱車以開始加載有新的感測器資料。在此邏輯下，在第二計時器結束時，比較短期箱車值與重設之長箱車值，且差量現在將更接近地反映實際感測器讀數。圖 30A
為在感測器讀數存在快速變化時起始第二長箱車之控制方法的流程圖6000
。新起始之第二長箱車的值在快速變化期間接近地追蹤感測器讀數。第一長箱車滯後於感測器讀數。
參考回圖 30A
，在步驟6010
處，由感測器發送且由處理器接收照度值之感測器讀數。在步驟6012
處，用接收到的感測器讀數來更新箱車照度值。若步驟6020
處判定設定了計時器，則在步驟6022
處維持當前色澤設定(即，不計算新的色澤等級)，且過程返回至步驟6010
。若在步驟6020
從判定未設定計時器，則在步驟6024
處判定第二長箱車是否已起始。若在步驟6024
處判定第二長箱車已起始，則將值1設定為短箱車照度值及第一長箱車照度值中之較大者，且將值2設定為第二長箱車照度值。若第二長箱車尚未起始，則將值1設定為短箱車照度值，且將值2設定為第二長箱車照度值。在步驟6030
處，判定值1與值2之間的差(△
)之量值及正負號。若在步驟6030
處判定△
為正且大於第一臨限值，則在步驟6042
處將照度值設定為值1，且設定第一計時器，隨後方法進行至步驟6050
。若在步驟6030
處判定△
為正且小於第一臨限值，或△
為負值，則在步驟6044
處將照度值設定為值2。在步驟6046
處，判定△
是否為負且絕對值大於第二臨限值之絕對值。若△
為負且絕對值大於第二臨限值之絕對值，則照度已有顯著下降。在此情況下，在步驟6048
處，設定第二計時器，起始第二長箱車，且將照度值設定為第二長箱車之初始值，且方法進行至步驟6050
。若△
並非為負且絕對值大於第二臨限值之絕對值，則方法直接進行至步驟6050
。在步驟6050
處，判定設定照度值是否小於下限。若小於下限，則在步驟6052
處應用已定義的色澤等級(例如，標稱透明)，且過程返回至步驟6010
。若系統之設定照度值大於下限，則在步驟6060
處判定系統之設定照度值是否大於上限。若判定系統之設定照度值大於上限，則在6070
處判定太陽方位角是否在臨界角外。若太陽不在臨界角外，則使用模組A及B來判定應用於可著色窗戶之最終色澤等級，且過程返回至步驟6010
。若太陽在臨界角外，則在步驟6074
處僅使用模組B來判定最終色澤狀態，且過程返回至步驟6010
。若在步驟6060
處判定系統之設定照度值不大於上限，則在6080
處判定太陽是否在臨界角外。若太陽不在臨界角外，則在步驟6082
處使用模組A、B及C來判定應用於可著色窗戶之最終色澤等級，且過程返回至步驟6010
。若太陽在臨界角外，則在步驟6090
處僅使用模組B及C來判定應用於可著色窗戶之最終色澤等級，且過程返回至步驟6010
。圖 30B
說明在一天的一部分期間的時間t
期間之感測器讀數及箱車值的情形。此情形假定在午後時的晴朗天氣(500 W/m2
)且此時一起追蹤大部分箱車曲線圖，其中每5分鐘進行一次計算。在第一垂直黑線(定期5分鐘間隔計算)處，感測器讀數存在輕微下降且短期箱車值略微高於第一長期箱車值，該長期箱車值滯後於感測器讀數。由於短長箱車值與第一長箱車值之間的負差低於臨限值，因此使用第一長箱車值來判定色澤等級。在緊接的下一計算處，感測器讀數展示出外部照度的較大下降。在此情況下，負差大於臨限值，且控制方法觸發1小時計時器(變化的條件已造成此事件，使得差量足以觸發計時器)，且起始第二長箱車。另外，將照度值設定為初始第二長箱車值。由於此初始第二長期箱車值高於上限，且太陽在臨界角內，因此使用模組A及B來基於初始第二長箱車值判定色澤等級。在第二計時器時段結束時，第一長箱車值大於短箱車值，且第二長箱車值與第一長箱車值之間的正差低於第一臨限值。控制方法使用第一長箱車照度值來判定在第一計時器期間將要使用的色澤等級。
