分案說明

本申請屬于申請日為2012年01月03日的中國發(fā)明專利申請201280003736.3的分案申請。

本申請案于2012年1月3日以美國國營公司nestlabs,inc.(指定除美國以外的所有國家的申請人)和美國公民anthonymichaelfadell、美國公民matthewleerogers、美國公民erikcharlton、美國公民shigefumihonjo、日本公民yokymatsuoka、美國公民davidsloo和美國公民isabelguenette(僅指定美國的申請人)的名義作為pct國際專利申請案申請。本申請案要求2010年11月19日申請的美國臨時申請案第61/415,771號、2010年12月31日申請的美國臨時申請案第61/429,093號和2011年10月21日申請的美國臨時申請案第61/627,996號的權(quán)利，其各以引用的方式并入本文中。

本專利涉及智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)和其它智能控制環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)且尤其涉及智能控制環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中智能恒溫器子組件和相關(guān)功能可在智能恒溫器上的隱蔽部和可見部之間不同地分布以產(chǎn)生許多實(shí)施方式。

背景技術(shù)：

雖然大量努力和關(guān)注繼續(xù)投向開發(fā)更新和更可持續(xù)的能源供應(yīng)，但是通過提高能源效率來節(jié)省能源對于世界的能源未來仍然十分關(guān)鍵。根據(jù)來自美國能源部2010年10月的報告，制熱和制冷占典型美國住宅能源利用的56％，使其成為多數(shù)住宅最大的能源開銷。連同與住宅制熱和制冷相關(guān)的實(shí)體設(shè)備的改進(jìn)(例如，改進(jìn)的保暖、更高效的暖氣機(jī))，能源效率的顯著提高可通過住宅制熱和制冷設(shè)備的更好控制和調(diào)節(jié)而實(shí)現(xiàn)。通過以謹(jǐn)慎選擇的時間間隔和仔細(xì)選擇的運(yùn)行級別來啟動制熱、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)(hvac)設(shè)備，可在保持居住空間對于其居住者而言適度舒適的同時節(jié)省大量能源。

但是，歷史上，大多數(shù)已知的hvac恒溫控制系統(tǒng)可分為兩個相對類別之一，認(rèn)為任一種都不是最實(shí)際住宅環(huán)境中最佳的。第一種類別中的是許多簡單、非可編程住宅恒溫器，每種通常包括用于設(shè)定期望溫度的單個機(jī)械或電撥盤和單個制熱-風(fēng)扇-關(guān)-ac開關(guān)。雖然甚至對最普通的居住者來說使用都是簡單的，但是任何節(jié)能控制活動，諸如調(diào)節(jié)夜間溫度或在離家前關(guān)閉所有供熱/制冷，必須由用戶手動執(zhí)行。因而，非多數(shù)而是所有警覺的用戶通常都會錯失大量節(jié)能機(jī)會。此外，未提供更高級的節(jié)能設(shè)定，諸如指定觸發(fā)制熱/制冷單元開啟所需的定制溫度擺幅(即期望設(shè)定溫度與實(shí)際當(dāng)前溫度之間的差異(諸如1度至3度))的能力。

另一方面，在第二種類別中的是許多可編程恒溫器，其在近些年來因energystar(美國)和tco(歐洲)標(biāo)準(zhǔn)而變得更普遍并且在可個別操控的hvac系統(tǒng)的許多不同設(shè)定方面進(jìn)步顯著。但是，不幸的是，用戶通常被在恒溫器表面或恒溫器上的面板門后布置為不同配置的令人眼花繚亂的開關(guān)和控制器陣列嚇到并且很少調(diào)整制造商默認(rèn)值以優(yōu)化其自身的能源利用。因此，即便許多住宅中安裝的可編程恒溫器在技術(shù)上能夠以節(jié)能設(shè)定檔運(yùn)行hvac設(shè)備，但是許多住宅中僅實(shí)施通用制造商默認(rèn)設(shè)定檔。實(shí)際上，不幸地在許多情況下，住宅用戶可能永久以“臨時”或“保持”模式運(yùn)行單元，像單元是簡單、非可編程恒溫器一樣手動操控顯示的設(shè)定溫度。

在更一般意義上，由于人不可避免地必須參與，所以存在(i)hvac控制系統(tǒng)可提供的節(jié)能復(fù)雜量與(ii)節(jié)能復(fù)雜性可投入許多住宅的實(shí)際日常使用中的程度之間出現(xiàn)的緊張情況。類似問題出現(xiàn)在具有一個或多個hvac系統(tǒng)的多單元公寓樓、酒店、零售店、辦公樓、工業(yè)建筑和更一般地任意居住空間或工作空間的背景中。本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本公開內(nèi)容時可了解出現(xiàn)的其它問題。

應(yīng)了解，如熟練技工參考本公開內(nèi)容所知，雖然本文在hvac系統(tǒng)控制的特定背景下提出示例性實(shí)施方案，但是存在實(shí)施方案易應(yīng)用的多種其它資源利用背景，包括(但不限于)水利用、空氣利用、其它自然資源的利用和其它形式(即，非hvac相關(guān))的能源的利用。因此，這些其它資源利用背景下的這種實(shí)施方案的應(yīng)用屬于本教導(dǎo)范圍內(nèi)。

根據(jù)一些實(shí)施方案提供用于控制hvac系統(tǒng)的可編程裝置，諸如恒溫器?？删幊萄b置包括被調(diào)適和編程以在處于活動狀態(tài)中時執(zhí)行包括與用戶介接的多個高功率活動的高功耗電路，高功耗電路在不活動狀態(tài)或睡眠狀態(tài)中時使用明顯小得多的功率。裝置還包括被調(diào)適和編程來執(zhí)行多個低功率活動的低功耗電路，其包括例如導(dǎo)致高功率電路從不活動狀態(tài)過渡為活動狀態(tài)；輪詢傳感器，諸如溫度和占用傳感器；和開啟或關(guān)閉hvac功能。裝置還包括被調(diào)適來從用于開啟和關(guān)閉hvac系統(tǒng)功能的hvac觸發(fā)電路采集電力的電力竊取電路；和電力存儲介質(zhì)，諸如可再充電電池，其被調(diào)適來存儲由電力竊取電路采集來至少供高功耗電路使用的電力使得低功耗電路可在以比電力竊取電路可安全收集的更大的速率使用能源時臨時以活動狀態(tài)運(yùn)行而不意外地切換hvac功能。高功率活動的實(shí)例包括無線通信；驅(qū)動顯示電路；向用戶顯示圖形信息；和執(zhí)行與學(xué)習(xí)相關(guān)的計算。

根據(jù)一些實(shí)施方案，高功耗電路包括微處理器并且位于頂部單元上且低功耗電路包括微控制器并且位于背板上。本申請案涉及智能恒溫器控制環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其中具有相關(guān)智能恒溫器功能的計算任務(wù)和子組件被分配至一個或多個智能恒溫器的一個或多個隱蔽部和可見部且在特定實(shí)施方式中分配至一個或多個中間盒中。所述智能恒溫器通過有線和/或無線接口互連至中間盒且智能恒溫器通過無線通信彼此互相通信。無線通信包括通過本地路由器和isp的通信和通過移動服務(wù)提供商的3g和4g無線通信。所述智能恒溫器控制的環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組件還可通過無線通信連接至遠(yuǎn)程計算設(shè)施。

附圖說明

圖1a圖示根據(jù)實(shí)施方案的通用傳感和控制單元(vscu單元)的透視圖；

圖1b至圖1c圖示根據(jù)實(shí)施方案的在被用戶的手控制時的vscu單元；

圖2a圖示安裝在具有hvac系統(tǒng)的房屋中的vscu單元和從其中延伸的一組控制線；

圖2b圖示圖2a的hvac系統(tǒng)的示例圖；

圖3a至圖3k圖示根據(jù)一實(shí)施方案的基于外環(huán)的旋轉(zhuǎn)連同隨后出現(xiàn)的用戶界面顯示的用戶溫度調(diào)整；

圖4圖示根據(jù)實(shí)施方案的由vscu單元的用戶界面提供的數(shù)據(jù)輸入功能；

圖5a至圖5b圖示由vscu單元的用戶界面提供的用于在設(shè)置問答期間回答不同問題的類似數(shù)據(jù)輸入功能；

圖6a至圖6c圖示根據(jù)實(shí)施方案的由vscu單元提供的用戶界面顯示的許多實(shí)例的一些；

圖7圖示根據(jù)實(shí)施方案的vscu單元和hvac耦合壁座的分解透視圖；

圖8a至圖8b圖示根據(jù)一些實(shí)施方案的hvac耦合壁座的概念圖；

圖9圖示根據(jù)實(shí)施方案的vscu單元和hvac耦合壁座的分解透視圖；

圖10a至圖10c圖示根據(jù)實(shí)施方案的代表在住宅或其它空間中安裝多個vscu單元的有利情境的概念圖，其中住宅(或其它空間)無無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)；

圖10d圖示根據(jù)實(shí)施方案的兩區(qū)住宅供熱(或制冷)配置中的兩個hvac系統(tǒng)的循環(huán)時間曲線圖；

圖11圖示代表有利情境的概念圖，其中一個或多個vscu單元安裝在配備wifi無線連接和因特網(wǎng)訪問的住宅中；

圖12圖示由本文所述的vscu單元和vscu效率平臺啟動的更大的總體能量管理網(wǎng)絡(luò)的概念圖；

圖13a至圖13b和圖14a至圖14b圖示根據(jù)實(shí)施方案的在其數(shù)據(jù)設(shè)備上展示給用戶用于管理其一個或多個vscu單元和/或另外與其vscu效率平臺設(shè)備或數(shù)據(jù)互動的遠(yuǎn)程圖形用戶界面顯示的實(shí)例；

圖15a至圖15d圖示根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案的對應(yīng)于“離家自動/到家自動”算法的示例性運(yùn)行的正常設(shè)定點(diǎn)溫度排程表對實(shí)際運(yùn)行設(shè)定點(diǎn)曲線的時間曲線圖；

圖16a至圖16d圖示根據(jù)實(shí)施方案的基于與“離家自動”模式和/或“到家自動”模式運(yùn)行的重復(fù)實(shí)例相關(guān)的占用類型和/或校正手動輸入類型的設(shè)定點(diǎn)排程表修改的一個實(shí)例；

圖17a至圖17d圖示根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案的用于鼓勵減少能源利用的動態(tài)用戶界面；

圖18a至圖18b圖示根據(jù)一些實(shí)施方案的具有用戶友好界面的恒溫器；

圖18c圖示圖18a至圖18b的恒溫器的框架的殼部分的橫截面圖；

圖19a至圖19b分別圖示恒溫器相對于其作為頂部單元和背板的兩個主要組件的恒溫器的分解正視透明圖和后視透明圖；

圖20a至圖20b分別圖示頂部單元相對于其主組件的分解正視透明圖和后視透明圖；

圖21a至圖21b分別圖示頂部單元正面總成相對于其主組件的分解正視透明圖和后視透明圖；

圖22a至圖22b分別圖示背板單元相對于其主組件的分解正視透明圖和后視透明圖；

圖23圖示根據(jù)一些實(shí)施方案的部分裝配的頂部單元正面的透視圖；

圖24圖示根據(jù)一個實(shí)施方案的頂部單元電路板的前視圖；

圖25圖示根據(jù)一個實(shí)施方案的背板電路板的后視圖；

圖26a至圖26c圖示根據(jù)一個實(shí)施方案的漸大時間刻度下睡眠-喚醒定時動態(tài)的概念實(shí)例；

圖27圖示根據(jù)一個實(shí)施方案的頂部單元微處理器的功能軟件、固件和/或編程架構(gòu)的自描述概圖；

圖28圖示根據(jù)一個實(shí)施方案的背板微處理器的功能軟件、固件和/或編程架構(gòu)的自描述概圖；

圖29圖示根據(jù)一個實(shí)施方案的在背板暴露時展示給用戶的接線端子的圖；

圖30a至圖30b圖示根據(jù)一個實(shí)施方案的限制處于預(yù)定時間分隔內(nèi)的新排程設(shè)定點(diǎn)的用戶創(chuàng)建；

圖31a至圖31d圖示針對一實(shí)施方式對用戶的時間對溫度顯示；

圖32圖示根據(jù)一個實(shí)施方案的在第二階段制熱設(shè)施被啟用時優(yōu)選恒溫器讀取的實(shí)例；

圖33a至圖33c圖示根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案的在單階段制熱循環(huán)期間使用時間對溫度(t2t)信息啟動第二階段制熱設(shè)施；和

圖34圖示根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案的由恒溫器針對熱泵極性的“可選擇性自動化”測試向用戶展示的用戶界面屏幕。

圖35a至圖35b圖示本申請案所涉及的智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)的靈活性的特定組件和架構(gòu)源。

圖36a至圖36h圖示本申請案所涉及的提供許多替代實(shí)施方式的hvac控制系統(tǒng)的功能劃分的基于架構(gòu)的靈活性。

圖37圖示由本申請案所涉及的智能恒溫器hvac控制系統(tǒng)的計算分配本質(zhì)產(chǎn)生的補(bǔ)充的實(shí)施方式靈活性。

具體實(shí)施方式

本專利說明書的標(biāo)的涉及下列共同轉(zhuǎn)讓的申請案的標(biāo)的，其各以引用的方式并入本文中：2010年9月14申請的美國專利第12/881,430號；2010年9月14申請的美國專利第12/881,463號；2010年11月19日申請的美國臨時專利第61/415,771號；2010年12月31日申請的美國臨時專利第61/429,093號；2011年1月4日申請的美國專利第12/984,602號；2011年1月10日申請的美國專利第12/987,257號；2011年2月23日申請的美國專利第13/033,573號；2011年2月23日申請的美國專利第29/386,021號；2011年2月24日申請的美國專利第13/034,666號；2011年2月24日申請的美國專利第13/034,674號；2011年2月24日申請的美國專利第13/034,678號；2011年3月1日申請的美國專利第13/038,191號；2011年3月1日申請的美國專利第13/038,206號；2011年8月16日申請的美國專利第29/399,609號；2011年8月16日申請的美國專利第29/399,614號；2011年8月16日申請的美國專利第29/399,617號；2011年8月16日申請的美國專利第29/399,618號；2011年8月16日申請的美國專利第29/399,621號；2011年8月16日申請的美國專利第29/399,623號；2011年8月16日申請的美國專利第29/399,625號；2011年8月16日申請的美國專利第29/399,627號；2011年8月16日申請的美國專利第29/399,630號；2011年8月16日申請的美國專利第29/399,632號；2011年8月16日申請的美國專利第29/399,633號；2011年8月16日申請的美國專利第29/399,636號；2011年8月16日申請的美國專利第29/399,637號；2011年8月17日申請的美國專利第13/199,108號；2011年10月6日申請的美國專利第13/267,871號；2011年10月6日申請的美國專利第13/267,877號；2011年10月7日申請的美國專利第13/269,501號；2011年10月14日申請的美國專利第29/404,096號；2011年10月14日申請的美國專利第29/404,097號；2011年10月14日申請的美國專利第29/404,098號；2011年10月14日申請的美國專利第29/404,099號；2011年10月14日申請的美國專利第29/404,101號；2011年10月14日申請的美國專利第29/404,103號；2011年10月14日申請的美國專利第29/404,104號；2011年10月14日申請的美國專利第29/404,105號；2011年10月17日申請的美國專利第13/275,307號；2011年10月17日申請的美國專利第13/275,311號；2011年10月17日申請的美國專利第13/317,423號；2011年10月21日申請的美國專利第13/279,151號；2011年10月21日申請的美國專利第13/317,557號；2011年10月21日申請的美國臨時專利第61/627,996號；2011年11月18日申請的pct/us11/61339；2011年11月18日申請的pct/us11/61344；2011年11月18日申請的pct/us11/61365；2011年11月18日申請的pct/us11/61379；2011年11月18日申請的pct/us11/61391；2011年11月18日申請的pct/us11/61479；2011年11月18日申請的pct/us11/61457；和2011年11月18日申請的pct/us11/61470；2011年11月18日申請的pct/us11/61339；2011年11月18日申請的pct/us11/61491；2011年11月18日申請的pct/us11/61437；和2011年11月18日申請的pct/us11/61503。上文參考的專利申請案在本文中統(tǒng)稱“共同轉(zhuǎn)讓的并入申請案”。

根據(jù)一個或多個實(shí)施方案提供基于一個或多個通用傳感和控制單元(vscu單元)控制一個或多個hvac系統(tǒng)的系統(tǒng)、方法、計算機(jī)程序產(chǎn)品和相關(guān)經(jīng)營方法，每個vscu單元被配置和調(diào)適來提供復(fù)雜、定制、節(jié)能的hvac控制功能，而同時看起來美觀、親和、精致且使用令人愉悅地方便。每個vscu單元有利地設(shè)有選擇性分層的功能，使得一般用戶僅暴露于簡單用戶界面，但是使得高級用戶可獲得和操控許多不同的節(jié)能和能源追蹤能力。重要的是，即使對于僅暴露于簡單用戶界面的一般用戶的情況，vscu單元提供在背景中運(yùn)行的高級節(jié)能功能，vscu單元單調(diào)地使用多傳感器技術(shù)以“學(xué)習(xí)”住宅的制熱和制冷環(huán)境并且相應(yīng)地優(yōu)化節(jié)能設(shè)定。

vscu單元還“學(xué)習(xí)”用戶本身，從用戶回答一些簡單問題的統(tǒng)一“設(shè)置問答”開始，且隨后隨時間使用多傳感器技術(shù)以檢測用戶占用類型(例如，其每天在家和離家的時間)并且通過追蹤用戶隨時間控制撥盤上的設(shè)定溫度的方式而繼續(xù)。多傳感器技術(shù)有利地隱藏在vscu單元本身內(nèi)，因此避免與多個外部傳感器節(jié)點(diǎn)單元相關(guān)的困難、復(fù)雜性和不親和因素。繼續(xù)地，vscu單元根據(jù)一個或多個高級控制算法處理學(xué)習(xí)和感測到的信息且隨后自動調(diào)整其環(huán)境控制設(shè)定以在根據(jù)學(xué)習(xí)到的用戶占用類型和舒適度偏好將居住空間維持在最佳水平的同時優(yōu)化能源利用。此外，vscu單元被編程來憑借按謹(jǐn)慎選擇的時間在其美觀的用戶界面上顯示鼓勵減少能源利用的信息，諸如歷史能源成本績效、預(yù)測的能源成本以及甚至祝賀和鼓勵的有趣的游戲風(fēng)格顯示而促進(jìn)用戶自身的節(jié)能績效。

有利地，vscu單元的選擇性分層功能使其對于住宅和經(jīng)營場所環(huán)境中的多種不同技術(shù)情況有效，從而使相同vscu單元易于銷售給多種客戶。對于無無線住宅網(wǎng)絡(luò)或因特網(wǎng)連接的簡單環(huán)境，vscu單元在獨(dú)立模式中有效運(yùn)行，能夠基于多傳感器技術(shù)和用戶輸入學(xué)習(xí)和適應(yīng)其環(huán)境以及相應(yīng)地優(yōu)化hvac設(shè)定。但是，對于確實(shí)具有住宅網(wǎng)絡(luò)或因特網(wǎng)連接的環(huán)境，vscu單元在網(wǎng)絡(luò)連接模式中高效地運(yùn)行以提供豐富種類的附加能力。

當(dāng)vscu單元經(jīng)由住宅網(wǎng)絡(luò)(諸如通過ieee802.11(wi-fi)連接)連接至因特網(wǎng)時，根據(jù)一個或多個實(shí)施方案提供的附加能力包括(但不限于)：提供實(shí)時或合計的住宅能源績效數(shù)據(jù)給公用事業(yè)公司、vscu數(shù)據(jù)服務(wù)提供商、其它住宅中的vscu單元或其它數(shù)據(jù)目的地；從公用事業(yè)公司、vscu數(shù)據(jù)服務(wù)提供商、其它住宅的vscu單元或其它數(shù)據(jù)源接收實(shí)時或合計的住宅能源績效數(shù)據(jù)；從一個或多個vscu數(shù)據(jù)服務(wù)提供商或其它源接收新的能源控制算法或其它軟件/固件更新；接收當(dāng)前和預(yù)測天氣信息以包括在節(jié)能控制算法處理中；從用戶的計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)連接電視、智能電話或其它固定或便攜式數(shù)據(jù)通信設(shè)備(下文中統(tǒng)稱用戶的“數(shù)字設(shè)備”)接收用戶控制命令；通過其數(shù)字設(shè)備提供交互式用戶界面給用戶；從外部能源管理顧問接收控制命令和信息，諸如旨在權(quán)衡來自多個源的收集信息來為其訂購者產(chǎn)生最可行的節(jié)能控制命令或設(shè)定檔的基于訂購的服務(wù)；從外部能源管理機(jī)構(gòu)接收控制命令和信息，諸如以自愿為基礎(chǔ)被賦予有限權(quán)力來為換得回扣或其它成本激勵(例如，對于能源應(yīng)急情況、“節(jié)省空氣”日等)控制vscu的公用事業(yè)公司；基于vscu感測到的hvac相關(guān)事件(例如，房屋未如預(yù)期制熱或制冷)在其數(shù)字設(shè)備提供警告、警報或其它信息給用戶(和/或用戶被指定人，諸如住宅修理公司)?；趘scu感測到的非hvac相關(guān)事件(例如，vscu的多傳感器技術(shù)感測到的入侵者警報)在其數(shù)字設(shè)備上提供警告、警報或其它信息給用戶(和/或用戶被指定人，諸如住宅安保服務(wù)公司或當(dāng)?shù)鼐炀?；和如下文進(jìn)一步提供的一個或多個實(shí)例中所公開的由網(wǎng)絡(luò)連接啟用的多種其它有用功能。

應(yīng)了解雖然本文針對居住住宅(諸如獨(dú)戶房屋)的背景詳述一個或多個實(shí)施方案，但是本教導(dǎo)的范圍不限于此，本教導(dǎo)同樣適用于而不限于復(fù)式樓、聯(lián)排別墅、多單元公寓樓、酒店、零售店、辦公樓、工業(yè)建筑、且更一般地適用于具有一個或多個hvac系統(tǒng)的任意居住空間或工作空間。還應(yīng)了解雖然術(shù)語用戶、客戶、安裝者、業(yè)主、居住者、客人、租客、房東、修理人員和類似術(shù)語可用于指在本文所述的一些特別有利情況的背景下與vscu單元或其它裝置或用戶界面互動的人員，但是這些提及絕不可視作在執(zhí)行這些行動的人員方面限制本教導(dǎo)的范圍。因此，例如術(shù)語用戶、客戶、購買者、安裝者、訂購者和業(yè)主通常可指獨(dú)戶居所情況下的同個人，因?yàn)閼糁魍ǔＪ亲鞒鲑徺I決策、購買單元以及安裝和配置單元的人并且也是單元用戶之一以及公用事業(yè)公司和/或vscu數(shù)據(jù)服務(wù)提供商的客戶。但是，在其它情境下，諸如房東房客環(huán)境，客戶可以是涉及購買單元的房東，安裝者可能是當(dāng)?shù)毓⒈O(jiān)管者，第一用戶可能是租客且第二用戶可能還是涉及遙控功能的房東。重要的是，雖然執(zhí)行行動的人的身份與一個或多個實(shí)施方案提供的特定優(yōu)點(diǎn)密切相關(guān)-例如本文進(jìn)一步描述的密碼保護(hù)溫度支配功能可能特別有利，其中房東持有唯一密碼并且可防止房客的能源浪費(fèi)-但在下文描述中此身份不得解釋為一定將本教導(dǎo)的范圍限制為具有所述特定身份的所述特定個人。

如本文中所使用，“設(shè)定點(diǎn)”或“溫度設(shè)定點(diǎn)”指的是如用戶設(shè)定或根據(jù)排程表自動設(shè)定的溫度控制系統(tǒng)(諸如本文所述的一個或多個vscu單元)的目標(biāo)溫度設(shè)定。如本領(lǐng)域技術(shù)人員易于了解，下文所述的許多所公開的恒溫功能性在對應(yīng)應(yīng)用中適用于制熱和制冷背景，唯一不同在于特定設(shè)定點(diǎn)和溫度移動方向。為了避免不必要的重復(fù)，本文中實(shí)施方案的一些實(shí)例可僅在一個這些背景下提出，而不涉及其它背景。因此，下文在住宅制熱的背景下說明特定實(shí)施方案或?qū)嵗?，本教?dǎo)的范圍同樣適用于住宅制熱的對應(yīng)背景且反之亦然，但這種對應(yīng)應(yīng)用應(yīng)在邏輯上與如熟練技工斷定的公開原理一致。

圖1a圖示根據(jù)實(shí)施方案的通用傳感和控制單元(vscu單元)100的透視圖。與許多現(xiàn)有技術(shù)恒溫器不同，vscu單元100優(yōu)選具有不減損住宅裝修的時尚、精致外觀并且實(shí)際可充當(dāng)其所安裝的周圍位置的美觀的中心飾品。vscu單元100包括優(yōu)選直徑大約8cm的圓形并且具有美觀的外部涂層(諸如果有光澤的鎳或鉻涂層)的主體108。與主體108分開達(dá)小外圍間隙110的是蓋狀結(jié)構(gòu)，其包括可旋轉(zhuǎn)外環(huán)106、傳感器環(huán)104和圓形顯示監(jiān)視器102。外環(huán)106優(yōu)選具有與主體108相同的外涂層，而傳感器環(huán)104和圓形顯示監(jiān)視器102具有共同的圓形玻璃(或塑料)外覆層，其在向外方向上輕微成弓形并且提供時尚但堅(jiān)固并且耐看的整體外觀。傳感器環(huán)104含有多種傳感器的任一種，包括(但不限于)紅外傳感器、可見光傳感器和聲傳感器。優(yōu)選地，覆蓋傳感器環(huán)104的玻璃(或塑料)進(jìn)行煙色或鏡面處理使得用戶看不見傳感器本身。優(yōu)選地，提供通風(fēng)功能，諸如通過外圍間隙110，其允許環(huán)境空氣被內(nèi)部傳感器感測到而無需外觀不美觀的“鰓”或柵格狀通風(fēng)口。

圖1b至圖1c圖示根據(jù)實(shí)施方案的正被用戶的手控制的vscu單元100。在一個實(shí)施方案中，為了鼓舞用戶置信和進(jìn)一步促進(jìn)外觀和功能精致的綜合目的，vscu單元100僅由兩種類型的用戶輸入控制，第一種是外環(huán)106的旋轉(zhuǎn)(圖1b)且第二種是內(nèi)推外環(huán)106(圖1c)直到可聽見的和/或可觸知的“點(diǎn)擊”發(fā)生。對于一個實(shí)施方案，圖1c的內(nèi)推僅導(dǎo)致外環(huán)106向前移動，而在另一個實(shí)施方案中，整個蓋狀結(jié)構(gòu)，包括外環(huán)106和傳感器環(huán)104和圓形顯示監(jiān)視器102的玻璃覆層兩者在被推動時一起向內(nèi)移動。優(yōu)選地，傳感器環(huán)104、圓形顯示監(jiān)視器102和其共同的玻璃覆層不隨外環(huán)106旋轉(zhuǎn)。

憑借用戶響應(yīng)于圓形顯示監(jiān)視器102上的直觀和易讀提示的旋轉(zhuǎn)外環(huán)106(下文中稱作“環(huán)旋轉(zhuǎn)”)和內(nèi)推外環(huán)106(下文中稱作“向內(nèi)點(diǎn)擊”)，vscu單元100有利地能夠從用戶接收有關(guān)基本設(shè)置和操作的所有必要信息。優(yōu)選地，外環(huán)106以為用戶提供光滑但粘滯感的方式機(jī)械安裝以進(jìn)一步促進(jìn)整體的精致感同時還減少錯誤或不需要的旋轉(zhuǎn)輸入。對于一個實(shí)施方案，vscu單元100憑借環(huán)旋轉(zhuǎn)和向內(nèi)點(diǎn)擊識別三種基本用戶輸入；(1)環(huán)向左旋轉(zhuǎn)，(2)環(huán)向右旋轉(zhuǎn)以及(3)向內(nèi)點(diǎn)擊。對于其它實(shí)施方案，可識別更復(fù)雜的基本用戶輸入，諸如“雙擊”或“三擊”向內(nèi)壓以及諸如速度敏感或加速敏感旋轉(zhuǎn)輸入(例如，非常大和快速的向左旋轉(zhuǎn)指定“離家的”占用狀態(tài)，而非常大和快速的向右旋轉(zhuǎn)指定“占用的”占用狀態(tài))。

雖然本教導(dǎo)的范圍不限于此，但是優(yōu)選不在vscu單元100上的任何地方提供不連續(xù)的機(jī)械制熱-制冷撥動開關(guān)或制熱-關(guān)-制冷選擇開關(guān)或制熱-風(fēng)扇-關(guān)-制冷開關(guān)，此省略促進(jìn)vscu單元100的整體外觀簡潔和精致同時還促進(jìn)提供另外在這樣一種開關(guān)存在的情況下無法提供的高級控制能力。還高度優(yōu)選的是不存在這樣一種不連續(xù)機(jī)械開關(guān)的電替代物(例如，直接驅(qū)動機(jī)械繼電器的電按鈕或電限位開關(guān))。而是，優(yōu)選地，這些設(shè)定之間的切換在vscu單元100響應(yīng)于其多傳感器讀數(shù)、其編程(視情況結(jié)合經(jīng)由數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)而外部提供的命令/資料)和/或上述“環(huán)旋轉(zhuǎn)”和“向內(nèi)點(diǎn)擊”用戶輸入的計算機(jī)化控制下執(zhí)行。

vscu單元100包括實(shí)體硬件和固件配置，連同能夠執(zhí)行本公開內(nèi)容所述的功能的硬件、固件和軟件程序。鑒于本公開內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)能夠使用可普遍購得的硬件和固件組件和已知的編程工具和開發(fā)平臺在無需不必要實(shí)驗(yàn)的情況下實(shí)現(xiàn)實(shí)體硬件和固件配置和體現(xiàn)本文所述的實(shí)體和功能特征的硬件、固件和軟件程序。類似說明適用于非vscu單元100所固有的所述裝置和功能，諸如從vscu單元100接收數(shù)據(jù)通信和/或向vscu單元100提供數(shù)據(jù)通信的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存儲和資料處理中心中所使用的裝置和程序。舉例來說，下文涉及關(guān)聯(lián)至不同郵政編碼的vscu單元100內(nèi)的一個或多個預(yù)裝數(shù)據(jù)庫可使用類似于基于全球定位的導(dǎo)航裝置中所使用的閃存技術(shù)執(zhí)行。進(jìn)一步舉例來說，下文涉及例如如由vscu單元100分別針對住宅占用預(yù)測和設(shè)定點(diǎn)優(yōu)化而執(zhí)行的機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)優(yōu)化算法可使用一種或多種已知技術(shù)、模型和/或數(shù)學(xué)策略執(zhí)行，包括(但不限于)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、基因編程、歸納邏輯編程、支持向量機(jī)、決策樹學(xué)習(xí)、聚類分析、動態(tài)編程、隨機(jī)優(yōu)化、線性回歸、二次回歸、二項(xiàng)回歸、邏輯回歸、模擬退火和其它學(xué)習(xí)、預(yù)測和優(yōu)化技術(shù)。

圖2a圖示安裝在具有hvac系統(tǒng)299的房屋201中的vscu單元100和從其中延伸的一組控制線298。vscu單元100當(dāng)然極適合由承包商在新房施工和/或全套hvac系統(tǒng)更換的背景下安裝。但是，根據(jù)一個實(shí)施方案權(quán)衡的一個替代關(guān)鍵商機(jī)是將vscu單元100作為現(xiàn)有住宅的替換恒溫器進(jìn)行推廣和銷售，其中客戶(和/或hvac專業(yè)人士)將其舊的恒溫器從現(xiàn)有電線298上斷開并且替換vscu單元100。

在任一種情況下，vscu單元100可有利地充當(dāng)用于將整個節(jié)能技術(shù)平臺插入住宅的“慣性楔”。簡單來說，由于多數(shù)業(yè)主了解并且接受住宅擁有恒溫器的需要，甚至連多數(shù)節(jié)儉和技術(shù)恐懼業(yè)主都易于接受簡單、親和且易用的vscu單元100進(jìn)入其住宅。當(dāng)然，一旦安裝在住宅中，vscu單元100就將有利地開始為可持續(xù)發(fā)展的地球節(jié)省能源以及為業(yè)主(包括節(jié)儉的人)省錢。但是，此外，當(dāng)業(yè)主對vscu單元100平臺“感興趣起來”并且開始進(jìn)一步了解其令人愉悅的精致和無縫操作時，他們更傾向于利用其高級的特征且他們將更開放和愿意接納如下文進(jìn)一步所述的多種兼容的后續(xù)產(chǎn)品和服務(wù)。這是對許多方面有利的雙贏情況，因?yàn)榈厍驈哪苄Ъ夹g(shù)的傳播中受益，而同時vscu單元的制造商和/或其授權(quán)經(jīng)營伙伴可進(jìn)一步擴(kuò)大其經(jīng)營收入和前景。為公開內(nèi)容的明了起見，本文中術(shù)語“vscu效率平臺”指的是與vscu單元100和/或支持vscu單元100運(yùn)行的裝置和程序技術(shù)兼容的產(chǎn)品和服務(wù)。

