专利名称：控制和跟踪家用器具和娱乐设备的操作的辅助设备的制作方法
控制和跟踪家用器具和娱乐设备 的操作的辅助设备
背景技术：
在家中最严重的安全危险是漏水和火灾，传统上通过自动化安全 系统以及通过各种安全装置来提供对于其的防护。自动化系统包含使 用火、烟和泄露检测器来监测监视下的物体，并且如果在事故的情况 下需要，则停止向所述物体供电或者供水，并且发出告警。 一些家用 器具也可以获得独立的安全装置，用于减少安全危险。这样的装置包 括例如连接到炉灶的安全装置，在所述炉灶太长时间处于高输出的有 效状态或者加热太多的情况下，或者如果与所述安全装置连接的运动 检测器在给定时期内未记录到任何用户行为，则所述安全装置断开电 源。各种自动和手动启动的定时器也用于保护电子设备。最常见的火 突安全装置是法定烟气报警器，现在几乎在每个家庭中都找到几个烟 气报警器。也可以获得用于火告警中的数据传送的辅助设备，其使用 音频或者射频或者实线通信链路。
也可以获得用于防止水灾的器具专用解决方案。通过使用电操作 的止回阀来提供用于洗衣机的安全装置，所述止回阀可附接到水管连
露检测器)控制。 一些洗衣机和水箱制造商也提供基于IP (因特网协 议)的装置，所述装置能够检测关于这样的器具的内部工作的某些异 常情况。
在使得自动化水和火安全系统更普遍方面最困难的问题是高的
购买价格以及下述配置所述配置的服务安装要求早在建筑物的设计 阶段就预先考虑到所述解决方案，或者对现有的安装进行主要修改。 当前可以获得的系统也要求大量的准备计划工作，其成本可代表整体 风险的大部分。例如，连接漏水检测器和电磁阀到现有旧设施的供水系统需要可行的计划，其基于初步查看设施专用的、以前安装的方案， 并且无例外地需要较大的改造和安装工作。对于市售的解决方案常见 的是确实由此需要大量安装工作，其可能取消整个工程。例如，要连 接到房间的供水系统的电磁阀的安装会是几乎不可能的任务，在建筑 阶段未考虑到。因此，市售的安全解决方案与现有的结构兼容不良。
另一个主要问题涉及由分离和独立的安全装置提供的不足服务 以及缺少与其它设备的接口。 一般来说，安全装置仅仅提供关于超过 一定极限的通/断数据，但是不提供使得能够跟踪器具的状态和消耗量 的模拟信息。消耗和操作的监测需要传统上分离的装置，即使可以由 共享传感器产生一些期望的信息。如果目的是保护洗衣机以防可能的 火灾或者水灾，并且监测其操作以及能耗，则当前需要使用多个分离 的集合体，其通常仍然需要分离的操作和控制装置。
监测家用器具的状况和操作将大大地减少安全危险，但是现在没 有有益的解决方案，也没有独立的安全装置能够报告家用器具的误用 故障或者误动作。误用故障也构成火灾和水灾的严重危险。典型的问 题包括接通电炉上的错误板或者疏忽地使得其接通，这经常是由于电 炉的不良用户接口导致。使得冰箱的门疏忽地打开也可能导致水灾， 因为其清洗不足或者解冻可能引起过热并且最终引起火灾。电火灾的 一般特征是产生浓烟，由此烟雾检测器和断开电源是防止火灾的有效 手段。 一种效果显著的预防措施也是观察用户的存在或者身体状况。 例如，可以通过观察用户离开被监测区域或者入睡的事实并且通过然 后关断器具来防止水和火事故，只要可以以合理的成本来如此进行。
智能家庭安全解决方案的一个常见问题是，除了新的建筑物之 外，这样的解决方案不能很好地发挥作用，在新的建筑物中，早在设 计阶段就已经考虑了所述要求。智能家用系统的配置也使得系统底层 的传感器及其激励器仅仅是技术地点和地址，必须定义它们是什么、 它们与什么相关联以及它们用于什么，这就是为什么整个系统的配置 需要独立的设计和编程过程。通常，系统的智能和控制以及测量也是 高度集中的，器具的直接控制和测量要求独立的电缆系统。这也适用