在不背離本揭示內容之範疇的情況下，可對上述預測性控制邏輯、其他控制邏輯以及它們的相關聯控制方法(例如，參考圖 25
所述之邏輯、參考圖 12
、圖 13
、圖 14
以及圖 15
所述之邏輯以及參考圖 24
所述之邏輯)中之任一者作出修改、添加或省略。在不脫離本揭示內容之範疇的情況下，上文所描述的邏輯中之任一者可包括更多邏輯組件、更少邏輯組件或其他邏輯組件。另外，在不脫離本揭示內容之範疇的情況下，可按任何適合的次序來執行所描述之邏輯之步驟。
另外，在不背離本揭示內容之範疇的情況下，可對上述系統或系統之組件作出修改、添加或省略。可根據特定需要來整合或分開該等組件。舉例而言，主網路控制器1403
及中間網路控制器1408
可整合至單個窗戶控制器中。此外，可由更多組件、更少組件或其他組件來執行系統之的操作。另外，可使用任何適合的邏輯來執行系統之操作，該邏輯包含軟體、硬體、其他邏輯或前述各者之任何適合的組合。
應理解，如上文所描述之本發明可使用電腦軟體以模組化方式或整合方式實施為控制邏輯之形式。基於本揭示內容及本文所提供之教示，一般熟習此項技術者將知曉並瞭解使用硬體以及硬體與軟體之組合來實施本發明之其他方式及/或方法。
本申請中所描述的軟體組件或功能中之任一者可實施為將由處理器使用任何適合的電腦語言(諸如Java、C++或Perl)，使用例如習知的或物件導向技術來執行的軟體碼。該軟體碼可作為一系列指令或命令儲存在電腦可讀媒體上，諸如隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、磁性媒體(諸如硬碟或軟碟)或光學媒體(諸如CD-ROM)。任何此類電腦可讀媒體可駐留於單個計算設備上或內，且可存在於系統或網路內的不同計算設備上或內。
儘管已在一定程度上詳細地描述先前揭示之實施例以促進理解，但所描述實施例應被視為說明性的而非限制性的。一般熟習此項技術者將顯而易見，在隨附申請專利範圍之範疇內可實踐某些改變及修改。
在不脫離本揭示內容之範疇的情況下，可將來自任何實施例之一或多個特徵與任何其他實施例之一或多個特徵組合。另外，在不脫離本揭示內容之範疇的情況下，可對任何實施例作出修改、增加或省略。在不脫離本揭示內容之範疇的情況下，可根據特定需要來整合或分開任何實施例之組件。
10:建築物
100:多面圓形大廳/多面圓形大廳結構/圓形大廳
110:實體感測器/第一實體感測器
112:實體感測器/第二實體感測器
114:實體感測器/第三實體感測器
121:小面
122:小面
123:小面
124:小面
125:小面
130:羅盤
140:組合式感測器系統
142:實體感測器/第一實體感測器
144:實體感測器/第二實體感測器
146:實體感測器/第三實體感測器
148:實體感測器/第四實體感測器
152:第一正面
156:第三正面
158:第四正面
160:第五正面
162:第六正面
164:第七正面
166:第八正面
172:第一虛擬感測器
174:第二虛擬感測器
176:第三虛擬感測器
178:第四虛擬感測器
180:匯總曲線
182:太陽輻射分佈
184:太陽輻射分佈
186:太陽輻射分佈
188:匯總曲線
190:匯總曲線
192:匯總曲線
194:理論晴空太陽輻射分佈/理論太陽輻射分佈
195:區域/早晨區域
196:區域/午後區域
197:區域/傍晚區域
201:太陽輻射分佈
202:曲線
203:色澤狀態曲線
212:匯總曲線/曲線
213:曲線/色澤狀態曲線
222:匯總曲線/曲線
223:色澤狀態曲線
232:匯總曲線/曲線
