TWI817947B - 用於提供電力及通信以供建築物服務之系統、方法、電腦程式及設備 - Google Patents

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TWI817947B
TWI817947B TW107114217A TW107114217A TWI817947B TW I817947 B TWI817947 B TW I817947B TW 107114217 A TW107114217 A TW 107114217A TW 107114217 A TW107114217 A TW 107114217A TW I817947 B TWI817947 B TW I817947B
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涅提 特里克
史蒂芬 克拉克 布朗
達爾雅 雪利凡斯塔瓦
羅伯特 T 羅茲畢基
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美商唯景公司
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Abstract

描述了一種可著色窗，該可著色窗具有用於調節透射穿過該窗之光的一可著色塗層，例如一電致變色裝置塗層。在一些實施例中，該窗在該窗之可視區域中具有一透明顯示器。當透明顯示器不在使用中時或當在背對該透明顯示器之一方向上觀看該窗時，透明顯示器可為實質上透明的。窗可具有用於接收使用者命令及/或用於監測環境條件之感測器。透明顯示器可顯示圖形使用者界面以例如控制窗功能。如本文中所描述，窗提供習知投影儀、TV及監測器之一替代顯示器。窗亦可經組態以接收、傳輸無線通信或阻止無線通信穿過該窗。一窗控制系統可在控制器(例如，不同窗處)之間共用計算資源。在一些情況下，該窗控制系統之該等計算資源由其他建築物系統及裝置利用。

Description

用於提供電力及通信以供建築物服務之系統、方法、電腦程式及設備
電致變色為某一材料在置於不同電狀態時通常由於經歷電壓變化而在光學性質方面展現可逆之電化學介導之變化的一種現象。該光學性質通常為顏色、透射率、吸收率及反射率中之一或多者。
電致變色材料可作為窗玻璃上之薄膜塗層併入至例如窗中以用於家庭、商業及其他用途。此等窗之顏色、透射率、吸收率及/或反射率可藉由誘發電致變色材料之變化而變化，例如電致變色窗為可以電方式變暗或變亮之窗。施加至窗之電致變色裝置的少量電壓將使其變暗；逆轉電壓極性使其變亮。此能力允許控制穿過窗之光的量，且呈現將電致變色窗用作節能裝置之機會。
儘管電致變色裝置，及尤其電致變色窗在建築物設計及建造中得到認可，但其尚未開始實現其全部商業潛能。
本揭露之一個態樣係關於建築物立面立面平台，其包括：(1)一電致變色窗網路，其處於建築物之內部與外部之間；(2)一或多個窗控制器；(3)一電力分配網路，其與該等窗控制器及該電致變色窗網路電通信；(4)一通信網路，其與該等窗控制器及該電致變色窗網路通信；及(5)一或多個無線電力傳輸器。該建築物立面平台經組態以控制進入該建 築物中之光進入及得熱量、通信，且遞送無線電力傳輸。
在一些實施例中，該電力分配網路自一建築物電源接收電力，且在一些情況下，該電力分配網路自在連接至該窗網路之組件上的一或多個光伏電池接收電力。在一些情況下，該電力分配網路僅自該一或多個光伏電池接收電力。該建築物立面平台與一建築物管理系統(BMS)進行通信及/或可至少部分由該BMS控制。該BMS可自該建築物立面平台接收熱負荷及佔據資訊或自該建築物立面平台接收HVAC控制指令。在一些情況下，該建築物立面平台本身充當一建築物管理系統(BMS)。
本揭露之另一態樣係關於一種建築物立面平台，其包括：(1)一電致變色窗網路，其處於建築物之內部與外部之間；(2)一或多個窗控制器；(3)一電力分配網路，其與該等控制器及該電致變色窗網路電通信；及(4)一通信網路，其與該等控制器及該電致變色窗網路通信。該建築物立面平台經組態以控制進入該建築物中之光進入及得熱量、通信，且充當該建築物之一建築物管理系統(BMS)。
本揭露之另一態樣係關於一種用於在一建築物中提供電力及資料傳輸之系統。該系統具有：(a)複數個光學可切換窗，其安置在該建築物之一外部上及/或接近該建築物之一外部的複數個位置處；(b)複數個窗控制器，每一窗控制器電耦接至該等光學可切換窗中之一或多者且經組態以控制該等光學可切換窗之著色狀態；(c)一通信網路，其具有：與一或多個資料處理模組及/或一或多個其他通信網路之一或多個通信介面，及將該等窗控制器連接至該一或多個通信介面之複數個資料通信路徑；及(d)一電力分配系統，其具有將該建築物中之一或多個電源連接至該等窗控制器之複數個電力傳輸路徑，其中該通信網路及/或該電力分配 系統經組態以為不包括該等光學可切換窗之外部電子裝置及/或一建築物系統提供資料及/或電力。
該建築物系統包括一建築物管理系統、一HVAC系統、一保全系統、一照明系統、一門鎖系統、一消防系統、一電梯系統、一視訊顯示器系統、一地理圍欄系統、一資產追蹤系統、一無線電力遞送系統或一無線通信系統。
在一些情況下，該(等)通信介面可與該建築物系統之一資料處理模組及/或一通信網路介接。在一些實施例中，該系統亦包括安置在該等光學可切換窗中之至少一者及/或該等窗控制器中之至少一者上的一或多個天線，其中該(等)天線通信地連接至該通信網路。該(等)天線可直接連接至該通信網路或經由該等窗控制器中之至少一者連接至該通信網路。該(等)天線可經組態以為該等外部電子裝置及/或該建築物系統提供資料及/或電力。
在一些情況下，該系統包括一或多個顯示器，該一或多個顯示器安置在一IGU、該等光學可切換窗中之至少一者及/或該等窗控制器中之至少一者上及/或向一IGU、該等光學可切換窗中之至少一者及/或該等窗控制器中之至少一者登記，其中該一或多個顯示器通信地連接至該通信網路。在一些情況下，顯示器可包括安置在該等光學可切換窗中之至少一者上的一透明顯示器。在一些實施例中，顯示器可為一視訊顯示器或透明有機發光二極體(OLED)顯示器
該(等)資料處理模組可包括一主控制器、網路控制器、建築物管理系統控制器、保全系統控制器、門鎖系統控制器、電梯系統控制器，及/或照明系統控制器。該等通信網路可包括一建築物管理系統網 路、一建築物照明網路、一保全系統網路、一門鎖網路、一電梯網路及/或網際網路。
該等資料通信路徑可包括有線連接及/或無線連接。在一些情況下，電力傳輸在一或多根幹線上發生。電力傳輸路徑可包括例如1類分級電纜及/或2類分級電纜。在一些情況下，該等電力傳輸路徑中之至少一些可為無線電力傳輸路徑。該等電力傳輸路徑可包括有線(例如，幹線)及無線傳輸路徑。在一些情況下，該(等)電源可包括一或多個光伏電源。
在一些情況下，該等窗控制器中之至少一者具有用於進行以下操作之邏輯：接收一著色狀態轉變命令，判定用於實現該著色狀態轉變之驅動參數，及將該等驅動參數應用於該等光學可切換窗中之至少一者。在一些情況下，資料處理模組包括一主控制器或一網路控制器。在一些情況下，該等外部電子裝置包括智慧型電話、個人電腦、電子平板或其任何組合。在一些情況下，該等外部電子裝置中之至少一者為一鎖、一保全攝影機、一電梯、一警報、一環境感測器，或一照明裝置。
在一些情況下，該(等)通信介面包括經組態以准許該(等)資料處理模組及/或該(等)其他通信網路使用一經界定之網路協定經由該通信網路進行通信的網路配接器。
本揭露之另一態樣係關於一種建造一建築物之方法。該方法包括：(a)建造或部署該建築物之一外部框架；(2)將複數個光學可切換窗安裝在該建築物之該外部框架上或接近該建築物之該外部框架的複數個位置處；(c)安裝複數個窗控制器，其中在建造該建築物之後，該等窗控制器中之每一者電耦接至該等光學可切換窗中之一或多者且其中該等窗控制器中之每一者經組態以控制該等光學可切換窗之著色狀態；(d)安裝一 通信網路，該通信網路具有用於連接至一或多個資料處理模組及/或一或多個其他通信網路之一或多個通信介面，及將該等窗控制器連接至該等通信介面之複數個資料通信路徑；及(e)安裝一電力分配系統，該電力分配系統具有將該建築物中之一或多個電源連接至該等窗控制器之複數個電力傳輸路徑，其中該通信網路及/或該電力分配系統經組態以為不包括該等光學可切換窗之外部電子裝置及/或一建築物系統提供資料及/或電力。
本揭露之另一態樣係關於一種在一建築物中提供電力及資料傳輸之方法，該建築物具有：(a)複數個光學可切換窗，其安置在該建築物之一外部上及/或接近該建築物之一外部的複數個位置處，(b)複數個窗控制器，每一窗控制器電耦接至該等光學可切換窗中之一或多者且經組態以控制該一或多個光學可切換窗之著色狀態，(c)一通信網路，其包括：(i)與一或多個資料處理模組及/或一或多個其他通信網路之一或多個通信介面，及(ii)將該等窗控制器連接至該(等)通信介面之複數個資料通信路徑，及(d)一電力分配系統，其具有將該建築物中之一或多個電源連接至該等窗控制器之複數個電力傳輸路徑。該方法包括以下操作：(1)經由該等資料通信路徑中之至少一者經由該通信網路提供著色資料以用於識別該等光學可切換窗之著色狀態；(2)經由該等資料通信路徑中之至少一者經由該通信網路提供非著色資料，其中該非著色資料由不包括該等光學可切換窗之一建築物系統或一外部電子裝置使用；(3)經由該等電力傳輸路徑中之至少一者經由該電力分配系統提供電力以控制該等光學可切換窗之著色狀態；及(d)經由該等電力傳輸路徑中之至少一者經由該電力分配系統提供電力以控制不包括該等光學可切換窗之該建築物系統或該外部電子裝置。
在一些情況下，該建築物系統為一建築物管理系統、一HVAC系統、一保全系統、一照明系統、一消防系統、一門鎖系統、一電梯系統、一視訊顯示器系統、一地理圍欄系統、一資產追蹤系統、一無線電力遞送系統或一無線通信系統。
在一些情況下，經由該通信網路提供著色資料及/或非著色資料包括藉由一或多個天線進行之電磁傳輸，該一或多個天線安置在該等光學可切換窗中之至少一者及/或該等窗控制器中之至少一者上，其中該(等)天線通信地連接至該通信網路。
在一些情況下，經由該電力分配系統提供電力包括藉由一或多個天線進行之電磁傳輸，該一或多個天線安置在該等光學可切換窗中之至少一者及/或該等窗控制器中之至少一者上。
在一些情況下，該方法可進一步包括在一或多個顯示器處顯示該著色資料及/或非著色資料，該一或多個顯示器安置在一IGU、該等光學可切換窗中之至少一者及/或該等窗控制器中之至少一者上及/或向一IGU、該等光學可切換窗中之至少一者及/或該等窗控制器中之至少一者登記，其中該(等)顯示器通信地連接至該通信網路。在一些情況下，該(等)顯示器包括安置在該等光學可切換窗中之至少一者上的一透明顯示器。
在一些情況下，該方法亦包括經由該(等)通信介面中之一者向一建築物管理系統網路、一建築物照明網路、一保全系統網路及/或網際網路提供著色資料及/或非著色資料的一操作。
在一些情況下，該等資料通信路徑包括有線連接。在一些情況下，經由該等通信路徑中之至少一者提供著色資料及/或非著色資料 包括經由一有線或無線通信路徑提供著色資料及/或非著色資料。
在一些情況下，經由該等電力傳輸路徑中之至少一者提供電力包括經由一或多根幹線提供電力。經由該等電力傳輸路徑提供電力可包括經由無線電力傳輸路徑、有線傳輸路徑(例如，幹線)或有線及無線傳輸路徑兩者提供電力。
在一些中，該外部電子裝置為一智慧型電話、個人電腦或一電子平板。在其他情況下，該外部電子裝置為一鎖、一保全攝影機、一環境感測器、一電梯，或一照明裝置。在一些情況下，經由該通信網路提供著色資料及/或非著色資料涉及使用一經界定之網路協定。
本揭露之另一態樣係關於一種用於在一建築物中提供電力及資料傳輸之系統。該系統包括：(a)複數個光學可切換窗，其安置在該建築物之一外部上及/或接近該建築物之一外部的複數個位置處；(b)複數個窗控制器，每一窗控制器電耦接至該等光學可切換窗中之一或多者且經組態以控制該一或多個光學可切換窗之著色狀態；(c)一通信網路，其具有：與一或多個資料處理模組及/或一或多個其他通信網路之一或多個通信介面，及將該等窗控制器連接至該一或多個通信介面之複數個資料通信路徑；及(d)一電力分配系統，其具有將該建築物中之一或多個電源連接至該等窗控制器之複數個電力傳輸路徑，其中該通信網路及/或該電力分配系統經組態以為由一建築物管理系統控制之一或多個裝置及/或由該建築物管理系統控制之一或多個建築物系統提供資料及/或電力。
本揭露之另一態樣係關於一種用於控制一或多個建築物系統之建築物管理系統(BMS)。該BMS包括：(a)複數個光學可切換窗，其安置在該建築物之一外部上及/或接近該建築物之一外部的複數個位置 處；(b)複數個窗控制器，每一窗控制器電耦接至該等光學可切換窗中之一或多者且經組態以控制該一或多個光學可切換窗的著色狀態；(c)一通信網路，其具有：與一或多個資料處理模組及/或一或多個其他通信網路之一或多個通信介面，及將該等窗控制器連接至該一或多個通信介面的複數個資料通信路徑；及(d)一電力分配系統，其具有將該建築物中之一或多個電源連接至該等窗控制器之複數個電力傳輸路徑，其中該通信網路及/或該電力分配系統經組態以為(i)該一或多個建築物系統及/或(ii)由該BMS控制之一或多個裝置提供資料及/或電力。
在一些情況下，該等建築物系統包括一HVAC系統、一保全系統、一消防系統、一照明系統、一門鎖系統、一電梯系統、一視訊顯示器系統、一地理圍欄系統、一資產追蹤系統、一無線電力遞送系統及/或一無線通信系統。
在一些情況下，由該建築物管理系統控制之該(等)裝置包括一HVAC裝置、一保全裝置、一照明裝置、一門鎖、一電梯或一視訊顯示器裝置。在一些情況下，向由該建築物管理系統控制之該等裝置提供的該資料係經由該通信網路上之複數個無線節點提供，其中每一無線節點位於該等光學可切換窗中之一者或該等窗控制器中之一者處。
在一些情況下，該等無線節點經組態以自由該建築物管理系統控制之該等裝置無線地傳輸及接收資料。該複數個無線節點可經組態以接收由該建築物管理系統控制之該等裝置之狀態資訊資料。在一些實施例中，該等無線節點經組態以接收用於控制由該建築物管理系統控制之該等裝置中之一者的使用者輸入。
在一些情況下，該等無線節點經組態以傳輸用於控制由該 建築物管理系統控制之該等裝置的資料。在一些情況下，該通信網路可經組態以在由該建築物管理系統控制之該等裝置中之至少兩者之間發送及接收無線通信。在一些情況下，無線節點經組態以按照選自由以下各項組成之群的無線通信協定操作：藍芽、WiFi、ZigBee、Z-Wave、Neul、Sigfox、LoRaWaN及超寬頻(UWB)。
在一些情況下，資料處理模組及/或一或多個其他通信網路中之至少一者經組態以：(1)顯示一三維建築物模型；(2)顯示關於該等光學可切換窗中之至少一者及/或由該建築物管理系統控制之該等裝置中之至少一者的資訊；(3)接收用於控制一使用者選定裝置之使用者輸入，其中該使用者選定裝置係選自該等光學可切換窗中之一者及/或由該建築物管理系統控制之該等裝置中之一者；及基於使用者輸入經由該通信網路向該使用者選定裝置提供控制資訊。
在一些情況下，該一或多個資料處理模組及/或一或多個其他通信網路中之至少一者經進一步組態以在該建築物模型內顯示一或多個智慧型物件以表示由該建築物管理系統控制之該等裝置及/或該等光學可切換窗，其中該一或多個智慧型物件根據由該建築物管理系統控制之該等裝置及/或該等光學可切換窗之位置而放置。
在一些情況下，至少一或多個資料處理模組及/或一或多個其他通信網路經進一步組態以經由該通信網路接收關於由該建築物管理系統控制之該等裝置及/或該等光學可切換窗之狀態資訊。該等智慧型物件中之每一者可經組態以提供對應於由該建築物管理系統控制之該等裝置及/或該等光學可切換窗中之至少一者的狀態資訊。
在一些情況下，該等智慧型物件中之至少一者經組態以接 收用於控制由該建築物管理系統控制之該等裝置及/或該等光學可切換窗之使用者輸入。
在一些情況下，該等資料處理模組及/或一或多個其他通信網路中之至少一者經進一步組態以允許一使用者導覽該三維建築物模型。在一些情況下，該一或多個資料處理模組及/或一或多個其他通信網路中之至少一者進一步包括用於基於經由該通信網路接收之資訊而控制由該建築物管理系統控制之該等裝置中之至少一者及/或該等光學可切換窗中之至少一者的邏輯。
在一些實施例中，經由該通信網路上之複數個無線節點提供向由該建築物管理系統控制之該等裝置提供的資料，其中每一無線節點位於光學可切換窗中之一者或該等窗控制器中之一者處；且存在用於經由對在該等無線節點與一或多個攜帶型電子裝置之間傳輸的無線信號之分析來判定該一或多個攜帶型電子裝置之位置的邏輯。一攜帶型電子裝置可為例如一電話、平板或一個人電腦。在一些情況下，該一或多個攜帶型電子裝置中之至少一者具有一射頻識別(RFID)標籤。用於判定該一或多個攜帶型電子裝置之該位置的該邏輯使用一三角測量演算法及/或一所接收信號強度指示符。
在一些實施例中，用於判定該一或多個攜帶型電子裝置之位置的該邏輯經進一步組態以在該建築物模型內顯示一或多個智慧型物件以表示該一或多個攜帶型電子裝置，其中該一或多個智慧型物件根據該一或多個攜帶型電子裝置之所判定位置而放置。在一些情況下，該邏輯可經組態以識別該一或多個攜帶型電子裝置之移動模式且允許一使用者對該一或多個攜帶型電子裝置之容許移動模式進行組態或若該所識別之移動模式 偏離一或多個攜帶型電子裝置之該等容許模式，則提供一警示。
在一些實施例中，用於判定該一或多個攜帶型電子裝置之位置的邏輯可基於該(等)攜帶型電子裝置之一所判定位置控制由一建築物管理系統控制之該一或多個裝置中之至少一者及/或該等光學可切換窗中之至少一者。
在一些實施例中，該等資料處理模組及/或一或多個其他通信網路經組態以：(1)經由該通信網路接收音訊資訊；(2)經由一話音辨識模組自該所接收到之音訊資訊識別用於控制一選定裝置的命令，其中該選定裝置為該等光學可切換窗中之一者或由該建築物管理系統控制之該等裝置中之一者；及(3)經由該通信網路向該選定裝置提供一控制信號。
在一些其他實施例中，資料處理模組及/或一或多個其他通信網路經組態以：(1)經由該通信網路接收音訊資訊；(2)經由該話音辨識模組自該所接收到之音訊資訊識別使用者詢問；(3)判定該等識別出之使用者詢問的一回復；及(4)經由一使用者介面提供該回復。該使用者介面可包括一顯示器(例如，在一窗之可視部分中)或一揚聲器。該系統亦可包括經組態以經由該通信網路提供音訊資訊之一麥克風。
在一些實施例中，該一或多個資料處理模組及/或一或多個其他通信網路中之至少一者經組態以監測至由該建築物管理系統控制之該等裝置的電力分配且控制由該電力分配系統向由該建築物管理系統控制之該等裝置提供的電力。在操作期間，可將電力無線地分配至由該建築物管理系統控制之該等裝置中之至少一者。在一些實施例中，可經由該通信網路上之一或多個無線節點傳輸無線地分配之電力，其中每一無線節點位於該等光學可切換窗中之一者或該等窗控制器中之一者處。
在操作期間監測電力分配可包括經由該通信網路接收對應於由該建築物管理系統控制之該等裝置中之至少一者之預期電力使用的電力使用資訊。在一些情況下，該系統具有一能量儲存裝置及/或一發電機。
在一些實施例中，該一或多個資料處理模組及/或一或多個其他通信網路中之至少一者經組態以控制由該建築物管理系統控制之該等裝置中之至少一者以降低電力消耗。
該等資料處理模組可包括一主控制器及/或一網路控制器，任一控制器經組態以向該等窗控制器中之至少一些發出窗著色命令。一主控制器及/或網路控制器可經組態以控制由一建築物管理系統控制之該一或多個裝置及/或由該建築物管理系統控制之該一或多個系統。
