ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[1] Данная заявка заявляет приоритет по предварительной патентной заявке US 61/948464, поданной 5 марта 2014, и предварительной патентной заявке US 61/974677, поданной 3 апреля 2014, которые обе включены сюда посредством ссылки в полном объеме и во всех смыслах.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[2] Электрически тонируемые окна, такие как электрохроматические окна, иногда упоминаемые как "умные окна", были установлены в некоторых зданиях. Таким образом, окна получили признание и устанавливаются все более широко, поэтому они могут нуждаться в значительно более продвинутых системах мониторинга и управления, поскольку данных, связанных с умными окнами, может быть много. Необходимы будут улучшенные технологии для управления большими сборками.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[3] Система мониторинга объектов может анализировать информацию от объектов для определения момента появления проблемы с устройством, датчиком или контроллером. В случае необходимости система может реагировать на проблему. В некоторых вариантах реализации изобретения, система изучает предпочтения клиента/пользователя и адаптирует свой логический блок управления, чтобы удовлетворять предпочтениям пользователя.
[4] Система одного или более компьютеров и/или других процессорных устройств может быть сконфигурирована с возможностью осуществления конкретных операций или действий посредством имеющегося программного обеспечения, программно-аппаратных средств, аппаратных средств или их комбинаций, установленных в системе, которые при функционировании вызывают выполнение или заставляют систему выполнять действия. Одна или более программ могут быть настроены на выполнение конкретных операций или действий посредством включенных команд, которые при выполнении устройством обработки данных, заставляют устройство выполнять действия. Один общий аспект включает систему для мониторинга множества удаленных объектов, каждый из которых содержит сеть переключаемых оптических устройств, которая содержит: (а) банк данных, выполненный с возможностью хранения данных о функционировании переключаемых оптических устройств на указанных удаленных объектах; (б) один или более интерфейсов для получения данных от множества удаленных объектов; и (в) логический блок для анализа указанных данных от указанных удаленных объектов для определения любых переключаемых оптических устройств или любых контроллеров или датчиков работающих совместно с любыми переключаемыми оптическими устройствами, которые функционируют вне области ожидаемой характеристики. Другие варианты реализации изобретения по этому аспекту содержат соответствующие компьютерные системы, устройства и компьютерные программы, записанные на одном или более машиночитаемых сберегающих устройств, каждое из которых выполнено с возможностью выполнения или хранения команд для осуществления логических операций.
[5] Варианты реализации изобретения могут содержать одну или более следующих деталей. Система может дополнительно содержать логический блок для генерирования уведомлений о том, что переключаемое оптическое устройство или контроллер или датчик, работающие совместно с переключаемым оптическим устройством, функционируют вне области ожидаемой характеристики. Система дополнительно содержит логический блок для (i) определения корректирующего действия для приведения в область ожидаемой характеристики переключаемого оптического устройства, контроллера или датчика идентифицированного логическим узлом для анализа, и (ii) передачи корректирующего действия на удаленный объект, содержащий идентифицированное переключаемое оптическое устройство, контроллер или датчик. Система, в которой корректирующее действие включает модифицирование алгоритма управления переключаемым оптическим устройством. Система может дополнительно включать логический блок для (i) изучения пользовательских предпочтений идентифицируя взаимодействия пользователя с переключаемыми оптическими устройствами на объекте, и (ii) настройки процедур для управления переключаемыми оптическими устройствами для соответствия предпочтениям пользователя. Система может дополнительно содержать логический блок для отправления данных и/или управляющих сообщений по одному или более интерфейсов на объекте в ответ на данные получаемые от объектов. Система может дополнительно содержать приборную доску, сконструированную или выполненную с возможностью выделения объектов с переключаемым оптическим устройством, контроллером или датчиком, функционирующим вне области ожидаемой характеристики. Система может дополнительно содержать множество клиентских машин, выбранных из группы, состоящей из рабочих станций, портативных компьютеров и мобильных вычислительных устройств, причем каждая клиентская машина выполнена с возможностью отображения информации о функционировании переключаемых оптических устройств, контроллеров и/или устройств датчиков на любом из объектов. Система может дополнительно содержать сервер приложений и/или сервер отчетов, выполненный с возможностью взаимодействия с клиентами для обеспечения сервисов приложений и/или отчетов. Система может дополнительно содержать генератор отчетов данных и событий, журнал данных и событий и/или анализатор данных. В некоторых вариантах реализации изобретения область ожидаемой характеристики является определенным техническим условием. Система может дополнительно содержать логический блок для (i) обнаружения ослабления электрического тока на переключаемое оптическое устройство на объекте; и (ii) авто-корректировки ослабления подачи электрического тока посредством указания контроллеру, связанному с переключаемым оптическим устройством, увеличить напряжение переключения для переключаемого оптического устройства. Система может дополнительно содержать логический блок для (i) прогнозирования, когда комната удаленного объекта будет занята; и (ii) автоматической настройки алгоритма тонирования для переключаемого оптического устройства в комнате для начала тонирования в момент, когда комната должна быть занята. Система может дополнительно содержать логический блок для(i) определения разницы времен тонирования или уровней тонирования для различных окон, оборудованных переключаемыми оптическими устройствами на одном фасаде; и(ii) для инициирования одновременного тонирования всех окон фасада и/или тонирования на одном уровне путем автоматического регулирования изменения параметров напряжения. Система может дополнительно содержать логический блок для передачи прогностических данных системе ОВК (отопление, вентиляция, кондиционирование) объекта и/или системе освещения, обеспечивая, таким образом, поддержание системой ОВК или системой освещения улучшенного комфорта жильца и/или сохранения энергии. Система может дополнительно содержать логический блок для сравнения количества сбереженной энергии на многочисленных объектах для определения алгоритмов и/или типов устройств, которые улучшают сбережение энергии. Система может дополнительно содержать логический блок для (i) генерирования характерных параметров переключаемых оптических устройств, контроллеров и/или датчиков узлов во время введения в эксплуатацию на удаленных объектах; и (ii) определения эксплуатационных показателей переключаемых оптических устройств, контроллеров и/или датчиков путем сравнения их текущих характерных параметров с их, более ранними характерными параметрами, сгенерированными во время введения в эксплуатацию.
[6] В некоторых вариантах реализации изобретения удаленные объекты включают жилые дома, офисные здания, школы, аэропорты, больницы и/или административные здания. В некоторых вариантах реализации изобретения данные о функционировании переключаемых оптических устройств включают временные зависимости напряжения и/или тока для переключаемых оптических устройств. В некоторых вариантах реализации изобретения переменная времени связана с положением солнца или погодой. В некоторых вариантах реализации изобретения данные о функционировании переключаемого оптического устройства содержат изменения пикового тока переключаемых оптических устройств, изменения тока утечки переключаемых оптических устройств, изменения в компенсации напряжения, необходимой для переключаемых оптических устройств и изменения мощности потребляемой переключаемыми оптическими устройствами.
[7] Один общий аспект включает способ, реализованный на системе мониторинга объектов, для отслеживания множества удаленных объектов, каждый из которых содержит сеть переключаемых оптических устройств, включающий: (а) хранение данных о функционировании переключаемых оптических устройств на указанных удаленных объектах; и (б) анализ указанных данных от указанных удаленных объектов для идентификации любого из переключаемых оптических устройств, или любых контроллеров или датчиков, работающих в сочетании с любым из переключаемых оптических устройств, которые функционируют вне области ожидаемой характеристики. Другие варианты реализации этого аспекта изобретения содержат соответствующие компьютерные системы, аппаратные средства и компьютерные программы, записанные на одном или более компьютерных устройств хранения данных, каждое из которых выполнено с возможностью выполнения действий по реализации способов настоящего изобретения.
[8] Варианты реализации изобретения могут содержать один или более следующих деталей. Способ может дополнительно включать генерирование уведомления о том, что переключаемое оптическое устройство или контроллер или датчик, работающий в сочетании с переключаемым оптическим устройством, функционирует вне области ожидаемой характеристики. Способ может дополнительно включать: (в) определение корректирующего действия для возвращения в область ожидаемой характеристики переключаемого оптического устройства, контроллера или датчика идентифицированного логическим блоком для анализа; и (г) передачу указанного корректирующего действия на удаленный объект, содержащий идентифицированное переключаемое оптическое устройство, контроллер или датчик. В некоторых вариантах реализации изобретения корректирующее действие включает изменение алгоритма управления переключаемым оптическим устройством. В некоторых вариантах реализации, способ дополнительно включает: (в) изучение предпочтений пользователя путем идентификации постоянных взаимодействий пользователя с переключаемыми оптическими устройствами на объекте; и (г) настройку процедур управления переключаемыми оптическими устройствами для удовлетворения предпочтений пользователя. Способ может дополнительно включать отправление данных и/или управляющего сообщения от системы мониторинга объекта к объектам в ответ на данные получаемые от объектов. Способ может дополнительно включать генерирование отчетов об объектах, использующих указанные данные от указанных удаленных объектов. В некоторых вариантах реализации изобретения область ожидаемой характеристики является определенным техническим условием.
[9] В некоторых вариантах реализации изобретения способ дополнительно включает: (в) определение ослабления электрического тока на переключаемом оптическом устройстве на объекте; и (г) автоматическую коррекцию ослабления посредством указания контроллеру, связанному с переключаемым оптическим устройством, увеличить напряжение переключения для переключаемого оптического устройства. Способ может дополнительно включать: (в) прогнозирование, когда комната удаленного объекта должна быть занята; и (г) автоматическую настройку алгоритма тонирования для переключаемого оптического устройства в комнате для начала тонирования в момент, когда комната должна быть занята. Способ может дополнительно включать: (в) определение разницы времен тонирования или уровней тонирования для различных окон, оборудованных переключаемыми оптическими устройствами на одном фасаде; и (г) инициирование одновременного тонирования всех окон фасада и/или тонирования на одном уровне путем автоматического регулирования параметров изменения напряжения. Способ может дополнительно включать передачу предусматриваемых данных системе ОВК объекта и/или системе освещения, обеспечивая, таким образом, поддержание системой ОВК или системой освещения улучшенного комфорта жильца и/или сохранения энергии. Способ может дополнительно включать сравнение сбереженной энергии на многочисленных объектах для определения алгоритмов и/или типов устройств, которые улучшают сбережение энергии. Способ может дополнительно включать: (в) генерирование характерных параметров переключаемых оптических устройств, контроллеров и/или датчиков узлов во время введения в эксплуатацию объектов; и (г) определение эксплуатационных показателей переключаемых оптических устройств, контроллеров и/или датчиков путем сравнения их текущих характерных параметров с их ранними характерными параметрами, сгенерированными во время введения в эксплуатацию. В некоторых вариантах реализации изобретения удаленные объекты включают жилые дома, офисные здания, школы, аэропорты, больницы и/или административные здания. В некоторых вариантах реализации изобретения данные о функционировании переключаемых оптических устройств включают временные зависимости напряжения и/или тока для переключаемых оптических устройств. В качестве примера, переменная времени связывается с положением солнца или погодой. В некоторых вариантах реализации изобретения, данные о функционировании переключаемого оптического устройства содержат изменения пикового тока переключаемых оптических устройств, изменения тока утечки переключаемых оптических устройств, изменения в компенсации напряжения, необходимой для переключаемых оптических устройств и изменения мощности потребляемой переключаемыми оптическими устройствами. Способ может дополнительно включать получение данных от АСУЗ (автоматизированная система управления зданием), сетевого контроллера и/или контроллера окна на удаленном объекте. Варианты реализации описанных способов могут содержать аппаратуру, способ или процесс, или компьютерные программы на машиночитаемом носителе.
[10] Эти и другие характерные особенности настоящего изобретения будут описаны более подробно далее со ссылками на соответствующие графические материалы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[11] Фигура 1A является блок-схемой сетевой иерархии с контроллером сетевого слежения.
[12] Фигура 1B иллюстрирует схематическую диаграмму варианта реализации автоматизированной системы управления зданием (АСУЗ).
[13] Фигура 1C иллюстрирует блок-схему сети здания.
[14] Фигура 1D представляет собой блок-схему компонентов системы для управления функциями одного или более тонируемых окон здания.
[15] Фигура 2 является графиком отображающим кривые напряжения и тока связанные с управлением электрохроматическим устройством от прозрачного до тонированного и от тонированного до прозрачного.
[16] Фигура 3 является графиком, отображающим некоторые кривые напряжения и тока связанные с управлением электрохроматическим устройством от прозрачного до тонированного.
[17] Фигура 4 иллюстрирует упрощенную блок-схему компонентов контроллера окна.
[18] Фигура 5 иллюстрирует схематическую диаграмму комнаты содержащей тонируемое окно и по меньшей мере один датчик.
[19] Фигура 6 является структурной схемой отображающей некоторые этапы прогностического логического блока управления для способа управления одним или большим количеством электрохроматических окон в здании.
[20] Фигура 7 является иллюстрацией примерного пользовательского интерфейса, который может использоваться для предоставления информации о расписании, для генерирования расписания используемого контроллером окна.
[21] Фигура 8 иллюстрирует пример приборной панели для системы мониторинга объекта.
[22] Фигура 9 представляет пример данных фотодатчика, которые могут быть получены системой мониторинга объекта.
[23] Фигура 10 представляет данные показывающие ответную реакцию окна, демонстрируемую вследствие команд, поданных контроллером окна. Это другой пример информации от объекта, которая может быть получена системой мониторинга.
[24] Фигура 11 иллюстрирует преобразования состояния окна управляемого тремя разными сетевыми контроллерами на объекте. Это еще один пример информации от объекта, по которой осуществляется мониторинг и запись.
[25] Фигура 12 иллюстрирует данные от объекта мониторинга, иллюстрирующие случай, в котором требуется множественное тонирование для переключения устройства из одного оптического состояния в другое.
[26] Фигура 13 иллюстрирует данные от объекта мониторинга, отображающие ухудшение в соединении линии питания с интегрированным стеклянным узлом.
[27] Фигуры 14A-D иллюстрируют данные от объекта мониторинга, сравнивающие изменения состояний области, которые могут быть использованы системой мониторинга для подтверждения того, что управляющий логический блок работает должным образом.
[28] Фигура 15 иллюстрирует данные от объекта мониторинга для множества окон из одной области, но имеющих различные характеристики переключения.
[29] Фигура 16 иллюстрирует отслеживаемую информацию, показывающую, что рассматриваемая область обладает одним из контроллеров, который не синхронизирован с остальными контроллерами области.
[30] Фигура 17 представляет отслеживаемую информацию для четырех фотодатчиков на объекте, каждый из которых установлен в другом направлении.
[31] Фигуры 18A-H демонстрируют информацию используемую системой мониторинга объекта для определения и анализа проблемы с контроллером окна в группе контроллеров окон на одном фасаде.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[32] Данный документ описывает платформу для мониторинга одного или более зданий или других объектов, содержащую расположенные в них переключаемые оптические устройства. В некоторых вариантах реализации изобретения, каждый из объектов содержит один или более контроллеров, каждый из которых управляет переключением одного или более устройств. Объект также может содержать датчики, такие как фотодатчики, датчики температуры и/или датчики присутствия, например, которые предоставляют данные используемые при принятии решений о том, когда и насколько (уровень тонирования) следует переключить устройства. В некоторых вариантах реализации изобретения оптическими устройствами являются электрохроматические устройства в структурах, таких как окна и/или зеркала. В последующем описании, переключаемые оптические устройства часто упоминаются как "окна" или " электрохроматические окна". Следует понимать, что такие термины включают структуры отличные от окон, содержащих переключаемые оптические устройства. Кроме того, переключаемые устройства не ограничиваются электрохроматическими устройствами, но включают также другие переключаемые устройства, такие как жидкокристаллические устройства, электрофорезные устройства и подобные, которые могут быть не пикселизированы.
[33] Система мониторинга объектов может анализировать информацию от объектов для определения момента появления проблемы с устройством, датчиком или контроллером. В случае необходимости система может реагировать на проблему. В некоторых вариантах реализации изобретения, система изучает предпочтения клиента/пользователя и адаптирует свой логический блок управления, чтобы удовлетворять предпочтениям пользователя.
[34] Подобным образом, система может изучать то, как лучше сохранить энергию, иногда путем взаимодействия с системами освещения и/или ОВК объекта, и последующим изменением настроек контроллера, соответственно. Осуществляя это на множестве объектов, система может обучаться по-существу новым способам управления энергией, которые могут применяться на других объектах. В качестве примера, система может изучать то, как управлять тепловой нагрузкой в условиях погоды быстро изменяющегося типа (например, шторма). Получая опыт, система изучает то, как настраивать тонирование окна, например на объектах, на которых штормы случаются часто и затем применять свой изученный режим настроек на другие объекты в случае, если там случается шторм. Система, в свою очередь, может изучать нечто новое в процессе настройки тонирования окон на последнем объекте, на котором случился шторм, и передавать результаты обучения предыдущим или другим объектам.
[35] В некоторых вариантах реализации изобретения, система мониторинга объекта содержит приборную доску, которая отмечает объекты с окнами, датчиками и/или контроллерами, которые не соответствуют спецификации. Приборная доска позволяет техническому сотруднику просматривать подробную информацию о помеченном окне, датчике или контроллере и просматривать журнал или данные кастельно функционирования компонента. Таким образом система делает возможными упреждающие и/или профилактические настройки и/или ремонт окна, датчика или контроллера, например до того как конечный пользователь поймет, что узел функционирует вне заданных характеристик. Таким образом, реализуется лучший опыт конечного пользователя.
Системная терминология
[36] Система мониторинга объекта - Процессорный центр, который связывается с множеством объектов. Система получает данные о переключаемых оптических устройствах и сопряженных контроллерах и датчиках на объектах, и из этих данных она может определять потенциальные и/или существующие проблемы, идентифицировать тенденции в функционировании устройств и/или контроллеров, модифицировать алгоритмы управления переключаемыми оптическими устройствами, и т.д. Также может отправлять данные и/или управляющие сообщения на объекты, иногда в ответ на данные, которые получает от объектов. Система мониторинга объекта обычно располагается удаленно от одного или более из множества объектов, которые она отслеживает.