233:曲線/色澤狀態曲線
240:理論太陽輻射讀數/太陽輻射分佈
242:模擬太陽輻射讀數
244:色澤狀態曲線
252:匯總曲線
254:曲線
262:匯總曲線
264:曲線
272:匯總曲線
274:曲線
280:太陽輻射曲線/曲線
282:曲線/第一實體感測器讀數
284:曲線/第二實體感測器讀數
285:第一方位角
286:第二方位角
287:第一太陽輻射分佈
288:第二太陽輻射分佈
289:陰影區域
290:第一方位角
291:第二方位角
292:第一太陽輻射分佈
293:第二太陽輻射分佈
294:陰影區域
301:第一曲線
302:第二曲線
303:第三曲線
304:第四曲線
305:交叉點
311:第一曲線
312:第二曲線
313:第三曲線
314:第四曲線
315:交叉點
316:交叉點
321:第一曲線
322:第二曲線
323:第三曲線
324:第四曲線
325:交叉點
326:交叉點
330:匯總曲線
331:匯總曲線
352:匯總曲線
354:匯總曲線
360:第一曲線
362:第二曲線
370:第一曲線
372:第二曲線
380:第一曲線
382:第二曲線
390:第一曲線
392:第二曲線
400:電致變色裝置/EC裝置
450:窗戶控制器
455:微處理器
460:功率寬度調變器(PWM)
465:信號調節模組
470:電腦可讀媒體
475:組態檔案
480:網路
500:房間
505:電致變色窗戶
510:外部感測器/感測器
520:窗簷
610:步驟
620:步驟/區塊
630:步驟/超控步驟
640:步驟/超控步驟
650:步驟/超控步驟
700:步驟
705:步驟/太陽位置計算器執行步驟
710:步驟
720:步驟
730:步驟
800:步驟
805:步驟
810:步驟/太陽位置計算器執行步驟
820:步驟/太陽位置計算器執行步驟
830:步驟
840:步驟
850:步驟
860:步驟
900:步驟
905:步驟
910:步驟
920:步驟
1405:使用者介面
1406:模組1
1407:BMS
1408:網路控制器/BACnet介面
1410:窗戶控制器
1502:主排程器
1506:位點資料
1508:區/群組資料
1510:當天時間(預見)邏輯/當天時間部分/當天時間邏輯
1512:太陽位置計算器
1514:超控邏輯
1516:感測邏輯
1518:排程邏輯
1520:智慧型邏輯
1550:模組A
1552:步驟
1554:邏輯
1556:模組B
1558:邏輯
1560:模組C
1562:邏輯
3600:流程圖
3610:步驟
3620:步驟
3700:步驟
3800:步驟
3820:步驟
3900:步驟
3920:步驟
4000:流程圖
4010:步驟
4012:步驟
4020:步驟
4022:步驟
4030:步驟
4040:步驟
4042:步驟
4044:步驟
4046:步驟
4048:步驟
4050:步驟
4052:步驟
4060:步驟
4070:步驟
4072:步驟
4074:步驟
4080:步驟
4082:步驟
4090:步驟
5000:流程圖
5010:步驟
5012:步驟
5020:步驟
5022:步驟
5030:步驟
5040:步驟
5042:步驟
5044:步驟
5046:步驟
5048:步驟
5050:步驟
5052:步驟
5060:步驟
5070:步驟
5072:步驟
5074:步驟
5080:步驟
5082:步驟
5090:步驟
6000:流程圖
6010:步驟
6012:步驟
6020:步驟
6022:步驟
6024:步驟
6026:步驟
6028:步驟
6030:步驟
6040:步驟
6042:步驟