本揭露之另一態樣係關於一種在一建築物中提供電力及資料傳輸之方法，該建築物包括：(a)複數個光學可切換窗，其安置在該建築物之一外部上及/或接近該建築物之一外部的複數個位置處，(b)複數個窗控制器，每一窗控制器電耦接至該等光學可切換窗中之一或多者且經組態以控制該等光學可切換窗中之該一或多者的著色狀態，(c)一通信網路，其包括：(i)與一或多個資料處理模組及/或一或多個其他通信網路之一或多個通信介面，及(ii)將該等窗控制器連接至該一或多個通信介面之複數個資料通信路徑，及(d)一電力分配系統，其具有將該建築物中之一或多個電源連接至該等窗控制器之複數個電力傳輸路徑。該方法包括以下操作：(1)經由該等資料通信路徑中之至少一者經由該通信網路提供著色資料以用於識別該等光學可切換窗之著色狀態；(2)經由該等資料通信路徑中之至少一者經由該通信網路為由一建築物管理系統(BMS)控制之一或 多個裝置及/或由該建築物管理系統控制之一或多個建築物系統提供非著色資料，其中該一或多個裝置及/或該一或多個建築物系統不包括該等光學可切換窗；(3)經由該等電力傳輸路徑中之至少一者經由該電力分配系統提供電力以控制該等光學可切換窗之著色狀態；及(4)經由該等電力傳輸路徑中之至少一者經由該電力分配系統提供電力以控制由該BMS控制之該一或多個裝置及/或控制由該建築物管理系統控制之該一或多個建築物系統。
本揭露之另一態樣係關於一種向一建築物管理系統提供電力及資料傳輸之方法，該建築物管理系統具有：(a)複數個光學可切換窗，其安置在該建築物之一外部上及/或接近該建築物之一外部的複數個位置處，(b)複數個窗控制器，每一窗控制器電耦接至該等光學可切換窗中之一或多者且經組態以控制該等光學可切換窗中之該一或多者的著色狀態，(c)一通信網路，其包括：(i)與一或多個資料處理模組及/或一或多個其他通信網路之一或多個通信介面，及(ii)將該等窗控制器連接至該一或多個通信介面之複數個資料通信路徑，及(d)一電力分配系統，其具有將該建築物中之一或多個電源連接至該等窗控制器之複數個電力傳輸路徑。該方法包括以下操作：(1)經由該等資料通信路徑中之至少一者經由該通信網路為由該BMS控制之一或多個裝置及/或由該BMS控制之建築物系統提供非著色資料，其中由該BMS控制之該一或多個裝置及/或由該BMS控制之一或多個建築物系統不包括該等光學可切換窗；及(2)經由該等電力傳輸路徑中之至少一者經由該電力分配系統提供電力以控制由該BMS控制之該一或多個裝置及/或控制由該BMS控制之該再一個建築物系統。
下文將更詳細地描述本揭露之此等及其他特徵。
100:電致變色裝置
102:基板
104:透明導電層(TCL)
106:電致變色層(EC)
108:離子導電層或區域(IC)
110:反電極層(CE)
114:第二TCL
116:電壓源
120:電致變色堆疊
200:絕緣玻璃單元
204:第一窗格
206:第二窗格
208:內部體積
210:ECD
212:電致變色(EC)堆疊
218:間隔件
220:密封劑
222:密封劑
224:輔助密封件
226:匯流條
228:匯流條
300:窗控制系統
301:控制網路
302:主控制器
304:網路控制器
306:窗控制器
308:光學可切換窗
309:網路
400:IGU
410:電致變色窗片
420:透明顯示器面板
430:密封間隔件
550:電致變色絕緣玻璃單元
575:透明顯示器
600:光學可切換窗
602:豎框
604:窗控制器
606:投影儀
608:運動感測器
610:揚聲器
612:麥克風
614:影像
702:玻璃上控制器透明顯示器
704:板外窗控制器
706:節點控制器
708:主控制器
802:EC IGU
804:IGU連接器
808:同軸電纜
8105:針連接器
900:具有帶有各種能力之IGU之建築物
902:IGU
904:IGU
906:IGU
908:IGU
910:蜂巢式中繼器
1000:環境感測器
1002:第一感測單元
1004:第二感測單元
1006:電容式觸摸感測器
1008:基板
1010:第一感測器電極
1012:第二感測單元
1014:觸摸感測器電極
1016:通孔
1018:覆蓋物
1020:絕緣側壁
1022:絕緣層
1024:絕緣層
1030:化學顆粒
1502:友善無人機
1504:非友善無人機
1506:玻璃
1602:未破壞之窗
1604:受破壞之窗
1702:第一窗片
1704:太陽能面板網格(PV)
1706:RF天線網格
1708:光子單元之網格或層
1710:第二窗片
2000:電致變色IGU
2002:輻射天線
2004:輻射天線
2006:Wi-Fi信號處理RF晶片
2008:窗控制器
2302:玻璃
2304:超高速外部網路
2306:高速網路
2308:高速網路
2402:IGU
2414:TCO層
2416:TCO層
2430:第一天線結構
2432:第二天線結構
2434:接地平面
2436:介電或其他絕緣材料層
2438:介電或其他絕緣材料層
2500:IGU
2502:第一窗片
2504:第二窗片
2506:框架結構
2520:窗控制器
2522:窗網路
2530:網路擴展器
2600:IGU
2602:第一窗片
2604:第二窗片
2606:框架結構
2618:無線電控制模組
2619:無線電模組
2620:窗控制器
2622:窗網路
2640:提供者網路
2642:客戶網路
S1:第一表面
S2:第二表面
S3:第一表面
S4:第二表面
圖1示出了可用於可著色窗中之電致變色裝置塗層的橫截面視圖
2示出了構造成IGU之可著色窗的橫截面側視圖。
圖3示出了由具有一或多個可著色窗之窗控制系統提供的窗控制網路。
圖4示出了具有透明顯示器之電致變色(EC)窗片或IGU或層壓件。
圖5示出了具有玻璃上透明顯示器之電致變色絕緣玻璃單元。
圖6示出了組態有投影儀之光學可切換窗，該投影儀用於將影像顯示在光學可切換窗之表面上。
圖7示出了可如何實施玻璃上透明控制器之架構的一個組態。
圖8a及8b示出了具有用於EC、天線及視訊應用之IGU連接器的EC IGU 802。
圖9示出了具有帶有各種能力之IGU之建築物900的立面。
圖10示出了可位於IGU上或與IGU相關聯之大氣氣體感測器。
圖11a-11g示出了可由窗控制系統使用之網路架構。
圖12a-12c示出了結合在光學可切換窗上之接近及個人化服務工具實施使用的實例圖形使用者界面。
圖13示出了具有經組態以用於資產追蹤之透明顯示器的 窗。
圖14a-14e示出了具有用於商業、合作、視訊會議及娛樂目的之透明顯示器的窗。
圖15a-15c示出了經組態以經由窗著色及無線通信干擾來選擇性地阻止未經授權之無人機在建築物周圍飛行的窗網路。
圖16a及16b示出了經組態以偵測保全及/或安全威脅之窗。
圖17示出了經組態以用於RF通信及接收太陽能之窗的放大視圖。
圖18a及18b示出了窗可經組態以提供或阻隔RF通信之方式。
圖19提供了示出了電致變色窗可實現RF通信及/或充當信號阻隔裝置之多個組態的表。
圖20示出了充當Wi-Fi被動信號阻隔設備以及Wi-Fi中繼器之窗。
【圖21示出了具有帶有面向外部之透明顯示器之窗的建築物。
圖22a及22b為在不使用及使用配備有用於蜂巢式通信之窗的建築物之情況下的蜂巢式基礎設施。
圖23示出了組態為建築物外部之一或多個網路與建築物內之一或多個網路之間的橋接器之光學可切換窗。
圖24示出了具有電致變色裝置、電致變色屏蔽層及一或多個天線之IGU。
圖25示出了經組態以提供、促進及/或調節無線通信之IGU的截面圖。
圖26a-26d示出了具有窗天線之IGU。
導言：
以下詳細描述係關於用於描述揭露之態樣之目的的某些實施例或實施方案。然而，可以多種不同方式應用及實施本文中之教示。在以下詳細描述中，參考附圖。儘管足夠詳細地描述了揭露之實施方案以使得熟習此項技術者能夠實踐實施方案，但應理解，此等實例並非限制性的；可使用其他實施方案且可對揭露之實施方案進行改變而不脫離其精神及範疇。此外，儘管揭露之實施例集中於電致變色窗(也稱作光學可切換窗、可著色窗及智慧型窗)，但本文中揭露之概念可適用於其他類型之可切換光學裝置，包括例如液晶裝置及懸浮顆粒裝置等。例如，可將液晶裝置或懸浮顆粒裝置而非電致變色裝置併入至揭露之實施方案中的一些或全部。另外，除非另外指示，否則連詞「或」在本文中在適當時意欲為包括性意義；例如，短語「A、B或C」意欲包括「A」、「B」、「C」、「A及B」、「B及C」、「A及C」及「A、B及C」之可能性。
可著色窗-可著色窗(有時稱作光學可切換窗)為在施加刺激(例如，施加之電壓)時在光學性質方面展現可控及可逆變化之窗。可著色窗可用以藉由調節太陽能之透射及因此施加在建築物內部之熱負荷來控制建築物內之照明條件及溫度。控制可為手動的或自動的且可用於維持佔據者舒適性，同時降低加熱、空調及/或照明系統之能量消耗。在一些情況下，可著色窗可對環境感測器及使用者控制做出回應。在此申請案中，參 照位於建築物或結構之內部與外部之間的電致變色窗來最頻繁地描述可著色窗。然而，情況無需如此。可著色窗可使用液晶裝置、懸浮顆粒裝置、微機電系統(MEMS)裝置(諸如微快門)或經組態以控制穿過窗之光透射的現在已知或今後開發之任何技術來操作。2015年5月15日申請且標題為「MULTI-PANE WINDOWS INCLUDING ELECTROCHROMIC DEVICES AND ELECTROMECHANICAL SYSTEMS DEVICES」之美國專利申請案第14/443,353號中進一步描述了用於著色之具有MEMS裝置之窗，該專利申請案全文以引用之方式併入本文中。在一些情況下，可著色窗可位於建築物內部內，例如會議室與過道之間。在一些情況下，可著色窗可代替被動或非著色窗用於汽車、火車、飛機及其他載具中。
電致變色(EC)裝置塗層-EC裝置塗層(有時稱作EC裝置(ECD)為包括至少一層電致變色材料之塗層，該電致變色材料在跨越EC裝置施加電位時展現自一個光學狀態至另一光學狀態之變化。電致變色層自一個光學狀態至另一光學狀態的轉變可由離子可逆地插入至電致變色材料中(例如，藉由嵌入)及電荷平衡電子之對應注入引起。在一些情況下，離子之負責光學轉變的某一部分不可逆地束縛在電致變色材料中。在許多EC裝置中，不可逆地受束縛離子中之一些或全部可用以補償材料中之「盲電荷」。在一些實施方案中，合適的離子包括鋰離子(Li+)及氫離子(H+)(即，質子)。在一些其他實施方案中，其他離子可為合適的。鋰離子嵌入至例如氧化鎢(WO3-y(0<y
Figure 107114217-A0305-02-0019-52
~0.3))中使得氧化鎢自透明狀態改變為藍色狀態。如本文中描述之EC裝置塗層位於可著色窗之可視部分內，使得EC裝置塗層之著色可用以控制可著色窗之光學狀態。
圖1示出了根據一些實施例之電致變色裝置100的示意性橫 截面。EC裝置塗層附著至基板102、透明導電層(TCL)104、電致變色層(EC)106(有時亦稱作陰極染色層或陰極著色層)、離子導電層或區域(IC)108、反電極層(CE)110(有時亦稱作陽極染色層或陽極著色層)，及第二TCL114。元件104、106、108、110及114統稱為電致變色堆疊120。可操作以跨越電致變色堆疊120施加電位之電壓源116實現電致變色塗層自例如清透狀態至著色狀態之轉變。在其他實施例中，層之順序關於基板相反。亦即，該等層為以下順序：基板、TCL、反電極層、離子導電層、電致變色材料層、TCL。
在各種實施例中，離子導體區域108可由EC層106之一部分及/或由CE層110之一部分形成。在此等實施例中，電致變色堆疊120可經沈積以包括與陽極染色反電極材料(CE層)直接實體地接觸之陰極染色電致變色材料(EC層)。離子導體區域108(有時稱作界面區域，或離子導電實質上電絕緣層或區域)接著可例如經由加熱及/或其他處理步驟形成於EC層106與CE層110相遇之處。2012年5月2日申請且標題為「ELECTROCHROMIC DEVICES」之美國專利申請案第13/462,725號中進一步論述了在不沈積特殊的離子導體材料之情況下製造的電致變色裝置，該專利申請案全文以引用之方式併入本文中。在一些實施例中，EC裝置塗層亦可包括一或多個額外層，諸如一或多個被動層。例如，被動層可用以改良某些光學性質以提供防潮性或提供抗刮性。此等或其他被動層亦可用以氣密地密封EC堆疊120。另外，包括透明導電層(諸如104及114)之各種層可以抗反射或保護性氧化物或氮化物層進行處理。
在某些實施例中，電致變色裝置可逆地在清透狀態與著色狀態之間循環。在清透狀態下，將電位施加至電致變色堆疊120，以使得 堆疊中之可使得電致變色材料106處於著色狀態下之可用離子主要處於反電極110中。當逆轉施加至電致變色堆疊之電位時，離子跨越離子導電層108運輸至電致變色材料106且使得材料進入著色狀態。
應理解，對清透狀態與著色狀態之間的轉變之提及為非限制性的且僅表明可實施之電致變色轉變之許多實例中的一個實例。除非本文中另外指定，否則每當提及清透-著色轉變時，相應裝置或處理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「清透的」及「脫色的」指光學中性狀態，例如未著色、透明的或半透明的。又另外，除非本文中另外指定，否則電致變色轉變之「染色」或「著色」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，適當電致變色及反電極材料之選擇決定相關光學轉變。
在某些實施例中，組成電致變色堆疊120之所有材料為無機的、固體的(即，呈固態)或無機且固體的。因為無機材料傾向於隨時間而變而降級，尤其如著色之建築物窗一樣當暴露於熱及UV光時，所以無機材料提供可靠電致變色堆疊可在長時間段內發揮作用之優點。呈固態之材料亦提供沒有污染及洩漏問題之優點，呈液態之材料經常具有該等問題。應理解，堆疊中之該等層中之任一或多者可含有某一量之有機材料，但在許多實施方案中，該等層中之一或多者含有極少或不含有有機物質。可以小量存在於一或多層中之液體亦如此。亦應理解，固態材料可藉由採用液體成分之過程(諸如採用溶膠-凝膠或化學氣相沈積之某些過程)而沈積或另外形成。
圖2示出了根據一些實施方案之採用絕緣玻璃單元(「IGU」)200之形式的實例可著色窗之橫截面視圖。一般而言，除非另 外陳述，否則術語「IGU」、「可著色窗」及「光學可切換窗」可互換地使用。例如，通常使用此所示慣例，因為在提供IGU以用於安裝在建築物中時使IGU充當用於固持電致變色窗格(亦稱作「窗片」)之基本構造為常見的且因為此可為合乎需要的。IGU窗片或窗格可為單基板或多基板構造，諸如兩個基板之層壓件。IGU，尤其為具有雙窗格或三窗格組態之IGU可提供勝於單窗格組態之若干優點；例如，多窗格組態與單窗格組態相比可提供增強之熱絕緣、隔音、環境保護及/或耐久性。多窗格組態亦可例如為ECD提供增加之保護，因為電致變色膜以及相關聯之層及導電互連件可形成在多窗格IGU之內表面上且由IGU之內部體積208中的惰性氣體填充保護。惰性氣體填充提供IGU之(熱)絕緣功能中的至少一些。電致變色IGU已藉助吸收(或反射)熱及光之可著色塗層而增加了隔熱能力。
圖2更具體地示出了包括第一窗格204之IGU 200的實例實施方案，第一窗格204具有第一表面S1及第二表面S2。在一些實施方案中，第一窗格204之第一表面S1面向外部環境，諸如室外或外部環境。IGU 200亦包括具有第一表面S3及第二表面S4之第二窗格206。在一些實施方案中，第二窗格206之第二表面S4面向內部環境，諸如家、建築物或載具之內部環境，或家、建築物或載具內之房間或隔間。
在一些實施方案中，第一窗格及第二窗格204及206中之每一者至少對可見光譜中之光為透明或半透明的。例如，窗格204及206中之每一者可由玻璃材料及尤其由建築玻璃或其他防碎玻璃材料(諸如，例如基於矽氧化物(SOx)之玻璃材料)形成。作為較具體之實例，第一窗格及第二窗格204及206中之每一者可為鈉鈣玻璃基板或浮法玻璃基板。此等玻璃基板可由例如大約75%之二氧化矽(SiO2)以及Na2O、CaO及若干微量 添加劑構成。然而，第一窗格及第二窗格204及206中之每一者可由具有任何的光學性質、電性質、熱性質及機械性質之任何材料形成。例如，可用作第一窗格及第二窗格204及206中之一者或兩者的其他合適的基板可包括其他玻璃材料以及塑膠、半塑膠及熱塑性材料(例如，聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、烯丙基二乙二醇碳酸酯、SAN(苯乙烯-丙烯腈共聚物)、聚(4-甲基-1-戊烯)、聚酯、聚醯胺)或鏡面材料。在一些實施方案中，第一窗格及第二窗格204及206中之每一者可例如藉由回火、加熱或化學強化而強化。
一般而言，第一窗格及第二窗格204及206中之每一者以及IGU 200總體上為長方體。然而，在一些其他實施方案中，其他形狀為可能的且可為期望的(例如，圓形、橢圓形、三角形、曲線、凸出或凹入形狀)。在一些特定實施方案中，第一窗格及第二窗格204及206中之每一者的長度「L」可在大約20英吋(in.)至大約10英尺(ft.)之範圍內，第一窗格及第二窗格204及206中之每一者的寬度「W」可在大約20英吋至大約10英尺之範圍內，且第一窗格及第二窗格204及206中之每一者的厚度「T」可在大約0.3毫米(mm)至大約10mm之範圍內(但更小及更大之其他長度、寬度或厚度為可能的且基於特定使用者、管理者、管理員、建築者、建築師或擁有者之需要而為合乎需要的)。在基板204之厚度T小於3mm之實例中，通常將基板層壓至較厚之額外基板且因此保護薄基板204。另外，儘管IGU 200包括兩個窗格(204及206)，但在一些其他實施方案中，IGU可包括三個或更多個窗格。此外，在一些實施方案中，窗格中之一或多者本身可為兩個、三個或更多個層或子窗格之層壓結構。
第一窗格及第二窗格204及206彼此由間隔件218間隔開以 形成內部體積208，間隔件218通常為框架結構。在一些實施方案中，內部體積填充有氬(Ar)，但在一些其他實施方案中，內部體積108可填充有另一氣體，諸如另一稀有氣體(例如，氪(Kr)或氙(Xn))、另一(非稀有)氣體，或氣體混合物(例如，空氣)。以諸如Ar、Kr或Xn之氣體填充內部體積208可因為此等氣體之低導熱性而減少經由IGU 200進行之傳導性熱傳遞，以及歸因於其增加之原子量而改良隔音。在一些其他實施方案中，可將內部體積208之空氣或其他氣體抽空。間隔件218通常判定內部體積208之高度「C」；亦即，第一窗格204與第二窗格206之間的間距。在圖2中，ECD、密封劑220/222及匯流條226/228之厚度未按比例繪製；此等組件通常非常薄但在此處僅為了易於說明而誇大。在一些實施方案中，第一窗格204與第二窗格206之間的間距「C」在大約6mm至大約30mm之範圍內。間隔件218之寬度「D」可在大約5mm至大約25mm之範圍內(但其他寬度為可能的且可為合乎需要的)。
儘管橫截面視圖中未示出，但間隔件218通常為形成在IGU 200之所有側面(例如，IGU 200之頂部、底部、左側及右側)周圍的框架結構。例如，間隔件218可由泡沫或塑膠材料形成。然而，在一些其他實施方案中，間隔件可由金屬或其他導電材料(例如金屬管或具有至少3個側面之通道結構，兩個側面用於密封至基板中之每一者且一個側面用以支撐並分隔窗片且作為施加密封劑(例如輔助密封件224)之表面)形成。第一主密封件220黏合且氣密地密封間隔件218及第一窗格204之第二表面S2。第二主密封件222黏合且氣密地密封間隔件218及第二窗格206之第一表面S3。在一些實施方案中，主密封件220及222中之每一者可由黏合密封劑，諸如，例如聚異丁烯(PIB)形成。在一些實施方案中，IGU 200進一步包括在間隔件 218外部氣密地密封整個IGU 200周圍之邊界的輔助密封件224。為此，間隔件218可自第一窗格及第二窗格204及206之邊緣插入距離「E」。距離「E」可在大約4mm至大約8mm之範圍內(但其他距離為可能的且可為合乎需要的)。在一些實施方案中，輔助密封件224可由黏合密封劑(諸如例如防水且向總成增加結構支撐之聚合材料，諸如矽氧烷、聚氨酯及形成水密密封之類似的結構密封劑)形成。