[37] Объект - Это здание или другой объект с установленными переключаемыми оптическими устройствами. Объекты связываются с системой мониторинга объектов, делая возможным мониторинг и, в качестве варианта, управление. Примеры объектов включают жилые дома, офисные здания, школы, аэропорты, больницы, административные здания и т.д. Переключаемые устройства могут устанавливаться в составе сети и работать под управлением одного или более алгоритмов. Переходы из одного оптического состояния в другое могут быть продиктованы программами или логическим блоком так, как это описано в патентной заявке US 13/772969, поданной 21 февраля 2013, которая включена сюда посредством ссылки в полном объеме. На объекте может быть реализована одна или более функций управления (например, алгоритмов) используемых для управления переключаемыми устройствами посредством одного или более контроллеров окон, сетевых контроллеров и/или главными сетевыми контроллерами. Как описано далее, система может отправлять и/или получать данные на любые или все эти контроллеры в зависимости от конкретных настроек на каждом объекте мониторинга системы. Например, система может связываться с главным сетевым контроллером на одном объекте, и в то же время с сетевыми контроллерами на другом объекте. В другом примере, система связывается только с главными сетевыми контроллерами на всех объектах. В другом варианте, система может связываться не напрямую с одним или большим количеством контроллеров окон на объекте, например, система может связываться напрямую с автоматизированной системой управления зданием (АСУЗ), которая передает данные контроллера окна в систему и наоборот.
[38] Мониторинг - Основной способ того как система мониторинга объектов получает информацию от объектов. Мониторинг может обеспечить систему информацией о различных датчиках, окнах, контроллерах и других оконных системах на объектах, которые она обслуживает.
[39] ʺОптически переключаемое устройствоʺ или ʺпереключаемое оптическое устройствоʺ является устройством, которое изменяет оптическое состояние в ответ на подведенное электричество. Устройство обычно, но не обязательно, является тонкопленочным устройством. Оно обратимо переходит между двумя или более оптическими состояниями. Переключения между этими состояниями управляются подводимым к устройству предварительно определенным током и/или напряжением. Устройство обычно содержит два тонких проводящих листа, которые охватывают, по меньшей мере, один оптически активный слой. Подводимое к тонким проводящим слоям электричество приводит к изменению оптического состояния. В некоторых вариантах реализации изобретения, вход реализуется посредством шин, электрически соединенных с проводящими слоями.
[40] Хотя настоящее описание преимущественно рассматривает электрохроматические устройства в качестве примера оптически переключаемых устройств, описание не ограничивается ими. Варианты других типов оптически переключаемых устройств включают некоторые электрофорезные устройства, жидкокристаллические устройства и тому подобное. Оптически переключаемые устройства могут устанавливаться в различных оптически переключаемых продуктах, таких как оптически переключаемые окна. Однако, варианты реализации изобретения описанные здесь не ограничиваются переключаемыми окнами. Варианты других типов оптически переключаемых продуктов включают зеркала, дисплеи и подобное. В контексте данного описания, эти продукты, как правило, непикселизированны.
[41] ʺОптический переходʺ является изменением одного или нескольких оптических свойств переключаемого оптического устройства. Изменяться могут оптические свойства, такие как, например, тонирование, отражательная способность, коэффициент преломления, цвет и т.д. В некоторых вариантах реализации изобретения, оптический переход будет обладать определенным начальным оптическим состоянием, и определяться конечным оптическим состоянием. Например, начальное оптическое состояние может быть 80% прозрачности, а конечное оптическое состояние может быть 50% прозрачности. Оптический переход обычно производится посредством приложения соответствующего электрического потенциала через два тонких проводящих слоя переключаемого оптического устройства.
[42] ʺНачальное оптическое состояниеʺ является оптическим состоянием переключаемого оптического устройства непосредственно до начала оптического перехода. Начальное оптическое состояние обычно определяется как величина оптического состояния, которое может быть насыщенностью тона, отражательной способностью, коэффициентом преломления, цветом и т.д. Начальное оптическое состояние может быть максимальным или минимальным оптическим состоянием для переключаемого оптического устройства; например, 90% или 4% прозрачности. Альтернативно, начальное оптическое состояние может быть средним оптическим состоянием обладающим значением где-то между максимальным и минимальным оптическим состоянием для переключаемого оптического устройства; например, 50% прозрачности.
[43] ʺКонечное оптическое состояниеʺ является оптическим состоянием переключаемого оптического устройства непосредственно после окончания оптического перехода от начального оптического состояния. Полный переход осуществляется в случае, если оптическое состояние изменилось таким способом, что рассматривается как завершенный для конкретного приложения. Например, полное тонирование может считаться таковым при переходе от 75% оптической прозрачности к 10% прозрачности. Конечное оптическое состояние может быть максимальным или минимальным оптическим состоянием для переключаемого оптического устройства; например, 90% или 4% прозрачности. Альтернативно, конечное оптическое состояние может быть средним оптическим состоянием обладающим значением где-то между максимальным и минимальным оптическим состоянием для переключаемого оптического устройства; например, 50% прозрачности.
[44] ʺШинаʺ относится к электрически проводящей ленте прикрепленной к проводящему слою, такому как прозрачный проводящий электрод, перекрывающий плоскость переключаемого оптического устройства. Шина обеспечивает передачу электрического потенциала и тока от внешнего проводника к проводящему слою. Переключаемое оптическое устройство содержит две или более шин, каждая из которых соединена с одним проводящим слоем устройства. В различных вариантах реализации изобретения, шина формирует длинную тонкую линию, охватывающую большую часть длины или ширины проводящих слоев устройства. Часто, шина располагается вблизи края устройства.
[45] ʺПриложенное напряжениеʺ или Vapp относится к разнице потенциалов приложенных к двум шинам противоположной полярности на электрохроматическом устройстве. Каждая шина электрически соединяется с отдельным прозрачным проводящим слоем. Приложенное напряжение может отличаться по величине или функциям, как для осуществления оптического перехода или удержания оптического состояния. Между прозрачными проводящими слоями располагаются материалы переключаемого оптического устройства, такие как электрохроматические материалы. Каждый из прозрачных проводящих слоев испытывает разность потенциалов между местом подключения к нему шины и областями, удаленными от шины. В общем, чем больше расстояние от шины, тем большая разность потенциалов в прозрачном проводящем слое. Локальный потенциал прозрачных проводящих слоев часто упоминается здесь как VTCL. Шины противоположной полярности могут быть продольно отделены одна от другой относительно лицевой поверхности переключаемого оптического устройства.
[46] ʺЭффективное напряжениеʺ или Veff относится к потенциалу между положительным и негативным прозрачными проводящими слоями в любой конкретной области переключаемого оптического устройства. В Декартовом пространстве, эффективное напряжение определяется для конкретных x, y координат на устройстве. В точке, в которой измеряется Veff, два прозрачных проводящих слоя разделены в z-направлении (материалами устройства), но обладают одинаковыми x, y координатами.
[47] ʺНапряжение удержанияʺ относится к приложенному напряжению, необходимому для поддержания устройства в конечном оптическом состоянии без ограничения по времени.
[48] ʺВозбуждающее напряжениеʺ относится к приложенному напряжению примененному во время по меньшей мере части оптического перехода. Возбуждающее напряжение может рассматриваться как "движущее" для по меньшей мере части оптического перехода. Его величина отличается от напряжения приложенного непосредственно до начала оптического перехода. В некоторых вариантах реализации изобретения, величина возбуждающего напряжения больше, чем величина напряжения удержания. Примерное приложение возбуждающего напряжения и напряжения удержания проиллюстрированно на Фиг. 3.
[49] ʺКонтроллерʺ окна используется для управления уровнем тонирования электрохроматического устройства электрохроматического окна. В некоторых вариантах реализации изобретения, контроллер окна способен переводить электрохроматическое окно между двумя состояниями тонирования (уровнями), прозрачным состоянием и затонированным состоянием. В других вариантах реализации изобретения, контроллер может дополнительно переводить электрохроматическое окно (например, содержащее одно электрохроматическое устройство) в промежуточные уровни тонирования. В некоторых описанных вариантах реализации изобретения контроллер окна способен обратимо переводить электрохроматическое окно в четыре или более уровней тонирования. Некоторые электрохроматические окна обеспечивают промежуточные уровни тонирования используя два (или более) электрохроматических устройства в одном стеклопакете, причем каждое устройство является устройством с двумя состояниями. Другие электрохроматические окна обеспечивают промежуточные состояния посредством изменения приложенного напряжения к отдельному электрохроматическому устройству.
[50] В некоторых вариантах реализации изобретения контроллер окна может питать одно или более электрохроматических устройств в электрохроматическом окне. Обычно, эта функция контроллера окна дополняется одним или большим количеством других функций описанных более подробно ниже. Контроллеры окон, описанные здесь, не ограничиваются только теми, которые обладают функцией питания электрохроматического устройства, с которым они связаны с целью управления. То есть, источник питания для электрохроматического окна может быть отделен от контроллера окна, причем контроллер содержит свой собственный источник питания и управляет распределением питания от источника питания окна к окну. Однако, целесообразным является включение источника питания в контроллер окна и выполнение контроллера с возможностью питания окна напрямую, поскольку это избавляет от необходимости отдельной проводки для питания электрохроматического окна.
[51] Дополнительно, контроллеры окон, описанные в этом разделе, описаны как отдельные контроллеры, которые могут быть выполнены с возможностью управления функциями отдельного окна или множества электрохроматических окон, без интегрирования контроллера окна в управляющую сеть здания или автоматизированную сеть управления зданием (АСУЗ). Контроллеры окон, однако, могут интегрироваться в управляющую сеть здания или АСУЗ, как описано ниже в разделе автоматизированной системы управления зданием этого описания.
Объекты и системы мониторинга объекта
[52] Один из примеров сетевых объектов и системы мониторинга объекта проиллюстрирован на Фиг. 1А. Как показано, система мониторинга объекта 11 взаимодействует с множеством отслеживаемых объектов - объекты 1-5. Каждый объект содержит одно или более переключаемых оптических устройств таких как электрохроматические окна и один или более контроллеров сконструированных или выполненных с возможностью управления переключением окон. Система мониторинга объекта 11 также взаимодействует с множеством клиентских машин - клиенты 1-4. Клиентами могут быть рабочие станции, портативные компьютеры, мобильные устройства, такие как смартфоны и тому подобное, каждое из которых способно отображать информацию о функционировании устройств на объекте. Персонал, связанный с системой мониторинга объекта 11, может обращаться к этой информации из одного или более клиентов. В некоторых случаях, клиенты выполняются с возможностью связи друг с другом. В некоторых вариантах реализации изобретения, персонал, связанный с одним или более объектов может обращаться к подразделу информации посредством клиента. В различных вариантах реализации изобретения, клиентские машины используют одно или более приложений разработанных или выполненных с возможностью демонстрации графической информации и результатов анализа информации об оптическом устройстве для некоторых или всех объектов.
[53] Система мониторинга объекта 11 может содержать различные конфигурации аппаратных средств и/или программных продуктов. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения, система 11 содержит банк данных 13, сервер приложений 15 и сервер отчетов 17. Банк данных напрямую взаимодействует с объектами. Он хранит данные от объектов в сопряженной базе данных или другой структуре банка данных. В одном из вариантов реализации изобретения, данные хранятся в банке данных или другом месте хранения таком как Oracle DB, Sequel DB или специально разработанной базе данных. Банк данных 13 может получать информацию от любого количества объектов, таких как главные сетевые контроллеры на объектах. Примеры сетевых конструкций содержащих иерархию контроллеров описаны ниже со ссылками на Фиг. 1B-D. Сервер приложений 15 и сервер отчетов 17 взаимодействует с клиентами для обеспечения сервисов приложений и отчетов, соответственно. В одном из вариантов реализации изобретения сервер отчетов работает, используя Tableau, Jump, Actuate или специально разработанный генератор отчетов. В проиллюстрированном варианте реализации, банк данных 13 и сервер приложений 15 оба предоставляют информацию серверу отчетов 17. Связь между банком данных 13 и сервером приложений 15 двунаправлена, также как и связь между банком данных 13 и сервером отчетов 17 и также как и между сервером приложений 15 и сервером отчетов 17.
[54] Примеры конфигураций объектов показаны на Фиг. 1B-D и рассмотрены ниже. В некоторых вариантах реализации изобретения, объект содержит (а) множество переключаемых оптических устройств, каждое из которых управляется контроллером (окна), (б) множество датчиков, таких как датчики освещения, и (в) один или более контроллеров более высокого уровня, таких как сетевые контроллеры и главные сетевые контроллеры.
[55] Система мониторинга объекта может содержать один или более интерфейсов для связи с удаленными объектами. Эти интерфейсы являются обычными портами или соединениями для надежной связи посредством интернета. Конечно, могут использоваться другие формы сетевых интерфейсов. Данные могут сжиматься до отправления с объекта на систему мониторинга объекта. Система мониторинга объекта может взаимодействовать с отдельными объектами посредством беспроводного соединения или кабельного соединения. В некоторых вариантах реализации изобретения, система мониторинга объекта реализована в ʺоблакеʺ. Система мониторинга объекта может быть централизованной или распределенной и может быть доступна из любого места при использовании авторизованным персоналом клиентского приложения. Различные компоненты системы могут располагаться совместно или отдельно на одном или более объектов, в месте удаленном от всех объектов и/или в облаке. Дополнительные особенности, функции, модули и т.д. системы мониторинга объекта могут включать данные и генератор отчетов о событиях, данные и журнал событий и/или базу данных, анализатор данных/генератор отчетов и коммуникатор.
[56] Хотя во многих вариантах реализации изобретения весь или преимущественно весь анализ данных производится на системе мониторинга объекта, это не обязательно так. В некоторых вариантах реализации изобретения, некоторый анализ на уровне объекта, сжатие данных и т.д. выполняется на удаленном объекте до отправления данных объекта на систему мониторинга объекта. Например, сетевой или главный сетевой контроллер может иметь достаточно процессорной мощности и других ресурсов для выполнения анализа, сжатия данных и т.д. и таким образом обработка может распределяться для получения этих преимуществ. Распределение процессорной мощности может быть не статическим, то есть, в зависимости от выполняемых функций, система мониторинга может полагаться на удаленные процессоры для выполнения вышеупомянутых задач или нет. Таким образом, система мониторинга может быть выполнена гибкой посредством использования удаленных процессоров на объекте или нет.
[57] Посредством мониторинга датчиков и контроллеров в различных местах установки, система мониторинга объекта может предоставлять один или более следующих сервисов:
a. Клиентский сервис - система мониторинга объекта будет отмечать случаи, в которых данные от переключаемого устройства, датчика и/или контроллера указывают на проблему. Проблема может быть неотложной, такой как отказ техники, или потенциальной проблемой, которая может быть предотвращаема, например, в случае, если параметры функционирования компонента отклонились от заданных параметров (хотя по-прежнему работает адекватно). В ответ, обслуживающий персонал может посетить удаленный объект для устранения проблемы и/или связаться с удаленным объектом, местом установки, указав, что там существует проблема. В последнем случае, обслуживающий персонал может, например, перепрограммировать контроллер переключаемого устройства для компенсации отклонения параметров от заданных. В некоторых случаях потенциальные проблемы выделяются и устраняются до того как они становятся заметны на объекте. Например, упомянутое выше перепрограммирование может обеспечить постоянную адекватную работу окна или обеспечить адекватную работу до того момента, пока обслуживающий персонал не сможет посетить объект и заменит или отремонтирует узел. Дополнительно, система мониторинга может быть настроена на автоматическую корректировку проблем с объектами. Если не указано иное, любые проблемы, неполадки, ошибки и т.д., описанные здесь, могут автоматически корректироваться посредством использования эвристики в системе мониторинга объекта. В одном примере, система мониторинга определяет наличие отклонения параметров от заданных в электрохроматическом окне и автоматически перепрограммирует контроллер(ы) окон для компенсации отклонения параметров. Система также предупреждает обслуживающий персонал по этому случаю. Обслуживающий персонал может выбрать наилучший способ действий, например, дополнительное перепрограммирование, замену окна, замену контроллера и тому подобное. Жилец может не наблюдать индикацию о том, что с окном и/или контроллером что-либо не так, поэтому впечатление жильца от работы окна может не измениться.
Аварийные уведомления могут отправляться при обнаружении проблем.
Эта система позволяет быстро решать проблемы. Например, интерфейс приборной панели может предоставлять возможность углубляться в проблемные пункты от сводки высокого уровня. От сводки высокого уровня система может предоставлять легкий доступ к специфическому для объекта контексту на основании секций файлов журнала, схем, изображений и отчетов. В некоторых вариантах реализации изобретения система помечает весь объект, в случае, если обнаружена одна или более проблем на объекте. Таким образом, особам, взаимодействующим с системой не обязательно разбираться с деталями проблем, пока они сами не захотят получения такой информации. То есть, например, обслуживающий персонал может быстро выбрать помеченный объект и пройти вглубь меню до актуальной проблемы, которая может быть, например, отдельным окном с некритическими отклонениями. Это позволяет обслуживающему персоналу (а) быстро определять источник проблемы, (б) быстро определять природу проблемы на каждом объекте, и (в) эффективно определять приоритетность любых проблем. Смотри Фиг. 8.
Система также может предоставлять упреждающий просмотр данных другим системам объекта, таким как системы ОВК, тем самым предоставляя подобным системам возможность улучшать комфорт пользователя и/или сохранять энергию.
б. Настройка установки на основе наблюдаемых тенденций использования. Со временем предпочтения пользователя могут быть включены в программу. В качестве примера, система мониторинга объекта может определять как конечный пользователь (например, жилец) пытается переопределить алгоритм управления окном в конкретное время суток и использует эту информацию для предсказания поведения пользователя в будущем. Это может изменять алгоритм управления окном с тем, чтобы устанавливать уровни тонирования в соответствии с изученными предпочтениями пользователя.
в. Распространеие приобретенного опыта на другие установки (например, как лучше затонировать окна в случае приближения полуденной грозы). Существуют преимущества, получаемые при использовании коллективного опыта и информации от установленной базы сетей переключаемых устройств. Например, это помогает точно настраивать алгоритмы управления, индивидуально подбирать окна/сетевые продукты для конкретных сегментов рынка и/или тестировать новые идеи (например, алгоритмы управления, расположение датчиков).