于新的基于IP的家用器具，其需要局域网架构起作用。在识别独立 的家用器具的状态和跟踪其操作方面几乎没有什么建树，因为当前的 系统解决方案不支持这样的服务。基于IP的家用器具不能识别在操 作环境中发生的诸如漏水的改变，因此这样的器具在其安全方面受 限，并且在提供的服务上昂贵。与烟雾和漏水告警器集成或者连接的 数据传送设备中的问题是价格和不兼容以及缺少家用器具的控制接口。
发明内容
随后描述的发明以下述方式克服了上述问题借助于可附接到电 源和水管连接的简单辅助设备，可以使得现有的家用器具防止水火事 故以及故障和误用故障。所述辅助设备根据标准的音频告警或者由其 本身的现有传感器提供的其它已知通信手段，以及通过独立的烟雾、 煤气、 一氧化碳、过热和漏水告警设备，来识别与其连接的器具的状 态和其环境的状态。所述辅助设备还通过跟踪由其它外围设备提供的 操作数据来监测用户的状况。借助于固定和无线传感器，所述辅助设 备监测与其附接的器具的能量、水消耗以及周围环境，并且也使用由 此获得的信息来独立地控制水和服务能量连接。根据本发明，外围告 警器可以包括当前现有的或者经济的标准解决方案，而不要求独立的 电缆系统。根据所述辅助设备的专有智能，也不需要独立的中央处理 单元、操作面板或者计划过程。根据本发明的解决方案，所述辅助设 备也可以在几分钟内安装，并且能够检测异常情况而不需要更昂贵的 自动化或者安全系统，并且能够独立地控制和监视与其连接的器具的 操作。
所述辅助设备也能够知道电和/或水消耗以及与其连接的器具的 有效周期，并且开始监测它们。在检测到显著偏差时,其通过使用现 有的已知数据传送方案来产生本地或者远程告警。使用所述数据传 送，所述辅助设备能够交互对话，并且如果需要的话，与家用自动化 和安全系统交互对话，并且仍然在控制需要快速响应的事故方面独立地起作用。因此，例如，可以通过位于门口的在家/离家开关来发送用 户的存在信息，并且通过床传感器来发送睡眠的状态，或者借助于能 够识别用户存在和睡眠并且以无线方式通信的便携式智能腕带来发 送用户的存在信息和睡眠状态两者。所述状态数据通过现有的已知数 据传送被不紧急地发送，并且可以现场进行实际的高速操作控制。也 可以通过监测电子设备和水的使用以及通过其间的交互通信而向其 它外围设备发送所述信息，来验证用户的有效存在。
本发明也通过升级和简化家用器具的用户接口来提供了一种安 全预防措施。例如，可以以下述方式保护炉灶不被儿童或者精神病人
误用使用炉灶通风器灯或者风扇的激活状态来控制所述炉灶。因此， 所述炉灶仅在炉灶通风器接通时连接到电源。同时，获得光和音频信 号，指示当所述炉灶在运行中时，其不太可能被疏忽地留在激活状态， 以及用户可以确信每当他/她关闭炉灶通风器时所述炉灶被关闭。当人 离开房间或者睡觉时，本发明的辅助设备使得可以在被自动化与电源 断开之前提供它们本身的激活状态的提醒。通过本发明，可以自动提 醒关于水箱或者冷冻装置的冷凝器的污染、关于过量地产生水或者关 于门被半开，因此减少了火灾危险，并且节省了能量，以及避免了机 器的快速磨损。居住者不必担心洗碗机或者洗衣机的水龙头，因为其 通过本发明而自动打开和关闭。对于娱乐设备，本发明可以用于指示 是否居住者正在看电视或者DVD电影，并且用于自动控制照明。
关于本发明在技术上新颖的是，传统上位于独立的中央处理单元 中的操作控制智能段，即，使能独立的智能行为的操作控制智能段被 分配给辅助设备，所述辅助设备可以容易地与要控制的器具的操作环 境连接。因此，关于控制下的器具的操作和操作环境的所有信息被容 易地获得，并且使得能够跟踪和控制器具专门的独立行为，以及将其 智能地与更大的配置连接。所述更大的配置(包括几个辅助设备)可 以作为独立的微微网络和/或作为智能家庭系统的一部分。微微网络是 使能智能辅助设备之间的直接交互通信、并且使用所述交互地提炼的 功能信息而没有集中的额外智能的网络。目标用于各种家用器具的辅助设备被预编程以期望的功能，并且也能够识别其它的外围设备以及 将它们本身与其适应，不需要初步计划或者功能编程或者系统配置。 