在圖2所示之實施方案中，ECD 210形成在第一窗格204之第二表面S2上。在一些其他實施方案中，ECD 210可形成在另一合適的表面上，例如第一窗格204之第一表面S1、第二窗格206之第一表面S3或第二窗格206之第二表面S4。ECD 210包括電致變色(「EC」)堆疊212，EC堆疊212本身可包括參照圖1描述之一或多個層。
窗控制器-窗控制器與一或多個可著色窗相關聯且經組態以藉由向窗施加刺激(例如，藉由向EC裝置塗層施加電壓或電流)而控制窗之光學狀態。如本文中描述之窗控制器可具有許多大小、格式及相對於其所控制之光學可切換窗的位置。通常，控制器將附接至IGU或層壓件之窗片，但其亦可在容納IGU或層壓件之框架中或甚至在單獨位置。如先前所提及，可著色窗可包括一個、兩個、三個或更多個單獨的電致變色窗格(透明基板上之電致變色裝置)。而且，電致變色窗之單獨窗格可具有電致變色塗層，電致變色塗層具有獨立可著色區域。如本文中描述之控制器可控制與此等窗相關聯之所有電致變色塗層，無論電致變色塗層為單片的抑或分區的。
若窗控制器不直接附接至可著色窗、IGU或框架，則其通常位於接近可著色窗之處。例如，窗控制器可鄰近窗，在窗之窗片中之一 者的表面上，在靠近窗之牆壁內，或在獨立窗總成之框架內。在一些實施例中，窗控制器為「原位」控制器；亦即，控制器為窗總成、IGU或層壓件之一部分，且可能不必與電致變色窗匹配，且在現場安裝，例如控制器作為總成之一部分與窗一起離開工廠。控制器可安裝在窗總成之窗框架中，或可為例如安裝在IGU之窗格上或窗格之間或層壓件之窗格上的IGU或層壓件總成之一部分。在控制器位於IGU之可見部分上的情況下，控制器之至少一部分可為實質上透明的。2015年11月14日申請且標題為「SELF CONTAINED EC IGU」之美國專利申請案第14/951,410號中提供了玻璃上控制器的進一步實例，該專利申請案全文以引用之方式併入本文中。在一些實施例中，局部控制器可作為一個以上部件提供，其中至少一個部件(例如，包括儲存關於相關聯之電致變色窗之資訊的記憶體組件)作為窗總成之一部分而提供且至少另一部件為單獨的且經組態以與作為窗總成、IGU或層壓件之一部分的至少一個部件配合。在某些實施例中，控制器可為不在單一外殼中而是例如在IGU之輔助密封件中間隔開之互連部件的總成。在其他實施例中，控制器為例如單一外殼中或組合之兩個或更多個組件(例如，對接件及外殼總成)中之緊密單元，該緊密單元接近玻璃，不在可視區域中，或安裝在可視區域中之玻璃上。
在一個實施例中，在安裝可著色窗之前將窗控制器併入至IGU及/或窗框架中或上或至少在與窗相同的建築物中。在一個實施例中，在離開製造設施之前將控制器併入至IGU及/或窗框架中或上。在一個實施例中，將控制器併入至IGU中，實質上為輔助密封件內。在另一實施例中，將控制器併入至IGU中或上，部分地、實質上或總體上在由密封分隔件與基板之間的主密封件界定的周邊內。
使控制器作為IGU及/或窗總成之一部分，IGU可擁有例如與IGU或窗單元一起行進之控制器的邏輯及特徵。例如，當控制器為IGU總成之一部分時，在電致變色裝置之特性隨時間而改變(例如，經由降級)的情況下，可使用特性化功能例如以更新用以驅動著色狀態轉變之控制參數。在另一實例中，若已安裝在電致變色窗單元中，則控制器之邏輯及特徵可用以校準控制參數以與預期安裝匹配，且例如若已安裝，則可重新校準控制參數以與電致變色窗格之效能特性匹配。
在其他實施例中，控制器未提前與窗相關聯，而是例如具有對於電致變色窗通用之部件的對接組件在工廠與每一窗相關聯。在窗安裝之後，或另外在現場，將控制器之第二組件與對接組件組合以完成電致變色窗控制器總成。對接組件可包括在工廠藉由對接件所附接至之特定窗(例如，在安裝後將面向建築物之內部的表面上，有時稱作表面4或「S4」)之物理特性及參數而程式化的晶片。第二組件(有時稱作「載體」、「罩殼」、「外殼」或「控制器」)與對接件配合，且當供電時，第二組件可讀取晶片且對自身組態以根據儲存於晶片上之特定特性及參數對窗供電。以此方式，運輸之窗無需使其相關聯之參數儲存在與窗成一體之晶片上，而較複雜之電路及組件可稍後組合(例如，單獨運輸且在玻璃工已安裝窗之後由窗製造商安裝，隨後由窗製造商進行調試)。將在下文中更詳細地描述各種實施例。在一些實施例中，晶片包括在附接至窗控制器之線或線連接器中。此等帶有連接器之線有時稱作豬尾式接線。
如所論述，「IGU」包括兩個(或更多個)實質上透明之基板，例如玻璃之兩個窗格，其中至少一個基板包括安置在其上面的電致變色裝置，且窗格具有安置在其之間的分隔件。IGU通常為氣密密封的，具 有與周圍環境隔離之內部區域。「窗總成」可包括IGU或例如單獨的層壓件，且包括用於將IGU或層壓件一或多個電致變色裝置連接至電壓源、開關及其類似者之電引線，且可包括支撐IGU或層壓件之框架。窗總成可包括如本文中描述之窗控制器，及/或窗控制器之組件(例如，對接件)。
如本文中所使用，術語外側意指較靠近外部環境，而術語內側意指較靠近建築物內部。例如，在IGU具有兩個窗格之情況下，定位成較靠近外部環境之窗格稱作外側窗格或外部窗格，而定位成較靠近建築物內部之窗格稱作內側窗格或內部窗格。如圖2中所標記，IGU之不同表面可稱作S1、S2、S3及S4(假設為兩窗格IGU)。S1指外側窗片之面向外部的表面(即，可由站在外部之人實體上觸摸的表面)。S2指外側窗片之面向內部的表面。S3指內側窗片之面向外部的表面。S4指內側窗片之面向內部的表面(即，可由站在建築物內部之人實體上觸摸的表面)。換言之，自IGU之最外部表面開始且向內計，將表面標記為S1-S4。在IGU包括三個窗格之情況下，保持此相同趨勢(其中S6為可由站在建築物內部之人實體上觸摸的表面)。在採用兩個窗格之某些實施例中，電致變色裝置(或其他光學可切換裝置)安置在S3上。
2012年4月17日申請且標題為「CONTROLLER FOR OPTICALLY-SWITCHABLE WINDOWS」之美國專利申請案第13/449,248號；2012年4月17日申請且標題為「CONTROLLER FOR OPTICALLY-SWITCHABLE WINDOWS」之美國專利申請案第13/449,251號；2016年10月26日申請且標題為「CONTROLLER FOR OPTICALLY-SWITCHABLE WINDOWS」之美國專利申請案第15/334,835號；及2017年3月3日申請且標題為「METHOD OF COMMISSIONING ELECTROCHROMIC WINDOWS」之國際專利申請案第PCT/US17/20805號中呈現了窗控制器及其特徵之進一步實例，該等專利申請案中之每一者全文以引用之方式併入本文中。
窗控制系統-當建築物裝備有可著色窗時，窗控制器可經由通信網路(有時稱作窗控制網路或窗網路)連接至彼此及/或其他實體。網路及經由網路(例如，有線或無線電力傳送及/或通信)連接之各種裝置(例如，控制器及感測器)在本文中稱作窗控制系統。窗控制網路可向窗控制器提供著色指令，向主控制器或其他網路實體及其類似者提供窗資訊。窗資訊之實例包括由窗控制器收集之當前著色狀態或其他資訊。在一些情況下，窗控制器具有一或多個相關聯之感測器，包括例如經由網路提供感測之資訊的光感測器、溫度感測器、佔據感測器及/或氣體感測器。在一些情況下，經由窗通信網路傳輸之資訊無需影響窗控制。例如，在經組態以接收WiFi或LiFi信號之第一窗處接收的資訊可經由通信網路傳輸至經組態以無線地廣播資訊，例如WiFi或LiFi信號之第二窗。窗控制網路無需限於提供用於控制可著色窗之資訊，而是亦可能夠傳達用於與通信網路介接之其他裝置(HVAC系統、照明系統、保全系統、個人計算裝置及其類似者)的資訊。
圖3提供了窗控制系統300之控制網路301的實例。網路可分配控制指令及反饋兩者，以及充當電力分配網路。主控制器302結合多個網路控制器304通信及發揮作用，網路控制器中之每一者能夠處理多個窗控制器306(有時在本文中稱作葉控制器)，窗控制器306施加電壓或電流以控制一或多個光學可切換窗308之著色狀態。通信控制器(304、306及308)可經由有線連接(例如，乙太網路)或經由無線連接(例如，WiFi或 LiFi)發生。在一些實施方案中，主控制器向網路控制器發出高階指令(諸如電致變色窗之最終著色狀態)，且網路控制器接著將指令傳達至對應的窗控制器。主控制器通常經組態以與一或多個面向外部之網路309通信。窗控制網路301可包括具有各種能力或功能之任何合適數目的分佈式控制器，且無需按圖3所示之階層式結構配置。如本文中其他地方所論述，網路301亦可用作分佈式控制器(例如，302、304、306)之間的通信網路，分佈式控制器充當至其他裝置或系統(例如，309)之通信節點。
在一些實施例中，面向外部之網路309為建築物管理系統(BMS)之一部分或連接至BMS。BMS為可安裝在建築物中以監測及控制建築物之機械設備及電設備的基於電腦之控制系統。BMS可經組態以控制HVAC系統、照明系統、供電系統、電梯、消防系統、保全系統及其他安全系統之操作。BMS通常用於大型建築物中，其中BMS發揮作用以控制建築物內之環境。例如，BMS可監測及控制建築物內之照明、溫度、二氧化碳濃度及濕度。在如此做時，BMS可控制爐子、空調機、送風機、通風口、氣管路、水管路及其類似者之操作。為了控制建築物之環境，BMS可根據由例如建築物管理員建立之規則而開啟及關閉此等各種裝置。BMS之一個功能為為建築物之佔據者維持舒適的環境。在一些實施方案中，BMS可經組態以不僅監測及控制建築物條件，而且最佳化各種系統之間的協作-例如，節省能量並降低建築物運作成本。在一些實施方案中，BMS可組態有災害應變。例如，BMS可起始備用發電機之使用並切斷水管路及氣管路。在一些情況下，BMS具有較集中之應用─例如，簡單地控制HVAC系統─而諸如照明、可著色窗及/或保全系統之平行系統保持獨立或與BMS互動。
在一些實施例中，網路309為遠程網路。例如，網路309可在雲端或遠離具有光學可切換窗之建築物的裝置上操作。在一些實施例中，網路309為經由遠程無線裝置提供資訊或允許控制光學可切換窗之網路。在一些情況下，網路309包括地震事件偵測邏輯。2016年10月26日申請且標題為「CONTROLLERS FOR OPTICALLY-SWITCHABLE DEVICES」之美國專利申請案第15/334,832號及2016年11月23日申請且標題為「AUTOMATED COMMISSIONING OF CONTROLLERS IN A WINDOW NETWORK」之國際專利申請案第PCT/US17/62634號中呈現了窗控制系統及其特徵之進一步實例，兩個專利申請案全文以引用之方式併入本文中。
具有透明顯示器技術之電致變色窗：
申請者之前已開發了具有整合之光伏電池、板上儲存器、整合天線、整合感測器、API之IGU以提供有價值之資料等。已發現電致變色窗可以驚人之方式，例如藉由與透明顯示器技術組合以及加強感測器、板上天線及軟體應用而進一步改良。
圖4所示之一個實施例包括與透明顯示器組合之電致變色(EC)窗片或IGU或層壓件。透明顯示器區域可與EC窗可視區域共同延伸。電致變色窗片410以疊接方式與透明顯示器面板420組合，電致變色窗片410包括上面具有電致變色裝置塗層之透明窗格及用於施加驅動電壓以進行著色及脫色之匯流條。在此實例中，410及420使用密封間隔件430組合以形成IGU 400。透明顯示器可為IGU之獨立窗片，或為例如層壓或以其他方式附接至玻璃窗片之可撓性面板，且該組合為IGU之另一窗片。在典型實施例中，透明顯示器為IGU之內側窗片或在IGU之內側窗片上以 供建築物佔據者使用。在其他實施例中，電致變色裝置塗層及透明顯示器機構組合在單一基板上。在其他實施例中，層壓件而非IGU由410及420形成而無密封間隔件。
透明顯示器可用於許多目的。例如，顯示器可用於習知顯示或投影螢幕目的，諸如向佔據者及/或建築物外部之人(例如，緊急應變人員)及其類似者顯示視訊、簡報、數位媒體、電傳會議、包括視訊之基於網路之會議、安全警告。透明顯示器亦可用於顯示對顯示器、電致變色窗、電致變色窗控制系統、庫存管理系統、保全系統、建築物管理系統及其類似者之控制。在某些實施例中，透明顯示器可用作實體警報元件。亦即，IGU之電致變色窗片可用作破壞偵測器以指示建築物之周邊的安全缺口。透明顯示器亦可獨立地或結合電致變色窗片用於此功能。在一個實例中，電致變色窗片用作破壞偵測感測器，即破壞EC窗格觸發警報。透明顯示器亦可用於此功能，及/或用作視覺警報指示器，例如，向佔據者及/或外部應急人員顯示資訊。例如，在某些實施方案中，透明顯示器與電致變色窗片相比可具有較快之電回應，且因此可用以例如在外部向消防員等或在內部向佔據者指示警報狀態，例如以指示威脅之本質及/或逃生路線。在一個實施例中，外側電致變色窗片之破壞經由窗控制器向透明顯示器發送信號，使得透明顯示器傳達安全缺口。在一個實施例中，透明顯示器閃現警告訊息及/或閃現紅色，例如整個透明顯示器窗格可以紅色明亮地閃現以指示故障且易於看見，例如以此方式閃現之大窗將易於使佔據者及/或外部人員注意到。在另一實例中，一或多個相鄰窗可指示對窗之損壞。例如，在第一窗具有四個鄰近窗之幕牆中，對第一窗之破壞觸發四個鄰近窗中之一或多者閃現紅色或顯示指向第一窗之大箭頭，以使得佔據者 或外部人員更易於知道故障在哪裡。在具有許多窗之大型摩天大樓中，第一回應者將非常容易看見鄰近中心窗之四個窗在閃爍，即，形成閃爍十字形以指示故障位於哪裡。若一個以上窗受破壞，則此方法將允許立即視覺確認故障在哪裡。在某些實施例中，一或多個透明顯示器可用以向第一回應者顯示訊息，從而指示緊急情況之位置及本質。其可為一或多個窗之破壞或為消防員指示例如建築物內之熱點。
電致變色窗可用作對比元件以例如藉由對透明顯示器將具有較高對比度之EC窗格著色來輔助透明顯示器之顯像。反過來，透明顯示器可用以加強電致變色裝置之顏色、色調、%T、切換速度等。存在許多可由EC窗與透明顯示器技術之組合利用的新穎共生(symbiotic)關係。當EC窗格及透明顯示器兩者皆處於其清透狀態時，IGU 400出現且充當習知窗。透明顯示器420可具有一些視覺上可辨別之導電網格圖案但另外為透明的，且在顯示功能中可為單向或雙向的。一般熟習此項技術者將瞭解，隨著透明顯示器技術進步，此等裝置之清晰度及透明度將改良。微結構及奈米結構之可定址網格以及透明導體技術之改良實現不存在視覺上可辨別之導電網格的透明顯示器。
圖5示出了具有玻璃上透明顯示器575之電致變色絕緣玻璃單元550，透明顯示器575用作IGU 550之控制介面。顯示器575可佈線至例如容納在IGU之輔助密封體積中的板上控制器。透明顯示器575之佈線可穿過玻璃，在玻璃邊緣周圍，或可無線地連接至板上(或板外)控制器(未示出)。當透明顯示器575不在使用中時，其基本上為透明且無色的，以便不減損IGU之可視區域的美觀性。透明顯示器575可黏合地附接至IGU之玻璃。至窗之控制單元的佈線可在顯示器附接至之玻璃周圍經過或 穿過該玻璃。顯示器可經由一或多個天線(其亦可為透明的)與窗控制器或控制系統無線地通信。
透明顯示器可位於光學可切換窗之可視區域內。透明顯示器可經組態以經由例如圖形使用者界面提供關於窗或建築物之各種類型的資訊。顯示器亦可用以向使用者傳達資訊，例如本文中描述之電傳會議、天氣資料、財務報告、直播串流資料、資產追蹤及其類似者。在某些實施例中，透明顯示器(及相關聯之控制器)經組態以示出關於使用之窗(顯示資訊之窗)的特定資訊、關於窗所處之區域的資訊，及/或關於建築物中之其他特定窗的資訊。取決於使用者許可，此資訊可包括建築物或甚至多個建築物之所有窗中的資訊。透明顯示器(及相關聯之控制器)可經組態以允許監測及/或控制窗網路上之光學可切換窗。
在某些實施例中，圖形使用者界面可使用智慧型物件表示窗及/或其他可控系統及裝置。如本文中描述之「智慧型物件」為一或多個材料項目之表示，該一或多個材料項目可由使用者操縱(例如，藉由與觸敏顯示器接觸)以搜集及/或呈現關於智慧型物件表示之一或多個實體裝置的資訊。在一些情況下，圖形使用者界面可顯示上面具有一或多個智慧型物件的三維建築物模型。藉由根據智慧型物件之實體位置而在建築物模型上顯示智慧型物件，使用者可易於識別表示感興趣窗之智慧型物件。智慧型物件允許使用者自窗網路及/或與窗網路通信之系統或電子裝置接收資訊或控制窗網路及/或與窗網路通信之系統或電子裝置的態樣。例如，若使用者已選擇表示窗之智慧型物件，則可顯示資訊，諸如窗ID、窗類型、窗大小、製造日期、當前著色狀態、洩漏電流、使用歷史、內部溫度、外部溫度及其類似者。另外，智慧型物件可向使用者呈現用於控制窗 著色狀態、組態著色時間表或著色規則之選項。在一些情況下，窗可具有內側窗片，內側窗片具有允許使用者與圖形使用者界面中之智慧型物件互動的觸摸及手勢感測器。在一些情況下，使用者可使用經組態以接收使用者輸入之遠程裝置(例如，行動電話、控制器、鍵盤及其類似者)與圖形使用者界面上顯示之智慧型物件互動。
在一個實例中，在複數個電致變色窗之初始安裝期間，至少一個窗安裝有透明顯示器技術。此窗亦可組態有電源、網際網路連接及至少一個處理器(例如，用於窗安裝之窗控制器、網路控制器及/或主控制器)。該至少一個窗藉由其透明顯示器功能可用作GUI以用於進一步安裝系統中之待安裝的複數個窗。當安裝系統之窗時，此用途可轉化至系統之其他窗，且另外用以調試系統之窗。此避免了安裝者具有用於調試窗之攜帶型或其他單獨的計算裝置之需要；窗本身及其對應的處理能力可在安裝期間使用以輔助窗系統之進一步安裝及調試。使用例如具有顯示器技術之此至少一個窗，具有安裝電佈線、管路系統、HVAC及其他基礎設施之任務的工匠、工程師及/或施工隊可能夠在大型顯示器上拉起建築物圖樣，而非攜帶大的紙圖樣。此外，基於網路之視訊會議例如允許在建築物之不同區域的工人彼此通信並討論其螢幕上顯示的建築物平面圖，經由本文中描述之透明顯示器之觸控螢幕功能互動地操縱平面圖。
在某些實施例中，互動投影儀用以將資訊顯示至EC窗上且允許使用者使用總成之互動顯示器技術部分存取及輸入資訊，而非透明顯示器向例如呈IGU形式因子之EC裝置登記。圖6示出了組態有投影儀606之光學可切換窗600的實例，投影儀606將影像614顯示在光學可切換窗之表面上。為了改良投影之影像614的可見性，窗可組態有像素化或單片被 動塗層，該被動塗層對觀看者實質上為透明的，但有助於反射由投影儀提供之影像。在一些情況下，可調整著色等級以改良投影之影像的可見性。就此而言，為了確保窗著色狀態適合於投影，窗控制器604及投影儀/顯示器控制器606可耦接或進行通信。投影儀可位於豎框602中(如所示)、橫樑中或遠程位置，諸如附近的天花板或牆壁。投影儀606可自窗控制器604接收資訊以進行顯示，窗控制器604亦可位於豎框或橫樑中。在一些情況下，豎框、橫樑或類似位置之投影儀用以將影像投影穿過自由空間且將影像投影至IGU之玻璃表面或被動塗層上。在一些情況下，投影儀位於豎框內且經由導光體將光投射至顯示器上，導光體嵌入在顯示器窗片之玻璃基板中、由顯示器窗片之玻璃基板形成或附接至顯示器窗片之玻璃基板。在一些實施例中，投影儀可經組態以使得終端使用者看不見投影儀機構，即，其經隱藏而無法看見。可例如藉由使用鏡子或藉由定向投影儀而將光自玻璃邊緣投射至導光件中。在此組態中，投影儀可經隱蔽而無法看見以免產生視覺分心。在一些情況下，使用與窗片平行地架設之導光板，窗片具有單片被動塗層以用於顯示影像。標題為「Display device」且在2017年10月17日申請之美國專利US9791701B2中發現了用於可適於用於光學可切換窗上之透明顯示器的使用者穿戴式顯示裝置之導光板的實例，該美國專利全文併入。