Данные, по которым осуществляется мониторинг
Последующее описание иллюстрирует примеры некоторых типов локационной информации, по которой осуществляется мониторинг, системой мониторинга объекта. Информация может предоставляться из различных источников, таких как данные временных зависимостей напряжения и/или тока для индивидуальных переключаемых устройств, временной зависимости выходного сигнала датчика, коммуникационные и сетевые события и журналы для сетей контроллеров и т.д. Временная переменная может ассоциироваться с внешними событиями, такими как положение солнца, погода и т.д. Информация с периодическим компонентом может анализироваться в частотной области, также как и во временной области. Некоторая информация, описанная в разделе, может рассматриваться в контексте представленных здесь фигур.
1. Данные I/V (вольтамперной характеристики (ВАХ)) от контроллеров окна:
a. Изменения в пиковом токе [это иногда случается во время применения пилообразного возбуждающего напряжения для осуществления оптического перехода. Смотри Фигуры 2 и 3.]
б. Изменения в токе удержания (утечки) [это может наблюдаться в конечном состоянии переключаемого устройства. Уровень увеличивающегося тока утечки может коррелировать с вероятностью того, что в устройстве развивается короткое замыкание. Иногда короткое замыкание вызывает нежелательное замутнение, такое как гало в устройстве. Это может быть исправленно в полевых условиях, например, посредством использования портативного устройства подавления дефектов, подобного тому, что описано в патентной заявке US 13/859623, поданной 9 апреля 2013, которая включена сюда посредством ссылки в полном объеме.]
в. Изменение напряжения требующее компенсации [Компенсация напряжения это изменение напряжения, требуемое для учета падения напряжения в проводящей линии от источника питания до переключаемого устройства.]
г. Изменения в переданном общем заряде [измеренного за период времени и/или во время конкретного состояния переключаемого устройства (например, во время возбуждения или во время удержания).]
д. Изменения в потребляемой мощности [Потребляемая мощность может быть рассчитана как (I*V - произведение тока и напряжения) на окно или контроллер.]
е. Сравнение с остальными КО (контроллеры окна) на одном фасаде с идентичными нагрузками [Это позволяет системе мониторинга определять, что скорее конкретный контроллер подвержен проблеме, чем конкретное устройство управляемое контроллером. Например, контроллер окна может быть соединен с пятью изолированными стеклянными узлами, каждый из которых демонстрирует одинаковую проблему. Поскольку необычным является то, что пять устройств были подвержены одной и той же проблеме, система мониторинга может сделать вывод о том, что виноват контроллер.]
е. Случаи не нормальных характеристик: например, двойное тонирование/двойное очищение [Двойное тонирование/очищение относится к ситуации, при которой нормальный цикл возбуждения (характерное напряжение и/или ток) приложено, однако обнаруживается, что переключаемое устройство не переключилось, в таком случае должен проводиться второй цикл возбуждения. Смотри Фиг. 12.]
ж. Характеристики переключения с внешними погодными условиями [При конкретной температуре или погодных условиях, система мониторинга ожидает конкретных результатов переключения или производительности. Отклонения от ожидаемой ответной реакции подсказывают о наличии проблемы с контроллером, переключаемым устройством и/или датчиком.]
Изменения и сравнения, описанные здесь, могут производиться на основе данных собираемых, например, на уровне сетевого контроллера. Исторические данные (дни, недели, месяцы, года) сохраняются в системе мониторинга объекта, и такие данные могут использоваться для сравнения. С такими данными, отклонения из-за температуры могут быть определены и проигнорированы, если так указано. Различные изменения, вместе или в комбинации, могут предоставлять признаки проблем в окне, контроллере, датчике и т.д. Любой один или более из вышеупомянутых параметров может определять увеличение импеданса в любом месте от источника питания до (включительно) переключаемого устройства. Эта линия может содержать переключаемое устройство, шину, соединенную с устройством, проводник, подключенный к шине, разъем к креплению провода или стеклопакету, группу проводов (иногда называемая "шнур") между разъемом (или стеклопакетом) и источником питания. В качестве примера, изменение в любом одном или более параметров 1a - 1д может указывать на коррозию вызванную водой в раме окна. Модель, использующая комбинацию этих параметров, может распознать характерную особенность такой коррозии и точно отчитаться по этой проблеме удаленно.
2. От состояния контроллера окна и изменений состояния области:
a. Любой контроллер окна не синхронизируется с данной областью - например, это может быть из-за коммуникационных проблем [Например: Если существует множество контроллеров в области объекта и один из этих контроллеров ведет себя как ожидается, система мониторинга объекта может прийти к выводу о том, что контроллер с отклонениями не получает или не выполняет команды по коммуникационной сети. Система мониторинга объекта может предпринять действия для изоляции источника проблемы и откорректировать ее.]
б. Наиболее длительное время переключения для области и настройки для того, чтобы все стекла переключались с одинаковой скоростью [Система мониторинга объекта может определять конкретное переключаемое устройство, которое не переключается с желаемой скоростью или ожидаемой скоростью. Смотри Фиг. 15. Без замены или модификации устройства, система мониторинга объекта может модифицировать алгоритм переключения так, чтобы устройство переключалось на ожидаемой скорости. Например, если устройство визуально переключается слишком медленно, его пилообразное напряжение возбуждения или напряжение возбуждения может быть увеличено. Это может быть сделано удаленно, и автоматически в определенных вариантах реализации изобретения.]
3. Из системных журналов:
a. Любые изменения в частоте коммуникационных ошибок - увеличение шума или деградация устройства [Получаемые сообщения от контроллера могут быть замедлены или остановлены. Или отправленные сообщения не могут быть подтверждены или обработаны.]
б. Деградация разъема если шнур (или другое соединение) начинает демонстрироваться как разъединенное [В некоторых вариантах реализации изобретения разъем, например, содержащий память и/или логический блок, передает сигнал, указывающий на то, что он стал отключенным. Контроллер окна может получать такие сигналы, которые могут регистрироваться в удаленной системе мониторинга объекта. Смотри Фиг. 13. Дальнейшее описание шнуров и деталей других электрических соединений представлено в патентной заявке US 14/363769, поданной 27 ноября 2014, которая включена сюда посредством ссылки в полном объеме.]
4. Из данных датчика освещения:
a. Любая деградация со временем [Это может проявляться как ослабление величины сигнала. Это может быть вызвано различными факторами включая повреждение датчика, загрязнение датчика, возникновение препятствия напротив датчика, и т.д.]
б. Корреляция с внешними погодными условиями [В обычных условиях, система мониторинга объекта предполагает, что выходной сигнал фотодатчика должен коррелировать с погодой.]
в. Сравнение с изменением состояния области для подтверждения того, что технология управления окнами объекта работает правильно [Система мониторинга объекта в обычных условиях предполагает то, что область будет менять свое состояние, если выходной сигнал фотодатчика соответствует определенным критериям изменения состояния. Например, если датчик указывает на переход к условиям ясной погоды, переключаемые устройства в области должны затонироваться. В некоторых вариантах реализации изобретения, существует один или более фотодатчиков в области. Смотри Фиг. 14A-D.]
г. Любые изменения в окружении после ввода в эксплуатацию [Например, деревья растут напротив одного или более датчиков, дом построен напротив одного или более датчиков или строительные леса возведены напротив одного или более датчиков. Такие изменения в окружении могут быть зафиксированы множеством датчиков подверженных изменениям в случае если они подвержены изменениям подобным образом (например, выходные сигналы датчиков освещения снизились в то же время). Среди других назначений, ввод в эксплуатацию служит для предоставления информации о расположении датчиков, контроллеров и/или переключаемых оптических устройств на объекте. Введение в эксплуатацию дополнительно описано в PCT заявке PCT/US2013/036456, поданной 12 апреля 2013, которая включена сюда посредством ссылки в полном объеме.]
5. Из анализа файла журнала драйвера изменений состояния:
a. Переопределение для области - дополнительная настройка алгоритмов управления для области [ Система мониторинга объекта может изучить требования конкретного объекта и адаптировать его изученный алгоритм для удовлетворения требований. Различные типы адаптивного обучения описаны в PCT заявке PCT/US2013/036456, поданной 12 апреля 2013, которая была предварительно включена сюда посредством ссылки в полном объеме.]
б. Мобильное устройство с переопределением управления настенным переключателем - предпочтения пользователя [ Когда наблюдается переопределение, система мониторинга может отметить, какой тип устройства инициировал переопределение, например, настенный переключатель или мобильное устройство. Более частое использование настенного переключателя может указывать на вопросы тренировки или проблемы с приложением для окна на мобильном устройстве.]
в. Время/частота различных состояний - полезность каждого состояния [Когда доступно множество состояний тонирования, и некоторые используются не часто, это может указывать удаленной системе мониторинга, что существует проблема с конкретным состоянием. Система может изменить прозрачность или другие характеристики состояния.]
г. Отличия сегмента рынка [Частота использования (популярность) конкретных состояний или других характеристик переключения на объекте может коррелировать с сегментом рынка. В случае изучения этого системой мониторинга объекта, это может развиться и предоставить алгоритмы специализированные под рынок. Примеры сегментов рынка включают аэропорты, больницы, офисные здания, школы, административные здания и т.д.]
д. Общее количество переходов - Ожидаемое количество циклов после гарантийного периода и срока службы по сегментам рынка. [Это может предоставить информацию о сроке службы на месте. Смотри Фиг. 12.]
6. Энергетические расчеты:
a. Энергия сохраненная областью за сезон, общая сохраненная энергия за сезон [Система мониторинга объекта может сравнить сохраненную энергию от множества объектов для определения алгоритмов, типов устройств, структур и т.д., которые обеспечивают улучшения. Сравнение объектов и улучшение объекта с более низкими показателями производительности. Смотри Фиг.14B и D.]
б. Передача упреждающей информации об энергетических нагрузках системе кондиционирования по областям [Здания обладают большими тепловыми массами, поэтому кондиционированию воздуха и нагреву не присущ мгновенный эффект. Используя солнечный калькулятор или другие инструменты предвидения (описанные здесь в других местах), система мониторинга объекта может передавать упреждающие сообщения системам ОВК, так, что они могут начать изменение раньше. Может оказаться целесообразным передавать эту информацию по областям. Более того, система мониторинга объекта может тонировать одно или более окон или областей для помощи системе ОВК в выполнении ее работы. Например, если ожидается тепловая нагрузка на конкретный фасад, система мониторинга объекта может передать упреждающее сообщение на систему ОВК и также затонировать окна на этой стороне здания для уменьшения того, что потом, в противном случае, потребуется охлаждать системе ОВК. В зависимости от скорости тонирования окон, система мониторинга объекта может рассчитать последовательности и времена тонирования и активации ОВК, соответственно. Например, если окна тонируются медленно, активация ОВК должна быть более ранней, если же они тонируются быстро, то сигнал на активацию для ОВК может быть задержан или сделан более медленно нарастающим для уменьшения нагрузки на систему. Смотри Фиг. 14B и D.]
[58] В некоторых вариантах реализации изобретения, производительность или ответ окна, контроллеров и/или датчиков проверяется в начальной точке во времени и затем часто перепроверяется. В некоторых случаях, недавние измерения производительности/ответа сравниваются с более ранними измерениями производительности/ответа для обнаружения тенденций, отклонений, стабильности и т.д. Если необходимо, могут производиться настройки или может быть обеспечено обслуживание для устранения тенденций или отклонений обнаруженных во время сравнений. Совокупность релевантных параметров для окна, датчика или контроллера может служить в качестве "характерных параметров" устройства. Такие параметры включают отклик напряжения, отклик тока, надежность связи и т.д., как описано здесь в тексте. В некоторых вариантах реализации изобретения, окна, датчики и/или контроллеры проверяются и в качестве варианта снимаются их характерные параметры в заводских условиях. Например, переключаемое окно может проходить процедуру отжига во время которой могут сниматься релевантные параметры. Текущие параметры функционирования окон с проблемами могут сравниваться с их более ранними характерными параметрами для определения, в качестве варианта, того, развивалась ли проблема после доставки/установки или во время работы. Характерные параметры могут также генерироваться, в качестве варианта автоматически, в случае, если с устройством проводятся пусконаладочные работы (например, устанавливается на объекте и определяется в исходном состоянии и каталогизируется). Характерные параметры могут храниться в памяти сопряженной с окном, например, в шнуре. Система мониторинга объекта может перепрограммировать память в шнуре (или другую память) удаленно и автоматически в некоторых вариантах реализации изобретения. Введение в эксплуатацию дополнительно описано в PCT заявке PCT/US2013/036456, поданной 12 апреля 2013, которая включена сюда посредством ссылки в полном объеме.
[59] В некоторых вариантах реализации изобретения, во время введения в эксплуатацию на новом объекте, система мониторинга объекта сравнивает разработанную конфигурацию объекта с текущей, как с конфигурацией при введении в эксплуатацию, для отметки любых несовпадений во время введения в эксплуатацию. Это может использоваться для корректировки устройства, контроллера и т.д. на объекте или для корректировки конструкторской документации. В некоторых случаях, система мониторинга объекта просто сравнивает все контроллеры окон, сетевые контроллеры, области и т.д. в конструкторской документации и фактической реализации на объекте. В некоторых случаях, проводится более расширенный анализ, который может проверить протяженность кабелей и т.д. Сравнение может также распознать проблемы на этапе установки, такие как неправильная ориентация фотодатчиков, дефекты фотодатчиков и т.д. и опционально автоматически скорректировать подобные проблемы. Как отмечено, во время введения в эксплуатацию, система мониторинга объекта может получать и хранить начальные характерные параметры многих или всех индивидуальных компонентов на объекте, включая результаты измерения напряжения/тока переключаемых оптических устройств для различных переходов устройств. Такие характерные параметры могут использоваться для периодической проверки объекта и обнаружения деградации в подводящей аппаратуре (то есть, проводке, источниках питания, источниках бесперебойного питания (UPS)), а также контроллерах окон и переключаемых оптических устройств. Использование UPS в сети переключаемого оптического окна описано в патентной заявке US 62/019325, поданной 30 июня 2014, которая включена сюда посредством ссылки в полном объеме.
Автообнаружение и автокоррекция системой мониторинга объекта
[60] Хотя приведенное описание преимущественно сосредоточено на системах обнаружения и диагностирования проблем с сетями переключаемых оптических устройств, дополнительные аспекты описания рассматривают систему мониторинга объекта, которая использует эти свойства для автоматического сбора данных, автоматического обнаружения проблем и потенциальных проблем, автоматического уведомления персонала или системы ответственной за проблемы или потенциальные проблемы, автоматической корректировки таких проблем или потенциальных проблем и/или автоматического взаимодействия с системами здания или корпорации для анализа данных, внедрения корректив, генерирования нарядов на обслуживание и т.д.
[61] Примеры этих автоматических возможностей системы мониторинга объекта
1. Если присутствует медленное ослабление подачи электрического тока в конкретном окне (или другие характерные признаки нефатальных проблем с током переключения получаемым окном), система мониторинга объекта может автоматически откорректировать эту проблему, например, указав контроллеру, связанному с окном, увеличить напряжение переключения для окна. Система может рассчитать увеличение напряжения используя эмпирические и/или аналитические способы, которые связывают изменения в потреблении тока или свойства оптического переключения с изменениями в приложенном напряжении. Изменения напряжения могут быть ограничены до диапазона, такого как диапазон, определяющий безопасные уровни напряжения или тока для устройств в оконной сети. Изменения напряжения могут реализовываться системой мониторинга объекта перепрограммирующей одно или более запоминающих устройств, хранящих команды переходов тонирования для рассматриваемого окна. Например, память связанная с окном, например, в шнуре окна, программируется с завода на содержание параметров окна, которые позволяют контроллеру окна определять соответствующие напряжения возбуждения для электрохроматического покрытия окна. Если есть ослабление тока или подобные проблемы, один или более этих параметров могут требовать изменений и поэтому система мониторинга перепрограммирует память. Это может быть сделано, например, если контроллер окна автоматически генерирует параметры напряжения возбуждения на основании сохраненных значений в памяти (например, в памяти сопряженной со шнуром). То есть, вместо того, чтобы система мониторинга объекта отправляла новые параметры возбуждения контроллеру окна, система может просто перепрограммировать память окна так, что контроллер окна может определить новые параметры самостоятельно. Конечно, система мониторинга объекта может также передать параметры переходов тонирования контроллеру окна, который может затем просто применить их в соответствии с его собственным внутренним протоколом, который может включать сохранение их в сопряженной памяти или передачу их на сетевой контроллер более высокого уровня.
2. Если присутствует медленная деградация в фотодатчике (или другие характерные признаки нефатальных проблем с датчиком), вызывающая понижение точного считывания, система мониторинга объекта может автоматически откорректировать считывания датчика до использования результатов считывания для других целей, таких как входной сигнал для алгоритмов переключения оптического устройства. В некоторых вариантах реализации изобретения система мониторинга объекта применяет компенсацию в рамках некоторого ограничения для компенсации результатов считывания фотодатчика. Это разрешает, например, не нарушать комфорт жильца и автоматически настраивать тонирование окна в целях улучшенной эстетики. Повторимся, например, жилец может не осознавать, что любые из этих изменений имели место для окна и/или связанных компонентов или программ.
3. Если система определяет, что комната занята или изучает, что комната обычно занята, и алгоритм тонирования применяет тонирование после начала яркого освещения, система мониторинга объекта может автоматически настроить алгоритмы тонирования для более раннего старта, чем комната будет занята или предполагается, что будет занята. В некоторых вариантах реализации изобретения, яркое освещение обнаруживается фотодатчиком, расположенным в комнате или вне комнаты, освещаемой ярким светом. Алгоритм может использовать датчик присутствия расположенный в комнате.
4. В случае обнаружения системой различия во временах тонирования для различных окон на одном фасаде, она может заставить все окна тонироваться в одно и то же время и, если так принято, до одинакового уровня тонирования посредством автоматической настройки параметров линейно повышающегося или понижающегося напряжения (если жилец желает, чтобы весь фасад тонировался одновременно).
