用于接通/关断房屋的一组或全部灯或电器的方法和设备

申请号 CN201280054413.7 申请日 2012-07-03 公开(公告)号 CN104054153B 公开(公告)日 2017-05-24
申请人 埃尔贝克斯视象株式会社; 发明人 D.埃尔伯鲍姆;
摘要 用于经过 电路 中与包括 电流 传感器 和/或状态传感器的SPDT或DPDT 开关 连接的SPDT或DPDT继电器来开/关驻地和其它自动化系统的AC电器和灯的方法和设备。继电器的操作按键和电开关的键杆能够各用于经由许多众所周知的双通、三通或四通灯开关、通过在多步操作开关杆或按键来操作专用电器或灯、一组电器和灯以及全部电器和/或灯,其中包括情况设置。SPDT或DPDT继电器经由RF、IR和光纤来操作,传递四通 信号 以用于操作灯和报告状态。
权利要求

1.一种用于分步开/关多个负载的方法,每个负载由包括AC装置的单极双掷和双极双掷继电器中之一和至少一个单极双掷和双极双掷开关电路来操作,每个所述AC装置还包括电流传感器和状态传感器中的至少一个、CPU、存储器和设置选择器中的至少一个以及用于传播双通信号的至少一个收发器;
所述双通信号从包括经由光缆的光、IR、RF及其组合的组中选取,以用于经由控制器网络和直接地中的至少一个在所述多个负载关联的每个AC装置之间交换命令,从所述多个负载中选取的至少一个负载被指配为由第一开关所操作的第一负载,所述方法包括下列步骤:
a. 将一对滑动器线连接在所述单极双掷和双极双掷继电器与所述单极双掷和双极双掷开关之间,将AC电连接到所述AC装置和所述单极双掷和双极双掷继电器中所述之一的极,并且将所述第一负载连接到所述单极双掷和双极双掷开关的极;
b. 将所述AC装置和所述至少一个单极双掷和双极双掷开关共同安装到单个电气盒中或个别地安装到分离的电气盒中;
c. 经由所述设置选择器的至少一个来设置所述每个负载的细节,并且下载到每个所述AC装置的所述存储器中,其中包括所述多个负载的所选集群的细节;
d. 键控所述第一开关以用于接通或关断所述第一负载;
e. 由所述电流传感器和所述状态传感器之一来检测所述第一负载的后键控状态;
f. 通过所述检测来触发具有用于再键控的时间极限的定时器
g. 在所述时间极限之内再键控所述第一开关以用于调用所述所选集群的开/关;以及h. 经由控制器网络和直接地中的所述至少一个向与负载的所述所选集群关联的每个AC装置传播相当于所述后键控状态的集群开/关命令。
2.如权利要求1所述的用于分步开/关多个负载的方法,其中所述第一开关的再键控采用扩展时间极限来刷新所述定时器以用于重复再键控,所述方法还包括下列步骤:
i. 在所述扩展时间极限之内再键控所述第一开关以用于调用所述多个负载的开/关;
j. 经由控制器网络和直接地中的所述至少一个向与所述多个负载关联的每个AC装置传播相当于所述后键控状态的多个开/关命令。
3.如权利要求1所述的用于分步开/关多个负载的方法,其中,所述多个负载被编组为集群的一部分或一个以上集群,并且所述集群是至少两个负载或全部所述多个负载。
4.如权利要求1-3中任一项所述的用于分步开/关多个负载的方法,其中,指配的所述第一负载从包括以下的组中选取:所述集群的单个负载、所述集群的至少两个负载、所述集群的全部负载和所述多个负载的至少一个负载。
5.如权利要求1-3中任一项所述的用于分步开/关多个负载的方法,其中,所述AC装置还包括具有用于指示所述第一负载的后键控状态和所述AC装置的操作状态中至少一个的指示的按键,并且由所述第一开关所操作的所述第一负载被扩大成由第一开关和所述按键中之一来操作,并且在所述方法的步骤d.、g.和j.中的所述键控、再键控和重复再键控所述第一开关被扩大成键控、再键控和重复再键控第一开关和所述按键中所述之一,用于分别开/关所述第一负载和调用所述所选集群的开/关和所述多个负载的开/关中之一。
6.如权利要求3所述的用于分步开/关多个负载的方法,其中,所述AC装置是用于各经过包括所述单极双掷和双极双掷继电器和所述单极双掷和双极双掷开关的单独电路来开/关给定数量的负载的可数装置,所述可数装置还包括所述给定数量的单极双掷和双极双掷继电器,所述给定数量的所述状态传感器用于检测每个单独电路的状态;
所述给定数量从包括所述集群的一部分、所述集群、所述一个以上集群及其组合的组中选取,并且所述单独电路经由用于通过从包括所述第一负载、所述集群、所述一个以上集群、所述一个以上集群的另一个集群、所述一个以上集群的所有集群、所有所述给定数量的负载、所述多个负载的其它负载及其组合的组中选取的所述键控、再键控和重复再键控步骤的所述给定数量的负载的选择性开/关的所述设置选择器和下载中的至少一个有选择地设置;以及
所述CPU直接操作所述给定数量的单极双掷和双极双掷继电器,并且所述可数装置经由控制器网络和直接地中的所述至少一个传播与所述后键控状态相当的开/关命令。
7.如权利要求1-3中任一项所述的用于分步开/关多个负载的方法,其中,所述状态传感器包括两个电阻器,其各连接到滑动器端子或联合形成用于检测所述每个负载与带电AC之间的状态的分压器,并且所述电流传感器馈送耗用电流信号以用于报告由所述每个负载消耗的功率。
8.如权利要求1-3中任一项所述的用于分步开/关多个负载的方法,其中,所述集群开/关命令直接向每个AC装置的所述传播包括经过至少一个AC装置所级联的所述光缆的级联链的直接传播,并且经由所述网络的传播数据之一与耗用电流和由所述每个负载消耗的功率有关。
9.一种用于分步开/关多个负载的设备,每个负载由包括AC装置的单极双掷和双极双掷继电器中之一和至少一个单极双掷和双极双掷开关的电路来操作,所述电路将一对滑动器线连接在所述单极双掷和双极双掷继电器与所述单极双掷和双极双掷开关之间、将AC电力连接到所述AC装置和所述单极双掷和双极双掷继电器的极并且将所述每个负载连接到所述单极双掷和双极双掷开关的极,每个所述AC装置还包括用于检测其负载的状态的电流传感器和状态传感器中的至少一个、CPU、设置选择器和存储器中的至少一个以及用于传播双通信号的至少一个收发器;
所述双通信号从包括经由光缆的光、IR、RF及其组合的组中选取、以用于在经由控制器网络和直接地中的至少一个与所述多个负载关联的每个AC装置之间交换命令,从所述多个中选取的至少一个负载指配为由第一开关所操作的第一负载;
所述命令包括所述第一负载的细节,其中包括所述第一负载和从经由所述设置选择器的至少一个所设置并且下载到所述存储器中的所述多个负载的所选集群的细节,所述检测包括所述状态和后键控状态的变化的检测,其中产生于键控所述第一开关的后键控状态的所述检测触发具有时间极限的定时器以用于多步键控;以及
通过经由所述控制器网络和直接地中的所述至少一个向与所述集群关联的每个AC装置传送与所述第一负载后键控状态相当的、到所述集群的负载的集群开/关命令,所述时间极限之内的所述第一开关的再键控调用所述所选集群的开/关。
10.如权利要求9所述的用于分步开/关多个负载的设备,其中,所述第一开关的所述再键控采用扩展时间极限来刷新所述定时器,以用于在所述扩展时间极限之内重复再键控所述第一开关以用于经由所述控制器网络和直接地中的所述至少一个向与所述多个负载关联的每个AC装置传播与所述后键控状态相当的、到与所述AC装置关联的全部所述多个负载的多个开/关命令。
11.如权利要求9所述的用于分步开/关多个负载的设备,其中,所述多个负载被编组为集群的一部分或一个以上集群,并且所述集群是至少两个负载或全部所述多个负载。
12.如权利要求11所述的用于分步开/关多个负载的设备,其中,指配的所述第一负载从包括以下的组中选取:所述集群的单个负载、所述集群的至少两个负载、所述集群的全部负载和所述多个负载的至少一个负载。
13.如权利要求9-11中任一项所述的用于分步开/关多个负载的设备,其中,所述AC装置还包括具有用于指示所述第一负载的后键控状态和所述AC装置的操作状态中至少一个的指示的按键,并且由所述第一开关所操作的所述第一负载被扩大成由第一开关和所述按键中之一来操作,并且所述键控、再键控和重复再键控所述第一开关被扩大成键控、再键控和重复再键控第一开关和所述按键中所述之一,用于分别开/关所述第一负载和调用所述所选集群的开/关和所述多个负载的开/关中之一。
