控制裝置及相關方法與流程

本申請要求2014年3月24日提交的名為“Control Apparatus and Related Method”的美國臨時專利申請第61/969,725號的優先權。將該申請的全部內容(包括附錄)并入此處，以作參考。

技術領域

背景技術：

技術實現要素：

此處所描述的一個或多個示范性實施例包括一種控制器，所述控制器具有多觸摸LCD顯示器，其運行允許用戶控制本地“生態系統”中的所有產品的軟件。

在示范性實施例中，BLE(藍牙低能)允許控制器知曉哪一個居民處于設備面前，并所以呈現該居民預先設置的偏好。

一個或多個示范性實施例涉及用于控制住宅或者建筑物生態系統的特征的設備、系統、以及方法，所述特征包括溫度、照明、煙塵與火情探測、水的使用、水的泄漏、能量消耗、鎖門與開門以及進入、安全、娛樂與音響系統、計算設備、以及家用電器。

此處所描述的一個或多個示范性實施例包括控制面板、多射頻(multi-radio)集線器、一個或多個傳感器、以及燈開關中的一個或多個。除了多觸摸顯示器之外，可以對一個或多個機械開關進行編程，以執行一系列動作。所述一個或多個機械開關可以向用戶提供設置由生態系統觸發的預先設置的動作或者動作系列(燈負載、或者任何其它連接的動作)的靈活性。這向用戶提供無需操縱觸摸屏便可觸發動作的快捷方式。

示范性的方面包括一種控制裝置，該控制裝置包括(a)包括微處理器的控制器；(b)與微處理器進行通信、并且可操作以在無線網絡上與移動設備上的應用進行通信的無線收發器；(c)由控制器控制的燈開關；(d)與控制器進行通信的傳感器；以及(e)允許用戶與控制器對接的前面板。

在一個或多個實施例中：(1)由用戶對控制器進行編程，以執行燈開關的操作所觸發的一個或多個動作；(2)控制器可操作以經由收發器與位于與控制器的控制裝置相同的建筑物中的第二控制裝置進行通信；(3)所述裝置還包括麥克風和揚聲器；(4)第二控制裝置也可以包括麥克風和揚聲器，并且控制器可操作以允許用戶與作為對講機的第二控制裝置進行通信；(5)該控制裝置包括繼電器/轉換器盒，將該繼電器/轉換器盒配置為插入到標準聯接盒(gang box)中；(6)將前面板配置為按多種配置連接到繼電器/轉換器盒；(7)將前面板配置為經由第一數目的孔連接到繼電器/轉換器盒，第一數目的孔被配置為容納繼電器/轉換器盒上的第二數目的接線柱，其中，第一數目超過第二數目；(8)將前面板配置為按多種對準方式之一連接于繼電器/轉換器盒；(9)該標準聯接盒為單聯接盒；(10)該標準聯接盒為雙聯接盒；(11)該傳感器為藍牙低能傳感器；(12)該傳感器為運動傳感器；以及(13)該運動傳感器為紅外傳感器。

另一個示范性的方面包括一種用于裝置的操作的方法，所述裝置包括(a)包括微處理器的控制器；(b)與微處理器進行通信、并且可操作以在無線網絡上與移動設備上的應用進行通信的無線收發器；(c)由控制器控制的燈開關；(d)與控制器進行通信的傳感器；以及(e)允許用戶與控制器對接的前面板，所述方法包括：(i)經由無線網絡從存儲應用的移動設備接收一或多條命令，所述應用已經從用戶接收到執行燈開關的操作所觸發的一個或多個動作的命令；以及(ii)響應被操作的燈開關，執行一個或多個動作。