圖2b圖示圖2a的hvac系統(tǒng)299的示例圖。hvac系統(tǒng)299提供封閉空間(諸如圖2a所述的獨(dú)戶住宅201)的制熱、制冷、通風(fēng)和/或空氣處理。hvac系統(tǒng)299描繪加壓空氣型制熱系統(tǒng)，但是根據(jù)其它實(shí)施方案，可使用其它類型的系統(tǒng)。在制熱時，空氣處理器240內(nèi)的加熱盤管或元件242經(jīng)由管線236使用電或氣提供熱源。冷空氣使用風(fēng)扇238經(jīng)由回風(fēng)管道246通過過濾器270而從封閉空間中抽出并且通過加熱盤管或元件242加熱。熱空氣通過送風(fēng)管道系統(tǒng)252和送風(fēng)柵格(諸如柵格250)在一個或多個位置上流回封閉空間。在制冷時，外部壓縮機(jī)230使氣體(諸如氟利昂)穿過一組熱交換器盤管以冷卻氣體。氣體隨后經(jīng)由管線232進(jìn)入空氣處理器240中的冷卻盤管234(其中其膨脹、冷卻)并且冷卻經(jīng)由風(fēng)扇238流通穿過封閉空間的空氣。根據(jù)一些實(shí)施方案，提供增濕器262，其使用水管線264提供的水濕潤空氣。雖然圖2b中未示出，但是根據(jù)一些實(shí)施方案，封閉空間的hvac系統(tǒng)具有其它已知組件，諸如與外部傳遞空氣的專用外部通風(fēng)口、控制管道系統(tǒng)內(nèi)的氣流的一個或多個阻尼器、應(yīng)急加熱單元和減濕器。hvac系統(tǒng)經(jīng)由控制電子器件212選擇性地啟動，控制電子器件212經(jīng)由控制線298與vscu100通信。

圖3a至圖3k圖示根據(jù)一個實(shí)施方案的基于外環(huán)106旋轉(zhuǎn)連同隨后出現(xiàn)的用戶界面顯示的用戶溫度調(diào)整。對于一個實(shí)施方案，在用戶已走近vscu單元100的圖3a描繪的時間前，vscu單元100已將圓形顯示監(jiān)視器102設(shè)定為完全空白(“暗”)，其對應(yīng)于無人走近單元的不活動狀態(tài)。當(dāng)用戶走近顯示器時，其存在被vscu單元100中的一個或多個傳感器檢測到，此時圓形顯示監(jiān)視器102自動開啟。如圖3a所示，當(dāng)這種情況發(fā)生時，圓形顯示監(jiān)視器102在中心讀取304上以大字體顯示當(dāng)前設(shè)定點(diǎn)。還顯示設(shè)定點(diǎn)圖標(biāo)302，其沿著圓形顯示監(jiān)視器102的外圍安置在空間上代表當(dāng)前設(shè)定點(diǎn)的位置上。雖然其完全是電子的，但是設(shè)定點(diǎn)圖標(biāo)302使人想起舊的機(jī)械恒溫器撥盤，并且有利地為許多用戶提供熟悉感以及有形控制的感覺。

明顯地，圖3a的實(shí)例假設(shè)當(dāng)用戶已走近vscu單元100時實(shí)際當(dāng)前溫度68度等于設(shè)定點(diǎn)溫度68度的情境。對于用戶在實(shí)際當(dāng)前溫度不同于設(shè)定點(diǎn)溫度時走近vscu單元100的情況，顯示還可包括實(shí)際溫度讀取和拖尾圖標(biāo)，其在下文中在圖3b至圖3k的背景下進(jìn)一步描述。

現(xiàn)參考圖3b，當(dāng)用戶順時針轉(zhuǎn)動外環(huán)106時，設(shè)定點(diǎn)溫度的增值即時提供在中心讀取304上，且設(shè)定點(diǎn)圖標(biāo)302圍繞圓形顯示監(jiān)視器102的外圍在順時針方向上移動至代表增大設(shè)定點(diǎn)的位置。每當(dāng)實(shí)際當(dāng)前溫度不同于設(shè)定點(diǎn)溫度時，實(shí)際溫度讀取306沿著圓形的外圍以相對較小數(shù)字提供在在空間上代表實(shí)際當(dāng)前溫度的位置。還提供拖尾圖標(biāo)308，其或可稱作尾部圖標(biāo)或差值指示，其在實(shí)際溫度讀取306的位置與設(shè)定點(diǎn)圖標(biāo)302之間延伸。還提供時間對溫度讀取310，其指示如vscu單元100所計算的hvac系統(tǒng)將溫度從實(shí)際當(dāng)前溫度帶到設(shè)定點(diǎn)溫度所需的時間間隔的預(yù)測。

圖3c至圖3k圖示在圖3b中完成的用戶設(shè)定點(diǎn)變化后示例性瞬時的圓形顯示監(jiān)視器102的圖(當(dāng)然，假設(shè)響應(yīng)于用戶的持續(xù)接近或響應(yīng)于檢測到的另一位居住者接近，圓形顯示監(jiān)視器102保持活動，諸如在預(yù)設(shè)的活動后時期期間)。因此，在圖3c中，當(dāng)前實(shí)際溫度處于從舊設(shè)定點(diǎn)至新設(shè)定點(diǎn)的大致半途位置且在圖3d中，當(dāng)前實(shí)際溫度幾乎為設(shè)定點(diǎn)溫度。如圖3e所示，拖尾圖標(biāo)308和實(shí)際溫度讀取306在當(dāng)前實(shí)際溫度達(dá)到設(shè)定點(diǎn)溫度且制熱系統(tǒng)關(guān)閉時出現(xiàn)。隨后，如在住宅制熱情況中常發(fā)生的，實(shí)際溫度開始下降(圖3f)直到達(dá)到容許溫度擺幅(見圖3g，其在本實(shí)例中為2度)，此時制熱系統(tǒng)再次開啟且溫度升至設(shè)定點(diǎn)(圖3h至圖3i)且制熱系統(tǒng)關(guān)閉。當(dāng)前實(shí)際溫度隨后再次開始下降(圖3j至圖3k)且循環(huán)繼續(xù)。有利地，憑借包括時間對溫度讀取310的圖3a至圖3k的用戶界面功能，為用戶提供系統(tǒng)操作的快速、直觀、美觀概圖以及制熱系統(tǒng)(或?qū)?yīng)實(shí)施方案中的制冷系統(tǒng))將保持開啟多久的快速指示。應(yīng)了解圖3c至圖3k中將2度用作容許溫度擺幅僅用于舉例且不同量的容許溫度擺幅可在不同時刻根據(jù)隨后可在所述時刻應(yīng)用的特定自動化控制算法、默認(rèn)值、用戶設(shè)定、用戶覆蓋等在不同時刻應(yīng)用。

對于一個實(shí)施方案，vscu單元100被設(shè)計為完全靜音，除非用戶走近并且開始控制所述單元。有利地，當(dāng)加熱或冷卻單元如使用傳統(tǒng)現(xiàn)有技術(shù)恒溫器般啟動，不存在點(diǎn)擊類型的困擾。視情況地，vscu單元100可被配置來合成人工的可聽點(diǎn)擊，諸如可通過壓電揚(yáng)聲器輸出以在用戶撥動不同溫度設(shè)定時提供“滴答”反饋。

圖4針對在統(tǒng)一設(shè)置問答(其可在初次vscu單元安裝時或在用戶可能請求的任何后續(xù)時刻發(fā)生)期間用戶被要求輸入其郵政編碼的特定非限制性實(shí)例圖示根據(jù)實(shí)施方案的由vscu單元100的用戶界面提供的數(shù)據(jù)輸入功能。響應(yīng)于圍繞圓形顯示監(jiān)視器102的外圍分布的數(shù)字0至9連同選擇圖標(biāo)402的顯示，用戶轉(zhuǎn)動外環(huán)106以將選擇圖標(biāo)402移動到適當(dāng)數(shù)字且隨后提供向內(nèi)點(diǎn)擊命令以輸入所述數(shù)字。

對于一個實(shí)施方案，vscu單元100被編程來提供軟件鎖定功能，其中個人在vscu單元100接收其控制輸入前需輸入密碼或組合。密碼請求和輸入的用戶界面可類似于圖4所示的用戶界面。軟件鎖定功能非常有用，例如對于防止其子女對設(shè)定溫度作出非期望的變化的父母，對于各種房東-房客情境和多種其它情形。

圖5a至圖5b圖示由vscu單元100的用戶界面提供的用于在設(shè)置問答期間回答各種溫度的類似數(shù)據(jù)輸入功能。用戶旋轉(zhuǎn)外環(huán)106直到期望回答被選中，且隨后提供向內(nèi)點(diǎn)擊命令以輸入所述回答。

圖6a至圖6c圖示涉及影響用戶方面的能源意識行為的根據(jù)實(shí)施方案的由vscu單元100提供的用戶界面顯示的許多實(shí)例的一些。在謹(jǐn)慎選擇的時刻(例如，月度電費(fèi)賬單郵寄給業(yè)主的同一天)或在用戶請求時或在包括隨機(jī)時間點(diǎn)的其它時刻，vscu單元100在其美觀的用戶界面上顯示鼓勵減少能源利用的信息。在圖6a所示的一個實(shí)例中，向用戶顯示有關(guān)其為其家庭實(shí)現(xiàn)的特定節(jié)能(和因此省錢)成績的祝賀消息。已發(fā)現(xiàn)包括圖片或符號(諸如葉片圖標(biāo)602)特別有效，其激發(fā)用戶的快樂感受或情緒以提供節(jié)能行為的積極強(qiáng)化。雖然被認(rèn)為不如積極強(qiáng)化有利，但是顯示消極強(qiáng)化的消息也在針對vscu單元100的本教導(dǎo)的范圍內(nèi)，諸如通過顯示煙囪冒黑煙的令人不悅的圖片以描繪能源過度利用績效。

圖6b圖示可影響用戶節(jié)能行為的能源績效顯示的另一個實(shí)例，其包括每日(或每周、每月等)顯示家庭最近的能源利用以及在能源利用相對較低的日子提供積極反饋葉片圖標(biāo)602。明顯地，諸如圖6a的消息可基于如vscu單元100所追蹤的住宅hvac設(shè)備的已知循環(huán)時間和持續(xù)時間顯示給未啟用wi-fi的客戶。實(shí)際上，雖然涉及有點(diǎn)多，但是諸如圖6a的消息還可基于已知的hvac循環(huán)時間和持續(xù)時間結(jié)合其郵政編碼的能源成本的預(yù)編程估計和/或用戶輸入的來自如例如在統(tǒng)一設(shè)置問答期間可能提供的其過去的電費(fèi)賬單的歷史能源成本信息而顯示給未啟用wi-fi的客戶。

對于圖6c所示的另一個實(shí)例，從能源利用角度向用戶顯示有關(guān)其相對于類似處境的其它配置vscu的業(yè)主人群的能源績效狀態(tài)或進(jìn)度的信息。對于這類顯示以及需要來自其它住宅和/或中心數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)的類似顯示，vscu單元100需啟用網(wǎng)絡(luò)。已發(fā)現(xiàn)提供競爭性或游戲風(fēng)格的信息作為影響其節(jié)能行為的補(bǔ)充手段特別有效。如圖6b所示，如果用戶的競爭結(jié)果是積極的，那么積極反饋葉片標(biāo)記602可添加至顯示。視情況，葉片標(biāo)記602可與如(例如)由外部vscu數(shù)據(jù)服務(wù)提供商(見上文圖12)所管理的飛行里程積點(diǎn)方案或碳信用額型經(jīng)營方法相關(guān)聯(lián)，從而存在與情緒獎勵相關(guān)的有形、財政獎勵。

對于一些實(shí)施方案，vscu單元100作為在單元背面上含有所有必要的電連接和機(jī)械連接的單個單塊結(jié)構(gòu)制造和銷售。對于一些實(shí)施方案，vscu100依據(jù)制造商的特定能力和客戶的特定需求而以不同版本或包裝組制造和/或銷售。例如，如下文進(jìn)一步所述，在一些實(shí)施方案中，vscu單元100提供為包括vscu100和多種專用配接裝置的一個的兩件式組合的主要組件。

圖7圖示根據(jù)實(shí)施方案的vscu單元100和hvac耦合壁座702的分解透視圖。對于即將更換其舊恒溫器的首次購買客戶，結(jié)合hvac耦合壁座702提供vscu單元100。hvac耦合壁座702包括用于附接至壁的機(jī)械硬件和用于連接至在舊恒溫器移除時將以斷開狀態(tài)從墻壁中延伸出來的hvac接線298的電端子。hvac耦合壁座702配置有電接頭704，其匹配至vscu100的對應(yīng)電接頭705。

對于初始安裝過程，客戶(或其技工或hvac專業(yè)人員等)首先安裝hvac耦合壁座702，包括至墻壁的所有必要機(jī)械連接和至hvac接線298的所有hvac接線連接。一旦hvac耦合壁座702安裝好(其代表安裝過程的“苦工”)，接下來的任務(wù)相對簡單，其僅僅是將vscu單元100從那滑動至匹配電接頭704/705。優(yōu)選地，組件被構(gòu)造成使得hvac連接壁座702整個隱藏在vscu單元100下方和內(nèi)部使得僅可見美觀的vscu單元100。

對于一個實(shí)施方案，hvac連接壁座702為相對“準(zhǔn)系統(tǒng)”裝置，其具有促進(jìn)hvac接線298與vscu單元100之間電連接的唯一基本功能。對于另一個實(shí)施方案，hvac耦合壁座702被配備來使用一組電、機(jī)械和/或機(jī)電組件706(以重復(fù)意義和/或主要意義而無限制)執(zhí)行和/或促進(jìn)在本公開內(nèi)容中歸屬于vscu單元100的一個或多個功能。一個特別有用的功能是使組件706包括謹(jǐn)慎地從hvac接線298提取可用功率的功率提取電路，其中至少一個將根據(jù)通用hvac接線慣例傳輸24伏ac信號。功率提取電路將24伏ac信號轉(zhuǎn)換為dc功率(諸如5vdc、3.3vdc等)，其可由主單元701的處理電路和顯示組件使用。

vscu單元100與hvac耦合壁座702之間功能的分離和/或重復(fù)可以許多不同方式提供而不脫離本教導(dǎo)的范圍。對于另一個實(shí)施方案，hvac耦合壁座702的組件706可包括用于補(bǔ)充vscu單元100的傳感器環(huán)104上所提供的傳感器的一個或多個傳感裝置，諸如聲傳感器。對于另一個實(shí)施方案，組件706可包括與一個或多個無線通信協(xié)議(諸如wi-fi和/或zigbee協(xié)議)兼容的無線通信電路。對于另一個實(shí)施方案，組件706可包括外部ac或dc電接頭。對于另一個實(shí)施方案，組件706可包括有線數(shù)據(jù)通信插孔，諸如rj45以太網(wǎng)插孔、rj11電話插孔或usb接頭。

根據(jù)圖7的實(shí)施方案的vscu單元100的配接能力在技術(shù)意義和經(jīng)營意義上提供許多優(yōu)點(diǎn)和機(jī)會。因?yàn)関scu單元100可容易地由甚至是技術(shù)水平最低的客戶移除和更換，所以提供許多更新和追加銷售機(jī)會。例如，許多不同版本的vscu單元100可以單獨(dú)銷售，不同版本具有不同顏色、款式、主題等等。更新至具有更高級能力的新vscu單元100變成非常簡單的任務(wù)，且因此當(dāng)技術(shù)隨時間而改進(jìn)時，客戶將可以容易地利用最新的顯示技術(shù)、傳感器技術(shù)、更多存儲器等等。

根據(jù)有關(guān)圖7所示的配接能力的一個或多個實(shí)施方案提供其它裝置和特征，其有利地促進(jìn)可在住宅內(nèi)提供的傳感和控制節(jié)點(diǎn)的數(shù)量的可擴(kuò)充性。對于一個實(shí)施方案，提供桌面配接站(未示出)，其能夠配接至vscu單元100的第二實(shí)例，其在本文中被稱作輔助vscu單元(未示出)。桌面配接站和輔助vscu單元可由用戶在購買其原始vscu單元100的同時或在之后單獨(dú)購買。桌面配接站的功能類似于hvac耦合壁座702，除了其要求連接至hvac接線298以及由標(biāo)準(zhǔn)壁式插座方便地供電之外。對于另一個實(shí)施方案，輔助vscu單元可以作為原始vscu單元100的不同名稱和/或不同功能的版本，而非與原始vscu單元100相同。

如本文中所使用，術(shù)語“主vscu單元”指的是被電連接來整體或部分啟動hvac系統(tǒng)的vscu單元，其必定包括為任何住宅購買的首個vscu單元，而術(shù)語“輔助vscu單元”指的是未被電連接來整體或部分啟動hvac系統(tǒng)的一個或多個附加vscu單元。輔助vscu單元在被配接時將自動檢測主vscu單元且將自動被主vscu單元諸如通過wi-fi或zigbee無線通信檢測到。雖然主vscu單元仍將是至hvac系統(tǒng)的電啟動信號的唯一提供者，但是兩個vscu單元將另外一致協(xié)作以改進(jìn)控制制熱和制冷控制能力，這種改進(jìn)憑借輔助vscu單元所提供的添加的多傳感功能以及憑借被提供來適應(yīng)更強(qiáng)大和精確的控制算法的附加處理能力而實(shí)現(xiàn)。因?yàn)檩o助vscu單元可像主vscu單元一樣接受用戶控制輸入，所以用戶便利性也得到提高。因此，例如在桌面配接站和輔助vscu單元被放置在靠近用戶的床的床頭柜上的情況下，用戶如果想操控溫度設(shè)定點(diǎn)，查看其能源利用以及另外與系統(tǒng)互動，其無需起床并且走到主vscu單元的位置。

多種不同vscu兼容配接站屬于本教導(dǎo)的范圍內(nèi)。例如，在另一個實(shí)施方案中，提供輔助壁座(未示出)，其允許輔助vscu單元安裝在墻壁上。輔助壁座的功能類似于桌面配接站，在于其不提供hvac接線連接，而是充當(dāng)實(shí)體安裝點(diǎn)并且提供源自標(biāo)準(zhǔn)壁式插座的電力。

對于一個實(shí)施方案，制造商銷售的所有vscu單元在其核心功能上都是相同的，各能夠根據(jù)需要充當(dāng)主vscu單元或輔助vscu單元，但是不同的vscu單元可具有不同色彩、裝飾設(shè)計、存儲能力等等。對于本實(shí)施方案，用戶如果需要能夠有利地通過簡單將每個vscu單元從其現(xiàn)有配接站移除以及將其放置到不同的配接站而交換其vscu單元的位置。在其它優(yōu)點(diǎn)中，存在在環(huán)境、技術(shù)和商業(yè)上對客戶很有吸引力的能力，即在無需丟掉現(xiàn)有vscu單元的情況下更新到最新、最近vscu設(shè)計和技術(shù)。例如，具有單個vscu單元(其必須充當(dāng)主vscu單元)的客戶可能厭倦了它的色彩或它的tft顯示器并且可能為具有不同色彩和時尚的新oled顯示器的新發(fā)布vscu單元所吸引。針對這種情況，除購買新發(fā)布vscu外，客戶可購買桌面配接站來放在其床頭柜上?？蛻綦S后可將其新的vscu單元插入現(xiàn)有的hvac耦合壁座，且隨后取出其舊的vscu單元并且將其插入桌面配接站。有利地，除避免拋棄舊vscu單元的浪費(fèi)外，現(xiàn)在在床邊存在新的輔助vscu單元，其不僅提供更高的舒適度和便利性而且憑借所提供的附加的多傳感器信息和處理能力而促進(jìn)更高的能效。

對于其它實(shí)施方案，由制造商銷售的不同vscu單元可具有其充當(dāng)主vscu單元對輔助vscu單元的能力方面的不同功能。這從定價方面來說可能是有利的，因?yàn)榧冚o助vscu單元的硬件成本可能明顯低于雙重能力主/輔助vscu單元的硬件成本。在其它實(shí)施方案中，提供針對主vscu單元對輔助vscu單元的不同配接站能力，主vscu單元使用一種配接連接系統(tǒng)而輔助vscu單元使用不同種類的配接連接系統(tǒng)。在其它實(shí)施方案中，提供針對主vscu單元的圖7的配接站能力，而無針對輔助vscu單元的配接站能力，其中輔助vscu單元僅以單塊形式提供為專用輔助桌面vscu單元、專用輔助壁裝式vscu單元等等。一個提供無配接功能的輔助vscu單元(諸如桌面vscu單元)的優(yōu)點(diǎn)在于其對用戶的簡潔和親和本質(zhì)，因?yàn)橛脩糁恍鑼⑵浞胖迷谧烂?例如，其床頭柜)上并且只需將其插入，就像它們是時鐘收音機(jī)一樣簡單。

仍然在其它實(shí)施方案中，所有vscu單元提供為非配接型，但是其作為主vscu單元和輔助vscu單元的能力可互換。在其它實(shí)施方案中，所有vscu單元提供為非配接型且其主能力對輔助能力不可互換，即存在只可充當(dāng)主vscu單元的第一組vscu單元和只可充當(dāng)輔助vscu單元的第二組vscu單元。對于主vscu單元提供為非配接型的實(shí)施方案，為了使安裝過程流線化，其實(shí)體架構(gòu)仍可拆分為兩個組件，一個組件類似于圖7的hvac耦合壁座702以及第二組件作為如圖7所示的主要單元，除了裝配不針對在安裝完成后的配接型用戶可拆分性之外。為便于下文描述且不一定限制本教導(dǎo)的范圍，可以不規(guī)定將一種或多種所描述的vscu單元分類為(i)非配接型對配接型，和/或(ii)主類型對輔助類型，在此情況下任意這些分類的vscu單元可與這些實(shí)施方案一起使用或在此情況下這種分類可由熟練技工容易地從描述的上下文中推斷出來。

圖8a圖示具體涉及其一組輸入接線端口851且代表結(jié)合vscu單元100以“簡單”或“diy(自己動手)”產(chǎn)品包裝銷售制造和銷售的圖7的hvac耦合壁座702的第一版本的hvac耦合壁座702'的概念圖。hvac耦合壁座702'的輸入接線端口851在數(shù)量和選擇上謹(jǐn)慎地受限以代表(i)提供足夠的控制信號輸入以滿足合理多的家庭中合理多的hvac系統(tǒng)的需要同時也(ii)不以過度復(fù)雜的連接點(diǎn)陣列威懾或威嚇自己動手客戶之間的經(jīng)營和技術(shù)折衷。對于一個實(shí)施方案，輸入接線端口851的謹(jǐn)慎選擇包括下列組：rh(24vac制熱呼叫開關(guān)功率)；rc(24vac制冷呼叫開關(guān)功率)；w(制熱呼叫)；y(制冷呼叫)；g(風(fēng)扇)；和o/b(熱泵)。

hvac耦合壁座702'配置和設(shè)計為結(jié)合vscu單元100，包括硬件方面和編程方面以提供對于許多diy安裝者而言簡單、親和以及可能甚至有趣并且還提供保護(hù)hvac系統(tǒng)不受損以及確保正確的信號進(jìn)入正確設(shè)備的可觀程度的防止錯誤操作能力的diy安裝過程。對于一個實(shí)施方案，hvac耦合壁座702'配備各不同輸入端口的小型機(jī)械檢測開關(guān)(未示出)使得線的插入(以及當(dāng)然線的未插入)自動被檢測到且在初次配接時提供相應(yīng)的指示信號至vscu100。以此方式，vscu100了解對于每個個別輸入端口，線是否已經(jīng)或尚未插入所述端口。優(yōu)選地，vscu單元100還設(shè)有對應(yīng)于每個輸入接線端口851的電傳感器(例如，伏特計、安培計和歐姆計)。vscu100從而通過適當(dāng)?shù)木幊潭鴨右栽诔醮伟惭b時執(zhí)行一些基本的“完整性檢查”。舉例來說，如果在rc或rh端子上無輸入線，或如果在任一個這些端子上未感測到ac電壓，那么進(jìn)一步安裝活動可立即中止且在圓形顯示監(jiān)視器102上通知用戶，因?yàn)楦静淮嬖陔娏蛴脩粢褜c和/或rh線插入錯誤的端子。進(jìn)一步舉例來說，如果在任一個w、y和g端子上檢測到24vac數(shù)量級的帶電電壓，那么可斷定用戶將rc和/或rh線放錯位置且可進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌惭b中止和用戶通知。

來自根據(jù)一個實(shí)施方案提供的安全和設(shè)備保存方面的一個特別有利特征涉及通過vscu單元100進(jìn)行rc和rh端子的自動化斷開對自動化分流。在許多常見的家用裝置中，僅提供單個24vac呼叫開關(guān)電力引線，而非存在針對rc(24vac制熱呼叫開關(guān)功率)和rh(24vac制冷呼叫開關(guān)功率)提供的單獨(dú)線。這種單個24vac引線(其取決于住宅的唯一歷史和地理位置可標(biāo)注為r、v、rh或rc)提供呼叫開關(guān)功率用于制熱和制冷。對于這類情況，在電方面，任意恒溫器需將其rc和rh輸入端口并聯(lián)在一起使得來自所述單個引線的電力能夠分別被制熱和制冷呼叫開關(guān)取得。但是，在許多其它常見住宅裝置中，存在從單獨(dú)的變壓器延伸出來的為rc和rh提供的單獨(dú)的24vac線，且在提供時，重要的是不將其并聯(lián)在一起以避免設(shè)備損壞。歷史上，這些情況通過(i)專業(yè)安裝人員檢驗(yàn)hvac系統(tǒng)并且確保分流引線(或等效的dip開關(guān)設(shè)置)適當(dāng)?shù)匕惭b或適當(dāng)?shù)夭话惭b和/或(ii)多數(shù)恒溫器上不連續(xù)的用戶撥動的機(jī)械或機(jī)電開關(guān)(例如，制熱-關(guān)-制冷)的歷史存在以確保制熱和制冷絕不同時啟動而解決。明顯地，在多數(shù)實(shí)施方案中需省略任何不連續(xù)的機(jī)械制熱-關(guān)-制冷以及免除對本diy產(chǎn)品版本環(huán)境的專業(yè)安裝人員的需要。有利地，根據(jù)實(shí)施方案，vscu100被有利地配備和編程來(i)自動測試插入接線以將用戶的hvac系統(tǒng)分為上述兩種(即，單呼叫電力引線對雙呼叫電力引線)，(ii)如果確定用戶的hvac系統(tǒng)為雙呼叫電力引線類型，那么自動確保rc和rh輸入端口保持電隔離以及(iii)如果確定用戶的hvac系統(tǒng)為單呼叫電力引線類型，那么自動將rc和rh輸入端口并聯(lián)在一起。自動測試可包括而不限制諸如由伏特計、安培計、歐姆計和阻抗傳感電路提供的電傳感，以及如下文進(jìn)一步描述的功能檢測。

還根據(jù)在diy情境下特別有用和有利的實(shí)施方案在安裝時提供由vscu單元100基于由小型機(jī)械檢測開關(guān)在每個不同輸入端口上檢測到的由安裝者進(jìn)行的接線插入而進(jìn)行的hvac系統(tǒng)的自動化功能測試。所以，例如，在初次啟動時機(jī)械感測到至w(制熱呼叫)輸入端口的插入的情況下，vscu單元100啟動暖氣機(jī)(通過將w耦合至rh)及隨后在預(yù)定周期(諸如十分鐘)內(nèi)自動監(jiān)測溫度。如果發(fā)現(xiàn)溫度在所述預(yù)定周期內(nèi)升高，那么確定w(制熱呼叫)引線已適當(dāng)連接至w(制熱呼叫)輸入端口。但是，如果發(fā)現(xiàn)溫度在所述預(yù)定周期內(nèi)下降，那么確定y(制冷呼叫)引線可能錯誤地連接至w(制熱呼叫)輸入端口。對于一個實(shí)施方案，在檢測到這種錯誤時，系統(tǒng)關(guān)閉且在圓形顯示監(jiān)視器102向用戶通知和告知錯誤。對于另一個實(shí)施方案，當(dāng)檢測到這種錯誤時，vscu單元100自動重新分配w(制熱呼叫)輸入端口作為y(制冷呼叫)輸入端口以自動校正錯誤。類似地，根據(jù)實(shí)施方案，在初次啟動時機(jī)械感測到y(tǒng)(制冷呼叫)引線的情況下，vscu單元100啟動空調(diào)(通過將y耦合至rc)且隨后自動監(jiān)測溫度，在感測到溫度下降的情況下驗(yàn)證y連接及在感測到溫度升高的情況下驗(yàn)證y連接(和，視情況地，通過將y輸入端口重新分配為w輸入端口而自動校正錯誤)。鑒于本公開內(nèi)容，對于其它hvac功能將其它自動化功能測試確定和并入上述方法可由熟練技工實(shí)現(xiàn)并且在本教導(dǎo)的范圍內(nèi)。舉例來說，對于一個實(shí)施方案，可對與不同控制線相關(guān)的電噪聲類型和與不同線相關(guān)的唯一或部分唯一“噪聲指紋”進(jìn)行統(tǒng)計研究且隨后vscu單元100可自動感測每個現(xiàn)有控制線上的噪聲以協(xié)助自動化測試和驗(yàn)證過程。

還根據(jù)同樣在diy情境中特別有利的實(shí)施方案在安裝時提供當(dāng)在初次啟動時機(jī)械感測到至o/b(熱泵)輸入端口上之插入時自動化確定業(yè)主的原有熱泵接線慣例。依據(jù)數(shù)個因素的組合，諸如住宅歷史、住宅的地理區(qū)域和住宅熱泵的特定制造商和安裝年份，可能存在結(jié)合熱泵的運(yùn)行方向(制熱或制冷)使用的不同熱泵信號慣例。根據(jù)實(shí)施方案，vscu單元100針對多個預(yù)選候選熱泵啟動信號慣例的每一個自動和系統(tǒng)施加制冷啟動命令和制熱啟動命令，每個啟動命令之后跟隨感測溫度變化的預(yù)定時間周期。如果根據(jù)當(dāng)前選擇的候選慣例的制冷命令之后跟隨感測到溫度下降的周期且根據(jù)當(dāng)前選擇的候選慣例的制熱命令之后跟隨感測到溫度上升的周期，那么確定當(dāng)前選擇的候選慣例為所述住宅的實(shí)際熱泵信號慣例。另一方面，如果制冷命令之后未跟隨感測到冷卻的周期和/或制熱命令之后未跟隨感測到制熱的周期，那么當(dāng)前選擇的候選慣例被拋棄且vscu單元100針對下一候選熱泵啟動信號慣例重復(fù)所述過程。對于一個實(shí)例，第一候選熱泵啟動信號慣例(a)用于制冷，保留o/b斷開并且將y連接至rc以及(b)用于加熱，將o/b連接至rh，而第二候選熱泵啟動信號慣例(a)用于制冷，將o/b連接至rc以及(b)用于制熱，保留o/b斷開并且將w連接至rh。鑒于本公開內(nèi)容，將其它候選熱泵啟動信號慣例確定并且并入上述方法可由熟練技工實(shí)現(xiàn)并且在本教導(dǎo)的范圍內(nèi)。

圖8b圖示具體涉及其一組輸入接線端口861且代表結(jié)合vscu單元100以“專業(yè)”產(chǎn)品包裝銷售制造和銷售的圖7的hvac耦合壁座702的第二版本的hvac耦合壁座702”的概念圖。專業(yè)產(chǎn)品包裝優(yōu)選著眼于專業(yè)安裝而制作和推廣，諸如通過直接推廣給hvac服務(wù)公司、參與新住宅施工的總承包商或具有推薦安裝的更復(fù)雜hvac系統(tǒng)的業(yè)主。hvac耦合壁座702”的輸入接線端口861選擇為足以同樣容納簡單和復(fù)雜的hvac系統(tǒng)。對于一個實(shí)施方案，輸入接線端口861包括下列組：rh(24vac制熱呼叫開關(guān)功率)；rc(24vac制冷呼叫開關(guān)電力)；w1(第一階段制熱呼叫)；w2(第二階段制熱呼叫)；y1(第一階段制冷呼叫)；y2(第二階段制冷呼叫)；g(風(fēng)扇)；o/b(熱泵)；aux(輔助裝置呼叫)；e(緊急制熱呼叫)；hum(增濕器呼叫)；和dehum(減濕器呼叫)。對于一個實(shí)施方案，即使預(yù)期專業(yè)安裝，hvac耦合壁座702”仍設(shè)有對應(yīng)輸入接線端口上用于線插入傳感的小型機(jī)械檢測開關(guān)(未示出)且vscu單元100設(shè)有與上述diy包裝相關(guān)的一種或多種不同自動化測試和自動化構(gòu)造能力，其對于有足夠置信執(zhí)行其更高級hvac系統(tǒng)的專業(yè)型號安裝的一些專業(yè)安裝人員和/或技術(shù)水平高的自己動手者可能有用。