為了接收對應於使用者運動之使用者輸入，圖6所示之窗可配備有位於豎框及/或橫樑上或內之運動感測器608。運動感測器可包括一或多個攝影機以偵測使用者運動(例如，使用者之手的運動)且影像分析邏輯可基於偵測之運動來判定使用者與顯示之智慧型物件的互動。例如，影像分析邏輯可判定使用者之運動是否對應於用以提供特定輸入之手勢。 在一些情況下，一或多個攝影機可為推斷攝影機。在一些情況下，運動感測器可包括超音波換能器及超音波感測器以判定使用者運動。在一些情況下，窗可配備有電容式觸摸感測器(例如，在S1或S4上)，該電容式觸摸感測器至少部分覆蓋窗之可見部分且在使用者觸摸窗之表面時接收使用者輸入。例如，電容式觸摸感測器可類似於觸控螢幕(諸如Apple iPad)中發現之感測器。除了運動感測器之外，光學可切換窗亦可配備有麥克風612，麥克風612位於豎框或橫樑中以用於接收可聽之使用者輸入。在一些情況下，麥克風612可位於遠程裝置上且語音辨識邏輯可用以自接收之音訊判定使用者輸入。在一些情況下，將音訊記錄在遠程裝置上且無線地傳輸至窗控制器。2017年4月25日申請之PCT專利申請案PCT/US17/29476中提供了提供用於控制光學可切換窗之聲控界面之系統的實例，該專利申請案全文以引用之方式併入本文中。當窗可經組態以接收可聽之使用者輸入時，窗亦可組態有用於向使用者提供資訊之一或多個揚聲器610。例如，揚聲器610可因應使用者詢問而使用或用以提供可由使用者控制之各種特徵。在一些情況下，投影儀(諸如由Sony Corporation製造之Xperia TouchTM)附接至IGU或IGU附近，例如在豎框中或附近牆壁或天花板上，以便投影至IGU上以向使用者顯示資訊且提供玻璃上控制功能。
在一個實施例中，窗總成包括運動感測器、攝影機、透明電容式觸控螢幕，及/或用於語音啟動之麥克風。當使用者與窗互動時，投影儀(或透明顯示器)啟動以顯示用於控制窗、建築物中之其他窗及/或其他建築物系統的控制GUI。使用者互動可為例如在窗附近偵測之移動、使用者之視訊或影像識別、適當的觸摸命令，及/或適當的語音命令。使用者可執行期望工作、程式化、資料擷取及其類似者。在一時段後，或藉由 使用者提供之適當的命令輸入，玻璃上之控制GUI(投影的或透明顯示器)消失或終止，從而留下窗之(整個)不受阻擋的視野。
在某些實施例中，窗可使用電濕潤透明顯示器技術。電濕潤顯示器為每一像素具有一或多個單元之像素化顯示器。每一單元可在實質上透明與實質上不透明的光學狀態之間振盪。單元利用表面張力及靜電力以控制單元內之疏水溶液及親水溶液的移動。單元在處於其不透明狀態時可為例如白色、黑色、青色、洋紅色、黃色、紅色、綠色、藍色或某一其他顏色(由單元內之疏水溶液或親水溶液判定)。有色像素可具有例如呈堆疊配置之青色、洋紅色、黃色單元。可藉由使像素之單元(每一單元具有不同顏色)在特定頻率下振盪來產生感知之顏色。此等顯示器可具有幾千或幾百萬個可個別定址之單元，該等單元可產生高清晰度影像。
顯示器可永久地或可逆地附接至電致變色窗。電致變色窗可包括電致變色窗片、電致變色IGU，及/或例如包括電致變色窗片之層壓件。在一些情況下，在顯示器與窗之間包括可逆及/或可接近之連接使得顯示器可按需要升級或替換可為有利的。顯示器窗片可在電致變色裝置之內側或外側。應注意，可修改本文中之實施例中之任一者以切換顯示器窗片與電致變色EC裝置之相對位置。此外，儘管某些圖示出了包括特定數目之窗片的電致變色窗，但此等實施例中之任一者可經修改，使得電致變色窗包括任何數目之窗片(例如，EC IGU可以EC窗片或EC層壓件替換，且反之亦然)。
Kozlowski等人之標題為「Fabrication of Low Defectivity Electrochromic Devices」的美國專利申請案第12/645,111號及Wang等人之標題為「Electrochromic Devices」的美國專利申請案第12/645,159號 中描述了實例固態電致變色裝置、用於製造固態電致變色裝置之方法及設備及製造具有此等裝置之電致變色窗的方法，兩個美國專利申請案全文以引用之方式併入本文中。在各種實施例中，固態電致變色裝置結合透明顯示器使用，透明顯示器可為像素化的且可包括一或多個有機或非固體組件。此等顯示器之實例包括OLED、電泳顯示器、LCD及電濕潤顯示器。如所描述，顯示器可完全或部分與窗片上之電致變色裝置共同延伸。另外，顯示器可提供為與電致變色裝置直接接觸，提供在與電致變色裝置相同之窗片上但在不同表面上，或提供在IGU之不同窗片上。在一些實施例中，顯示器窗片可可逆地及可接近地附接至保護顯示器窗片之對接件。對接件可經組態以安全地收納顯示器窗片且在一或多個邊緣處支撐顯示器窗片。標題為「SELF CONTAINED EC IGU」且在2015年11月24日申請之美國專利申請案序列第14/951,410號中描述了對接件及其他框架之實例，該專利申請案全文併入本文中。
在各種實例中，保護顯示器窗片之框架系統包括用於保護接近EC窗之顯示器窗片的結構，及用於向顯示器窗片提供電力之佈線。框架系統可進一步包括用於向顯示器窗片提供通信之佈線，用於向EC窗及/或窗控制器提供電力之佈線，及用於向EC窗及/或窗控制器提供通信之佈線。在此等或其他實施例中，框架系統可包括用於傳輸及/或接收無線控制資訊之無線傳輸器及/或接收器，無線控制資訊可傳達至顯示器窗片及/或電致變色窗/窗控制器。框架系統亦可包括用於電致變色窗之若干其他組件，諸如各種感測器、攝影機等。
在一些實施例中，支撐顯示器窗片之框架系統經組態以安裝成接近現有框架，現有框架已保護電致變色窗。在此實例中，電致變色 窗基本上經改進以包括顯示器窗片。在一些此等情況下，框架可包括與現有EC窗介接之控制硬體。在一些情況下，此控制硬體可使用無線通信以控制EC窗。
一般而言，框架系統/對接件/類似硬體可稱作用於將電子裝置安裝至光學可切換窗之設備。電子裝置在許多情況下為顯示器(例如，顯示器窗片或其他顯示器)，且可為或可並非透明的。電子裝置亦可為任何數目之其他裝置，包括但不限於窗控制器、使用者輸入裝置等。在一些情況下，設備可將一個以上電子裝置安裝至光學可切換窗上。
在一些情況下，可協作地控制顯示器及EC窗以增強使用者體驗。例如，可以考慮EC窗之光學狀態的方式控制顯示器。類似地，可以考慮顯示器之狀態的方式控制EC窗之光學狀態。在一個實例中，可一起控制EC窗及顯示器以便最佳化顯示器之外觀(例如，使得顯示器易於看見、為明亮的、可讀取的等)。在一些情況下，顯示器最易於看見EC窗何時處於變暗之著色狀態。因此，在一些情況下，可一起控制EC窗及顯示器，使得當使用顯示器時或當使用顯示器且符合某些條件(例如，關於時序、天氣、照明條件等)時EC窗進入相對暗之著色狀態。
在一些實施例中，第一控制器可用以控制EC窗之光學狀態，且第二控制器可用以控制顯示器。在另一實施例中，單一控制器可用以控制EC窗及顯示器兩者之光學狀態。用於此控制之邏輯/硬體可提供於單一控制器或多個控制器中，如特定應用所期望的。
圖7示出了可如何實施玻璃上透明控制器之架構的一個組態。玻璃上控制器透明顯示器702用以按圖形使用者界面(GUI)格式顯示控制應用程式。透明顯示器與如下文描述之板上或板外窗控制器704進行 通信。節點控制器706用於顯示監測及功能。節點控制器與用於控制EC功能等之主控制器708通信，主控制器708又經由雲端與API通信。窗控制器可包括RF無線電、溫度感測器及控制及藍芽能力。透明的玻璃上控制器顯示器可為例如可從芬蘭之Beneq Oy購得的Lumineq®透明顯示器，如其商業網站(http：//beneq.com/en/displays/products/custom)上所描述。當窗控制器連接至區域網路(例如，經由窗提供之區域網路)或連接至網際網路時，在一些情況下可經由基於網路之應用程式或經組態以與窗控制網路通信之另一應用程式控制透明顯示器及其他玻璃功能。此等應用程式可在例如電話、平板或桌上型電腦上運行。
在一些情況下，申請者先前描述之窗控制技術架構可包括子卡，子卡含有用於驅動透明顯示器之I/O(無論是否為玻璃上控制器及/或是否為全窗大小顯示器/控制器)。實施例亦可包括板上天線。天線可為玻璃上天線，例如劃線至IGU之窗片上之透明導電氧化物層中的碎片及/或天線套裝。天線用於各種功能，包括RF傳輸/接收。各種EMI阻隔塗層亦可包括在實施例中。
圖8a及8b示出了具有用於EC、天線及視訊應用之IGU連接器804的EC IGU 802。IGU連接器可包括支援此等應用中之每一者的單一電纜，或在一些情況下(諸如圖8a及8b所示)，IGU連接器可包括一個以上連接器，每一連接器用以支援EC IGU之不同應用。例如，5針連接器810可用以支援EC功能，而同軸電纜808可支援無線通信(例如，經由窗天線)且MHL連接器808(或I2C)可提供用於透明顯示器之視訊信號。一些實施例包括無線供電及控制，其在一些情況下可避免對一或多個有線連接器之需要。
本文中描述之某些實施例將現有建築物運營系統(BOS)基礎設施之強度與天線及顯示器技術組合以用於額外功能。此功能之一個實例為對窗系統組件，諸如窗控制器、無線電及顯示器驅動器提供電力。在一些情況下，每一IGU按約2-3W提供可用功率。在一些實施方案中，可經由例如具有CANbus及電力之標準5線電纜遞送EC控制通信。例如，CANBus可在100kbps下或更高(例如，需要時高達約1Mbps)操作。在一些實施例中，採用ARCnet網路，其以高達約例如2.5Mbps操作。其在各種網路拓撲中(包括線性控制網路)可如此做。遞送用於無線及視訊之內容需要相對高之頻寬通信介面，其可對採用無線傳輸、UWB或其類似者之窗系統可用，無線傳輸、UWB中之每一者可提供500Mbps或更高之資料速率。窗系統安裝經常具有許多窗，因此與當前Wi-Fi技術一樣允許高資料速率，尤其與具有臨時收發器之稀疏系統相比。
將顯示器裝置添加至EC窗之態樣驅動對較大通信頻寬的需要，至少在顯示器內容頻繁地改變時如此。頻寬要求可分支為兩個不同產品，一個用於具有較高頻寬之即時顯示(例如，投影儀螢幕替換)，且一個用於較低頻寬應用(例如，標識應用)。
類似於h.264視訊會議之頻繁改變之內容需要10Mbps(乙太網路)資料速率以獲得一秒30訊框之HD品質。較靜態之資料(類似於靜態廣告)可使用現有資料路徑(CANbus)及可用頻寬(大約為玻璃控制所需要之頻寬)以載入內容。可對內容快取，使得資料可在一小時內緩慢進入，且接著當訊框完成時顯示器更新。其他較緩慢地改變之資料(類似於天氣預報或銷售指標)亦不需要高速度資料。表1示出了資料通信頻寬及相關聯之應用。
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對於標識應用，整合有EC IGU之透明顯示器提供多個益處。在一些情況下，窗可顯示「跟隨我」導引系統以按最高效之方式使你到達你的中轉航班。此導引系統可與高準確度位置感知系統組合，位置感知系統基於旅行者之行動電話的位置及旅行者之下一航班的登記證而在顯示器上提供個人化服務。例如，透明顯示器可在你沿著航空站中之走廊移動時在玻璃窗格上指示：「Chuck，這邊通往您的下一航班」。在另一實例中，在雜貨店之玻璃門上的個人化顯示器可顯示在買家偏好類別內的什麼東西在特價出售。在緊急情況下，顯示器窗可指示滅火設備所在之安全出口路線，提供應急照明，及其類似者。
對於利用較高頻寬資料通信之即時顯示器，提供以下實例。在一些情況下，視訊投影儀可以OLED顯示器及EC IGU替換。EC IGU接著可使房間變暗及/或提供為了顯示器上之良好對比度而必要的暗背景。在另一實例中，具有透明顯示器之窗可在商業及住宅應用中替換TV。在另一實例中，具有即時顯示器之窗可在人看穿外部窗時提供患者之即時衛生統計。在此實例中，當醫生審查患者之圖表時，患者保留自然照明之健康益處。在又一實例中，即時顯示器可用於會議室牆壁外部以例 如作為隱私增強機構向經過之人顯示佈景。只要EC玻璃可在一時段內變暗，由顯示器提供之隱私便可加強隱私。在又一實例中，透明顯示器可在汽車或其他形式之運輸工具中提供加強抬頭顯示器。
OLED顯示器或EC IGU之類似(TFT等)組件可具有除了提供動態圖形內容之外的其他應用。例如，OLED顯示器可提供一般照明。冬季晚上之暗的窗僅僅看起來為黑的或反射內部光，但藉由使用OLED顯示器，表面可與你的牆壁顏色匹配。在一些情況下，透明顯示器可顯示令建築物佔據者愉悅之場景且提供隱私。例如，窗可顯示恰好那個窗之夏日的截圖，該截圖來自整合至玻璃上或板上窗控制器中之攝影機。在另一情形中，透明顯示器可用以修改經由IGU之EC窗片部分透射的感知光色。例如，透明顯示器可將少許藍色添加至清透的EC IGU，或將少量顏色添加至著色之IGU以使其更灰或中性地著色。在另一情形中，透明顯示器亦可用以改變佔據者之內部空間之牆壁上的反射光色。例如，替代於看白色牆壁上之各種藍色色調，可使用來自板上窗控制器之面向內部之攝影機的反饋調節顯示器以使該顏色更均勻。
在某些實施例中，IGU之透明顯示器組件用以加強或替換內部空間(或外部空間，若顯示器為雙向的話)中之習知照明。例如，OLED顯示器可相當明亮，且因此可用以在佔據者在夜晚走進空間時(藉由佔據感測)照亮房間(至少至某一程度)。在另一實施例中，透明顯示器組件用以為博物館之畫廊提供顏色受控制之光，例如在牆壁之一側上的EC玻璃之長度用以照亮對面牆上之藝術品。
IGU之幕牆均可具有透明顯示器技術或可為IGU之混合物，一些具有且一些沒有透明顯示器技術。圖9示出了具有帶有各種能力 之IGU之建築物900的立面。標記為902、904及906之IGU用於EMI阻隔。標記為904及910之IGU經組態以向外部世界提供蜂巢式通信，且標記為906及910之IGU經組態以向建築物內之佔據者提供WiFi及/或蜂巢式服務。僅標記為908之IGU經組態以用於EC著色且不阻隔無線通信。
在圖9所示之實例中，頂層租戶想要與外部世界隔離或將提供其自己的通信(例如，電纜數據機)。建築物擁有者可例如將面向外部之天線(904)出租給本地蜂巢公司以作為中繼塔。第四層租戶可想要建築物中有蜂巢式服務且控制其何時可用。面向內部之天線(906)按需要將信號發出至建築物中，且阻隔外部信號。信號源可為兩個面向外部之蜂巢式天線(904)。第三層租戶想要阻隔所有外部信號，但向佔據者提供WiFi及蜂巢式服務(906)。第二層租戶想要完全隔離，其可能具有其自己的低損耗電纜(例如，電纜數據機)連接，但另外經隔離。地面層為大廳，EC玻璃(908)允許外部信號穿過玻璃，以及提供蜂巢式中繼器(910)以增強建築物之公共區域中的可用信號。
環境感測器：
在一些實施例中，IGU可配備有環境感測器以用於空氣品質監測。例如，IGU可具有一或多個電化學氣體感測器，其經由感測器與感測氣體之間的氧化還原反應而將氣體濃度轉換為電流。在一些實施例中，可使用金屬氧化物氣體感測器。金屬氧化物感測器監測隨感測器處之電子導電率而變的感測氣體濃度。在一些情況下，IGU可能夠感測由美國國家空氣品質標準(NAAQS)監測的六種基準污染物(一氧化碳、鉛、地面臭氧、顆粒物、二氧化氮，及二氧化硫)中之一或多者。在一些情況下，若在安裝部位存在特定安全擔憂，則IGU可配備有用於偵測較不常見之污 染物的感測器。例如，在用於半導體處理之設施中，感測器可用以監測碳化氟或偵測氯氣。在一些情況下，感測器可作為佔據感測器之形式偵測二氧化碳濃度，例如以輔助窗控制邏輯判定內部環境之加熱及冷卻需要。
圖10示出了可位於IGU上之實例大氣氣體感測器的橫截面視圖。環境感測器1000包括安置於基板1008上的一或多個第一感測單元1002及一或多個第二感測單元1004。覆蓋物1018可安置在第一及第二感測單元上方以保護感測單元免於大顆粒。覆蓋物中之通孔1016允許化學顆粒1030通過且由感測單元偵測。第一感測單元1002在化學顆粒穿過通孔1016且黏著至第一感測器電極1010從而改變電極之電阻時感測顆粒。第二感測單元1004在第二感測器電極1012與覆蓋物1018之間具有絕緣層1022，且在化學顆粒穿過通孔且黏著至絕緣層1022時感測電容變化。在一些實施例中，環境感測器亦與電容式觸摸感測器1006整合，其中觸摸感測器電極1014之間的絕緣層1024與用於第二電極之絕緣材料1022可為相同材料。在一些情況下，用於電容式觸摸感測器及第二感測器單元之絕緣層1022及1024在同一操作期間沈積。在觸摸感測器與環境感測器整合之實施例中，絕緣側壁1020用以防止化學顆粒擴散至觸摸感測器電極1014附近之區域中。用於第一及第二感測單元之電極可由諸如石墨、奈米碳管(CNT)、奈米銀線(AgNW)、氧化銦錫(ITO)等之材料製成。在一些情況下，用於電致變色裝置中之透明導電層的相同材料可用作感測單元或觸摸感測器之電極。
在一些實施例中，環境感測器可位於IGU之內表面或外表面上。感測器單元可非常小，使得即使其由不透明材料製成，其仍可為不顯眼的。例如，第一感測器電極及/或第二感測器電極之區域可在約1μm 與約10μm之間，或在一些情況下在約10μm與約100μm之間。在一些情況下，環境感測器之基板可位於IGU之窗片上或嵌入於IGU之窗片中。在一些實施例中，感測器直接製造在電致變色裝置頂部，且在一些情況下，環境感測器可整合至如本文中描述之透明顯示器(例如，OLED顯示器)中，其中電容式觸摸感測器提供接受由透明顯示器提供之GUI之使用者輸入的構件。在一些實施例中，環境感測器可與IGU分開製造且接著可結合或附接至IGU之內表面、外表面或框架。感測器可為窗控制器架構之一部分；例如，窗控制器可為窗總成之一部分。在一些情況下，感測器位於玻璃控制器上或與玻璃控制器相關聯，標題為「SELF-CONTAINED EC IGU」且在2015年11月24日申請之美國專利申請案序列第14/951,410號中描述了玻璃控制器，該專利申請案先前全文併入。在一些情況下，感測器位於框架、豎框或鄰近牆壁表面上。在某些實施例中，行動智慧型裝置中之感測器可用以輔助窗控制，例如當感測器可用於亦安裝有窗控制軟件之智慧型裝置中時作為窗控制演算法之輸入。
當安裝時，環境感測器電連接至窗控制器或另一控制器，該窗控制器或另一控制器具有用於收集及處理來自第一感測單元、第二感測單元及/或電容式感測器之資料的邏輯。當位於IGU上時，環境感測器可經由窗片之表面上之導電線電耦接至控制器，該等導電線連接至豬尾式連接器。如其他地方描述，豬尾式連接器提供用於將窗控制器電連接至電致變色裝置、窗天線及/或IGU之其他感測器及電組件的插頭介面。
環境感測器可具有高感測效能且能夠區分各種氣體污染物。例如，第一感測單元可對第一及第二顆粒起反應，而第二感測單元可對第二及第三顆粒但不對第一顆粒起反應。在此實例中，可藉由評估來自 第一感測單元結合第二感測單元之感測回應來判定空氣中之第一、第二及第三類型之化學顆粒的存在。在另一實例中，若氣體感測器對複數種氣體具有交叉敏感度，則可能難以判定自單一類型之感測單元偵測到什麼氣體。例如，若第一感測單元對化學品A具有強敏感度但對化學品B較不敏感，則感測邏輯可能無法判定化學品A以低濃度存在抑或化學品B以高濃度存在。當第二感測單元亦經使用且對化學品A及B具有不同敏感度時(例如，對化學品B比對化學品A更敏感)，則氣體感測邏輯可能夠區分氣體。若第二感測單元位於第一感測單元附近，則可假設感測氣體之濃度在兩個單元處類似，且接著兩個單元之敏感度差異可用以區分兩種或更多種化學品。在一些情況下，在IGU上可能存在三種或更多種類型之感測單元，該等感測單元可由感測邏輯使用以區分氣體污染物。在一些情況下，IGU可具有多個氣體感測器以補償感測器偏移或不穩定性。
高級網路架構：