所述辅助设备将其本身也适应于现有告警设备的告警声音，所述现有 告警设备因此可以用于所述系统中。所需安装工作也是最小限度的， 不必接触现有的固定安装或者包含任何附加的电缆系统。因为其技术 结构，本发明也使得能够在所有家用器具中使用所述辅助设备，而与 这些家用器具是否操作水、电或者煤气无关。即使在器具专用方面， 本发明的独立辅助设备提供了更全面的安全解决方案以及新的服务， 所述新的服务甚至不能被传统的自动化和安全系统使用它们的多个 传感器和控制单元来实现。本发明的技术方案也使得能够根据各个器 具的现有的以前安装的设施来建立智能家庭，以独立的辅助设备开
始，并且在必要时以下述方式进行家用器具的误操作、消耗和告警 信息最终与更大的自动化或安全系统链接。每当期望自动控制例如防 盗或者照明或者在关于健康或者消极的自动化报警装置中监测人的 行为状态时，家用器具或者娱乐电子设备的操作数据也可以用于验证 用户的存在和活动状况。
现在参考附图来更详细地描述本发明，其中
图1以结构化方框图示出了本发明的辅助设备，
图2示出了本发明的辅助设备如何与洗衣机相结合地工作，以及
图3示出了本发明的辅助设备如何与炉灶和炉灶风扇相结合地工作。
具体实施例方式
参见图1，示出了本发明的辅助设备l的方框图，所述辅助设备 的内部块在虚线内，在虚线之外的是意欲用于控制水或者煤气以及用 于测量流率的块。所述辅助设备包含处理器或者控制逻辑15,用于通 过电压源2从电源4接收其操作能量。所述处理器15通过麦克风9和声音检测电路8或者与其相关联的通信单元3来监测周围的外围告警，并且通过测量7由此需要的电功率14来监测控制下的器具的状态。在启动所述辅助设备时，处理器15将其本身适应于泄露、火突和过热告警装置的标准音频告警包络，泄露、火灾和过热告警装置因此不需要附加的编码或通信设备。处理器15也通过流率传感器12来监测水或者煤气的流率11。通过使用温度传感器来进行测量水或者煤气的流率12和器具需要的电能，所述温度传感器的基准点由测量所述器具之外的温度的传感器10设立。每当有流量时，水或者煤气能量的流率11相对于基准温度10进行冷却所述传感器，并且由所述器具需要的电能继而相对于基准温度10进行加热传感器7。也可以通过某些其它的现有已知测量方法来进行测量由所述器具需要的能量。通过温度变化的幅度来表示水或者煤气流的速率以及电功率。处理器15 了解与其连接的器具的正常有效周期和能量以及水消耗，并且根据这个信息或者另外在其中提供的数据来保持跟踪所述器具的操作。在检 测到在与其连接的器具的操作中的任何异常时，或者在识别到由外部告警传感器产生的告警时，其将所述器具引导到考虑到特定状况适当 的状态。除了所图解的控制输出13、 6之外，所述辅助设备也可以具 有关于控制下的器具的其它控制信号，或者它可以通过通信单元3来 实现控制。同时跟踪若干不同的环境变量及其相互关联使得能够比通 过基于各信号的门限值的传统方法相当更有效地检测到例外状况。可 以通过使用继电器6或者电子开关(诸如场效应晶体管或者三端双向 可控硅开关元件)，来进行受控器具的电源的控制。通过使用电机驱 动或者电磁阀13来进行受控器具的水或者煤气的控制。在其最简单 的形式中，本地用户接口可以是标灯或者扬声器或者蜂音器5，通过 其可以释放告警或者状态信息，另一个可行的装置是具有控制按钮的 LCD显示器。为了通信的目的，所述辅助设备被提供有基于现有的已 知数据传送方案的通信单元3，其可以使用例如电干线、射频或者局 域网。其可以用于编程所述器具，以及可以从其它外围部件、远程操 作面板或者通过自动化或者安全系统来发送关于其行为的参数。可以通过数据传送来向前发送关于控制下的器具的状态、故障和消耗数 据。