圖9圖示根據(jù)實(shí)施方案的vscu單元100和hvac耦合壁座902的分解透視圖。hvac耦合壁座902類似于上文圖7的hvac耦合壁座702，其具有在vscu單元100移除時作為非常簡單、基本、獨(dú)立的恒溫器的附加功能，基本恒溫器包括標(biāo)準(zhǔn)溫度讀取/設(shè)定撥盤972和簡單制冷-關(guān)-制熱開關(guān)974。這可證實(shí)可用于多種情況，諸如如果vscu100需移除進(jìn)行維修或修理達(dá)延長的時間周期，期間居住者可能仍想要保持合理的舒適度。對于一個實(shí)施方案，基本恒溫器組件972和974本質(zhì)上完全機(jī)械使得無需電力來使控制繼電器跳閘。對于其它實(shí)施方案，提供簡單的電子控制，諸如電向上/向下按鈕和/或lcd讀取。對于其它實(shí)施方案，可提供vscu單元100的高級功能的一些子集(諸如基本網(wǎng)絡(luò)訪問以實(shí)現(xiàn)遙控)以在“主腦”(vscu單元100)暫時離開時提供一種“腦干”功能。

圖10a至圖10c圖示根據(jù)住宅(或其它空間)無無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施方案的代表在住宅201(或其它空間，諸如具有一個或多個hvac系統(tǒng)的零售店、辦公樓、工業(yè)用樓和更一般地任意生活空間或工作空間)中安裝多個vscu單元的有利情境的概念圖。對于住宅201具有單個hvac系統(tǒng)298的圖10a的實(shí)施方案，主vscu單元100被安裝且經(jīng)由控制線298連接至其上，其中輔助vscu單元100'(舉例來說)放置在床頭柜1202上。主vscu單元100和輔助vscu單元100'各被配置來自動識別另一者的存在及使用無線通信協(xié)議，諸如以自組網(wǎng)模式運(yùn)行的wi-fi或zigbee彼此通信。

許多有利能力被編程至vscu單元100和100'中以權(quán)衡其通信和多傳感能力使得其以協(xié)作方式聯(lián)合執(zhí)行本文所述的無需因特網(wǎng)訪問的許多vscu單元功能(例如，“學(xué)習(xí)”住宅hvac環(huán)境、執(zhí)行占用傳感和預(yù)測、“學(xué)習(xí)”用戶舒適度偏好等)。舉簡單實(shí)例來說，在一個實(shí)施方案中，主vscu單元100從輔助vscu單元100'接收溫度數(shù)據(jù)并且計算兩個溫度的平均值，控制hvac系統(tǒng)299使得住宅201的平均溫度維持在當(dāng)前溫度設(shè)定點(diǎn)水平。一個或多個附加輔助vscu單元(未示出)還可定位在住宅內(nèi)的一個或多個附加位置上并且可成為自組網(wǎng)“住宅vscu網(wǎng)絡(luò)”的一部分。本教導(dǎo)的范圍不限于任意特定最大數(shù)量的輔助vscu單元。在其它優(yōu)點(diǎn)中，添加更多輔助vscu單元是有利的，因?yàn)槔诟鼫?zhǔn)確的占用檢測、利于空間溫度梯度和熱特性的更好確定以及提供補(bǔ)充的數(shù)據(jù)處理能力。

優(yōu)選地，主vscu單元100/輔助vscu單元100'被編程來創(chuàng)建主/從關(guān)系，其中其自動化控制確定的任意沖突以有利于主vscu單元的方式解決和/或使得主單元上的任意用戶輸入優(yōu)先于從vscu單元上進(jìn)行的任意沖突性用戶輸入。雖然主vscu單元100在開始或默認(rèn)情境下可能是“主”vscu單元，但是任意特定vscu單元作為“主”或“從”的身份不僅僅通過其作為主vscu單元或輔助vscu單元的身份而指定。此外，任意特定vscu單元作為“主”或“從”的身份不固定，而是動態(tài)創(chuàng)建以最好地滿足如由vscu單元可最佳感測和/或預(yù)測的當(dāng)前hvac控制需要。對于一個優(yōu)選實(shí)施方案，“主”對“從”身份的創(chuàng)建被優(yōu)化以最好地滿足如由vscu單元可最佳感測和/或預(yù)測的人類居住者的舒適度需求。舉例來說，如果每個vscu單元在其對應(yīng)區(qū)域中感測到多個居住者的存在，那么主vscu單元創(chuàng)建為主單元并且控制hvac系統(tǒng)299使得兩個vscu單元的平均溫度讀數(shù)根據(jù)當(dāng)前活動的模板排程表(即時間間隔和每個時間間隔的設(shè)定點(diǎn)溫度的排程表)保持為當(dāng)前設(shè)定點(diǎn)溫度。但是如果除臥室一人外(如在本實(shí)例中定位在床頭柜上的輔助vscu單元100'所感測)未感測到住宅中有居住者，那么輔助vscu單元100'變?yōu)椤爸鳌眝scu單元，其命令“從”vscu單元100控制hvac系統(tǒng)299使得如“主”單元所感測，臥室中的溫度保持為當(dāng)前設(shè)定點(diǎn)溫度。

基于人類行為研究、統(tǒng)計編纂及類似物的許多其它自動化主/從創(chuàng)建情境和控制確定屬于本教導(dǎo)的范圍內(nèi)。在一個實(shí)例中，主-從確定可基于哪個恒溫器處于更好位置以更可靠地基于歷史和/或測試觀測到的循環(huán)行為或其它標(biāo)準(zhǔn)支配溫度的自動化確定而進(jìn)行和/或受影響或支持。例如，位于熱記錄器正上方的傳感器可能不可靠并且過于頻繁地使暖氣機(jī)循環(huán)。浴室中和直接日照下的節(jié)點(diǎn)也較不可靠。當(dāng)存在多個傳感器/節(jié)點(diǎn)時，存在確定哪個更可靠的算法并且存在基于所述確定的主從確定。對于一些相關(guān)實(shí)施方案，自動確定為靠近浴室和洗碗機(jī)的vscu單元可被分配設(shè)計用于至少部分改善這種放置的不利效應(yīng)的定制模板。

主vscu單元100/輔助vscu單元100'的主從身份的創(chuàng)建還可以基于人類控制輸入。舉例來說，如果每個vscu單元感測到其對應(yīng)區(qū)域中多個居住者的存在，且隨后用戶在兩個單元的一個上手動更改當(dāng)前設(shè)定點(diǎn)溫度，那么vscu單元可在其圓形顯示監(jiān)視器102輸出問題“主覆蓋？”(類似于上文圖5a至圖5b所示的問詢能力)，連同兩個回答選項(xiàng)“是”和“讓vscu決定”，后者被圈出作為默認(rèn)響應(yīng)。另一方面，如果兩個vscu僅在住宅中共同感測到所述用戶的存在且無其它居住者，那么由用戶控制的任一單元可創(chuàng)建為主單元，而無需詢問用戶決定方案。進(jìn)一步舉例來說，vscu單元100/100'可被編程來使得主/從身份的創(chuàng)建可由用戶在系統(tǒng)設(shè)置時(諸如在設(shè)置問答期間)或在后續(xù)配置時使用兩個vscu單元的一個的菜單驅(qū)動用戶界面(見上文圖4至圖5b)明確指定。當(dāng)與如本說明書其它部分所述與鎖定功能和/或用戶專有識別結(jié)合時，這在父母想要在夜間使用他們臥室里的vscu單元控制房屋溫度且不讓他們十幾歲的女兒在夜間使用她臥室里的vscu單元控制房屋溫度的情況下特別有用。

還根據(jù)實(shí)施方案提供多個vscu單元基于電力可得性和/或電路制熱標(biāo)準(zhǔn)以最佳方式謹(jǐn)慎地在它們之間共享計算任務(wù)的能力。許多為vscu單元提供的高級傳感、預(yù)測和控制算法相對復(fù)雜且計算密集且如果不加控制地執(zhí)行可能導(dǎo)致高用電量和/或裝置加熱。對于一個實(shí)施方案，密集計算自動分配使得其多數(shù)(或多個)在已知此時可獲得最佳電源和/或已知可獲得最高量的存儲電池電力的vscu單元的一個子集上執(zhí)行。因此，例如，由于通常為了簡化安裝以及設(shè)備安全考慮，優(yōu)選地，每個主vscu單元無需家用ac電力，所以圖10a的主vscu單元100通常由從一個或多個24vac呼叫繼電器功率信號采集的能量供電且因此可能僅具有有限量的額外電力用于執(zhí)行密集計算。相反地，典型的輔助vscu單元可為可跟時鐘收音機(jī)一樣容易地插入的床頭柜單元。在這種情況下，許多計算負(fù)載可分配至輔助vscu單元使得電力在主vscu單元中得到節(jié)省。在另一個實(shí)施方案中，輔助vscu單元(或更一般地說被分配較重計算負(fù)載的任意vscu單元)執(zhí)行密集數(shù)據(jù)計算的速度可使用已知技術(shù)自動加以控制以避免過度裝置加熱使得所述單元中的溫度傳感錯誤得到避免。在另一個實(shí)施方案中，被分配較重計算負(fù)載的vscu單元的溫度傳感功能可暫時暫停達(dá)包括計算時間的持續(xù)時間的間隔使得在大的電路加熱確實(shí)發(fā)生的情況下不作出錯誤的控制決策。

現(xiàn)參考圖10b，通常的情況是住宅或經(jīng)營場所會具有兩個或更多個hvac系統(tǒng)，其中每一個負(fù)責(zé)房屋的不同區(qū)域并且由其自身的恒溫器控制。所以，圖10b示出與第一區(qū)域z1相關(guān)的第一hvac系統(tǒng)299和與第二區(qū)域z2相關(guān)的第二hvac系統(tǒng)299'。根據(jù)實(shí)施方案，第一主vscu單元100和第二主vscu單元100”提供用于控制對應(yīng)hvac單元299和299'。第一主vscu單元100和第二主vscu單元100”被配置來權(quán)衡其通信和多傳感能力使得其以協(xié)作方式聯(lián)合執(zhí)行許多類似或相似于上文參考圖10a所述的基于協(xié)作通信的vscu單元功能以及如本文所述的多區(qū)域控制的其它協(xié)作vscu單元功能。如圖10c所示，第一主vscu單元100和第二主vscu單元100”的協(xié)作功能可進(jìn)一步通過根據(jù)另外的實(shí)施方案添加一個或多個輔助vscu單元100'而進(jìn)一步增強(qiáng)。

應(yīng)了解存在于在一些住宅中存在除每個恒溫器控制一個不同hvac系統(tǒng)的情境以外其它多恒溫器情境且能夠控制這類系統(tǒng)的多個vscu單元裝置屬于本教導(dǎo)的范圍內(nèi)。在一些現(xiàn)有住宅裝置中，可能僅存在單個暖氣機(jī)或單個空調(diào)單元，但是住宅仍可憑借風(fēng)道系統(tǒng)中的制動風(fēng)門片而分為多個“區(qū)域”，每個“區(qū)域”由其自身的恒溫器控制。在這種情況下，兩個主vscu單元可被安裝和配置來視情況地結(jié)合一個或多個輔助vscu單元協(xié)作以根據(jù)所述實(shí)施方案提供最佳hvac系統(tǒng)控制。

圖10d為了說明雙主vscu單元諸如圖10b至圖10c的vscu單元100和100”所實(shí)施的有利、節(jié)能雙區(qū)域控制法而圖示根據(jù)實(shí)施方案的雙區(qū)域住宅制熱(或制冷)配置的兩個hvac系統(tǒng)的循環(huán)時間曲線。根據(jù)實(shí)施方案，vscu單元100和100”被配置來互相協(xié)作使得其啟動循環(huán)次數(shù)彼此交錯為大致彼此相差約180度(π弧度)。圖10d示出在制熱(或制冷)單元“開”的總時間百分比(例如，一小時內(nèi)的總分鐘數(shù))方面相同的兩個循環(huán)時間曲線1002和1004。對于彼此熱連通的兩個鄰近區(qū)域(諸如z1和z2)，已發(fā)現(xiàn)在無互相控制操作的情況下運(yùn)行其制熱(或制冷)單元可使系統(tǒng)誤入一種高頻共振響應(yīng)(圖10d，曲線1002)，其特征為擺幅點(diǎn)之間的快速溫度波動和每小時相對較高數(shù)量的循環(huán)，其可因慣性開機(jī)和關(guān)機(jī)損耗而降低能效。相反地，在根據(jù)實(shí)施方案有意控制為彼此互相相差時，已發(fā)現(xiàn)發(fā)生更穩(wěn)定和更低頻率響應(yīng)行為(圖10d，曲線1004)，其特征為每小時更少循環(huán)和相應(yīng)更高的能效。

針對在非網(wǎng)絡(luò)連接vscu單元的背景下特別有利的一個實(shí)施方案，vscu單元被配置和編程來使用光學(xué)傳感信息來確定一天的近似時間。對于大多數(shù)裝置，在圍繞vscu單元的環(huán)境光量方面通常存在循環(huán)24小時類型，而不管裝置在住宅中的特定位置(唯一的例外可能是相片顯影室或其它有意暗化的房間)。這種循環(huán)24小時類型以偽光學(xué)活動諸如燈具啟動在許多天或周內(nèi)濾除(如果需要)和視情況使用郵政編碼信息自動感測以創(chuàng)建一天實(shí)際時間的粗略估計值。這種粗略內(nèi)部時鐘可有利地用于非網(wǎng)絡(luò)連接裝置以驗(yàn)證和校正用戶導(dǎo)致的明顯時鐘設(shè)定錯誤(諸如(但不限于)弄反上午和下午)或作為(使用圓形顯示監(jiān)視器102)要求用戶雙重檢查或在用戶未輸入時間的情況下創(chuàng)建每日時間時鐘的依據(jù)。

圖11圖示代表一個或多個vscu單元安裝在配備wifi無線連接和互聯(lián)網(wǎng)訪問的住宅中的有利情境(或在更一般的實(shí)施方案中，至每個vscu單元的任意類型的數(shù)據(jù)連接和廣域網(wǎng)訪問)的概念圖。有利地，除提供圖10a至圖10c和本文其它部分所述的獨(dú)立、非互聯(lián)網(wǎng)連接功能外，一個或多個vscu單元連接至互聯(lián)網(wǎng)觸發(fā)其提供豐富類型的附加能力的能力。圖11示出具有經(jīng)由無線路由器/互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)1168而wifi訪問互聯(lián)網(wǎng)1199的主vscu單元100和輔助vscu單元100'。根據(jù)實(shí)施方案提供用戶經(jīng)由住宅計算機(jī)1170、其智能電話1172或其它便攜式數(shù)據(jù)通信設(shè)備1172'或任意其它互聯(lián)網(wǎng)連接計算機(jī)1170'與vscu單元100和/或100'通信的能力。

圖12圖示由本文所述的vscu單元和vscu效率平臺啟用且針對其有利地應(yīng)用一個或多個所述實(shí)施方案的一種或多種系統(tǒng)、方法、計算機(jī)程序產(chǎn)品和相關(guān)經(jīng)營方法的較大型綜合能源管理網(wǎng)絡(luò)的概念圖?？梢匀我庖?guī)模(鄰里、區(qū)域、州范圍、全國范圍和甚至世界范圍)應(yīng)用的圖12的環(huán)境包括如下內(nèi)容：各具有一個或多個網(wǎng)絡(luò)啟用vscu單元100的多個住宅201；示例性酒店1202(或多單元公寓樓等)，其中每個房間或單元具有一個vscu單元100，酒店1202還具有被配置來管理多個vscu單元以及運(yùn)行軟件程序或訪問由vscu數(shù)據(jù)服務(wù)公司1208提供和/或支持的云服務(wù)的計算機(jī)系統(tǒng)1204和數(shù)據(jù)庫1206；vscu數(shù)據(jù)服務(wù)公司1208，其具有被配置來促進(jìn)vscu單元、vscu支持設(shè)備和vscu相關(guān)軟件和訂購服務(wù)的提供和管理的計算設(shè)備1210和數(shù)據(jù)庫設(shè)備1212；技工或住宅修理公司1214，其具有被配置來(例如)遙控和測試vscu操作以及針對檢測到的問題自動觸發(fā)派工單的計算機(jī)1216和數(shù)據(jù)庫1218，計算機(jī)1216和數(shù)據(jù)庫1218運(yùn)行軟件程序或訪問由vscu數(shù)據(jù)服務(wù)公司1208提供和/或支持的云服務(wù)；房東或物業(yè)管理公司1220，其具有被配置來(例如)遙控和/或管理其房客和/或顧客的vscu運(yùn)行的計算機(jī)1222和數(shù)據(jù)庫1224，計算機(jī)1222和數(shù)據(jù)庫1224運(yùn)行軟件程序或訪問由vscu數(shù)據(jù)服務(wù)公司1208提供和/或支持的云服務(wù)；和公用事業(yè)公司1226，其提供hvac能源給其客戶并且具有用于監(jiān)測vscu單元運(yùn)行、提供vscu可使用能源利用數(shù)據(jù)和統(tǒng)計資料以及在高峰負(fù)載時間或其它時間管理和/或控制vscu單元設(shè)定點(diǎn)的計算設(shè)備1228和數(shù)據(jù)庫設(shè)備1230，計算設(shè)備1228和數(shù)據(jù)庫設(shè)備1230運(yùn)行軟件程序或訪問由vscu數(shù)據(jù)服務(wù)公司1208提供和/或支持的云服務(wù)。

根據(jù)一個實(shí)施方案，每個vscu單元提供兩個不同功能級別的外部數(shù)據(jù)訪問，一個針對用戶級訪問本文所述的能源游戲和住宅管理功能以及另一個針對安裝者/供應(yīng)商(“專業(yè)人士”)，其允許專業(yè)人士“進(jìn)入”系統(tǒng)、查看所有不同的遠(yuǎn)程傳感計以及提出提供和/或自動為用戶提供維修訪問。

圖13a至圖13b和圖14a至圖14b圖示根據(jù)實(shí)施方案的在其數(shù)據(jù)設(shè)備上展示給用戶用于管理其一個或多個vscu單元和/或另外與其vscu效率平臺設(shè)備或數(shù)據(jù)互動的遠(yuǎn)程圖形用戶界面顯示的實(shí)例。對于一個實(shí)施方案，圖13a至圖14b的一個或多個顯示由指定的一個用戶自有的vscu單元直接提供，用戶以其可登錄至其自有的住宅路由器的相同方式直接登錄到裝置中。對于另一個實(shí)施方案，圖13a至圖14b的一個或多個顯示在用戶登錄到中心、區(qū)域或本地服務(wù)提供商的網(wǎng)站時顯示，諸如上文圖12的vscu數(shù)據(jù)服務(wù)提供商1208，其接著經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)與用戶的vscu單元通信。雖然本教導(dǎo)的范圍不限于此，但是圖13a至圖13b的實(shí)例特別適于在傳統(tǒng)的瀏覽器窗口中顯示，圖14a的實(shí)例特別適于在較小的便攜式數(shù)據(jù)裝置(諸如iphone)上顯示以及圖14b的實(shí)例特別適于在較大的便攜式數(shù)據(jù)裝置(諸如ipad)上顯示。根據(jù)一個實(shí)施方案，遠(yuǎn)程用戶界面包括相對較大圖像，其代表用戶如果此時站在其vscu單元前面實(shí)際會看到的內(nèi)容。優(yōu)選地，用戶界面使用戶可諸如通過適當(dāng)?shù)幕瑒?、鼠?biāo)點(diǎn)放、軟按鈕等在其上輸入“向左環(huán)旋轉(zhuǎn)”、“向右環(huán)旋轉(zhuǎn)”和“向內(nèi)壓”命令，就像他們站在其vscu單元前面一樣。遠(yuǎn)程用戶界面還可圖形顯示并且使用戶可基于適當(dāng)曲線圖、曲線、圖表或其它類型的數(shù)據(jù)顯示和操控圖形操控其模板排程表的設(shè)定點(diǎn)溫度和/或時間間隔限值。遠(yuǎn)程用戶界面還可圖形顯示多種其它與用戶能源利用相關(guān)的信息，包括(但不限于)其電費(fèi)賬單和歷史能源利用成本和趨勢、天氣信息、相對于其它類似情況的住宅或其它適當(dāng)人群顯示其績效的游戲風(fēng)格信息和與節(jié)能相關(guān)的有用提示、建議、鏈接和新聞。

根據(jù)一些實(shí)施方案為遠(yuǎn)程用戶提供直接電子郵件或短信息命令功能使得其可發(fā)送簡單控制命令至vscu單元的電子郵件地址而無需使用圖13a至圖14b的更完整用戶界面執(zhí)行完整遠(yuǎn)程登錄以及輸入命令。遠(yuǎn)程發(fā)送的命令可以非常簡單并且與小型通用命令列表一致，諸如“制熱78”或“制熱78@下午8:00點(diǎn)”。對于另一個實(shí)施方案，提供自然語言解釋性能，使得自然語言電子郵件可發(fā)送至vscu的電子郵件地址，諸如“我現(xiàn)在不在家，進(jìn)入離家模式”或“我會在今晚8pm回來而不是如往常的6pm，所以保持65度到今晚8點(diǎn)并且在我到家時預(yù)熱到72度”。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本公開內(nèi)容時以及基于上文所公開以及附圖所示的系統(tǒng)組件和方法可理解，如下文進(jìn)一步所述，結(jié)合vscu100和/或vscu效率平臺提供一個或多個裝置、特征或功能。

根據(jù)一些實(shí)施方案，通過一個或多個所安裝的vscu單元以上文專利第12/881,430號所述的方式提供用于檢測封閉空間(諸如居所)的占用的不同系統(tǒng)和方法。實(shí)例包括：檢測運(yùn)動、監(jiān)測通信信號(諸如網(wǎng)絡(luò)通信量和/或移動電話通信量)、監(jiān)測(諸如可聽和/或超聲范圍內(nèi)的)聲壓信息、監(jiān)測共用事業(yè)信息(諸如輸電線信息或來自smartmeters的信息)、監(jiān)測傳感器附近的運(yùn)動、監(jiān)測易于指示紅外線可控制裝置的運(yùn)行的紅外線信號、環(huán)境光的突變以及監(jiān)測易于指示占用的室內(nèi)氣壓(以區(qū)分安保應(yīng)用中所使用的壓力墊)信息。

根據(jù)代表經(jīng)營方法和技術(shù)方法的組合的一個實(shí)施方案，聲監(jiān)測用于利于檢測占用傳感，但是特意阻礙聲電換能器設(shè)備以實(shí)際人類說話可能提取自其中的方式將人類說話的聲能轉(zhuǎn)換為電形式的能力。換句話說，雖然聲監(jiān)測可能能夠檢測到可聽人類活動(包括說話)的存在，但是vscu單元不可能“聽到”任何實(shí)際語言，即使所述聲電類型以某種方式記錄下來。以此方式，居住者和公民自由團(tuán)體對隱私的顧慮對vscu單元和vscu效率平臺的推出和接受不成問題。在一個經(jīng)營方法中，這個特征實(shí)際上被用作產(chǎn)品的賣點(diǎn)，以諸如“隱私保護(hù)壓力波傳感技術(shù)”或類似技術(shù)的頭銜推廣。

現(xiàn)舉例來說且非限制地展示上述占用檢測方法的特定實(shí)例。一種占用檢測方法將wi-fi探測性能并入vscu單元中，即，當(dāng)在用戶的住宅網(wǎng)絡(luò)上發(fā)現(xiàn)許多數(shù)據(jù)流量時，可作出或支持房屋被占用的結(jié)論。相反地，如果vscu單元從使用ip地址與住宅網(wǎng)絡(luò)不同的數(shù)據(jù)通信裝置或gps位置與房屋不同的手機(jī)的已知用戶接收到遙控命令或其它通信，那么可作出或支持已知用戶不在房屋里的確定。與本地用戶活動相關(guān)的其它本地電磁信號(諸如900mhz和5.8ghz的無繩電話信號)也可以用于作出或支持房屋被占用的確定。并入vscu單元的另一種占用檢測方法是感測從電視遙控單元發(fā)射的紅外線電視遙控輻射。另一種占用檢測方法使用vscu單元本身的溫度和濕度讀數(shù)。例如，溫度/濕度變化伴隨壓力變化，更可能是有人打開入戶門并且因此進(jìn)入或離開大樓。另一種占用檢測方法包括考慮對vscu單元本身的用戶控制。在最簡單的實(shí)例中，如果某人剛剛調(diào)整恒溫器，那么當(dāng)然有人在房屋里。在更復(fù)雜的實(shí)例中，如果用戶剛剛在冬天調(diào)低恒溫器溫度且隨后感測到壓力突變，那么可作出或支持居住者離開大樓達(dá)一段時間的確定。此外，如果控制經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)、通過電話或膝上計算機(jī)或諸如此類作出且ip地址對應(yīng)于住宅網(wǎng)絡(luò)的ip地址，那么可判定用戶從住宅內(nèi)輸入所述信息且因此房屋被占用住。

對于一些實(shí)施方案，提供基于當(dāng)前外部溫度和預(yù)測外部溫度的當(dāng)前節(jié)能決策。例如，如果是非常熱的一天，但是預(yù)測外部溫度不久將突然下降，那么設(shè)定點(diǎn)溫度可在此時升高或容許擺幅量升高或?qū)е旅啃r循環(huán)數(shù)減小的其它動作。作為另一個實(shí)例，對于像亞利桑那州之處，如果上午6點(diǎn)時外部為40度，但是預(yù)計外部溫度在上午10點(diǎn)為100度，那么制熱在上午6點(diǎn)時不會打開，即使內(nèi)部溫度低于制熱設(shè)定點(diǎn)。

對于一些實(shí)施方案，提供基于預(yù)期能源成本變化的預(yù)期制熱或制冷。如果基于當(dāng)前天氣類型和/或其它合計數(shù)據(jù)確定即時電費(fèi)在數(shù)小時內(nèi)將升高，那么即時制冷設(shè)定點(diǎn)降低且后續(xù)時間的設(shè)定點(diǎn)升高(和/或可接受擺幅增大)使得現(xiàn)在使用更多能源而隨后使用較少能源。另一個具體實(shí)例是“節(jié)省空氣”日，其可基于所存儲的信息和最近以及預(yù)報的外部溫度而預(yù)期。

對于一些實(shí)施方案，提供使用互聯(lián)網(wǎng)連接的vscu單元的基于中心網(wǎng)的通信以在熱浪期間避免停電。對于“選擇參與”vscu啟用客戶(其已如此選擇以交換財政激勵)，公用事業(yè)公司(或視情況地以經(jīng)協(xié)商的費(fèi)用代表其的vscu數(shù)據(jù)服務(wù)提供商)可自動發(fā)出所述vscu單元將其設(shè)定點(diǎn)溫度升高5度的命令且其將自動發(fā)生。

對于一些實(shí)施方案，提供針對節(jié)能積極性的用戶控制。有關(guān)vscu單元所作出的內(nèi)部決策(例如，天氣專用設(shè)定點(diǎn)、預(yù)期制熱/制冷、遵從外部覆蓋等)，用戶可被允許在其設(shè)置問答期間設(shè)定此積極性級別并且還可被允許在之后更改它。設(shè)定可為“非常積極的節(jié)省”、“適度節(jié)省”、“無”等等。自動化天氣專門設(shè)定點(diǎn)的一個實(shí)例為針對外部溫度可能為84度的相對涼爽的日子，制冷設(shè)定點(diǎn)自動設(shè)定為78度，而如果外部溫度高于95度，那么制冷設(shè)定點(diǎn)自動設(shè)定為82度。對于一些實(shí)施方案，對升高(或降低)積極性級別的需求可由vscu單元自動檢測并推薦給用戶(例如，在圓形用戶顯示器102或在遙控界面上)。在其它實(shí)施方案中，積極性級別可由vscu單元自動升高(或降低)，其隨后(例如在圓形用戶顯示器102或遙控界面上)簡單通知用戶積極性變化已實(shí)施。

根據(jù)一些實(shí)施方案，安裝在任意特定住宅(或更一般地“封閉空間”)中的vscu單元自動能夠(例如使用上文專利第12/881,463號所述的一種或多種方法)特征化其hvac相關(guān)特性，諸如熱質(zhì)量、制熱能力、制冷能力及內(nèi)部與外部之間的導(dǎo)熱性計量。對于一個實(shí)施方案，此特征化通過在初次系統(tǒng)安裝測試時或在一些其它時間點(diǎn)以不同預(yù)定制熱和制冷模式運(yùn)行hvac達(dá)預(yù)定時間間隔及隨后處理(i)如在一個或多個vscu單元上所感測的所得溫度(和視情況濕度)設(shè)定檔結(jié)合(ii)如由(a)用戶在統(tǒng)一設(shè)置問答(或單獨(dú)的問答)和/或(b)基于由用戶提供的住宅地址從公共數(shù)據(jù)源(諸如zillow.com)自動得到的外來信息，諸如建筑尺寸、平方英尺等等而進(jìn)行。所安裝的vscu單元，視情況地結(jié)合vscu數(shù)據(jù)服務(wù)提供商所提供的信息被配置來對封閉空間的熱表現(xiàn)和熱動力表現(xiàn)建模以用于優(yōu)化能源利用，同時也使居住者保持舒適。根據(jù)一些實(shí)施方案，接收預(yù)測包括封閉空間的位置的一個區(qū)域的天氣條件的天氣預(yù)報數(shù)據(jù)。供控制系統(tǒng)使用的描述封閉空間表現(xiàn)的封閉空間模型基于天氣預(yù)報數(shù)據(jù)而更新。封閉空間的hvac系統(tǒng)隨后使用封閉空間的更新模型而控制。

根據(jù)一些實(shí)施方案，天氣預(yù)報數(shù)據(jù)包括未來超過24小時的預(yù)測并且可包括諸如溫度、濕度和/或露點(diǎn)、太陽輻射輸出、降水量、風(fēng)和自然災(zāi)害的預(yù)測。根據(jù)一些實(shí)施方案，封閉空間模型還基于歷史天氣數(shù)據(jù)，諸如溫度、濕度、風(fēng)、太陽輻射輸出和降水量而更新。根據(jù)一些實(shí)施方案，封閉空間模型部分基于占用資料(諸如預(yù)測和/或檢測到的占用資料)更新。封閉空間模型更新還可以基于日歷數(shù)據(jù)。根據(jù)一些實(shí)施方案，封閉空間模型還基于來自感測當(dāng)前參數(shù)(諸如溫度、濕度、風(fēng)、降水量和/或太陽輻射輸出)的一個或多個天氣條件傳感器的數(shù)據(jù)而更新。根據(jù)一些實(shí)施方案，天氣條件傳感器的位置可自動被檢測到。根據(jù)一些實(shí)施方案，封閉空間模型還基于存儲在數(shù)據(jù)庫中的封閉空間模型和/或來自用戶的封閉空間信息而更新。

根據(jù)一些實(shí)施方案，封閉空間建模包括主動引致封閉空間內(nèi)部環(huán)境的變化、從引致的變化測量封閉空間的內(nèi)部環(huán)境的響應(yīng)以及至少部分基于來自引致的變化的響應(yīng)的測量更新供控制系統(tǒng)使用的描述封閉空間的表現(xiàn)的封閉空間模型。根據(jù)一些實(shí)施方案，主要為了更新封閉空間模型而非調(diào)節(jié)封閉空間內(nèi)部環(huán)境的目的而主動引致變化。變化可響應(yīng)用戶輸入而主動引致或其可(例如)因封閉空間類型或季節(jié)更替而由vscu單元自動引起。變化優(yōu)選在封閉空間可能未被占用時引致。

如本文中所使用，術(shù)語“模型”通常指的是系統(tǒng)的描述或表示。描述或表示可使用數(shù)學(xué)語言，諸如在數(shù)學(xué)模型的情況下。模型類型和/或模型特性的實(shí)例包括(但不限于)：線性、非線性、確定性的、概率性的、靜態(tài)、動態(tài)查找表和具有集合參數(shù)和/或分布參數(shù)的模型。如本文中所使用，術(shù)語“剖面”、“結(jié)構(gòu)剖面”、“結(jié)構(gòu)模型”、“封閉空間剖面”、“封閉空間模型”、“建筑剖面”、“建筑模型”和類似物指的是(例如)用于hvac應(yīng)用中的建筑、封閉空間和/或結(jié)構(gòu)的至少一些熱動力表現(xiàn)特性的任意數(shù)字或數(shù)學(xué)描述或模型。如本文中所使用，術(shù)語“傳感器”通常指的是測量和/或記錄物質(zhì)、物理現(xiàn)象和/或物理量的裝置或系統(tǒng)。傳感器可將測量值轉(zhuǎn)化為信號，所述信號可由觀測器、儀器和/或系統(tǒng)解譯。傳感器可實(shí)施為專用裝置和/或可實(shí)施為運(yùn)行在通用計算機(jī)系統(tǒng)上的軟件。如本文中所使用，術(shù)語“結(jié)構(gòu)”包括封閉空間和非建筑以及建筑兩者。如本文中所使用，術(shù)語“封閉空間”指的是具有一個或多個封閉區(qū)域的任意結(jié)構(gòu)并且還包括任意建筑。結(jié)構(gòu)和封閉空間的實(shí)例包括(但不限于)：住宅樓、商務(wù)樓以及綜合樓、工業(yè)建筑、現(xiàn)場和設(shè)施以及土木建筑。如本文中所使用，術(shù)語“熱動力”包括可用于特征化物理系統(tǒng)的所有狀態(tài)變量。熱動力變量的實(shí)例包括(但不限于)：壓力、溫度、氣流、濕度和顆粒物質(zhì)。