通過此處所提供的附圖以及詳細描述，示范性的方面與實施例的上述以及其它特征將會變得明顯。

附圖說明

圖1描述了實施例的示范性的控制裝置。

圖2描述了實施例的示范性的app屏幕。

圖3描述了實施例的控制裝置的示范性的構造細節。

圖4描述了典型的聯接盒。

圖5描述了如何可以將實施例的繼電器與AC/DC轉換器盒插入聯接盒中，以及圖6示出了完全插入的繼電器/轉換器盒。

圖7描述了實施例的前面板。

圖8描述了示范性的面板的后視圖(孔容納繼電器/轉換器盒的接線柱)。

圖9描述了示范性的面板，其附接于在右邊對齊的繼電器/轉換器盒，以及圖10描述了中心對齊。

圖11描述了示范性的背線纜安裝。

圖12～15描述了實施例的開關設備的示范圖，以及圖16～17描述了部件分解圖。

具體實施方式

在示范性實施例中，可以安裝控制裝置，以取代現存的單或者雙聯接盒燈開關。

所述裝置可以包括兩個部分：(1)“電源盒”(參見圖1)，其裝配于現存的聯接盒內，并且可以包括兩個固態繼電器、以及AC/DC轉換器(參見圖4～6)；以及(2)“控制器”，其可以包括觸摸屏(參見圖2)、若干開關、以及集線器。可以經由有鍵的機構將控制器固定于電源盒。

在示范性的實施例中，控制器包括電子器件、天線、開關、揚聲器、麥克風、以及可能的附加傳感器。示范性的構造細節在下面提供并且在圖3中描繪。

為了對其中將聯接盒靠近門框或者在房間的角落安裝的某些安裝進行說明，可以將控制器從聯接盒偏移(右或者左對齊)，以允許其總是給予位于中心的外觀。參見圖9～10。

示范性的實施例當前正由Wink公司作為“Wink繼電器”加以銷售，并且在http://www.wink.com/products/wink-relay-touchscreen-controller/上予以描述。

示范性的安裝

1.關斷電路。

2.擰下燈開關/調光器的螺絲。

3.去除導線。

4.按其目的，將導線插入“電源盒”內。例如，可以如下分派配線：

a.In(中)包括黑導線。

b.Left(左)通常包括對應于左開關的紅導線。

c.在雙聯接盒中，“Right(右)”包括對應于右開關的紅導線(如果可應用的話；如果不可應用的話，留為空)。

d.Ground(地)應該包括綠導線。

5.用螺絲將電源盒擰入聯接盒。

6.重新接通電路

7.確保電源盒中的綠燈開啟。

8.將控制器附接于電源盒，最好確保控制器出現在中心。從3個附接點之一中選擇。參見圖11。

當用戶走向控制裝置時

·紅外(IR)傳感器可以探測到從幾英尺外走近的用戶，并且可接通顯示器。本領域技術人員將理解的是，可以取代IR傳感器，使用任何合適的運動或者位置傳感器。

·經由藍牙與用戶的電話配對，控制器知曉誰是用戶、并且加載用戶自己定制的體驗與設備。

·用戶可以經由觸摸屏或者物理按鈕立即開始與控制器的交互。

當用戶希望從住宅控制用戶的燈時

·配置控制器的名稱以反映其位置(例如，“家中房間”)。

·通過向用戶的本地的燈分派名稱或者圖標來配置它們，所述名稱或者圖標代表每一個現存的負載(例如，吊燈、吊扇、嵌燈、軌道照明)。

·例如智能燈泡的進一步的配置可允許更深層的控制。

·在工作空間設置每一個負載，或者用戶能選擇另一個房間進行控制。

·向用戶呈現接通/關斷開關，而且取決于負載的類型，可使用設置的附加模態圖，以調整任何數目的選項，包括變暗/著色等。參見圖2。

當用戶希望遠離住宅控制用戶的燈時

示范性的實施例被提供有與用戶的便攜式設備(例如，智能電話)以及以附近的其它設備的Wi-Fi連接。用于提供這樣的連接的適當的基于Wi-Fi的系統的一個示例是Wink。

連接于Wink生態系統，意味著用戶能夠通過控制器控制每一事物，用戶能通過任何運行Wink app的電話進行控制。Wink生態系統可以包括技術平臺，所述技術平臺使得Wink使能的智能電話應用的使用、能夠經由無線Internet連接與一個或多個相關聯的Wink使能的設備通信。本領域技術人員將理解的是，在不超出本發明的范圍的情況下，可以隨此處所描述的實施例一起使用類似的系統。