圖11a示出了當前及商業上可獲得之窗控制系統的網路架構。每一EC窗具有窗控制器(WC)，窗控制器又與網路控制器(NC)通信，網路控制器又與主控制器(MC)通信。通信及控制可經由手機應用程式及/或經由雲端無線地進行。經由幹線電纜系統向窗提供電力，幹線電纜系統為模組化的且具有隨插即用介面。在一些情況下，基於感測器讀數，例如，基於量測之光強度或基於量測之溫度來控制EC窗。在一些情況下，經由使用控制應用程式提供之使用者輸入來控制窗。在其他情況下，可基於考慮環境、強度及入射光角度之邏輯來控制窗。一旦判定期望之著色等級，驅動命令便相應地對EC玻璃著色。除了基於局部感測器進行之自動控制及經由控制應用程式提供之手動控制之外，申請者之操作系統在判定 窗之適當著色等級時可考慮天氣服務提供之資訊、佔據者之實體位置，及/或佔據者之時間表。可結合室內LED光度及顏色調整及溫度控制來執行著色等級調整。
圖11b示出了具有支援窗控制網路之專屬的基於雲端之軟體的實施例。基於雲端之軟體可儲存、管理及/或處理基本功能，諸如感測光、感測空氣、感測水、應用接近背景、執行任務、控制周邊設備及為其他應用提供開放介面。電致變色窗上之透明顯示器藉由允許使用者直接與玻璃互動而非使用行動裝置或牆壁單元來增強使用者體驗。藉由包括大氣感測器(未示出)，控制器可分析空氣、水、光連同佔據者之背景及/或個人資料以創建個人化使用者體驗。玻璃控制器可與建築物中之其他數位系統(包括LED燈、HVAC及空氣過濾器)創建網狀網路。玻璃控制器可結合此等系統工作以保持建築物內之最佳周圍環境且充當室內環境與室外環境之間的「資料牆」。由使用者輸入感測或提供之接近偵測及使用者辨識可觸發玻璃個人化。玻璃網路特定之網際網路託管的軟體經由雲端與例如商業上可獲得之IoT數位系統(諸如Nest、FB、Predix,IBM Watson++等)互動，以加強及創建整合之玻璃功能，包括端對端資料安全及IoT LTE網路。進一步實施例包括其應用內之具有合作夥伴生態系統能力之玻璃功能，像建築物自動化應用程式(例如，Honeywell，J&J controls)、工作空間應用程式(例如，iOffice)、服務及售票應用程式(例如，Service Now、個人化應用程式(例如，IFTTT)、IoT生態系統-資產追蹤(例如，Oracle IoT雲端)、智慧型照明(例如，Bosch、Philips、GE)、數位天花板(例如，Cisco)及其類似者。
圖11c示出了電致變色玻璃具有5G能力之網路架構。如圖 11b中，EC玻璃包括玻璃上控制，例如如所示之表面4(窗之佔據者側)上的透明顯示器控制器。圖11d示出了與圖11c相同之架構，但在此情況下，透明顯示器為大的，從而實質上覆蓋表面S4上之窗的可視部分。如先前實施例中，此架構可包括使用例如接近及運動感測器進行的在佔據者之接近偵測後的玻璃之自動個人化、玻璃附近之資產位置追蹤等。自玻璃至雲端具有5G網路速度實現高頻寬應用，像全HD顯示器技術。
內玻璃表面上(或作為內玻璃表面)之全HD顯示器允許顯示各種數位內容。顯示之數位內容可包括例如標識、通信、連接至個人電腦之工作合作空間，或用於控制窗、感測器或HVAC系統之圖形使用者界面(GUI)。在某些實施例中，例如在標識應用中，在表面S1(未示出)上存在透明LED網，其向建築物外部之人顯示標識，同時仍允許佔據者同時自建築物朝外看。調整系統之EC玻璃組件允許對向內及/或向外投影之透明顯示器技術的比對度控制。在一個實施例中，S4上或作為S4之雙向透明顯示器用於內部佔據者顯示以及用於建築物外部之人的標識。在一個實例中，辦公建築物窗在營業時間內用於佔據者需要(例如，提供顯示、提供控制功能及通信)，但在非營業時間用於外部標識。
具有此等能力大大地擴展設施及建築物窗/立面之價值。在另一實例中，窗中之一些或個別窗之一些區域用於標識，且同時其他窗或個別窗之其他區域用於佔據者顯示、通信及控制功能。
在一些實施例中，控制器(諸如網路中之主控制器)可包括用於標識內容之CDN代理伺服器以供本地重現。窗控制系統中之任一控制器(例如，主控制器、網路控制器及/或葉控制器)可含有5G LTE網路控制器。
在一些實施例中，IGU組態有用於Wi-Fi、GSM阻隔/允許之RF調製器模組。如圖11e所示，此實現無人機安全之建築物。如先前實施例中，此架構可包括在IGU之上、之中或周圍的嵌入式感測器(BLE、RF、接近、光、溫度、濕氣、5G)，如圖11f所示。可對IGU之窗控制器(例如，板上控制器)無線地供電(如圖中之閃電所示)。此實現經由5G網路供電之隨插即用智慧玻璃。
在一些實施例中，透明顯示器及/或另一透明層包括光子單元(一種光子記憶體單元)，該等光子單元不僅能夠儲存電力(光伏功能)而且亦儲存資訊。光子單元之網路可實現板上控制，其中窗控制器邏輯電路經組態為透明網格，因此實現「感測器玻璃」。透明網格窗控制器可為自供電的且與網路中之其他窗成網狀以作為真正的隨插即用系統。透明窗控制器可為或可並非整合的或透明顯示器組件之一部分。一個實施例為具有透明窗格上窗控制器之電致變色IGU，該窗控制器經由光伏電池接收電力。
在一些實施例中，IGU組態有光照上網(Li-Fi)無線通信技術，如圖11g所示。光照上網為類似於Wi-Fi的雙向、高速及完全網路連接之無線通信技術。其為可見光通信之一種形式且為光學無線通信(OWC)之子集。在某些實施例中，Li-Fi用作RF通信(Wi-Fi或蜂巢式網路)之互補，而在一些實施例中，Li-Fi用作向IGU及自IGU進行資料廣播之唯一方式。由於Li-Fi攜載的資訊比Wi-Fi多得多，因此其允許虛擬地不受限制之頻寬用於IGU與控制系統之間的通信。
使用Li-Fi使得無無線電之建築物例如能夠避免佔據者暴露於RF輻射。具有Li-Fi能力之玻璃網路向建築物內之裝置(包括本文中描述 之IGU之透明顯示器組件)提供超HD，其與高速外部無線電網路配對。
使用情況：
以下描述說明了與本文中描述之實施例相關聯的使用情況。下文之描述亦可包括進一步實施例。本文中描述之架構、組態、硬體、軟體等實現建築物玻璃之大大地擴展之能力，其因此使得建築物立面更有用且更有價值，例如不僅節省能量，而且增大產量，推動商業市場，且增強佔據者舒適性及健康。在以下描述中，術語「玻璃」可用以可互換地意指控制網路、系統架構、窗控制器以簡化描述。一般熟習此項技術者將認識到，「玻璃」連同本文中描述之硬體、軟體、網路及相關聯之實施例意指執行特定使用情況中描述之無論什麼功能所需的適當系統。
接近及個人化：
本文中描述之IGU及玻璃控制架構偵測玻璃附近之佔據者的接近(例如，經由窗控制器上之接近感測器)且按照佔據者之偏好控制周圍環境(例如，使用者當前所處之區域的窗著色、照明、HVAC)。例如，由佔據者提供或自先前與佔據者之相遇瞭解的佔據者偏好可由窗控制系統儲存。玻璃網路可與BMS以及佔據者感測器網路(例如，Nest、Hue、SmartThings，以及活動網路，例如IFTTT)整合且具有基於雲端之智慧規則引擎(例如，玻璃IFTTT規則引擎)以用於基於佔據者之活動判定正確的環境參數以及動作及時序。
玻璃跨越自然語言語音命令及訊息傳遞機器人(例如，文字訊息、即時訊息傳遞、圖表、電子郵件及其類似者)提供個人化通信通道以獲得關於周圍環境之資訊以及按照佔據者之偏好設定來設定周圍環境。整合至IGU中之全HD顯示器使得此等個人化通道能夠驅動玻璃面板上之 特定內容以用於實現合作以及通信。將玻璃映射至建築物網路、個人區域網路及IT應用背景網路雲端以驅動與使用者之無縫接近及個人化。圖12a-12b示出了基於接近之通信通道的一些實例。
在另一情況下，在醫院場景中，可藉由患者之護理計劃資料來程式化玻璃。此在圖13中示出。其與陽光資訊一起允許玻璃在具有或沒有透明顯示器組件及/或內部照明及HVAC進行之加強的情況下設定玻璃之適當著色等級，以創建最適合於患者康復之周圍環境。此外，玻璃可基於主治醫生之偏好，或醫生偏好的東西與患者需要之間的平衡來改變周圍環境。可排定醫生之出診，且因此玻璃可預計醫生之出診或護士之出診而做出改變。透明顯示器可由醫療執業人員使用以提出患者之醫療記錄，訂購處方用藥，經由視訊會議與同事商討，顯示x射線，播放患者之預先記錄的簡報或教導等。醫生亦可使用玻璃以尋找及/或追蹤資產，諸如救護車或患者所需之其他醫療器材。醫生亦可使用玻璃以尋找同事，與同事建立會議或將同事呼叫至患者房間以進行會診。在另一實例中，醫生可在患者之前到達患者之預定房間且使用玻璃以識別患者在哪裡。例如，情況可能為患者尚未離開手術，已經帶到x射線設施處或進行物理治療，與家人在大廳，或在育嬰室探視其新生嬰兒。醫生可使用玻璃呼叫患者回房間，或僅祝福他們。
在另一實例中，在辦公室背景中，會議安排可允許玻璃控制會議室中之環境，包括適當的光及熱等級，其考慮了佔據者之個人偏好以及考慮了若存在簡報將有多少佔據者參加會議等。玻璃可基於參加者之偏好(例如，基於玻璃在雲端內互動之其他應用程式)，諸如最喜歡之食物、當地餐館、已知食物過敏等自動訂購參加者之午餐。此外，若會議為 關於高度敏感事件，則玻璃亦可自動阻隔電信進出會議室。玻璃可避免會議室中對投影儀及螢幕之需要。玻璃本身可用作顯示幻燈片簡報、視訊會議、具有讀取/寫入能力之白板功能及其類似者的演示媒體。在此後一功能中，使用HD顯示器及高速通信協定，可將寫在玻璃上之註記同時傳送至參加者之個人計算裝置，無論參加者在會議室中抑或位於遠處。透明顯示器可例如在寬色譜內經啟用以用於此做註記。如自此等實例所見，玻璃變成建築物之「數位皮層」，從而充當環境屏蔽、電信中心、產量增強等。圖14a-14e示出了用於商業、合作、視訊會議及娛樂之透明顯示器的一些實例
在另一實例中，玻璃可與其他系統(諸如IBM Watson)互動。在一些情況下，窗控制系統可使用感測器以用於監測即時建築物溫度或濕氣資料以創建可推送至雲端之局部天氣模式資料。在一些情況下，此資料亦可有助於天氣預測，例如與配備有玻璃之其他建築物合作。如例如圖14a及14b所示，玻璃可包括自然語言翻譯系統。而且，玻璃具有雲端至雲端整合。此允許透明顯示器與佔據者之其他應用程式互動，從而使用可程式化規則引擎實現合作及通信。在此實例中，藉由建築物之BMS協調環境光及溫度控制，且建築物可與彼此互動。例如，若在城鎮西側之建築物遇到暴雨或冷鋒，則可將此資訊傳達至在城鎮東側之建築物，在城鎮東側之建築物接著可預計到暴風雨或冷鋒而調整HVAC及/或玻璃。
服務最佳化：
具有透明顯示器之玻璃作為數位資產列在服務管理系統中，服務管理系統在部署及操作階段期間提供全服務壽命管理以用於玻璃之操作管理的無縫整合。此藉由將玻璃之位置及識別階層整合至像 ServiceNow之現有服務壽命管理雲端中而實現。
工業自動化：
配備有透明顯示器之玻璃可作為環境控制數位資產整合至工業工作流程自動化雲端中。玻璃提供用於控制及反饋至企業運營工作流程系統中的界面，該等企業運營工作流程系統提供該工作流程之最佳環境條件。例如，眼科專家之窗的著色等級可不同於患者房間之著色等級及未佔據之患者房間的著色設定。在另一實例中，工業過程在特定化學處理階段期間因為反應物對光或熱敏感而需要低光照。調整玻璃之著色等級及/或UV阻隔以考慮該過程流程期間或例如在流程發生之建築物之該部分的敏感性。在流程未發生之時段期間，玻璃改變環境條件以改良光照或其他期望條件。在另一實例中，玻璃在電腦伺服器設施中通常處於黑暗著色以減少伺服器上之熱負荷。若伺服器故障，則可藉由玻璃上之透明顯示器通知佔據者。玻璃可向維修技術人員顯示故障伺服器之位置，且系統可使故障伺服器附近之玻璃為清透的以在伺服器之修理或替換期間為技術人員提供光照。一旦伺服器回到線上，玻璃便可將最近之窗調整回到其著色狀態以再次保護伺服器以防熱負荷。
有效工作空間：
建築物中之玻璃(例如，會議室、咖啡廳、公共區域、行政套房等)提供整合至像電子郵件、日曆、訊息傳遞(IM、電子郵件、文本之工作流程應用程式中的分佈式網路數位節點，從而為勞動力提供政策驅動之環境控制以作為其工作日之一部分。當佔據者自第一房間移動至第二房間，可在認證使用者之後接著經由第二房間中之玻璃向使用者顯示經由透明顯示器向第一房間中之使用者顯示的項目。此允許使用者在建築物周圍 移動時易於訪問其自己的數位內容。
玻璃網狀網路：
玻璃表面將服務多個功能。在一個實施例中，玻璃充當發電膜，例如透明太陽能電池及/或光伏電池將陽光轉換為電力以對玻璃供電。在另一實例中，玻璃充當能夠基於組態政策接收及傳輸全向RF信號之RF網格。若使用光子單元，則光子單元可儲存資訊及/或電力，從而實現許多實施例(例如，自供電窗及無線通信及電力分配網路)。在一些情況下，可經由建築物皮層周圍之高頻RF波的傳輸而啟用數位安全以防止不想要的RF信號離開建築物(及因此資料洩漏)至建築物外部之任何接收者以及奪取RF通信以用於由無人機及其他UAV驅動之外部RF通信。玻璃亦可經由整合至玻璃中或例如在建築物之屋頂感測器中的自動化無人機槍觸發阻隔動作。圖15a-15c示出了玻璃與友善無人機1502及非友善無人機1504之間的互動。在圖15a中，無人機1502及1504接近玻璃且無人機1504經識別為敵機。此可例如因為該無人機試圖將信號傳輸至建築物中及/或拍攝建築物內部之圖像。如圖15b所示，玻璃1506可變暗以阻隔視覺穿透至建築物中及/或其可傳輸RF信號以干擾無人機之操作且在空中將它擊倒。可選擇性地進行此無人機打敗機制，因為每一窗可具有此能力。玻璃因此可移除冒犯之無人機同時留下友善之無人機著手其工作，如圖15c所示。
在一些實施例中，玻璃亦可偵測建築物外部之潛在入侵者。例如，在淩晨3點感測器可在第一層玻璃立面外部偵測到一或多個人，且警示保全人員其存在，從而可能避免入侵至建築物中。在另一實例中，玻璃自動感測破壞且警示維修技術人員需要修理。此在圖16a及16b中示出。在圖16a中，未破壞之窗1602監測保全或安全威脅。在圖16b 中，偵測到現在受破壞之窗1604，且採取適當行動-在此情況下，可將通知發送至修理技術人員。可藉由電致變色窗片及/或透明顯示器窗片之電流或電壓曲線的改變來偵測破壞。
如所描述，玻璃表面可服務多個功能。在一些實施例中，玻璃充當可自供電之網狀網路。在某些實施例中，IGU(窗)網路由習知有線電源供電。在其他實施例中，例如使用RF供電而無線地對IGU網路供電。在又其他實施例中，IGU網路使用PV及/或光子單元而自供電。圖17示出了IGU之放大圖，IGU具有第一窗片1702(例如，具有EC裝置塗層)、太陽能面板網格(PV)1704、RF天線網格1706、光子單元之網格或層1708，及第二窗片1710(例如，上面具有透明顯示器)。一些實施例可能不包括透明顯示器技術。層1704、1706及1708可位於IGU內之單獨基板上，或可沈積在窗片1702或窗片1710之內表面或外表面上。光子單元陣列或網格用作記憶體裝置。光子單元之網路可實現板上控制，其中窗控制器邏輯電路經組態為透明網格，因此實現「感測器玻璃」。因此藉由光子單元，實現透明網格窗控制器。在此實施例中，透明網格窗控制器為自供電的且與IGU網路中之其他窗成網狀。透明窗控制器可為或可並非整合的或透明顯示器組件之一部分。在一些實施例中，光子單元網格供應足夠電力以用於電致變色玻璃之控制功能，但在其他實施例中，如所示，PV陣列加強光子單元網格。能夠基於組態政策接收及傳輸全向RF信號之RF天線網格允許在IGU之間進行通信及實現網狀化功能。
無線電傳輸及接收器：
政策及事件驅動之防火牆允許及阻隔外部與內部建築物環境之間的RF信號。例如，玻璃可為建築物佔據者提供全GSM、Wi-Fi頻譜 覆蓋。在建築物外部阻隔內部Wi-Fi網路覆蓋。此在圖18a及18b中示出。在圖18a中，建築物之窗用以阻隔位於建築物外部之裝置以使其無法連接至建築物Wi-Fi網路。在圖18b中，建築物之玻璃用以在建築物內提供無線網路。
圖19中提供之表示出了多種組態，其中具有或沒有透明顯示器技術之電致變色窗可用作信號阻隔裝置及/或傳輸器，例如亦可視情況阻隔信號進入如此組態有IGU之建築物內部的無線通信中繼器。表中之星號指示接地平面之替代位置。
圖20示出了可充當Wi-Fi被動信號阻隔設備之電致變色IGU 2000(或層壓件)以及IGU 2000之中繼器表面2在上面具有EC裝置塗層(未示出)。選擇性外部及內部輻射天線(2002及2004)圖案化在S1及S4上，其中Wi-Fi信號處理RF晶片2006作為窗控制器2008之一部分。表面3具有透明RF屏蔽(例如，可由窗控制器選擇性地接地之接地平面)。因此，此組態可傳輸及接收Wi-Fi通信且在需要時阻隔進入之通信。
在某些實施例中，EC窗控制器亦充當RF頻譜主組態器，即，控制進入及出去之RF通信以及與其他IGU控制器及/或網路及主控制器網狀化功能。天線可蝕刻在IGU之玻璃表面中之一或多者的透明導電塗層上。例如，蝕刻在S1上之全向天線用於外部網路覆蓋以向內部傳輸至建築物中，蝕刻在S4上用於內部網路覆蓋之全向天線傳輸至外部環境，及/或豎框(窗框架)中及/或上之天線在‘組態’頻譜及RF網路之玻璃周圍提供全360度覆蓋。單極或其他RF天線亦可用於上述組態中之一或多者中。此等組態提供阻隔及中繼器功能且視情況用於選定頻譜通道。2017年5月4日申請且標題為「WINDOW ANTENNAS」之PCT專利申請案 PCT/US17/31106中進一步描述了窗天線，該PCT專利申請案全文併入本文中。
至裝置之電力傳輸：
玻璃之RF傳輸器將高功率信標訊框傳輸至經授權之接收者，從而經由RF無線電頻譜提供連續電力。
資產追蹤：
玻璃之感測器偵測在建築物之皮層附近內的無線電供電之裝置的移動，從而提供即時位置追蹤，該位置追蹤經映射至訪問控制或位置政策，從而確保未經授權之偵測觸發對整治之警示。如圖13所示，資產追蹤可用於諸如有助於醫生定位患者或醫療設備之情形。在一些情況下，按需資產位置映射雲端(諸如Oracle IoT資產追蹤雲端)現將增強建築物周邊內之資產移動的可見性，因為建築物之皮層現藉由玻璃而數位化。2017年5月4日申請且標題為「WINDOW ANTENNAS」之PCT專利申請案PCT/US17/31106中描述了資產追蹤之額外方法及實例，該PCT專利申請案先前已以引用之方式併入。
玻璃上透明顯示器：
透明發光二極體螢幕可蝕刻在由遠程顯示器匯流排照明二極體供電之玻璃的外表面及/或內表面上，以使自雲端提供之內容本地地儲存在CDN控制器處以用於平滑顯現且亦提供對玻璃網狀網路之本地網格控制。此實現本文中描述之窗的許多能力。在一些情況下，透明顯示器可提供對窗以及附近區域面板之玻璃上著色控制，以及周圍環境感測器讀數及玻璃面板著色之狀態或其他功能。
在一些實施例中，面向外部之透明顯示器使得建築物之外 部能夠轉換為建築物大小之數位畫布。外部數位畫布可用於顯示廣告及其他數位內容，如圖21所示。在某些實施例中，甚至當玻璃外部用作顯示器時亦維持佔據者對外部之視野。佔據者亦可使用玻璃之內表面作為顯示器。在一些實施例中，內側窗片上或作為內側窗片之HD透明顯示器配備有觸摸及手勢感測器或麥克風以用於接收使用者輸入-將玻璃之表面轉換為數位白板以用於即興構思對話、會議及其他合作成果。在一些情況下，透明顯示器可使用視訊會議窗格，可顯示來自連接之應用程式的資訊，或可提供娛樂(例如，藉由與使用者之個人裝置配對及自使用者之個人裝置提供資訊以使得能夠空中投放至玻璃表面)。
玻璃數位雙胞胎：
供應用程式利用玻璃作為可程式化表面之玻璃之程式表示允許各種自動化工作流程。在一些情況下，內容可基於窗之著色等級自動縮放以用於最佳地顯現在玻璃上。例如，動態內容管理系統可基於玻璃面板之周圍事物判定內容之最佳像素透明度、深度及顏色對比。若例如汽車停在面板外部且將陽光反射在面板上，則面板將需要較暗著色以對透明顯示器提供足夠對比。在一些情況下，標準程式結構可用於將玻璃建模至數位系統中。此可例如基於應用傳輸協定標頭內之標準模型的可用性。例如，HTTP/S允許自動偵測玻璃作為數位網路之邊緣，從而將邊緣映射至玻璃上允許之標準模板化操作。下文列出了實例。
<觀看玻璃>
<類型：標準面板>
<功能：著色>
<等級：1-4>
<預設狀態：1>
<類型：顯示器面板>
<功能：外部led>
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蜂巢式通信：