5. Система мониторинга объекта может определить контроллер окна, не синхронизирующийся с остальными контроллерами окон группы окон в области или фасаде. Описание Фиг. 18A-H содержит подробное описание такого примера. Система может затем вернуть окна обратно в синхронизированный режим автоматически посредством настройки приложенного напряжения переключения или применения других действий в рамках ее управления.
Дополнительные услуги
[62] Удаленная система мониторинга может собирать и использовать локальную климатическую информацию, информацию освещенности объекта, информацию о тепловых нагрузках объекта и/или данные сводок погоды для различных целей. Приведем несколько примеров.
[63] Рейтинг погодных сервисов: Существуют сервисы, полагающиеся на погодные сводки/данные для продажи и/или реализации их сервисов. Например, "умные разбрызгиватели" и даже ландшафтные компании, использующие обычные разбрызгивательные системы, используют погодные данные для програмирования их планов полива. Эти погодные данные часто локальны, например, данные на основании почтового индекса, и существует множество источников таких данных. В некоторых вариантах реализации изобретения, удаленная система мониторинга использует актуальные данные, которые она собирает для оценки того, что предсказывают погодные сервисы для любой данной области. Система может определять, который из них наиболее точен и предоставлять эту оценку сервисам, которые полагаются на сводки погоды. Любой данный погодный сервис может быть более точным в зависимости от географической области, например, погодный сервис А может быть наилучшим в Сан Франциско, но не настолько хорош в долине Санта Клара (где сервис Б лучше). Система может предоставлять оценочный сервис, определяющий которая из сводок погоды более надежна для данной области, собирая актуальные данные датчиков, выполняя статистический анализ и предоставляя клиентам как ценные сведения. Эта информация полезна для организаций отличных от объектов; примеры которых включают компании осуществляющие полив, компании использующие или управляющие солнечными панелями, мероприятия вне зданий, любые организации, зависящие от погоды.
[64] Погодный сервис: Система мониторинга объекта может собирать данные датчиков напрямую с больших географических областей. В некоторых вариантах реализации изобретения, она предоставляет эти данные погодным сервисам, чтобы они могли предоставлять более точные погодные данные. Другими словами, погодные сервисы в значительной степени полагаются на спутниковые снимки и данные больших изображений неба. Информация от одного или более объектов с переключаемыми оптическими устройствами и связанными с ними датчиками, будучи широко внедренными, могут предоставлять информацию наземного уровня в реальном времени по солнцу, облачности, теплу и т.д. Объединение этих двух потоков данных, предоставляет возможность получения более точных прогнозов погоды. Этот подход может рассматриваться как создание сети датчиков по стране или другой географической области со множеством существующих объектов.
[65] Потребительское поведение: Косвенные данные от конечного пользователя могут собираться, например, посредством сведений когда/как конечный пользователь тонирует или осветляет оптически тонируемые окна в любой географической области или регионе. В некоторых вариантах реализации изобретения, данные собираемые системой мониторинга объектов анализируются для моделей, которые могут быть ценными для других поставщиков потребительских продуктов. Например, "сильное тонирование" может означать: антипатию к солнцу/теплу, факту того, что присутствуют высокие уровни солнечного освещения, большая потребность в воде в области, готовности области к большим продажам солнцезащитных очков и т.д. Подобным образом, "сильное осветление" может указывать на противоположные тенденции, которые будут полезны поставщикам которые продают, например: лампы солнечного света, чай, книги, обогреватели, печи, кабины для загара и подобное.
Автоматизированная система управления зданием (АСУЗ)
[66] АСУЗ является системой управления на основании компьютера установленной на объекте (например, здании), которая мониторит и управляет механическим и электрическим оборудованием объекта, таким как вентиляция, освещение, энергетические системы, подъемники, пожарные системы и охранные системы. В некоторых вариантах реализации изобретения, АСУЗ может быть сконструирована или выполнена с возможностью связи с системой мониторинга объекта для получения сигналов управления и передачи информации, по которой осуществляется мониторинг, от систем на объекте. АСУЗ состоит из аппаратного обеспечения, содержащего внутренние соединения по коммуникационным каналам с компьютером или компьютерами, и соответствующего программного обеспечения для поддержания условий на объекте в соответствии с предпочтениями установленными жильцами, управляющим объекта и/или управляющим системой мониторинга объекта. Например, АСУЗ может быть реализована посредством использования локальной сети, такой как Ethernet. Программное обеспечение может основываться на, в качестве варианта, Интернет протоколах и/или открытых стандартах. Одним из вариантов программного обеспечения является программное обеспечение от Tridium, Inc. ( Ричмонд, Вирджиния). Одним из коммуникационных протоколов, широко используемым с АСУЗ является BACnet (САУЗ=сети автоматизации и управления зданием).
[67] АСУЗ наиболее распространены в больших зданиях, и обычно работают по меньшей мере для управления климатом в здании. Например, АСУЗ может управлять температурой, уровнями углекислого газа и влажностью в здании. Обычно, в наличии имеется большое количество механических устройств, управляемых АСУЗ, таких как нагреватели, кондиционеры воздуха, нагнетатели воздуха, вытяжная вентиляция и подобное. Для управления климатом в здании, АСУЗ может включать и выключать эти различные устройства при определенных условиях. Основная функция типичных современных АСУЗ состоит в поддержании комфортного климата для жильцов здания, одновременно в минимизации стоимости/потребности в нагреве и охлаждении. Таким образом, современные АСУЗ используются не только для мониторинга и управления, но также для оптимизации синергии между различными системами, например, для сохранения энергии и уменьшения стоимости функционирования здания.
[68] В некоторых вариантах реализации изобретения контроллер окна интегрируется с АСУЗ, причем контроллер окна выполнен с возможностью управления одним или более электрохроматических окон или других тонируемых окон. В одном из вариантов реализации изобретения, каждое из одного или более тонируемых окон содержит по меньшей мере одно полностью твердое и неорганическое электрохроматическое устройство. В другом варианте реализации изобретения, каждое из одного или более тонируемых окон содержит только полностью твердые и неорганические электрохроматические устройства. В другом варианте реализации изобретения, одно или более из тонируемых окон являются электрохроматическими окнами с множеством состояний, как описано в патентной заявке US 12/851514, поданной 5 августа 2010, и озаглавленной ʺMultipane Electrochromic Windows.ʺ
[69] Фигура 1B иллюстрирует схематическую диаграмму варианта реализации сети объекта 1100 содержащего АСУЗ, которая управляет множеством систем здания, включая системы охраны, обогрева/вентиляции/кондиционирования воздуха (ОВК), освещения здания, энергетических систем, подъемниками, противопожарными системами, и подобным. Системы охраны могут содержать точки доступа магнитных карт, турникеты, дверные замки с соленоидным приводом, камеры видеонаблюдения, охранные сигнализации, детекторы металла и подобное. Противопожарная система может содержать пожарные сигнализации и системы тушения огня, включая управление водопроводами. Система освещения может содержать внутреннее освещение, внешнее освещение, аварийное освещение, знаки аварийных выходов и напольное освещение аварийных выходов. Энергетические системы могут содержать основное питание, запасные генераторы и сети источников бесперебойного питания (ИБП).
[70] Также, АСУЗ управляет главным контроллером окон 1102. В этом примере, главный оконный контроллер 1102 проиллюстрирован как распределенная сеть контроллеров окон включая главный сетевой контроллер, 1103, промежуточные сетевые контроллеры, 1105a и 1105b, и конечные или контроллеры листов 1110. Конечные или контроллеры листов 1110 могут быть подобны контроллеру окна 450 описанному по Фиг. 4 и 5. Например, главный сетевой контроллер 1103 может быть близок к АСУЗ, и каждый этаж здания 1101 может содержать один или более промежуточных сетевых контроллеров 1105a и 1105b, в то время как каждое окно здания обладает своим собственным конечным или листовым контроллером 1110. В этом примере, каждый из контроллеров 1110 управляет определенным тонируемым окном здания 1101. В некоторых вариантах реализации изобретения, главный оконный контроллер 1102 и/или главный сетевой контроллер 1103 связывается с системой мониторинга объекта или ее компонентом, таким как банк данных.
[71] Каждый из контроллеров 1110 может располагаться отдельно от тонируемого окна, которым он управляет, или может быть интегрирован в тонируемое окно. Для простоты, только десять тонируемых окон здания 1101 проиллюстрированы как управляемые главным оконным контроллером 1102. В обычной установке может быть большое количество тонируемых окон в здании управляемом главным оконным контроллером 1102. Главный оконный контроллер 1102 не нуждается в распределенной сети контроллеров окон. Например, отдельный конечный контроллер, который управляет функциями отдельного тонируемого окна также попадает в объем описанных здесь изобретений, как показано выше. Преимущества и особенности встроенных контроллеров окон, как описано здесь, с АСУЗ описаны ниже более подробно и со ссылкой на Фиг. 1B, где это уместно.
[72] В одном из аспектов проиллюстрированных вариантов реализации изобретения является АСУЗ, содержащая многоцелевой контроллер окна, как здесь описано. Благодаря объединению обратной связи от контроллера окна, АСУЗ может предоставлять, например, улучшенное: 1) управление климатом, 2) энергосбережение, 3) безопасность, 4) гибкость дополнительных возможностей управления, 5) улучшенную надежность и срок службы других систем, из-за меньшей нагрузки на них и соответственно меньшего их изнашивания, 6) доступность информации и диагностики, 7) эффективное использование персонала, и различные комбинации этого, поскольку тонируемые окна могут управляться автоматически. В некоторых вариантах реализации изобретения, одна или более этих функций могут обеспечиваться системой мониторинга объекта, которая может связываться с окнами и контроллерами окон прямо или не напрямую посредством АСУЗ.
[73] В некоторых вариантах реализации изобретения, АСУЗ может отсутствовать или АСУЗможет присутствовать, но не быть связанной с главным сетевым контроллером или связанной на более высоком уровне с главным сетевым контроллером, как когда система мониторинга объекта связывается с главным оконным контроллером напрямую. В этих вариантах реализации изобретения, главный сетевой контроллер может обеспечить, например, улучшенное: 1) управление климатом, 2) энергосбережение, 3) гибкость дополнительных возможностей управления, 4) улучшенную надежность и срок службы других систем, из-за меньшей нагрузки на них и соответственно меньшего их изнашивания, 5) доступность информации и диагностики, 6) эффективное использование персонала и различные комбинации этого, поскольку тонируемые окна могут управляться автоматически. В этих вариантах реализации, обслуживание АСУЗ не прерывает управления тонируемыми окнами.
[74] В некоторых вариантах реализации изобретения, АСУЗ может быть связана с системой мониторинга объекта для получения сигналов управления и передачи данных, по которым осуществляется мониторинг, от одной или более систем в сети объекта. В других вариантах реализации изобретения, система мониторинга объекта может связываться напрямую с главным оконным контроллером и/или другими системами в сети объекта для управления системами.
[75] Фигура 1C иллюстрирует блок-схему варианта реализации сети объекта 1200 для объекта (например, здания). Как упоминалось выше, сеть 1200 может использовать любое количество различных коммуникационных протоколов, включая BACnet. Как показано, сеть объекта 1200 содержит главный сетевой контроллер 1205, панель управления освещения 1210, АСУЗ 1215, система контроля безопасности, 1220, и консоль пользователя, 1225. Эти различные контроллеры и системы на объекте могут использоваться для получения входных данных и/или управления от системы ОВК 1230, освещения 1235, датчиков охранных систем 1240, дверных замков 1245, камер 1250, и тонируемых окон 1255, объекта.
Панель управления освещением для здания
[76] Главный сетевой контроллер 1205 может работать подобным образом как главный сетевой контроллер 1103 описанный со ссылкой на Фиг. 1B. Панель управления освещением 1210 может содержать цепи для управления внутренним освещением, внешним освещением, аварийным освещением, освещением знаков аварийных выходов, и напольным освещением аварийных выходов. Панель управления освещением 1210 также может содержать датчики присутствия в комнатах объекта. АСУЗ 1215 может содержать компьютерный сервер, который получает данные от и подает команды другим системам и контроллерам сети объекта 1200. Например, АСУЗ 1215 может получать данные и подавать команды главному сетевому контроллеру 1205, панели управления освещением 1210, и системе контроля безопасности 1220. Система контроля безопасности 1220 может содержать точки доступа магнитных карт, турникеты, дверные замки с соленоидным приводом, камеры видеонаблюдения, охранные сигнализации, детекторы металла и подобное. Консоль пользователя 1225 может быть компьютерным терминалом, который может использоваться управляющим объекта для составления графика работы управления, мониторинга, оптимизации и устранения проблем различных систем объекта. Программное обеспечение Tridium, Inc. может генерировать визуальные репрезентации данных от различных систем для пользовательской консоли 1225.
[77] Каждый из различных элементов управления может управлять отдельным устройством/прибором. Главный сетевой контроллер 1205 управляет окнами 1255. Панель управления освещением 1210 управляет освещением 1235. АСУЗ 1215 может управлять ОВК 1230. Система контроля безопасности 1220 управляет датчиками безопасности 1240, дверными замками 1245, и камерами 1250. Данные могут обмениваться и/или распределяться между всеми различными устройствами/приборами и контроллерами, которые являются частью сети объекта 1200.
[78] В некоторых случаях, системы сети объекта 1100 или сеть объекта 1200 могут работать в соответствии с суточным, месячным, квартальным, или годовым расписаниям. Например, система управления освещением, система управления окнами, ОВК и система безопасности могут работать в 24 часовом расписании, учитывая когда люди находятся на объекте в течение рабочего дня. Ночью, объект может переходить в режим сохранения энергии, а в течение дня, системы могут работать таким способом, чтобы минимизировать потребление энергии объектом, в то же время, обеспечивая комфорт жильцам. В качестве другого примера, системы могут отключаться или входить в режим сохранения энергии на период выходных.
[79] Информация расписания может быть объединена с географической информацией. Географическая информация может содержать широту и долготу объекта такого, например, как здание. В случае здания, географическая информация также может содержать информацию об ориентации каждой из сторон здания. Используя такую информацию, различные комнаты на разных сторонах здания могут управляться по-разному. Например, для комнат восточного направления здания зимой, оконный контроллер может дать команду окнам отменить тонирование утром так, чтобы комнаты прогрелись благодаря свету солнца попадающего в комнаты, а панель управления освещением может дать команду освещению быть не ярким, из-за света от солнца. Окна западной стороны могут управляться жильцами комнаты утром, поскольку тонирование окон на западной стороне не окажет влияния на сбережение энергии. Однако режимы работы окон восточной и западной сторон здания могут переключаться вечером (например, когда солнце садится, окна западной стороны не тонируются, разрешая тем самым солнечному свету освещать и нагревать).
[80] Описанное ниже является примером объекта такого как, например, здание 1101 по Фиг. 1B, которое содержит сеть объекта, тонируемые окна для внешних окон (например, окон отделяющих внутреннее пространство здания от внешнего пространства здания), и множество различных датчиков. Свет от внешних окон здания обычно влияет на внутреннее освещение здания примерно на 6 метров (20 футов) или около 9 метров (30 футов) от окон. То есть, пространство в здании более, чем примерно 6 метров (20 футов) или около 9 метров (30 футов) от внешнего окна получает мало света от внешнего окна. Такие пространства, удаленные от внешних окон в здании освещаются системами освещения здания.
[81] Дополнительно, температура в здании может изменяться из-за внешнего освещения и/или внешней температуры. Например, в прохладный день и при обогреве здания посредством системы обогрева, комнаты ближе к дверям и/или окнам будут терять тепло быстрее, чем внутренние области здания и будут более прохладными по сравнению с внутренними областями.
[82] Для мониторинга внешних условий, здание может содержать внешние датчики на крыше здания. Альтернативно, здание может содержать внешний датчик связанный с каждым внешним окном или внешний датчик на каждой стороне здания. Внешний датчик на каждой стороне здания может отслеживать освещенность стороны здания по мере того, как солнце меняет свое положение в течение дня.
[83] В случае, если контроллер окна интегрирован в сеть объекта, выходные данные внешних датчиков могут вводиться в сеть объекта и/или систему мониторинга объекта. В некоторых случаях, эти выходные данные могут предоставляться как входные данные для локального оконного контроллера. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения, выходные сигналы получаются от любого из двух или более внешних датчиков. В некоторых вариантах реализации изобретения, получается только один выходной сигнал, а в некоторых других вариантах реализации, получаются три, четыре, пять или более выходных сигналов. Эти выходные сигналы могут получаться по сети объекта.
[84] В некоторых вариантах реализации изобретения, выходные сигналы получаемые датчиком(ами) содержат сигнал указывающий потребление энергии или мощности системой обогрева, системой охлаждения и/или освещения в здании. Например, потребление энергии или мощности системой обогрева, системой охлаждения и/или освещения здания может подвергаться мониторингу для обеспечения сигнала, показывающего потребление энергии или мощности. Устройства могут взаимодействовать с или подключаться к сетям и/или проводам здания для обеспечения этого мониторинга. В качестве варианта, силовые системы здания могут устанавливаться так, чтобы вести мониторинг мощности потребляемой системой обогрева, системой охлаждения и/или освещения отдельной комнаты в здании или для группы комнат в здании.
[85] Команды тонирования могут подаваться для изменения тонирования тонируемого окна до предварительно определенного уровня тонирования. Например, обратимся к Фиг. 1B, это может содержать главный сетевой контроллер 1103 подающий команды одному или более промежуточных сетевых контроллеров 1105a и 1105b, которые в свою очередь подают команды конечным контроллерам 1110, которые управляют каждым окном в здании. Главный сетевой контроллер 1103 может выдавать команды на основании команд полученных от АСУЗ и/или системы мониторинга объекта. Конечные контроллеры 1100 могут приложить напряжение и/или ток к окнам для возбуждения изменения тонирования в соответствии с командами.