图2示出了与洗衣机相结合地工作的本发明的辅助设备。辅助设 备1连接到洗衣机16的电源4和水11。洗衣机的操作环境还分别具 有独立的烟雾和泄露检测器17和18。洗衣机的供水系统具有电机驱 动的阀门13和流率传感器12，其使得能够跟踪水消耗并且控制水连 接。根据由洗衣机需要的功率，辅助设备l感测何时洗衣机工作，并 且接通存在于供水系统中的电机驱动阀门13，并且将其在整个洗涤周 期中保持打开。当洗涤周期结束时，其当洗衣机停止时在短暂的延迟 之后关闭阀门。在那个延迟期间，所述辅助设备使用水流率传感器12 来查看未被布置在洗衣机下的泄露传感器指示的洗衣机的泄露。所述 泄露检测器用于指示在洗衣机外部的漏水，并且所述辅助设备识别其 告警声音，并且关闭水和电源连接。当烟雾告警器17发出告警时， 这同样发生。辅助设备l 了解洗衣机的正常有效周期以及水消耗和电 消耗，并且根据这个信息或其中提供的数据来监测所述器具的操作。 在检测到器具的操作中的任何异常或者在识别到由外部告警传感器 产生的告警时，其将所述器具引导到考虑到特定电源和水状况的适当 状态，并且通过其数据传送链路产生本地或者远程告警。这样的状况 例如包括排水过滤器的部分堵塞或者软管的偏斜，由此所述机器不管 理水的正确排水，也不管理通过洗衣机本身的故障诊断产生的告警。 而且，可以检测定时器机构和恒温器的故障并且给出告警。在其最简 单的形式中，所述辅助设备在远程操作面板或者智能腕带上报告洗衣 机的洗涤周期、告诉用户洗涤结束、并且不要离开洗衣店使得衣服在 篮子中变皱。
图3示出了与电子或者煤气炉灶和炉灶通风器相结合地工作的 本发明的辅助设备。炉灶19和炉灶通风器20被提供独立的辅助设备 1，所述独立的辅助设备1通过干线调制解调器23相互通信。所述炉 灶辅助设备1识别何时炉灶工作，并且向所述炉灶通风器辅助设备1 发送23所述信息，所述炉灶通风器辅助设备l接通风扇21和灯22，
并且当所述炉灶被关闭时关闭风扇21和灯22。因此，在看到光和听 到声音时，用户知道何时炉灶工作，因此不太可能将其留下接通。炉 灶通风器的自动控制还改善了室内空气的质量，因为它总是自动接 通。容纳所述炉灶的设施也具有烟雾告警器17，所述炉灶辅助设备l 识别其告警声音，并且当发出烟雾告警时关闭所述炉灶工作能量，由 此忘在板上的熏烧材料没有时间着火。炉灶通风器辅助设备外部的温 度传感器23与炉灶辅助设备1 一起与炉灶的辐射温度23有关地控制 所述炉灶需要的功率，并且当所述关系偏离正常足够大时，炉灶辅助 设备关闭所述炉灶的工作能量。因此，高输出下的单板(其上有文火 煮的食物)在过长的时间内不关闭(这与传统炉灶安全装置所发生的 情况相反)。但是，如果炉灶的板是空的，则其电源也可比传统方案 快得多地被切断。炉灶通风器辅助设备外部的温度传感器22和由炉 灶辅助设备l测量的工作功率也可用于控制炉灶通风器的速度，当由 炉灶提供19的温度或者功率正在升高时提高所述速度，通风要求按 照操作状况而自动调整其本身。通过数据传送链路，根据由在家/离家 开关或者床传感器或者智能腕带提供的关于用户存在或者睡眠状态 的信息，辅助设备l也在必要时自动关闭所述炉灶。当用户离开房间 或者睡觉时，炉灶辅助设备可以在远程操作面板或者智能腕带上提供 其有效状态的提醒，所述远程操作面板或者智能腕带可以在炉灶被自 动关闭之前将其显示为语音或者文本消息。也可以使用炉灶工作数据 来跟踪居住者的行为，特别是当分析精神病人的独立性时。
权利要求
1.一种控制或跟踪家用器具或计算机或娱乐设备(后续器具)的操作的系统，包括辅助设备(1)，所述辅助设备(1)作为独立单元或者作为被控制或监测的器具的一部分与器具通信定位，并且可附接到所述器具的工作能量和/或供水系统(4，11)，并且包括传感器的连接(3，9)或者信号的有线连接(7，12)，所述传感器的连接(3，9)用于监测用户的存在或行为状态或操作环境，所述信号的有线连接(7，12)用于跟踪水的流率或者能量消耗；以及处理器或控制逻辑(15)，用于处理通过所述连接接收的信息，以及用于控制(6，13)器具的操作或操作能量或水的控制输出或者用于本地(5)或者远程(3)通信的控制信号，其特征在于，所述辅助设备1)根据其消耗