根據(jù)一些實(shí)施方案，vscu單元被配置和編程來基于感測到的績效數(shù)據(jù)自動確定hvac系統(tǒng)的一個或多個空氣過濾器(例如，見上文圖2b的過濾器246)何時需要更換。對于一個實(shí)施方案，這僅使用提供在vscu單元本身上的多傳感器能力，諸如通過在房屋制熱或制冷比正常需要更長的時間內(nèi)識別漸變類型而執(zhí)行。對于其它實(shí)施方案，提供附加傳感器，諸如安裝在一個或多個通風(fēng)管道中的氣流傳感器、配備諸如通過使用低功率zigbee協(xié)議(或其它無線協(xié)議)與vscu單元無線通信的傳感器使得可感測到指示空氣過濾器阻塞的緩慢氣流時間內(nèi)的漸變類型。對于另外其它實(shí)施方案，專門配備氣流傳感器或其讀數(shù)可用于檢測阻塞相關(guān)行為的其它傳感器的定制過濾器被提供和配備來(諸如)使用低功率zigbee協(xié)議而與vscu單元無線通信。對于一個實(shí)施方案，附加傳感器使用能量采集技術(shù)，諸如通過從從而由氣流導(dǎo)致的振蕩或振動采集能量而供電。在一個實(shí)施方案中，發(fā)送電子郵件、短信息或機(jī)器音頻語音呼叫給客戶來提醒他們需要新的過濾器。在一個實(shí)施方案中，提供一種經(jīng)營方法，其中新過濾器的需要自動傳達(dá)給外部服務(wù)提供商，諸如上文圖12的技工/住宅修理公司1214，其觸發(fā)自動化維護(hù)出單事件或諸如圖12的vscu數(shù)據(jù)服務(wù)提供商1208或商務(wù)倉庫，其觸發(fā)自動運(yùn)送新過濾器至客戶家門口。

對于其它實(shí)施方案，如前一段落所述的類似自動化檢測、客戶提醒和維護(hù)事件觸發(fā)提供用于任意類型的hvac系統(tǒng)異常，諸如(但不限于)房屋總體故障無法制熱或制冷到設(shè)定點(diǎn)溫度或房屋中特定管道阻塞(例如，其氣流讀數(shù)與其它管道中的其它傳感器的讀數(shù)非常不同)。對于一個實(shí)施方案，聲特征傳感可用于檢測系統(tǒng)異常，其利用系統(tǒng)制熱和供冷啟動和關(guān)閉活動通常可由唯一但可重復(fù)的噪聲特征(例如，舊裝置的風(fēng)扇噪聲、特定嗄吱聲和呼嘯聲)特征化以及這些噪聲特征變化的開始可指示系統(tǒng)異常的事實(shí)。在其它實(shí)施方案中，基準(zhǔn)電噪聲類型可與每個不同的hvac控制線相關(guān)并且存儲且隨后vscu單元100可通過感測一個或多個hvac控制線的噪聲類型的明顯變化而自動檢測潛在的系統(tǒng)異常。

對于另外其它實(shí)施方案，提供能夠zigbee通信且與vscu效率平臺兼容并且用于感測vscu單元隨后可采取行動的系統(tǒng)異常和/或維護(hù)相關(guān)信息的與hvac功能相關(guān)的其它類型的輔助傳感器，包括自供電能源采集傳感器和可從諸如ac或電池的其它源取得其電力的傳感器。在一個實(shí)例中，提供能夠?qū)⑷剂弦何粺o線發(fā)送至vscu單元的外部丙烷或燃料油罐的替換蓋，所述蓋視情況地由采集自風(fēng)的能源供電。在另一個實(shí)例中，提供能夠?qū)⒗鋮s劑回路壓力讀數(shù)或低冷卻劑警告無線發(fā)送給vscu單元的冷卻劑回路止回閥的替換蓋，所述蓋視情況地由采集自壓縮機(jī)振動或其它空調(diào)系統(tǒng)振動的能源供電。

根據(jù)一些實(shí)施方案，初始設(shè)置問答包括下列交互性提問流程。vscu單元顯示格式看起來類似于圖5a至圖5b，第一提示為“針對{住宅}{經(jīng)營場所}設(shè)置vscu”，其中象征性的“{x}”在本文中用于指示“x”是用戶選擇之一。如果用戶選擇“住宅”，那么詢問第一組問題，而如果用戶選擇“經(jīng)營場所”，那么詢問第二組問題。第一問題進(jìn)行如下：“您中午在家嗎？{經(jīng)常在}{經(jīng)常不在}”，之后“您下午4點(diǎn)在家嗎？{經(jīng)常在}{經(jīng)常不在}”，之后“您有電制熱嗎？{電制熱}{非電制熱}{不清楚}”，之后請求位置信息，諸如住宅的郵政編碼和街道地址。適用于經(jīng)營場所的第二組溫度問題進(jìn)行如下：“這個經(jīng)營場所晚上營業(yè)嗎？{經(jīng)常營業(yè)}{經(jīng)常不營業(yè)}”，之后“星期六營業(yè)嗎？{經(jīng)常營業(yè)}{經(jīng)常不營業(yè)}”，之后“星期天營業(yè)嗎？{經(jīng)常營業(yè)}{經(jīng)常不營業(yè)}”，之后“您有電制熱嗎？{電制熱}{非電制熱}{不清楚}”，之后請求位置信息，諸如經(jīng)營場所的郵政編碼和街道地址。應(yīng)了解上述問題和選擇性回答僅舉例提出而非限制且許多其它問題和選擇性回答可提供作為這些實(shí)例的補(bǔ)充或替代，而不脫離本教導(dǎo)的范圍。

根據(jù)一些實(shí)施方案，住宅或經(jīng)營場所的郵政編碼可在設(shè)置問答開始前后詢問且隨后可基于郵政編碼詢問針對不同地理區(qū)域預(yù)定制的不同設(shè)置問答題。這是有用的，因?yàn)?例如)針對阿拉斯加住宅或經(jīng)營場所的最好一組問答題可能不同于(例如)針對佛羅里達(dá)住宅的最好一組問答題。

根據(jù)一些實(shí)施方案，用戶在初始設(shè)置問答時對問題的響應(yīng)用于將所述住宅自動“咬接”至多個原有模板排程表的一個上，即，時間間隔和每個時間間隔的設(shè)定點(diǎn)溫度的排程表，其存儲在vscu單元中且對應(yīng)于一些最常見住宅或經(jīng)營場所范例。不同住宅范例(其中每個可具有其自身的原有模板排程表)的實(shí)例可包括：沒有孩子的工作夫妻；有嬰兒或幼兒的工作夫妻；工作家庭；配偶不工作的工作夫妻；夜生活活躍的自由職業(yè)年輕人；退休夫妻；和獨(dú)居退休者。住宅基于設(shè)置問答在系統(tǒng)初始化時(或在用戶請求時的一些其它時間)所“咬接”的模板排程表充當(dāng)許多裝置的hvac系統(tǒng)的運(yùn)行控制的便利起始點(diǎn)。用戶隨后可(例如，使用vscu單元本身上的用戶界面、網(wǎng)絡(luò)界面或智能電話界面等)修改其模板排程表以適應(yīng)其個別需求。vscu單元亦可自動基于學(xué)習(xí)到的占用類型和手動用戶溫度控制設(shè)定類型修改這些模板排程表。通過非限制性實(shí)例，工作家庭的典型模板排程表可為針對冬天制熱“星期一、星期二、星期三、星期四、星期五：[7:0068][9:0062][16:0068][22:0062]星期六、星期日[7:0068][22:0062]”(意味著對于所有五個工作日，設(shè)定點(diǎn)溫度可為從上午7點(diǎn)至上午9點(diǎn)是68度，隨后從上午9點(diǎn)至下午4點(diǎn)是62度，隨后從下午4點(diǎn)至晚上10點(diǎn)是68度，隨后從晚上10點(diǎn)至上午7點(diǎn)是62度，且對于兩個周末日，設(shè)定點(diǎn)溫度可為從上午7點(diǎn)至晚上10點(diǎn)是68度，隨后從晚上10點(diǎn)至上午7點(diǎn)是62度)以及針對在夏天制冷“星期一、星期二、星期三、星期四、星期五：[7:0075][9:0082][16:0078][22:0075]星期六、星期日[7:0075][9:0078][22:0075]”。在其它實(shí)施方案中，容許的擺幅溫度量、濕度范圍等等也可以包括在模板排程表中。

對于一個實(shí)施方案，模板排程表可視情況地以itunes音樂播放列表共享的方式在社交網(wǎng)絡(luò)背景下共享。例如，用戶可將其模板排程表發(fā)布在其facebook或myspace頁面上供他人下載。定制或標(biāo)準(zhǔn)化模板排程表可基于房屋尺寸或郵政編碼提供。模板排程表優(yōu)選可基于日歷(例如，針對更多人在家的圣誕節(jié)不同地排程)。這優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)排程，其中各地的所有客戶被賦予相同的排程表或在其內(nèi)對排程表進(jìn)行編程的相同組的約束。

對于一個實(shí)施方案，定制的安裝說明書可基于其先前安裝的恒溫器型號而提供給用戶。用戶可進(jìn)入vscu制造商的網(wǎng)站并輸入其當(dāng)前恒溫器種類和型號且隨后提供基于所述型號的已知接線方式的一套定制的說明書供查看、下載和打印。視情況地，在用戶的計算機(jī)或智能電話上提供定制視頻。對于另一個高級優(yōu)選實(shí)施方案，用戶可拍攝其當(dāng)前恒溫器的照片并且將其提交至vscu制造商的網(wǎng)站，其中其種類和型號將使用機(jī)器視覺技術(shù)自動確定，使得用戶無需找出其當(dāng)前種類和型號。

對于一個實(shí)施方案，vscu單元被配置和編程來自動檢測和校正一個或多個vscu單元在直接陽光中的暴露。雖然如使用任意恒溫器，用戶被建議避免將vscu單元放置在直接日照區(qū)域，但是憑經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)許多人將vscu單元放置在使其會在每年的至少部分時間內(nèi)被直接日照達(dá)一天的至少部分時間的位置。直接日照暴露會大大損害hvac系統(tǒng)有效性，因?yàn)闇囟葧诲e誤地感測成高，例如，vscu單元將在室溫實(shí)際僅為68度時測量到80度。根據(jù)實(shí)施方案，一個或多個vscu單元被編程來(諸如)通過在數(shù)天至數(shù)周的周期內(nèi)追蹤溫度且隨后過濾直接日照暴露的周期性行為特性和/或過濾多個vscu單元之間的特征周期性差異而檢測直接日照暴露情況。隨后使用再一種校正方法實(shí)施校正。

舉例來說且非限制，用于校正制熱和制冷的簡單方法是基于了解環(huán)境光傳感器讀數(shù)、當(dāng)前時間、當(dāng)前精確或近似日期、前一制熱/制冷循環(huán)持續(xù)時間、溫度變化和濕度變化而在直接日照間隔期間應(yīng)用直接數(shù)字偏差至日照傳感器讀數(shù)。vscu單元從第一對發(fā)生中學(xué)習(xí)日光照在裝置上的時間和持續(xù)時間。例如，如果日光在春季前的日子在上午9:00至9:15之間照射傳感器，那么其將大約在第二天上午8:58至9:13查看日光發(fā)生。如果此時無需制熱/制冷循環(huán)，那么一種校正它的方式可為當(dāng)直接日照效應(yīng)減弱時估計溫度及在上午8:58至9:13之間在當(dāng)前溫度與預(yù)測溫度之間插值。如果制熱/制冷循環(huán)需打開，那么其學(xué)習(xí)先前循環(huán)并且估計循環(huán)持續(xù)時間和溫度變化。其可使用(在裝置本身中或在附近的另一個裝置中的)濕度和其它傳感器以驗(yàn)證制熱/制冷循環(huán)打開且保持打開達(dá)適當(dāng)時間量。

對于一些實(shí)施方案，vscu單元基于人類舒適度建模而提供最佳但節(jié)能的控制。在一個實(shí)例中，如果用戶持續(xù)將恒溫器調(diào)高至高于模板排程表中規(guī)定的設(shè)定點(diǎn)，那么vscu單元將學(xué)習(xí)并且在其模板排程表中增大設(shè)定點(diǎn)。進(jìn)一步舉例來說，如果外部溫度已多日持續(xù)80度，且隨后有一天突然變?yōu)?0度，那么vscu單元將使房屋保持在比外部溫度已多日持續(xù)60度的情況下更溫暖的設(shè)定點(diǎn)。原因是已知人類習(xí)慣已持續(xù)一段時間的外部天氣類型并且因此對溫度突變比更長期溫度變化更敏感。例如，如果已多日60度，那么人們將更可能持續(xù)穿得更保暖(穿上長袖和類似衣物)且因此設(shè)定點(diǎn)可逐漸降低和/或擺幅量可逐漸升高來節(jié)省能源。

作為基于人類舒適度建模的最佳但節(jié)能的控制的另一個實(shí)例，對于一個實(shí)施方案，vscu被配置來基于預(yù)測的居住者返回時間而以有利方式執(zhí)行。對于本實(shí)施方案，理念是有意地預(yù)熱(或在對應(yīng)實(shí)例中預(yù)冷)房屋，但僅在有限范圍內(nèi)，可能僅為“離家”與“占用”設(shè)定點(diǎn)之間的差值的60％，直到實(shí)際存在占用檢測事件。例如，如果“離家”設(shè)定點(diǎn)溫度為64度，那么“占用”設(shè)定點(diǎn)溫度為74度，那么vscu單元在預(yù)期到家時間20分鐘前開始給房屋制熱，但僅如此直到房屋制熱到70度。隨后，當(dāng)居住者進(jìn)門時，由vscu單元觸發(fā)其余4度制熱。除節(jié)能外，這還可使回家的居住者感覺開心，因?yàn)闊犸L(fēng)在吹，其賦予家的感受和被歡迎的感覺，一種“回家真好，太棒了”的感受。此外，已發(fā)現(xiàn)人們在剛走進(jìn)家門時比在家呆上一段時間后更能忍受較低溫度。

作為vscu單元提供的最佳但節(jié)能的控制的另一個實(shí)例，存在被發(fā)現(xiàn)提供針對長時間但有限次數(shù)地打開進(jìn)戶門的情況，諸如居住者搬進(jìn)圣誕樹或雜貨的情況下的好結(jié)果。尤其，如果通常從68度制熱到72度需要5分鐘且突然僅從68度制熱到69度就花了5分鐘或在制熱五分鐘后溫度仍保持68度，那么在異常是暫時性的可能性下，vscu單元將立即關(guān)閉制熱達(dá)10分鐘至15分鐘，并且隨后再次嘗試將溫度升高回72度。且如果異常確實(shí)是暫時性的，那么情況自行解決。但是，如果制熱故障再次發(fā)生，那么可能存在請求用戶注意的警告(或短信息)且如果無來自用戶的響應(yīng)，那么系統(tǒng)因明顯出問題而關(guān)閉?？蓪㈦娮余]件消息發(fā)送給用戶，諸如“我們已經(jīng)將這些事項(xiàng)x-y-z從傳感器日志中排除，可能進(jìn)戶門打開或a-b-c出錯”。

對于另一個實(shí)施方案，提供與vscu單元100的“學(xué)習(xí)”過程相關(guān)的組合經(jīng)營和技術(shù)方法。vscu單元被編程來提供有關(guān)用戶占用和溫度控制類型的大致“學(xué)習(xí)”。將針對學(xué)習(xí)進(jìn)展(例如，“您的占用信息被學(xué)習(xí)60％”)不時地諸如通過遙控、電子郵件、sms、vscu單元顯示等告知用戶。但是，還存在用戶因不適而關(guān)閉學(xué)習(xí)功能的能力。在一個實(shí)施方案中，vscu系統(tǒng)將“裝作”未進(jìn)行學(xué)習(xí)(諸如通過停止進(jìn)展消息)，但實(shí)際上仍在背景中學(xué)習(xí)、以模擬模式運(yùn)行并且繼續(xù)編譯學(xué)習(xí)資料。隨后，在一段時間過去后，vscu單元可計算其所運(yùn)行的實(shí)際模式對其在背景中運(yùn)行的模擬模式之間的能源成本差異。如果存在“x”美元的顯著差異，那么可向用戶顯示或發(fā)送諸如“如果您早啟用學(xué)習(xí)驅(qū)動控制的話，那么您可能已經(jīng)節(jié)省$44，您確定現(xiàn)在不想開啟嗎？”的消息。

對于另一個實(shí)施方案，提供由vscu數(shù)據(jù)服務(wù)提供商向用戶提供訂購服務(wù)的組合經(jīng)營和技術(shù)方法。當(dāng)vscu數(shù)據(jù)服務(wù)提供商推出新型算法時，他們可以為vscu單元客戶提供外部控制/優(yōu)化服務(wù)的訂購。作為提供過程的一部分，vscu數(shù)據(jù)服務(wù)提供商可對所述客戶的歷史內(nèi)部和外部溫度數(shù)據(jù)運(yùn)行新算法且隨后(例如，通過vscu單元顯示或遠(yuǎn)程訪問顯示)告知客戶，“如果您早訂購本優(yōu)化服務(wù)的話，您可能已經(jīng)在去年節(jié)省$88”。可針對個別的固件版本更新進(jìn)行類似提供，例如“如果您早購買vscu單元軟件版本2.0而非依舊使用版本1.0的話，您可能已經(jīng)節(jié)省$90，您現(xiàn)在愿意花$20購買版本2.0嗎？”

對于另一個實(shí)施方案，(通過例如vscu單元顯示或遠(yuǎn)程訪問顯示)為用戶賦予建議消息的組合經(jīng)營和技術(shù)方法，諸如下文：“在與您的郵政編碼內(nèi)與您房屋大小一樣的具備vscu功能的房屋在制熱和制冷上花$1000，而您花了$2000。您可能存在漏風(fēng)或密封條的問題。您可以撥打650-555-1212呼叫abchvac維修公司，其可為您進(jìn)行能源審查來找出問題?！?/p>

對于另一個實(shí)施方案，vscu單元被編程和配置來為用戶提供單獨(dú)基于hvac預(yù)算而非目標(biāo)溫度設(shè)定而控制其hvac系統(tǒng)的能力。用戶簡單輸入其想要花在hvac上的每月美元金額且vscu自動調(diào)整設(shè)定使得所選擇的金額根據(jù)用戶的已知占用類型和偏好以最舒適(或不舒適程度最低)的方式花費(fèi)。視情況地，用戶可從vscu創(chuàng)建的排程表手動調(diào)高或調(diào)低設(shè)定溫度，但是如果這么做，vscu單元將立即顯示將發(fā)生的成本差異(例如，“每天額外$5：繼續(xù)？{是}{否}”)。計算可考慮季節(jié)性天氣類型、現(xiàn)在的月份、天氣預(yù)報等等。對于另一個實(shí)施方案，vscu單元可自主詢問用戶“您這個月想要通過讓vscu管理您的設(shè)定來節(jié)省$100嗎？{是}{否}”(與只詢問“將溫度降低一度如何”相對)。

對于另一個實(shí)施方案，vscu單元被編程和配置來為用戶提供“預(yù)付hvac”和/或“現(xiàn)付hvac”。基于預(yù)付金額或預(yù)算金額，vscu顯示器將顯示預(yù)付或預(yù)算金額中剩余的美元金額。這在房東-房客環(huán)境或物業(yè)管理環(huán)境中可能特別有用，其中房東可對金額進(jìn)行編程且房客可在任意特定時間點(diǎn)查看剩余金額。這還對度假屋特別有用，允許物業(yè)管理方遠(yuǎn)程管理電力使用和設(shè)定。作為其一部分，上述軟件鎖定機(jī)構(gòu)可基于個人代碼確定誰在使用恒溫器，所以vscu會知道用戶的身份。這在獨(dú)戶住宅情況下仍可非常有用，其中可設(shè)定特定目標(biāo)且家庭可動態(tài)查看有關(guān)其相對于所述目標(biāo)的表現(xiàn)情況的運(yùn)行得分。金額可為一組默認(rèn)估計值或可基于如使用(例如)智能計量表讀數(shù)從公用事業(yè)公司數(shù)據(jù)庫訪問的實(shí)際用量。

對于另一個實(shí)施方案，vscu單元被編程和配置來基于用戶身份提供溫度設(shè)定支配。軟件鎖定功能用于確保只有持有密碼的人能夠更改vscu溫度設(shè)定且vscu單元還識別單獨(dú)的房東(或其它“支配者”密碼)和一個或多個單獨(dú)的房客(或其它“被支配者”)密碼。房東隨后可登錄并且設(shè)定最大設(shè)定溫度，諸如75度。隨后，雖然房客可以更改溫度，但是vscu單元不允許房客將溫度設(shè)定為高于75度。可提供各種防篡改機(jī)構(gòu)。作為默認(rèn)的防篡改機(jī)構(gòu)，房東能夠訪問vscu數(shù)據(jù)服務(wù)提供商網(wǎng)站以確保vscu單元定時報告其用量數(shù)據(jù)，請求天氣數(shù)據(jù)等等。

對于另一個實(shí)施方案，參考圖12的酒店1202，vscu數(shù)據(jù)服務(wù)提供商1208可為酒店前臺提供基于網(wǎng)絡(luò)、基于云或定制的軟件包，其在每個客房中提供vscu單元溫度設(shè)定的自動化、綜合性、動態(tài)控制。例如，房間vscu溫度設(shè)定點(diǎn)可在客人首次入住時調(diào)整至舒適水平且隨后在客人退房后返回節(jié)能水平。此外，在客人住店期間，內(nèi)在占用檢測(使用單元自帶的傳感器)和/或內(nèi)在占用檢測(由連接至vscu酒店管理系統(tǒng)的酒店計算機(jī)自動感測到門從里面被鎖上)可用于啟動舒適水平對節(jié)能水平。這可類似地用于由物業(yè)管理公司遠(yuǎn)程管理的度假屋。

vscu單元還提供用戶基于其在進(jìn)行輸入后的實(shí)際控制行為而通過遙控或直接輸入至vscu單元(諸如在設(shè)置問答期間)而對用戶可能手動指定給vscu單元的模板排程表設(shè)定點(diǎn)水平或時間間隔定義進(jìn)行自動化覆蓋或重寫。例如，如果用戶在設(shè)置問答中指定其每天下午5點(diǎn)回家，但是隨后連續(xù)多日(例如，連續(xù)2天或3天)溫度在下午4:30從62度被調(diào)高到65度，那么這用于權(quán)衡排程表并且隨后在下午4:20將設(shè)定點(diǎn)調(diào)高到65度使得溫度在用戶預(yù)期走進(jìn)家門的下午4:30前被預(yù)熱到65度。vscu單元自動變更模板排程表以大致符合用戶的實(shí)際居住行為而非用戶自行估計其居住行為可在數(shù)天時間內(nèi)逐漸發(fā)生或可在單日立即生效而不脫離本教導(dǎo)的范圍。

對于另一個實(shí)施方案，vscu單元被編程和配置來通過基于感測到的信息解決用戶意圖的任何不明確性而自動從制熱功能切換到制冷功能。圖1a至圖1c的vscu單元100的精致部分在于無制熱-關(guān)-ac開關(guān)。由此產(chǎn)生的一個問題是在特定用戶控制輸入下有關(guān)用戶意圖的潛在的不明確性。例如，如果用戶將設(shè)定點(diǎn)從78變更至65度，那么可能存在他們只想關(guān)閉制熱或他們想要打開空調(diào)的不明確性。根據(jù)實(shí)施方案，vscu單元基于設(shè)定點(diǎn)變化的背景和新舊設(shè)定點(diǎn)值解決是否切換的不明確性。在一個實(shí)施方案中，方法包括下列步驟：(a)維持漂移溫度的更新值，其定義為在未應(yīng)用hvac制熱或制冷至受控空間的情況下受控空間可能漂移到的估計溫度；(b)接收從舊設(shè)定點(diǎn)至新設(shè)定點(diǎn)的用戶設(shè)定點(diǎn)變化；(c)依據(jù)當(dāng)前溫度和漂移溫度估計舊設(shè)定點(diǎn)和新設(shè)定點(diǎn)的值(例如，將其放在具有由當(dāng)前溫度和漂移溫度劃分的三個區(qū)域的狀態(tài)圖上)以依據(jù)模式切換(即從制熱切換到制冷或從制冷切換到制熱)是否(i)明確不需要；(ii)明確需要；或(iii)用戶在進(jìn)行設(shè)定點(diǎn)變更時可能需要而對設(shè)定點(diǎn)變化進(jìn)行分類；和(d)如果在步驟(c)中分類為“可能需要”或如果新設(shè)定點(diǎn)處于當(dāng)前溫度與漂移溫度之間，則連同自然漂移選項(xiàng)表示更節(jié)能的選項(xiàng)的圖解說明請求用戶在(i)主動切換以實(shí)現(xiàn)新設(shè)定點(diǎn)和(ii)自然漂移至新設(shè)定點(diǎn)之間選擇。另一個相關(guān)功能是無論用戶在步驟(d)中如何選擇，用這作為學(xué)習(xí)點(diǎn)且隨后在下次發(fā)生時，可自動基于對用戶選擇的學(xué)習(xí)自動作出確定。針對本方法，或可存在使用不同參數(shù)取代漂移溫度用于狀態(tài)圖，例如，外部溫度、外部溫度加上10度、“最低舒適溫度”或類似溫度。可以是在加利福尼亞州，最佳使用數(shù)字是漂移溫度，而在明尼蘇達(dá)州其可能是最低舒適溫度。

對于鑒于自動化傳感的持續(xù)改進(jìn)而特別適用的一些實(shí)施方案，個性化控制范例通過vscu單元即vscu單元功能利于自動檢測和識別住宅中的個別用戶并且嘗試識別其有關(guān)vscu相關(guān)功能的當(dāng)前和將要的個人需求和需要。對于一個實(shí)例，vscu單元被編程有“指紋化”功能以識別在單元表面上進(jìn)行當(dāng)前控制調(diào)整的具體用戶且隨后針對所述用戶適當(dāng)?shù)卣{(diào)整其響應(yīng)。例如，用戶轉(zhuǎn)動vscu單元外環(huán)的具體方式或其將其手指放在vscu單元撥盤或主體(使用觸控傳感器)的，其向內(nèi)點(diǎn)擊施加多少壓力和其身體距離vscu單元撥盤多近(使用接近傳感器)可用作其“指紋”。在一個實(shí)例中，可在單獨(dú)的問答對話中對每個用戶進(jìn)行識別和初次“指紋化”且其個人偏好隨后可憑借其從遠(yuǎn)程位置或在撥盤上至vscu單元的控制輸入而學(xué)習(xí)。最初，多數(shù)指紋化可經(jīng)由來自用戶移動電話以及網(wǎng)絡(luò)的用戶命令而完成。人們可在到家前或在離家后從其電話對恒溫器進(jìn)行大量控制。此外，如果他們在更容易訪問計算機(jī)的其它位置(或甚至在住宅計算機(jī)上)，那么他們可以使用網(wǎng)絡(luò)。來自vscu單元的個性化控制可基于被識別的人的多個“用戶舒適度模型”圖。模型構(gòu)建在其偏好/和身體舒適區(qū)域之上。但是如果存在具有非常不同的偏好的多個用戶，那么構(gòu)建兩個(或更多個)不同模型而非將其完全平均化可能有好處。vscu可憑借從遠(yuǎn)程ip地址訪問系統(tǒng)而基于誰在家，例如，基于哪個移動裝置在家(或其它特征)或哪個用戶不在家而實(shí)施基于一個模型或另一個模型的舒適溫度。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)可用于將這些差異作為信息通知給用戶(且可導(dǎo)致用戶告知其配偶穿毛衣)。對于根據(jù)實(shí)施方案的個性化占用檢測和設(shè)定點(diǎn)調(diào)整的一個具體實(shí)例，vscu單元可基于其至vscu單元的設(shè)置和其遙控和直接控制而判定第一居住者“m”喜歡涼快一點(diǎn)，而第二居住者“w”喜歡暖和一點(diǎn)。當(dāng)系統(tǒng)確定“w”在家且“m”不在家時，隨后溫度被設(shè)定為較高或另外遵從為“w”定制的單獨(dú)模板排程表?！皐”的存在和“m”的不在可(例如)使用ip流量分析法檢測以確定當(dāng)住宅被感測到具有居住者(其一定是“w”)時，“m”仍在上班。

根據(jù)一些實(shí)施方案，提供vscu單元的基于手勢的用戶界面。對于一個實(shí)施方案，提供觸控顯示器，其中啟用類似于ipad和iphone所使用的滑動控制和其它手勢的滑動觸控?；蛘?，可將小型相機(jī)放置在vscu單元上，其編程有處理光學(xué)輸入信息的能力使得其能夠識別手勢(順時針旋轉(zhuǎn)調(diào)高溫度、逆時針調(diào)低溫度)，類似于microsoftkinect^tm傳感器結(jié)合xbox視頻游戲操縱桿運(yùn)作以提供無控制器、基于手勢的用戶輸入(例如，基于手、腳或身體運(yùn)動的輸入而無需用戶握住控制器裝置或另外自有硬件輸入裝置)。

根據(jù)一些實(shí)施方案提供vscu單元，其可充當(dāng)輔助vscu單元或主vscu單元，其具有網(wǎng)絡(luò)專用用戶界面使得實(shí)體單元本身無任何控制裝置。用戶必須具有數(shù)據(jù)設(shè)備對其進(jìn)行訪問和控制。網(wǎng)絡(luò)專用vscu單元可用于許多場合，諸如大學(xué)宿舍或可以作為針對年輕但是技術(shù)水平高的公寓居住者的非常低成本的入門級vscu單元。

根據(jù)一些實(shí)施方案提供安裝的vscu單元充當(dāng)基于vscu能效平臺的hvac中央住宅能源中樞的用途和功能，使用所述hvac中央住宅能源中樞，許多普通家用電器可依據(jù)vscu單元制造商和/或vscu數(shù)據(jù)服務(wù)提供商的授權(quán)或其它商業(yè)協(xié)議而兼容。vscu單元充當(dāng)整個房屋的的中央“能源中樞”。vscu單元是作為這樣一種“住宅能源網(wǎng)絡(luò)”的好例子，因?yàn)槿藗儫o論如何都需要恒溫器且一旦安裝了恒溫器，它就可作為這樣一種網(wǎng)絡(luò)的核心。例如，使用無線通信，vscu單元可與洗碗機(jī)或冰箱通信。如果用戶走近洗碗機(jī)并且試圖開啟它，那么在洗碗機(jī)上可顯示“您現(xiàn)在是愿意花$1啟動負(fù)載或一直等到上午2花20美分啟動負(fù)載？”。vscu單元充當(dāng)這樣一個平臺的管道和核心。在具有許多優(yōu)點(diǎn)的一個實(shí)例中，使用占用傳感，vscu單元可感測居住者何時不在家并且自動命令冰箱調(diào)高其設(shè)定點(diǎn)達(dá)2度且隨后在vscu感測到居住者已回到家中后命令其回到正常溫度。類似功能可結(jié)合被配備和授權(quán)為與vscu能效平臺兼容的任意熱水器、熱浴盆、游泳池加熱器等等提供。