[86] В некоторых вариантах реализации изобретения, объект содержащий тонируемые окна, может считаться частью или принимать участие в ответном запуске программы по требованию инженерной сети или инженерных сетей, обеспечивающих подачу энергии объекту. Программа может быть программой в которой потребление энергии объектом уменьшается, когда ожидается пиковая нагрузка. Инженерная сеть может посылать предупреждающий сигнал предварительно перед появлением ожидаемой пиковой нагрузки. Например, предупреждение может отправляться днем ранее, утром или около одного часа до ожидаемого появления пиковой нагрузки. Появление пиковой нагрузки может ожидаться жарким летним днем, когда системы охлаждения/кондиционирования воздуха потребляют много энергии из инженерной сети, например. Сигнал предупреждения может получаться АСУЗ, системой мониторинга объекта или оконными контроллерами настроенными на управление тонируемыми окнами здания. Этот предупреждающий сигнал может быть механизмом, который перехватывает управление тонированием. АСУЗ или система мониторинга объекта может затем подать команду оконным контроллеру(ам) перевести соответствующее электрохроматическое устройство в тонируемых окнах в темный уровень тонирования, помогая уменьшить потребление энергии системами охлаждения здания во время ожидаемой пиковой нагрузки.
[87] В некоторых вариантах реализации изобретения, тонируемые окна (например, электрохроматические окна) из окон здания могут быть объединены в области с тонируемыми окнами в области, в которых окна получают такие же команды. Например, внешние окна объекта (то есть, окна отделяющие внутреннее пространство здания от внешнего пространства здания), могут объединяться в области с тонируемыми окнами в область, которая получает такие же команды. Например, группы тонируемых окон на различных этажах здания или различных сторонах здания могут быть в различных областях. В одном из вариантов, на первом этаже здания все тонируемые окна, выходящие на восточную сторону могут быть в области 1, все тонируемые окна с южной стороны могут быть в области 2, все тонируемые окна с западной стороны могут быть в области 3, а все тонируемые окна с северной стороны могут быть в области 4. В другом варианте реализации изобретения, все тонируемые окна первого этажа здания могут быть в области 1, все тонируемые окна второго этажа могут быть в области 2 и все тонируемые окна третьего этажа могут быть в области 3. В еще одном из вариантов реализации изобретения, все тонируемые окна, выходящие на восточную сторону могут быть в области 1, все тонируемые окна, выходящие на южную сторону могут быть в области 2, все тонируемые окна, выходящие на западную сторону могут быть в области 3, а все тонируемые окна, выходящие на северную сторону, могут быть в области 4. В еще одном из вариантов, выходящие на восток тонируемые окна на одном этаже могут быть разбиты на различные области. Любое количество тонируемых окон на одной стороне и/или различных сторонах и/или различных этажах здания могут быть включены в область.
[88] В некоторых вариантах реализации изобретения, тонируемые окна в одной области могут управляться одним оконным контроллером. В некоторых других вариантах реализации изобретения, тонируемые окна в одной области могут управляться различными оконными контроллерами, но оконные контроллеры могут все получать одинаковые выходные сигналы от датчиков и использовать одинаковые функции или справочные таблицы для определения уровней тонирования окон в области.
[89] В некоторых вариантах реализации изобретения, тонируемые окна в одной области могут управляться оконным контроллером или контроллерами, которые получают выходной сигнал от датчика прозрачности. В некоторых вариантах реализации изобретения, датчик прозрачности может устанавливаться вблизи окон области. Например, датчик прозрачности может устанавливаться в или на раме, содержащей стеклопакет (то есть, устанавливаться в или на среднике, горизонтальной перемычке рамы) включенной в область. В некоторых других вариантах реализации изобретения, тонируемые окна в области, которые содержат окна на одной стороне здания могут управляться оконным контроллером или контроллерами, которые получают выходной сигнал от датчика прозрачности.
[90] В некоторых вариантах реализации изобретения, датчик (например, фотодатчик) может выдавать выходной сигнал оконному контроллеру для управления тонируемыми окнами первой области (например, главная область управления). Оконный контроллер может также управлять тонируемыми окнами во второй области (например, подчиненная область управления) таким же образом, как и в первой области. В некоторых других вариантах реализации изобретения, другой оконный контроллер может управлять тонируемыми окнами во второй области таким же образом, как и в первой области.
[91] В некоторых вариантах реализации изобретения, управляющий объектом, жильцы комнат во второй области или другие особы могут вручную подавать команды (используя команды тонирования или просветления или команды от пользовательской консоли АСУЗ, например) тонируемым окнам во второй области (то есть, подчиненной области управления) для достижения уровня тонирования такого, как затонированное состояние (уровень) или состояния отсутствия тонировки. В некоторых вариантах реализации изобретения, в случае, если управление уровнем тонирования окон во второй области перехвачено таким ручным управлением, тонируемые окна в первой области (то есть, главной области управления) останутся под управлением оконного контроллера, получающего выходной сигнал от датчика прозрачности. Вторая область может оставаться в режиме ручного управления некоторый период времени, а затем возвратиться обратно под управление оконного контроллера получающего выходной сигнал от датчика прозрачности. Например, вторая область может оставаться в ручном режиме управления один час, после получения команды, переопределяющей управление, а затем может возвратиться обратно под управление контроллера окна, получающего выходной сигнал от датчика прозрачности.
[92] В некоторых вариантах реализации изобретения, управляющий объектом, жильцы комнат в первой области или другие особы могут вручную подавать команды (используя команды тонирования или команды от пользовательской консоли АСУЗ, например) окнам в первой области (то есть, главной области управления) для достижения уровня тонирования такого как затонированное состояние (уровень) или состояния отсутствия тонировки. В некоторых вариантах реализации изобретения, в случае, если управление уровнем тонирования окон в первой области перехвачено таким ручным управлением, тонируемые окна во второй области (то есть, подчиненной области управления) останутся под управлением оконного контроллера, получающего выходной сигнал от внешнего датчика. Первая область может оставаться в режиме ручного управления некоторый период времени, а затем возвратиться обратно под управление оконного контроллера, получающего выходной сигнал от датчика прозрачности. Например, первая область может оставаться в ручном режиме управления один час, после получения команды, перехватывающей управление, а затем может возвратиться обратно под управление контроллера окна, получающего выходной сигнал от датчика прозрачности. В некоторых других вариантах реализации изобретения, тонируемые окна во второй области могут оставаться на уровне тонирования, который у них был во время получения ручного ввода команды для первой области, перехватывающей управление. Первая область может оставаться в режиме ручного управления некоторый период времени, а затем обе, первая и вторая области, могут возвратиться обратно под управление оконного контроллера, получающего выходной сигнал от датчика прозрачности.
[93] Любые из описанных здесь способов управления тонируемым окном, не зависимо является ли контроллер окна независимым контроллером окна или взаимодействующим с сетью объекта, могут использоваться для тонирования тонируемого окна.
Беспроводная или проводная связь
[94] В определенных вариантах реализации изобретения, описанные здесь контроллеры окон содержат компоненты для проводной или беспроводной связи между контроллером окна, датчиками и отдельными коммуникационными узлами. Беспроводная или проводная связь может быть реализована посредством интерфейса связи, который взаимодействует напрямую с контроллером окна. Такой интерфейс может быть сопряжен с микропроцессором или выполненным посредством дополнительных схем, реализующих эти функции. Дополнительно, другие системы сети объекта могут содержать компоненты для проводной или беспроводной связи между различными элементами системы.
[95] Отдельный коммуникационный узел для беспроводной связи может быть, например, другим беспроводным контроллером окна, конечным, промежуточным или главным контроллером окна, удаленным устройством управления, АСУЗ или системой мониторинга объекта. Беспроводная связь используется в контроллере окна для по меньшей мере следующих операций: программирования и/или управления тонируемым окном 505 (смотри Фиг. 5), сбор данных от тонируемого окна 505 от различных описанных здесь датчиков и протоколов, и использование тонируемого окна 505 в качестве ретрансляционной точки беспроводной связи. Данные, получаемые от тонируемых окон 505 также могут содержать счетные данные, такие как количество раз активирования ЭХ (электрохроматического) устройства, эффективности ЭХ устройства по прошествии времени, и подобное. Эти особенности беспроводной связи описаны более подробно ниже.
[96] В одном варианте реализации изобретения, беспроводная связь используется для управления сопряженными тонируемыми окнами 505, например, посредством инфракрасного (ИК) и/или радиочастотного (РЧ) сигнала. В определенных вариантах реализации изобретения контроллер будет содержать микросхему протокола беспроводной связи, такой как Bluetooth, EnOcean, WiFi, Zigbee, и подобное. Контроллеры окон могут также содержать беспроводную связь посредством сети. Ввод в контроллер окон может производиться вручную конечным пользователем посредством настенного переключателя, либо непосредственно или посредством беспроводной связи, или ввод может производиться от АСУЗ объекта, компонентом которого является тонируемое окно или от системы мониторинга системы управления.
[97] В одном варианте реализации изобретения, в случае, если контроллер окна является частью распределенной сети контроллеров, беспроводная связь используется для передачи данных на и от каждого из множества тонируемых окон посредством распределенной сети контроллеров, каждый из которых содержит компоненты беспроводной связи. Например, обратимся снова к Фиг. 1B, главный сетевой контроллер1103, связывается беспроводно с каждым из промежуточных сетевых контроллеров 1105a и 1105b, которые, в свою очередь, связываются беспроводно с конечными контроллерами 1110, каждый из которых сопряжен с тонируемым окном. Главный сетевой контроллер 1103 может также беспроводно связываться с АСУЗ или с системой мониторинга объекта. В одном из вариантов реализации изобретения, по меньшей мере один уровень связи в контроллере окна выполняется беспроводным способом.
[98] В некоторых вариантах реализации изобретения более чем один режим беспроводной связи используется в распределенной сети контроллеров окон. Например, главный оконный контроллер может связываться с промежуточными контроллерами посредством WiFi или Zigbee, в то время как промежуточные контроллеры связываются с конечными контроллерами посредством Bluetooth, Zigbee, EnOcean или другого протокола. В другом примере, контроллеры окон содержат избыточные системы беспроводной связи для повышения гибкости при выборе конечным пользователем беспроводной связи.
Пример системы управления функциями тонируемых окон
[99] Фигура 1D является блок диаграммой компонентов системы 1400 для управления функциями (например, перехода на различные уровни тонирования) одного или более тонируемых окон на объекте (например, здания 1101 проиллюстрированного на Фиг. 1B), в соответствии с вариантам реализации изобретения. Система 1400 может быть одной из систем, управляемых системой мониторинга объекта посредством АСУЗ (например, АСУЗ 1100 проиллюстрированной на Фиг. 1B) или может управляться напрямую системой мониторинга объекта и/или управляться независимо от АСУЗ.
[100] Система 1400 содержит главный оконный контроллер 1402 который может отправлять управляющие сигналы на тонируемые окна для управления его функциями. Система 1400 также содержит сеть 1410 электрически связанную с главным оконным контроллером 1402. Логический блок управления и команды для управления функциями тонируемого окна(он) и/или данные датчика могут передаваться на главный оконный контроллер 1402 посредством сети 1410. Сеть 1410 может быть проводной или беспроводной сетью (например, облачной сетью). В некоторых вариантах реализации, сеть 1410 может быть связана с АСУЗ, позволяя АСУЗ отправлять команды для управления тонируемым окном (ами) посредством сети 1410 на тонируемое окно (на) в здании. В некоторых вариантах реализации изобретения, АСУЗ может быть связана с системой мониторинга объекта для получения сигналов управления для управления тонированным окном(ами) от системы мониторинга объекта. В других вариантах реализации изобретения, сеть 1410 может быть связана с системой мониторинга объекта для того, чтобы разрешить системе мониторинга объекта отправлять команды для управления тонируемым окном(ами) посредством сети 1410 на тонируемое окно(а) в здании. В некоторых вариантах реализации изобретения, главный оконный контроллер 1402 и/или главный сетевой контроллер 1403 сконструирован или выполнен с возможностью связи с системой мониторинга объекта или ее компонентом, таким как банк данных.
[101] Система 1400 также содержит ЭХ устройства 400 тонируемых окон (не показано) и настенных выключателей 1490, которые оба электрически связаны с главным оконным контроллером 1402. В проиллюстрированном примере, главный оконный контроллер 1402 может отправлять управляющие сигналы на ЭХ устройство(а) для управления уровнем тонирования тонируемых окон, содержащих ЭХ устройство(а). Каждый настенный выключатель 1490 также связан с ЭХ устройством(ами) и главным оконным контроллером 1402. Конечный пользователь (например, жилец комнаты оборудованной тонируемым окном) может использовать настенный переключатель 1490 для управления уровнем тонирования и другими функциями тонируемого окна оборудованного ЭХ устройством(ами).
[102] На Фиг. 1D, главный оконный контроллер 1402 проиллюстрирован как распределенная сеть оконных контроллеров включающая главный сетевой контроллер 1403, множество промежуточных сетевых контроллеров 1405 связанных с главным сетевым контроллером 1403, и многие множества конечных или листовых оконных контроллеров 1110. Каждое множество конечных или листовых оконных контроллеров 1110 связано с отдельным промежуточным сетевым контроллером 1405. Хотя главный оконный контроллер 1402 проиллюстрирован как распределенная сеть оконных контроллеров, главный оконный контроллер 1402 может также быть отдельным оконным контроллером управляющим функциями отдельного тонируемого окна в других вариантах реализации изобретения. Компоненты системы 1400 по Фиг. 1D могут быть подобным, в каком-то смысле, некоторым компонентам описанным со ссылкой на Фиг. 1B. Например, главный сетевой контроллер 1403 может быть идентичным главному сетевому контроллеру 1103, а промежуточные сетевые контроллеры 1405 могут быть идентичны промежуточным сетевым контроллерам 1105. Каждый из оконных контроллеров в распределенной сети по Фиг. 1D может содержать процессор (например, микропроцессор) и машиночитаемый носитель, электрически связанный с процессором.
[103] На Фиг. 1D, каждый листовой или конечный оконный контроллер 1110 связан с ЭХ устройством(ами) 400 отдельного тонируемого окна для управления уровнем тонирования этого тонируемого окна в здании. В случае стеклопакета, листовой или конечный оконный контроллер 1110 может быть связан с ЭХ устройствами 400 на множестве листов стеклопакета управляя уровнем тонирования стеклопакета. В других вариантах реализации изобретения, каждый листовой или конечный оконный контроллер 1110 может быть связан с множеством тонируемых окон. Листовой или конечный оконный контроллер 1110 может быть встроен в тонируемое окно или может быть отдельным от тонируемого окна, которое он контролирует. Листовые или конечные оконные контроллеры 1110 по Фиг. 1D могут быть идентичными конечному и листовым контроллерам 1110 по Фиг. 1B и/или могут также быть идентичными оконному контроллеру 450 описанному со ссылкой на Фиг. 5.
[104] Каждый настенный переключатель 1490 может управляться конечным пользователем (например, жильцом комнаты) для управления уровнем тонирования и другими функциями тонируемого окна, связанного с настенным переключателем 1490. Конечный пользователь может управлять настенным переключателем 1490 для передачи сигналов управления на ЭХ устройства 400 в соответствующем тонируемом окне. Эти сигналы от настенного переключателя 1490 могут преобладать над сигналами от главного оконного контроллера 1402 в некоторых случаях. В других случаях (например, случаях высоких требований), сигналы управления от главного оконного контроллера 1402 могут преобладать над сигналами управления от настенного переключателя 1490. Каждый настенный переключатель 1490 также связан с листовым или конечным оконным контроллером 1110 для отправления информации об управляющих сигналах (например, времени, дате, требуемом уровне тонирования и т.д.) отправляемых от настенного переключателя 1490 обратно главному оконному контроллеру 1402. В некоторых случаях, настенные переключатели 1490 могут управляться вручную. В других случаях, настенные переключатели 1490 могут управляться беспроводно конечным пользователем посредством удаленного устройства (например, мобильным телефоном, планшетом и т.д.) отправляя сигналы управления по беспроводной связи, например, используя инфракрасный (ИК), и/или радиочастотный (РЧ) сигналы. В некоторых случаях, настенные переключатели 1490 могут содержать микросхему протокола беспроводной связи, такого как Bluetooth, EnOcean, WiFi, Zigbee, и тому подобное. Хотя настенные переключатели 1490 проиллюстрированные на Фиг. 1D располагаются на стене(ах), другие варианты реализации системы 1400 могут включать переключатели расположенные где-либо еще в комнате.
[105] Беспроводная связь между, например, главным и/или промежуточным оконным контроллерами и конечными оконными контроллерами предлагает преимущество в том, что можно обойтись без прокладки проводных линий связи. Это также верно для беспроводной связи между оконными контроллерами и АСУЗ. В одном аспекте, беспроводная связь в этой роли полезна для передачи данных на и от электрохроматических окон для управления окном и предоставлением данных, например, АСУЗ для оптимизации оборудования и сбережения энергии в здании. Данные о расположении окна, а также обратная связь от датчиков дополнительно способствует такой оптимизации. Например, на уровне отдельных единиц (окно-к-окну) информация о микроклимате поступает в АСУЗ для оптимизации различного оборудования здания.
Примерный алгоритм переключения
[106] Для увеличения скорости оптического переключения, приложенное первоначальное напряжение больше по величине, чем необходимое для стабильного удержания устройства в конкретном оптическом состоянии. Этот подход проиллюстрирован на Фиг. 2 и 3. Фиг. 2 является графиком отображающим кривые напряжения и тока связанные с возбуждением электрохроматического устройства от прозрачного до тонированного и от тонированного до прозрачного. Фиг. 3 является графиком отображающим конкретные кривые напряжения и тока связанные с возбуждением электрохроматического устройства от прозрачного до тонированного.
[107] Фиг. 2 демонстрирует полную кривую тока и кривую напряжения для электрохроматического устройства реализуя простой алгоритм управления напряжением для инициирования цикла переходов между оптическими состояниями (тонирование с последующим осветлением) электрохроматического устройства. На графике, общая плотность тока (I) представлена в виде функции времени. Как упоминалось, общая плотность тока является суммой плотности ионного тока связанной с электрохроматическим переходом и током утечки электронов между электрохимически активными электродами. Множество различных типов электрохроматических устройств будет обладать продемонстрированной кривой тока. В одном примере, катодный электрохроматический материал, такой как оксид вольфрама используется совместно с анодным электрохроматический материалом, таким как никель-вольфрамовый оксид в противоположном электроде. В таких устройствах, отрицательные токи задают тонировку устройства. В одном примере, ионы лития двигаются от никель-вольфрамового оксида анодно тонируя электрохроматический электрод в оксид вольфрама катодно тонируя электрохроматический электрод. Соответственно, электроны двигаются на электрод из оксида вольфрама для компенсации позитивно заряженных приходящих ионов лития. Тем не менее, напряжение и ток показаны обладающими негативными значениями.