14.如权利要求13所述的用于分步开/关多个负载的设备,其中,所述AC装置是用于各经过包括所述单极双掷和双极双掷继电器和所述单极双掷和双极双掷开关的单独电路来开/关给定数量的负载的可数装置,所述可数装置还包括所述给定数量的单极双掷和双极双掷继电器继电器,所述给定数量的所述状态传感器用于检测每个单独电路的状态和所述给定数量的所述按键;
所述给定数量从包括所述集群的一部分、所述集群、所述一个以上集群及其组合的组中选取,每个所述单独电路经由用于通过从包括所述第一负载、所述集群、所述一个以上集群、所述一个以上集群的另一个集群、所述一个以上集群的所有集群、所有所述给定数量的负载、所述多个负载的其它负载及其组合的组中选取的所述键控、再键控和重复再键控的所述给定数量的负载的选择性开/关程序的所述设置选择器和下载中的至少一个有选择地设置;以及
所述CPU直接操作所述给定数量的单极双掷和双极双掷继电器,并且所述可数装置经由所述控制器网络和直接地中的所述至少一个向其它AC装置和与所述多个负载关联的可数装置中的至少一个传播与所述后键控状态相当的所述开/关命令。
15.如权利要求9所述的用于分步开/关多个负载的设备,其中,所述状态传感器包括两个电阻器,其各连接到滑动器端子之一,并且联合形成用于检测所述每个负载与带电AC之间的状态的分压器,并且所述电流传感器通过经由级联光缆的直接和经由至所述控制器的所述网络之一来馈送耗用电流信号以用于报告由所述每个负载消耗的功率。

说明书全文

用于接通/关断房屋的一组或全部灯或电器的方法和设备

技术领域

[0001] 本发明涉及结合机械SPDT电开关(包括电流和状态传感器)来远程操作家庭自动化中使用的、经由无线远程控制或塑料光纤和光波导线缆所操作的SPDT AC功率半导体开关或继电器。

背景技术

[0002] 远程操作AC功率继电器接通和关断电气设备,例如家庭、公寓、办公室和大楼中的家用加热器、空调、电动窗帘、照明和其它电气设备。但是,检查远程操作电器的操作状态是复杂的。几乎所有电气设备不报告其状态,以及操作远程控制装置的人必须通过在所操作电器的现场以检查灯是接通还是关断或者空调单元是否被激活,来检查所操作装置的接通或关断状态。
[0003] 包括IR或RF无线远程控制单元的大多数远程控制装置使用同一电源按键(和代码)来接通和关断电器,因此,在操作人员没有到现场亲自检查的情况下,通过大多数当前可用的远程控制系统,不可能从远程地点肯定地检查通-断电状态。这种流行的现有技术使得不可能没有错误地命令一组灯或全部灯或者一组电器或全部电器经由单个按键、命令或过程来接通或关断。
[0004] 家庭自动化的一种流行现有技术通过将继电器的驱动器电路状态或者发送给每个继电器的最后一个命令分接,使用继电器状态来更新系统控制器。这类现有技术系统要求整个电气布线结构的重新设计以及各驻地的AC电气布线结构的单独定制。这种任务要求专业人员来配置、安装和维护,其全部是高费用的。
[0005] 基于继电器状态的电器状态报告没有可靠地提供实时耗用电流状态,例如,锅炉的继电器状态将继续保持,即使在锅炉的电力被锅炉恒温器切断时没有耗用电流的情况下。此外,流行的现有技术仅应用于固定布线的电灯和电器。它不能应用于通过无线远程控制来操作并且随机连接到AC插座的电器。
[0006] 此外,已知的AC布线规则和建筑规范禁止AC电力线与同一电气盒内部的电压信号线的连接、混合和结合和/或AC电力线与同一导管中和/或同一暗线箱中的同一继电器的低电压控制线和/或与暗线箱内部的其它电力装置的连接、混合或结合。这类严格的电气和建筑规范将家庭自动化装置的控制缩小到基本的三个通信信号,包括无线(IR和RF)和经由AC电力线的调制RF。这要求采用低电压布线的整个网络来取代AC布线开关以及采用小键盘触摸屏和其它低电压控制装置来取代开关。
[0007] 当今家庭自动化系统的远程控制的另一个重要性是经过因特网经由PC、经由移动电话、iPad和/或经由其它PDA装置远程接通和关断电气设备的能力。但是,这种远程控制的问题是需要被操作电器的所检查通-断状态和/或涵盖给定房间、房屋、办公室、公寓或大楼的所有远程控制电器和灯的状态报告的可用性。包括每个单独房间、房屋、公寓、办公室和企业的具体详列消耗的功率消耗报告为电器和灯的无错误远程控制提供所需数据。
[0008] 在美国专利7649727和7864500中公开了用于检测通-断状态或者待机状态和耗用电流的装置,在美国专利7639907中公开了用于经由双通RF或IR远程控制系统来传递这类通-断或待机状态的IR装置连同用于操作AC电力开关和AC操作电器的IR远程控制装置,以及在美国专利申请12/236656、12/725808、12/761484、12/963876和13/086610中公开了经过光波导或光纤线缆所操作的这类装置,通过引用将所引用美国专利和申请的内容结合到本文中。
[0009] 类似地,在美国专利7290702和7973647中还公开了用于将远程控制装置与可视对讲机系统和购物终端集成的这类方法和设备。
[0010] 对于所有所公开和已知电力开关和控制装置,需要接入装置,即,建立用于馈送控制信号的连通性并且经由开关或者经由电力插座来检索开关状态和/或电流消耗。但是,禁止低电压通信线路与AC电力开关和AC电力插座连接的电气安全规范和规则迄今为止阻止所需功率消耗报告。为了提供可靠通-断和操作命令的传播以及又接收状态报告和/或实现低电压控制装置与AC电力开关和插座之间的非限制连通性,在以上引用的美国专利和申请中引入光纤和光波导的使用。
[0011] 此外,美国专利7649727和7864500中以及所引用申请中所公开的远程控制SPDT继电器在电气盒中提供与机械SPDT开关相邻的、在同一电气盒中附连或接合到SPDT开关本身的组合自动化继电器和电流传感器。用户的偏好是通过他们习惯操作的开关的单个键杆来开/关灯或一组灯,以及此外,增加用于自动化的不同按键和/或用于开/关灯或全部灯的附加按键在架构上不是合意的。类似地,用户不欢迎他们必须一直走到壁挂触摸屏控制器以接通-关断不同的灯或全部灯的思路,而在驻地的每一个房间或区域中提供触摸屏是价格昂贵的并且集成是复杂的。将通用AC电气布线开关的单个或多个老式键杆用于操作给定灯、一组灯或者全部灯的需要是驻地和其它房屋自动化所需的。提到“老式”键杆不应当按字面上理解为“旧的”。“老式”的键杆应当被看作包括有吸引力的现代设计和造型的键杆以及AC电气布线开关的穿墙护罩。

发明内容

[0012] 本发明的一个目的是提供用于将与机械或半导体AC电力SPDT继电器(包括电流和/或状态传感器)连接、附连或接合的手动SPDT电力开关的任一个变换为用于接通-关断直接连接到手动开关的单独的灯或多个灯或电器以及房屋的一组灯或全部灯的组合开关的方法和设备。
[0013] 在以上引用的美国专利7649727和7864500中公开了AC电流传感器。在美国专利申请12/236656、12/725808、12/761484、12/963876和13/086610中公开了经由光波导或光纤线缆进行操作的继电器和电流传感器,通过引用将其全部结合到本文中。
[0014] 本发明的另一目的是提供多个SPDT继电器,其中具有多个按键部件,供连接到多个SPDT手动开关,其用于通过专用控制器、和/或视频对讲机和/或“购物终端”和/或经由通信网络(包括生成并且经过IR驱动器电路(如以上引用的专利7290702和7973647中所述)并且经过所连接SPDT手动开关的任一个从专用控制器、视频对讲机和购物终端向不同电器传播控制代码和信号)来接通-关断多个灯和“全部”灯。在美国专利7461012中公开了“购物终端”,以及在美国专利5923363、6603842和6940957中公开了视频对讲机系统,通过引用也结合到本文中。
[0015] 在以下描述和权利要求书中,术语“带电AC”指的是AC电力或干线的“火线”,与AC电力或干线的中性线相对。
[0016] 在以下描述和权利要求书中,术语“负载”指的是经由通-断开关和/或经由电流传感器连接在中性线和带电AC线之间的电器,例如灯具或其它电气设备。