對于一些實(shí)施方案，針對有效的商業(yè)介紹和vscu單元的推出以及vscu效率平臺的演變提供經(jīng)營辦法。在首次產(chǎn)品介紹開始之日，按零售級別銷售較簡單diy包裝的vscu單元，包括網(wǎng)上商店和實(shí)體店。為了購買首個主vscu單元，客戶取得vscu數(shù)據(jù)服務(wù)提供商(其可以是與vscu單元制造商相同的機(jī)構(gòu)或其合作機(jī)構(gòu))的在線工具的免費(fèi)網(wǎng)絡(luò)訪問權(quán)，包括(例如)如圖13a至圖13b所示的基于網(wǎng)絡(luò)的遙控功能。在使用多個月后，網(wǎng)站向客戶展示其在vscu方案下的能源用量和控制歷史，包括因其轉(zhuǎn)變已節(jié)省的金額。在開始日期的數(shù)個月后，“專業(yè)”包裝vscu單元發(fā)布且專業(yè)裝置開始銷售，首個輔助單元開始銷售且基于網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)的收費(fèi)訂購開始向所有用戶推出，其為用戶提供更多的省錢機(jī)會，諸如賦予其使用已基于更準(zhǔn)確的建筑信息、在其特定占用歷史中所檢測到的類型或所述住宅周圍的具體天氣歷史/預(yù)報制定的特殊節(jié)能排程表模板的訪問權(quán)。此外，在開始日期的數(shù)個月后，為每個用戶提供其可通過購買輔助vscu單元節(jié)省更多資金以及上述過濾器更換排程也推出了的提醒。此外，在開始日期的數(shù)個月后，用戶可獲得其在其鄰居以及一些其它人群間有關(guān)能效的表現(xiàn)的游戲風(fēng)格排名，包括葉片標(biāo)志獎勵。例如，可向用戶展示其相對于所述人群的百分率排名。其可努力以最多綠葉在所述人群中成為第一名。隨后可推出便于多房客建筑控制和酒店控制的基于網(wǎng)絡(luò)或基于云的軟件。隨后在用戶群夠大的時間點(diǎn)，vscu數(shù)據(jù)服務(wù)提供商可提供基于網(wǎng)絡(luò)或基于云的軟件以成為共用事業(yè)公司的vscu效率平臺服務(wù)商，即公共事業(yè)公司將成為vscu數(shù)據(jù)服務(wù)提供商的顧客，所述vscu數(shù)據(jù)服務(wù)提供商將幫助其提供基于vscu效率平臺的項(xiàng)目或服務(wù)。對于一個實(shí)施方案，公用事業(yè)公司將，例如通過對vscu單元的購買給予大力補(bǔ)貼而鼓勵其客戶切換至基于vscu單元的控制。視情況地，公用事業(yè)公司可以為基于vscu單元的客戶提供能源折扣或其它財政激勵以“選擇參與”一個項(xiàng)目，所述項(xiàng)目至少賦予公用事業(yè)公司一定程度的在峰值負(fù)載或能源緊急情況期間對其vscu單元的遠(yuǎn)程控制權(quán)。

在一個實(shí)施方案中提供無過濾器的hvac系統(tǒng)。取代使用當(dāng)其開始阻塞時可降低hvac效率的可拋棄過濾器，hvac系統(tǒng)配備類似于一個或多個無袋式真空吸塵器中所使用以及不同品牌下稱作諸如“颶風(fēng)”或“龍卷風(fēng)”或“風(fēng)道”的過濾系統(tǒng)，例如dysondc25立式真空吸塵器、hooverwindtunnelii無袋式立式真空吸塵器、bissell5770healthyhome無袋式立式吸塵器、electroluxel7055atwinclean無袋圓筒型吸塵器和/或hooveruh70010platinumcollectioncyclonic無袋式立式吸塵器。通過一起設(shè)計hvac系統(tǒng)的過濾器，業(yè)主只需要偶爾更換濾筒，且hvac系統(tǒng)不會像普通過濾器一樣隨時間而損失效率。

在一些實(shí)施方案中提供可一體提供組合煙霧檢測、熱檢測、運(yùn)動檢測和co2檢測的其它基本住宅監(jiān)測裝置功能的vscu單元。作為視情況的經(jīng)營方法，這種vscu單元可以大折扣銷售或免費(fèi)贈送，收入取而代之由訂購vscu數(shù)據(jù)服務(wù)提供商的數(shù)據(jù)服務(wù)而產(chǎn)生?；蛘撸淇擅赓M(fèi)贈送或由公用事業(yè)公司大力補(bǔ)貼，所述公共事業(yè)公司與vscu數(shù)據(jù)服務(wù)提供商協(xié)作以獲得客戶“選擇參與”可在能源短缺或其它能源緊急情況期間應(yīng)用的自愿數(shù)據(jù)收集和/或遠(yuǎn)程vscu設(shè)定項(xiàng)目。

根據(jù)一些實(shí)施方案提供基于設(shè)定點(diǎn)溫度排程表的自動化設(shè)定點(diǎn)確定和手動用戶設(shè)定點(diǎn)修改的算法。作為任意手動用戶設(shè)定點(diǎn)變更的持續(xù)規(guī)則，用戶在主vscu用戶界面或輔助vscu用戶界面上輸入的任意設(shè)定點(diǎn)將生效最長四小時，在此時間點(diǎn)后操作返回正常設(shè)定點(diǎn)排程表。如果正常設(shè)定點(diǎn)排程表在所述四小時間隔內(nèi)要求排程的溫度變動(例如，排程在晚上10:00點(diǎn)變化為睡眠溫度)，那么排程的溫度設(shè)定點(diǎn)在此時覆蓋手動用戶設(shè)定點(diǎn)輸入。

根據(jù)一些實(shí)施方案提供基于感測到的封閉空間占用和用戶設(shè)定點(diǎn)修改行為的設(shè)定點(diǎn)排程表偏離和/或設(shè)定點(diǎn)排程表修改的算法。下文進(jìn)一步描述這樣一種設(shè)定點(diǎn)排程偏離算法的一個實(shí)例，本文中稱作“離家自動/到家自動”算法。

圖15a至圖15d圖示根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案的對應(yīng)于“離家自動/到家自動”算法的示例性運(yùn)行的正常設(shè)定點(diǎn)溫度排程表對實(shí)際運(yùn)行設(shè)定點(diǎn)曲線的時間曲線圖。為了明確本公開內(nèi)容的目的，圖15a示出針對用戶(可能退休人員或在家?guī)『⒌母赣H或母親)在特定工作日(諸如星期二)的相對簡單的示例性恒溫器排程表1502。排程表1502僅包括上午7:00點(diǎn)與晚上9:00之間的喚醒/在家間隔(其預(yù)期溫度為76度)和晚上9:00與上午7:00點(diǎn)之間的睡眠間隔(其預(yù)期溫度為66度)。針對本描述，排程表1502可稱作“正?！痹O(shè)定點(diǎn)排程表。正常設(shè)定點(diǎn)排程表1502可能已通過本公開內(nèi)容在上文所述、上文在一個或多個共同轉(zhuǎn)讓的并入申請案中所述的多種方法的任意一種或一些其它方法創(chuàng)建。例如，正常設(shè)定點(diǎn)排程表1502可能已通過直接用戶編程(例如使用網(wǎng)絡(luò)界面)、通過其中將設(shè)定點(diǎn)排程表“咬接”至多個預(yù)定排程表的一個(例如，退休人員、沒有小孩的工作夫妻、單身城市居民等)、通過基于從“平線”起始排程表的用戶設(shè)定點(diǎn)修改的自動化學(xué)習(xí)或通過多種其它方法的任一種而明確創(chuàng)建。

根據(jù)優(yōu)選的“離家自動”算法，封閉空間占用狀態(tài)使用vscu多傳感技術(shù)連續(xù)及自動感測，當(dāng)前感測到的狀態(tài)劃分為“占用”(或“在家”或“感測到活動”)或未占用(或“離家”或“不活動”)。如果當(dāng)前感測到的占用狀態(tài)已“不活動”達(dá)預(yù)定最小間隔(本文中稱作離家狀態(tài)置信窗(ascw))，那么“離家自動”運(yùn)行模式觸發(fā)，其中實(shí)際運(yùn)行設(shè)定點(diǎn)1504變動為預(yù)定節(jié)能離家狀態(tài)溫度(ast)，而不管由正常恒溫器排程表1502指定的設(shè)定點(diǎn)溫度?！半x家自動”運(yùn)行模式的目的是在無居住者存在以實(shí)際感受或享受排程表1502的舒適度設(shè)定時避免不必要的制熱或制冷，從而節(jié)能。舉例來說，ast可針對冬季(或要求制熱的外部溫度)設(shè)定為62度的默認(rèn)預(yù)定值以及針對夏季(或可能要求制冷的外部溫度)設(shè)定為84度。視情況地，制熱和制冷的ast溫度可由用戶設(shè)定。

離家狀態(tài)置信窗(ascw)對應(yīng)于感測到的未占用的時間間隔，此后可以合理的統(tǒng)計準(zhǔn)確度進(jìn)行合理的可靠運(yùn)行假設(shè)，使得在封閉空間中確實(shí)無居住者。對于多數(shù)典型封閉空間，已發(fā)現(xiàn)在90分鐘至180分鐘的范圍內(nèi)的預(yù)定周期是針對ascw的適當(dāng)周期以適應(yīng)常見的場景，諸如安靜讀書、出門取信、小睡等，其中無感測到的移動或相關(guān)指示被占用傳感器感測。

在圖15a至圖15d的實(shí)例中，在用120分鐘的ascw和62度的ast的制熱情境的背景下提供示例性描述，應(yīng)了解對于制冷和對于其它ascw/ast值選擇的對應(yīng)實(shí)例可由本領(lǐng)域技術(shù)人員依據(jù)本描述而了解且在實(shí)施方案的范圍內(nèi)。針對圖15b中的圖示示出排程的設(shè)定點(diǎn)曲線1502和實(shí)際運(yùn)行設(shè)定點(diǎn)曲線1504，連同感測到的活動時間線(as)，其示出對應(yīng)于感測到的活動的小的黑色橢圓形標(biāo)記，目前為上午11:00點(diǎn)。明顯地，截止上午11:00點(diǎn)，存在感測到的大量用戶活動直到上午10:00點(diǎn)，隨后是不活動的一小時間隔1506。圖15c示出截止下午4:00點(diǎn)的排程和實(shí)際設(shè)定點(diǎn)曲線。如圖15c所示，在120分鐘不活動后在下午12:00點(diǎn)觸發(fā)“離家自動”模式，實(shí)際運(yùn)行設(shè)定點(diǎn)1504偏離正常排程設(shè)定點(diǎn)1502到62度的ast溫度。截止下午4:00點(diǎn)，在“離家自動”模式觸發(fā)后尚未感測到活動，且因此“離家自動”模式繼續(xù)有效。

“離家自動”模式可基于感測到的事件、時間流逝和/或與其基本目的一致的其它觸發(fā)而終止，基本目的是在封閉空間中(合理高的統(tǒng)計概率度)無居住者的時候節(jié)能。舉一個實(shí)施方案，“離家自動”模式運(yùn)行將設(shè)定點(diǎn)溫度保持為節(jié)能ast溫度直到下列事件中的一個發(fā)生：(i)接收到來自用戶的手動校正輸入；(ii)“回家自動”運(yùn)行模式基于感測到的占用活動而觸發(fā)；(iii)正常的居住者睡眠時間已到且針對“度假”模式的確定尚未達(dá)成；或(iv)后續(xù)日子的“起床”或“在家”間隔已到且針對“度假”模式的確定尚未達(dá)成。

所以，圖15d示出截止上午12:00點(diǎn)的排程和實(shí)際設(shè)定點(diǎn)曲線。如圖15d所示，在大約下午5點(diǎn)居住活動開始被感測到達(dá)短的時間間隔1508，其觸發(fā)“回家自動”模式，此時實(shí)際運(yùn)行設(shè)定點(diǎn)1504返回正常設(shè)定點(diǎn)排程表1502。

優(yōu)選地，為用戶提供根據(jù)期望節(jié)能積極性變化ascw的能力(例如，在初始設(shè)置問答，通過網(wǎng)絡(luò)界面等)。例如，可為選擇“高度積極性”的節(jié)能選項(xiàng)的用戶提供45分鐘的ascw，結(jié)果為系統(tǒng)的“離家自動”確定只在45分鐘不活動(或“離家”或“未占用”傳感狀態(tài))后作出。

用于ascw時間周期的分窗和感測到的活動的過濾的不同方法可用于改進(jìn)“離家自動”模式觸發(fā)的可靠性。“了解”感測到的活動是否與人類存在對其它原因(例如，寵物)相關(guān)的不同學(xué)習(xí)方法還可用于改進(jìn)“離家自動”模式觸發(fā)的可靠性。舉一個實(shí)施方案，感測到的活動的“背景”級別(即，可歸因于并非人類占用的結(jié)果的感測到的事件的活動)可在“離家自動”模式周期期間基于無校正手動設(shè)定點(diǎn)輸入而交互地學(xué)習(xí)和/或確認(rèn)。例如，如果在“離家自動”模式觸發(fā)后的一段時間內(nèi)無校正手動設(shè)定點(diǎn)變化，且這種校正輸入的不存在在幾個不同場合自行重復(fù)，那么可斷定與這些間隔相關(guān)的感測到的活動的類型和/或程度可確認(rèn)為與人類存在無關(guān)的“背景”級別，原因是如果人類確實(shí)存在，可能在一個或多個這種場合存在一些類型的校正活動。

以類似于“離家自動”占用估計類似的方式，“回家自動”運(yùn)行模式的觸發(fā)同樣優(yōu)選基于分窗時間窗和/或感測到的活動的過濾使得偽事件或與實(shí)際人類存在無關(guān)的其它事件不會不必要地觸發(fā)“回家自動”模式。作為一個實(shí)例，傳感過程涉及依據(jù)所述分窗期間感測到的活動的存在或不存在而單獨(dú)估計5分鐘分窗(或其它適當(dāng)持續(xù)時間的分窗)。如果發(fā)現(xiàn)在兩個鄰近的所述時間分窗中感測到閾值量的活動，那么“回家自動”模式觸發(fā)(例如，見圖15d的時間間隔1508)。在觸發(fā)時，“回家自動”模式通過使設(shè)定點(diǎn)返回正常設(shè)定點(diǎn)排程表1502而運(yùn)行。

根據(jù)一個實(shí)施方案提供基于與“離家自動”模式和/或“到家自動”模式運(yùn)行的重復(fù)實(shí)例相關(guān)的占用類型和/或校正手動輸入類型的設(shè)定點(diǎn)排程表修改的算法。與“離家自動/到家自動”模式相關(guān)的占用和/或校正手動輸入行為按多個時間周期性程度連續(xù)監(jiān)測和過濾以檢測用戶占用的類型，其接著可權(quán)衡以“修整”或另外“調(diào)節(jié)”設(shè)定點(diǎn)溫度排程表以更好地匹配實(shí)際占用類型。通過按多個時間周期性級別過濾，意味著(i)按連續(xù)日歷日，(ii)按工作日在工作日，(iii)按周末日在周末日，(iv)按每月的一天在每月的一天和/或基于在用戶行為方面邏輯關(guān)聯(lián)的日子的任意其它分組同時尋求相關(guān)類型。因此，例如，如果在一系列連續(xù)的星期五觀測到與“離家自動/到家自動”相關(guān)的特定占用和/或校正手動輸入行為，那么星期五的設(shè)定點(diǎn)溫度排程表被調(diào)整以更好地匹配所指示的占用類型。如果在星期六和星期日及隨后下一星期六和星期日以及隨后再下一星期六和星期日都觀測到與“離家自動/到家自動”相關(guān)的特定占用和/或校正手動輸入行為，那么星期六和星期日的設(shè)定點(diǎn)溫度排程表被調(diào)整以更好地匹配檢測到的所指示占用類型。舉另一個實(shí)例，如果連續(xù)幾個月在每個月的第2天到第7天觀測到與“離家自動/到家自動”相關(guān)的特定占用和/或校正手動輸入行為，那么隨后所述月的第2天到第7天的設(shè)定點(diǎn)溫度被調(diào)整等等。

圖16a至圖16d圖示根據(jù)實(shí)施方案的基于與“到家自動”模式和/或“到家自動”模式的重復(fù)實(shí)例相關(guān)的占用類型和/或校正手動輸入類型的設(shè)定點(diǎn)時間表修改的一個實(shí)例。針對本實(shí)例，隨時間觀測到對于正常設(shè)定點(diǎn)溫度指示其在工作日整天在家的用戶，“離家自動”模式在數(shù)周的星期三接近正午時在無任何校正手動用戶輸入的情況下觸發(fā)(圖16a至圖16c)且隨后“到家自動”模式在這些天接近下午5:00點(diǎn)時觸發(fā)。這可對應(yīng)于(例如)決定在星期三到當(dāng)?shù)貓D書館當(dāng)志愿者的退休人員。一旦這種類型已可靠地創(chuàng)建(例如，在連續(xù)三個星期三發(fā)生后)，隨后如圖16d所示，正常設(shè)定點(diǎn)溫度排程表自動“調(diào)節(jié)”或“修整”使得對于下一星期三及其后所有星期三，存在針對介于上午10:00點(diǎn)與下午5:00點(diǎn)之間的間隔排程的“離家”周期，因?yàn)楝F(xiàn)在預(yù)期用戶確實(shí)在此時間間隔離家。

重要的是，如果已在圖16a至圖16c所示的日子中的一天發(fā)生校正用戶輸入(其可被稱作“懲罰性”用戶輸入)，那么設(shè)定點(diǎn)排程表不會自動“調(diào)節(jié)”到圖16d所示的情況。這種校正或“懲罰性”輸入可針對(i)離家自動模式已觸發(fā)，(ii)不存在足夠的感測到的占用活動(在針對“背景”事件過濾后)以觸發(fā)“回家自動”模式以及(iii)用戶變得不舒適并且走近恒溫器以調(diào)高溫度的情況而發(fā)生。舉例來說，情況可能是用戶上樓讀書而不是在星期三上午10:00點(diǎn)去圖書館，唯獨(dú)一樓vscu單元未感測到其存在并且在下午12:00點(diǎn)觸發(fā)離家自動，用戶隨后在大約下午12:45變得不舒適且隨后下樓來手動調(diào)高溫度。由于用戶的“懲罰性”輸入證明算法對于這個潛在類型而言是“弄錯目標(biāo)”，所以設(shè)定點(diǎn)排程表不自動“調(diào)節(jié)”到圖16d所示的情況，且在一個實(shí)施方案中，這種潛在類型至少部分在負(fù)方向上加權(quán)使得需要更高的相關(guān)性以在未來創(chuàng)建這種類型。有利地，對于更一般的情況，用戶的“懲罰性”輸入還可用于調(diào)整應(yīng)用至占用傳感算法的濾波的類型和/或程度，因?yàn)槊黠@存在針對“懲罰性”校正輸入前的時間間隔感測到的“不活動”的錯誤結(jié)論。

雖然上述實(shí)施方案的“離家自動/到家自動”算法由當(dāng)前感測到的占用信息觸發(fā)，但是在另一個實(shí)施方案中，基于由vscu單元在延長時間期限內(nèi)建立的經(jīng)驗(yàn)占用概率時間曲線提供“離家自動/到家自動”算法的自動化自觸發(fā)。對于一個實(shí)施方案，經(jīng)驗(yàn)占用概率時間曲線可表示為代表一個或多個人在每個特定時間點(diǎn)占用封閉空間的概率的標(biāo)量值(經(jīng)驗(yàn)占用概率或eop)的時間曲線圖?；蚩墒褂梅从痴加媒y(tǒng)計數(shù)據(jù)和/或概率的多種其它表達(dá)式(例如，概率分布函數(shù))或隨機(jī)變量表示的任一種而非使用針對eop的單個標(biāo)量計量。

對于一個實(shí)施方案，vscu單元被配置來在滿足下列標(biāo)準(zhǔn)的一天內(nèi)的一個或多個時間自觸發(fā)至“離家自動”模式：(i)正常設(shè)定點(diǎn)排程表指示排程的“在家”時間間隔，(ii)經(jīng)驗(yàn)占用概率(eop)低于預(yù)定閾值(例如，小于20％)，(iii)占用傳感器未感測到能夠清楚地指示居住人確實(shí)在封閉空間中的大量活動；和(iv)占用傳感器尚未感測到足夠低的活動級別達(dá)足夠長的間隔(即，離家狀態(tài)置信窗或ascw)從而以上述“傳統(tǒng)”方式進(jìn)入“離家自動模式”。一旦這些條件被滿足且“離家自動”模式已自觸發(fā)，那么“離家自動”模式的反轉(zhuǎn)可以與“傳統(tǒng)”離家自動模式相同的方式(例如，通過“到家自動”觸發(fā)、手動校正用戶輸入等)進(jìn)行?；凇皩W(xué)習(xí)的課程”自動化調(diào)節(jié)設(shè)定點(diǎn)溫度排程表(即，基于與“離家自動”模式的重復(fù)實(shí)例相關(guān)的占用類型和/或校正手動收入類型)可基于來自“傳統(tǒng)”觸發(fā)的離家自動模式和自觸發(fā)離家自動模式算法的組合觀測。

已發(fā)現(xiàn)至少部分基于經(jīng)驗(yàn)占用概率(eop)的上述“離家自動”模式的自觸發(fā)在與僅基于其中僅考慮當(dāng)前、即時占用信息的“傳統(tǒng)”離家自動觸發(fā)方法的調(diào)節(jié)相比時提供設(shè)定點(diǎn)溫度排程表的更完整和統(tǒng)計上更精確的“調(diào)節(jié)”。一個理由涉及大量活動感測數(shù)據(jù)樣本用于產(chǎn)生eop計量，使其成為相關(guān)和有用的基于其執(zhí)行“離家自動”過程所賦予的居住“測試”的依據(jù)。從一個角度看，“離家自動”過程可被當(dāng)作自動“戳進(jìn)”或“刺進(jìn)”用戶生態(tài)系統(tǒng)以了解有關(guān)其占用類型的更多詳情而無需向其詢問詳細(xì)問題、無需依賴其響應(yīng)的正確性以及也無需唯一地依賴占用傳感硬件的即時準(zhǔn)確性的一種方式。

圖17a至圖17d圖示根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案的用于鼓勵減少能源利用的動態(tài)用戶界面。圖17a至圖17d的方法優(yōu)選并入上文圖3a至圖3k的時間-溫度用戶界面法。如本領(lǐng)域技術(shù)人員易了解，雖然圖17a至圖17d中公開在制熱背景下，但是至對應(yīng)制冷背景的應(yīng)用可由本領(lǐng)域技術(shù)人員依據(jù)本公開內(nèi)容而了解且屬于本教導(dǎo)的范圍內(nèi)。在如圖17a中制熱設(shè)定點(diǎn)目前設(shè)定為已知屬于已知有利于或適于節(jié)能的第一范圍內(nèi)的值的情況下，顯示令人愉快的積極強(qiáng)化標(biāo)記，諸如綠葉1742。當(dāng)用戶調(diào)高制熱(見圖17b)時，只要設(shè)定點(diǎn)仍在所述第一范圍內(nèi)，綠葉繼續(xù)顯示。但是，當(dāng)用戶繼續(xù)調(diào)高設(shè)定點(diǎn)至大于第一范圍的值(見圖17c)時，限制指示警告、驚恐、關(guān)注或其它有些負(fù)面的情緒的消極強(qiáng)化標(biāo)記，這種標(biāo)記為(例如)葉片的紅色閃爍版本1742'或煙囪圖或類似標(biāo)記。相信許多用戶會通過將設(shè)定點(diǎn)重新調(diào)低來響應(yīng)消極強(qiáng)化標(biāo)記1742'，且如圖17d所示，如果用戶使設(shè)定點(diǎn)返回位于第一范圍內(nèi)的值，其所獲“獎勵”是綠葉1742的恢復(fù)。許多其它類型的正面情緒標(biāo)記或顯示可用于取代綠葉1742且同樣地，許多不同的消極強(qiáng)化標(biāo)記或顯示可用于取代閃爍紅葉1742'，而仍屬于本教導(dǎo)的范圍內(nèi)。

圖18a至圖18b圖示根據(jù)一些實(shí)施方案的具有用戶友好界面的恒溫器1800。下文中術(shù)語“恒溫器”用于代表特別適用于封閉空間中的hvac控制的特定類型的vscu單元(通用傳感和控制)。雖然可見對于封閉空間的hvac控制的背景，“恒溫器”和“vscu單元”通?？苫Q，但是上文和下文每個實(shí)施方案應(yīng)用于具有針對除涉及一個或多個實(shí)體系統(tǒng)的一個或多個可測量特性的支配和/或其它能源或資源消耗系統(tǒng)，諸如水利用系統(tǒng)、空氣利用系統(tǒng)、涉及其它自然資源的利用的系統(tǒng)和涉及各種其它形式的能源的利用的系統(tǒng)的支配的多種不同控制系統(tǒng)的任一種的溫度以外的可測量特性(例如，壓力、流速、高度、位置、速度、加速度、容量、功率、響度、亮度)的控制功能的vscu單元。與許多現(xiàn)有技術(shù)恒溫器不同，節(jié)溫器1800優(yōu)選具有不減損住宅裝修的豪華、簡潔、整潔且精致的設(shè)計并且確實(shí)可充當(dāng)其所安裝的周圍位置的美觀的中心飾品。此外，用戶與恒溫器1800互動可通過恒溫器1800的設(shè)計而相對于已知傳統(tǒng)恒溫器得到促進(jìn)和大大提高。恒溫器1800包括控制電路并且電連接至hvac系統(tǒng)，諸如圖1和圖2所示的恒溫器110。恒溫器1800是壁裝式、形狀是圓形且具有用于接收用戶輸入的可旋轉(zhuǎn)外環(huán)1812。恒溫器1800形狀是圓形的，其在安裝在墻上時表現(xiàn)為大致盤狀圓形物體。恒溫器1800具有位于外環(huán)1812內(nèi)的大的正面。根據(jù)一些實(shí)施方案，恒溫器1800的直徑為大約80mm?？尚D(zhuǎn)外環(huán)1812允許用戶進(jìn)行調(diào)整，諸如選擇新的目標(biāo)溫度。例如，通過順時針旋轉(zhuǎn)外環(huán)1812，目標(biāo)溫度可升高，且通過逆時針旋轉(zhuǎn)外環(huán)1812，目標(biāo)溫度可降低。恒溫器1800的正面包括根據(jù)一些實(shí)施方案是聚碳酸酯的透明覆層1814和優(yōu)選如所示在其中形成許多槽的金屬部1824。根據(jù)一些實(shí)施方案，覆層1814和金屬部1824的表面形成稍微向外成拱形的共同的向外弧形或球形且這種輕微拱形形狀由外環(huán)1812接續(xù)。

雖然由單個類透鏡材料件(諸如聚碳酸酯)形成，但是覆層1814具有包括外部1814o和中心部1814i的兩個不同區(qū)域或部分。根據(jù)一些實(shí)施方案，覆層1814圍繞外部1814o涂漆或煙色處理，但是中心部1814i保持顯著透明以利于安置在其下方的電子顯示器1816的查看。根據(jù)一些實(shí)施方案，彎曲覆層1814充當(dāng)透鏡，其易于將電子顯示器1816中顯示的信息放大給用戶。根據(jù)一些實(shí)施方案，中心電子顯示器1816是點(diǎn)陣式格局(可個別定址)從而可產(chǎn)生任意形狀，而非分段格局。根據(jù)一些實(shí)施方案，采用點(diǎn)陣式格局和分段格局的組合。根據(jù)一些實(shí)施方案，中央顯示器1816是背光彩色液晶顯示器(lcd)。顯示在電子顯示器1816上的信息的實(shí)例圖示在圖18a中且包括代表當(dāng)前設(shè)定點(diǎn)溫度的中心數(shù)字1820。根據(jù)一些實(shí)施方案，金屬部1824具有許多槽狀開口以便于安裝在其下方的被動式紅外線運(yùn)動傳感器1830的使用。金屬部1824或可被稱作金屬正面柵格部。金屬部/正面柵格部的進(jìn)一步描述提供在上文共同轉(zhuǎn)讓的美國專利第13/199,108號中。恒溫器1800優(yōu)選被構(gòu)造成使得電子顯示器1816處于固定定向且不隨外環(huán)1812旋轉(zhuǎn)，使得電子顯示器1816仍由用戶容易地讀取。對于一些實(shí)施方案，覆層1814和金屬部1824也保持在固定定向且不隨外環(huán)1812旋轉(zhuǎn)。根據(jù)恒溫器1800的直徑為大約80mm的一個實(shí)施方案，電子顯示器1816的直徑為大約45mm。根據(jù)一些實(shí)施方案，led指示器1880定位在部分1824下方以充當(dāng)特定狀態(tài)條件的低功耗指示器。例如，led指示器1880可用于在恒溫器的可再充電電池(見上文圖4a)非常低并且在被再充電時顯示閃爍的紅色。更一般來說，led指示器1880可用于憑借紅色、綠色、紅色和綠色的不同組合、各種不同的閃爍速率等等傳達(dá)一個或多個狀態(tài)代碼或錯誤代碼，其可用于故障排除的目的。

運(yùn)動傳感以及其它技術(shù)可如在上文共同轉(zhuǎn)讓的美國專利第12/881,430進(jìn)一步描述用于占用的檢測和/或預(yù)測。根據(jù)一些實(shí)施方案，占用信息用于產(chǎn)生有效和高效排程項(xiàng)目。優(yōu)選地，主動式接近傳感器1870a被提供來通過紅外光反射檢測靠近的用戶以及環(huán)境光傳感器1870b被提供來感測可見光。接近傳感器1870a可用于檢測大約一米范圍內(nèi)的接近度使得恒溫器1800可在用戶靠近恒溫器以及在用戶觸摸恒溫器之前啟動“喚醒”。這種接近傳感的使用可用于通過在用戶準(zhǔn)備與恒溫器互動時或之后很快地“準(zhǔn)備”互動而增強(qiáng)用戶體驗(yàn)。此外，接近喚醒功能還允許通過在無用戶互動發(fā)生或?qū)l(fā)生時“睡眠”而在恒溫器內(nèi)實(shí)現(xiàn)節(jié)能。環(huán)境光傳感器1870b可用于多種情報收集目的，諸如在檢測到急劇上升或下降沿時促進(jìn)占用的確認(rèn)(因?yàn)榭赡苁蔷幼≌唛_燈或關(guān)燈)以及諸如檢測用于確認(rèn)和/或自動創(chuàng)建每日時間的環(huán)境光強(qiáng)度的長期(例如，24小時)類型。

根據(jù)一些實(shí)施方案，為了鼓舞用戶信息和進(jìn)一步利于外觀和功能精致的綜合目的，恒溫器1800僅由兩種類型的用戶輸入控制，第一種是如圖18a所示的外環(huán)1812的旋轉(zhuǎn)(下文中稱作“旋轉(zhuǎn)環(huán)”或“環(huán)旋轉(zhuǎn)”輸入)且第二種是內(nèi)推外蓋1808(見圖18b)直到可聽見和/或可觸知的“點(diǎn)擊聲”發(fā)生(下文中稱作“向內(nèi)點(diǎn)擊”或簡稱“點(diǎn)擊”輸入)。對于圖18a至圖18b的實(shí)施方案，外蓋1808為包括所有外環(huán)1812、覆層1814、電子顯示器1816和金屬部1824的總成。當(dāng)被用戶向內(nèi)壓時，外蓋1808相對于內(nèi)部金屬圓頂開關(guān)(未示出)向內(nèi)行進(jìn)少量，諸如0.5mm且在向內(nèi)壓力釋放時向外可回彈地行進(jìn)相同量，為用戶的手提供滿足的可觸知“點(diǎn)擊”感，連同相應(yīng)的輕微的可聽點(diǎn)擊聲。因此，對于圖18a至圖18b的實(shí)施方案，向內(nèi)點(diǎn)擊可通過直接按壓在外環(huán)1812本身或憑借在覆層1814、金屬部1814上提供向內(nèi)壓力而間接按壓外環(huán)或通過其不同組合而實(shí)現(xiàn)。對于其它實(shí)施方案，恒溫器1800可被機(jī)械配置使得僅外環(huán)1812針對向內(nèi)點(diǎn)擊輸入而向內(nèi)行進(jìn)，而覆層1814和金屬部1824保持不動。應(yīng)了解將向內(nèi)行進(jìn)以實(shí)現(xiàn)“向內(nèi)點(diǎn)擊”的各種不同選擇和特定機(jī)械元件的組合屬于本教導(dǎo)的范圍，而不管其是外環(huán)1812本身、覆層1814的某一部分或其某種組合。但是，發(fā)現(xiàn)為用戶提供在用單手和涉及最小量的時間和力氣在記錄“環(huán)旋轉(zhuǎn)”與“向內(nèi)點(diǎn)擊”之間快速來回的能力特別有利，且因此直接通過按壓外環(huán)1812而提供向內(nèi)點(diǎn)擊的能力被發(fā)現(xiàn)特別有利，因?yàn)橛脩舻氖种笩o需抬起脫離裝置或沿著其表面滑動以在環(huán)旋轉(zhuǎn)與向內(nèi)點(diǎn)擊之間運(yùn)作。此外，憑借策略性地在可旋轉(zhuǎn)環(huán)1812內(nèi)將電子顯示器1816放置在中心，提供其它優(yōu)點(diǎn)，即用戶在整個輸入過程中正當(dāng)其手在執(zhí)行其功能時可自然地將其注意力集中在電子顯示器上。直觀的外環(huán)旋轉(zhuǎn)(尤其如應(yīng)用于(但不限于)恒溫器的設(shè)定點(diǎn)溫度的變動)、方便地合攏以及令人滿意的向內(nèi)點(diǎn)擊的實(shí)體感覺，以及適應(yīng)在其手指活動期間自然聚焦在電子顯示器上的組合顯著增強(qiáng)主觀的、無縫和完全趣味性的用戶體驗(yàn)。根據(jù)一些實(shí)施方案采用的有利機(jī)械用戶界面和相關(guān)設(shè)計的其它描述可見上文美國專利第13/033,573號、上文美國專利第29/386,021號和上文美國專利第13/199,108號。

