控制蓝牙占用传感器的装置和方法与流程

本申请要求2017年5月5日提交的共同未决的美国临时专利申请第62/501,911号的权益，其全部内容通过引用并入本文。

本文描述的实施例涉及使用占用传感器来控制房间照明和其他电气负载，更具体地，涉及对配备有蓝牙或其他无线通信能力的占用传感器的控制。

技术实现要素：

占用传感器感测指定区域中的占用者的存在，并响应于感测到指定区域中的一个或多个人来激活电气负载或系统。占用传感器可以连接到照明装置或系统、暖通空调(hvac)系统或其他仅在需要时才被激活的电气系统。占用传感器使用红外或超声波检测器来感测占用，该检测器可以检测人、移动物体或二者(例如，占用事件)。占用传感器通常安装在天花板或墙上，并且定位成使得传感器的视场覆盖指定区域。

在照明系统中，占用传感器可以集成到单独的照明设备中，或者可以是独立的单元，用于向照明系统的其他装置或照明设备传送关于占用的数据。

一些占用传感器包括用户可配置的参数，以确定什么指示占用事件。这些参数包括传感器信号电平的占用阈值和占用计时器，以确定何时不再感测到占用。一些占用传感器包括视觉指示器(例如，led)，其可以指示何时发生占用事件。视觉指示器可用于调节占用传感器的性能(例如，通过调节参数)。然而，视觉指示器仅提供占用的二进制指示，因此其作为调节占用传感器的工具的有效性受到限制。因此，本文描述的实施例尤其提供了从占用传感器至远程计算装置的对底层数据的访问的系统和方法，该远程计算装置可以对占用传感器的参数进行调整。

例如，一个实施例提供了一种系统。该系统包括收发器、输入/输出接口、显示器和电子处理器。电子处理器配置成经由收发器从占用传感器接收多个占用数据点和占用阈值。电子处理器配置成基于多个占用数据点和占用阈值生成图示。图示包括指示随时间变化多个占用数据点相对于占用阈值的值的第一条线。电子处理器配置成在显示器上呈现图示。电子处理器配置成接收指示更新的占用感测值的用户输入，并且基于图示和更新的占用感测值生成更新的图示。电子处理器配置成在显示器上呈现更新的图示，并且经由收发器向占用传感器发送更新的占用感测值。

另一个实施例提供了一种方法。该方法包括从占用传感器接收多个占用数据点和占用阈值。该方法包括当多个数据点的子集超过占用阈值时，利用电子处理器基于多个数据点和占用阈值确定第一占用事件。该方法包括基于第一占用事件确定占用计时器。该方法包括基于多个占用数据点、占用阈值、第一占用事件和占用计时器生成图示。图示包括指示随时间变化多个占用数据点相对于占用阈值的值的第一条线，指示第一占用事件的第二条线，以及指示占用计时器的第三条线。该方法包括在与电子处理器通信耦合的显示器上呈现图示。该方法包括接收指示更新的占用感测值的用户输入。该方法包括基于图示和更新的占用感测值生成更新的图示。该方法包括在显示器上呈现更新的图示。该方法包括向占用传感器发送更新的占用感测值。

附图说明

附图连同下面的详细描述一起被结合在说明书中并形成说明书的一部分，用于进一步说明包括所要求保护发明的概念的实施例，并且解释这些实施例的各种原理和优点，其中在所有单独的视图中，相同的附图标记指代相同或功能相似的元件。

图1示意性示出了根据一些实施例的照明控制系统。

图2示出了根据一些实施例的用于发现照明控制装置的图形用户界面。

图3示出了根据一些实施例的用于设置智能传感器的图形用户界面。

图4示出了根据一些实施例的用于配置占用传感器的图形用户界面。

图5至10示出了根据一些实施例的占用传感器数据图表。

本领域技术人员将会理解，附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，不一定是按比例绘制的。例如，图中一些元件的尺寸可能相对于其他元件被放大，以帮助对本发明实施例的理解。