[0017] 在以下描述和权利要求书中,术语“按键”指的是用于操作电气开关和/或低电流信号开关的推送、按压、按下、触摸、点击、滑动、拨动、翻转、杆、交替(sea-saw)和其它结构,术语“键控”指的是操作所列开关结构。术语“再键控”指的是重复进行同一按键的按键。
[0018] 在以下描述和权利要求书中,术语“光波导”是由Toray Industries Ltd.(日本)用于推出其具有大芯径以用于传播更多光线的塑料光纤(称作POF)的术语。POF或光波导衰减在650 nm或者可见光的红光区为最低。在以下描述和权利要求书中使用时,术语“光波导”涵盖塑料光纤和具有250微米的线芯、又称作多模或阶梯折射率光纤线缆的任何其它光纤线缆。
[0019] 在以下描述和权利要求书中,术语“光发射器”指的是LED、激光器或其它光发射装置,其将电信号变换为IR或可见光信号或者它们两者。
[0020] 在以下描述和权利要求书中,术语“发射IR”或“IR信号”指的是在空中来自光发射器、例如来自手持远程控制或者来自IR转发器的IR信号发射。
[0021] 在以下描述和权利要求书中,术语“光信号”指的是UV光谱、可见光谱和IR光谱中经由光波导和/或光纤线缆所传播的电磁辐射信号。
[0022] 在以下描述和权利要求书中,术语“光接收器”指的是用于接收IR或可见光信号并且将其转换为电信号的光电二极管、Pin二极管、光电晶体管或者其它光电探测器。光接收器还指的是将可见光或IR变换为电荷的光伏电池
[0023] 在以下描述和权利要求书中,术语“接收IR”或“IR信号”指的是例如来自手持IR远程控制或者经由IR转发器的视线中的空中IR的接收。
[0024] 在以下描述和权利要求书中,术语“光收发器”指的是经过半导体封装与用于传播双向或双通(bidirectional or two way)光信号、到单个光纤或光波导线缆的直接光链路的组合通路或者经由附连到或者包括用于经过单个光波导或光纤线缆、通过偏转、定向或过滤所接收光信号将双通光信号传播到接收器并且允许所传送光信号进入光介质线缆的光棱镜或其它光结构(例如半反镜、透镜或过滤器)通路所接入的组合光发射器和光接收器。术语“光收发器”还适用于经由一个光波导或光纤线缆中包含的双芯和/或经由两个光学光波导或光纤线缆(其各具有单芯和/或传播空中的双向或双通IR信号)来传播双通或双向光信号的独立发射器和接收器。
[0025] 在以下描述和权利要求书中,术语“光电端口”指的是用于附连双向和单向光通信的单个光波导的光通路,术语“光电端口”可涉及两个或更多光通路,各用于经由光波导的双向或单向光通信。两个光电端口可用于经由两个光波导的双向通信。光电端口可包括上述棱镜和其它光结构。
[0026] 在以下描述和权利要求书中,术语“无线收发器”涵盖用于传播和接收空中的IR信号、包括组合作为独立装置的IR TX和IR RX的IR收发器的全类型的RF收发器和IR收发器。
[0027] 在以下描述和权利要求书中,术语“收发器”涵盖全类型收发器,包括RF收发器、IR信号收发器和光收发器。
[0028] 在以下描述和权利要求书中,术语“AC开关装置”或“AC装置”指的是用于经由半导体或机械接触继电器来操作AC电器的远程控制AC电力装置以及用于操作例如AC供电电动机或开器的远程操作机械继电器,并且还包括电流传感器和AC插座及其组合。下文和权利要求书中的术语“继电器”和“多个继电器”涵盖机电继电器和半导体继电器,例如晶闸管、双向可控和FET。术语“AC装置”的特征在于由AC电力供电,和/或与电器串联连接,其直接或非直接地连接到带电AC线,并且由IR、RF和/或经由包括可见光和/或IR信号的光信号、经过光波导或光纤线缆来远程操作。
[0029] 即使在描述和权利要求书中可能仅叙述IR或可见光,但是术语经由光波导或光纤线缆所传播的“IR”和“可见光”指的是两者,除非另加具体限制。术语“IR”或“可见光”交替使用,而不应当是对经由光波导到一个或另一个的传播信号的限制。
[0030] 在以下描述和权利要求书中,术语“无线”指的是在空中所传播的、包括IR和RF的所有信号。
[0031] 在以下描述和权利要求书中,术语“低电压装置”和/或“低电压控制装置”和/或“命令转换器”指的是由低AC或DC电压、例如12 V DC所供电的控制装置,其用于经由空中的RF或IR或者经由光波导的光信号与AC装置进行通信,并且包括IR、RF和/或光收发器中的一个或多个,其中具有附连设施,用于附连和固定用于单通或双通或双向通信的一个或多个光波导。
[0032] 在以下描述和权利要求书中,术语“电流传感器接收器”指的是低电压装置,其用于经由光波导或空中的无线信号从AC供电电流传感器装置接收与耗用电流数据有关的光信号,通过感应或者通过磁霍传感器或者例如以上引用的美国专利和申请所公开、用于向系统控制器传递耗用电流或状态的其它电流感测方法来检测经过AC电力线所耗用的AC电流。
[0033] 供引入电气盒、与手动SPDT开关和本发明的其它对象远离、相邻或接合的远程控制和/或手动操作AC开关装置通过将包括经由光波导或光纤线缆和/或通过无线包括IR或RF或者两者所控制的半导体SPDT开关或SPDT继电器的AC开关装置连接或附连手动AC SPDT开关、通过经由滑动器(traveler)线或引出线将AC装置连接或附连到手动AC开关来获得,以及通过操作手动开关的键杆或者AC开关装置的按键并且通过经由光波导或光纤线缆或者经由IR或RF在空中传递单通或双通光信号、包括操作AC开关装置的命令来控制组合或接合SPDT继电器和手动SPDT开关,并且又接收确认、例如来自AC装置的AC耗用电流或者所连接灯或电气设备的状态、例如直接或者经由AC装置来自电器的通-断状态信号。
[0034] 状态能够响应所接收操作命令或者响应查询命令(对状态数据的请求)而生成,其中包括基于如传感器所测量的耗用电流的应答,由此提供家用电气设备和灯的无错误远程控制以及用于实现对一组或全部灯的无错误通-断命令的无错误实时电流消耗数据。
[0035] 与所引用待决美国申请和专利相似,本发明使用包装或封装有单个或多个收发器的附加无线和/或光波导操作AC继电器(其包括机械或半导体SPDT继电器和电流传感器)以及例如用于按照级联链将光波导输入输出级联到串联连接的多个AC装置、对单个光波导或多个光波导的通路的组合。
[0036] 封装外壳设计和构造成与所选流行手动激活SPDT或DPDT开关连接、附连或物理接合,供安装到标准单或多组或其它单独标准尺寸电气盒中或者相邻或远离盒中。隐藏在手动开关后面的AC装置能够构造成没有操作按键,而紧挨或远离手动开关所安装的AC装置能够包括用于操作灯或电器的按键,并且包括用于使同一按键或手动开关按键能够操作一组电器或灯(包括所有电器和/或灯)的程序。
[0037] 包括IR或RF接收器和发射器或收发器的SPDT继电器以及AC电流传感器和光波导或光纤线缆的电路(包括AC继电器与包括所引用美国专利和申请中所公开的光波导转换器的低电压IR或RF传播装置之间的单通或双通IR、RF或可见光通信信号的传播)的详细电路和框图适用于本发明的优选实施例,除了将多个AC开关或继电器组合为单个多继电器装置之外,如稍后将说明。
[0038] 因为光波导和/或光纤线缆是阻燃剂和完美绝缘体,所以它们能够与导管中的AC线结合和混合,并且附连到同一电气盒内部的AC开关装置或AC电流传感器。通过这种布置,有可能由AC电力向AC开关装置的控制电路供电,并且传播空中的RF或IR通信信号或者经由光波导的可见光信号,以操作AC开关装置和AC电流传感器。
[0039] 将包括电流传感器或状态传感器的封装AC继电器装置结合到现有标准电气开关的方法引入若干主要优点;一个是降低开关的总成本,因为能够使用标准低成本、批量生产的开关。第二优点在于,常用手动开关的手动起动全部在于,它开始与本发明提供的添加配合操作开关(当前操作电灯开关的方式),其是起动同一手动开关的同一键杆以用于接通-关断专用灯、一组灯或电器和全部灯或电器的能力。
[0040] 包括由无线远程控制单元、小键盘、专用控制器、可视对讲机监测器并且经由因特网或移动电话或iPad并且通过本发明并行地远程操作开关的增加优点是本发明的其它目的,完美和谐地得到,而没有手动与远程开关操作之间的冲突,如所引用美国专利和申请中和以下所述。