·使用智能電話app，用戶能夠從設備列表中選擇控制器。

·選擇用戶希望控制哪一房間。

·控制燈負載，猶如用戶正親自站立在控制器前。

圖2描述了示范性的app屏幕。

“首先運行/設立”顯示器(參見圖2)允許用戶創建新賬戶。

儀表盤顯示器

可以將儀表盤顯示器(參見圖2)布置為顯示用戶所設置的相關信息，具有某些默認配置以及定制的“窗口小部件”。

示范性的儀表盤元素：

時間

日期

天氣

內部溫度

負載控制CTA

定制的儀表盤元素：

更深層的天氣了解

打開警報器(車庫等)

社交媒體

設置屏幕(參見圖2)

用戶設置

用戶瀏覽器

用戶瀏覽器允許用戶添加、去除以及編輯用戶。

添加用戶：

1.從設置屏幕進入用戶瀏覽器。

2.點擊+號，以添加新的用戶。

3.控制器顯示范圍內的BLE(藍牙低能量)設備。

4.通過點擊其來選擇適當的設備。

5.控制器提示用戶為用戶簡介創建用戶名。

6.輸入所希望的用戶名，并且點擊OK。

7.控制器使得用戶處于用戶偏好屏幕上，以開始設置用戶偏好。

添加用戶將顯示在所述區域中搜索BLE兼容設備的模態圖。

一旦定位并選擇了所希望的設備，則請求用戶名。

用戶偏好

用戶偏好允許用戶按用戶喜歡其的方式、使用用戶自己的Wink賬戶、用戶自己的設備以及用戶自己的儀表盤布局，來設立控制器。

用戶偏好可以包括3個部分(儀表盤、設備、以及改變Wink賬戶)。

設置儀表盤偏好

1.除了默認情況之外，通過檢查用戶想要顯示的每一項目附近的框，來選擇用戶愿意使用哪些“窗口小部件”。

a.具有進一步定制化的任何窗口小部件應該包括設置圖標，其顯示用于設立所述附加配置(例如，添加用戶的twitter賬戶)的模態。

2.選擇攝氏/華氏溫標，用于溫度顯示。

設備設置

房間設置

房間名

燈負載設置

負載名稱(前仰攝燈(Front High Hats)、軌道照明)

負載類型(標準燈/電扇/智能燈泡)

設備列表

可以向用戶的賬戶分派設備列表，并且使其可得于用戶，以由用戶進行控制。

能將可利用接通/關斷觸發器控制的任何設備分組在一起，以連同單一的動作一起被控制。

能將每一設備和設備組分派到物理按鈕，并且將它們顯示或者隱藏于具有復選框的“可選設備調出(Callout)”中。

改變賬戶

這一按鈕允許用戶解除用戶簡介與wink賬戶的關聯，并簽署于另外的賬戶。

本地控制屏幕

當本地操作時，1個或者2個連接的負載可以是屏幕的主焦點。可存在用于非常容易地切換這兩個負載接通和關斷的接口(單擊通/斷)。

在這一主交互點之下，可以列出用戶已經分派的附加的設備。它們可以僅加載列表中的與本房間相關的項目，但該體驗可以呈自由形式(參見以下的“可選設備調出”)

遠程控制系統(訪問不同的房間)

1.利用房間圖標的點擊，提出房間開關模態。

2.選擇操作的房間。

3.這一屏幕可以是針對那個房間的本地控制屏幕的副本。

4.在x秒之后，可以對其重新設置，以使某人不能進入該房間以及控制錯誤房間。用戶不必擊中“后退按鈕”。

可選設備調出

用戶可以選擇附加的設備以出現在控制屏幕的底部。可滾動的選取框可以朝向所述屏幕底部定位。用戶可以滑動這些，直至定位了用戶希望加以控制的設備、并然后通過點擊選擇它為止。當選擇了設備時，其為該設備加載交互屏幕(WAC、Pivot Power等)。

這一列表中的最后一個圖標可以是“+”，以添加更多的設備。這可以加載用戶現存的Wink賬戶設備列表，并且提供經由所發現的Zigbee(IEEE802.15.4)設備以及WiFi設備添加更多設備的能力，這取決于如何對每一個設備進行配置。

房間開關模態

簡單的模態圖示出了所有所連接的控制器，并且通過名稱列出了它們。可以將這些連接建立為BLE上看到的注冊的設備和未注冊的設備，并且將它們顯示為“新控制器”或者“未注冊的控制器”，并將它們在下面的子目錄中列出為“新發現的”。