在附图中，设备和方法组件在适当的地方由传统符号表示，仅示出了那些与理解本发明的实施例相关的具体细节，以避免对受益于本文描述的本领域普通技术人员显而易见的细节模糊本公开。

具体实施方式

在详细解释本发明的任何实施例之前，应当理解，本发明的应用不限于在以下描述中阐述的或在附图中示出的组件的构造和布置的细节。本发明能够有其他实施例，并且能够以各种方式实践或实施。

还应该注意，可以使用多个基于硬件和软件的装置以及多个不同的结构组件来实现本发明。此外，应当理解，本发明的实施例可以包括硬件、软件和电子组件或模块，为了讨论的目的，这些组件或模块可以被示出和描述为似乎大多数组件仅在硬件中实现。然而，本领域普通技术人员基于对该详细描述的阅读将认识到，在至少一个实施例中，本发明的基于电子的方面可以在可由一个或多个处理器执行的软件(例如，存储在非暂时性计算机可读介质上)中实现。因此，应当注意，可以利用多个基于硬件和软件的装置以及多个不同的结构组件来实现本发明。例如，说明书中描述的“控制单元”和“控制器”可以包括一个或多个处理器、一个或多个包括非暂时性计算机可读介质的存储器模块、一个或多个输入/输出接口以及连接组件的各种连接器(例如，系统总线)。

为了便于描述，本文呈现的每个示例性系统或装置用其每个组成部分的单个示例来示出。一些示例可能没有描述或说明系统的所有组件。其他示例性实施例可以包括更多或更少的每个示出的组件，可以组合一些组件，或者可以包括附加的或替代的组件。

图1示出了照明控制系统100。照明控制系统100包括占用传感器102和便携式电子装置202。在一些实施例中，占用传感器102通信耦合到照明设备网络150并参与其中。占用传感器102可以在室内或室外环境中操作——安装到照明设备、电杆、建筑物或其他结构上，以检测占用者。占用传感器102经由通信链路160通信耦合到便携式电子装置202。在一些实施例中，通信链路160是蓝牙链路。在一些实施例中，通信链路160通过一个或多个无线或有线网络间接实现。

占用传感器102包括微控制器105、被动红外(pir)传感器110、光传感器115、收发器120、连接器125、闪存130、led135和无线电140。占用传感器102的图示组件以及其他各种模块和组件通过一条或多条控制或数据总线彼此耦合，所述控制或数据总线使其能够互相通信。鉴于本文提供的描述，对于本领域技术人员来说，通过控制和数据总线实现各种模块和组件之间的互连和信息交换是显而易见的。

在一些实施例中，微控制器105由一个或多个通用或专用电子处理器组成，例如微处理器、数字信号处理器、定制处理器和现场可编程门阵列(fpga)。微控制器包括存储的程序指令(包括软件和固件)，该程序指令控制微控制器与其他电路和组件一起实现本文描述的功能。或者，在一些实施例中，微控制器105的一些或所有功能由没有存储程序指令的状态机实现，或者在一个或多个专用集成电路(asic)中实现。在一些实施例中，可以使用两种方法的组合。在一些实施例中，微控制器105将数据储存到闪存130并从其检索数据，该数据包括程序指令和配置数据。闪存130是常规闪存，在此不再赘述。

被动红外传感器110是一种电子无源红外传感器，用于测量在其视场内的物体发出的红外光。被动红外传感器由被动红外透镜111覆盖。在图示的实施例中，被动红外透镜是菲涅耳透镜。被动红外透镜111的光学特性尤其决定了被动红外传感器110的视场。在一些实施例中，被动红外传感器110和被动红外透镜111直接安装到占用传感器102上。在一些实施例中，它们可以集成到占用传感器102中，并延伸穿过占用传感器102的外壳。