[0041] 待决美国申请讲授两种类型的开关用于AC电器和灯具,即用于给定电器的通-断开/关的单极双掷(SPDT)开关,例如用来从两个独立位置开/关灯具。在需要三个或更多开关来接通-关断同一灯具的情况下,另一种类型的双极双掷(DPDT)开关被使用,并且按照给定直交(straight-cross)配置连接在如上所述的两个SPDT开关之间。DPDT开关和DPDT继电器又称作“换向”或4通开关或继电器。
[0042] 相应地,本发明的另一目的是将光波导附连到AC SPDT继电器装置,其连接到SPDT和DPDT灯开关之一,以用于经由一个或者级联的若干手动开关来操作灯具或其它电气设备。由此,经由“常用”手动开关保持操作,并且经由按照给定配置连接到一个或若干开关的无线或光波导控制SPDT继电器提供远程开/关的便利和效率。
[0043] 本发明的又一目的是附连无线或光波导操作DPDT继电器,以用于接通-关断连接到两个手动SPDT开关以及包括两个SPDT和一个或多个DPDT开关的更广泛开关设置的系统中的灯具或其它电气设备。
[0044] 包括AC电流传感器(通过其例如向电视接收器馈送电力)的AC开关装置的IR或RF接收器和发射器经由光纤或光波导线缆并且经过所公开IR或RF接收器或者IR或RF转发器(其又向电视接收器发送加电命令)向专用家庭自动化控制器、视频对讲机或购物终端传送关于电力这时接通的应答,由此采用电视“通态”、或者在命令将关断电视机时的“断态”来更新家庭自动化控制器或所述视频对讲机或购物终端。
[0045] 以下提到家庭自动化控制器将是与美国专利和申请中公开的视频对讲机和/或购物终端相似的具有控制按键或触摸屏和电路的面板装置。附图说明
[0046] 通过以下参照附图对本发明的优选实施例的描述,本发明的以上及其它目的和特征将变得显而易见,其中:
[0047] 图1A和图1B是包括用于级联优选实施例的光波导的双通路、供连接到标准AC SPDT开关或多个开关的SPDT和DPDT AC开关装置的电气框图;
[0048] 图2A是包括用于级联包括优选实施例的多个继电器和按键的光波导双通路、供连接到多个标准AC SPDT开关的SPDT AC开关装置的电气框图;
[0049] 图2B是用于识别负载的通-断状态的状态传感器的电路图;
[0050] 图3A、图3B和图3C是包括用于级联优选实施例的光波导的双通路、供与SPDT AC开关并排地、在其后部安装和附连并且与其接合的SPDT AC开关装置(例如由Gewiss(Italy)、Legrand(France)和Leviton、Pass&Seymour或Cooper(US)制造,并且安装和附连到标准欧洲或美国电气盒中)的图示;
[0051] 图4A和图4B是优选实施例的图2的多继电器AC开关装置的SPDT不同设置、供安装到标准单组美国和意大利或欧洲电气盒中的图示;
[0052] 图5是供经过在多继电器AC SPDT装置后部的滑动器端子与包括用于连接优选实施例的级联光波导的又光电端口的SPDT灯开关连接、图4A和图4B的多继电器SPDT AC开关装置的说明性连接图;
[0053] 图6A和图6B是包括光波导、IR驱动器和RF收发器的通路、到小键盘并且经过USB驱动器到优选实施例的PC和因特网的连接的房屋控制器的框图和图示;以及
[0054] 图7A、图7B和图7C是本发明的优选实施例的用于接通-关断专用一组和全部灯或电器的AC开关装置和手动SPDT开关的键杆的操作的图示。

具体实施方式

[0055] 图1A和图1B示出概括用于经过SPDT开关1手动地、并且由图1A的AC开关装置10的SPDT继电器18和图1B所示开关装置10B的DPDT继电器19远程地操作AC电器、例如灯具或加热器的通-断开/关电路的框图。已知单极双掷(SPDT)开关1包括杆促动极触点P,其使得能够从滑动器端子T1交换到T2,以用于结合用于家庭、办公室和其它房屋自动化并且在所引用美国专利和申请中公开的AC装置10和10B的远程操作机械或半导体SPDT和DPDT继电器来将AC电力连接到电器或负载。与SPDT开关相似,SPDT或DPDT继电器触点连接或中断经由AC开关装置10和10B(以下表示图3A、图3B、图3C、图7B和图7C所示AC开关装置10、10FR、10EU和10IT的每个)的继电器部件18或19馈送给AC电器的AC电流。
[0056] 图1A和图1B的SPDT开关和SPDT或DPDT继电器经由两个滑动器线路T1或T2相结合以用于将SPDT开关1与AC装置10的SPDT继电器18或者AC装置10B的DPDT继电器19(在所引用美国专利和申请中公开)连接用于经由AC装置10或10B的继电器的任一个远程地并且经由开关1手动地提供AC电器的两个单独通-断开/关。
[0057] 图1B的开关电路示出如何有可能经由AC装置10B的DPDT继电器19远程地、并且经由两个手动SPDT通-断开关1和经由多个级联DPDT开关(其在这里未示出,但在所引用美国专利和申请中公开,通过引用将其内容结合到本文中)来接通-关断给定电器。按照级联滑动器链所连接的已知双极双掷(DPDT)开关和继电器以直线交叉或连接滑动器。如美国专利和申请中所公开,从每个DPDT开关的直线到交叉的交换使n个DPDT开关能够在级联电路中连接,以用于通过线路中的DPDT开关的任一个单独地和/或经由所公开DPDT或SPDT继电器远程地手动接通-关断电灯或电器。
[0058] 但是,级联滑动器线路的远程开/关造成可靠性问题,其中对于电器的无错误远程开/关,需要知道电器操作状态。在命令继电器进行交换之前,需要知道电器电源是接通还是关断。没有电器状态,SPDT或DPDT继电器的换向可能与预计命令相反地开/关电器电源。例如,不知道加热器被关断,命令加热器继电器进行关断可接通加热器。有可能基于例如馈送给远程操作SPST(单极单掷)继电器的驱动器电路的命令来识别灯具是否点亮。但是,当SPDT或DPDT继电器连接到随机地手动操作的SPDT或DPDT手动开关时,不可能依靠继电器状态。
[0059] 此外,为了使SPDT继电器控制变得真正可靠,需要馈送与灯或AC电器的耗用电流或通-断状态(其从灯或电器传播到控制器)有关的确认或数据。这要求双通或双向通信、送往AC功率继电器或电器本身的控制命令以及从电器或AC继电器装置到控制器的所返回确认、状态或电力耗用电流数据。对于向发电站馈送电流耦合或功率消耗数据的需要是家庭自动化考虑因素的核心主题和主要目标,以及全球的争论当前保持在信号或数据连通性和智能电网程序的主题。
[0060] 待决美国申请公开了双向IR和RF通信(在空中)以及经由光波导或光纤线缆的可见光通信以用于远程操作电器、包括接收所返回数据。即使无线通信感知为简单,但是它们不是很可靠的,例如,房间内的阻碍物体的移动或放置可阻碍送往IR远程通-断命令的视线,包括来自所引用专利和申请中公开的IR远程控制转发器的命令。电器返回确认和/或通或断命令本身可变得被阻碍和不可靠。
[0061] RF可通过通过对/从其它驻地进行入侵来错误地传送和接收,和/或RF信号不一定覆盖整个驻地,以及命令或者所返回数据没有被传递或者没有按照预期到达其目的地。用于覆盖驻地的许多电器和AC插座的RF网络要求广泛、复杂和准确的寻址,其远远超出电气安装人员的训练和技术知识。
[0062] 与图1A和图1B所示SPDT开关1的未知状态相关的可靠性问题使开关杆5和/或继电器极P和P1/P2的通或断状态不明确。这是图1A和图1B所示杆5的位置没有称作通或断、而是称作位置1(Pos.1)和位置2(Pos.2)的原因。不能够具有图1A和图1B所示SPDT或DPDT开关和继电器18或19的准确通-断状态造成系统可靠性问题。其原因是不可能使AC装置10或10B识别开关或者多个开关5的极P以及DPDT开关(未示出)的极P1/P2的Pos.1或Pos.2状态。
[0063] 在所引用美国专利和申请中公开了用于向专用控制器或者向可视对讲机或者向购物终端(其控制家庭自动化的AC装置、电气开关和AC插座)提供可靠通-断状态的解决方案,即,引入电流传感器16。电流传感器16是通过感应的电流传感器、磁霍耳感测电路或者其它已知电流感测电路和方法的任一种,它实时地识别电器状态,以用于经由光波导或者空中的IR来传播包含与电器的状态有关的数据的光信号和/或传播RF信号。