的能量(测量7)或者水流率(测量12)或者温度，来监测与其连接的器具的操作状态，以及2)监测功能上与器具的操作环境链接的辅助设备的信号，诸如泄露(18)、烟雾(17)、一氧化碳、煤气或者温度传感器(23)的信号或者其它操作状态相关信号或者用户的行为状态或者存在，以及所述辅助设备(1)a)通过独立地将其本身适应于与其连接的器具的信号或操作环境，或者通过设置的限制值或数据传送技术，以其自动地将器具的能量(4)或者供水(11)系统或者行为(21，22)引导到预定操作状态的方式，来执行器具的操作状态的控制，或者b)通过跟踪源自器具的正常或错误使用或故障的状况，来识别与其连接的器具和与其操作环境链接的辅助设备-诸如外围传感器或者类似的其它辅助设备(1)-的信号或者信号间关系，并且基于这种识别，本地控制或者通过从操作设施到期望方的数据传送链路，来控制所述器具和/或所述外围器件的操作或发送关于所述状况的信息。
2.按照权利要求l的系统，其特征在于，所述辅助设备(l)用于准备能够根据与其连接的器具的环境状况或者操作状态来进行自 控制的用户接口。
3. 按照权利要求1或2的辅助设备，其特征在于，所述互连的 器具能够根据来自它们的外围传感器的信息或者根据用户的行为或 者存在，直接地或者通过单独的中央处理单元来控制彼此的操作。
4. 按照权利要求1-3的任何一个的辅助设备，其特征在于，所 述物体包括彼此通信或者与单独的中央处理单元通信的若干辅助设 备(l)，以及通过监测作为用户行为的结果发生的器具操作状态的 改变，这种辅助设备能够指示用户的存在或者行为。
5. 按照权利要求1-4的任何一个的辅助设备，其特征在于，所 述物体包括若干辅助设备(1)，它们通过比较使用水的器具的水消 耗和整体供应线路以及用户的存在，来彼此通信或者与单独的中央处 理单元通信，并且能够根据所分析的信息来指示泄露、家用器具外部 的泄露或者被打开的水点。
6. 按照权利要求1-5的任何一个的辅助设备，其特征在于，所 述辅助设备具有用于外壳保护或者用于监测器具的操作状态或者居 住者的行为的声音检测器(9， 8)。
7. 按照权利要求1-6的任何一个的辅助设备，其特征在于，独 立的外围传感器(17)的标准告警声音用于信号通知。
8. 按照权利要求1-7的任何一个的辅助设备，其特征在于，通 过使用温度测量来进行跟踪器具的能量或者水消耗。
9. 按照权利要求1-8的任何一个的辅助设备，其特征在于，所 述辅助设备(1)通过两个单独的温度传感器(7或12或23和10 )， 来测量环境状况，并且根据温度差来进行控制。
10. 按照权利要求1-9的任何一个的辅助设备，其特征在于，其 用户接口包括LCD显示器，所述LCD显示器具有其控制按钮或者引 导声音。
全文摘要
本发明涉及控制或跟踪家用器具或计算机或娱乐设备(后续器具)的操作的系统，包括可附接到所述器具的工作能量和/或供水系统(4，11)的辅助设备(1)。辅助设备包括传感器的连接(3，9)或者信号的有线连接(7，12)，所述传感器的连接用于监测用户的存在或行为状态或操作环境，所述信号的有线连接用于跟踪水的流率或能量消耗；以及处理器或者控制逻辑(15)，用于处理通过所述连接接收的信息。所述辅助设备根据其需要的能量(测量7)或水流率(测量12)或温度来监测与其连接的器具的操作状态。此外，所述辅助设备监测在功能上与器具的工作环境链接的辅助设备的信号，诸如泄露(18)、烟雾(17)、一氧化碳、煤气或温度传感器(23)的信号或其它操作状态相关信号或用户的行为状态或存在。所述辅助设备具有控制输出，用于控制(6，13)所述器具的操作或操作能量或水，或者所述辅助设备向本地(5)或远程(3)通信发送控制信号。
文档编号G08BGK101176130SQ200680016804
公开日2008年5月7日 申请日期2006年3月10日 优先权日2005年3月17日
发明者马蒂·玛丽马基 申请人:伊诺家有限公司