[108] Изображенный график является результатом линейного повышения напряжения до заданного уровня и последующего удержания напряжения для поддержания оптического состояния. Токовые пики 201 связаны с изменениями оптического состояния, то есть, тонированием и осветлением. Точнее, пики тока отображают доставку заряда ионов необходимых для тонирования или осветления устройства. Математически, затененная область под пиками отображает общий заряд, необходимый для тонирования или осветления устройства. Части кривой после начальных всплесков тока (участки 203) отображают ток утечки электронов во время того, как устройство находится в новом оптическом состоянии.
[109] На Фигуре, кривая напряжения 205 накладывается на кривую тока. Кривая напряжения следует такой последовательности: линейное падение негативной полярности (207), удержание уровня негативной полярности (209), линейное повышение позитивной полярности (211), и удержание уровня позитивной полярности (213). Отметим, что напряжение остается неизменным после достижения своего максимального значения и на протяжении времени пока устройство остается в своем определенном оптическом состоянии. Изменение напряжения 207 возбуждает переход устройства в свое новое тонированное состояние, а удержание уровня напряжения 209 поддерживает устройство в состоянии тонирования до того как напряжение не изменится 211 в противоположную сторону и возбудит переход от тонированного состояния в просветленное состояние. В некоторых алгоритмах переключения, проявляется ограничение роста тока. То есть, току не позволяется достигать определенного уровня для предотвращения повреждения устройства (например, возбуждение движения ионов сквозь слои материала со слишком большой скоростью может физически повредить слои материала). Скорость тонирования является функцией не только приложенного напряжения, но также температуры и скорости изменения напряжения.
[110] Фигура 3 демонстрирует форму управляющего напряжения в соответствии с некоторыми вариантами реализации изобретения. В проиллюстрированном варианте реализации изобретения, форма управляющего напряжения используется для возбуждения перехода от обесцвеченного состояния в тонированное состояние (или в промежуточное состояние). Для возбуждения электрохроматического устройства обратно, от тонированного состояния к обесцвеченному состоянию (или от более тонированного к менее тонированному состоянию), используется идентичная, но инвертированная форма. В некоторых вариантах реализации изобретения, форма управляющего напряжения для перехода от тонированного до обесцвеченного состояния является зеркальным отражением формы, изображенной на Фиг. 3.
[111] Значения напряжений проиллюстрированные на Фиг. 3 отображают значения приложенных напряжений (Vapp). Форма приложенного напряжения показана пунктирной линией. Напротив, плотность тока в устройстве показана сплошной линией. В проиллюстрированной форме, Vapp включает четыре компонента: изменение напряжения для возбуждения, компонент 303, которое инициирует переход, Vdrive компонент 313, которое продолжает возбуждать переход, изменение для удержания, компонент 315, и Vhold, компонент 317. Изменяющееся компоненты применяются как изменения Vapp и Vdrive и Vhold компонентов, обеспечивая постоянные или существенно постоянные Vapp значения.
[112] Изменение для возбуждения компонента характеризуется скоростью изменения (увеличения значения) и величиной Vdrive. Когда величина приложенного напряжения достигает Vdrive, компонент изменения для возбуждения завершен. Vdrive компонент характеризуется величиной Vdrive, а также длительностью Vdrive. Величина Vdrive может быть выбрана для поддержания Veff в безопасном, но эффективном диапазоне для всей поверхности электрохроматического устройства как описано выше.
[113] Компонент изменения напряжения для удержания характеризуется скоростью изменения напряжения (величиной уменьшения) и величиной Vhold (или в качестве варианта разницей между Vdrive и Vhold). Vapp падает в соответствии со скоростью изменения до достижения величины Vhold. Компонент Vhold характеризуется величиной Vhold и длительностью Vhold. Собственно, длительность Vhold обычно определяется длительностью времени, в течение которого устройство удерживается в тонированном состоянии (или напротив в обесцвеченном состоянии). В отличие от компонентов изменения для возбуждения, Vdrive, и изменения для удержания, компонент Vhold обладает произвольной длительностью, которая не зависит от физики оптического перехода устройства.
[114] Каждый тип электрохроматического устройства будет обладать своими собственными характеристическими компонентами формы напряжения для возбуждения оптического перехода. Например, относительно большое устройство и/или устройство с проводящим слоем с большим сопротивлением, будет нуждаться в большей величине Vdrive и возможно более высокой скорости изменения напряжения в компоненте изменения напряжения для возбуждения устройства. Устройства большего размера могут также нуждаться в больших величинах Vhold. Патентная заявка US 13/449251, поданная 17 апреля 2012, и включенная сюда посредством ссылки, описывает контроллеры и соответствующие алгоритмы для возбуждения оптических переходов в широком диапазоне условий. Как там описывается, каждый из компонентов формы приложенного напряжения (здесь, изменения для возбуждения, Vdrive, изменения для удержания, и Vhold) может независимо контроллироваться для учета условий в режиме реального времени, таких как текущая температура, текущий уровень прозрачности и т.д. В некоторых вариантах реализации изобретения, величины каждого компонента формы приложенного напряжения устанавливаются для конкретного электрохроматического устройства (обладающего своим собственным разделением шины, сопротивлением и т.д.) и изменяются из-за текущих условий. Другими словами, в таких вариантах реализации изобретений, форма напряжения не принимает во внимание обратные связи, такие как температура, плотность тока, и тому подобное.
[115] Как указано, все величины напряжений показаные в форме напряжения перехода по Фиг. 3 соответствуют величинам Vapp описанным выше. Они не соответствуют величинам Veff описанным выше. Другими словами, величины напряжения, отображенные на Фиг. 3 представляют разницу напряжений между шинами противоположной полярности на электрохроматическом устройстве.
[116] В некоторых вариантах реализации изобретения, компонент формы изменения напряжения для возбуждения выбирается для безопасного, но быстрого индуцирования ионного тока между электрохроматическими и противоположными электродами. Как показано на Фиг. 3, ток в устройстве следует за компонентом формы изменения напряжения для возбуждения до тех пор пока не заканчивается участок формы изменения напряжения для возбуждения и начинается участок Vdrive. Рассмотрим токовый компонент 301 на Фиг. 3. Безопасные уровни тока и напряжения могут определяться эмпирически или на основании других обратных связей. Патент US8,254013, поданный 16 марта 2011, рассмотренный 28 августа 2012, и включенный сюда посредством ссылки представляет примеры алгоритмов для поддержания безопасных уровней тока во время переходов электрохроматического устройства.
[117] В некоторых вариантах реализации изобретения, величина Vdrive выбирается на основании соображений описанных выше. Конкретнее, она выбирается так, что величина Veff по всей площади электрохроматического устройства остается в диапазоне, в котором эффективно и безопасно осуществляются оптические переходы больших электрохроматических устройств. Длительность Vdrive может выбираться на основании различных соображений. Одно из которых утверждает, что потенциал возбуждения удерживается в течение периода достаточного для того, чтобы вызвать существенное тонирование устройства. С этой целью, продолжительность Vdrive может определяться эмпирически, в процессе мониторинга оптической плотности устройства как функции времени, в течение которого Vdrive остается приложенной. В некоторых вариантах реализации изобретения, длительность Vdrive устанавливается на определенный период времени. В другом варианте реализации изобретения, длительность Vdrive устанавливается так, чтобы прошло желаемое количество зарядов ионов. Как показано, ток линейно замедляется во время Vdrive. Смотри сегмент тока 307.
[118] Другим соображением является уменьшение плотности тока в устройстве по мере ослабления тока ионов вследствие того, что последовательность доступных ионов лития завершили свое путешествие от анодного тонирующего электрода к катодному тонирующему электроду (или противоположному электроду) во время оптического перехода. Когда переход завершен, единственный ток, который протекает через устройство это ток утечки через ионный проводящий слой. Как следствие, омическое падение потенциала по поверхности устройства уменьшается и локальные величины Veff увеличиваются. Эти увеличивающиеся величины Veff могут повреждать или приводить к деградации устройства, если приложенное напряжение не уменьшить. Таким образом, другим соображением при определении продолжительности Vdrive является преимущество в уменьшении уровня Veff связанное с током утечки. При падении приложенного напряжения от Vdrive до Vhold, не только Veff уменьшается по поверхности устройства, но и ток утечки уменьшается соответственно. Как показано на Фиг. 3, ток устройства преобразуется в сегменте 305 во время компонента изменения для удержания. Ток устанавливает стабильный ток утечки 309 во время Vhold.
[119] Фиг. 4 иллюстрирует блок-схему некоторых компонентов оконного контроллера 450 и других компонентов системы оконных контроллеров описанных вариантов реализации изобретений. Фиг. 4 является упрощенной блок-схемой оконного контроллера, а более подробно относительно оконных контроллеров может быть обнаружено в патентных заявках US 13/449248 и US 13/449251, обе указывающие изобретателем Стефана Брауна (Stephen Brown), обе названы ʺКОТРОЛЛЕР ДЛЯ ОПТИЧЕСКИ ПЕРЕКЛЮЧАЕМЫХ ОКОНʺ (ʺCONTROLLER FOR OPTICALLY-SWITCHABLE WINDOWSʺ) и обе поданы 17 апреля 2012, и в патенте US 13/449235, названном ʺУПРАВЛЕНИЕ ПЕРЕХОДАМИ В ОПТИЧЕСКИ ПЕРЕКЛЮЧАЕМЫХ УСТРОЙСТВАХʺ (ʺCONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICESʺ) указывающего Стефана Брауна (Stephen Brown) и остальных в качестве изобретателей и поданного 17 апреля 2012, все из которых включены сюда посредством ссылки в полном объеме.
[120] На Фиг. 4, проиллюстрированы компоненты оконного контроллера 450 включая оконный контроллер 450 содержащий микропроцессор 410 или другой процессор, источник питания с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) 415, модуль формирования сигнала 405, и машиночитаемый носитель 420 (например, память) содержащий файл конфигурации 422. Оконный контроллер 450 электрически связан с один или более электрохроматических устройств 400 в электрохроматическом окне посредством сети 425 (проводной или беспроводной) для отправления команд на одно или более электрохроматических устройств 400. В некоторых вариантах реализации изобретения, оконный контроллер 450 может быть локальным оконным контроллером связанным посредством сети (проводной или беспроводной) с главным оконным контроллером.
[121] В описанных вариантах реализации изобретения, объект может быть зданием содержащим по меньшей мере одну комнату оборудованную электрохроматическим окном между внешней и внутренней областями здания. Один или более датчиков могут быть расположены с внешней стороны здания и/или внутри комнаты. В вариантах реализации изобретения, выходной сигнал от одного или более датчиков может быть входным сигналом для модуля формирования сигнала 405 оконного контроллера 450. В некоторых случаях, выходной сигнал от одного или более датчиков может быть входным для АСУЗ или для системы мониторинга объекта. Хотя датчики описанных вариантов реализации изобретения показаны как расположенные на внешней вертикальной стене здания, это лишь для упрощения, а датчики могут находиться в других местах, например, внутри комнаты или на также других поверхностях внешней стороны здания. В некоторых случаях, два или более датчиков могут использоваться измерения одинакового входного сигнала, что может обеспечить избыточную надежность на случай, если один датчик даст сбой или будет ошибаться по другим причинам.
КОМНАТНЫЕ ДАТЧИКИ И ОКОННЫЙ КОНТРОЛЛЕР
[122] Фиг. 5 иллюстрирует схематическое изображение комнаты 500 оборудованной тонируемым окном 505 с по меньшей мере одним электрохроматическим устройством. Тонируемое окно 505 расположено между внешней и внутренней областями здания, включая комнату 500. Комната 500 также содержит оконный контроллер 450 соединенный с тонируемым окном и выполненный с возможностью управления уровнем тонирования тонируемого окна 505. Внешний датчик 510 располагается на вертикальной поверхности внешней стороны здания. В других вариантах реализации изобретения, внутренний датчик также может использоваться для измерения освещения в комнате 500. В еще отличающихся вариантах реализации изобретения, датчик присутствия может также использоваться для определения того, что в комнате 500 кто-то присутствует.
[123] Внешний датчик 510 является устройством, таким как фотодатчик, способным детектировать световой поток падающий на устройство от источника света такого как солнце или света отраженного на датчик от поверхности, частиц в атмосфере, облаков, и т.д. Внешний датчик 510 может генерировать сигнал в виде электрического тока, являющегося результатом фотоэлектрического эффекта и сигнал может быть функцией светового потока падающего на датчик 510. В некоторых случаях, устройство может детектировать световой поток в терминах единиц освещения Вт/м2 или других подобных единиц. В других случаях, устройство может детектировать свет в видимом диапазоне длин волн в единицах фут-свечей или подобных единицах. Во многих случаях, существует линейная зависимость между этими величинами освещения и видимым светом.
[124] Величины излучения от солнечного света могут предсказываться на основании времени суток и времени года, поскольку угол, под которым солнце освещает землю меняется. Внешний датчик 510 может детектировать падающее освещение в режиме реального времени, которое учитывает отраженное и затененное освещение из-за зданий, перемен погоды (например, облачность), и т.д. Например, в облачные дни, солнечный свет блокируется облаками и падающее освещение, детектируемое внешним датчиком 510, будет ниже, чем в безоблачные дни.
[125] В некоторых вариантах реализации изобретения, могут использоваться один или более внешних датчиков 510 связанных с одним тонируемым окном 505. Выходной сигнал из одного или более внешних датчиков 510 могут сравниваться друг с другом для определения того, например, не затеняется ли один из внешних датчиков 510 объектом, таким как птица, севшая напротив внешнего датчика 510. В некоторых случаях, может быть желательно использовать относительно небольшое количество датчиков в здании, поскольку некоторые датчики могут быть ненадежны и/или дороги. В некоторых вариантах реализации, отдельный датчик или несколько датчиков могут использоваться для определения текущего уровня потока света от солнца, падающего на здание или возможно одну сторону здания. Облако может проходить, скрывая солнце, или строительное оборудование может остановиться напротив садящегося солнца. В результате это даст отклонения от количества падающего освещения рассчитанного к падающему на здание в норме.
[126] Внешний датчик 510 может быть разновидностью фотодатчика. Например, внешний датчик 510 может быть прибором с зарядовой связью (ПЗС), фотодиодом, фоторезистором, или фотогальваническим элементом. Специалист в данной области техники оценит, что будущие разработки фотодатчиков и другие технологии датчиков также будут применимы, поскольку они измеряют интенсивность света и предоставляют электрический выходной сигнал отображающий уровень освещения.
[127] В некоторых вариантах реализации изобретения, выходной сигнал от внешнего датчика 510 может быть входным сигналом для АСУЗ или системы мониторинга объекта. Входной сигнал может быть в форме сигнала напряжения. АСУЗ или система мониторинга объекта может обрабатывать входной сигнал и передавать выходной сигнал с командами тонирования на оконный контроллер 450 напрямую или посредством главного оконного контроллера 1102 (показан на Фиг. 1B). Уровень тонирования тонируемого окна 505 может определяться на основании различной конфигурационной информации, преобладающих величинах. Оконный контроллер 450 затем отправляет команды ШИМ 415, для приложения напряжения и/или тока на тонируемое окно 505 для перехода на желаемый уровень тонирования.
[128] В описанных вариантах реализации изобретения, оконный контроллер 450 может отправлять команды ШИМ 415, для приложения напряжения и/или тока к тонируемому окну 505 для перевода его в любое из четырех или более различных уровней тонирования. В описанных вариантах реализации изобретения, тонируемое окно 505 может быть переведено в по меньшей мере восемь различных уровней тонирования описаных как: 0 (наиболее светлый), 5, 10, 15, 20, 25, 30, и 35 (наиболее темный). Уровни тонирования могут линейно соответствовать величинам визуальной прозрачности и коэффициента тепла от солнечного света (SGHC) величин света пропущенных через тонируемое окно 505. Например, используя свыше восьми уровней тонирования, наиболее светлый уровень тонирования 0 может соответствовать величине SGHC 0.80, уровень тонирования 5 может соответствовать величине SGHC 0.70, уровень тонирования 10 может соответствовать величине SGHC 0.60, уровень тонирования 15 может соответствовать величине SGHC 0.50, уровень тонирования 20 может соответствовать величине SGHC 0.40, уровень тонирования 25 может соответствовать величине SGHC 0.30, уровень тонирования 30 может соответствовать величине SGHC 0.20, и уровень тонирования 35 (наиболее темный) может соответствовать величине SGHC 0.10.
[129] АСУЗ или система мониторинга объекта связанная с оконным контроллером 450 или главный оконный контроллер связанный с оконным контроллером 450 могут реализовать любой логический блок управления для определения желаемого уровня тонирования на основании сигналов от внешнего датчика 510 и/или других входных сигналов. Оконный контроллер 415 может подавать команды ШИМ 460 для приложения напряжения и/или тока к электрохроматическому окну 505 для перевода его на желаемый уровень тонирования.
ЛОГИЧЕСКИЙ БЛОК УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОКНАМИ В ЗДАНИИ
[130] Фиг. 6 является схемой демонстрирующей примерный логический блок управления для способов управления одним или более тонируемых окон на объекте, в соответствии с вариантами реализации изобретения. Логический блок управления использует один или более Модулей A, B, и C для расчета уровней тонирования для тонируемого окна(он) и отправляет команды для перевода тонируемого окна(он). Расчеты в логическом блоке управления проводятся от 1 до n раз в интервалы задаваемые таймером на этапе 610. Например, уровень тонирования может быть пересчитан от 1 до n раз одним или более Модулей A, B, и C и рассчитан для случаев во времени ti=t1, t2…tn. n является числом выполненных пересчетов и n может быть как минимум 1. В некоторых случаях логические расчеты могут выполняться в постоянные интервалы времени. В некоторых случаях, логические расчеты могут выполняться каждые от 2 до 5 минут. Однако тонировочный переход для больших электрохроматических стекол может занимать до 30 минут и более. Для таких больших окон, расчеты могут быть выполнены на менее частой основе, такой как каждые 30 минут. Хотя Модули A, B, и C используются в проиллюстрированном варианте реализации изобретения, один или более других логических модулей могут использоваться в других вариантах реализации изобретения.