[0064] 这个数据包括检查耗用电流,并且因而使控制器能够肯定地接通和关断灯或电器。此外,它提供使驻地、办公室或其它企业或组织向发电站的智能电网报告其实时耗用电流或功率消耗的基础
[0065] 继电器18或19、CPU 11或21和其它内部电路的DC电力能够通过使用所引用美国专利和申请中公开的电路或者用于所需的低DC电流的任何其它已知开关电源电路和/或使用低DC电压或电流模拟调节器以分接带电AC线路与负载之间的剩余电压或耗用电流,来使用剩余整流AC电力。
[0066] 如所引用美国专利和申请中所述,不将AC中性线连接到AC装置的原因是如用于连接AC开关那样经过常用AC电力布线来连接AC开关装置的意图。由于当前安装的布线仅使用带电AC和负载线路,即,仅两个导线通常见于导管和暗线箱中,所以意图是提供无需变化而与用于照明和其它电器的通常现有的两个导线配合操作的装置。但是,这种常见布线的DC供电电路更为复杂、不太有效、要求折衷并且是昂贵的。
[0067] 另一方面,所有已知电气布线的现有规则、规范和规章制度准许将AC中性线不受限制地引入导管以及AC电气暗线箱的任一个中,包括这种AC中性线连接到所有AC开关和其它AC装置及电路。此外,考虑本发明要求对AC装置物理地引入光波导和光纤线缆,中性AC线路随光波导的同时引入是对提供附连到本发明的流行AC开关的小尺寸AC装置的最节省成本的答案。通过盒中的中性线,使用如所引用美国专利和申请中所公开的之类的低功率开关调节器IC和类似低消耗电源来引入通过AC电力线所供电的众所周知的低电流DC电源是简单的。
[0068] 通过以上描述变得显然,本发明的SPDT AC开关装置能够安装到迫使电气规范和规则所布线的标准电气AC盒中,而无需对通常安装的电气系统的基本布线的明显变更,并且附连到SPDT或DPDT AC开关,其中没有损害效率、具有低成本和简洁性。
[0069] 参考专利申请12/725808和12/963876讲授光波导或光纤线缆与AC开关和其它AC装置及电器、例如灯具的级联连接。专利申请12/236656公开了用于将光波导和光纤线缆附连到光通路的许多其它变化。光波导线缆末端通过锋利切断机来端接,供附连到光通路,作为单通或单向和双通或双向及其组合所公开。
[0070] 通过包括所引用美国专利和申请的以上概念和说明很显然,具有或没有电流传感器的AC开关装置能够经由光信号的级联链、经过光波导或光纤线缆并且通过调整为视线的IR和/或通过无线RF信号来控制。
[0071] 通过所引用美国专利和申请的理论也变得显然,AC装置、例如电流传感器或AC开关装置或AC插座能够采用与电器的细节(包括房屋的房间或区域)有关的地址、经由图1A、图1B、图2C、图3C、图4A和图4B的设置选择器24-1 24-n和/或经由将这类细节和地址下载到~AC装置所包含的存储器中来设置。这包括经由RF信号、空中的IR信号并且直接经由经过光波导或光纤线缆的光信号以及经由手持装置来下载到AC装置的一个或多个光波导通路(称作光电端口)中。
[0072] 本发明的AC装置与所引用美国专利一申请中的所公开AC装置之间的差别是,在AC装置和方法的程序中,将“双重键控”(“double keying”)指配给AC装置的按键或者将“双重动作”指配给开关的杆,例如“通-断-通”或“断-通-断”。该指配可适用于安装在流行SPDT或DPDT开关背后、或者与同一暗线箱中的开关并排安装或者通过滑动器线所连接并且安装在远离开关、以用于接通-关断一组或全部灯或电器的AC装置的任一个,如下面进一步说明。
[0073] 另一个差异是图2所示的多继电器AC装置20,其封装到单个AC装置以用于接通-关断图4A、图4B和图5所示的2、4、6、8或n个灯或其它电器。多继电器AC装置20包括与图1A所示电路相似的电路。AC装置20的特征在于用于连接到多个SPDT或DPDT开关的多个SPDT继电器。图2所示的继电器18-1、18-2和18-n是与图1A的继电器18相似的继电器,其中每对端子T1和T2连接到SPDT或DPDT开关。AC装置20的CPU和驱动器21编程为单独操作继电器18-1~18-n、如按键25-1 25-n所命令来操作一组或全部继电器,如果它是单独关断或接通或者一~
组或全部继电器。对于无错误开/关,CPU和驱动器21必须提供有直接地或者经由DPDT开关(未示出)的级联链连接到SPDT开关的所有负载的状态。
[0074] 所引用的专利和申请讲授用于识别负载的状态的电流传感器的使用。术语“负载”用来替代以上使用的术语“灯”和“电器”。
[0075] 图1A和图1B示出两个传感器、电流传感器16和状态传感器15。对于AC装置10和10B不需要所示的状态传感器15,因为经过继电器18或19的触点并且经过SPDT或DPDT开关或多个开关与负载串联连接的电流传感器16将肯定地识别经过负载的耗用电流,并且因此提供无错误状态。
[0076] 与电流传感器16相对照的状态传感器15不提供耗用电流值或数据,但是它通过识别继电器极位置与SPDT开关位置并且当继电器极或手动SPDT开关将带电AC电力与负载断开时输出信号,来提供状态数据。简单来说,状态传感器在负载连接到T1或T2滑动器端子之一并且带电AC馈送到另一滑动器端子时输出信号。
[0077] 图2B示出本发明的优选实施例的状态传感器15的概念电路的电路或框图,其中均具有高欧姆值的两个所示感测电阻器R2和R3连接到SPDT继电器18的两个滑动器端子T1和T2。R2和R3经由串联电阻器R4在其另一端共同连接到FET Q1栅极以及经由齐纳二极管D1连接到地。为了清楚起见,由电源17所馈送以用于向AC装置10、10B和20的CPU、继电器和其它电路供电的地电位和DC极连接到带电AC。地DC电位和正DC或VCC例如是对AC带电线路所测量的+12 V或+5 V或+n V。
[0078] AC带电线路直接连接到所有所示继电器18和19的极端子,并且因此当继电器极18与端子T2相接触时,与图2B所示的极位置相反,传感器电阻器R3处于DC地电位,以及FET Q1栅极信号为零,从而使FET Q1保持在断态。
[0079] 图2B所示继电器18的极与端子T1相接触,而负载R1与开关1的端子T2相接触。相应地,固定连接到中性线N并且示为与带电AC的直接接触切断的负载R1而是经由传感器电阻器R2和R3串联连接到带电AC。所产生分压器R2和R3(R1负载的电阻是可忽略的)经过R4和齐纳D1对地提供微小电流以及向FET栅极提供充分电压电位以接通FET Q1。向CPU 21的所接通FET输出信号识别非连接负载或者向CPU和驱动器21输出“断”态数据。
[0080] CPU和驱动器21的存储器21A存储CPU没有错误地操作继电器所需的继电器驱动器状态和所识别开关1极位置状态,使得单独继电器18、18-1至18-n和19将与按键25、25-1~25-n的接通命令或关断命令相当地、通过经由光电端口从图6A所示自动化控制器所接收的命令、经由PC网络和因特网的IR或RF命令、或者如以下将说明的通过按键25的双重、三重或多键控或者SPDT开关5或者经过根据编程的重复动作的SPDT开关(未示出)的交换,各被操作以接触T1或T2端子。
[0081] 图1A、图1B和图2A的所示AC装置10、10B和20包括许多电路,例如光波导6的级联光电端口12-1和12-2、IR和RF收发器13和14、电流传感器16、状态传感器15、设置选择器24-1~24-n、AC装置10和10B中的按键25以及AC装置20中的25-1 25-n。AC装置20还包括多个状态~
传感器15-1 15-n以及指示器23、23-1 23-n。
~ ~
[0082] 显然,并非所有电路均需要被包含,例如,当没有使用级联光波导时,仅需要单个光电端口12,以及在仅使用IR或RF命令时,不使用光电端口、并且只有IR 13或RF 14收发器包含在AC装置10、10B或20中。优选的是,采用多个继电器18的AC装置20具有匹配的多个状态传感器15、按键25和指示器23以用于经由按键25的透明部分来指示各继电器18的状态,但是能够改为使用具有或没有按键和外围组件的不同电路。