圖18c圖示圖18a至圖18b的恒溫器的框架的殼部分1809的橫截面圖，已發(fā)現(xiàn)其在針對多種不同住宅環(huán)境和住宅背景中的多種不同墻色彩和墻紋理觀看時提供整個恒溫器1800的特別美觀和適應(yīng)性的外觀。雖然如本文所述以及在一個或多個上文共同轉(zhuǎn)讓的并入申請案中恒溫器可在功能上自行適應(yīng)用戶排程表，但是外殼部分1809特別被配置來傳達(dá)“變色龍”質(zhì)感或特性使得整個裝置至少部分因?yàn)槠鋸脑S多不同觀看時表現(xiàn)為呈現(xiàn)環(huán)境色彩或甚至紋理而在視覺和裝飾意義上表現(xiàn)為與住宅和經(jīng)營場所中存在的許多最普遍的墻壁色彩和墻壁紋理自然融合。殼部分1809具有在以橫截面觀看時稍微彎曲的截錐體形狀并且包括由透明固體材料(諸如聚碳酸酯塑料)制成的側(cè)壁1876。側(cè)壁1876背面涂有基本上平坦的銀或鎳彩漆，所述漆施加至側(cè)壁1876的內(nèi)表面1878而非其外表面1877。外表面1877是光滑且有光澤的但未涂漆。如圖18c所示，側(cè)壁1876可具有大約1.5mm的厚度t、在被安裝時較靠近墻壁的第一末端上具有大約78.8mm的直徑d1及在被安裝時距離墻壁較遠(yuǎn)的第二末端上具有大約81.2mm的直徑d2，直徑變化跨大約22.5mm的向外寬度尺寸“h”發(fā)生，直徑變化以線性方式或更佳以向外距離增大以形成在以剖面觀看時稍微彎曲形狀的稍微非線性方式發(fā)生。外蓋1808的外環(huán)1812優(yōu)選被構(gòu)造來匹配跨與其相隔的中等大小的間隙g1安置在殼部分1809的第二末端附近的直徑d2且隨后稍微向內(nèi)彎回以跨小間隙g2接觸覆層1814。當(dāng)然應(yīng)了解圖18c僅圖示恒溫器1800的外殼部分1809且存在為呈現(xiàn)的明了起見而從圖18c中省略的其內(nèi)部的許多電子組件，這些電子組件在下文中和/或在其它共同轉(zhuǎn)讓的并入申請案(諸如上文美國專利第13/199,108)中進(jìn)一步描述。

根據(jù)一些實(shí)施方案，恒溫器1800包括處理系統(tǒng)1860、顯示器驅(qū)動1864和無線通信系統(tǒng)1866。處理系統(tǒng)1860被調(diào)適來使顯示器驅(qū)動1864和顯示區(qū)域1816顯示信息給用戶以及經(jīng)由可旋轉(zhuǎn)環(huán)1812接收用戶輸入。根據(jù)一些實(shí)施方案，處理系統(tǒng)1860能夠執(zhí)行包括本文所述的用戶界面特征的恒溫器1800的運(yùn)行的支配。處理系統(tǒng)1860還被編程和配置來執(zhí)行如下文和/或在其它共同轉(zhuǎn)讓的并入申請案中進(jìn)一步所述的其它操作。例如，處理系統(tǒng)1860還被編程和配置來維持和更新諸如上文美國專利第12/881,463所述的其中安裝hvac系統(tǒng)的封閉空間的熱動力模型。根據(jù)一些實(shí)施方案，無線通信系統(tǒng)1866用于與諸如個人計算機(jī)和/或其它恒溫器或hvac系統(tǒng)組件的裝置通信，其可為對應(yīng)通信、通過位于私人網(wǎng)絡(luò)上一個或多個服務(wù)器的通信和/或通過云服務(wù)的通信。

圖19a至圖19b分別圖示恒溫器相對于其作為頂部單元1900和背板2000的兩個主要組件的恒溫器1800的分解正視透明圖和后視透明圖。下文所示的不同電組件和機(jī)械組件的進(jìn)一步技術(shù)和/或功能描述可見一個或多個共同轉(zhuǎn)讓的并入申請案，諸如上文美國專利案第13/199,108號。在所示的圖中，“z”方向從墻壁朝外，“y”方向是相對于走近用戶的從頭到腳的方向且“x”方向是用戶的左至右方向。

圖20a至圖20b分別圖示頂部單元1900相對于其主組件的分解正視透明圖和后視透明圖。頂部單元1900包括頂部單元框架1910、外環(huán)1920(其被操控進(jìn)行環(huán)旋轉(zhuǎn))、頂部單元正面總成1930、前透鏡1980和前柵格1990。頂部單元正面總成1930上的電組件可憑借帶狀電纜和/或其它插入式電接頭而連接至背板2000上的電組件。

圖21a至圖21b分別圖示頂部單元正面總成1930相對于其主組件的分解正視透明圖和后視透明圖。頂部單元正面總成1930包括頂部單元電路板1940、頂部單元面板1950和lcd模塊1960。頂部單元電路板1940的前側(cè)組件隱藏在圖21a中的rf屏蔽板背后但在下文中參考圖24更詳細(xì)地說明。在頂部單元電路板1940的背面上是可再充電鋰離子電池1944，其對于一個優(yōu)選實(shí)施方案具有3.7伏的標(biāo)稱電壓和560mah的標(biāo)稱容量。但是，為了延長電池壽命，電池1944通常不通過恒溫器電池充電電路充電超過450mah。此外，雖然電池1944額定能夠被充電到4.2伏，但是恒溫器電池充電電路通常不將其充電超過3.95伏。圖21b中還可見光學(xué)手指導(dǎo)航模塊1942，其被配置和定位來感測外環(huán)1920的旋轉(zhuǎn)。模塊1942使用類似于光學(xué)計算機(jī)鼠標(biāo)運(yùn)行的方法來感測外環(huán)1920的飾面周邊上的可紋理化表面的移動。明顯地，模塊1942是由相對功率密集型頂部單元微處理器而非相對低功率的背板微處理器控制的非常少的傳感器的一個。這可在無過度功耗可能的情況下實(shí)現(xiàn)，因?yàn)楫?dāng)用戶手動調(diào)節(jié)撥盤時，頂部單元微處理器已被不變地喚醒，所以無論如何不存在過度喚醒功耗。有利地，還可由頂部單元微處理器提供非?？斓捻憫?yīng)。圖21a中還可見菲涅耳透鏡1957，其結(jié)合安置在其下方的pir運(yùn)動傳感器運(yùn)行。

圖22a至圖22b分別圖示背板單元2000相對于其主組件的分解正視透明圖和后視透明圖。背板單元2000包括背板后板2010、背板電路板2020和背板蓋2080。圖22a中可見hvac接線器2022，其包括一體化電線插入傳感電路和兩個相對較大的電容器2024，所述電容器2024被安裝在背板電路板2020的后側(cè)上的電力竊取電路的部分使用并且在下文參考圖25進(jìn)一步描述。

圖23圖示部分裝配的頂部單元正面1900的透視圖，其示出針對恒溫器所使用的多個傳感器根據(jù)本發(fā)明的方面設(shè)計的柵格部件1990的定位。在一些實(shí)施方式中，如上文美國專利第13/199,108號中進(jìn)一步所述，柵格部件1990放置在菲涅耳透鏡1957和相關(guān)的pir運(yùn)動傳感器334上方遮蓋并且保護(hù)這些pir傳感元件，同時柵格部件1990的水平槽允許pir運(yùn)動傳感硬件雖然被遮蓋但仍可檢測房間或區(qū)域中居住者的側(cè)向運(yùn)動。溫度傳感器330使用一對熱傳感器來更準(zhǔn)確地測量環(huán)境溫度。與溫度傳感器330相關(guān)的第一熱傳感器或上部熱傳感器330a用來收集較靠近恒溫器外部或內(nèi)側(cè)上的區(qū)域的溫度數(shù)據(jù)而第二熱傳感器或下部熱傳感器330b用來收集與房屋內(nèi)部更緊密相關(guān)的溫度數(shù)據(jù)。在一個實(shí)施方式中，每個溫度傳感器330a和330b包括德州儀器的tmp112數(shù)字溫度傳感器芯片，而pir運(yùn)動傳感器334包括珀金埃爾默的digipyropyd1998雙元熱檢測器。

為更準(zhǔn)確地確定環(huán)境溫度，針對上部熱傳感器330a所測量的溫度以及在確定有效環(huán)境溫度時考慮從下部熱傳感器330b取得的溫度。這種配置可有利地用于補(bǔ)償由微處理器和/或其中的其它電子組件在恒溫器中產(chǎn)生的內(nèi)熱效應(yīng)，從而使可能另外遭受的溫度測量誤差得以避免或最小化。在一些實(shí)施方式中，環(huán)境溫度測量的準(zhǔn)確度可通過將溫度傳感器330的上部熱傳感器330a熱耦合至柵格部件1990而進(jìn)一步提高，因?yàn)樯喜繜醾鞲衅?30a比下部熱傳感器334b更好地反映環(huán)境溫度。有關(guān)使用一對熱傳感器來確定有效環(huán)境溫度的細(xì)節(jié)公開在美國專利第4,741,476號中，其以引用的并入本文中。

圖24圖示頂部單元電路板1940的前視圖，其包括頂部單元微處理器2402(諸如德州儀器的am3703芯片)和相關(guān)振蕩器2404，連同ddrsdram存儲器2406和大容量nand存儲器2408。對于wi-fi能力，在單獨(dú)的rf屏蔽隔室2434中提供wi-fi模塊2410，諸如murata無線解決方案lbwa19xslz模塊，其基于支持802.11b/g/nwlan標(biāo)準(zhǔn)的德州儀器的wl1270芯片組。用于wi-fi模塊2410的是包括振蕩器2414的支持電路2412。對于zigbee能力，還在單獨(dú)屏蔽的rf隔室中提供zigbee模塊2416，其可以是(例如)來自德州儀器的c2530f256模塊。對于zigbee模塊2416，提供包括振蕩器2419和低噪聲放大器2420的支持電路2418。還提供顯示器背光電壓轉(zhuǎn)換電路2422、壓電驅(qū)動電路2424和電力管理電路2426(本地供電軌等)。在通過撓性電路接頭2430附接至頂部單元電路板背面的撓性電路2428上提供的是接近和環(huán)境光傳感器(prox/als)，更具體地，具有i2c接口的芯科科技的si1142接近/環(huán)境光傳感器。還提供電池充電-監(jiān)督-斷開電路2432和彈簧/rf天線2436。還提供溫度傳感器2438(在+z方向上垂直于電路板直立，其含有與電路板相距不同距離的兩個單獨(dú)的溫度傳感元件)和pir運(yùn)動傳感器2440。明顯地，即使prox/als和溫度傳感器2438以及pir運(yùn)動傳感器2440實(shí)體位于頂部單元電路板1940上，所有這些傳感器也可由其電連接的背板電路板上的低功率背板微控制器輪詢和控制。

圖25圖示背板電路板2020的后視圖，其包括背板處理器/微控制器2502，諸如包括板上存儲器2503的德州儀器的msp430f系統(tǒng)級芯片微控制器。背板電路板2020還包括：電源電路2504，其包括電力竊取電路和針對每個hvac對應(yīng)hvac功能的開關(guān)電路2506。對于每個這種功能，開關(guān)電路2506包括隔離變壓器2508和背對背nfet包裝2510。在開關(guān)電路中使用fet允許“主動電力竊取”，即在hvac“開”循環(huán)期間通過簡單將電力從hvac繼電器電路轉(zhuǎn)移到儲存電容器達(dá)非常小的間隔(諸如100微秒)而取得電力。這種時間足夠小而無法使hvac繼電器跳閘為“關(guān)”狀態(tài)但足以給儲存電容器充電。使用fet允許這種快速開關(guān)時間(100微秒)，其可能難以使用繼電器(其保持打開達(dá)數(shù)十微秒)實(shí)現(xiàn)。此外，這些繼電器可能容易在進(jìn)行這類快速開關(guān)時劣化且其還可能制造可聽噪聲。相反地，fet運(yùn)行基本上無可聽噪聲。還提供組合的溫度/濕度傳感器模塊2512，諸如盛世瑞恩的sht21模塊。背板微控制器2502執(zhí)行不同傳感器的輪詢，在安裝時感測機(jī)械電線插入，警告頂部單元有關(guān)電流對設(shè)定點(diǎn)溫度條件并且相應(yīng)地啟動開關(guān)以及其它功能，諸如安裝時在插入電線上尋找適當(dāng)信號。

根據(jù)上文共同轉(zhuǎn)讓的美國專利第13/269,501號、上文共同轉(zhuǎn)讓的美國專利第13/275,307號和其它共同轉(zhuǎn)讓的并入申請案的教導(dǎo)，恒溫器1800代表高級的、多傳感、微處理器控制智能或“學(xué)習(xí)”恒溫器，其提供處理能力、直觀和美觀用戶界面、網(wǎng)絡(luò)連接性和節(jié)能能力(包括當(dāng)前描述的離家自動/到家自動算法)的豐富組合，同時即使這種高級功能可能要求比“電力竊取”選項(xiàng)(例如，從一個或多個hvac呼叫繼電器提取較少量的電力)可安全提供的更大的瞬時功率汲取，也無需來自hvac系統(tǒng)的所謂“c-線”或來自家用壁式插座的線路電力。舉例來說，頂部單元微處理器2402在喚醒和處理時可汲取250mw的數(shù)量級，lcd模塊1960在活動時可汲取250mw的數(shù)量級。此外，wi-fi模塊2410在活動時可汲取250mw，并且需持續(xù)活動，諸如一般情況下一致的2％工作循環(huán)。但是，為了避免錯誤地使許多商用hvac系統(tǒng)的hvac繼電器跳閘，電力竊取電路通常限于100mw至200mw的數(shù)量級的功率提供能力，其可能不足以供應(yīng)許多普通情境的所需功率。

恒溫器1800至少憑借使用可再充電電池1944(或等效能力的板上電力存儲介質(zhì))解決這些問題，所述可再充電電池1944在硬件電力用量小于電力竊取可安全提供的量的時間間隔期間充電并且將在硬件電力用量大于電力竊取可安全提供的量的時間間隔期間放電以提供所需的額外電力。為了以促進(jìn)可再充電電池的減小的電力用量和延長的使用壽命的電池意識方式運(yùn)行，恒溫器1800設(shè)有(i)相對大功率和相對功率密集的第一處理器(諸如德州儀器的am3703微處理器)，其能夠快速執(zhí)行更復(fù)雜的功能，諸如驅(qū)動美觀的用戶界面顯示和執(zhí)行不同的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)計算，和(ii)相對小功率和較小功率密集的第二處理器(諸如德州儀器的msp430微控制器)，其用于執(zhí)行較不密集的任務(wù)，包括驅(qū)動和控制占用傳感器。為了節(jié)省寶貴的電力，第一處理器維持“睡眠”狀態(tài)達(dá)延長的時間周期且僅在需要其能力的情況下被“喚醒”，而第二處理器大體上持續(xù)保持開啟(但是優(yōu)選關(guān)閉或停用特定內(nèi)部時鐘達(dá)短暫周期間隔以節(jié)省電力)以執(zhí)行其相對低功率任務(wù)。第一處理器和第二處理器互相配置使得第二處理器可在特定事件發(fā)生時“喚醒”第一處理器，其可被稱作“喚醒”設(shè)施。這些喚醒設(shè)施可開啟并且關(guān)閉作為將實(shí)現(xiàn)的不同功能和/或節(jié)能目標(biāo)的一部分。例如，可提供“喚醒prox”設(shè)施，通過其第二處理器將在憑借主動式接近傳感器(諸如由具有i2c接口的芯科科技的si1142接近/環(huán)境光傳感器提供的prox)檢測到用戶的手靠近恒溫器撥盤時“喚醒”第一處理器使得其可提供視覺顯示給靠近的用戶并且準(zhǔn)備好在其手觸碰撥盤時更快地響應(yīng)。作為另一個實(shí)例，可提供“喚醒pir”設(shè)施，第二處理器將通過所述“喚醒pir”設(shè)施在憑借被動式紅外線運(yùn)動傳感器(諸如由珀金埃爾默的digipyropyd1998雙元熱檢測器提供的pir)檢測到在恒溫器附近某處的運(yùn)動時喚醒第一處理器。明顯地，喚醒pir與到家自動不同義，因?yàn)榭赡苄枰猲個相繼存儲段的感測到的pir活動來啟用到家自動，而僅單個充分的運(yùn)動事件就可以觸發(fā)喚醒pir喚醒。

圖26a至圖26c圖示漸大的時間比例下的睡眠-喚醒定時動態(tài)的概念實(shí)例，其可在頂部單元(hu)微處理器與背板(bp)微控制器之間實(shí)現(xiàn)，其有利地提供性能、響應(yīng)、智能與電力用量之間的良好平衡。每個的較高曲線值代表“喚醒”狀態(tài)(或等效較高功率狀態(tài))且每個的較低曲線值代表“睡眠”狀態(tài)(或等效較低功率狀態(tài))。如所示，背板控制器更常是活動的以輪詢傳感器以及進(jìn)行類似相對低功率任務(wù)，而頂部單元微處理器更常保持睡眠，針對“重要”情況(諸如用戶介接、網(wǎng)絡(luò)通信和學(xué)習(xí)算法計算等等)喚醒。用于優(yōu)化睡眠對喚醒情境的多種不同策略可通過公開的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)并且屬于本教導(dǎo)的范圍內(nèi)。例如，上文共同轉(zhuǎn)讓的美國專利第13/275,307號公開一種用于節(jié)省頂部單元微處理器“喚醒”時間同時仍經(jīng)由恒溫器的wi-fi設(shè)施保持與基于云的恒溫器管理服務(wù)器的有效和及時通信。

圖27圖示用于實(shí)現(xiàn)其所述功能的頂部單元微處理器2402的功能軟件、固件和/或編程架構(gòu)的自描述概圖。圖28圖示用于實(shí)現(xiàn)其所述功能的背板微控制器2502的功能軟件、固件和/或編程架構(gòu)的自描述概圖。

圖29圖示在背板暴露時展示給用戶的接線端子的圖。如上文共同轉(zhuǎn)讓的美國專利第13/034,666號所述，每個接線端子被配置成使得線插入其中被檢測到并且為背板微控制器以及最終頂部單元微處理器所知。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，如果檢測到特定線的插入，那么可由恒溫器自動執(zhí)行進(jìn)一步檢查以確保存在適于所述特定線的信號。對于一個優(yōu)選實(shí)施方案，存在自動測量到的接線節(jié)點(diǎn)與恒溫器的“局部接地”之間的電壓波形。測量到的波形應(yīng)具有高于預(yù)定閾值的rms型電壓計量且如果未達(dá)到這一預(yù)定值，那么將接線錯誤條件指示給用戶。可取決于局部接地的特定選擇而隨電路設(shè)計變化的預(yù)定閾值可使用來自一組典型hvac系統(tǒng)的數(shù)據(jù)而憑經(jīng)驗(yàn)確定以在統(tǒng)計上確定適當(dāng)閾值。對于一些實(shí)施方案，“局部接地”或“系統(tǒng)接地”可由(i)rh線和/或rc端子創(chuàng)建，和(ii)從其上執(zhí)行電力竊取的g端子、y端子或w端子的任一個，這兩條線進(jìn)入具有局部接地作為其輸出之一的全橋整流器(fwr)。

圖30a至圖30b圖示以不減損用戶界面友好性的隱晦方式限制與原有排程設(shè)定點(diǎn)預(yù)定分隔時間(諸如一小時)內(nèi)的新排程設(shè)定點(diǎn)的創(chuàng)建。防止新的用戶輸入的排程設(shè)定點(diǎn)在原有設(shè)定點(diǎn)一小時內(nèi)生效的能力可有利地使總排程表保持相對“干凈”無過量設(shè)定點(diǎn)，其接著可使排程表更服從舒適度得以保持但節(jié)能的自動化學(xué)習(xí)算法。特別地，恒溫器1800的排程用戶界面運(yùn)行以阻擋用戶在原有設(shè)定點(diǎn)的一小時內(nèi)輸入新的排程設(shè)定點(diǎn)但是以使得用戶不感覺到其明確“被迫”將設(shè)定點(diǎn)放置在其不想放置之處以及其不感覺到因試圖將設(shè)定點(diǎn)放置在其不允許放置之處而明確被“懲罰”的方式實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)。即使這種特征僅可能被用戶隱晦了解以及即使可能需要數(shù)次再查看來察覺恒溫器實(shí)際做了什么來實(shí)現(xiàn)此隱晦目標(biāo)，這種特征仍針對用戶促進(jìn)友好感覺、不被威脅的感覺且因此提高用戶想要“使用”恒溫器并且成為其節(jié)能生態(tài)系統(tǒng)的一部分的可能性。在圖30a中，用戶正在以上文美國專利第13/269,501號中進(jìn)一步描述的方式使用恒溫器1800的排程屏幕3050，執(zhí)行環(huán)旋轉(zhuǎn)以在相對于時間點(diǎn)線3052(其在屏幕中間保持靜止)在時間上來回移動所顯示的時間間隔。如所示，時鐘標(biāo)記3056反映時間點(diǎn)線3052上所指示的特定時間點(diǎn)。如果用戶在時間點(diǎn)線3052未處于原有設(shè)定點(diǎn)(圖標(biāo)3054)一小時內(nèi)時在圖30a上提供向內(nèi)點(diǎn)擊輸入，那么展示選項(xiàng)“新建”和“完成”的菜單3058出現(xiàn)。用戶將被允許通過適當(dāng)?shù)沫h(huán)旋轉(zhuǎn)和向內(nèi)點(diǎn)擊以選擇“新建”來針對時間點(diǎn)線3052所指示的特定時間點(diǎn)輸入新設(shè)定點(diǎn)。但是，根據(jù)如圖30b所示的優(yōu)選實(shí)施方案，如果時間點(diǎn)線3052在原有設(shè)定點(diǎn)3054的一小時內(nèi)，那么圖標(biāo)3054的尺寸根據(jù)與時間點(diǎn)線3052的重疊量而增大，在時間點(diǎn)線3052處于圖標(biāo)3054正中心時(即直接在原有設(shè)定點(diǎn)的有效時間上)進(jìn)入全面擴(kuò)大的尺寸并且在時間點(diǎn)線3052從原有設(shè)定點(diǎn)的時間移離一小時時接近正?！氨尘啊背叽?。重要的是，如果用戶在時間點(diǎn)線3052處于原有設(shè)定點(diǎn)一小時內(nèi)時提供向內(nèi)點(diǎn)擊，那么菜單3059出現(xiàn)，其不同“新建”選項(xiàng)而是取而代之提供“更改”(以更改原有設(shè)定點(diǎn)的有效時間或溫度)、“移除”(以移除原有設(shè)定點(diǎn))和“完成”(兩者都不做)。有利地，當(dāng)撥盤旋轉(zhuǎn)時，用戶的注意力集中在擴(kuò)大和縮小圖標(biāo)3054上，其除美觀外還具有在被擴(kuò)大時更易讀取的溫度值。當(dāng)其提供向內(nèi)點(diǎn)擊時，用戶注意力集中在其可更改或移除現(xiàn)有設(shè)定點(diǎn)，而非剛被隱晦地禁止的針對試圖創(chuàng)建新排程設(shè)定點(diǎn)的任意種類的“懲罰”。最后，如果用戶確實(shí)選擇更改原有設(shè)定點(diǎn)圖標(biāo)3054的有效時間(使用直觀“拾起移動”方法，見上文美國專利第13/269,501號)，那么其被允許向左或向右“移動”原有設(shè)定點(diǎn)至新時間點(diǎn)，但是當(dāng)“移動”圖標(biāo)靠近任何其它原有設(shè)定點(diǎn)時，其一旦與其它原有設(shè)定點(diǎn)相距一小時，即停止移動到更靠近，即使用戶不停旋轉(zhuǎn)撥盤。這給用戶提供隱晦、非懲罰性和親和的暗示其已到達(dá)“移動”原有設(shè)定點(diǎn)圖標(biāo)的容許時間移位的極限。

圖31a至圖31d圖示針對一個實(shí)施方式給用戶的時間對溫度顯示。優(yōu)選的時間對溫度顯示的其它方面描述在上文共同轉(zhuǎn)讓的美國專利第12/984,602號中。優(yōu)選地，如圖31b所示，時間對溫度(下文中稱作“t2t”)顯示3131立即基于源自如這個特定恒溫器所追蹤的這個特定hvac系統(tǒng)和這個特定住宅的歷史績效數(shù)據(jù)的快速估計而提供給用戶。如圖31c所示，每當(dāng)顯示被啟動時(諸如當(dāng)用戶走近恒溫器檢查恒溫器和用戶接近存在被恒溫器的主動式短距離接近傳感器或“prox”檢測到時)，t2t顯示3131根據(jù)剩余時間的更新估計展示估計的剩余分鐘數(shù)。明顯地，已發(fā)現(xiàn)由于在許多情況下的t2t估計的大的標(biāo)準(zhǔn)偏差，如果t2t估計小于所述值，則優(yōu)選僅顯示“10分鐘以下”(或其它適當(dāng)小閾值)，以免用戶失望或認(rèn)為如果提供的精確倒計時結(jié)果不準(zhǔn)確則存在問題。

圖32圖示當(dāng)?shù)诙A段制熱設(shè)施啟用時優(yōu)選恒溫器讀取的實(shí)例，諸如aux(熱泵系統(tǒng)的輔助熱條)或w2(傳統(tǒng)第二階段制熱)。根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施方案，如果當(dāng)溫度首次調(diào)高時(即，當(dāng)用戶已調(diào)高撥盤或使用遙控設(shè)施調(diào)高運(yùn)行設(shè)定溫度時)初始時間對溫度估計(“t2t”)大于20分鐘(或指示令人不適地長的時間的一些其它閾值)，那么第二階段制熱設(shè)施由恒溫器自動啟用。舉一個實(shí)施方案，t2t顯示可簡單改變?yōu)閔eatx2以指示第二階段制熱設(shè)施被啟動。視情況地，除heatx2顯示以外可提供t2t估計，其中t2t計算被特別校正以考慮第二階段制熱設(shè)施。第二階段制熱設(shè)施將通常在整個制熱周期內(nèi)保持啟動直到達(dá)到目標(biāo)溫度，但是本教導(dǎo)的范圍不限于此。

圖33a至圖33c圖示根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案的在單階段制熱周期期間使用時間對溫度(t2t)信息啟動第二階段制熱設(shè)施。針對從開窗到剛?cè)章涞娜我舛喾N原因，可能發(fā)生hvac系統(tǒng)“落后于”先前使用第一制熱階段預(yù)期的情況。對于一個優(yōu)選實(shí)施方案，這樣一種情況由恒溫器基于時間對溫度(t2t)檢測，此時第二階段制熱設(shè)施自動啟用。對于一個優(yōu)選實(shí)施方案，如果恒溫器確定其落后初始t2t估計超過10分鐘(或其它適當(dāng)閾值)(即，如果當(dāng)前t2t估計反映從循環(huán)開始直到循環(huán)的當(dāng)前估計結(jié)束時間的總時間將比初始t2t估計大超過10分鐘)，那么第二階段制熱設(shè)施將啟動。依據(jù)方程式說明，其中“t”是從循環(huán)開始的時間且“t2t(t)”是時間“t”時的時間對溫度估計，那么如果{[t+t2t(t)]-t2t(0)}變得大于10分鐘(或其它適當(dāng)閾值)，那么第二階段制熱設(shè)施被啟用。如使用圖32的實(shí)施方案，t2t顯示隨后可簡單改變?yōu)閔eatx2或視情況地還可以提供t2t估計，其中t2t計算特別被校正來考慮第二階段制熱設(shè)施。優(yōu)選地，如果在首次確定系統(tǒng)落后初始估計超過10分鐘的時間點(diǎn)上循環(huán)幾乎完成(例如，t2t僅為5分鐘或更短)，那么第二階段制熱設(shè)施不會被啟用。對于一個優(yōu)選實(shí)施方案，由于需盡可能經(jīng)常地保持恒溫器1800的頂部單元處理器睡眠，而同時需警惕hvac系統(tǒng)是否落后太多，故存在自動化15分鐘喚醒計時器，其在每當(dāng)主動式制熱循環(huán)生效時，在頂部單元處理器進(jìn)入睡眠時由頂部單元處理器設(shè)定。以此方式，如果頂部單元處理器為了一些其它目的而在制熱循環(huán)期間未被喚醒，那么其將每15分鐘喚醒并且執(zhí)行確定hvac系統(tǒng)是否落后的計算。第二階段制熱設(shè)施通常保持啟動直到達(dá)到目標(biāo)溫度，但是本教導(dǎo)的范圍不限于此。

圖33a至圖33c示出特定實(shí)例，其中初始t2t估計為18分鐘(圖33a)，但是系統(tǒng)開始落后且此時落后15分鐘(圖33b)，僅存在朝向目標(biāo)溫度的適度進(jìn)展。如圖33b，從15分鐘過去開始，系統(tǒng)“落后”達(dá)8分鐘且仍有11分鐘剩余(即，t2t(5)＝11)，所以總估計循環(huán)完成時間(從循環(huán)開始)現(xiàn)為26分鐘，其比初始18分鐘估計多8分鐘。最后，在圖33c中，系統(tǒng)已落后達(dá)超過10分鐘，所以第二階段制熱設(shè)施被啟動且t2t估計被heatx2取代。

圖34圖示根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案的由恒溫器100(或1800)針對熱泵極性的“可選擇性自動化”測試向用戶展示的用戶界面屏幕。如憑借本說明書中其它部分所述的o/b端口中的線的自動化檢測而自動檢測到的，如果用戶具有熱泵系統(tǒng)，那么選擇性自動化測試通常將在初次安裝后的設(shè)置問答結(jié)束時或前后發(fā)生以確定熱泵根據(jù)所謂“o”常規(guī)或所謂“b”常規(guī)運(yùn)行。對于“o”常規(guī)熱泵制熱呼叫，制冷呼叫(y1)信號類型被通電而熱泵(o/b)信號類型未被通電，而對于相反的“b”常規(guī)熱泵制熱呼叫，y1信號類型被通電而熱泵(o/b)信號類型也被通電。如上文共同轉(zhuǎn)讓的美國專利第13/038,191號所述，恒溫器100能夠執(zhí)行完全自動化測試，其中其首先根據(jù)“o”常規(guī)(通常已知其更普遍用于家用hvac系統(tǒng))啟動制熱(或制冷)且隨后憑借升高溫度(或下降溫度)自動感測熱泵是否根據(jù)所述“o”常規(guī)運(yùn)行。如果不是，那么嘗試較不常見的“b”常規(guī)并且類似地驗(yàn)證看熱泵是否根據(jù)所述“b”常規(guī)運(yùn)行。

根據(jù)用于在初始設(shè)置時進(jìn)一步增強(qiáng)用戶體驗(yàn)的一些實(shí)施方案，其它自動化和可選擇自動化被編程至恒溫器100中如下。對于一個實(shí)施方案，用戶無被要求在哪種特定模式(制熱對制冷)將用于o/b定向測試之間進(jìn)行選擇的困擾，而是這種決策由恒溫器基于一個或多個外在和/或感測到的標(biāo)準(zhǔn)由恒溫器自動作出。在一個實(shí)例中，基于已接收和/或下載的郵政編碼和當(dāng)前日期，恒溫器可對使用制熱或制冷作為第一o/b定向測試進(jìn)行據(jù)理猜測。在另一個實(shí)例中，當(dāng)前外部天氣(例如，如基于郵政編碼從云端接收)結(jié)合當(dāng)前室溫使用以進(jìn)行確定。在已被發(fā)現(xiàn)特別有用的另一個實(shí)例中，僅當(dāng)前室溫用于基于預(yù)定閾值溫度(諸如華氏70度)作出決策，其中如果當(dāng)前溫度低于華氏70度，那么首先在o/b定向測試期間使用制熱模式，且如果當(dāng)前溫度高于華氏70度，那么在o/b定向測試期間首先使用制冷模式。

明顯地，完全自動化o/b定向測試可能需要一些時間來完成，因?yàn)槠淇赡苄枰恍r間來可靠地確定房間里的實(shí)際溫度趨勢。根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施方案，在自動化o/b定向測試開始時，用戶被展示圖34的屏幕，其中其被告知自動化熱泵測試正在進(jìn)行，但是也被賦予手動干涉以加速測試的選項(xiàng)，其中手動干涉僅包括告知恒溫器哪個功能正被hvac系統(tǒng)執(zhí)行，即，制熱是否開啟或制冷是否開啟。有利地，用戶可通過感知空氣流和回答問題來選擇干涉或其可簡單離開并且不干涉，任一情況下自動化傳感進(jìn)行確定(雖然在稍微更長的間隔內(nèi))。這種“選擇性自動化”o/b定向測試有利地增強(qiáng)初始設(shè)置時的用戶體驗(yàn)。