[131] На этапе 620, логические Модули A, B, и C выполняют расчеты для определения уровня тонирования для каждого электрохроматического окна505 в один момент времени ti. Эти расчеты могут выполняться оконным контроллером 450, или системой мониторинга объекта. В некоторых вариантах реализации изобретения, логический блок управления предусмотрительно расчитывает как окно должно переходить до фактического перехода. В таких случаях, расчеты в Модулях A, B, и C могут основываться на времени в будущем около или после того как переход должен быть завершен. В таких случаях, время в будущем используемое в расчетах может быть временем в будущем, которого достаточно для того, чтобы переход завершился после получения команд тонирования. В этих случаях, контроллер может отправлять команды тонирования в реальном времени предварительно до фактического перехода. По завершению перехода окно будет обладать уровнем тонирования желаемым для этого времени.
[132] На этапе 630, логический блок управления разрешает некоторые типы переопределения/перехвата управления, которые нивелируют алгоритмы Модулей A, B, и C и определяют преимущественные уровни тонирования на этапе 640 на основании некоторых других соображений. Одним из типов перехвата управления является ручной перехват управления. Это перехват управления реализуется конечным пользователем, находящимся в комнате и определившим, что выбираемый уровень тонирования (превалирующая величина) является желательным. Могут быть ситуации, в которых пользовательское ручное управление перехватывает собственно свое перехватывающее управление. Примером перехватывающего управления является перехватывающее управление более высокого запроса (или пиковой нагрузки), которое связано с требованием инженерной сети относительно уменьшения потребления энергии в здании. Например, в особенно жаркие дни в области большого мегаполиса может быть необходимым уменьшение потребления энергии из-за муниципального приказа, чтобы не превышать лимитов муниципального генерирования энергии и передающих систем. В таких случаях, здание может переопределить уровень тонирования логическим блоком управления для обеспечения того, чтобы все окна имели особенно высокий уровень тонирования. Другой пример перехвата управления может быть в случае отсутствия жильца в комнате, например, в течение выходных в коммерческом офисном здании. В таких случаях, здание может отключать один или более Модулей, связанных с комфортом жильца. В другом примере, перехват управления может выполняться, если все окна могут обладать высоким уровнем тонирования в прохладную погоду или все окна могут обладать низким уровнем тонирования в теплую погоду.
[133] На этапе 650, команды с уровнями тонирования передаются по сети объекта на оконный контроллер(ы) связанные с электрохроматическим устройством(ами) в одном или более тонируемых окон 505 в здании. В некоторых вариантах реализации изобретения, переход до уровней тонирования на всех оконных контроллерах здания может реализовываться с учетом эффективности. Например, если пересчет уровня тонирования рекомендует не менять тонирование с текущего требуемого уровня тонирования, то передача с новыми команды обновленного уровня тонирования не осуществляется. В качестве другого примера, здание может быть разбито на области на основании размера окна. Логический блок управления может расчитывать отдельные уровни тонирования для каждой области. Логический блок управления может пересчитывать уровни тонирования для областей с меньшими окнами более часто, чем для областей с большими окнами.
[134] В некоторых вариантах реализации изобретения, логический блок по Фиг. 6 для реализации способов управления для множества тонируемых окон 505 на всем объекте может осуществляться на отдельном устройстве, например, отдельном главном оконном контроллере. Это устройство может выполнять расчеты для каждого и всех окон на объекте, а также обеспечивать взаимодействие для передачи уровней тонирования на одно или более электрохроматических устройств в отдельных тонируемых окнах 505.
[135] Также здесь могут быть конкретные адаптивные компоненты логического блока управления вариантов реализации изобретения. Например, логический блок управления может определяться как конечный пользователь (например, жилец) пытается переопределять алгоритм в конкретное время дня и использовать эту информацию для более предсказуемого способа определения желаемых уровней тонирования. В одном случае, конечный пользователь может использовать настенный переключатель для перерегулирования уровня тонирования обеспечиваемого прогностическим логическим блоком в конкретное время каждого из дней на превалирующую величину. Логический блок управления может получать информацию об этих случаях и изменять логический блок управления для изменения уровня тонирования для перерегулирования его величины в это время дня.
ИНТЕРФЕЙС ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
[136] Часть логического блока управления, реализуемая оконным контроллером, может также включать интерфейс пользователя, в определенных случаях, в электронной связи с главным планировщиком. Пример интерфейса пользователя 1405 показан на Фиг. 7. В этом проиллюстрированном примере, интерфейс пользователя 1405 выполнен в форме таблицы для ввода информации в расписание, выполненное с возможностью генерирования или изменения расписания реализуемого главным планировщиком. Например, пользователь может ввести период времени в таблице введя время начала и конца. Пользователь может также выбрать датчик используемый программой. Пользователь может также ввести данные объекта и данные области/группы. Пользователь также может выбирать для использования сверочную таблицу посещений, выбирая ʺСверка проникновения солнечного светаʺ
[137] Интерфейс пользователя 1504 электронно связан с процессором (например, микропроцессором) и/или электронно связан с машиночитаемым носителем (МЧН). Процессор связан с МЧН. Процессор является компонентом оконного контроллера 1110. МЧН может быть компонентом оконного контроллера 1110 или может быть компонентом АСУЗ или системы мониторинга объекта. Логический блок в главном планировщике и другие компоненты логического блока управления могут храниться в МЧН оконного контроллера 1110, АСУЗ, или системы мониторинга объекта.
[138] Интерфейс пользователя 1504 может содержать входное устройство такое как, например, специализированную клавиатуру, сенсорную панель, клавиатуру и т.д. Интерфейс пользователя 1504 может также содержать дисплей для вывода информации о расписании и предоставлять выбираемые опции для настройки расписания.
[139] Пользователь может вводить его информацию для расписания для подготовки расписания (генерирования нового расписания или изменения существующего расписания) используя интерфейс пользователя 1504.
[140] Пользователь может вводить его данные объекта и данные области/группы, используя интерфейс пользователя 1504. Данные объекта 1506 содержат широту, долготу, и смещение времени по Гринвичу для области объекта. Данные области/группы содержат положение, размеры (например, ширину окна, высоту окна, ширину подоконника, и т.д.), ориентацию (например, наклон окна), внешнее затенение (например, глубину навеса, расположение навеса над окном, левое/правое ребро до боковых размеров, глубина левого/правого ребра и т.д.), экран данных коэффициента полученного солнечного тепла, и таблицу сверки посещений для одного или более тонируемых окон в каждой области объекта. В некоторых случаях, данные объекта и/или данные области/группы являются статической информацией (то есть информацией, которая не меняется компонентами прогностического логического блока управления). В других вариантах реализации изобретения, эти данные могут генерироваться на лету. Данные размеров и данные области/группы могут храниться на МЧН оконного контроллера 1110 или в другой памяти.
[141] При подготовке (или изменении) расписания, пользователь выбирает программу управления, которую будет выполнять главный планировщик в различные периоды времени в каждой из областей объекта. В некоторых случаях, пользователь может иметь возможность выбирать из множества программ управления. В таком случае, пользователь может приготовить расписание, выбирая программы управления из списка всех программ управления (например, меню) отображаемого в интерфейсе пользователя 1405. В других случаях, пользователь может обладать ограниченными доступными ему опциями из списка всех программ управления. Например, пользователь может оплатить использование только двух программ управления. В этом примере, пользователь будет способен выбирать только одну из двух программ управления оплаченных пользователем.
ПРИМЕРЫ - СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ОБЪЕКТА
[142] Фиг. 8 демонстрирует пример приборной панели для системы мониторинга объекта. Иллюстрируемое изображение содержит строку для каждого из множества объектов, по которым осуществляется мониторинг системой, причем каждая из строк содержит название объекта, его текущий статус, и наиболее позднее время его обновления. Строка статуса указывает, так или иначе, все устройства и контроллеры, по которым осуществляется мониторинг на объекте, по всей видимости, функционирующих должным образом. Зеленый свет может использоваться для индикации отсутствия проблем, красный свет может использоваться для индикации наличия проблем, а желтый свет может использоваться для индикации того, что устройство или контроллер обладает проблемной тенденцией. Одно поле изображения предоставляет ссылку на детали объекта. Таким образом, если приборная панель демонстрирует, что возможны проблемы с объектом, пользователь может получить данные журнала получения информации о событиях, выходные данные датчика, электрические ответные реакции окна, и т.д. для объекта. Это позволяет пользователю быстро добраться к источнику проблемы, в то же время, обладая высокоуровневой картиной по любым объектам, обладающим проблемами.
[143] Фиг. 9 демонстрирует пример одного из типов информации по объекту, которая может быть получена системой мониторинга объекта. График представляет временную диаграмму выходного сигнала фотодатчика. Эта информация представлена вместе с состоянием тонирования окна, которое управляется, используя информацию от датчика. Как показано, состояние тонирования окна корректно соответствует выходному сигналу датчика.
[144] Фиг. 10 представляет другой пример информации об объекте, которая может быть получена системой мониторинга. В этом случае, ответная реакция окна показана в связи с командами подаваемыми контроллером окну.
[145] Фиг. 11 показывает еще один пример информации об объекте, которая может отслеживаться и храниться. Этот пример демонстрирует переходы между состояниями окон (используя ток, напряжение и команды контроллера) управляемых тремя различными сетевыми контроллерами на объекте. Если переходы одного из окон не совпадают с ожидаемым поведением, это может указывать на проблему с соответствующим сетевым контроллером.
[146] Фиг. 12 иллюстрирует случай, когда множество операций тонирования требуется для переключения устройства из одного оптического состояния в другое. Смотри случай 1е выше. Каждая неудачная попытка переключить устройство (неважно успешная или нет) сокращает срок службы устройства. Нижняя кривая представляет напряжение на окне, а средняя кривая представляет ток на окне. В должным образом выполненном переходе, приложенное напряжение будет установлено до напряжения удержания около -1200 мВ. Ясно, это не соответствует рассматриваемому случаю с окном, по которому осуществляется мониторинг, ситуации, которая может быть отмечена системой мониторинга объекта. В некоторых вариантах реализации изобретения, система содержит функцию автоматической диагностики, которая отмечает попытки двойного тонирования и двойного очищения, ситуации, которые могут приводить к ранним отказам.
[147] Фиг. 13 представляет пример данных, по которым осуществляется мониторинг, и которые могут использоваться для определения потенциальной проблемы с электрическим разъемом окна или контроллера, возможно из-за оконной рамы или стеклопакета. Смотри случай мониторинга 3б выше. Как упоминалось, ʺшнурʺ иногда используется для соединения проводов от источника питания с окном. В некоторых случаях, разъем соединяется напрямую с контроллером. Информация, содержащаяся на Фиг. 13 демонстрирует, что постоянная команда была подана контроллером высокого уровня (например, главным сетевым контроллером). Смотрите на плоскую линию, третью сверху. Однако приложенное оконным контроллером напряжение и ток (нижняя и верхняя кривые) демонстрируют быстрые и значительные изменения, которые могут определяться как проблема с разъемом. В ответ, персонал может быть проинструктирован проверять разъемы и заменять их в случае необходимости.
[148] Фиг. 14A-D иллюстрируют информацию, по которой осуществляется мониторинг, и связывает солнечное освещение (как определяется фотодатчиком на внешней стороне объекта) с тонированием окна тепловой нагрузкой. Фиг. 14A и 14C иллюстрируют данные, по которым осуществляется мониторинг, для правильно функционирующего контроллера и окна, в то время как Фиг. 14B и 14D иллюстрируют данные для неправильно функционирующего контроллера и/или окна. На Фиг. 14A, более темная кривая представляет интенсивность излучения (Вт/м2) во времени, как детектировалось фотодатчиком, в то время как несколько более светлая более линейная кривая отображает состояние тонирования окна выходящего в том же направлении, что и фотодатчик. Как ожидается для правильно работающего алгоритма тонирования, окно тонируется, при усилении солнечного излучения. Напротив, тонирование показанное на Фиг. 14C не следует ожидаемому графику; оно спадает до состояния высокой прозрачности во время максимального солнечного освещения. Эта ситуация может быть автоматически определена и обозначена системой мониторинга объекта. Система может содержать дополнительный логический блок для определения того является ли эта, в противном случае проблематичная ситуация, фактически приемлемой из-за, например, общего перехвата управления для рассматриваемого окна или контроллера на объекте. Если такой перехват управления обнаружен, система мониторинга объекта может решить, что проблемы не существует и/или что следует изменить алгоритм тонирования для захвата преимущественного управления.
[149] Фиг. 14B иллюстрирует световую тепловую нагрузку через окно (или группу окон) на объекте как функцию времени. Верхняя кривая отображает поток светового тепла (Вт/м2), которое получит здание, если не будет приложено никакого тонирования. Нижняя пунктирная линия отображает фактическую световую тепловую нагрузку на объекте в случае, если рассматриваемое окно(а) затонировано в соответствии с правильно функционирующим алгоритмом, как показано на Фиг. 14A. Плоская пунктирная линия посередине отображает расчетную максимальную световую тепловую нагрузку, которая может соответствовать стандартному типу окна (например, статически затонированному стеклу или энергосберегающему стеклу). Как показано на Фиг. 14B, фактическая световая тепловая нагрузка значительно ниже как тепловой нагрузки без тонирования, так и расчетной тепловой нагрузки. В этой ситуации, система мониторинга объекта не будет отмечать проблему. Она может, однако, рассчитать и опционально сохранить или отобразить количество энергии, сохраненной при использовании переключаемо тонируемых окон. Энергия может быть рассчитана из области под кривыми. Разница между областью под верхней сплошной кривой (без тонирования) и нижней пунктирной кривой (управляемое тонирование) соответствует энергии сохраненной при использовании тонирования на рассматриваемом объекте. Подобным образом, разница между областью под средней пунктирной линией (расчетная тепловая нагрузка) и нижней пунктирной кривой (управляемое тонирование) соответствует энергии сохраненной в сравнении со стандартной статическим подходом к управлению световым тепловым потоком.
[150] Фиг. 14D иллюстрирует тепловую нагрузку как на Фиг. 14B, но для потенциально проблемного тонирования отображенного на Фиг. 14C. В этом случае, тепловая нагрузка временно превышает расчетную тепловую нагрузку, но остается значительно ниже тепловой нагрузки, чем было бы без тонирования. Со временем, это окно/контроллер по прежнему сохраняет энергию по сравнению с расчетной тепловой нагрузкой.
[151] Фиг. 15 иллюстрирует данные, по которым осуществляется мониторинг, для множества окон обладающих различными характеристиками переключения и возможно обладающими различными размерами. Каждая кривая на фигуре отображает напряжение перехода в зависимости от времени для различных окон. Как показано, различные окна демонстрируют различные времена переключения; наиболее низкая кривая V для окна обладающего наибольшим временем переключения. В проиллюстрированном примере, различные окна являются частью одинаковой группы или области и следовательно должны переключаться в одинаковое время или на одинаковые уровни. Когда система мониторинга получает данные как показано на Фиг. 15 она может автоматически определять, что времена переключения отличаются широко и возможно значительно от заданных спецификацией. Это может запустить настройку алгоритма переключения для нескольких или всех окон; алгоритм может изменяться для замедления скорости перехода быстро переключаемых окон и/или увеличения скорости медленно переключаемых окон.
[152] Фиг. 16 предоставляет информацию мониторинга демонстрирующую, что рассматриваемая область обладает потенциальной проблемой или ошибкой, поскольку один из контроллеров не синхронизируется с остальными контроллерами в области. С такой информацией, система мониторинга или персонал, обладающий доступом в систему, может дополнительно исследовать проблему для изоляции контроллера, его подключений, окна, которым он управляет и т.д.
[153] Фиг. 17 предоставляет информацию мониторинга для четырех фотодатчиков на объекте, каждый из которых направлен в другом направлении. Восточный датчик перестал работать, что показано величиной его выходного сигнала упавшей почти до нуля и затем вообще не изменяющейся. Поскольку другие датчики по-прежнему работают, а время чуть за полдень, система может отбросить возможность того, что свет не попадает на внешнюю сторону объекта, что также может привести к очень низким значениям. Система мониторинга может решить, что восточный фотодатчик вышел из строя.
[154] Фигуры 18A-I представляют пример полевой деградации и и пример определения с использованием 1.a, 1.б и 1.е из раздела ʺДанные, по которым осуществляется мониторингʺ: Изменения в пиковом токе, изменения в токе удержания(утечки) и сравнение с другими оконными контроллерами на том же фасаде с идентичными нагрузками. В этом примере, Оконные Контроллеры ОК1-ОК11 обладают одинаковыми нагрузками (два интегрированных стеклянных узла/контроллеров) и они управляют окнами на одном фасаде. Контроллер ОК12 находится на том же фасаде, но к нему приложена половинная нагрузка (1 IG/контроллер). Сохраненная информация на контроллерах представлена на графике Фиг. 18A, в котором W, H, и SF являются шириной, высотой, и площадью окон (в футах, квадратных футах). Система ожидает, что контроллеры ОК1-ОК11 будут обладать одинаковыми формами токов возбуждения и удержания.