6044:步驟
6046:步驟
6048:步驟
6050:步驟
6052:步驟
6060:步驟
6070:步驟
6072:步驟
6074:步驟
6080:步驟
6082:步驟
6090:步驟
圖 1A
為根據一實施例之結構之平面圖的示意圖，該結構包括多面圓形大廳(rotunda)。圖 1B
為根據一實施例之羅盤的附圖，該羅盤包括圖 1A
中所示之多面圓形大廳結構的一些小面的方向。圖 2A-2C
為根據一實施例之三個曲線圖，其具有針對分別在一月、四月及七月的一天期間以10度增量在0-350度之間變化的方位角之太陽輻射分佈。圖 3A-3B
為根據一實施例之兩個曲線圖，其具有針對與北成140度、與北成90度或面向東、與北成180度或面向南之方位角的太陽輻射分佈。圖 4
為根據實施例之在多面建築物處之組合式感測器系統及建築物控制系統的示意圖。圖 5A
及圖 5B
描繪分別示出根據實施例之在一天的不同時間針對南半球及北半球中之地理位置的太陽輻射曝露。圖 6A
描繪根據一實施例之基於來自安裝於建築物處的組合式感測器系統之面向東的感測器、面向南的感測器以及面向西的感測器之實際讀數的太陽輻射分佈的三個曲線圖。圖 6B
描繪根據一實施例之來自圖 6A
之曲線圖，其中添加了在與北成150度的正面–面向SE之正面(偏離東60度且偏離南30度)的方向上的太陽輻射分佈(虛線)。圖 7A
為說明根據一實施例之針對包含三個正交定向的感測器(感測器1、感測器2以及感測器3)之組合式感測器系統使用最大值法自日出至日落所判定的組合式感測器值之匯總曲線(陰影)之實例的曲線圖。圖 7B
為說明根據實施例之使用最大值法在夏至日這一天所判定的組合式感測器值之匯總曲線(虛線)之實例的曲線圖。圖 7C
描繪說明根據一實施例之在一天內使用最大值法所判定的組合式感測器值之匯總曲線的包絡(陰影區域)之實例的曲線圖。圖 8A
描繪根據一實施例之曲線圖，該曲線圖包括基於在晴天、在正面對準感測器上的太陽輻射之晴空預測之太陽輻射分佈(虛線)。圖 8B
描繪根據一實施例之曲線圖，該曲線圖包括使用疊加法之組合式感測器值的匯總曲線。圖 8C
描繪根據一實施例之曲線圖，該曲線圖包括使用最大值法之組合式感測器值的匯總曲線。圖 8D
描繪根據一實施例之曲線圖，該曲線圖包括使用平均值法之組合式感測器值的匯總曲線。圖 9
描繪根據一實施例之曲線圖，該曲線圖包括理論太陽輻射讀數(虛線)及在多雲天來自正面對準感測器之模擬太陽輻射讀數。圖 10A
描繪根據一實施例之曲線圖，該曲線圖包括使用最大值法之組合式感測器值的匯總曲線。圖 10B
描繪根據一實施例之曲線圖，該曲線圖包括使用疊加值法之組合式感測器值的匯總曲線。圖 10C
描繪根據一實施例之曲線圖，該曲線圖包括使用平均值法之組合式感測器值的匯總曲線。圖 11
為根據一實施例之內插的虛擬的正面對準感測器之太陽輻射曲線之實例，該太陽輻射曲線係使用向量演算法根據由組合式感測器系統之第一實體感測器(感測器1)獲取的讀數及由第二實體感測器(感測器2)獲取的讀數加以內插。圖 12A
展示根據實施例之在正面後方之異相感測器之影響的實例。圖 12B
展示根據實施例之在正面前方之異相感測器之影響的實例。圖 12C
包括根據實施例之在正面前方之實體感測器在冬至時間期間的相圖。圖 12D
為說明根據實施例之在正面前方之異相感測器之年度最大影響的相圖。圖 12E
為說明根據實施例之在正面後方之異相感測器之年度最大影響的相圖。圖 13A
為根據一實施例之曲線圖，其具有在夏至期間針對不同正面定向(每10度)的理論太陽輻射分佈且具有組合式感測器系統之組合式感測器值。圖 13B
為根據一實施例之曲線圖，其具有在冬至期間針對不同正面定向(每10度)的理論太陽輻射分佈且具有圖 13A