通过被动红外传感器110的读数，微控制器105能够检测指定区域中的运动，从而确定该区域是否被占用。被动红外传感器110检测通过被动红外透镜111到达其的红外辐射量的变化，该辐射根据传感器视场中物体的温度和表面特性而变化。当一个人从背景(如墙壁)前面经过时，传感器视场中该点的温度从室温上升到体温，然后再回落。传感器将入射红外辐射的最终变化转换成输出电压的变化，该变化被馈送到微控制器105。在一些实施例中，被动红外传感器110包括集成的模数转换器，其将输出电压转换成发送到微控制器105的串行数字运动数据流。在一些实施例中，微控制器105根据预定采样率将输出电压数字化，以产生一系列占用数据点。在一些实施例中，微控制器105基于时间戳将所得数据点排列成连续的时间序列，并将占用数据点聚集成确定大小(即，时间长度)的数据仓。占用数据点的仓(或窗口)大小根据所需的数据粒度级别而变化。

当占用数据超过占用阈值时，会触发占用检测(或占用事件)。在一些实施例中，微控制器105可以响应于占用事件激活电气负载(未示出)。在其他实施例中，微控制器105将占用事件传送给照明设备网络150上的其他装置，这些装置基于占用事件进行动作。在一些实施例中，微控制器105直接控制负载并与其他装置通信。在一些实施例中，当占用事件发生时，微控制器105启动占用计时器。每当占用事件发生时，微控制器105重启计时器。当后续没有检测到占用事件来重新启动计时器时，计时器到期。当占用计时器到期时，微控制器105确定房间未被占用。当微控制器105确定没有占用时，它可以停用电气负载，将占用状态传送给其他装置，或者执行这二者。占用阈值和占用计时器都是用户可配置的。

光传感器115感测占用传感器102区域中的环境光，并将代表环境光水平的信号传送给微控制器105。在一些实施例中，微控制器105基于环境光水平控制照明设备的激活或亮度水平，以提高能效。例如，当环境光水平是期望光水平的百分之五十时，微控制器105在占用事件的情况下，以全亮度的百分之五十激活照明设备，减少照明设备的能量使用，同时仍然达到期望的光水平。在一些实施例中，微控制器105将环境光水平传送给照明设备网络150上的其他装置，这些装置可以基于环境光水平来控制它们的负载。

微控制器105通过收发器120和连接器125与照明设备网络150上的其他装置通信。收发器120通信耦合到微控制器105(例如，通过集成串行或输入/输出端口)，并且配置成使用合适的协议在一条或多条总线上发送和接收通信。在一些实施例中，收发器120是rs-485收发器，连接器125是rj-45连接器。在这样的实施例中，微控制器105通过使用rs-485串行通信标准操作的外部总线通信耦合到照明设备网络150，并且包括以菊花链或多点配置连接照明设备网络150的装置的一个或多个导体。微控制器105通过收发器120和照明设备网络150向照明设备网络150的装置发送数据并从其接收数据。

led135是安装成能够向占用传感器102的观察者发射光的发光二极管。在一些实施例中，微控制器105在占用事件期间激活led135，以向安装者或其他用户指示占用传感器102正在检测占用事件。因此，led135可以用于促进占用传感器102的安装、放置和测试。

无线电140使得微控制器105能够与便携式电子装置202以及其他装置通信。在一些实施例中，无线电140实现蓝牙^tm、wi-fi^tm或允许与便携式电子装置202通信的另一无线通信协议。

在图示的实施例中，便携式电子装置202包括电子处理器205、存储器210、输入输出接口215、基带处理器220、收发器225、天线230和显示器235。图示的组件以及其他各种模块和组件通过一条或多条控制或数据总线彼此耦合，所述控制或数据总线使其能够互相通信。鉴于本文提供的描述，对于本领域技术人员来说，通过控制和数据总线实现各种模块和组件之间的互连和信息交换是显而易见的。

电子处理器205获得并提供信息(例如，从存储器210和/或输入输出接口215)，并通过执行一个或多个软件指令或模块来处理信息，所述软件指令或模块能够被存储在例如存储器210的随机存取存储(“ram”)区域或存储器210的只读存储(“rom”)区域或另一非暂时性计算机可读介质(未示出)中。该软件可以包括固件、一个或多个应用程序、程序数据、滤波器、尺子、一个或多个程序模块以及其他可执行指令。电子处理器205配置成从存储器210中检索并执行与本文描述的控制过程和方法相关的软件等。