[0083] 如所引用专利和申请中所公开,AC装置的设定、例如安装或操作AC装置的房间或区域、电器标识和其它操作细节能够经由设置选择器24-1 24-n或者经由经过光电端口12~的光下载、经由IR收发器13的IR下载或者经由RF收发器14的RF下载来设置。这种下载和设定包括用于接通-关断一组灯或电器以及全部灯和电器的程序,如稍后说明。
[0084] 相应地,将设置选择器24-1 24-n和位置传感器15或者电流传感器16包含到单独~电路10、10B或20中或者包含到不同AC装置中能够按照预计目的而改变,以及并非需要或包含所示的所有电路。
[0085] 电流传感器16与状态传感器15的使用的问题涉及报告如所测量的电流消耗的特定要求和/或需要。状态传感器15的引入成本更低,并且它使用小的低功率、低成本信号组件。电流传感器成本较高,所使用的组件的尺寸较大,并且PCB图案较重和较厚。因此,要使用哪一个的问题不是技术问题,而是与报告实时功率消耗的授权将来要求的商业和/或顺应问题。
[0086] 另一个解决方案是通过由用户将负载的所指定功率消耗安装到存储器中,来使用位置传感器15。这使得能够报告如所记录和存储在存储器中但不一定如所测量的功率消耗。
[0087] 在图2A的AC装置20的情况下,所示设置是优选解决方案,其中电流传感器16经过多个继电器来提供总功率消耗或耗用电流值以用于报告目的,而每个单独继电器18提供有位置传感器以用于控制连接到AC装置20的每个单独负载、一组负载和所有负载。
[0088] 通过以上说明很显然,电路和外围组件的不同组合能够用于提供对本发明的所示电路和装置的许多变化,其提供灯和其它电器的简单接通-关断,以包括一个特定灯或电器、一组灯或电器或者所有灯或电器,如经由按键25、25-1 25-n、SPDT开关1、DPDT开关(未~示出)、控制器命令以及经由自动化网络或因特网远程设置和编程以及操作。对自动化网络的引用包括上述所有网络、经由光波导的光、IR、RF、布线和具有馈电的布线或者其中任一个。
[0089] 所引用的专利申请13/086610公开了许多流行和/或标准AC SPDT或DPDT开关,如由不同的众所周知品牌、例如Legrand(France)、Gewiss(Italy)和Leviton, Pass & Seymour或Cooper(US)所制造。所引用的申请还示出组合AC开关装置和AC手动SPDT开关到暗线箱中的安装方法。图3A、图3B和图3C示出AC装置10和SPDT或DPDT开关的这类组合部件。具体来说,图3A示出具有两个装置10IT部件的两个SPDT Gewiss开关1IT的正面和背面,其中IT表示意大利。Gewiss 1IT开关与AC装置10IT并排组装,其中每对通过滑动器线T1和T2来连接。所示AC装置经由光波导6-1、6-2和6-3按照级联链来连接。AC线路L和中性线N也在开关之间级联,从而突出这种安装的简洁性。
[0090] 相同开关1IT和AC装置10IT的正视图经过AC装置10IT正面的透明部分示出开关1IT的杆按键5和指示器23。AC装置10IT的前盖能够是固定盖或者按键类型盖,以用于操作图1A和图1B所示的按键开关25。所示正视图包括装饰穿墙护罩7IT。开关1IT极端子连接到示为荧光灯的负载9。
[0091] 图3B示出由Legrand(France)所制造的、物理上附连到AC装置10FR并且安装到墙壁框架的SPDT开关1FR的后视图。附连(在这里未示出,而是在所引用申请中示出)包括两个滑动器引脚,以用于将滑动器线路连接到开关1FR。AC装置10FR示为按照级联链连接到光波导6-1和6-2以及连接到AC线L和N。开关1FR极示为连接到负载9、即荧光灯。AC装置10FR还包括两个彩色LED照明器23,以用于照亮具有通-断指示的前按键5FR。开关1FR和AC装置10FR部件的所示正视图由装饰穿墙护罩7FR覆盖。
[0092] 图3C示出制作成适合包括暗线箱8US和穿墙护罩7US、由Leviton, Pass  & Seymour或Cooper 1US所制造的流行SPDT开关的AC装置10US的组装的两个分解图。AC装置10US的滑动器T1和T2是金属链路,用于附连到开关1US的两侧的T1和T2螺旋端子,以及金属链路的附连将AC装置10US和开关1US保持在一起。开关1US的负载端子连接到示为荧光灯的负载9。电力线L和N以及两个级联光波导6-1和6-2示为连接到端子L和N以及连接到AC装置
10US的光电端口。
[0093] 图3A、图3B和图3C清楚地示出,又称作三通开关或四通开关(DPDT)和/或转换开关或直交开关的许多流行SPDT AC开关能够与AC装置10和10B相结合,并且安装到标准电气暗线箱,以便提供灯或电器的手动和自动通-断开/关,从而为操作电气器件的用户提供他们习惯的并且经由自动化网络并行的方式,如下面将进一步论述。
[0094] 图4A示出包括2、4、6和8个继电器18以及2、4、6和8个按键25的四种变化20-2、20-4、20-6和20-8中的AC装置20的正视图。从25-1至25-8编号的按键能够是用于由指示器23(其能够是用于指示通、断或待机状态和其它状态的多色指示器)指示每个灯或电器状态的所照亮按键。
[0095] 所示AC装置包括IR接收器13B,以用于从图6A和所引用专利和申请中所示的IR远程控制或IR转发器63接收命令。四个所示AC装置20的每个包括设置选择器24-1和24-2,以用于设置房屋的房间或区域以及用于设置AC装置20-2 20-8的操作模式。~
[0096] 图4B示出AC装置20安装到美国标准的单组电气盒8US中以及类似尺寸欧洲盒8EU中的分解图。AC装置20使用两个所示螺杆28安装到盒中,并且它由穿墙护罩8IT(其与图3A的穿墙护罩7IT相似,但其长度更短)覆盖,7IT覆盖四个Gewiss开关,以及8IT覆盖三个Gewiss开关,但是任何穿墙护罩和设计能够被使用,并且具有不同尺寸的暗线箱。
[0097] 能够为12或15或20个灯制作所示AC装置20,其中其按键按照垂直行或者行的组合来组织。电气布线装置一般设计为对建筑师和设计人员具有现代吸引力,并且所示AC装置20是无限可能设计中的一种设计。
[0098] 图5示出用于将AC装置20-8连接到八个SPDT灯开关的说明性布线图,各经由两个滑动器线T1和T2连接到AC装置20-8,以及各SPDT开关经过其极连接到示为荧光灯的负载9。AC装置20-8的所示后视图包括用于AC电力的端子L和N以及用于按照级联链连接光波导6-1和6-2的两个光电端口12-1和12-2。
[0099] 滑动器线T1和TR是驻地和其它房屋中使用的标准布线方法,以及AC装置20因此能够作为标准AC布线装置来安装和连接,其对给定驻地或其它房屋的一组或全部灯提供低成本解决方案。AC装置20仍然提供全自动化以及经由单个按键25和/或经由连接到AC装置20或者连接到AC装置10、10B或20的任一个的单个SPDT开关来接通-关断一组或全部灯和其它电器的能力,如稍后将进行说明。
[0100] 图6A是自动化系统的框图,其中包括控制器800、例如可视对讲机监测器单元、购物终端或者经过双通处理器802与自动化分配器600(其用于经由RF收发器64和天线64A、包括IR TX 13A-1 13A-n的IR收发器63-1 63-n、包括塑料光纤收发器12A的光电端口62-1~ ~ ~62-n、具有馈电的布线数据驱动器(wired data driver)69P和/或布线数据驱动器69(各经由多个端子61P-1 61P-n和61-1 61-n、经由双绞线或其它通信线缆以及经由USB驱动器65,~ ~
以用于与PC 66进行通信以及经由因特网67)来分配或传播控制命令、配置、状态和负载的耗用电流或功率消耗)的CPU和驱动器/处理器40来传递双通数据的专用控制器。PC 66可包括用于传递自动化数据(未示出)的本地或专用网络。