之組合式感測器系統之組合式感測器值。圖 14A
展示根據一實施例之曲線圖，其具有基於來自環形感測器之讀數的組合式感測器值的兩個匯總曲線，該環形感測器包含分開90度的四個等距實體感測器。圖 14B-14E
為根據實施例之與不同環形感測器配置相關聯的曲線圖，該等環形感測器配置分別包含四(4)個實體感測器、八(8)個實體感測器、十二(12)個實體感測器以及十八(18)個實體感測器。圖 14F
為針對具有四(4)個、八(8)個、十二(12)個以及十八(18)個等距實體感測器之環形感測器之來自圖14B-14E
之第一匯總曲線與第二匯總曲線之間的最大差值(差量)的圖表。圖 15
描繪窗戶控制器之組件之簡化方塊圖。圖 16A-16C
包括描繪根據所揭示實施例之由例示性控制邏輯之三個模組A、B及C中之每一者收集的資訊之圖。圖 17
為展示根據所揭示實施例之用於控制建築物中之一或多個電致變色窗戶的方法的預測性控制邏輯之一些步驟的流程圖。圖 18
為展示圖 17
中所展示的控制邏輯之一部分的一特定實施方案之流程圖。圖 19
為展示根據所揭示實施例之模組A之細節的流程圖。圖 20
為根據所揭示實施例之住用查找表之一實例。圖 21A
描繪根據所揭示實施例之包括電致變色窗戶的房間之示意圖，該房間具有基於位於窗戶附近的桌子1之空間類型。圖 21B
描繪根據所揭示實施例之包括電致變色窗戶的房間之示意圖，該房間具有基於位於遠離窗戶的桌子2之空間類型。圖 22
為展示根據所揭示實施例之模組B之細節的流程圖。圖 23
為展示根據所揭示實施例之模組C之細節的流程圖。圖 24
為展示圖 17
中所展示的控制邏輯之一部分的另一實施方案之圖。圖 25
為描繪用於控制建築物中之一或多個可著色窗戶(例如，電致變色窗戶)的色澤等級轉變的方法之預測性控制邏輯之方塊圖。圖 26A
為展示圖 17
中所展示的控制邏輯之一部分的一特定實施方案之流程圖。圖 26B
為在當天早些時候多雲且在當天晚些時候變得晴朗的一天期間的照度讀數之曲線圖以及對應的上限及下限。圖 27A
為根據實施例之使用箱車值作出著色決策之控制方法的流程圖。圖 27B
描繪具有桌子之房間及房間之臨界角，在該臨界角內，太陽會照射到坐在桌子旁的現住者。圖 28A
描繪根據實施例之與以下兩者相關聯的兩個曲線圖：在日常的一天期間之感測器讀數，及依據使用箱車過濾器的控制方法判定之相關聯的所判定色澤狀態。圖 28B
描繪根據實施例之與以下兩者相關聯的兩個曲線圖：在具有間歇尖峰之陰天期間之感測器讀數，及依據使用箱車過濾器的控制方法判定之相關聯的所判定色澤狀態。圖 29A
為根據實施例之使用箱車值作出著色決策之控制方法的流程圖。圖 29B
為包括在一天期間的時間t期間判定之感測器讀數、短箱車值及長箱車值之照度值的圖。圖 30A
為根據實施例之使用箱車值作出著色決策之控制方法的流程圖。圖 30B
為包括在一天期間的時間t期間判定之感測器讀數、短箱車值及長箱車值之照度值的圖。
140:組合式感測器系統
142:實體感測器/第一實體感測器
144:實體感測器/第二實體感測器
146:實體感測器/第三實體感測器
148:實體感測器/第四實體感測器
152:第一正面
156:第三正面
158:第四正面
160:第五正面
162:第六正面
164:第七正面
166:第八正面
172:第一虛擬感測器
174:第二虛擬感測器
176:第三虛擬感測器
178:第四虛擬感測器
Claims (50)
- 一種判定輻射值之方法，該方法包括： 至少部分藉由使用由設置於鄰近一建築物及/或位於該建築物上之位置處之多個實體感測器所測量值來判定該建築物外部之輻射之一輻射值，該經判定之輻射值位於不同於該等實體感測器之位置之一其他位置。