為了使用對講機，這一圖中的每一房間可具有與其相鄰的揚聲器圖標，以使能夠對于對講機以及“全部”揚聲器訪問該房間。

對講機

對講機工作于房間開關模態中，并且在接收方經由呼入的對講機模態來指示。

當用戶希望使用機械開關時

·對每一個開關進行編程，以控制本地環境(例如，Wink生態系統)中的本地負載或者任何可開關的產品。作為選擇，用戶能將本地和所連接的產品分組在一起。

·按下此開關，以控制用戶所選擇的產品或者產品組。

當用戶希望使用對講機時：

·從任何控制屏幕選擇房間選擇圖標。

·點擊的用戶希望與其打開通信的房間附近的揚聲器圖標或者點擊“全部”。

·當在該按鈕上保持手指時，自然地講話和所選擇的房間將接收顯示哪一個房間正在呼叫的彈出的對講機，并且具有其自己的能夠回話的揚聲器圖標。

當用戶正在設立時

一旦安裝了控制器，則其能從運行對應app的任何設備、使用設立向導或者經由藍牙在設備上直接設立。

本地設立：

·設立要求用戶登錄或者提示用戶創建賬戶。

·設立要求用戶WiFi信息(選擇用戶網絡、輸入用戶網絡密碼)。

·控制器連接于云，向例如Wink服務注冊，并且下載與所有用戶現存Wink產品相關的數據。

·設立要求用戶為用戶的本地負載命名。

·設立要求用戶向2個物理開關分派動作。

·設立要求用戶經由他們的具有藍牙的電話注冊用戶。

在便攜式設備上運行的應用(示例)

·在任何可兼容的設備上啟動app。

·針對賬戶進行登錄或者注冊。

·點擊“添加新的設備”。

·從列表中選擇控制器。

·App經由BLE搜索新的控制器。

·一旦發現，App就提交用戶的Wifi信息。

·控制器連接于云，向例如Wink服務注冊，并且下載與所有用戶現存Wink產品相關的數據。

·設立要求用戶為用戶的本地連接的負載命名。

·設立要求用戶向2個物理開關分派動作。

·設立預先配置第一用戶，并且提示用戶經由他們的具有藍牙的電話，創建更多的用戶。

儀表盤提供在用戶周圍的世界“掃視”的瞥見功能。

·時間

·溫度

·天氣

·重要系統信息(例如，“打開的車庫門”)

控制其它連接的產品

在加載控制屏幕底部滾動可得產品的列表。

點擊用戶希望控制的產品。

經由其自己的定制頁面圖與產品進行交互。

控制不同的房間

·從任何控制屏幕選擇改變房間圖標。

·選擇用戶希望選擇轉換至哪一個房間，并且點擊它。

·開始控制該房間，如同它是本地的。

發現新產品

只要安裝了新控制器，其就將自動地現身在設備設置/設備之下

·從加載控制屏幕選擇“設置”

·選擇設備設置/設備

·所有注冊的控制器設備在頂部列出，并且能通過鼠擊它們來配置。

·在“所發現的設備”下方列出所有未注冊的控制器設備。

·點擊這些設備中的任一個設備，以注冊其。

·將名稱給予新控制器。

準予允許用戶指定誰能訪問什么以及何時訪問。

示范性構造與部件(參見圖3)

表1

中央處理器–主機(Freescale i.MX6)

該板允許系統將安卓作為底層OS加以運行，并且啟動Wink app的定制結構。這一app可以滿足這一應用，但允許添加與Wink生態系統兼容的所有產品。

系統存儲器–主機

DDR3 512M×64

與非閃存2GB

串行異或閃存4MB

4.3＂電容多觸摸屏[MRD-DISP-001]

該產品的中心交互點，即該觸摸屏是其中大多數交互發生的地方。將個性化的儀表盤作為用戶默認設置，即快速觸摸切換至開關屏幕，這允許對開關替代的本地負載、以及任何其它部件的控制。

藍牙/WIFI Combo芯片(基于Broadcom BCM4334的Semco SWB-B53)

[MRD-SW-002]