[155] На Фигурах 18B-E, которые отображают графики значения тока контроллера взятые 1, 4, и 5, марта, нижняя плоская кривая является приложенным напряжением для возбуждения перехода окна. Рассмотрим пометки ОК1V для 5 марта, ОК09V для 1марта, ОК10V для 4 марта, и ОК9V для 5 марта (Фиг. 18E). Как видно, формы приложенного напряжения одинаковые; все контроллеры управляются одинаково. Все остальные кривые отображают ток от контроллеров и все контроллеры кроме ОК12 обладают одинаковыми нагрузками. Следовательно, система ожидает, что кривые тока для ОК1-ОК11 должны быть одинаковыми же. Система мониторинга объекта анализирует и сравнивает конкретные токи, и обнаруживает, что ОК11 имеет две проблемы (a) ее форма тока имеет нехарактерный провал в середине участка изменения (b) он просаживается примерно на половину пикового тока (примерно так же как и уровень ОК12) по сравнению с ОК1-ОК10, полагая, что одно из двух окон управляемых ОК11 не затонировалось. Ручной осмотр окон подтвердил обнаружение одного из окон, управляемых ОК11, не тонируемого как следует. Дополнительный осмотр показал, что одно окно из двух, управляемых ОК11 не тонировалось из-за перегнутого кабеля, который, в конце концов, перестал работать, и поэтому ОК11 обладал нехарактерной формой тока, которая со иногда напоминала ОК12, который управлял одним окном.
[156] Анализ ОК11 от более ранних дат (8-10 февраля по графикам Фигур 18F-H) показывает, что он обладал характеристиками отказывающего контроллера. Ток протекающий от ОК11 имел резкие падения и увеличения указывая на начало проблемы. С автоматическим обнаружением, система мониторинга объекта могла бы обнаружить эту проблему и указать на нее оперативному обслуживанию до того как одно из окон перестанет тонироваться и станет заметной проблемой.
Механические затенители
[157] Хотя конкретное описание акцентирует внимание на системах, способах, и логическом блоке для управления переключаемыми оптическими устройствами (например, электрохроматическими устройствами), эти техники могут также использоваться для управления механическими затенителями или комбинацией переключаемых оптических устройств и механических затенителей. Такие механические затенители могут, например, содержать мотор, управляющий шторой или ряд устройств микроэлектромеханических систем (MEMS) или других устройств электромеханических систем (EMS). Окна оборудованные комбинацией электрохроматических устройств и устройствами EMS систем могут быть обнаружены в международной заявке PCT (Договор о патентной кооперации) PCT/US2013/07208, названной ʺМУЛЬТИ-СТЕКЛОПАКЕТЫ СОДЕРЖАЩИЕ ЭЛЕКТРОХРОМНОЕ УСТРОЙСТВА И УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМʺ (ʺMULTI-PANE WINDOWS INCLUDING ELECTROCHROMIC DEVICES AND ELECTROMECHANICAL SYSTEMS DEVICESʺ), поданной 26 ноября 2012, которая включена сюда посредством ссылки в полном объеме. Механические затенители обычно обладают отличными требованиями по питанию, чем обычные переключаемые оптические устройства, такие как электрохроматические устройства. Например, хотя конкретные электрохроматические устройства требуют нескольких вольт для работы, механические затенители могут в некоторых случаях требовать большего напряжения для установки достаточного потенциала для физического перемещения механических деталей.
[158] Микрошторы и микрожалюзи являются примерами типов EMS устройств. Некоторые примеры микроштор и микрожалюзи и их способов производства описаны соответственно в патентах US Patent 7,684105 и US Patent 5,579149, которые оба включены сюда посредством ссылки в полном объеме.
[159] В некоторых вариантах реализации изобретения, механический затенитель может быть набором EMS устройств, в котором каждое EMS устройство содержит часть (например, петлю или анкер) прикрепленную к подложке и мобильную часть. При приводе электростатическими силами, мобильная часть двигается и затеняет подложку. В неприведенном состоянии, мобильная часть может раскрывать подложку. В примере с несколькими микрошторами, мобильная часть может быть перекрывающей частью слоя материала, который сворачивается при приводе электростатическими силами. В примере с несколькими микрожалюзями, мобильная часть может вращаться или сворачиваться при приводе. В некоторых случаях, EMS устройства могут приводиться и управляться электростатическими способами управления. В примере с микрожалюзями, электростатические способы управления могут управлять углом вращения или сворачивания в различные состояния. Подложка с набором EMS устройств может также содержать проводящий слой. В примере с микрошторами, микрошторы изготавливаются с использованием тонкого слоя(ев) под управляемым давлением. В вариантах реализации изобретения с набором EMS устройств, каждое EMS устройство обладает двумя состояниями, приведенное в действие состояние и неприведенное в действие состояние. Приведенное в действие состояние может приводить набор EMS устройств в по сути непрозрачное состояние, а неприведенное в действие состояние может приводить набор EMS устройств по сути в прозрачное состояние или наоборот. Приведенное и неприведенное в действие состояния могут также переключаться между по существу отражательным состоянием (или поглощающим) и по существу прозрачным состоянием, например. Другие состояния также возможны, если набор EMS устройств находится в приведенном или неприведенном в действие состоянии. Например, микрожалюзи типа MEMS устройства, могут изготавливаться из тонированного (но не матового) покрытия, которое при закрытии обеспечивает тонированную пластину, а при открытии тонирование в значительной степени удаляется. Дополнительно, некоторые наборы EMS устройств могут обладать тремя, четырьмя, или более состояний, в которые способны осуществляться переходы. В некоторых случаях, EMS устройства могут модифицировать видимую и/или инфракрасную прозрачность. EMS устройства могут отражать в некоторых случаях, могут поглощать в других случаях, и в еще других вариантах реализации изобретения могут обеспечивать как отражательные так и поглощательные способности. В некоторых вариантах реализации изобретения, EMS устройства могут управляться на изменяемых скоростях, например, для перехода от высокопрозрачного состояния к малопрозрачному состоянию или непрозрачному состоянию. В некоторых случаях, EMS устройства могут использоваться совместно с электрохроматическим устройством (или другим переключаемым оптическим устройством) в качестве временной блокирующей свет меры, например, для блокирования света пока соответствующее электрохроматическое устройство перейдет в состояние более низкой прозрачности или более высокой прозрачности.
[160] Хотя приведенные выше варианты реализации изобретения были описаны с некоторыми деталями для облегчения понимания, описанные варианты реализации изобретения следует считать иллюстративными и не ограничивающими. Специалисту в данной области техники будет очевидно, что некоторые изменения и модификации могут применяться в границах приложенной формулы изобретения. Например, хотя различные детали устройств мониторинга объекта были описаны по отдельности, такие детали могут объединяться в отдельном устройстве мониторинга объекта.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТОНИРУЕМЫМИ ОКНАМИ | 2015 |
|
RU2688844C2 |
| ПРИЛОЖЕНИЯ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИ ПЕРЕКЛЮЧАЕМЫМИ УСТРОЙСТВАМИ | 2013 |
|
RU2636811C2 |
| УПРАВЛЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЕМ СОСТОЯНИЙ ОПТИЧЕСКИ ПЕРЕКЛЮЧАЕМЫХ УСТРОЙСТВ | 2013 |
|
RU2658096C2 |
| СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЫПОЛНЕННЫМИ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ТОНИРОВАНИЯ ОКНАМИ | 2014 |
|
RU2657684C2 |
| МНОЖЕСТВО ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ СИСТЕМ НА ОБЪЕКТЕ | 2015 |
|
RU2711515C2 |
| КОНТРОЛЛЕР ДЛЯ ОПТИЧЕСКИ ПЕРЕКЛЮЧАЕМЫХ ОКОН | 2013 |
|
RU2656013C2 |
| УПРАВЛЕНИЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯМИ В ОПТИЧЕСКИ ПЕРЕКЛЮЧАЕМЫХ УСТРОЙСТВАХ | 2014 |
|
RU2660395C2 |
| СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДОСТУПОМ К СЕТЕВОЙ СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ | 2010 |
|
RU2536342C2 |
| СИСТЕМА МОТОРИЗОВАННОЙ ОКОННОЙ ШТОРЫ | 2006 |
|
RU2375540C2 |
| ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СВЕТОПРОНИЦАЕМОСТЬЮ ОКОН ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА | 2017 |
|
RU2708995C2 |
Изобретение относится к средствам мониторинга объектов. Технический результат заключается в расширении арсенала средств того же назначения. Система мониторинга объекта может анализировать информацию от объектов для определения момента, когда в устройстве, датчике, контроллере или другой структуре, взаимодействующей с оптическими переключающимися устройствами, возникает проблема. В случае необходимости система может реагировать на проблему. В некоторых вариантах реализации изобретения, система изучает предпочтения клиента/пользователя и адаптирует свой логический блок управления, чтобы удовлетворять предпочтениям пользователя. 3 н. и 27 з.п. ф-лы, 18 ил.
1. Система мониторинга объектов, содержащая:
(а) процессорное устройство, включающее один или более интерфейсов, при этом интерфейсы выполнены с возможностью:
быть подключенными с возможностью связи со множеством удаленных объектов, при этом каждый объект включает соответствующую сеть переключаемых оптических устройств и связанные контроллеры, и датчики;
приема данных от множества удаленных объектов о функционировании соответствующих сетей;
(б) банк данных, выполненный с возможностью хранения принимаемых данных; и
(в) логический блок, выполненный с возможностью побуждать процессорное устройство:
идентифицировать, в ответ на принимаемые данные, любое из переключаемых оптических устройств, связанные контроллеры и датчики, которые функционируют вне области ожидаемой характеристики; и
отправлять данные и/или управляющие сообщения по одному или более интерфейсов к по меньшей мере одному из переключаемых оптических устройств, связанным контроллерам и датчикам в ответ на принимаемые данные.
2. Система по п. 1, дополнительно содержащая логический блок для генерирования уведомления о том, что переключаемое оптическое устройство или контроллер, или датчик, работающий в сочетании с переключаемым оптическим устройством, функционирует вне области ожидаемой характеристики.
3. Система по п. 1, дополнительно содержащая логический блок,
(i) определяющий корректирующее действие для возвращения переключаемого оптического устройства контроллера или датчика идентифицированных логическим блоком для анализа, в область ожидаемой характеристики; и
(ii) передающий указанное корректирующее действие на удаленный объект, содержащий идентифицированное переключаемое оптическое устройство, контроллер или датчик.
4. Система по п. 3, в которой корректирующее действие включает изменение алгоритма управления переключаемым оптическим устройством.
5. Система по п. 1, дополнительно содержащая логический блок,
(i) изучающий предпочтения пользователя посредством идентификации постоянных взаимодействий пользователя с переключаемыми оптическими устройствами на объекте; и
(ii) настраивающий процедуры управления переключаемыми оптическими устройствами для удовлетворения предпочтений пользователя.
6. Система по п. 1, дополнительно содержащая приборную доску, сконструированную или выполненную с возможностью выделения объектов с переключаемым оптическим устройством, контроллером или датчиком, функционирующим вне области ожидаемой характеристики.
7. Система по п. 1, дополнительно содержащая логический блок,
(i) определяющий ослабление подачи электрического тока к переключаемому оптическому устройству на объекте; и
(ii) автоматически корректирующий ослабление подачи тока посредством направления команд контроллеру, связанному с переключаемым оптическим устройством, увеличить напряжение переключения на переключаемом оптическом устройстве.
8. Система по п. 1, дополнительно содержащая логический блок,
(i) прогнозирующий момент, когда комната на удаленном объекте должна быть занята; и
(ii) автоматически настраивающий алгоритм тонирования для переключаемого оптического устройства в комнате, чтобы начать тонирование, в прогнозируемый момент занятости.
9. Система по п. 1, дополнительно содержащая логический блок,
(i) определяющий разницу времен тонирования или уровней тонирования для различных окон, оборудованных переключаемыми оптическими устройствами на одном фасаде; и
(ii) инициирующий одновременное тонирование всех окон фасада и/или тонирования на одном уровне путем автоматического регулирования изменения параметров напряжения.
10. Система по п.1, дополнительно содержащая логический блок для передачи прогностических данных системе ОВК объекта и/или системе освещения объекта, тем самым делая возможным поддержание системой ОВК или системой освещения улучшенного комфорта жильца и/или сохранения энергии.
11. Система по п. 1, дополнительно содержащая логический блок для сравнения энергии сбереженной на многочисленных объектах для идентифицирования алгоритмов и/или типов устройств, которые улучшают сбережение энергии.
12. Система по п. 1, дополнительно содержащая логический блок,
(i) генерирующий характерные параметры переключаемых оптических устройств, контроллеров и/или датчиков на объектах в течение ввода в эксплуатацию на удаленных объектах; и
(ii) определяющий эксплуатационные показатели переключаемых оптических устройств, контроллеров и/или датчиков посредством сравнения их текущих характерных параметров с их ранними характерными параметрами, сгенерированными во время ввода в эксплуатацию.
13. Система по п. 1, в которой удаленные объекты включают жилые дома, офисные здания, школы, аэропорты, больницы и/или административные здания.
14. Система по п. 1, в которой данные о функционировании переключаемых оптических устройств содержат изменения пикового тока переключаемых оптических устройств, изменения тока утечки в переключаемых оптических устройствах, изменение в компенсации напряжения, необходимой для переключаемых оптических устройств и изменения в мощности потребляемой переключаемыми оптическими устройствами.
15. Способ, реализованный в системе мониторинга объектов, и содержащий следующие этапы, выполняемые системой мониторинга объектов:
(а) прием данных с помощью процессорного устройства подключенного с возможностью связи со множеством удаленных объектов, при этом каждый объект включает соответствующую сеть переключаемых оптических устройств и связанные контроллеры и датчики, от удаленных объектов для идентификации любого из переключаемых оптических устройств, связанных контроллеров и датчиков, которые функционируют вне области ожидаемой характеристики; и
(b) отправление данных и/или управляющих сообщений, в ответ на принимаемые данные, к по меньшей мере одному из переключаемых оптических устройств, связанным контроллерам и датчикам.
16. Способ по п. 15, дополнительно включающий генерирование уведомления о том, что переключаемое оптическое устройство или контроллер, или датчик, работающий в сочетании с переключаемым оптическим устройством, функционирует вне области ожидаемой характеристики.
17. Способ по п. 15, дополнительно включающий:
(в) определение корректирующего действия для приведения переключаемого оптического устройства, контроллера или датчика, идентифицированного логическим блоком для анализа, в область ожидаемой характеристики; и
(г) передачу указанного корректирующего действия на удаленный объект, содержащий идентифицированное переключаемое оптическое устройство, контроллер или датчик.
18. Способ по п. 17, в котором корректирующее действие включает изменение алгоритма управления переключаемым оптическим устройством.
19. Способ по п. 15, дополнительно включающий:
(в) изучение предпочтений пользователя посредством идентификации постоянных взаимодействий пользователя с переключаемыми оптическими устройствами на объекте; и
(г) настройку процедур управления переключаемыми оптическими устройствами для удовлетворения предпочтений пользователя.
20. Способ по п. 15, дополнительно включающий:
(в) определение ослабления подачи электрического тока на переключаемое оптическое устройство на объекте; и
(г) автоматическую коррекцию ослабления подачи тока посредством направления команд контроллеру, связанному с переключаемым оптическим устройством, увеличить напряжение переключения на переключаемом оптическом устройстве.
21. Способ по п. 15, дополнительно включающий:
(в) прогнозирование, когда комната на удаленном объекте должна быть занята; и
(г) автоматическую настройку алгоритма тонирования для переключаемого оптического устройства в комнате, чтобы начать тонирование, когда прогнозируется, что комната должна быть занята.
22. Способ по п. 15, дополнительно включающий:
(в) определение разницы времен тонирования или уровней тонирования для различных окон, имеющих переключаемые оптические устройства на одном фасаде; и
(г) инициирование одновременного тонирования всех окон фасада и/или тонирования на одном уровне посредством автоматического регулирования изменения параметров напряжения.
23. Способ по п. 15, дополнительно включающий передачу прогностических данных системе ОВК объекта и/или системе освещения объекта, тем самым делая возможными поддержание системой ОВК или системой освещения улучшенного комфорта жильца и/или сохранения энергии.
24. Способ по п. 15, дополнительно включающий сравнение сбереженной энергии на многочисленных объектах для идентифицирования алгоритмов и/или типов устройств, которые улучшают сбережение энергии.
25. Способ по п. 15, дополнительно включающий:
(в) генерирование характерных параметров переключаемых оптических устройств, контроллеров и/или датчиков на объектах в течение ввода в эксплуатацию на удаленных объектах; и
(г) определения эксплуатационных показателей переключаемых оптических устройств, контроллеров и/или датчиков посредством сравнения их текущих характерных параметров с их ранними характерными параметрами, сгенерированными во время ввода в эксплуатацию.
26. Способ по п. 15, в котором удаленные объекты включают жилые дома, офисные здания, школы, аэропорты, больницы и/или административные здания.
27. Способ по п. 15, в котором данные о функционировании переключаемых оптических устройств содержат изменения пикового тока переключаемых оптических устройств, изменения тока утечки переключаемых оптических устройств, изменения в компенсации напряжения, необходимой для переключаемых оптических устройств и изменения мощности, потребляемой переключаемыми оптическими устройствами.
28. Способ по п. 15, дополнительно включающий получение данных от АСУЗ, сетевого контроллера и/или контроллера окна на удаленном объекте.
29. Система по п. 1, в которой один или более интерфейсов сконфигурированы или выполнены для получения данных от АСУЗ, сетевого контроллера и/или контроллера окна на удаленном объекте.
30. Способ, реализованный на системе мониторинга объектов, включающей процессорное устройство, и содержащий следующие этапы, выполняемые системой мониторинга объектов:
(а) прием данных с помощью процессорного устройства, подключенного с возможностью связи со множеством удаленных объектов, при этом каждый объект включает соответствующую сеть переключаемых оптических устройств и связанные контроллеры, и датчики, от удаленных объектов для идентификации погодных условий на множестве удаленных объектов и/или поведения пользователя в зависимости от погоды на множестве удаленных объектов; и
(б) предоставление идентифицированных погодных условий и/или поведения пользователя сервису третьей стороны, отличной от удаленных объектов.
| Пресс для выдавливания из деревянных дисков заготовок для ниточных катушек | 1923 |
|
SU2007A1 |
| Приспособление для суммирования отрезков прямых линий | 1923 |
|
SU2010A1 |
| Многоступенчатая активно-реактивная турбина | 1924 |
|
SU2013A1 |
| Изложница с суживающимся книзу сечением и с вертикально перемещающимся днищем | 1924 |
|
SU2012A1 |
| Способ травления цинкографских штриховых клише | 1955 |
|
SU104808A1 |