如所討論，天線與窗允許玻璃用作蜂巢式中繼器，從而使建築物進入蜂巢塔中(以及建築物內部之蜂巢式訊務的加強器)。此連同如所描述之5G能力避免了對突出之蜂巢塔的需要，尤其在市區。圖22a示出了當前蜂巢式基礎設施。圖22b示出了利用具有帶有天線之窗之建築物的改良蜂巢式基礎設施，該等窗可取代現有蜂巢塔或與現有蜂巢塔協力工作。配備有此等窗之建築物可能大大地擴展蜂巢式網路在密集市區的覆 蓋。
玻璃清潔及維護：
在一些情況下，玻璃中或上之感測器可偵測玻璃上之灰塵等級及/或塗鴉。在一些情況下，窗控制系統可在灰塵等級到達臨限值或偵測到塗鴉時告知清潔排程系統以安排清潔。本文中描述之窗可在外側窗片上具有自清潔類型之塗層以有助於維持清晰視野，諸如催化有機污染物之分解且允許雨水移除碎屑之二氧化鈦塗層。
用於資料儲存(記憶體)及網路之玻璃立面：
由於光子單元(有時稱作光子感測器)可儲存能量及資料，且板上窗控制器或相關聯之網路或主控制器可具有顯著儲存及計算馬力，因此建築物皮層，在先前實例中為玻璃本身可用作資料儲存單元。由於大型建築物在立面上可具有幾萬或幾十萬平方英尺之玻璃，因此此可導致顯著儲存及/或計算能力，該能力可用於除了對窗著色及顯示資訊之外的目的。例如，除了用於建築物佔據者之資料儲存之外，玻璃可用作提供與網際網路之連接性或形成建築物內之內聯網(例如，在建築物側面、建築物地面、建築物中之房間等)的外部網路。此在圖23中示出。玻璃2302可充當超高速外部網路2304與許多建築物內之高速網路2306及2308之間的橋接器以用於語音、視訊及資料通信。此外，藉助於壓電元件及/或PV電池，玻璃可自風及/或太陽能產生能量且將電力供應至記憶體及/或網路傳輸基礎設施。在一些情況下，窗控制器可具有電池以用於儲存產生之能量。
建築物之邊緣平台-作為平台之建築物皮層-建築物立面平台：
本文中描述之實施例將本文中描述之具有顯示器玻璃之電 致變色窗的能力與其對應BOS基礎設施相組合以供應單一邊緣平台，該平台可提供例如1)對得光及得熱量之控制，2)電信及其訊務，3)計算平台及網路，及4)用於建築物之無線電力。另外，此等功能可例如使用PV技術而自供電。在一些實施例中，建築物立面平台亦可充當建築物管理系統平台。如自以上實例所見，玻璃網路可充當建築物之「數位皮層」，從而充當環境屏蔽、電信中心、無線電源、產量增強系統等。通常，玻璃在初始安裝時網路連接在一起，初始安裝在建築物之建造期間發生。由於邊緣平台部署有玻璃，因此網路為免費的或對於建築物成本而言額外成本較低。此外，與其他較傳統之網路相比，建築物之玻璃通常早期在建造建築物時安裝。因此，建築物可具有上述功能性，例如在建築物建造過程中非常早期之無線網際網路及電信系統。此可例如藉由為建造建築物之人、建築師、開發者、銷售員、行銷人員及其類似者提供對網際網路及雲端之訪問而有助於建造。
藉由BOS基礎設施之電力分配網路(例如，用於EC窗且由加利福尼亞米爾皮塔斯之View,Inc.銷售的幹線電力分配系統)跨越玻璃網路遞送電力。例如，在整個建築物之皮層提供低電壓，諸如24V DC(然而可提供其他電壓，諸如48V，或類似的公共電源輸出)，因為皮層為智慧型窗安裝之處。在此等系統中，經由連接至與控制面板電通信之幹線的引入線向玻璃提供電力，控制面板具有與建築物之電源通信的一或多個電源。另外或或者，玻璃可具有局部能量源，諸如電池。玻璃本身亦可充當發電膜，發電膜具有例如透明太陽能電池及/或光子單元以將陽光轉換為電力以對玻璃供電。在一些情況下，電力分配網路亦可充當通信網路且幹線可用以向玻璃遞送電力及通信資訊。例如，使用電力線通信(PLC)，電 力及通信兩者皆可在單一導體上傳輸。見例如IEEE 1901及1905。在其他情況下，經由單獨的通信網路(例如，無線通信網路)將通信資訊遞送至玻璃網路。上文關於與節點控制器通信之窗控制器(板上或板外)描述了通信網路之實例，節點控制器可與主控制器通信。通信網路可為有線的、無線的，或其組合。通信網路可完全或部分地與電力分配網路共同定位。可使用窗控制器無線能力，諸如控制及/或供電功能可為例如RF及/或IR以及藍芽、Wi-Fi、ZigBee、EnOcean、LiFi(光照上網)及其類似者以發送無線電力及/或無線通信。通信網路向玻璃網路遞送通信資訊，包括例如用於控制玻璃之功能的控制信號，諸如著色以控制建築物中之得熱及得光量。在一些情況下，通信網路亦可自行動裝置及/或遠程開關(諸如牆壁開關或遠程控制裝置)接收無線通信。建築物皮層平台可包括無線電力傳輸器以將無線電力遞送例如至建築物內部或周圍區域以對佔據者之行動裝置充電，使得其無需插入其裝置來對裝置充電。
網路中之玻璃中的一些可包括處於各種組態之窗天線，諸如單極、帶線、貼片、偶極、碎形等。在配備有天線之情況下，建築物之「數位皮層」可充當蜂巢塔之代理，其提供覆蓋且允許清除建築物周圍之習知蜂巢塔之地景。此外，配備有天線之玻璃可用以加強建築物內部之蜂巢式信號及/或允許蜂巢式訊務為單向或雙向的。玻璃之窗天線亦可與通信網路通信以將通信資訊發送至通信網路及自通信網路接收通信資訊。
窗網路亦可充當對建築物中之無線電力提供接達之無線電力傳輸網路。例如，玻璃可包括無線電力傳輸器(例如，RF傳輸器)，無線電力傳輸器向另一窗之無線接收器或附近之行動裝置廣播無線電力傳輸。在一些情況下，一或多個無線電力傳輸器向房間內之裝置或建築物中之另 一區域提供無線電力。除了玻璃之無線電力傳輸器之外，另一遠程電力傳輸器在該區域中亦可為可用的。在一種情況下，RF傳輸器最初自行動裝置之RF接收器或經無線地供電之窗接收全向信標信號廣播。藉由計算信標信號之入射波中之每一者的相位，傳輸器可判定接收器之位置，因此告知RF電力傳輸之方向。傳輸器可沿著信標信號之入射波中之每一者的反射廣播電力或可沿著例如在RF傳輸器處接收之具有最強信號之入射波的最佳反射路徑廣播電力。在此等情況下，傳輸器可沿著複數個不同信標路徑廣播聚焦之RF波，該等信標路徑中之每一者可在到達接收器之前自表面(例如，牆壁及天花板)反射，使得可在傳輸器與接收器之間的障礙周圍傳輸電力。藉由沿著多個路徑傳輸電力，沿著每一路徑傳輸之電力可進一步顯著小於無線地傳送至接收器之總電力。
經組態以用於提供及調節無線通信之窗的實例
本揭露之一個態樣係關於提供、促進及/或調節建築物內之無線通信的IGU或其他窗結構。此等窗可包括用於經由各種無線通信標準中之任一或多者接收或傳輸無線通信之至少一個窗天線。在各種實施例中，窗結構以IGU之形式提供，IGU可包括上面安置有光學可切換裝置層(諸如電致變色裝置層)之一或多個窗片。
窗天線藉由控制器而控制，控制器可將經由天線提供之無線網路與有線網路(諸如有線蜂巢式服務提供者網路或專有客戶網路)聯繫起來。2017年5月4日申請且標題為「Window Antennas」之PCT專利申請案PCT/US17/31106中描述了窗天線之結構、操作及互連的實例，該PCT專利申請案全文以引用之方式併入本文中。儘管窗可用以提供或促進無線通信，但窗在具有電磁屏蔽層時亦可用以選擇性地阻隔無線通信。電磁屏 蔽層可為單層透明導電材料，例如氧化銦，或電磁屏蔽層可在層內具有多個子層。先前以引用之方式併入的PCT專利申請案PCT/US17/31106中描述了電磁屏蔽層之實例。
在一些情況下，窗可用以提供及阻隔無線通信。例如，窗可具有電磁屏蔽層及窗天線兩者。出於此論述之目的，當在建築物外部中之天線之間存在電磁屏蔽層時，天線稱作「內部天線」。相反，當電磁屏蔽層在天線與建築物內部之間時，天線稱作「外部天線」。內部天線可在建築物內提供無線通信，且外部天線可在建築物外部提供無線通信。藉由具有阻隔無線通信穿過窗及在窗之一側或兩側發送或接收無線通信的能力，窗可為無線通信路由通過之通信檢查點或閘。
一般而言，窗天線位於IGU之窗的一或多個表面上；在一些情況下，窗天線置於窗之觀看區域外部，例如窗框上。當存在內部及外部窗天線時，電磁屏蔽層可插入於兩個天線層之間。當窗含有電致變色裝置時，電致變色裝置通常但未必置於內部天線之外側或外部天線之內側，因為電致變色裝置可衰減一些形式之電磁傳輸。
在某些實施例中，電致變色裝置、電致變色屏蔽層及一或多個天線中之兩者或更多者共同位於窗片之同一表面上。圖24示出了具有此配置之IGU 2402的橫截面視圖。根據一些實施方案，IGU 2402具有能夠將信號傳輸至內部環境中或自內部環境接收信號之整合天線。IGU 2402類似於參照圖2示出及描述之IGU 202，不同之處在於至少以下差異：IGU 2402具有第一天線結構及第二天線結構2430及2432及接地平面2434(其可充當電磁屏蔽層)，接地平面2434藉由介電或其他絕緣材料層2438與電致變色裝置堆疊之TCO層2414分開。為了使第一天線結構及第 二天線結構2430及2432與TCO層2416電絕緣，介電或其他絕緣材料層2436用作絕緣層。先前以引用之方式併入的PCT專利申請案PCT/US17/31106中進一步描述了IGU內之天線、EMI屏蔽層及EC裝置的額外配置。
在某些實施例中，服務擴展器裝置在光學可切換窗上實施。在某些實施例中，此擴展器之組件包括：(1)IGU上之面向外部及面向內部的天線(或與IGU緊密地相關聯-例如，其中一者可為相關聯之WC或豎框)；(2)通常在蜂巢擴展器(有時稱作蜂巢加強器)中發現之放大器及其他組件，但不包括擴展器之天線；及(3)IGU天線與擴展器之其他組件之間的連接。無需使用窗控制器或窗網路基礎設施，但窗控制器殼層可用以容納擴展器之非天線組件中的一或多者。此等實施例之功能通常與任何蜂巢式擴展器之功能相同，但使用IGU天線及實體基礎設施。此等實施例可用以擴展任何無線通信服務，而不僅僅為蜂巢式服務。
圖25示出了可提供、促進及/或調節無線通信之IGU 2500的截面圖。一般而言，除非另外陳述，否則IGU 2500之結構可為先前以引用之方式併入的PCT專利申請案PCT/US17/31106中描述之IGU結構中之任一者。IGU包括具有第一表面S1及第二表面S2之第一窗片2502，及具有第一表面S3及第二表面S4之第二窗片2504。窗片2502及2504可固持在一起且經由框架結構2506附接至建築物。IGU 2500通常安裝成使得S1面向外部環境且S4面向內部環境。在IGU 2500中，電致變色裝置位於S2上，且電磁屏蔽層位於S3上。電致變色裝置及屏蔽層(若屏蔽層為可選擇性地開啟及關閉之主動層)由窗控制器2520控制，窗控制器2520可自窗網路2522接收指令以用於控制電致變色裝置及/或電磁屏蔽層。S1具有天線 且S4可具有天線，但在一些實施例中，窗可僅組態有S1上之外部天線或S4上之內部天線。在替代組態中，內部或外部天線可位於相關聯之窗控制器或豎框上。在所示實施例中，內部及/或外部天線附接至網路擴展器2530，網路擴展器2530可操作內部及/或外部天線，使得自窗天線發送及接收之通信經由較大網路(例如，蜂巢式網路或Wi-Fi網路)傳輸。當提供蜂巢式通信時，網路擴展器2530可具有在蜂巢擴展器或蜂巢加強器中發現之天線及其他組件，蜂巢擴展器或蜂巢加強器可自蜂巢提供者(諸如Verizon及AT&T)購得。在一些情況下，且IGU可製造有連接埠(例如，在窗框中)，網路擴展器可經由該連接埠電連接至窗天線。在一些情況下，用於將網路擴展器連接至窗天線之埠可位於窗控制器上或窗控制器之封閉體上從而允許易於對無線網路進行組態。
儘管服務擴展器實施例無需窗網路之任何基礎設施，但其他實施例(諸如圖26a-26d中舉例說明之實施例)可利用此基礎設施之至少一些組件。例如，其可使用諸如先前以引用之方式併入的PCT專利申請案PCT/US17/31106中描述的窗通信網路之一部分，及/或諸如PCT專利申請案PCT/US17/31106中描述之窗控制器。
某些實施例採用與窗控制器及窗網路一起使用的面向外部之天線。見例如圖26a。在可與此等實施例一起使用之組件中有：(1)與IGU相關聯之面向外部之天線(具有或沒有對應的面向內部之天線)；(2)IGU中之RF屏蔽(在一些實施例中為可選的)；(3)與IGU相關聯且連接至面向外部之天線的窗控制器；(4)連接至窗控制器之窗網路；(5)連接至窗網路之客戶或第三方通信服務介面；及(6)用於基於關於通信之資訊及/或使用者發出此等通信而選擇性地允許及阻隔通信之邏輯，諸如下文描述 之通信控制邏輯。在一些實施方案中，系統無需採用窗網路，在此情況下窗控制器將需要經組態以與客戶或第三方通信服務介面直接介接。窗控制器或相關聯之組件具有用於自天線接收信號及/或向天線發送信號之無線電模組或收發器。無線電模組經組態以在天線信號與此等信號中含有之資料之間轉換。
此等實施例允許建築物佔據者可能在蜂巢式服務受限於佔據者之區域的情況下向建築物外部之位置發送通信及/或自建築物外部之位置接收通信(例如，蜂巢式通信)。此等實施例可准許建築物充當蜂巢塔，諸如先前以引用之方式併入的PCT專利申請案PCT/US17/31106中所描述。此等實施例可經設計或組態以使用服務及面向外部之天線解耦佔據者之位置。例如，天線可位於辦公建築物之第三十層且佔據者及其手機或WiFi裝置可能在第二層。客戶或第三方服務(或在一些情況下窗網路)具有可觸達第二層之使用者的本地通信介面或中心。此等實施例亦准許建築物管理員(或控制窗網路之其他實體)基於通信類型、佔據者、位置等限制通信。
某些相關實施例採用與窗控制器及窗網路一起使用的面向內部之天線。見例如圖26b。在可與此等實施例一起使用之組件中有：(1)與IGU相關聯之面向內部之天線(具有或沒有對應的面向外部之天線)；(2)IGU中之RF屏蔽(在一些實施例中為可選的)；(3)與IGU相關聯且連接至面向內部之天線的窗控制器；(4)連接至窗控制器之窗網路；(5)連接至窗網路之客戶或第三方通信服務介面；及(6)用於基於關於通信之資訊及/或使用者發出此等通信而選擇性地允許及阻隔通信之邏輯，諸如下文描述之通信控制邏輯。在一些實施方案中，系統無需採用窗網路，在此情況下 窗控制器將需要經組態以與客戶或第三方通信服務介面直接介接。窗控制器或相關聯之組件具有用於自天線接收信號及/或向天線發送信號之無線電模組或收發器。無線電模組經組態以在天線信號與此等信號中含有之資料之間轉換。
此等實施例可准許WiFi或其他無線服務受控地部署在建築物內，尤其是實施服務之窗附近的房間中或其他區域。此等服務可由建築物管理員或經授權以控制對服務之訪問的其他實體選擇性地開啟或關閉。藉由此控制，實體可向特定租戶或佔據者提供對服務之訪問。圖26a-26d示出了經組態以提供、促進及/或調節無線通信之IGU 2600的額外實施例。IGU 2600包括具有第一表面S1及第二表面S2之第一窗片2602，及具有第一表面S3及第二表面S4之第二窗片2604。窗片2602及2604可固持在一起且經由框架結構2606附接至建築物。IGU 2600通常安裝成使得S1面向外部環境且S4面向內部環境。如同圖25所示之實施例一樣，電致變色裝置及電磁屏蔽層安置在內表面S2及S3上。至少天線可由可由窗控制器2620控制，窗控制器2620可自窗網路2622接收指令以用於控制電致變色裝置及/或電磁屏蔽層。在圖26a-26d所示之實施例中，經由無線電控制模組2618及/或2619而操作窗天線。無線電控制模組藉由將數位信號轉換為類比信號而將窗天線與窗控制器2620聯繫且反之亦然。儘管示出為與窗控制器分開的模組，但在一些情況下，審查模組可整合至窗控制器中。窗控制器2620可連接至窗網路2622，窗網路2622與提供者網路2640(例如，蜂巢式網路)、客戶網路2642(例如，本地Wi-Fi網路)或第三方網路介接。
在圖26a所示之實施例中，外部窗天線位於窗片2602之S1上。經由無線電模組2619操作此外部天線且由外部天線接收之通信在遞 送至提供者網路2640、客戶網路2642或第三方網路之前經過窗控制器2620及窗網路2622。圖26b示出了類似實施例，但替代於具有外部天線，IGU 2600具有位於S4上經由無線電模組2618連接至窗控制器2620之內部天線。
圖26c示出了具有位於IGU 2600之S1上之內部天線及位於S4上之內部天線兩者的IGU。處於此組態之窗可充當中繼器-自內部環境接收無線通信且將彼等信號轉播至外部環境，或反之亦然。例如，窗控制器本身可充當面向內部之天線與面向外部之天線之間的直接聯繫或路由器。當然，採用無線電模組2618及2619以在天線信號與通信資料之間轉換，通信資料藉由窗控制器在天線之間路由。儘管窗控制器通常連接至窗網路(儘管在此實施例中嚴格要求如此)，但此情況下無需使用網路。當然，窗控制器可經由網路(或經由不同源，諸如插入模組)接收組態參數。此等參數可指定通信控制參數，通信控制參數調節什麼類型之無線通信可離開或進入建築物。
關於圖26c，某些實施例可由以下特徵表徵：(1)與IGU相關聯之面向內部之天線及面向外部之天線；(2)IGU中之RF屏蔽(在一些實施例中為可選的)；(3)與IGU相關聯且連接至面向內部之天線及面向外部之天線兩者的窗控制器(視情況具有用於在天線信號與通信資料之間轉換的無線電模組)；及(4)用於基於關於通信之資訊及/或使用者發出此等通信而選擇性地允許及阻隔通信之邏輯，諸如下文描述之通信控制邏輯。應注意，此等實施例未必需要使用客戶及/或第三方通信服務組件(例如，與第三方或客戶蜂巢或WiFi服務組件的介面)。
圖26d示出了與圖26c所示之類似的實施例，不同之處在於 源自或預期用於提供者網路2640(例如，蜂巢式網路)、客戶網路2642(例如，本地Wi-Fi網路)或第三方網路之通信可經由IGU 2600上之通信控制邏輯調節。
在關於圖26a-26d描述之實施例中之任一者中，通信控制邏輯可存在於窗控制器2620或窗網路2622上，窗控制器2620或窗網路2622基於預定安全規則篩選及控制傳入及/或傳出之網路訊務。例如，若無線通信不符合某些安全規則，則可不將無線通信遞送至其預期目的地。類似地，若意欲經由窗天線廣播之網路通信不符合某些規則，則可阻止該等網路通信。例如，可藉由實施僅允許對應於與選定數目之蜂巢式裝置相關聯的某些IMEI號碼之通信的規則來控制蜂巢式通信。在一些情況下，安全規則可基於源ID、目的地ID、通信類型(例如，視訊、文本、呼叫等)及封包標頭及其他通信指示符中通常含有之其他資訊來調節通信。使用者類別可允許不同的通信程度。在一些實施例中，控制係基於使用者在建築物中之位置。例如，可阻隔在建築物之安全區域的使用者進行所有或一些通信，而可准許在建築物之其他位置的使用者完全通信。GPS、UWB或其他協定可判定佔據者之位置。先前以引用之方式併入的PCT專利申請案PCT/US17/31106中描述了定位裝置及使用者之各種方法。在一些情況下，可基於通信類型、佔據者之許可、與裝置相關聯之許可，或裝置之位置限制通信。在一些情況下，安全規則可在安裝時由建築物管理員(或控制窗網路之另一實體)建立。在一些情況下，安全規則可經由由建築物管理員操作之行動裝置更新。
可實施控制通信，使得建築物之一些或所有區域按預設阻隔通信，但在偵測到已知使用者或已知裝置已進入建築物或建築物中之特 定位置時准許通信。此偵測可基於GPS、UWB或其他合適的技術。類似地，可阻隔通信直至建築物租戶已支付以啟動服務為止。
可使用以上實施例控制/啟用之通信協定包括但不限於：現有及未來幾代的蜂巢式通信、藍芽、BLE、Wi-Fi、RF及超寬頻(UWB)。
在一些實施例中，經組態以提供及通信之窗或窗立面亦可經組態以接收無線電力傳輸。無線電力傳輸之方法可為先前以引用之方式併入的PCT專利申請案PCT/US17/31106中描述之電致變色窗的操作提供電力。在一些情況下，窗可經組態以自與窗或立面相關聯之光伏電池接收電力。
在一些實施例中，經組態以提供及/或調節建築物內之無線通信的窗上面亦可具有透明顯示器。例如，透明顯示器可置於IGU單元之S1、S2、S3或S4上。透明顯示器可由與IGU相關聯之窗控制器操作。在一些情況下，經由內部天線或外部天線接收之無線通信可顯示在透明顯示器上。例如，使用者可發送影像或視訊，影像或視訊經由窗天線而經接收且接著顯示在顯示器上。在一些情況下，通信控制邏輯可用以調節可顯示哪些使用者及裝置或什麼形式的內容