不僅提供單元的連接性，該芯片還允許開啟Wink平臺能利用的整個新產品系列的藍牙和BLE連接性。

藍牙雖然如表述的那樣允許其它產品的控制，其還可以允許其它藍牙設備控制燈開關。

BLE允許系統基于誰站在面板處而服務定制體驗，因為將識別它們的電話。

WIFI能力提供經由本地路由器到因特網的連接性。

Zigbee模塊(Silicon Images EM357Ember)

[MRD-SW-003]

Zigbee的使用使能支持現存的產品(例如，無線燈泡(飛利浦色調等)以及未來產品的開發。Zigbee的使用也擔當用戶可能已經擁有的其它Zigbee產品的無源擴展器，從而增加其中他們現存的產品彼此合作的范圍。

2×瞬時開關

這些開關能控制它們之上的本地負載(用戶開關所綁定的燈)，并且還能將它們配置為虛擬控制對接通/關閉等做出反應的任何智能產品(車庫門、位于任何地方的智能燈泡[并且不止一個]、Pivot Power Genius)。令人滿意的點擊使得用戶知曉按鈕被按壓，并且是當用戶忙碌時與用戶的住宅進行交互、而無需與屏幕交互的一種快速的方式。

運動/Prox傳感器

[MRD-INP-001]

該IR傳感器是開關如何知曉用戶正要進行交互。這給予開關時間，以喚醒并且向用戶提供信息或者立即控制用戶需求，而無需用戶浪費時間來喚醒該單元。本領域技術人員將理解的是，可以取代IR傳感器，使用任何合適的運動或者位置傳感器。

2×固態AC繼電器

A/C繼電器為開關。連線這一開關是為了取代1或者2個具有相同SKU的開關。當給定信號時，這一繼電器將本地負載接通和關斷。該信號能來自本地按鈕、觸摸屏、或者運行wink app的任何其它設備。

AC/DC轉換器

這一轉換器能夠知曉如何向所述裝置加電。將來自聯接盒的AC電源轉換為DC。

溫度與濕度傳感器

在包括溫度與濕度傳感器的情況下，用戶在其指尖處具有有關其住宅的更多的數據。

麥克風

[MRD-INP-003]

麥克風給予控制機會以及合并內部對講機系統的能力。可以使用語音命令，并且能夠識別其它聲音(門的打開/關閉、狗吠等)

揚聲器

[MRD-OUT-001]

與麥克風一樣，揚聲器可以容許對講機可操作性，以及給予設備個性和語音、以及提醒與可聽見的警報。

以下，將給出一個或多個示范性實施例的進一步的技術細節。

示范性的結構

示范性的實施例可以包括：

●具有中央處理器的主板、存儲器、PMIC、WiFi/藍牙SIP模塊、Zigbee、溫度與濕度傳感器、麥克風、揚聲器、連接器、按鈕

●具有電容觸摸和保護透鏡的TFT-LCD顯示模塊

●AC-繼電器單元

●具有連接器的AC-DC電源單元

●機械組件部分

●硬件重置按鈕

●針對WiFi/BT和Zigbee的內部天線

●針對信號接口和電力連接的線纜/連接器

●所述設備可以支持用于控制本地或者遠程負載的兩個機械按鈕；可以經由GPIO配置的S/W

●所述設備可以嘗試裝配入北美單聯接和雙聯接墻上插座。

示范性的安裝方法

所述設備可以提供三個位置用于放置電源盒--右、中、或者左。

A.示范性的硬件功能框圖

圖3中描繪的結構圖示出了控制器和電源盒的示范性的高級體系結構。

示范性的中央處理器–主機

所述設備可以使用支持安卓OS框架的Freescale i.MX6系列處理器。[PR-001](PR引用參見以下的表2)

示范性的系統存儲器–主機

所述設備可以支持以下的系統存儲器[PR-002]：

●DDR3512M×64

●與非閃存2GB

●串行異或閃存4MB

示范性的WiFi/藍牙[MRD-COM-001][MRD-COM-002]

●可以使用基于Broadcom BCM4334的Semco SWB-B53模塊，來支持IEEE 802.11g/n以及藍牙4.0L.E。[PR-003]

●所述設備的測試與資格證明可以基于802.11g和n。[PR-004]