[0101] CPU和驱动器处理器60还包括系统存储器60A和代码存储器或协议存储器60B。端子61P-1示为连接到小键盘70,其按键的每个能够经由与设置选择器24-1 24-n相似的设置~选择器来设置,和/或能够下载,其中具有用于由用户设置按键的程序。系统由电源68供电。
[0102] 所引用的专利和申请公开了作为驻地或其它房屋自动化的处理中心的可视对讲机或购物终端800的使用,其中包括经由可视对讲机或家庭自动化系统或专用系统向适当电力机构和/或类似团体报告详列耗用电流或功率消耗。
[0103] 与图1A和图1B中的所示AC装置相似,并非图6A中的所有所示电路均需要包含在系统控制和自动化网络中。只有特定所需电路、例如IR收发器和转发器63、RF收发器64、光电端口62和/或布线数据驱动器61P和61能够被使用并且包含在自动化网络中。对USB或其它PC接口的需要也是一个选项,控制器800也是如此。本发明的优选实施例将在具有或没有控制器800和/或具有或没有PC的情况下进行操作,如下面将进行说明。
[0104] 图6B是自动化分配器600的图示,其中具有到所示光电端口62-1 62-n的光波导附~连过程,并且具有用于经由双绞线61C和61D连接布线数据装置的端子61和61P。光波导6示为使用回去6H附连到光电端口62。
[0105] 如上所述,AC装置10、10B和20包括用于感测耗用电流和/或负载通-断状态的传感器15和16的至少一个,其两者均向CPU 11或21提供所需数据,其中包括将给定灯或电器的最后更新状态记录到存储器中。存储器还存储继电器驱动器的最近状态,以提供无错误通-断开/关的所需数据。通-断开/关实际上由AC装置10、10B和20、由手动SPDT或DPDT开关和通过自动化系统三种方式来操作。自动化系统控制包括小键盘、例如图6A所示的小键盘70、控制器800、IR或RF远程控制、PC和/或因特网的触摸屏或按键。
[0106] 所有这类自动化控制命令涉及从Pos.1到Pos.2或者从Pos.2到Pos.1的继电器18或19位置的换向。但是,当负载处于断态并且命令将关断负载时,CPU将不会命令继电器驱动器使继电器状态换向。当负载状态为接通并且命令将接通负载时,同样的情况将适应,CPU将不会命令继电器驱动器使继电器状态换向。
[0107] 通过以上所述很显然,命令经由自动化网络(若它是无线IR或RF)或者经由光波导的光信号传播到AC装置10、10B或20以接通或关断灯或电器(或者称作负载),AC装置将仅在电器状态与命令相反时才对命令起作用,即,如果电器处于断态,则AC装置将仅在接收接通命令时才起作用。类似地,AC装置将仅当电器状态为接通时才对关断命令起作用,但是AC装置将在负载处于断态时不会对关断命令起作用。而是AC装置将向控制器800和CPU 60、小键盘70和其它控制装置(其使用存储器(未示出))传播已更新状态,或者将采用所接收的错误命令进行响应并且没有跟随动作。
[0108] 经由AC装置10、10B并且经由AC装置20的按键25-1 25-n的任一个控制以不同方式~来起作用。当负载状态从接通改变成关断或者从关断改变成接通时,立即更新所照亮按键。
[0109] 例如通过使用以红色指示关断而绿色指示接通的多色LED,本发明的优选实施例将指示器23用于指示负载的通-断状态。此外,当按键25由用户(现场的人)手动操作时,用户能够检查灯或电器是接通还是关断。相应地,AC装置10、10B和20编程为经由其驱动器来使继电器18位置交换或换向,而不管状态是接通还是关断,同时更新存储器中的所记录状态并且同时经过自动化网络传播变更状态数据或协议,并且将指示器23颜色更新成相当于如状态传感器15或电流传感器16或者两者所检查的新状态。
[0110] 由如所引用专利和申请中所公开的手动SPDT或DPDT开关进行的接通-关断没有使继电器驱动器状态改变或换向。正是开关1的极从其与端子T1到T2的接触(或者反之)的机械改变用于电力与负载的连接或切断。这没有使继电器18极换向或者改变继电器驱动器的状态,从而将AC装置存储器中的驱动器状态保持原样。
[0111] 存储器中的所存储数据的唯一变化是如电流传感器16或状态传感器15所检测的负载通-断状态,其经由自动化网络和装置传播到控制器800,与上述状态报告中的变化以及将指示器更新成相当于新状态相似。
[0112] 将由经由滑动器连接到SPDT或DPDT电气开关的按键25和SPDT或DPDT AC装置所提供的通-断开/关方法和响应概括为:
[0113] A. 经由小键盘、触摸屏、包括由报警装置、例如运动检测器或磁性触点的远程控制的远程控制单元并且经由PC、移动和因特网远程开/关负载。
[0114] A1. 通-断与继电器驱动器状态和负载状态相比较,并且仅当所接收命令与负载状态相反时才通过使继电器位置换向来起作用。
[0115] B. 操作AC装置按键或者多个按键以用于经由继电器驱动器使继电器位置换向。
[0116] B1. 继电器将使其位置换向,而不管在开/关时的接通或关断状态,并且经由自动化网络将新状态传播到所有上述装置和控制器。
[0117] C. 操作SPDT或DPDT机械开关(若它是推送、杆按键、拨动或滑动开关,以用于将电力与负载连接或切断)。
[0118] C1. 继电器驱动器和继电器本身将不会换向或改变。AC装置将检测负载状态,并且经过自动化网络将新的所检测状态传播到上述装置和控制器,并且将更新AC装置的指示器。
[0119] 接通或关断一组或全部负载的命令能够由所述控制器的任一个(包括可视对讲机或购物终端800或专用控制器)经由触摸屏、小键盘70或远程控制(若它是IR或RF或布线,包括所引用专利和申请中公开的所有控制和操作装置)来生成。经由自动化网络所传播的命令将接通或关断一组负载或全部负载、例如灯或空调或加热或者其组合。
[0120] 该组能够由系统的安装人员或用由用户自行合计并且编程到控制器中,以包括给定房间或区域中或者公共区域中的特定灯和/或电器。用户能够经由控制器触摸屏或者经由包含在例如小键盘70中、与设置选择器24-1 24-n相似的设置选择器来对系统进行编程,~或者通过经由IR、RF或光信号、经过负载光波导适配器或者经由图6A所示的PC 66、经过USB驱动器65将这种“组”程序或“全部”程序、例如“全部灯”或“全部HVAC”(加热、通、空调),或者例如“关闭所有百叶窗”。
[0121] 在所引用专利和申请中公开了触摸屏的小键盘或触摸图标的指配按键或者经由远程控制单元的所指配“全部”按键操作“全部”命令。但是,将按键指配给一“组”负载没有被公开、没有经由控制器800或其它自动化网络装置。所引用专利和申请中的公开是经由通过设置开关(包括例如所示小键盘70之类的小键盘中的按键的设置)来设置的所指配按键或图标来开/关“全部”电器,例如给定房间或区域的全部灯。经过AC装置10、10B或20的按键和/或经由机械SPDT或DPDT开关的一组灯或其它电器的设置和编程通-断开/关是新的,并且以下进一步说明。
[0122] 以下说明的两种解决方案包括引入AC装置20和多个SPDT继电器18或者多个SPDT半导体开关,与所引用专利和申请中的所公开SPDT半导体继电器或开关相似,其中包括多个按键25-1 25-n以及新引入传感器电路15。~
[0123] 另一种解决方案是AC装置10和10b以及按键25-1 25-n用于经由多键控动作进行~接通-关断,其中第一按键动作接通或关断直接连接到AC装置10或10B的灯或电器。接着第一动作的第二动作是接通或关断一组灯或电器的按键动作,以及后续第三按键动作如所编程来接通或关断所有灯或电器。类似的多个接通-关断动作适用于SPDT或DPDT手动开关,第一开/关是电力切断或者应用于直接布线灯或电器,经过机械开关的第二动作操作CPU 
11以开/关一组,以及第三个将开/关全部。
[0124] 如参照按键25和机械SPDT或DPDT开关的开关杆的术语“动作”能够是推送、按下、点击、拨动、滑动或者相当于所使用的按键或开关的类型的任何其它动作。
[0125] 图7A所示的是AC装置10,其中具有推送按键25,以及由用户手指、例如双推送A-B进行的动作。AC装置10经由两个滑动器T1和T2(未示出,但在图1A和图1B中所示)连接到SPDT开关或者DPDT开关。