在一個可選的實(shí)施方案中，由于已發(fā)現(xiàn)多數(shù)用戶無論如何會實(shí)際干涉以提供正確答案以及縮短測試且由于大多數(shù)系統(tǒng)實(shí)際上是“o”常規(guī)，所以當(dāng)用戶實(shí)際選擇不干涉時，在自動化測試中(因(例如)開窗或恒溫器內(nèi)部電子制熱)存在不確定結(jié)果的情況下，恒溫器100可被編程為默認(rèn)“o”常規(guī)。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況下“o”回答實(shí)際是正確的，且因此實(shí)際不正確確定的數(shù)量非常小且甚至通常不存在會導(dǎo)致?lián)p壞的確定而是易于在相對較短數(shù)量級下被用戶感知的確定且這種非常少量的用戶可在發(fā)現(xiàn)時呼叫客戶支持來解決問題。在其它實(shí)施方案中，不確定結(jié)果可產(chǎn)生警告旗或其它指示用戶手動干涉測試或呼叫客戶支持的其它警告。在其它替代實(shí)施方案中，“o”配置簡單假設(shè)為用戶在10分鐘后尚未響應(yīng)圖34的問訊，而不管感測到溫度軌跡如何的情況，如果初始安裝和啟動時的裝置電子制熱問題預(yù)期在大百分比的時間導(dǎo)致錯誤結(jié)論，尤其在“o”配置的優(yōu)勢估計在一些情況下已超過95％之后，那么所述實(shí)施方案可能是適當(dāng)?shù)摹?/p>

根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施方案提供一種用于選擇性顯示本申請案在上文所述的情感鼓勵“葉片”以在其實(shí)踐良好節(jié)能行為時鼓勵用戶。已發(fā)現(xiàn)這個算法提供良好結(jié)果，因?yàn)槠淇梢允侵庇^的、基于用戶的個別溫度設(shè)定行為和排程表而對于不同類型的用戶進(jìn)行獎勵和鼓勵并且不是不變、絕對、通用的算法。當(dāng)用戶經(jīng)由遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)恒溫器訪問設(shè)施以及當(dāng)用戶正使用排程設(shè)施(走近或遠(yuǎn)程訪問)調(diào)整設(shè)定點(diǎn)輸入時，這些規(guī)則可應(yīng)用于(但不限于)走近手動撥盤設(shè)定點(diǎn)變化。當(dāng)實(shí)例給定用于制熱時，可假設(shè)相同規(guī)則適用于制冷，方向相反以及數(shù)字閾值不同除外。一組有用的規(guī)則如下。首先描述用于制定規(guī)則的一組謹(jǐn)慎選擇的預(yù)定常數(shù)。使制熱占用默認(rèn)設(shè)定為h_od＝68f(表示大致良好的“占用”制熱設(shè)定為所述值或低于所述值)。使制冷占用默認(rèn)設(shè)定為c_od＝76f(表示大致良好的制冷“占用”設(shè)定為所述值或高于所述值)。使制熱離家默認(rèn)為h_ad＝h_od-6f＝62f(表示大致良好的制熱“離家”設(shè)定為所述值或低于所述值)。使制冷離家默認(rèn)為c_ad＝c_od+6f＝82f(表示大致良好的制冷“離家”設(shè)定為所述值或高于所述值)。使制熱占用浪費(fèi)默認(rèn)為h_ow＝h_od+6f＝74f(表示大致不良制熱“占用”設(shè)定為高于所述值)。最后，使制冷占用浪費(fèi)默認(rèn)為c_ow＝c_od-6f＝70f(表示大致不良制冷“占用”設(shè)定為低于所述值)。

當(dāng)恒溫器新開箱(“oob”)并且剛被安裝好時，存在針對制熱的默認(rèn)單個設(shè)定點(diǎn)h_od＝68f以及針對制冷的c_od＝76f。對于頭7天運(yùn)行或一些其它默認(rèn)初始“oob”周期，如果用戶將設(shè)定保持為h_od或低于h_od(制熱)或c_od或高于c_od(制冷)，葉片將顯示以鼓勵初步熟悉所傳達(dá)的概念和感覺。因此，如果用戶在頭7天將制熱設(shè)定點(diǎn)保持在68f或低于68f，那么葉片將被顯示。優(yōu)選地，當(dāng)用戶逐漸更改設(shè)定點(diǎn)溫度為高于68f(針對制熱)，葉片將在第一個華氏溫度下逐漸漸隱使得其在達(dá)到69f時消失。優(yōu)選地，針對本文所述的所有閾值展示類似漸隱/漸顯行為。

在7天周期之后，可應(yīng)用一組穩(wěn)態(tài)葉片顯示規(guī)則。任何時候當(dāng)用戶更改當(dāng)前設(shè)定點(diǎn)為比當(dāng)前排程的溫度設(shè)定點(diǎn)“能量”少華氏2度的溫度時(即，在制熱情況下低華氏2度或在制冷情況下高2度)，那么葉片將顯示。同樣地，如果用戶使用排程設(shè)施創(chuàng)建比排程表中的現(xiàn)有、先前有效的設(shè)定點(diǎn)低2度的設(shè)定點(diǎn)，那么葉片將顯示。優(yōu)選地，疊加特定限值到這些規(guī)則上。首先任何時候當(dāng)溫度設(shè)定點(diǎn)針對制熱低于h_ad＝62f或針對制冷高于c_ad＝82f或移至這些范圍時，葉片將始終顯示。其次，任何時候當(dāng)溫度設(shè)定針對制熱高于h_ow＝74f或針對制冷低于c_ow＝70f時，葉片絕不會顯示。在一些實(shí)施方案中第二“限制”規(guī)則可省略。

根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施方案提供自資格算法，恒溫器1800通過其確定其可或無法可靠進(jìn)入離家自動狀態(tài)以節(jié)能，即其對于其pir活動是否具有“傳感器置信”。對于一個優(yōu)選實(shí)施方案，離家自動設(shè)施停用達(dá)預(yù)定周期，諸如在裝置啟動(即，初次安裝或出廠重置)后7天。在啟動后的第5天、第6天和第7天(或其它憑經(jīng)驗(yàn)預(yù)定的適當(dāng)取樣時間周期)，pir活動通過離散連續(xù)(時間存儲段)活動的追蹤，諸如5分鐘存儲段，其中存儲段是空的(如果在所述間隔中未感測到占用事件)或滿的(如果在所述間隔中感測到一個或多個占用事件)。在所述時間期限的存儲段總數(shù)(對于5分鐘存儲段24x12x3＝864)中，如果大于滿存儲段的預(yù)定閾值百分比，那么“傳感器置信”建立且如果小于滿存儲段百分比，那么未建立傳感器置信?？舍槍μ囟ㄐ吞?、版本或設(shè)定的恒溫器憑經(jīng)驗(yàn)確定預(yù)定閾值。在一個實(shí)例中，已發(fā)現(xiàn)3.5％是適當(dāng)閾值，即，若對于三天樣本存在30個或更多滿存儲段，那么“傳感器置信”建立，但是這將針對不同裝置型號和設(shè)定而變化。

根據(jù)另一個優(yōu)選實(shí)施方案提供用于憑借其pir傳感器所提供的附加占用信息自動化計算恒溫器1800的主動式接近檢測器(prox)的最佳閾值的方法。為了節(jié)省電力以及延長lcd顯示器和可再充電電池的壽命以及為了防止恒溫器充當(dāng)不需要的夜燈的美學(xué)優(yōu)點(diǎn)，prox檢測器一體化至恒溫器1800中并且由背板微控制器(下文中稱作“bpμc”)持續(xù)輪詢和控制以檢測用戶的緊鄰度，lcd顯示器僅在檢測到最近用戶的情況下啟動且在其它情況下保持為暗的?？蛇\(yùn)行地，prox由bpμc定期輪詢，諸如每60分之一秒，且包括prox讀取的dc移除版本(以排除環(huán)境照明變化的影響)的prox信號通過bpμc生成并且與閾值(本文中稱作“prox閾值”)比較。如果prox信號大于prox閾值，那么bpμc喚醒頂部單元微處理器(下文中稱作“huμp”)，其接著啟動lcd顯示器。prox閾值需謹(jǐn)慎選擇使得(i)prox設(shè)施不對噪聲和背景活動過度敏感，其會導(dǎo)致prox的過觸發(fā)以及不必要地喚醒功率密集huμp和lcd顯示器，而(ii)prox不過度不敏感使得走近恒溫器使用中的用戶體驗(yàn)質(zhì)量受損(因?yàn)橛脩粜枰M(jìn)行不自然的運(yùn)動，例如，諸如揮他們的手來喚醒單元)。

根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施方案，prox閾值定期(或或者與其它huμp活動一致不定期地)由huμp基于最新prox信號讀取歷史重新計算，其中包括pir數(shù)據(jù)作為選擇處理prox信號歷史的歷史時間間隔的依據(jù)。已發(fā)現(xiàn)針對prox信號中的噪聲是因?yàn)榉块g里的“自然”背景噪聲(諸如家用燈)的樣本期而非當(dāng)prox信號夾雜房間里發(fā)生的居住者活動(其一般來說可導(dǎo)致確定的prox閾值高于最佳或另外低于最佳)時，計算最佳prox閾值。因此，根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，huμp保持pir活動(其無論如何針對離家自動設(shè)施收集)以及prox信號讀取的最新歷史記錄且隨后定期從最新歷史prox數(shù)據(jù)中計算prox閾值，其中pir感測到的居住者活動的任何周期在prox閾值計算前從prox數(shù)據(jù)樣本中剔除。以此方式，確定更可靠和適當(dāng)敏感但不過度敏感的prox閾值。對于一個實(shí)施方案，bpμc每5分鐘保存prox信號數(shù)據(jù)的一個樣本，并且每次當(dāng)huμp被喚醒時將所述數(shù)據(jù)傳輸至huμp。對于一個實(shí)施方案，huμp保存至少24小時的從bpμc接收的prox信號數(shù)據(jù)并且基于最新24小時的prox數(shù)據(jù)(連同相應(yīng)24小時的pir感測占用數(shù)據(jù)，諸如上述離家自動“存儲段”的活動)按24小時間隔定期重新計算prox閾值。對于另一個實(shí)施方案，prox閾值在每次huμp即將進(jìn)入睡眠狀態(tài)時由huμp重新計算。重新計算的prox閾值被傳輸至bpμc，其隨后使用所述新prox閾值確定prox事件是否發(fā)生。在其它優(yōu)選實(shí)施方案中，恒溫器還被配置來利用可用als(環(huán)境光傳感器)數(shù)據(jù)來生成事件更佳prox閾值，因?yàn)橐阎h(huán)境光可增加背景prox信號噪聲以及prox讀數(shù)的dc值。

研究表明人(細(xì)分)對不同風(fēng)格的改變其能源行為的“推動”或提示反映非常不同。對于一個優(yōu)選實(shí)施方案，在恒溫器1800(和相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施)上提供測量人們對不同能源提示的反映的方式。這不僅可針對個人隨時間提供正確的節(jié)能提示并且總的來說，數(shù)據(jù)可作為在全國范圍內(nèi)驅(qū)動更大效率的非常有用的資源。通過提示，意味著通過將其與其鄰居作比較、通過估計其因未采取特定步驟(諸如保暖)而損失的資金、通過估計節(jié)省的油的桶數(shù)等來促使一些人行動。根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方案，用于將不同提示分組的追蹤軟件和算法結(jié)合恒溫器1800提供(非常像用于目標(biāo)營銷或預(yù)計搜索結(jié)果的門戶網(wǎng)站)。通過了解響應(yīng)類似提示的人的分組特征可實(shí)現(xiàn)：為學(xué)習(xí)恒溫器客戶節(jié)省更多能源，深化恒溫器單元的推廣潛力以及對政府、非營利組織、學(xué)術(shù)組織和共用事業(yè)如今處理的如何改變節(jié)能行為或如何另外實(shí)現(xiàn)更大好處的一些最大問題作出貢獻(xiàn)。

目前描述的實(shí)施方案涉及由恒溫器通過檢測、監(jiān)測和測量用戶響應(yīng)視覺強(qiáng)化算法的運(yùn)行所采取的行動(如果有)而提供的視覺強(qiáng)化算法的“閉合回路”。隨后可針對大量用戶收集數(shù)據(jù)且隨后分析看視覺強(qiáng)化算法是否有效?？稍谔囟ㄓ脩舴纸M(包括(但不限于)年齡、家庭人數(shù)、收入、位置等)和特定視覺強(qiáng)化算法之間進(jìn)行關(guān)聯(lián)。基于已被發(fā)現(xiàn)成功的關(guān)聯(lián)，視覺強(qiáng)化算法隨后可針對每個個別家庭或其它適用客戶分組而改變或“調(diào)節(jié)”。

在一個實(shí)例中，提供恒溫器控制系統(tǒng)，其具有用戶界面特征的閉合回路管理，其鼓勵節(jié)能行為。在本發(fā)明的最簡單實(shí)例中，恒溫器可根據(jù)下列步驟運(yùn)行：(1)執(zhí)行第一視覺強(qiáng)化算法，諸如“葉片算法”。(2)當(dāng)客戶賺到獎勵時，向其顯示“獎勵葉片”。(3)對于顯示“獎勵葉片”后的第一分鐘(或小時或天)，監(jiān)測客戶輸入(如果有)并且經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)將所述輸入報告給中央嵌套服務(wù)器。(4)分析客戶輸入(單獨(dú)或結(jié)合類似客戶組)來確定基本“葉片算法”對于所述客戶(或所述客戶組)是否“成功”。(5)如果基本葉片算法對于所述客戶或客戶組不“成功”，那么自動下載不同的視覺強(qiáng)化算法至所述用戶的恒溫器(或客戶分組恒溫器)。經(jīng)由假設(shè)實(shí)例，如果積極強(qiáng)化“葉片算法”不成功，那么替代視覺強(qiáng)化算法可以是消極強(qiáng)化“煙囪”算法。(6)根據(jù)需要重復(fù)步驟(2)至(5)以根據(jù)一些優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化節(jié)能行為。

在本發(fā)明的一個更復(fù)雜實(shí)施方案中，恒溫器可根據(jù)下列步驟運(yùn)行：(1)經(jīng)由一組不同裝置隨機(jī)或根據(jù)一些預(yù)定分配方案執(zhí)行許多不同客戶的許多不同視覺強(qiáng)化算法；(2)每當(dāng)用戶根據(jù)其特定視覺強(qiáng)化算法被顯示“獎勵”(或“懲罰”)時，在顯示“獎勵”(或“懲罰”)后的頭一分鐘(或小時或天)監(jiān)測客戶輸入(如果有)并且經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)將所述輸入報告至中央嵌套服務(wù)器；(3)分析收集資料以確定特定視覺強(qiáng)化算法的成功與對其成功的客戶、地理分類之間的關(guān)聯(lián)；(4)自動下載對其成功的相應(yīng)客戶、地理等的成功視覺強(qiáng)化算法。(5)當(dāng)試運(yùn)行新的恒溫器裝置時，(例如，基于設(shè)置問答、購買數(shù)據(jù)、客戶地址等等)自動地以最可能對于所述特定客戶成功的特定視覺強(qiáng)化算法編程。

對于一些實(shí)施方案，可測量到的是恒溫器顯示器上顯示的效率結(jié)果“信息塊”，如“您正在使用比您的鄰居多40％的能源”或“嵌套已計算出您的住宅使用適當(dāng)保暖效率可高x％”或“通過每周一天不使用ac，您每月可節(jié)省120$”。人們所采取的行動、人們所忽略的、人們想獲得更多信息的方面可開始被發(fā)現(xiàn)。消息可取決于用戶響應(yīng)而發(fā)送給每個用戶且總的說來可得出有關(guān)人們響應(yīng)的效率信息類型以及原因的結(jié)論。研究顯示當(dāng)被賦予有關(guān)其能源利用的及時和相關(guān)信息時，消費(fèi)者可減小其能源利用達(dá)4％至15％。難題是沒有人非常確定什么使得這種信息相關(guān)及因此有效。使用可從用戶獲得的所有數(shù)據(jù)，包括如上文所述的其周圍生態(tài)系統(tǒng)的恒溫器1800可幫助回答所述問題。

平臺架構(gòu)。根據(jù)一些實(shí)施方案，現(xiàn)將提供有關(guān)vscu單元的平臺架構(gòu)的進(jìn)一步描述。vscu是強(qiáng)大的、撓性壁式安裝能源管理解決方案。硬件平臺是開放且可延伸的，允許系統(tǒng)在除最初標(biāo)定的應(yīng)用以外的許多應(yīng)用中使用。

概述。vscu單元分為兩半。(1)頂部單元：這個單元含有主要處理器、存儲器、局域無線網(wǎng)絡(luò)、顯示器和用戶界面。還包括一系列環(huán)境傳感器加上可再充電電池和電力管理子系統(tǒng)。其可由用戶移除并且可連接至計算機(jī)進(jìn)行配置；和(2)背板：這個單元安裝在墻壁上且與hvac接線介接。其提供電力給頂部單元并且也利于附接hvac系統(tǒng)的控制。優(yōu)選地，其還可包括蜂窩無線接口。這種劃分允許有關(guān)裝置類型的大靈活性同時允許系統(tǒng)的最復(fù)雜部分保持通用并且量產(chǎn)。

頂部單元。vscu頂部單元是最強(qiáng)大的獨(dú)立armlinux系統(tǒng)，除精致的用戶界面外還提供充足的計算資源、局部存儲和網(wǎng)絡(luò)。設(shè)計已經(jīng)針對低功率運(yùn)行優(yōu)化，利用處理器省電模式和mddr自刷新以在系統(tǒng)未被使用時將功耗減小至最低水平。頂部單元的主要區(qū)段如下。

處理器和存儲器。德州儀器的am3703系統(tǒng)級芯片用作cpu。這提供：(1)具有32ki-緩存,32kd-緩存和256kl2的armcortexa8核心，在1.3v下運(yùn)行最高至800mhz。但是這個部分的預(yù)期運(yùn)行點(diǎn)為300mhz/1.0v以省電；和(2)mddr接頭，其連接至32mbx16mddr(64兆字節(jié))。當(dāng)未被使用時，處理器可被強(qiáng)制進(jìn)入待機(jī)模式(可能待機(jī)1)。這個功率和時脈閘控多數(shù)soc以使泄漏和動態(tài)功耗兩者最小化同時保留ddr內(nèi)容并且能夠在任意gpio事件或計時器滴答時喚醒。在這個模式中，soc和存儲器預(yù)計消散低于5mw的功率。

電力管理。am3703由titps65921pmu供電。這個部分緊密耦合至cpu并且提供cpu、soc、mddr和10的電力。不以1.8v運(yùn)行的周邊設(shè)備關(guān)閉離散的低壓差調(diào)節(jié)器(ldo)，因?yàn)檫@個pmu不旨在給系統(tǒng)的剩余部分供電。pmu還提供usb2-hsphy，其連接至頂部單元背面上的usb-迷你-b接頭，其用于基于pc的配置。

大容量存儲。單個256mb/512mbslcnand閃存芯片用于提供系統(tǒng)的大容量存儲。slc閃存用來確保數(shù)據(jù)完整性-我們不愿因數(shù)據(jù)退化或讀取干擾而遭受啟動故障。多數(shù)slc閃存保留數(shù)據(jù)10年以及高達(dá)100,000個循環(huán)。為了確保頁面不磨損，mtd/jffs2預(yù)期用于頻繁重寫的分區(qū)-這對剛被讀取的區(qū)域來說是不必要的，諸如x-裝載程序、u-啟動程序等。u-啟動程序的冗余副本、內(nèi)核和根文件系統(tǒng)存儲在nand上以在軟件更新出錯時提供備用。

顯示器和用戶界面。具有320x320像素分辨率和led背光的存儲器映射rgb彩色顯示器提供主用戶界面。背光亮度可用cpu驅(qū)動的pwm調(diào)整并且可基于環(huán)境光傳感器所感測到的光而自動調(diào)整。為了處理頂部單元不運(yùn)行的情況(例如：頂部單元硬件故障、電池放電等)，連接至背板mcu的單個三色led提供通知用戶有關(guān)裝置狀態(tài)的輔助構(gòu)件。使用推動啟動的旋轉(zhuǎn)控制提供用戶輸入功能。如果裝置被推進(jìn)達(dá)10秒，那么頂部單元將重啟；這是由tipmu提供的硬編碼特征。

無線通信。主通信接口是基于tiwli271芯片的802.11b/gwi-fi模塊，其經(jīng)由mmc2連接。通過這個接口，vscu單元可與服務(wù)器群通信并且除更新溫度和氣候模型、報告問題和更新軟件外還提供hvac系統(tǒng)系統(tǒng)的安全遙控。除wi-fi外，提供zigbee收發(fā)器來與其它產(chǎn)品(諸如輔助恒溫器、其它vscu頂部單元、基板加熱器控制器)以及與智能能源設(shè)定檔裝置通信。如果存在充足的可用電力，那么zigbee接口能夠運(yùn)行作為協(xié)調(diào)器(zc)。zigbee使用ticc2533zigbee收發(fā)器/控制器并且連接至uart2。

配置接口。迷你-busb插口(其僅在頂部單元從背板中移除時可見)以允許從pc或mac配置裝置。裝置在連接時表現(xiàn)為usb-msc裝置，因此在主機(jī)側(cè)上無需驅(qū)動。

重設(shè)。如果需要，頂部單元可由mcu重設(shè)。

傳感器。多數(shù)傳感器位于背板中且經(jīng)由串聯(lián)接口讀??；這允許與pd之間的更大靈活性以確保其理想地定位。但是，一個傳感器位于頂部單元上，因?yàn)槠湫杈o密鄰近顯示器-環(huán)境光傳感器/接近。芯科科技的als/接近傳感器感測環(huán)境光(以調(diào)整lcm背光)以及近場接近度以在用戶靠近裝置時啟動ui。這個裝置的中斷線路能夠?qū)pu從待機(jī)模式中喚醒。

背板單元。背板單元與hvac系統(tǒng)介接，提供附接的hvac組件的控制以及供應(yīng)電力給頂部單元。

電源。高壓ldo提供mcu的3.1v自舉；這可在mcu控制下停用但是預(yù)計這將保留啟用以在頂部單元供電因任何原因(諸如頂部單元被意外移除)而消失的情況下提供“安全網(wǎng)”。至這個ldo的輸入由對制熱1、制冷1和共用線電路一起進(jìn)行二極管or運(yùn)算而提供。在正常運(yùn)行時，頂部單元上的3.3vldo為背板電路供電；由于至這個ldo的高壓輸入電壓，其無法在無大量熱耗散的情況下供應(yīng)大電流。背板中的第二供電為高壓降壓穩(wěn)壓器。至這個電源的輸入可在mcu控制下切換至制熱1、制冷1或共用線-預(yù)計每次只選擇一個輸入。hv降壓穩(wěn)壓器在4.5v下最大可供應(yīng)100ma。

降壓穩(wěn)壓器的輸出電流不受限；但是，頂部單元上的輸入的電流受限并且可設(shè)定為3個有效配置的一個：(1)20maj4.5v(90mw)-針對易出故障的hvac系統(tǒng)的低設(shè)定(強(qiáng)制_100ma低，雙流低)；(2)40maj4.5v(180mw)-電力竊取的默認(rèn)設(shè)定(強(qiáng)制100ma低，雙流高)；和(3)100maj4.5v(450mw)-最高設(shè)定，被背板迫使將具有電池電量低的頂部單元帶回至可運(yùn)行狀態(tài)(強(qiáng)制_100ma高，雙流低)。

降壓穩(wěn)壓器的輸入電容器上的電壓可由mcu測量，允許其在“啟用”階段暫時斷開wi或yi接觸以對降壓穩(wěn)壓器輸入蓋再充電并且繼續(xù)電力竊取。這僅可用于單個電路系統(tǒng)(1制熱或1制冷)。當(dāng)與兩個電路(制熱和制冷)一起使用時，系統(tǒng)可從非短路電路中竊取電力；使用共用線電路，系統(tǒng)根本無法竊取電力。

切換。用戶安裝背板提供1制熱(wi)、1制冷(yi)、風(fēng)扇(g)、輔助制熱(aux)加上熱泵轉(zhuǎn)換控制(o/b)的切換。輔助背板添加輔助制熱(w2)、輔助制冷(y2)、應(yīng)急制熱(e)加上增濕器和減濕器的干接觸。常規(guī)hvac電路使用具有變壓器隔離柵極驅(qū)動的源至源nfet切換，賦予靜噪切換。干接觸電路使用具有連個線圈(設(shè)定和重設(shè))的雙穩(wěn)態(tài)繼電器以斷開和閉合電路。

傳感器。多個傳感器連接至mcu使得裝置可感測當(dāng)?shù)丨h(huán)境。溫度/濕度和壓力傳感器經(jīng)由i2c總線連接且三個pir傳感器也連接在開發(fā)板上(一個模擬、兩個數(shù)字)。(1)溫度和濕度；盛世瑞恩的sht21傳感器提供準(zhǔn)確的溫度和濕度傳感同時消耗低于i50uw的功率(150uw＝每秒一次讀取)。(2)壓力：飛思卡爾mems壓力傳感器允許測量氣壓同時消耗低于40uw的功率(每秒約一次高分辨率讀取)。快速氣壓變化可指示占用(和hvac活動)。(3)被動式紅外線移動傳感器:根據(jù)一些實(shí)施方案三個pir傳感器存在在板上:(a)具有濾波器/預(yù)放器的村田pir：這部分被饋送至mcu上的模擬輸入中并且也被饋送至窗口比較器以提供數(shù)字輸出。模擬電路有效提供移除dc偏壓所需的濾波并且提供運(yùn)動傳感輸出至mcu；和(b)兩個珀金埃爾默的數(shù)字pir：這些連接至mcu并且位沖以讀取內(nèi)部adc。這個原始值無dc偏移量但是仍需要軟件濾波來揭示運(yùn)動活動。

mcu。背板mcu處理器是timsp430f5529cpu，其提供：(1)12個adc道用于：(a)共用線和8hvac電路的電壓測量/存在檢測；(b)hv降壓穩(wěn)壓器輸入電容器的電壓測量；和(c)頂部單元vbat測量；(2)3個pwm道用于驅(qū)動頂部單元上的三色led(背板應(yīng)急狀態(tài))；(3)1個pwm道來提供切換hvac電路所需的約5mhz變壓器驅(qū)動；(4)8個gpio，一旦pwm運(yùn)行就啟用hvac切換；(5)4個gpio來設(shè)定和重設(shè)兩個干接觸繼電器；(6)3個gpio來選擇hv降壓穩(wěn)壓器的輸入源；(7)2個gpio來啟用/停用ldo和hy降壓穩(wěn)壓器；(8)2個i2c總線，一個用于溫度/濕度傳感器且一個用于壓力傳感器；(9)1個gpio，其連接至轉(zhuǎn)換輸出的壓力傳感器端；(10)3個gpio，其用于pir連接；(11)一個gpio，其用于檢測頂部單元存在；(12)1個gpio，其用于設(shè)定頂部單元；(13)1個gpio，其用于迫使頂部單元的充電器取得100ma；(14)一個uart，其用于頂部單元通信；和(15)一個uart，其用于調(diào)試(例如，針對開發(fā)板)。

重設(shè)和監(jiān)控器。背板mcu使用監(jiān)控器來從任意崩潰或不穩(wěn)定中恢復(fù)(例如：使mcu不穩(wěn)定的esd相關(guān)事件)。此外，頂部單元可通過高驅(qū)動重設(shè)_背板線而在軟件控制下重設(shè)背板mcu。這個信號被rc濾波來防止來自瞬態(tài)事件的錯誤觸發(fā)。

頂部單元-背板接口。系統(tǒng)兩個部分之間的接口包括20個針腳：(1)功率輸入(2個針腳)：功率從背板供應(yīng)至頂部單元以nm系統(tǒng)并且對頂部單元的局部電池進(jìn)行充電，其提供高電流峰值(包括無線電操作)的緩沖以及在電力故障期間提供電池備用用于繼續(xù)運(yùn)行；(2)功率輸出(3個針腳)：功率從頂部單元供應(yīng)至背板以在需要時實(shí)現(xiàn)高電流消耗(例如，切換雙穩(wěn)態(tài)繼電器)。vbat供電僅旨在被蜂窩式通信裝置使用以及用于mcu監(jiān)測；(3)信號接地(2個針腳)：信號發(fā)射的接地參考；(4)低速通信(2個針腳)：uart接口用于所有配置的頂部單元-背板通信。這個接口提供識別/鑒別、傳感器取樣和控制。通常，這個接口以115,200bps運(yùn)行并且連接至背板中的小mcu；(5)高速通信(3個針腳)：usb1.112mbps主機(jī)接口也由頂部單元提供。這可被高級背板用于以高于或超過低速接口之所需的小功率代價啟用高性能網(wǎng)絡(luò)或hvac控制。高級背板通常功率不受限；(6)檢測(2個針腳)：一個在背板上接地以及一個在頂部單元上接地，允許每個末端檢測匹配或斷開并且適當(dāng)表現(xiàn)；(7)頂部和背板重設(shè)信號(高態(tài)有效：nfet柵極驅(qū)動經(jīng)由rc濾波器以將重設(shè)線拉低)；(8)安裝在頂部單元中的rgbled的led陰極連接；和(9)5x限流開關(guān)以在電池電量低情況下迫使快速充電。

啟動情境?，F(xiàn)將根據(jù)一些實(shí)施方案描述一些常見的啟動情境：

情境1：開箱體驗(yàn)(電池有電)：(1)用戶已將背板正確接線。mculdo已啟動mcu；(2)用戶連接頂部單元(保護(hù)模式的電池pcm)；(3)充電器中的默認(rèn)20ma限值重設(shè)pcm保護(hù)模式，vbat恢復(fù)至約3.7v；(4)pmu開啟；(5)mcu測量vbat，釋放頂部單元重設(shè)；和(6)與mcu建立通信。

情境2：開箱體驗(yàn)(電池?zé)o電)：(1)用戶已將背板正確接線。mculdo已啟動mcu；(2)用戶連接頂部單元(保護(hù)模式的電池pcm)；(3)充電器中的默認(rèn)20ma限值重設(shè)pcm保護(hù)模式，vbat<3av；(4)pmu對電池電壓進(jìn)行取樣但其低于3av的eeprom存儲vmbch_sel值，因此不通電；(5)mcu測量vbat，見低電壓。mcu迫使100ma充電并且開啟指示led；(6)當(dāng)vbat傳遞3avvmbch_sel電壓時，頂部單元將通電；(7)與mcu建立通信；和(8)頂部單元讓mcu關(guān)閉led。

情境3：頂部單元崩潰：(1)頂部單元處于僵尸狀態(tài)，不與mcu交談，電池電壓ok；(2)mcu在暫停期限內(nèi)未注意到有效命令；(3)mcu關(guān)閉hv降壓穩(wěn)壓器以切斷電力，隨后要求頂部單元重設(shè)；(4)mcu再次開啟hv降壓穩(wěn)壓器，釋放重設(shè)；和(5)與mcu建立通信。

情境4：背板崩潰：(1)背板單元處于僵尸狀態(tài)，不回復(fù)soc；(2)soc重設(shè)mcu；和(3)與mcu建立通信。

情境5：頂部單元vi鎖定：(1)頂部單元ul鎖定，但是更低級別運(yùn)行(mcu通信仍在進(jìn)行，因此mcu不會重設(shè)ui)；(2)用戶注意到無屏幕活動，按壓并保持按鈕達(dá)10秒，導(dǎo)致soc重新啟動；和(3)與mcu建立通信。

功耗。系統(tǒng)的平均功耗由一些變量確定：(1)處于待機(jī)模式的功率；(2)處于活動模式的功率；和(3)處于交互模式的功率。

待機(jī)模式。這種模式是系統(tǒng)將“大部分時間”駐留的模式?！按蟛糠謺r間”的定義可能不同，但是其應(yīng)能夠駐留在這種狀態(tài)中達(dá)大于產(chǎn)品壽命的95％。在這種模式中，mcu運(yùn)行但是頂部單元處于待機(jī)模式。hvac電路可為活動的且頂部單元可通過多個事件被喚醒進(jìn)入活動模式：(1)接近傳感器或旋轉(zhuǎn)事件：來自接近側(cè)的中斷線直接連接至soc并且因此可直接導(dǎo)致喚醒。(2)wi-fi：連接至soc的wlirq線可在數(shù)據(jù)包經(jīng)由wi-fi到達(dá)時喚醒頂部單元(假設(shè)，芯片組可被編程為僅在其處于待機(jī)狀態(tài)時中斷非廣播數(shù)據(jù)包上的soc)；(3)zigbee：來自zigbee芯片的數(shù)據(jù)可喚醒soc(例如：輸入zigbee數(shù)據(jù)包)；(4)計時器：系統(tǒng)可從rtc計時器喚醒。這可用于周期性事件，諸如經(jīng)由wi-fi對推動連接的維護(hù)和數(shù)據(jù)收集；和(5)背板通信：來自背板的輸入通信將喚醒頂部單元。這可以是傳感器數(shù)據(jù)或來自hvac監(jiān)測的警告通知。

mcu預(yù)計自行定期進(jìn)入功率節(jié)省狀態(tài)以減小功耗-即使例如其在10hz下喚醒以對壓力傳感器取樣。由于這部分系統(tǒng)總是通電，所以此處的效率提高比極少使用的頂部單元狀態(tài)優(yōu)化更有效果。在此模式中頂部單元功耗的期望狀況是：4mw用于cpu/ddr,2mw用于pmu,4mw用于wi-fi(基于其它已知芯片組估計),2mw用于其它項(xiàng)目＝11mw。在這種模式中(無hvac負(fù)載切換)背板功耗的預(yù)期狀況是約5mw，但將取決于頻率傳感器所輪詢到的內(nèi)容而稍微變化。