存储器210可以包括一个或多个非暂时性计算机可读介质，并且包括程序存储区和数据存储区。如本文所述，程序存储区和数据存储区可以包括不同类型存储器的组合。在图示的实施例中，存储器210存储传感器数据245和占用传感器应用程序250等(在下面详细描述)。

输入/输出接口215配置成接收输入并向外围设备提供输出。输入输出接口215从便携式电子装置202内部和外部装置(例如，通过一个或多个有线和/或无线连接器)获得信息和信号，并向其提供信息和信号。

电子处理器205配置成控制基带处理器220和收发器225向便携式电子装置202发送视频和其他数据并从其接收视频和其他数据。基带处理器220对收发器225发送和接收的数字数据进行编码和解码。收发器225使用天线230向各种无线通信网络发送无线电信号并从其接收无线电信号。电子处理器205、基带处理器220和收发器225可以包括各种数字和模拟组件，为了简洁起见，在此不再赘述，这些组件可以用硬件、软件或两者的组合来实现。一些实施例包括分开的发送和接收组件，例如，发送器和接收器，而不是组合收发器225。

在一些实施例中，基带处理器实现蓝牙^tm、wi-fi^tm或允许与占用传感器102通信的另一种无线通信协议。

显示器235是合适的显示器，例如液晶显示器(lcd)触摸屏或有机发光二极管(oled)触摸屏。便携式电子装置202实现图形用户界面(gui)(例如，由电子处理器205根据存储在存储器210中的指令和数据生成，并呈现在显示器235上)，其使得用户能够与便携式电子装置202交互。

如下文详细描述的，便携式电子装置202执行占用传感器应用程序250，其能够接收和处理占用数据(例如，从占用传感器102接收的数据)，并且经由图形用户界面在显示器235上显示数据。

一些实施例中，便携式电子装置202是智能电话。在其他实施例中，便携式电子装置202可以是平板电脑、智能手表、膝上型电脑以及前述的组合，或者包含使其能够如本文所述操作的软件和硬件的另一便携式或移动电子装置。

如上所述，占用传感器102包括led135，其可以指示何时发生占用事件。其可以由技术人员用来调节占用传感器102的性能。例如，技术人员可以基于led135何时点亮来调整占用阈值。然而，这种方法是有限的。例如，led135只能由与占用传感器102在同一房间的安装者观察到，并且安装者产生的红外能量可能人为地改变房间的红外背景特征。此外，led135仅提供占用状态的二进制指示。在房间实际被占用但未检测到占用的情况下，了解相对于当前阈值的占用数据可能是有用的。同样，当检测到占用时，了解超过占用阈值多少可能是有用的。然而，在不能从占用传感器102访问底层数据的情况下，只能通过未知尝试和错误确定占用传感器102的正确操作。

相应地，便携式电子装置202包括占用传感器应用程序250。占用传感器应用程序250是软件应用(或“app”)，其接收和处理来自占用传感器102的传感器数据，并将这些数据呈现给便携式电子装置202的一个或多个用户。在一些实施例中，应用程序包括装置发现模式。例如，如图2所示，该应用程序发现无线连接到便携式电子装置202的设备模块、继电器、调光器和智能传感器(例如，占用传感器102)等。在一些实施例中，发现模式基于特定房间(例如，由范围和区域分配定义)来完成。

在所示的示例实施例中，发现了单个智能传感器。选择“智能传感器”，将用户带到所发现的智能传感器的设置屏幕，如图3所示。在一些实施例中，设置屏幕显示关于传感器类型、网络地址、固件版本和智能传感器名称的信息。在一些实施例中，允许用户改变智能传感器的名称。设置屏幕还提供了一个“占用设置”按钮，用户可通过该按钮进入占用传感器控制页面。图4示出了一个示例占用传感器控制页面。传感器控制页面显示占用传感器102的传感器状态和参数。例如，占用状态(例如，“占用”或“未占用”)、占用事件计数(即发生了多少占用事件)、占用超时和占用阈值(在示例中显示为“灵敏度”)。在一些实施例中，传感器控制页面允许用户查看或配置占用传感器102所属的范围、组或区域(或将共享占用事件数据)。