- 如請求項1之方法，其進一步包括使用該經判定之輻射值來控制該建築物之一或多個組件。
- 如請求項2之方法，其中該建築物之該一或多個組件包括至少一可著色窗戶。
- 如請求項1之方法，其中該等實體感測器之至少一實體感測器係設置於該建築物之一正面(facade)上或該正面中。
- 如請求項4之方法，其中該其他位置對應於不同於該建築物設置有該至少一實體感測器於其上之該正面之該建築物之一其他正面。
- 如請求項5之方法，其中該其他位置缺少(devoid of)經組態以測量該輻射之一實體感測器。
- 如請求項1之方法，其中該等實體感測器經定向成相對於自該建築物指向天空(skyward)之一軸之不同方位角(azimuthal angles)。
- 如請求項1之方法，其中該其他位置對應於與其附近設置有該等實體感測器或其上設置有該等實體感測器之該建築物不同之一其他建築物。
- 如請求項1之方法，其中判定該輻射值包括組合由該等實體感測器所測量之該等輻射值以判定輻射之一匯總值(aggregate value)。
- 如請求項1之方法，其中判定該輻射值包括於由該等實體感測器之兩個或更多個實體感測器所測量之輻射值之間內插。
- 如請求項10之方法，其進一步包括選擇該兩個或更多個實體感測器為在方位角位置上最接近該其他位置。
- 一種用於判定輻射值之設備，該設備包括至少一控制器，該至少一控制器經組態以： 至少部分藉由使用由設置於鄰近一建築物及/或位於該建築物上之位置處之多個實體感測器所測量之輻射值來判定或引導(direct)判定該建築物外部之一輻射值，該經判定之輻射值位於不同於該等實體感測器之位置之一其他位置。
- 如請求項12之設備，其進一步包括經組態以耦合至該等實體感測器之一控制系統，該控制系統操作地耦合至該建築物中之至少一其他裝置。
- 如請求項13之設備，其中該控制系統包括該至少一控制器。
- 如請求項14之設備，其中該至少一控制器係控制器之一分散式(distributed)及/或一分級(hierarchical)網路之一部分。
- 如請求項13之設備，其中該至少一其他裝置經組態以服務該建築物。
- 如請求項12之設備，其中該至少一控制器經組態以使用或引導使用該經判定之輻射值來控制該建築物之一或多個組件。
- 如請求項17之設備，其中該建築物之該一或多個組件包括至少一可著色窗戶。
- 如請求項12之設備，其中該等實體感測器之至少一實體感測器經設置於該建築物之一正面上或經附接至該建築物之一正面。
- 如請求項19之設備，其中該其他位置對應於不同於該建築物設置有該至少一實體感測器於其上之該正面之該建築物之一其他正面。
- 如請求項20之設備，其中該其他位置缺少經組態以測量該輻射之一實體感測器。
- 如請求項12之設備，其中該等實體感測器經定向成相對於自該建築物指向天空之一軸之不同方位角。
- 如請求項12之設備，其中該其他位置對應於與其附近設置有該等實體感測器或其上設置有該等實體感測器之該建築物不同之一其他建築物。
- 如請求項12之設備，其中該至少一控制器經組態以至少部分藉由組合或引導組合由該等實體感測器所測量之該等輻射值而判定輻射之一匯總值來判定或引導接判定該輻射值。
- 如請求項12之設備，其中該至少一控制器經組態以藉由於由該等實體感測器之兩個或更多個實體感測器所測量之輻射值之間內插或引導內插來判定或引導判定該輻射值。
- 如請求項25之設備，其中該至少一控制器經組態以選擇或引導選擇該兩個或更多個實體感測器為在方位角位置上最接近該其他位置。