活動模式(顯示器關(guān)閉)。在活動模式中，頂部單元通電，但是顯示器關(guān)閉。這種模式預(yù)期每天使用數(shù)百次，但使用非常短的時間期限(有望每個時間小于10秒)。系統(tǒng)將過渡為活動模式的典型原因包括：(1)用戶活動：活動模式將在進(jìn)入交互模式過程中過渡；(2)傳感器數(shù)據(jù)收集：背板可具有緩沖的環(huán)境數(shù)據(jù)，其需被饋送至控制算法并且被處理來確定是否需要響應(yīng)；(3)推動連接：為了通過多數(shù)nat路由器維持tcp連接，數(shù)據(jù)必須定期傳輸。頂部單元可使用活動模式來執(zhí)行這種連接維持；和(4)網(wǎng)站啟動行動：在此，用戶請求的對伺服器的行動可導(dǎo)致數(shù)據(jù)經(jīng)由推動連接發(fā)送，導(dǎo)致wi-fi模塊喚醒soc來處理數(shù)據(jù)和執(zhí)行任何必要的行動。

在這種模式相對高功率性質(zhì)的情況下，應(yīng)注意確保任何行動完成并且在系統(tǒng)回到待機(jī)模式前“被占用”。例如，如果命令被發(fā)送至mcu，其產(chǎn)生響應(yīng)，那么響應(yīng)應(yīng)在進(jìn)行待機(jī)過渡前收集，否則系統(tǒng)可能最后在活動模式與待機(jī)模式之間跳動，不必要地浪費(fèi)功率。使用網(wǎng)絡(luò)連接也可能發(fā)生相同類型的問題(例如：tcp關(guān)閉)。在這種模式中耗散的平均功率取決于wi-fi活動和處理器載入可能在200mw的范圍內(nèi)。

交互模式(顯示器打開)：這是用戶實(shí)際與裝置互動的模式。在系統(tǒng)完全活動-屏幕開啟、背光開啟、低延時性能需要的情況下，功率覆蓋區(qū)是任意運(yùn)行模式中最大的。但是，由于用戶互動可能簡短且不頻繁-尤其如果裝置根據(jù)期望執(zhí)行-其對平均系統(tǒng)功率的影響預(yù)計非常低。預(yù)計互動模式在單元過渡至活動模式且隨后進(jìn)入待機(jī)前將具有相對較長暫停(可能多達(dá)60秒)?？赡苤档檬箚卧谙陆颠^程中保持活動模式達(dá)長時間-可能30秒或更長-使得如果用戶再次開始與裝置互動，那么響應(yīng)是即時的。這種模式中的平均功率將取決于wi-fi活動、處理器負(fù)載和顯示器背光亮度可能大于300mw。

示例性功耗計算。表1示出系統(tǒng)總功耗可如何計算。

表1

如從表1中可見，主導(dǎo)功率是待機(jī)功率，但是每小時喚醒頂部單元8次(每天192次)也不算少。切換每個hvac區(qū)域也消耗功率，估計在約1ma@3.3v(即，假設(shè)電池滿的情況下hv降壓穩(wěn)壓器輸出上的4.5mw功率)?？赡芡瑫r切換多個電路-至少1h/1c+風(fēng)扇。這可明顯增大功耗且因此也需要適當(dāng)優(yōu)化。

電源。從調(diào)查中可知可能能夠從hv降壓穩(wěn)壓器汲取40ma@5vdc；由于這是切換轉(zhuǎn)換器，所以這種200mw功率應(yīng)在系統(tǒng)中直接轉(zhuǎn)化為44ma@4.5vdc。最初，認(rèn)為可能只需要從hvac電路消耗100mw或更少，所以這是好消息。注意在任意具有制熱和制冷(但非熱泵)的系統(tǒng)中，系統(tǒng)可從非啟動電路中竊取功率，確保隨時有200mw功率可用。

雖然本領(lǐng)域一般技術(shù)人員在閱讀上述描述后無疑將了解本發(fā)明的許多變更和修改，但是應(yīng)了解通過說明所示和所述的特定實(shí)施方案絕不旨在被視作限制。因此，涉及優(yōu)選實(shí)施方案的細(xì)節(jié)不旨在限制其范圍。

智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)的靈活功能劃分

在參考圖1a至圖34的hvac系統(tǒng)內(nèi)的vscu和vscu相關(guān)組件的上述說明中，已描述基于vscu的hvac控制系統(tǒng)的許多特征和組件，包括vscu提供的精致和直觀功能用戶界面、vscu與遠(yuǎn)程計算設(shè)施的通信和協(xié)作、并入vscu內(nèi)的多種類型的環(huán)境傳感器和分布遍及vscu和遠(yuǎn)程計算設(shè)施的智能學(xué)習(xí)和調(diào)適功能。雖然已在上述說明中描述許多不同實(shí)施方式，但是本段不涉及描述和特征化通過基于vscu的hvac控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的更大范圍的實(shí)施方式。這種架構(gòu)在許多不同類型的組件、子組件和計算設(shè)施之間提供極為靈活的功能劃分。

在下文說明中，短語“智能恒溫器”用于指一種處理器控制的恒溫器，其與遠(yuǎn)程計算設(shè)施通信，具有一系列傳感器和傳感技術(shù)，提供精致和直觀的電光機(jī)械用戶界面且包括上述vscu。在本段中，為明了以及與上述說明一致起見，持續(xù)使用縮寫詞“hvac”。但是，應(yīng)了解，在本說明中術(shù)語“hvac”意在不僅指傳統(tǒng)的制熱、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)，而且指一系列環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其監(jiān)測和更改環(huán)境(諸如建筑內(nèi)部)的物理特性。舉一個實(shí)例，傳統(tǒng)hvac系統(tǒng)可感測高于和低于預(yù)期溫度范圍的溫度劇增并且分別啟用空調(diào)和制熱單元以使環(huán)境溫度返回至期望溫度范圍內(nèi)。術(shù)語“hvac”在本段中被擴(kuò)大為包括環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其不僅檢測溫度劇增并且適當(dāng)?shù)貑⒂每照{(diào)和制熱單元，而且還檢測和改善空氣污染物、水和其它流體的進(jìn)入、非期望的聲現(xiàn)象和正常環(huán)境條件的其它變化。在本段中這只是術(shù)語hvac所指的環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)的較寬范圍的一個實(shí)例。

圖35a至圖35b圖示本申請案所涉及的智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)的靈活性的特定組件和架構(gòu)源。如圖35a所示，智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)包括一個或多個本地hvac單元3502，可包括一個或多個中間盒3504并且包括一個或多個智能恒溫器3506至3508。如上文參考圖7所述，每個智能恒溫器(諸如智能恒溫器3506)包括底座3509或隱蔽部和可見部3510。當(dāng)可見部安裝至隱蔽部以產(chǎn)生完全安裝和完全功能的智能恒溫器時隱蔽部可被可見部完全或部分遮蓋。

如上文參考圖8a至圖8d，傳統(tǒng)hvac單元可具有不同輸入/輸出接口。在圖35a中，hvac單元3502示為具有12-線輸入/輸出接口3510。但是，不同類型的hvac可具有更大數(shù)量或更小數(shù)量的輸入/輸出線。此外，未來hvac單元還可提供rf天線3512或其它外部收發(fā)器組件和相應(yīng)的內(nèi)部通信功能以允許hvac單元根據(jù)各種不同通信協(xié)議的任一種經(jīng)由不同通信介質(zhì)接收命令和發(fā)射信息。hvac單元負(fù)責(zé)提供環(huán)境調(diào)節(jié)，諸如制熱、制冷和其它環(huán)境調(diào)節(jié)操作。hvac單元通常直接接線至建筑或其它環(huán)境內(nèi)的電力分配介質(zhì)。hvac單元還通常直接與不同類型的液體或氣體輸入和液體或氣體輸出互連。

智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)還可包括一個或多個中間盒，諸如中間盒3504，其依據(jù)特定智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)具有特定路由和控制功能。在圖35a中，中間盒示為具有與hvac單元的12線輸入/輸出接口3510互補(bǔ)的12線第一輸入/輸出接口3514和第二六線輸入/輸出接口3516。在某些情況下，中間盒充當(dāng)多路復(fù)用器/多路分解器以提供包括與智能恒溫器兼容的特定數(shù)量和類型的控制線的hvac輸入/輸出接口。在其它情況下，中間盒可包括附加控制功能，其包括智能恒溫器的所有或部分控制功能。在某些情況下，中間盒可為第三方組件或或者可為hvac單元的子組件，在此情況下中間盒可用智能恒溫器接口和控制功能增強(qiáng)，示為至第三方中間盒或hvac組件中間盒的虛線邊界3520的右手側(cè)的層3518。中間盒可具有rf天線3522或其它外部收發(fā)器組件連同內(nèi)部通信功能以允許中間盒通過不同通信介質(zhì)與其它智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)組件通信。在一些情況下，中間盒可僅具有rf天線或其它外部收發(fā)器組件3522，無第二輸入/輸出接口3516。或者，中間盒可僅具有第二輸入/輸出接口3516，無rf天線或收發(fā)器組件3522。中間盒的其它實(shí)施方式可包括rf天線或其它外部收發(fā)器組件3522以及第二輸入/輸出接口3516。

存在屬于本教導(dǎo)范圍內(nèi)的智能恒溫器的許多不同可行配置，其中三個示于圖35a中。智能恒溫器的底座或隱蔽部可具有rf天線或其它外部收發(fā)器組件3524和輸入/輸出接線接口3526的一個或兩個(如在智能恒溫器3506的情況下)，或可具有rf天線或其它外部收發(fā)器組件3528和至建筑電力分配介質(zhì)3530的接線接口(如在智能恒溫器3507的情況下)，或可無rf天線或其它外部收發(fā)器組件和輸入/輸出接線接口，且取而代之主要充當(dāng)結(jié)構(gòu)基板(如在智能恒溫器3508中)。如圖35a所示，智能恒溫器的可見部可能具有或可能無一個或多個rf天線或其它外部收發(fā)器組件且可能具有或可能無至其互補(bǔ)底座部分的直接線控制和電力連接。

圖35b指示基于當(dāng)前應(yīng)用所涉及的智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)的不同組件之間的不同類型的互連的多種不同類型的實(shí)施方式。圖35b使用虛的雙向箭頭，諸如虛的雙向箭頭3532以指示智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)組件之間的互相通信。圖35b還包括云符號3534以指示經(jīng)由本地路由器和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商(“isp”)、直接通過至移動服務(wù)提供商諸如3g或4g蜂窩電話服務(wù)提供商)的rf頻率通信或其它無線通信至遠(yuǎn)程計算設(shè)施的互連。如互連圖35b所示的少量智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)組件的虛的多余雙向箭頭可見，許多不同類型的互聯(lián)架構(gòu)和策略可提供許多不同類型的實(shí)施方式的依據(jù)，其所有屬于本教導(dǎo)的范圍內(nèi)。舉一個實(shí)例，智能恒溫器hvac控制系統(tǒng)可能不包括中間盒且可具有智能恒溫器的hvac單元和底座部分的直接線互連(如虛的雙向箭頭3536所示)，一個或多個智能恒溫器的底座部分與可見部之間直接電互連以及底座部分和可見部的一個或兩個通過經(jīng)由isp(移動服務(wù)提供商)或其它無線通信系統(tǒng)的至遠(yuǎn)程計算設(shè)施的無線通信而互連(如分叉三頭虛箭頭3538所示)。或者，智能恒溫器hvac控制可僅包括hvac單元與中間盒之間的線互連(如虛的雙向箭頭3540所示)和中間盒與一個或多個智能恒溫器的隱蔽部和可見部的任一個或兩個之間的無線互連(如圖35b中分叉三頭虛箭頭3642所示)。兩個或更多個智能恒溫器可經(jīng)由直接、本地?zé)o線通信，經(jīng)由通過isp(移動服務(wù)提供商)或其它系統(tǒng)或通過至一個或多個中間盒的本地?zé)o線通信而到達(dá)的計算設(shè)施而彼此互相通信。

如圖35a至35b所示，存在非常多不同的可行智能恒溫器hvac系統(tǒng)控制系統(tǒng)，其可基于組件之間的不同類型的通信互連而實(shí)施，包括有線互連、與遠(yuǎn)程計算設(shè)施的無線互連和本地?zé)o線互連，諸如zigbeerf通信協(xié)議和收發(fā)器組件。智能恒溫器hvac控制系統(tǒng)中的每個組件可潛在地直接通過isp或移動服務(wù)提供商互連至遠(yuǎn)程計算設(shè)施。如下文進(jìn)一步所述，所有不同類型的組件互連提供的靈活性利于組件之間功能的靈活劃分，包括計算本地和遠(yuǎn)程計算設(shè)施之間計算開銷和任務(wù)的分配。

圖36a至圖36h圖示本申請案所涉及的提供許多替代實(shí)施方式的hvac控制系統(tǒng)的功能劃分的基于架構(gòu)的靈活性。圖36a圖示基于智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)的上述架構(gòu)的一般實(shí)現(xiàn)策略，通過其取決于不同實(shí)施方式目標(biāo)和限制可獲得大量不同實(shí)施方式。圖36b至圖36h使用如圖36a所使用的相同圖示慣例。在圖36a的第一底部3602中，本申請案所涉及的智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)的許多子組件用符號列示。這些子組件描述于vscu和相關(guān)智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)組件的上述說明中且包括：微處理器3604，諸如在一個實(shí)施方式中包括在vscu中以控制不同的用戶界面功能、控制功能和通信功能的微處理器；和微控制器3606，其在上述一個實(shí)施方式中包括在vscu的隱蔽部中以執(zhí)行許多低級別、低功耗任務(wù)。列示子組件還包括許多不同類型的傳感器，包括濕度傳感器3608、溫度傳感器3610、可見光傳感器3612、接近檢測器3614和其它環(huán)境傳感器。應(yīng)當(dāng)注意，由不同制造商制造的許多不同特定類型的傳感器的任一種可并入本申請案所涉及的智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)的組件。所列示的組件還包括狀態(tài)指示器3616、機(jī)械用戶界面3618和光電用戶界面3620，連同用于控制光電用戶界面3620的顯示器驅(qū)動3622。列示的子組件還包括：無線模塊3624，諸如與本地?zé)o線路由器或與移動服務(wù)提供商直接通信的3g或4g無線模塊；和本地?zé)o線通信模塊，諸如上述zigbeerf收發(fā)器組件3626。列示的子組件還包括協(xié)議引擎3628、sdram存儲器3630、大容量nand存儲器3632、長期電池能源3634、鋰離子電池緩沖器或其它類型的電池緩沖器3636、線插入傳感器3638和線接頭3640、電源電路3642、電力管理電路3644、喚醒電路3646、電容器3648、電力竊取電路3650和fet開關(guān)3652。圖36a的下部分3602所示的子組件意在作為子組件的代表性集合，但是不代表任意特定智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)的所有不同子組件。此外，可采用每個這些子組件的許多不同可行實(shí)例，包括不同制造商所制造的具有不同綜合功能和具有不同接口的子組件。在某些情況下，個別列示的子組件可一起綜合在較大子組件內(nèi)，且列示的子組件的功能可取而代之獲自兩個或更少功能的子組件。

圖36a的中間部分3654代表基于限制和目標(biāo)的功能分配或劃分，通過其獲得智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)的特定實(shí)施方式。許多不同類型的限制和目標(biāo)可指導(dǎo)智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)的組件之間的功能分配，包括成本、可維護(hù)性、更新靈活性、可靠性、安裝便利性、總體功能和堅(jiān)固性以及其它這種限制和目標(biāo)。

在圖36a的第三部分3656中，子組件3658、3660、3662和3664的列表分別對應(yīng)于hvac單元、一個或多個中間盒、一個或多個智能恒溫器隱蔽部和一個或多個智能恒溫器可見部之間子組件和相關(guān)功能的劃分。hvac、中間盒、隱蔽部和可見部的符號表示示為上述列表3665至3668。

圖36a代表設(shè)計過程的開始點(diǎn)而非特定實(shí)施方式且因此圖36a的第三部分3656中所示的子組件和功能分配基本上是空的。在圖36a中，智能恒溫器的可見部示為必須包括外部可見蓋3670且hvac單元示為包括制熱/制冷/其它環(huán)境調(diào)節(jié)功能3672和輸入/輸出線和其它hvac單元連接3674。如上所述，在未來，hvac單元可能不包括線輸入/輸出接口。這僅代表參考圖36a至圖36h所述的設(shè)計過程的初始限制。圖36a的下部分3602中的其余子組件可根據(jù)特定目標(biāo)和限制在一個或多個hvac單元、一個或多個中間盒和一個或多個智能恒溫器之間分配或復(fù)制以及分配以產(chǎn)生特定智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)實(shí)施方式。許多實(shí)施方式不包括中間盒，其因此是視情況的組件。還應(yīng)注意特定智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)可包括由使用圖36a的圖示慣例通過圖中所示的劃分所示的兩個或更多不同類型的實(shí)施方式。

圖36b至圖36h使用圖36a的圖示慣例圖示本申請案所涉及的智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)或智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)的一部分的七個不同可行實(shí)施方式。這七個不同實(shí)施方式只是在不同特定設(shè)計限制和目標(biāo)下可通過圖36a的設(shè)計過程獲得的許多不同可行實(shí)施方式的一些。在圖36b所示的實(shí)施方式中，無中間盒且hvac單元直接連接至一個或多個智能恒溫器的一個的隱蔽部(如圖36b中雙向箭頭3676所示)。如圖36b的列表3662所示，每個智能恒溫器的隱蔽部包括多個傳感器、微控制器、喚醒電路、開關(guān)、多個電容器、電源電路和電力竊取電路(如列表3662中的圖標(biāo)或符號所示)。智能恒溫器的可見部包括圖36b中的列表3664中的不同子組件。這些包括微處理器、無線模塊、本地?zé)o線模塊、機(jī)械和光電用戶界面組件、許多環(huán)境傳感器、顯示器驅(qū)動、協(xié)議引擎、電池緩沖器、不同類型的存儲器和電力管理模塊。所有這些組件在上文中參考圖1a至圖34說明。圖36b中所示的實(shí)施方式對應(yīng)于圖18a至圖25所示的上述實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，電力竊取電路、電源電路和線接頭鄰近智能恒溫器的隱蔽部中的線輸入/輸出接口放置，其余智能恒溫器控制功能放置到智能恒溫器的可見部中。這個實(shí)施方式提供可靠、易安裝隱蔽部，多數(shù)更復(fù)雜、高級別功能放置在智能恒溫器的可見部中，其可在維護(hù)和維修期間快速移除和更換且可通過更換可見部而容易地更新。

圖36c示出通過在本申請案所涉及的智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)的主組件之間按不同的功能劃分而獲得的不同實(shí)施方式。本實(shí)施方式類似于圖36b所示的實(shí)施方式，多數(shù)大功耗子組件從智能恒溫器的可見部移到智能恒溫器的隱蔽部中除外。在本實(shí)施方式中，如圖36c中列表3664所示，智能恒溫器的可見部僅包括機(jī)械和光電用戶界面、許多傳感器和電池緩沖器。如圖36c中列表3662所示，微處理器、無線模塊、顯示器驅(qū)動、協(xié)議引擎、存儲器、電力管理模塊和其它子組件已經(jīng)轉(zhuǎn)移到智能恒溫器的隱蔽部中。在此情況下，已執(zhí)行功能劃分以將盡可能多的大功耗子組件放置到智能恒溫器的隱蔽部上。在相關(guān)實(shí)施方式中，電池緩沖器3677可由長期可更換電池3678更換或可用長期電池補(bǔ)充使得可見部變得與隱蔽部相對功率獨(dú)立。在另一個附加相關(guān)實(shí)施方式中，甚至電池緩沖器都可從可見部轉(zhuǎn)移到隱蔽部使得可見部只包括被動式用戶界面特征和一些溫度傳感器。在本實(shí)施方式中，可見部變成相對低成本項(xiàng)目，其可為時尚或其它目的而容易地互換。此外，在這樣一種實(shí)施方式中，可見部可從隱蔽部中移除而不妨礙或劣化智能恒溫器功能。

圖36d示出另一個不同實(shí)施方式，其中許多功能已從如圖36d中列表3662的隱蔽部中移除到圖36d中列表3664中所示的智能恒溫器的可見部。在本實(shí)施方式中，隱蔽部主要用于將可見部與建筑電力分配系統(tǒng)互連?；蛘?，在替代實(shí)施方式中，隱蔽部(而非電源電路和電容器)可含有長期電池3678作為智能恒溫器的可見部的電源。本實(shí)施方式可能適于輔助智能恒溫器，其與根據(jù)圖36b所示的實(shí)施方式實(shí)施的主要或主智能恒溫器互相通信。輔助和主智能恒溫器可互相協(xié)作以控制一個或多個hvac單元。舉一個實(shí)例，輔助恒溫器可放置在不同位置，如例如，臥室或地下室中，以允許居住者控制有關(guān)整個環(huán)境的子區(qū)域的hvac運(yùn)行或方便地控制遠(yuǎn)離主智能恒溫器的區(qū)域的整個環(huán)境。主智能恒溫器可直接耦合至線接口且可通過上述電力竊取機(jī)構(gòu)獲得運(yùn)行電力，而輔助恒溫器從建筑電力分配系統(tǒng)、長期高容量電池或其它電源獲得電力。

圖36e圖示另一個智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)。本實(shí)施方式類似于圖36b所示的實(shí)施方式，不同在于包括中間盒以用比特定智能恒溫器的隱蔽部可方便容納的多得多的線來介接至hvac的線輸入/輸出接口。中間盒因此充當(dāng)多路復(fù)用器/多路分解器，其允許智能恒溫器的隱蔽部以較少的線介接至線輸入/輸出接口。這可能在智能恒溫器的尺寸是重要限制以及增加智能恒溫器的隱蔽部中開關(guān)、線接頭和插入傳感器的數(shù)量是不可行或昂貴時是重要的。其余功能在圖36d中劃分，類似于圖36b中的功能劃分。

圖36f示出本申請案所涉及的智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)的另一個不同實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，如通過將圖36f中的列表3662和3660與圖36e中的相同列表比較可見，采用中間盒且智能恒溫器的隱蔽部的多數(shù)功能已被移至中間盒。在本實(shí)施方式中，智能恒溫器的隱蔽部僅用于將智能恒溫器的可見部與建筑電力分配系統(tǒng)連接。智能恒溫器的可見部與中間盒直接通信或通過云通信。在圖36g所示的類似實(shí)施方式中，中間盒承擔(dān)更多總體功能，智能恒溫器的可見部由長期電池獨(dú)立供電。在圖36f和圖36g所示的兩個實(shí)施方式中，中間盒(具有專門增強(qiáng)的第三方中間產(chǎn)品或?qū)ｉT中間盒)承擔(dān)大部分控制功能，允許智能恒溫器更像輔助智能恒溫器般運(yùn)行以及獨(dú)立于hvac接線供電。

圖36h示出本申請案所涉及的另一個智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)。在本實(shí)施方案中，未使用中間盒，智能恒溫器的可見部具有與圖36b所示的實(shí)施方式的智能恒溫器的可見部類似的功能，但是智能恒溫器的隱蔽部具有圖36b的實(shí)施方式中的恒溫器的隱蔽部的所有功能以及可見部中所包括的許多冗余功能。這通過將圖36h中的列表3662與圖36b中的列表3662比較可見。在本實(shí)施方式中，智能恒溫器的隱蔽部大體上是獨(dú)立的智能恒溫器，實(shí)施方式中的智能恒溫器的所有功能示于圖36d中。智能恒溫器的可見部大多冗余。在本實(shí)施方式中，可見部可移除且隨后可用另一個可見部(可能包括第三方可見部)更換，以增強(qiáng)或更改智能恒溫器的用戶界面和/或外觀。雖然在智能恒溫器的隱蔽部和可見部中包括冗余功能本身不可能非常節(jié)約成本，但是冗余可提供許多附加好處，包括更大的可靠性、穩(wěn)固性和配置靈活性，其抵消包括冗余組件所增加的成本。

如上文參考圖35a至圖35b所述，智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)的架構(gòu)提供智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)的組件之間通信和控制的靈活分配，其接著提供可有利于特定環(huán)境、特定現(xiàn)有hvac系統(tǒng)和其它情況的許多不同實(shí)施方式。如上文參考圖36a至36h所述，在智能恒溫器的hvac、中間盒、隱蔽部和可見部之間劃分子組件的能力提供解決許多不同實(shí)施方式限制和目標(biāo)的非常多不同可行實(shí)施方式。但是，本申請案所涉及的智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)的架構(gòu)提供更大的總體實(shí)施方式靈活性。圖37圖示由本申請案所涉及的智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)的計算分配本質(zhì)所產(chǎn)生的附加實(shí)施方式靈活性。如圖37所示，微控制器、微處理器和其它計算引擎可并入智能恒溫器3702和3704的隱蔽部、智能恒溫器3706和3708的可見部、未來的hvac單元3710和中間盒3712中。此外，所有這些組件可直接或間接與經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商、移動服務(wù)提供商或其它中間通信設(shè)施與遠(yuǎn)程計算設(shè)施(諸如遠(yuǎn)程云服務(wù)器3714)互連。因此，所有與hvac控制相關(guān)的計算任務(wù)可以許多不同方式在智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)內(nèi)的所有不同處理實(shí)體間靜態(tài)和動態(tài)分配。隨著通信頻寬繼續(xù)改進(jìn)以及當(dāng)通信介質(zhì)的可靠性和容錯改進(jìn)，傳輸hvac控制的更大部分總計算負(fù)載至遠(yuǎn)程計算設(shè)施可變得可行，簡化本地智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)中所包括的計算實(shí)體和控制程序。通過對比，隨著微處理變得更強(qiáng)大以及隨著電子存儲器變得更快、更密集和更經(jīng)濟(jì)，更大部分的計算負(fù)載可轉(zhuǎn)移至本地計算實(shí)體，而非由遠(yuǎn)程計算設(shè)施執(zhí)行。本申請案所涉及的智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)的計算分配本質(zhì)允許總計算負(fù)載的許多不同靜態(tài)和動態(tài)劃分以在許多不同限制組合的任一種下優(yōu)化不同的實(shí)施方式目標(biāo)。此外，穩(wěn)固性和容錯的顯著增大可取決于通信互連的當(dāng)前狀態(tài)和處理能力、本地電力可得性和其它因素通過將計算負(fù)載從遠(yuǎn)程計算設(shè)施動態(tài)轉(zhuǎn)移到本地計算設(shè)施并且再次返回而實(shí)現(xiàn)。

應(yīng)當(dāng)注意，圖36a至圖36h所示的實(shí)施方式可僅涉及任意特定智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)內(nèi)的智能恒溫器、hvac單元或中間盒的一部分。換句話說，特定智能恒溫器可根據(jù)圖36a至圖36h之一所示的一個實(shí)施方式實(shí)施，而另一個可根據(jù)圖36a至圖36h所示的另一個實(shí)施方式實(shí)施。如上所述，圖36a至圖36h僅示出可通過智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)組件之間的替代劃分和功能而實(shí)現(xiàn)的許多可行的不同實(shí)施方式的很少部分。

雖然本發(fā)明已參考特定實(shí)施方案描述，但是本發(fā)明不旨在受限于這些實(shí)施方案。本領(lǐng)域技術(shù)人員可了解本發(fā)明精神內(nèi)的修改。例如，如上所述，存在可通過根據(jù)上文參考圖36a至圖36h所述的實(shí)施過程的功能劃分獲得的智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)的許多不同可行實(shí)施方式和本申請案所涉及的智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)的組件。例如，如上所述，特定種類的智能恒溫器的隱蔽部可為獨(dú)立智能恒溫器，其具有一起單獨(dú)提供智能恒溫器功能給隱蔽部的電光機(jī)械用戶界面、完整通信能力和其它子組件，可為具有較少功能用戶界面、較少傳感器以及較少功能通信子組件的功能較少的智能恒溫器或可具有非常簡單的機(jī)械用戶界面以及基本的恒溫器功能。相反地，隱蔽部可僅為結(jié)構(gòu)配接單元或經(jīng)由直接接線至建筑電力分配系統(tǒng)，經(jīng)由插進(jìn)電插座的轉(zhuǎn)接器或經(jīng)由電池或其它內(nèi)部能量源而提供電力給智能恒溫器的可見部的結(jié)構(gòu)配接單元，允許除直接連接至hvac線輸入/輸出接口的主智能恒溫器以外使用多個輔助智能恒溫器。

在特定實(shí)施方式中，例如，智能恒溫器(尤其用作輔助智能恒溫器的智能恒溫器)的隱蔽部和可見部可組合以形成單個、便攜式或半便攜式單元。在特定實(shí)施方式中，智能恒溫器可為專用輔助和主智能恒溫器，輔助和主功用可在安裝之前以及之后靜態(tài)和動態(tài)配置，而在其它實(shí)施方式中，功用可隨用量和用戶輸入而動態(tài)變化，輔助和主智能恒溫器類似或相同地配備功能。在其它實(shí)施方式中，中間盒介接至hvac單元的有線輸入/輸出接口并且提供無線或有線接口至智能恒溫器。中間盒可主要充當(dāng)多路復(fù)用器/多路分解器或橋接或在替代實(shí)施方式中，可包括智能恒溫器的一部分或所有功能。對于智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)組件之間的任意給定通信互連，許多不同替代實(shí)施方式可通過不同地分配功能和計算任務(wù)而獲得，包括分配計算任務(wù)給通過本地路由器和isp、通過3g和4g無線模塊和移動服務(wù)提供商和通過其它方式互連至智能恒溫器控制hvac系統(tǒng)的遠(yuǎn)程計算機(jī)設(shè)施。

在一個實(shí)例中，在所描述的實(shí)施方案的范圍內(nèi)的是在許多方面外形類似于無線音箱、時鐘收音機(jī)或其它桌面裝置或床頭柜裝置或娛樂裝置、充當(dāng)配接站的單元、具有一體化至其上的隱蔽部的單元，智能恒溫器的可見部可匹配地連接至所述隱蔽部中以形成輔助智能恒溫器單元(即，未直接連接至hvac接線的單元)。在所述實(shí)施方案的范圍內(nèi)的是配接站包括一個或多個溫度傳感器、濕度傳感器、占用傳感器、無線通信模塊、輔助處理器模塊或其它恒溫器相關(guān)傳感器或模塊且由傳統(tǒng)的壁式插座或ac/dc變壓器供電。因?yàn)橥ǔ４嬖趯ε浣诱景惭b組件的較少空間限制和功率限制，所以所述組件與小型壁裝式單元相比可能容量更高、靈敏度更高和/或成本更低，且此外可能組件之間具有更大間隔使得內(nèi)部制熱效應(yīng)顯著減小作為設(shè)計限制。當(dāng)智能恒溫器的可見部與配接站匹配時，一個或多個智能恒溫器功能可針對總體更高性能而由一個或多個配接站組件執(zhí)行，以替代背景(例如，環(huán)境溫度傳感功能完全由配接站而非可見部中的溫度傳感器執(zhí)行)或補(bǔ)充背景(例如，環(huán)境溫度傳感功能由配接站和可見部中的溫度傳感器聯(lián)合執(zhí)行)。視情況地，配接站可實(shí)際運(yùn)行作為收音機(jī)音箱、時鐘收音機(jī)或除恒溫器配接功能以外的其它這些裝置。實(shí)際上在一個情境中，配接站可具有兩個配接接頭，一個配接接頭對應(yīng)于智能恒溫器用于與可見部匹配的隱蔽(部分隱蔽)部，另一個配接接頭是用于與ipod、iphone、ipad或其它智能裝置匹配的傳統(tǒng)的ipod/iphone/ipad配接接頭(或其它智能裝置接頭)。更一般來說，應(yīng)了解雖然圖35a至圖37所示的隱蔽部示作圓盤狀背板形式，其對于壁裝式情境特別有用，但是應(yīng)了解隱蔽部可易于形成用于安裝至多種表面、地點(diǎn)、位置或容器上和/或一體化至多種表面、地點(diǎn)、位置或容器中。

應(yīng)了解所公開實(shí)施方案的先前描述提供用來使本領(lǐng)域任意技術(shù)人員能夠制作或使用本公開內(nèi)容。本領(lǐng)域技術(shù)人員易于了解對這些實(shí)施方案的各種修改且本文定義的一般原理可應(yīng)用于其它實(shí)施方案而不脫離本公開內(nèi)容的精神或范圍。因此，本公開內(nèi)容不旨在受限于本文所示的實(shí)施方案，而是與符合本文所公開的原理和新穎特征的最廣范圍一致。