●所述設備可以使用用于802.11n的2.4GHz頻率頻帶。[PR-005]

●所述設備可以按IEEE 802.11n支持20MHz和40MHz的帶寬。[PR-006]

●燈開關可以支持藍牙4.0LE。[PR-007]

●可以由SWB-B53模塊處置WiFi藍牙并存。[PR-008]

●所述設備可以具有在WiFi和藍牙之間共享的一個天線。[PR-009]

示范性的Zigbee功能性[MRD-COM-003][MRD-SW-003]

●可以使用Silicon Images EM357Zigbee芯片，來支持Zigbee功能。[PR-010]

●所述設備可以支持Zigbee與WiFi和BT的共存，因為這兩種技術均使用了2.4GHz ISM的頻帶。[PR-011]

●所述設備可以支持Zigbee網狀網絡連接能力。[PR-012]

示范性的具有觸摸功能的TFT-LCD模塊[MRD-DISP-001]

●所述設備可以使用4.3英寸或者其它TFT-LCD顯示面板。[PR-013]

示范性的運動/接近度傳感器[MRD-INP-001]

●所述設備可以具有內置的運動或者接近度檢測傳感器，以允許用戶喚醒顯示器，例如，通過在顯示屏幕前方10cm揮手。[PR-014a]

●所述設備可以允許在最小等待時間內的4到5ft的可檢測范圍。[PR-014b]

示范性的溫度與濕度傳感器

●所述設備可以具有(多個)傳感器，以使智能燈開關能夠收集房間溫度與濕度信息。[PR-015]

示范性的麥克風與揚聲器[MRD-INP-003][MRD-OUT-001]

●可以將模擬麥克風和揚聲器與音頻編碼譯碼器一起對接于i.MX6處理器，以提供對講機和語音通知特征。[PR-016]

示范性的AC-繼電器開關

●AC-繼電器開關可以裝配于電源盒中。[PR-017]

示范性的AC-DC電源單元

●AC-DC PSU可以按100VAC到240VAC 50/60Hz之間的AC輸入操作。[PR-018]

●AC-DC PSU可以裝配于電源盒中。[PR-019]

示范性的機械設計

外部規范

用戶I/O接口

●觸摸屏

●按鈕×2

●LED指示器×2

●硬件重置按鈕×2

●揚聲器×1

●麥克風×1

●運動傳感器×1

●(多個)溫度與濕度傳感器

單/雙聯接盒不動產

●所述設備可以裝配于內部、蓋板上，并且可以機械地固定于北美單聯接和雙聯接墻上插座。[PR-020]

示范性的單聯接盒可以具有如下維度：

●寬：50mm

●高：87mm

●深：60mm

示范性的雙聯接盒可以具有如下維度：

●寬：94mm

●高：95mm

●深：70mm

●電源盒與設備可以遵循NEMA代碼。

圖12～17中描繪了進一步的示范性設計方面。

圖12～15描繪了實施例的開關設備的示范圖。圖16～17描繪了剖視圖。

機械按鈕

單聯接盒設計可以具有支持以下要求的兩個機械開關[PR-021]：

●所述設備本身可以具有位于右側的兩個按鈕，并且可被編程以控制住宅中的本地負載或者其它功能。

●所述設備可以具有用于兩個負載的端子；在單聯接配置中，一個可以為空。

●具有兩個開關的單聯接設計是標稱情況。標稱設計可以提供對于3和4塊聯接板的可擴展性支持。

●機械按鈕可以具有類似于歐姆龍的B3F-4005觸覺開關的感覺。

●操縱力可以為260g。

●開關的大小可以為12.5mm×12.5mm。

●開關的拱形罩的直徑可以為8.4mm。

示范性技術規范概述(表2)

本領域技術人員將理解的是，所列部件與材料、以及所描繪的具體配置僅為示范性的，并且可以使用其它配置、部件、以及材料，而不超出本公開的范圍。更具體地講，盡管此處已經描述了某些示范性的方面和實施例，但許多替換、修改、以及改變對于本領域技術人員來說將是顯然的。因此，此處所闡述的示范性的方面和實施例旨在說明，并非限制。可以在不脫離本公開的精神與范圍的情況下，進行各種修改。