该应用程序配置成，例如从传感器控制页面，接收用户输入，该用户输入对应于占用阈值和占用计时器的更新值。当接收到这些参数的更新值时，应用程序将这些值传输到占用传感器102。占用传感器102接收新值，并使用它们来控制何时确定占用事件以及何时指示“占用”状态。在一些实施例中，应用程序利用机器学习(例如，神经网络)来分析占用数据和用户输入，以自动确定占用阈值和占用计时器的更新值。

示例传感器控制页面还包括“查看占用数据”按钮，该按钮显示来自占用传感器102的占用数据的实时图表。在一些实施例中，应用程序允许用户查看历史占用数据。占用数据显示受控区域内的运动效果，并可用于检测可能导致不敏感的升高的本底噪声。图5至10示出了来自占用传感器102的实时或历史占用数据的示例图示。电子处理器205使用从占用传感器102接收的占用数据生成图示。如上所述，当接收到占用阈值和占用计时器的更新值时，电子处理器205使用这些值生成更新的图示。

图5至10示出了实时或历史占用数据的示例图示。作为示例，图5包括以线形图450示出的实时运动检测数据(称为“滑动窗口数据”)。如上所述，通过监测红外能量在被动红外传感器110的视场中的变化来检测运动，这将被动红外传感器110的输出变为电压。微控制器105周期性地对电压电平进行采样，以产生运动检测数据。双虚线460代表占用阈值。占用阈值示出了相对于占用数据的事件检测水平(即，超过电压电平，微控制器105将记录占用事件)。虚线470表示占用事件的发生。占用事件显示微控制器的决策过程，表明其对占用数据的敏感性。实线480表示占用状态(即，占用传感器102是读取“占用”还是“未占用”)。占用状态(即占用计时器)显示计时器用于消除间歇未占用事件的次数(当数据降至占用阈值以下时)。占用计时器可以调整到最短的超时时间，这将屏蔽这些转换，并因此在不影响用户对照明空间的需求的情况下尽可能快地关灯。尽可能快地关灯可以节省最多的能量。

图5示出了在点502处超过阈值的占用数据。这导致由虚线470表示的占用事件在占用事件发生的同时上升，也就是说，直到占用数据不再超过阈值(在点504处)。占用计时器在占用事件的前沿开始运行，由在点502处上升的实线480表示。占用计时器继续运行(即实线480保持上升)，直到占用计时器到期。例如，在图6中，实线480保持上升(占用状态为“占用”)，直到占用计时器到期，不再有占用事件(在点602处)。点502和602之间的距离代表占用计时器的长度。

如图7所示，当占用数据保持在占用阈值以下时，不会发布占用事件，并且占用计时器不会启动。

图8和9示出了占用数据在占用阈值之上和之下进行转换，从而产生数个占用事件。在图8所示的例子中，由于先前的占用事件，占用计时器已经在运行，并且继续由每个后续的占用事件重新启动。虽然占用会根据占用事件发生器时有时无，但是占用计时器会消除这些间隙。因此，当占用数据转换时，用户看到一个连续的占用期，并且依赖于占用传感器102的任何占用控制灯保持常亮，而不是闪烁。图9示出了与图8类似的情况，除了示出了占用计时器的起点。

如图10所示，占用事件发生以重新启动占用计时器，但是当占用数据衰减到阈值以下并保持在阈值以下时，占用计时器到期。

作为一个例子，本文给出的系统和方法是根据使用被动红外传感技术的占用传感器来描述的。应当理解，该系统和方法也适用于配备有超声波或其他传感技术或传感技术组合的占用传感器。

在前述说明书中，已经描述了特定的实施例。然而，本领域的普通技术人员意识到，在不脱离如以下权利要求所述的本发明的范围的情况下，可以进行各种修改和变化。因此，说明书和附图应被视为说明性的，而不是限制性的，并且所有这些修改都旨在包括在本教导的范围内。

一些实施例的各种特征和优点在以下权利要求中阐述。