[0126] 通过按键25的第一推送,CPU将通过使继电器18或19状态换向进行响应。如果灯接通,则它将关断所连接灯,反过来也是一样,如果灯关断,则它将使其接通,第二B推送、例如给定时间周期(例如500毫秒或1.0秒)之内推送A与B之间的“双击”,CPU将生成并且经过自动化网络传播命令,以接通一组灯或其它电器,如控制器所编程。
[0127] 虽然未示出,但是在相等或相似时间周期之内的第三推送或“三重点击”,CPU将生成并且经过自动化网络传播命令,以如所编程来接通全部其它灯或电器。CPU将在第二或第三时间立即响应推送或键控或者对按键25起作用,没有参照电流或位置感测。各由其它单独AC装置所操作的、单独灯或电器、即一组或全部负载的“其它”负载将通过按照由每个单独AC装置的单独电流或状态感测使继电器驱动器换向或者不跟随命令,来提供无错误开/关,从而确保接通或关断其连接负载的命令将与所接收命令同等地“换向”或“停留”。
[0128] 考虑机械SPDT开关极和键杆移动,所编程持续时间、例如0.5秒或1.0秒是由开关杆5或其它类型的开关实现机械动作以完成其移动的时长。如上所述,当从触点T1到触点T2的机械移动完成时,AC装置将不会使其继电器位置换向,但是当电流传感器或状态传感器检测从接通到关断或者从关断到接通的状态的变化或换向时,它将触发持续时间时钟的开始。如果在这个持续时间之内,检测新状态变化或换向,则它将触发从CPU关断或接通一组负载的命令,下一个时间周期之内的下一个检测将触发接通或全部或关断全部的命令。“组”命令和“全部”命令由AC装置10经过自动化网络来传播。
[0129] 在所引用待决申请12/963876中公开了AC装置和自动化系统的结构命令。命令和报告包括用于连接系统的两个或更多AC装置和其它装置的链路代码。标准命令包括接通全部和关断全部命令,其引入是简单的,因为所有命令无需编程。对一组负载编程以接通或关断要求输入控制器菜单,从而列示将要由给定AC装置或者其关联SPDT或DPDT开关所操作的一组负载。当AC装置传送接通或关断的一组命令时,控制器以对应命令跟随菜单中的所列负载。
[0130] 另一种方法是将每个AC装置编程为直接向所指配的一组负载传送通-断命令,其中包括用于与该组中的各负载的直接命令和确认交换的该组中的各负载的细节。
[0131] 接通开/关步骤或关断开/关步骤由第一手动开关动作来定义,其中如果灯关断并且手动SPDT开关的杆按键翻转以接通灯(即,机械触点从图2B的T2改变成T1),则灯将在电力电路恢复时立即接通。
[0132] 在这个时间点,电流传感器16向CPU馈送电流正流动并且灯接通的信号,或者状态传感器输出(其直到这个点是识别断态的肯定信号)将切断其信号以识别通态。如果它是电流传感器16或状态传感器15或者两者使其状态换向到通态,则状态换向触发时长定时器的启动,以及如果在持续时间期间状态再次改变(这一次改变成断态),则CPU编程为命令其继电器18驱动器使位置换向,以及生成和传播组接通命令,其中包括AC装置位置和细节,使得控制器800和/或分配器600将如所编程向一组灯传播接通命令。
[0133] 在这点上,重新换向状态再次触发时长定时器,以及如果另一个状态换向将发生(SPDT开关第三次再键控),则AC装置10或10B将再次使继电器18换向,并且将生成以及向全部传播接通命令,由此如所编程来接通全部灯。显然,当初始命令是接通时,下一个命令和下下一个命令将均是接通命令。当第一开关动作是关断时,直接连接的灯、一组灯和全部灯的相同关断将跟随。
[0134] 但是,当如所编程的持续时间经过时,手动开关将作为公共灯开关进行操作。SPDT开关的换向将使灯状态换向。在这个示例中,如果第一开/关将关断灯,以及两秒之后用户翻转杆按键5(持续时间结束),则CPU将不会响应键杆翻转(其改变状态),并且直接连接的灯将通过直接重新连接电力再次接通,例如按照一般惯例操作灯,由手动灯开关来切断或连接电力。
[0135] 通过以上所述很显然,AC装置10或10B的按键25能够在编程持续时间之内推送一次、两次或三次,以用于如所组织来接通直接连接灯或电器、一组灯或电器或者其组合或者如所编程来接通全部灯或电器或者其组合。
[0136] 类似地,很显然,按键25能够如所编程、按照在持续时间之内关断的相反过程来关断直接连接灯或电器、一组灯或电器以及全部灯和电器及其组合。
[0137] 还显然,相同过程将适用于手动SPDT或DPDT开关。一个差别将是当处理开/关一组或全部的命令时,暂时关断机械开关的两个触点T1和T2之间的极的机械移动期间的直接连接灯或电器。
[0138] 但是,灯的第二闪光的一小部分或者关断灯被看作短闪光,确认开/关命令,并且将不会引起对该过程的任何干扰。重复接通动作、例如推送SPDT或DPDT开关杆的过程在图7B中示为Gewiss开关杆5IT的A、B和C。说明性的相反关断动作在图7C中示出,其中动作是推送Leviton SPDT或DPDT开关的开关杆7US。
[0139] 此外,AC装置10IT的所示正面能够是用于一次、两次或三次直接键控的推送按键,以如所编程来开/关直接连接灯、一组灯或全部灯,与经由Gewiss杆按键接通或关断灯的能力一起。
[0140] 图5所示的AC装置20是操作一组灯的节省成本装置,并且是本发明的另一个优选实施例。多个继电器和按键组装到一个单元中是极为节省成本的,因为它基本上减少所使用的部件和外壳,并且它提供直接连接一组灯(其不需要单独使用AC装置),由此进一步简化用于自动化的所传播程序。
[0141] 单个AC装置20能够安装在房屋的各房间或区域中,以便成为用于操作每个单独灯和一组直接连接灯的房间和区域的AC装置和小键盘。在第一示例中,接通-关断灯1的按键1编程为使得CPU将响应按键1的双重键控,并且命令接通或关断所有1 8组灯。第三键控将~
通过经由自动化网络传播接通或关断“全部”命令,来接通或关断全部灯,其中包括其它房间和区域的灯。
[0142] 类似地,在第二示例中,接通-关断灯5的按键5编程为使得CPU将响应第二键控,并且命令接通或关断5 8灯,而按键1在这个第二示例中编程为用于灯1和用于1-4组灯的~通-断按键。
[0143] 用于在“情况”组合中开/关灯和其它电器的许多其它组合,例如经由给定按键的仅灯组合、通过其它给定按键的HVAC和通过第三组按键的窗帘组合以及经由各按键提供组组合,例如通过第三点击、覆盖灯,以及通过每个单独按键的不同情况中的HVAC和遮帘。多个继电器18组合为一个单元,具有用于单独灯开/关、一组灯和情况开/关的控制面板、例如小键盘,在诸如入口、卧室、起居室和厨房之类的位置中提供用于操作自动化的最便利部件。
[0144] 通过例如将情况的一组之一编程为“全部灯和电器”,来接通或关断单独灯、一组灯、灯与其它电器的情况和/或全部灯和电器也是可能的,或者类似地有可能增加第四动作,即,增加用于全部灯和电器的多一个杆动作(第四步骤)。这将使得能够点击或推送用于单独通-断开/关、组通-断开/关、情况通-断开/关和全部通-断开/关的按键。
[0145] 提到AV装置20的按键25-1 25-n并不局限于仅按键25。手动SPDT或DPDT开关在多~个步骤开关中操作,其中AC装置10或10B应用于AC装置20。图5中示为连接到AC装置20的每一个SPDT开关能够如所编程在用于单独、组、情况和全部的多个步骤开/关中操作。
[0146] 众所周知AC开关(如果它是SPDT开关、称作转换或三通开关、或者DPDT开关、称作四通或交直开关)变换为多步开关便开关便于操作驻地、家庭、企业和其它大楼中的自动化系统的灯和电器,如果它在学校或公共设施等中。除了经由IR或RF远程控制并且经由图6A的自动化网络来操作AC装置之外,这还使驻地自动化从驻地中的任何位置以及从驻地外部的操作简化,并且由用户提供简单设定以适应用户需要和期望。
[0147] 当然,应当理解,以上公开仅涉及本发明的一个优选实施例,并且意在涵盖本文中为了本公开的目的所选的本发明的示例的所有变化和修改,其修改没有构成对本发明的精神和范围的背离。
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