- 一種用於判定輻射值之非暫時性電腦可讀程式指令，當由一或多個處理器執行時，該等非暫時性電腦可讀程式指令使得該一或多個處理器執行一或多個操作，該等操作包括： 至少部分藉由使用由設置於鄰近一建築物及/或位於該建築物上之位置處之多個實體感測器所測量之輻射值來判定或引導判定該建築物外部之一輻射值，該經判定之輻射值位於不同於該等實體感測器之位置之一其他位置。
- 如請求項27之非暫時性電腦可讀程式指令，其中該一或多個操作進一步包括使用或引導使用該經判定之輻射值來控制該建築物之一或多個組件。
- 如請求項28之非暫時性電腦可讀程式指令，其中該建築物之該一或多個組件包括至少一可著色窗戶。
- 如請求項27之非暫時性電腦可讀程式指令，其中該等實體感測器之至少一實體感測器經設置於該建築物之一正面上或該正面中。
- 如請求項30之非暫時性電腦可讀程式指令，其中該其他位置對應於不同於該建築物設置有該至少一實體感測器於其上之該正面之該建築物之一其他正面。
- 如請求項31之非暫時性電腦可讀程式指令，其中該其他位置缺少任何實體感測器。
- 如請求項27之非暫時性電腦可讀程式指令，其中該等實體感測器經定向成相對於自該建築物指向天空之一軸之不同方位角。
- 如請求項27之非暫時性電腦可讀程式指令，其中該其他位置對應於與其附近設置有該等實體感測器或其上設置有該等實體感測器之該建築物不同之一其他建築物。
- 如請求項27之非暫時性電腦可讀程式指令，其中判定或引導判定該輻射值包括組合或引導組合由該等實體感測器所測量之該等輻射值以判定輻射之一匯總值。
- 如請求項27之非暫時性電腦可讀程式指令，其中判定或引導判定該輻射值包括於由該等實體感測器之兩個或更多個實體感測器所測量之輻射值之間內插或引導內插。
- 如請求項36之非暫時性電腦可讀程式指令，其中該一或多個操作進一步包括選擇或引導選擇該兩個或更多個實體感測器為在方位角位置上最接近該其他位置。
- 一種用於判定輻射值之系統，該系統包括： 一虛擬感測器，其經組態以藉由使用由設置於鄰近一建築物及/或位於該建築物上之位置處之多個實體感測器所測量之輻射值來判定該建築物外部之一輻射值，該經判定之輻射值位於不同於該等實體感測器之位置之一其他位置。
- 如請求項38之系統，其進一步包括一網路，該網路操作地耦合至該虛擬感測器及該建築物中之至少一其他裝置。
- 如請求項39之系統，其中該至少一其他裝置經組態以服務該建築物。
- 如請求項38之系統，其進一步包括至少一控制器，其經組態以使用或引導使用該經判定之輻射值來控制該建築物之一或多個組件。
- 如請求項41之系統，其中該建築物之該一或多個組件包括至少一可著色窗戶。
- 如請求項38之系統，其中該等實體感測器之至少一實體感測器係設置於該建築物之一正面上或該正面中。
- 如請求項43之系統，其中該其他位置對應於不同於該建築物設置有該至少一實體感測器於其上或於其中之該正面之該建築物之一其他正面。
- 如請求項44之系統，其中該其他位置缺少經組態以測量該輻射之一實體感測器。
- 如請求項38之系統，其中該等實體感測器經定向成相對於自該建築物指向天空之一軸之不同方位角。
- 如請求項38之系統，其中該其他位置對應於與其附近設置有該等實體感測器或其上設置有該等實體感測器之該建築物不同之一其他建築物。
- 如請求項38之系統，其中該虛擬感測器經組態以至少部分藉由組合由該等實體感測器所測量之該等輻射值以判定輻射之一匯總值來判定該輻射值。
- 如請求項38之系統，其中該虛擬感測器經組態以藉由於由該等實體感測器之兩個或更多個實體感測器所測量之輻射值之間內插來判定該輻射值。
- 如請求項49之系統，其中該虛擬感測器經組態以選擇該兩個或更多個實體感測器為在方位角位置上最接近該其他位置。
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