裝備有用於調節無線通信之窗的建築物或結構允許建築物佔據者可能在蜂巢式服務受限於佔據者之區域的情況下向建築物外部之位置發送通信及自建築物外部之位置接收通信(例如，蜂巢式通信)。在一些實施例中，由一個窗接收之無線通信可在無線通信經由另一窗天線廣播之前經由窗網路傳輸。例如，外部天線可位於辦公建築物之第三十層，且佔據者及其手機或Wi-Fi裝置可能在第二層。客戶或第三方服務(或可能窗網路)將具有可觸達第二層之使用者的本地通信介面或中心。此組態可允許 自建築物之結構將另外阻隔無線通信之位置發送及/或接收無線通信。此組態亦允許建築物管理員(或控制窗網路之其他實體)基於通信類型、佔據者、位置等限制通信。
在一些實施例中，建築物可裝備有具有如圖26a-26d所示之各種組態之窗的組合。例如，建築物之第20層可具有外部天線，而第一層可僅配置有內部天線。在一些實施例中，建築物可裝備有沒有任何天線之許多窗，而僅提供電磁屏蔽，使得無線通信僅可通過經配置用於發送及接收無線通信之窗。在一些實施例中，建築物可具有用於提供無線通信之窗且窗之服務可由建築物管理員控制。例如，建築物管理員可向建築物租戶提供蜂巢式或Wi-Fi服務以獲得額外費用。
窗網路亦可藉由提供以上章節中描述之各種能力而成為產量增強系統。
使用窗控制系統以用於非窗功能
除了提供窗功能(例如，EC著色、控制無線通信、監測環境條件、監測使用者輸入、在顯示器上顯示影像等)之外，窗控制系統可用於各種非窗功能。例如，窗控制系統可用於控制建築物中之其他系統(諸如HVAC系統、保全及安全系統、IT系統、照明系統及其類似者)，向建築物中之其他系統提供環境資料或供電。
窗控制系統基礎設施：
如本文中所描述，建築物可配備有由複數個窗控制器控制之複數個可著色窗，可著色窗及窗控制器兩者一起皆為窗控制系統之一部分。在一些實施例中，建築物中之可著色窗網路可由如圖3所示之主控制器、中間網路控制器及葉窗控制器或終端窗控制器控制。此等控制器中之 每一者可具有相關聯的處理能力及記憶體。而且，如上文所描述，光子單元可允許透明窗本身為記憶體裝置。控制器可具有例如行動電話或執行桌上型電腦之處理能力。控制器可具有相關聯之記憶體及資料儲存裝置(例如，固態磁碟(「SSD」))，其可大於約10GB，大於100GB，大於1TB或甚至更大。在未來，預期每一控制器之處理能力可更高，因為處理器變得更快及更便宜，從而遵循莫耳定律提供之軌跡。除了先前已以引用之方式併入的美國專利申請案13/449,248、13/449,251、15/334,835及15/334,832之外，2011年3月16日申請且標題為「MULTIPURPOSE CONTROLLER FOR MULTISTATE WINDOWS」之美國專利9,454,055及2011年3月16日申請且標題為「ONBOARD CONTROLLER FOR MULTISTATE WINDOWS」之美國專利8,213,074中亦描述了窗控制器，兩個美國專利全文皆併入本文中。因此，窗控制系統可具有可用於除了窗著色控制之外的其他目的之實質計算馬力。
窗控制器(例如，主控制器、中間網路控制器及葉控制器或終端窗控制器)可經組態用於與彼此進行有線或無線通信。在一些實施例中，控制器可如圖3所示按階層通信，然而情況無需如此。在一些實施例中，終端窗控制器可經由直接有線或無線連接或經由一或多個中間窗控制器之間的通信路徑與另一終端窗控制器或主控制器通信。可使用例如控制器區域網路(CAN匯流排)標準建立有線連接，該標準係使用習知資料電纜(例如，乙太網路及USB)實施的。如本文中其他地方所論述，控制器可配備有無線通信模組(例如，藍芽、WiFi及/或LiFi模組)。在一些情況下，窗控制器可同時經由有線及無線連接兩者通信。
窗控制系統安裝有電力分配系統以對著色轉變、功率控制 器供電，且向諸如感測器、牆壁控制開關等其他裝置提供電力。在一些情況下，電力分配系統可具有三層式組織結構。在第一層或頂層中，建築物之主電源向一或多個控制面板提供電力。在第二層或中間層中，每一控制面板提供一或多根幹線，該一或多根幹線能夠向約256個窗提供電力。在第三層或底層中，引入線用以自幹線向特定窗或另一裝置供電。2016年9月16日申請之美國專利申請案第15/268,204號及2016年11月30日申請之美國專利申請案第15/365,685號中進一步描述了電力分配系統，兩個美國專利申請案標題皆為「POWER DISTRIBUTION NETWORKS FOR ELECTROCHROMIC DEVICES」且全文以引用之方式併入本文中。在一些情況下，電力分配系統可提供自太陽能產生之電能，如2018年2月14日申請且標題為「SOLAR POWER DYNAMIC GLASS FOR HEATING AND COOLING BUILDINGS」之國際專利申請案第PCT/US18/18241號中所描述，該國際專利申請案亦全文併入本文中。電力分配可提供AC電力，或在一些情況下，提供DC電力(例如，經由低電壓DC電力網)。在一些實施例中，電力分配系統可將電力無線地分配至建築物中之窗控制器、感測器或其他電子裝置。2017年9月21日申請且標題為「WIRELESSLY POWERED AND POWERING ELECTROCHROMIC WINDOWS」之國際專利申請案第PCT/US17/52798號中進一步描述了用於無線電力分配之窗及系統，該國際專利申請案全文併入本文中。
窗控制系統亦可包括各種感測器，諸如光感測器或光線感測器、佔據感測器、溫度感測器、濕度感測器、攝影機及其類似者。由窗網路上之感測器提供的反饋可用以自動控制窗著色(及其他窗功能)或用以向其他建築物系統(例如，HVAC系統)提供自動控制。在一些實施例中， 窗控制器可包括感測器，諸如電流及電壓感測器以監測經由窗控制器施加至電致變色裝置之電力。2012年4月17日申請且標題為「CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES」之美國專利第8,705,162號中進一步描述了用於控制窗之基於感測器的智慧，該美國專利全文併入本文中。2015年10月6日申請且標題為「MULTI-SENSOR HAVING A RING OF PHOTOSENSORS」之美國專利申請案第14/998,019號中描述了亦可向窗控制網路提供資訊之環形感測器，該美國專利申請案全文併入本文中。
在一些情況下，窗控制系統亦可經由通信擴展至提供諸如感測能力之服務的外部裝置。例如，智慧型電話可提供使用者指令以用於經由使用者與對應應用程式之互動來控制窗。智慧型電話亦可用以在電話具有例如光線感測器、壓力感測器、溫度感測器、麥克風、GPS或其他定位感測器等時收集環境資料。在一些情況下，窗控制系統可經配備以接收及聚集來自多個電話之資料以有助於對環境微氣候條件進行即時評估。在一些情況下，窗控制系統可經由雲端計算服務(諸如Mobile Physics)擴展以判定或預報周圍微氣候條件。在一些實施例中，窗控制系統亦可自感測器接收資訊，該等感測器可專用於除了提供用於控制可著色窗之資料之外的目的。例如，窗控制系統可自專用於HVAC系統、保全系統(例如，攝影機)、照明系統及其類似者之感測器接收資訊。
窗系統基礎設施在建築物「皮層」上之位置：
可著色窗及相關聯之框架(豎框、橫樑等)主要位於建築物結構之外部或「皮層」上。儘管習知通信及電力分配系統自建築物之中心向外擴張，但窗控制系統覆蓋建築物之殼層或皮層且向內朝建築物之中心 延伸。一般而言，窗控制系統之基礎設施(例如，控制器、電纜等)定位成接近所有可著色窗，包括建築物內部中之可著色窗。由於窗控制系統位於建築物皮層上且窗通常為大量的，因此建築物內部內之裝置通常將具有經由有線或無線連接而連接至窗控制系統之直接構件以接收電力及/或通信。在許多情況下，連接至建築物之殼層上之窗控制系統為比連接至習知電力或通信幹線更簡單之任務，習知電力或通信幹線可在建築物中之不顯眼的地方藏起來。窗控制系統之位置的另一優點在於藉由位於建築物之殼層或皮層上，可易於向建築物外部之裝置及系統提供電力及通信服務。
當建造新建築物時，存在許多優點，該等優點在窗控制系統用於其他系統及由其他系統使用時可見。在建築物建造期間，窗控制系統可為建築物中之第一電力及通信基礎設施。例如，在豎立之多層建築物中，窗控制系統可安裝在較低層，甚至當較高層之框架尚未完成時亦如此。藉由在建造建築物時整合至建築物之皮層中，其他後來安裝之系統可受益於由窗控制系統提供之電力及通信基礎設施上的背負。
商業建築物(例如，多租戶商業建築物)、住宅建築物(例如，單家庭及多家庭居所)及任何其他建築物結構(例如，運動場、醫院、機場等)可受益於由窗控制系統提供之電力及通信基礎設施。在所有情況下，窗控制系統基礎設施主要位於建築物皮層上。單家庭住宅建築物可具有例如約20,000平方英尺之可著色窗表面區域，而大型多層商業建築物可具有例如幾十萬平方英尺之可著色窗表面區域。
使用窗控制系統基礎設施：
在一些情況下，建築物管理系統(BMS)可經由窗控制系統基礎設施接收電力，監測及/或控制各種建築物系統。在一些實施例中， 窗控制系統本身充當BMS，從而監測及控制除了窗控制系統之外或在窗控制系統外部之各種建築物系統。
在一些情況下，窗控制系統可用於或可結合至照明系統。例如，連接至窗控制網路之光感測器可判定環境光位準，佔據感測器可判定房間是否有人，且由窗提供之資產追蹤在一些情況下可經由與使用者相關聯之定位裝置判定哪(些)使用者在房間中或。此資訊可用以判定應如何調整人工照明。例如，可基於經由行動裝置鍵入之使用者的偏好或基於使用者手動地控制著色狀態及人工照明設定之歷史來為特定使用者推斷或判定較佳照明度。在一些情況下，例如由向窗控制系統提供電力之不斷電電源提供的低電壓DC電力分配網亦可用以向照明系統提供電力。在一些情況下，如本文中所論述，透明顯示器可用以在房間中提供內部照明。
作為另一實例，保全系統可使用窗控制系統之基礎設施。例如，攝影機及門鎖可經由窗控制系統而經供電及/或與保全系統換向。在一些情況下，當例如偵測到窗(及/或透明顯示器)已破壞時，可著色窗可充當保全系統之感測器。在一些情況下，可著色窗亦可經涉及以作為對保全或安全威脅之回應的一部分。例如，可在透明顯示器上提供方向及出口照明。在一些情況下，可取決於威脅之類型及窗與偵測之威脅的接近而對窗著色或使窗清透。
在一些情況下，窗控制系統可用於與Google之NEST、Amazon之Alexa或Apple之Homekit系統提供之服務類似的家庭自動化應用。例如，建築物佔據者經由具有透明顯示器之窗可易於提供輸入(例如，經由語言、觸摸及/或手勢命令)或接收資訊(例如，視覺上或經由IGU揚聲器)。窗可充當允許使用者控制各種家庭系統之介面。使用感測器反 饋及在窗控制系統上操作之邏輯，窗控制系統在一些情況下可提供對裝置及電器之自動化控制。
在一個實例中，窗控制系統可用於家庭娛樂應用。例如，窗控制系統可使得居住者能夠在居住者在房間之間移動時以不間斷的方式聽音樂，或觀看窗上顯示之內容。此提供了不會麻煩在建築物之其他部分之佔據者的免持體驗。在一些情況下，可經由居住者之行動裝置(或經由窗網路上之其他感測器，諸如運動或佔據感測器、CO2感測器及其類似者)來追蹤其位置且可調整揚聲器之音量及/或可選擇窗以用於相應地顯示內容。
在一些情況下，窗控制系統可取代或避免建築物中對資訊技術(IT)系統之需要。建築物經常具有專用於提供共用計算資源之設備的專用房間或小間。此等房間(有時稱作伺服器房間)經常裝有伺服器機架、電纜、硬驅動機、CPU、能量管理系統及冷卻系統等。藉由經由窗控制系統提供之網路，窗網路系統中之控制器的集體計算資源可用以實現專用伺服器房間之相同功能。由於電力及通信基礎設施已處於窗控制系統之適當位置，因此可能無需經由區域網路向建築物提供計算資源之單獨的習知伺服器或IT房間。在個人計算裝置上工作之終端使用者可能未意識到此區別。
窗控制系統之其他功能：
如本文中所論述，IGU可組態有用於向IGU之任一側上的環境提供無線通信之天線且可經組態以阻隔無線通信穿過IGU。在此等情況下，窗網路可用作防火牆系統，防火牆系統調節准許哪些RF通信(例如，藍芽及WiFi)進入建築物中或離開建築物。在窗控制系統上操作之防 火牆邏輯可判定所接收到之WiFi信號是否符合防火牆邏輯之預定規則。防火牆邏輯之預定規則可類似於用於調節網路訊務之WiFi路由器及網路安全系統之預定規則。規則可由建築物管理員或IT團隊組態；為簡潔起見，此處不再進一步論述防火牆系統中常見之各種規則。
在一些情況下，窗控制網路可經組態以控制進入或離開建築物之RF通信。例如，若窗配備有EMI屏蔽，則在窗一側上接收之信號在窗另一側上重傳之前可能需要由防火牆邏輯認可。在一些情況下，防火牆邏輯可用以判定EMI屏蔽設定為「開」抑或「關」模式。在一些實施例中，窗可經組態以聽窗之任一側上之裝置之間的WiFi通信。若判定兩個裝置之間的通信破壞防火牆邏輯施加之規則，則可開啟屏蔽功能以阻隔進一步通信。在其他情形中，EMI可首先處於「開」或阻隔狀態且稍後在判定來自窗任一側上之裝置的通信符合防火牆邏輯之規則之後關閉。
窗控制系統亦可提供如本文中論述之各種接近及個人化服務。可基於例如使用者之排程、使用者向窗控制系統認證其自身(例如，經由密語、指印或影像辨識)或使用者攜載綁定至使用者之賬戶的可經追蹤或可與窗控制系統通信之行動裝置來提供此等服務。個人化服務可經由窗本身，例如經由對窗及數位內容顯示器著色而直接提供，或可例如經由窗控制系統對其他建築物系統之自動控制而提供。
如先前以引用之方式併入的國際申請案第PCT/US17/31106號中更詳細地論述，對由窗控制系統傳輸或接收之無線信號的分析可用以判定對應無線裝置之位置。無線裝置可為例如電話、平板或可附著至使用者希望追蹤之任何資產的標籤。在一些情況下，無線裝置包括超寬頻晶片且經組態以發送及/或接收超寬頻(「UWB」)信號之窗 可判定裝置之位置。在一些情況下，可以建築物內10cm或更小之精度來定位裝置之精度。在一些情況下，窗控制系統可實施地理圍欄規則，地理圍欄規則界定准許資產之地方或當資產移動超出界定之邊界時發生的事件。在一些實施例中，窗控制系統可監測建築物內之位置及移動及資產，且在使用者請求後顯示所請求資產在建築物之平面圖上的位置。
在一些情況下，可著色窗可具有例如面向內部環境或外部環境之基於攝影機之感測器。攝影機可提供影像或視訊，影像或視訊可用以例如認證使用者或用於安全事件偵測。在一些情況下，在IR範圍內之基於攝影機之感測器可用以監測房間中之溫度分佈。在一些情況下，基於攝影機之感測器可用以監測穿過窗之光通量。在一些情況下，攝影機可用以監測光穿透或由自相鄰建築物反射之光引起的眩光。基於攝影機之感測器在一些情況下可調諧至特定光頻率以例如監測窗之著色效應或監測LiFi通信。
用於使用來自窗網路之備用計算資源的實例實施例及實施方案細節
如所論述，窗控制器(例如，主控制器、網路控制器及/或終端窗控制器)可具有經由窗通信網路而對其他裝置及系統可用之計算資源。在一些情況下，窗網路上之其他裝置，諸如感測器(例如，環形感測器)及控制面板可經組態以提供計算資源。控制器及其他裝置可經由有線及無線連接向窗控制網路提供處理能力及數位儲存。控制器可提供由例如習知硬驅動機或固態驅動機提供之長期資料儲存。高速RAM亦可包括在控制器中以用於實現某些計算任務。在一些實施例中，窗控制器可使用例如Oracle之M8 SPARC處理器或現代等效物。
因為窗控制器具有經界定之處理能力及儲存量，所以可鑒 於建築物中之窗控制器的數目而指定經由窗控制可用之可用備用計算資源。另外，窗控制器之數目可隨建築物中之可著色窗的表面區域而縮放。例如，具有20,000平方英尺之可著色窗表面區域的建築物可具有約100個窗控制器。在一些實施方案中，此許多控制器可容納等效於典型伺服器房間中之約三個機架的計算能力以用於例如IT目的。當然，每一窗控制器之處理取決於窗控制器中使用之處理器的類型。儘管窗控制器有時擁有具有相對受限之處理能力之微控制器，但窗控制器可或者或另外包括具有額外處理能力之微處理器。在一個實例中，窗控制器採用具有ARM架構或其他減少之指令集計算架構的微處理器。
控制器可具有超過操作窗控制系統實際所需之計算能力。按照慣例，窗控制器之角色為僅接收指令及將彼等指令解譯為需要特定類型之轉變，且接著執行使窗進行所請求之著色轉變所必要的預先程式化之設定檔。此過程僅偶爾發生，尤其在某些天氣條件下及在夜晚。因此，窗控制器在大多數時間為閒置的。如本揭露中所描述，窗控制器亦可使用一或多個其他功能，包括例如分析感測器資料，在透明顯示器上顯示影像或視訊，運行防火牆邏輯等。甚至在具有此等增加之任務的情況下，窗控制器可在大部分時間閒置且使處理能力可用於非窗任務。
網路通信協定-習知窗網路系統使用輪詢通信方法來操作，其中第一控制器(例如，主控制器)週期性地輪詢第二控制器(例如，網路控制器)，第二控制器提供特定值之當前資料讀數，例如特定IGU之當前著色狀態。在一些實施例中，窗控制網路上之控制器使用處理資料對象(「PDO」)協定操作。使用PDO協定，周邊控制器及裝置(例如，感測器)僅在其判定其應該時才傳達資訊。例如，若由窗控制器監測之特定參數的 狀態不隨時間而變，則窗控制器無需在網路上傳達此狀態；已偵測到與習知輪詢方法之此對比，在習知輪詢方法中無論所監測之參數是否有改變將按規則間隔提供狀態。藉由對窗網路上之窗控制器及其他周邊裝置進行組態以自身做一些決策，諸如當狀態改變值得傳達時，減少網路訊務量。甚至在PDO類型範例內，在一些情況下窗控制器仍以某一週期性間隔提供狀態資訊可為適當的，只是該週期性間隔與在普通輪詢方法期間將使用之間隔相比頻率低得多。
輪詢及PDO通信協定皆可在實施有雙線匯流排之習知CAN架構中實施。CAN協定堆疊中之較高層准許實施基於PDO與輪詢之資料傳送。在一些實施例中，可使用CAN架構之替代方案。例如，在一些情況下，可使用點對點協定，諸如TCP/IP。一般而言，任何此協定支援實體層，一或多個通信層及安全及/或應用層可為合適的。
邊緣計算基礎設施之一個優點為其經常允許在較接近建築物內創建及使用資料之處進行計算。例如，在具有提供分佈式邊緣計算之窗控制系統的建築物中，可將計算任務發送至建築物中最近的邊緣裝置(例如，終端窗控制器或葉窗控制器)而非發送至習知伺服器房間或基於雲端之服務。可著色窗系統中之窗控制器及/或其他計算裝置中之每一者充當邊緣裝置，即小資料中心以例如在建築物內資料起源之處在本地處理及/或儲存資料。提供邊緣計算資源之公司的實例包括Microsoft(Azure IOT Edge)、Amazon(AWS Greengrass)、Alphabet、GE(GE Predix)及Ethereum(具有區塊鏈能力之架構)。
軟體/邏輯啟用窗處理器計算-在一些實施例中，窗控制器可運行即時作業系統(「RTOS」)。即時作業系統允許窗控制器控制器執 行可能按照慣例由管理控制器(諸如主控制器)執行的許多任務。在RTOS中，窗控制器可獲取資料且在本地在RAM或其他固態記憶體中儲存及存取資料。例如，在一些情況下，窗控制器可保持與可著色窗相關聯之電流、電壓、溫度及/或光資料之運行記錄。在一些情況下，窗控制器可運行任務，諸如局部條件之週期性或基於事件之報告(例如，報告局部光通量已超過臨限值)。
共用/分佈式處理-如所提及，窗網路上之控制器的過量計算能力可用於其他用途。在一些情況下，窗網路上之控制器可以同級或主-從組態組織。在一些情況下，負載平衡產品，諸如IBM之Cloud OrchestratorTM可用以跨越多個控制器執行任務之負載平衡。在一些情況下，窗控制器可使用區塊鏈技術，使得用於比特幣及使用伯克利開放式網路計算平台的開源程式Gridcoin。為了實施分佈式處理，可著色窗系統上之窗控制器或其他計算資源可具有容器架構。容器架構可經由網路協定中之容器管理層實施。用於經由容器架構實施分佈式處理之資源的一個實例為Linux容器(LXC)格式之Docker。Docker提供名稱空間以隔離作業系統之應用的視圖，包括進程樹、網路資源、使用者ID及檔案系統。
如同可在窗控制器中共用及/或分佈之計算處理一樣。儲存亦可在多個裝置中共用。一般而言，此使用標準儲存架構來實施，諸如網路附接儲存器(NAS)、網路檔案系統(NFS)或儲存區域網路(SAN)。例如，窗控制系統可在建築物內提供100太位元組之局部儲存，該建築物具有100個窗控制器，每一窗控制器具有1太位元組之資料。在一些情況下，儲存裝置經組態以使用獨立冗餘磁碟陣列(「RAID」)組態以防資料丟失，資料丟失可由例如資料儲存裝置中之一者的故障引起。
藉由具有分佈式處理及儲存架構，系統亦可在需要時易於由建築物擁有者升級。例如，若建築物擁有者希望增加局部記憶體或增大窗控制系統之處理能力，則窗控制器處之儲存裝置或處理器可個別地升級，使得使用窗控制系統之終端使用者及系統不會經歷提供之服務的中斷。在一些情況下，控制器在設計上為模組化的，使得窗控制器之儲存器、RAM及/或處理能力可易於升級。在其他實施例中，整個窗控制器可遞增地取代具有改良基準之窗控制器。
在一些實施例中，窗控制器可經組態以使用除了僅藍芽及/或WiFi之外的無線協定進行通信。例如，窗控制器可使用例如Zigbee或EnOcean經由無線隨意網路進行通信，Zigbee或EnOcean可具有較低功率要求且在一些情況下具有比WiFi通信大的範圍。此無線通信對於依靠電池運行或無線地接收電力之低功率感測器可為理想的。
當窗控制系統用於可能由不同實體控制之多個功能時，可在基礎設施上實施虛擬化、安全性及/或服務品質。
在許多情況下，由揭露之窗控制系統提供之邊緣計算平台可對窗系統本身提供優點。例如，可接收、處理及作用於窗附近之感測器資料而無需將大量感測器資料提供至上游控制器以執行分析。現在提供邊緣計算平台之處理能力的一些實例。
(1)在一個實例中，窗控制器偵測或判定對於窗網路系統之其他組件有用的條件或事件。例如，當窗控制器判定光強度增加超出特定臨限位準時，窗控制器可通知窗網路上之其他處理組件(諸如主控制器)，該等處理組件又可判定窗應著色之時間及程度。
(2)在另一實例中，窗控制器或複數個窗控制器可調試在窗控制器附近之 其他裝置。窗控制器可使用三角測量或另一適當方法(例如，使用接收信號強度指示符(RSSI))來判定附近之組件的位置。在一些情況下，個別窗控制器或窗控制器群集體可負責判定及報告其附近之與窗相關之組件的位置。
(3)在一些實施例中，窗控制器可藉由僅允許與窗控制器已知之裝置進行通信來向窗控制網路提供安全性。例如，來自除了可著色窗系統之外的系統之感測器及/或控制器可向窗控制器提供資訊及/或自窗控制器請求資訊。在一些情況下，提供之資料可能不準確，從而導致對可著色窗之不合需要的自動控制，或可請求資料以用於不正常目的(例如，潛在小偷可能試圖基於佔據感測器資料之歷史查明房間何時將不會被佔據)。因此，窗控制器可經組態以僅與受信任之裝置通信。例如，窗控制器可僅與一些裝置通信，該等裝置定位成足夠接近以准許無線通信。可著色窗系統可能先前已認證此等裝置，且窗控制器可能已執行在例如安裝期間由管理員進行之認證所需的程序中之一些或全部。
(4)在其他實例中，窗控制器使用其自己對電流、電壓(包括開路電壓)、溫度等之量測以判定是否調整著色轉變參數；例如提前加速或終止著色轉變。2013年6月28日申請且標題為「CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES」之美國專利第9,412,290號中進一步描述了用於基於此等量測之窗參數調整著色參數的方法。
(5)在其他實例中，可通知窗控制器公用設施警示(例如，高需求或節約用電情況)，且窗控制器採取適當的著色行動。例如，在被通知電源已切斷後，窗控制器可在局部儲存之電力供應(例如，在窗控制器處之電池中或位於電力分配網中)耗盡之前以受控方式將可著色窗轉變為安全(清透)狀 態。若局部電力存量在正常電源恢復之前耗盡，則將電致變色窗轉變為安全狀態可防止損壞電致變色窗。在不存在足夠電力將所有可著色窗轉變為安全狀態之情況下，窗控制器可優先在較不昂貴之窗之前將較昂貴之窗著色至安全狀態。在一些情況下，窗控制器可轉變為消耗較少能量之睡眠模式。2017年12月22日申請且標題為「POWER MANAGEMENT FOR ELECTROCHROMIC WINDOW NETWORKS」之美國專利申請案第15/739,562號中描述了控制器可如何回應於與高能量需求及/或低能量可用性相關聯之適應問題的額外實例，該專利申請案全文併入本文中。
(6)在一些實施例中，窗控制系統可直接或間接向施工人員提供安裝及/或修理指令。例如，窗上之透明顯示器可顯示詳述裝置之偵測之故障的錯誤報告。顯示器可例如指示故障組件定位之處及在需要時提供修理指令。或者或另外，窗控制系統可經由無線通信向個人電腦、平板、智慧型電話等提供指令。
藉由實施PDO通信協定及在個別控制器上執行計算過程，由傳送大量原始資料及/或裝置之日常輪詢引起的訊務得以降低。免費頻寬接著可由其他裝置使用，該等裝置利用窗控制系統提供之計算資源。
在一些實施例中，窗控制器可僅經組態以與受認證之裝置通信。接著僅准許已受認證之已例如由管理員認證或窗控制器已知之彼等感測器或其他資料收集或控制裝置(窗網路外部)將資料傳遞至窗網路(經由窗控制器)。此方法減少或消除了認證證書或與即時地認證通信相關聯之其他資料的傳達，此可有助於釋放額外網路頻寬。
相關地，窗著色網路(及其他建築物系統)之計算需要中的大部分或全部可本地地在諸如窗控制系統提供之本地邊緣計算平台內的窗 控制器之裝置上進行。很少需要或不需要在可著色窗系統外部發送敏感資訊。就在可著色窗系統外部需要一些處理或儲存而言，僅需在系統外傳達相對非敏感之資訊。可使用可著色窗系統之計算能力啟用與「個人雲端」相關聯之概念。
分佈式計算平台之另一優點為若感測器及其他周邊裝置可依賴於局部窗控制器來為其執行資料處理，則感測器及其他周邊裝置將需要較少處理資源。例如，與窗網路通信之感測器無需包括通信堆疊或自己做出與指派給感測器之應用相關之決策的能力。例如，紅外線攝影機佔據感測器可向窗控制器提供原始攝影機資料，窗控制器可執行所需影像分析以判定是否存在及存在多少佔據者。此方法亦可用於諸如溫度計、氣體偵測器及光偵測器及其類似者之感測器及裝置。
在一些情況下，由窗控制系統提供之電力及通信基礎設施可取代其他建築物系統，諸如BMS、保全系統、IT系統、照明系統等。可著色窗系統之儲存及處理基礎設施提供此等及其他功能所需的大多數或所有基礎設施。就在共用基礎設施之功能之間需要安全性而言，可使用虛擬網路(例如，VLAN)。
實例實施例-電力分配：
在一些實施例中，電力分配系統可為單線系統，其將電力遞送至可著色窗及一或多個其他系統(例如，HVAC系統、照明系統、保全系統等)。電力分配基礎設施為完全有線的(與無線相對)。導致電力遞送至非窗系統組件(例如，燈)之決策可由非窗系統或由窗系統進行。
在一些實施例中，照明系統元件或其他非窗系統組件可使電力經由窗幹線之分接來遞送。因此，非窗系統可共用來自窗電力分配系 統之AC或DC控制面板。一般而言，可使用美國專利申請案第15/268,204號、美國專利申請案第15/365,685號或國際專利申請案第PCT/US18/18241號中描述之任何電力分配系統將電力提供至任何非窗系統，該等專利申請案先前已以引用之方式併入。
在一些實施例中，窗控制系統可具有並行有線電力分配系統。一個分配系統可專用於窗著色功能，且另一分配系統可專供其他建築物功能(諸如加熱及冷卻系統)使用。在此組態中，在窗控制系統基礎設施中提供用於其他建築物功能之一些決策。換言之，窗控制系統控制建築物中之一些非窗系統。將由窗控制系統基礎設施做出之決策傳達至此等其他建築物系統，該等建築物系統藉由經由專供非窗功能使用之分配系統接收電力來實施決策。例如，窗控制網路可判定用於正常使用或應急照明之LED燈應在特定時間供電，且窗網路向某一建築物系統(例如，照明系統或保全系統)提供此等決策，該建築物系統接著使適當的燈接收電力，或使電力分配系統將電力遞送至適當的燈，即使彼等燈由並非窗電力分配系統之一部分的系統供電亦如此。
在一些實施例中，窗控制系統可包括用於提供無線電力遞送之構件。可提供此無線電力攜載能力作為電力分配系統之一部分，電力分配系統向窗控制器及/或單獨的及/或非窗電力分配系統提供電力。除了電力攜載能力中之一些呈無線媒體之形式的事實外，此方法可另外與如上文描述之第一方法或第二方法相同。
結論
應理解，本文中描述之某些實施例可使用電腦軟體以模組化方式或整合方式以控制邏輯之形式實施。基於本揭露及本文中所提供之 教導，一般熟習此項技術者將知曉並瞭解使用硬體及硬體與軟體之組合來實施本發明的其他方式及/或方法。
本申請案中所描述之軟體組件或功能中的任一者可實施為將由處理器使用任何合適之電腦語言(諸如例如Java、C++或Python)，使用例如習知的或面向對象之技術來執行的軟體程式碼。軟體程式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(諸如硬驅動機或軟碟)或光學媒體(諸如CD-ROM)。任何此電腦可讀媒體可常駐於單一計算設備上或內，且可存在於系統或網路內之不同計算設備上或內。
儘管已詳細地描述前文揭露之實施例以便於理解，但所描述實施例將視為說明性而非限制性的。在不脫離本揭露之範疇的情況下，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，在不脫離本揭露之範疇的情況下，可對任何實施例進行修改、添加或省略。在不脫離本揭露之範疇的情況下，可根據特定需要來整合或分開任何實施例之組件。
儘管已出於理解清楚之目的而相當詳細地描述了上述實施例，但將顯而易見，可在所附申請專利範圍之範疇內實踐某些改變及修改。應注意，存在實施本實施例之過程、系統及設備的許多替代方式。因此，本實施例將視為說明性的而非限制性的，且實施例將不限於本文中給出之細節。
600:光學可切換窗
602:豎框
604:窗控制器
606:投影儀
608:運動感測器
610:揚聲器
612:麥克風
614:影像

Claims (47)

  1. 一種用於提供電力及通信之系統，該系統包括：(A)一通信網路，其經組態以通信地耦合(I)至多個可著色(tintable)窗及(II)至包括相關於該等可著色窗之一可著色窗之一顯示器之一或多個電子裝置，其中相關包含(a)該顯示器被安置為完全或部分地與該可著色窗共同延伸及/或(b)該顯示器及該可著色窗經組態以共生使用(symbiotic utilization)，其中一或多個電子裝置排除(exclude)該等可著色窗；及(B)一電力分配系統，其經組態以連接至一或多個電源及(i)至該等可著色窗及/或(ii)至該一或多個電子裝置。
  2. 如請求項1之系統，其中該一或多個電源安置在一建築物之一立面(fascade)中，該建築物包含該等可著色窗。
  3. 如請求項1之系統，其中該電力分配系統之至少一部分使用該通信網路之一纜線。
  4. 如請求項1之系統，其中該通信網路經組態以連接至安置於該等可著色窗之至少一者及/或經組態以控制該等可著色窗之著色之至少一窗控制器上之一或多個天線。
  5. 如請求項4之系統，其中該通信網路經組態以藉由該一或多個天線針 對該一或多個電子裝置提供通信資料及/或電力。
  6. 如請求項1之系統，其中該通信網路經組態以通信地連接至該等可著色窗之一者及/或向該等可著色窗之一者登記之該顯示器。
  7. 如請求項1之系統，其中該通信網路包括(i)經組態以准許一或多個資料處理模組之一網路配接器(adaptor)或(ii)一或多個其他通信網路，其中該通信網路及該一或多個其他通信網路經組態以使用一經定義網路協定通信。
  8. 如請求項1之系統，其中該系統經組態以認證(authenticate)該一或多個電子裝置或導引該一或多個電子裝置之認證。
  9. 如請求項1之系統，其中該通信網路經組態以用於無線及/或有線通信。
  10. 如請求項7之系統，其中該經定義網路協定經組態以傳輸第5代(5G)蜂巢式通信。
  11. 如請求項1之系統，其中該系統經組態以在該通信網路上藉由安置在該等可著色窗之至少一者及/或至少一窗控制器上之一或多個天線使用電磁傳輸提供資料。
  12. 如請求項1或11之系統，其中該系統經組態以在該電力分配系統上藉由安置在該等可著色窗之至少一者及/或至少一窗控制器上之一或多個天線使用電磁傳輸提供該電力。
  13. 一種提供電力及資料傳輸之方法，該方法包括：(A)使用一通信網路，其經組態以通信地耦合(I)至多個可著色窗及(II)至包括相關於該等可著色窗之一可著色窗之一顯示器之一或多個電子裝置，其中相關包含(a)該顯示器被安置為完全或部分地與該可著色窗共同延伸及/或(b)該顯示器及該可著色窗經組態以共生使用，其中一或多個電子裝置排除該等可著色窗；及(B)使用一電力分配系統，其經組態以連接至一或多個電源及(i)至該等可著色窗及/或(ii)至該一或多個電子裝置。
  14. 如請求項13之方法，其進一步包括針對該一或多個電子裝置提供通信資料及/或電力。
  15. 如請求項13之方法，其進一步包括調整該等可著色窗之著色以與藉由顯示器顯示之媒體結合。
  16. 如請求項15之方法，其進一步包括經由該顯示器進行視訊會議。
  17. 如請求項13之方法，其進一步包括在該通信網路上藉由安置在該等可著色窗之至少一者及/或至少一窗控制器上之一或多個天線使用電磁傳 輸提供該資料。
  18. 如請求項13之方法，其進一步包括自一使用者接收一手勢輸入。
  19. 如請求項13之方法，其進一步包括判定一使用者使用通信信號之一位置或導引一使用者使用通信信號之一位置之判定。
  20. 如請求項13之方法，其中該一或多個電子裝置包括一無線電(radio)，且其中該等通信信號包括射頻信號。
  21. 如請求項20之方法，其中該等通信信號包括超寬頻(UWB)射頻信號。
  22. 一種用於提供電力及資料傳輸之電腦程式，該電腦程式具有當藉由操作地耦合至一通信網路及至一電力分配系統之一或多個處理器讀取時導致該一或多個處理器執行以下操作之多個指令：(A)使用一通信網路或導引一通信網路之使用，其經組態以通信地耦合(I)至多個可著色窗及(II)至包括相關於該等可著色窗之一可著色窗之一顯示器之一或多個電子裝置，其中相關包含(a)該顯示器被安置為完全或部分地與該可著色窗共同延伸及/或(b)該顯示器及該可著色窗經組態以共生使用，其中一或多個電子裝置排除該等可著色窗；及(B)使用一電力分配系統或導引一電力分配系統之使用，其經組 態以連接至一或多個電源及(i)至該等可著色窗及/或(ii)至該一或多個電子裝置。
  23. 如請求項22之電腦程式，其中該一或多個電子裝置包括一鎖、一攝影機、一電梯、一環境感測器、一照明裝置、一智慧型電話、一個人電腦或一電子平板。
  24. 如請求項22或23之電腦程式，其中該通信網路包括(i)經組態以准許一或多個資料處理模組之一網路配接器或(ii)一或多個其他通信網路。
  25. 如請求項22或23之電腦程式，其中該一或多個操作包含認證(authenticate)該一或多個電子裝置或導引該一或多個電子裝置之認證。
  26. 如請求項22或23之電腦程式，其中該通信網路經組態以用於無線及/或有線通信。
  27. 如請求項22之電腦程式，其中該一或多個電子裝置安置在該建築物內。
  28. 如請求項22之電腦程式，其中該一或多個操作包含調整該等可著色窗之著色以與(i)藉由該顯示器顯示之媒體及(ii)經由該顯示器進行之視訊會議結合，或導引該等可著色窗之著色與(i)藉由該顯示器顯示之媒體及(ii)經由該顯示器進行之視訊會議結合之調整。
  29. 如請求項22之電腦程式，其中該一或多個操作包含在該通信網路上藉由安置在該等可著色窗之至少一者及/或至少一窗控制器上之一或多個天線使用電磁傳輸提供該資料。
  30. 如請求項22或29之電腦程式，其進一步包括在該電力分配系統上藉由安置在該等可著色窗之至少一者及/或至少一窗控制器上之一或多個天線使用電磁傳輸提供該電力。
  31. 如請求項22之電腦程式，其中該一或多個操作包含自一使用者接收一手勢輸入，或導引一手勢輸入自一使用者之接收，其中一或多個處理器通信地耦合至一動作感測器以接收該手勢輸入。
  32. 如請求項22之電腦程式，其中該等操作包括判定一使用者使用通信信號之一位置，或導引一使用者使用通信信號之一位置之判定。
  33. 如請求項32之電腦程式，其中該一或多個電子裝置包括一無線電，且其中該等通信信號包括射頻信號。
  34. 如請求項33之電腦程式，其中該等通信信號包括超寬頻(UWB)射頻信號。
  35. 一種用於提供電力及通信之設備，該設備包括至少一控制器經組態 以：(A)通信地耦合至一通信網路及至一電力分配系統，(B)使用一通信網路或導引一通信網路之使用，其經組態以通信地耦合(I)至多個可著色窗、(II)至經組態以控制該等可著色窗之著色狀態之一窗控制系統及(III)至包括相關於該等可著色窗之一可著色窗之一顯示器之一或多個電子裝置，其中相關包含(a)該顯示器被安置為完全或部分地與該可著色窗共同延伸及/或(b)該顯示器及該可著色窗經組態以共生使用，其中一或多個電子裝置排除該等可著色窗；及(C)使用一電力分配系統或導引一電力分配系統之使用，其經組態以連接至一或多個電源及(i)至該等可著色窗、(ii)至該窗控制系統及/或(iii)至該一或多個電子裝置。
  36. 如請求項35之設備，其中該系統經組態以判定一使用者使用通信信號之一位置，或導引一使用者使用通信信號之一位置之判定。
  37. 如請求項36之設備，其中該一或多個電子裝置包括一無線電，且其中該等通信信號包括射頻信號。
  38. 如請求項37之設備，其中該等通信信號包括超寬頻(UWB)射頻信號。
  39. 如請求項35之設備，其中該設備經組態以至少部分藉由使用一或多 個環境感測器控制該建築物之至少一環境，其中一或多個處理器通信地耦合至該一或多個環境感測器。
  40. 如請求項39之設備，其中該一或多個環境感測器經組態以用於空氣品質感測。
  41. 如請求項39之設備，其中該一或多個環境感測器經組態以感測一氧化碳、鉛、地面臭氧(ground-level ozone)、顆粒物(particulate matter)、二氧化氮及/或二氧化硫。
  42. 如請求項35之設備，其中該至少一控制器係包括於一控制系統中，該控制系統包含一或多個主控制器、一或多個網路控制器、一或多個建築物管理系統控制器、一或多個安全系統控制器、一或多個門鎖控制器及/或一或多個照明系統控制器，其中該一或多個網路控制器之一網路控制器經組態以控制耦合至該等可著色窗之一可著色窗之複數個窗控制器之至少一者。
  43. 如請求項35之設備，其中該至少一控制器之一主控制器經組態以控制該一或多個網路控制器之至少一網路控制器。
  44. 如請求項35之設備，其中該至少一控制器經組態以控制該等可著色窗之一或多者與控制該顯示器結合，或導引該等可著色窗之一或多者與控制該顯示器結合之控制。
  45. 如請求項44之設備，其中該至少一控制器經組態以控制該等可著色窗之一或多者與控制該顯示器結合，或導引該等可著色窗之一或多者與控制該顯示器結合之控制，其至少藉由經組態以(i)藉由該顯示器改良一經投影影像之可見度或藉由該顯示器導引一經投影影像之可見度之改良及/或(ii)輔助所提供該影像之反射或導引所提供該影像之反射之輔助。
  46. 如請求項35之設備，其中該只少一控制器經組態以控制該顯示器，或導引該顯示器之控制，其至少部分藉由使用藉由與該至少一個控制器通信地耦合之觸摸感測器感測之一觸摸形式之使用者輸入。
  47. 如請求項46之設備，其中該至少一控制器經組態以經由該顯示器促進會議通信，或經由該顯示器導引會議通信之促進。
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