控制装置及相关方法与流程

本申请要求2014年3月24日提交的名为“Control Apparatus and Related Method”的美国临时专利申请第61/969,725号的优先权。将该申请的全部内容(包括附录)并入此处，以作参考。

技术领域

背景技术：

技术实现要素：

此处所描述的一个或多个示范性实施例包括一种控制器，所述控制器具有多触摸LCD显示器，其运行允许用户控制本地“生态系统”中的所有产品的软件。

在示范性实施例中，BLE(蓝牙低能)允许控制器知晓哪一个居民处于设备面前，并所以呈现该居民预先设置的偏好。

一个或多个示范性实施例涉及用于控制住宅或者建筑物生态系统的特征的设备、系统、以及方法，所述特征包括温度、照明、烟尘与火情探测、水的使用、水的泄漏、能量消耗、锁门与开门以及进入、安全、娱乐与音响系统、计算设备、以及家用电器。

此处所描述的一个或多个示范性实施例包括控制面板、多射频(multi-radio)集线器、一个或多个传感器、以及灯开关中的一个或多个。除了多触摸显示器之外，可以对一个或多个机械开关进行编程，以执行一系列动作。所述一个或多个机械开关可以向用户提供设置由生态系统触发的预先设置的动作或者动作系列(灯负载、或者任何其它连接的动作)的灵活性。这向用户提供无需操纵触摸屏便可触发动作的快捷方式。

示范性的方面包括一种控制装置，该控制装置包括(a)包括微处理器的控制器；(b)与微处理器进行通信、并且可操作以在无线网络上与移动设备上的应用进行通信的无线收发器；(c)由控制器控制的灯开关；(d)与控制器进行通信的传感器；以及(e)允许用户与控制器对接的前面板。

在一个或多个实施例中：(1)由用户对控制器进行编程，以执行灯开关的操作所触发的一个或多个动作；(2)控制器可操作以经由收发器与位于与控制器的控制装置相同的建筑物中的第二控制装置进行通信；(3)所述装置还包括麦克风和扬声器；(4)第二控制装置也可以包括麦克风和扬声器，并且控制器可操作以允许用户与作为对讲机的第二控制装置进行通信；(5)该控制装置包括继电器/转换器盒，将该继电器/转换器盒配置为插入到标准联接盒(gang box)中；(6)将前面板配置为按多种配置连接到继电器/转换器盒；(7)将前面板配置为经由第一数目的孔连接到继电器/转换器盒，第一数目的孔被配置为容纳继电器/转换器盒上的第二数目的接线柱，其中，第一数目超过第二数目；(8)将前面板配置为按多种对准方式之一连接于继电器/转换器盒；(9)该标准联接盒为单联接盒；(10)该标准联接盒为双联接盒；(11)该传感器为蓝牙低能传感器；(12)该传感器为运动传感器；以及(13)该运动传感器为红外传感器。

另一个示范性的方面包括一种用于装置的操作的方法，所述装置包括(a)包括微处理器的控制器；(b)与微处理器进行通信、并且可操作以在无线网络上与移动设备上的应用进行通信的无线收发器；(c)由控制器控制的灯开关；(d)与控制器进行通信的传感器；以及(e)允许用户与控制器对接的前面板，所述方法包括：(i)经由无线网络从存储应用的移动设备接收一或多条命令，所述应用已经从用户接收到执行灯开关的操作所触发的一个或多个动作的命令；以及(ii)响应被操作的灯开关，执行一个或多个动作。

通过此处所提供的附图以及详细描述，示范性的方面与实施例的上述以及其它特征将会变得明显。

附图说明

图1描述了实施例的示范性的控制装置。

图2描述了实施例的示范性的app屏幕。

图3描述了实施例的控制装置的示范性的构造细节。

图4描述了典型的联接盒。

图5描述了如何可以将实施例的继电器与AC/DC转换器盒插入联接盒中，以及图6示出了完全插入的继电器/转换器盒。

图7描述了实施例的前面板。

图8描述了示范性的面板的后视图(孔容纳继电器/转换器盒的接线柱)。

图9描述了示范性的面板，其附接于在右边对齐的继电器/转换器盒，以及图10描述了中心对齐。

图11描述了示范性的背线缆安装。

图12～15描述了实施例的开关设备的示范图，以及图16～17描述了部件分解图。

具体实施方式

在示范性实施例中，可以安装控制装置，以取代现存的单或者双联接盒灯开关。

所述装置可以包括两个部分：(1)“电源盒”(参见图1)，其装配于现存的联接盒内，并且可以包括两个固态继电器、以及AC/DC转换器(参见图4～6)；以及(2)“控制器”，其可以包括触摸屏(参见图2)、若干开关、以及集线器。可以经由有键的机构将控制器固定于电源盒。

在示范性的实施例中，控制器包括电子器件、天线、开关、扬声器、麦克风、以及可能的附加传感器。示范性的构造细节在下面提供并且在图3中描绘。

为了对其中将联接盒靠近门框或者在房间的角落安装的某些安装进行说明，可以将控制器从联接盒偏移(右或者左对齐)，以允许其总是给予位于中心的外观。参见图9～10。

示范性的实施例当前正由Wink公司作为“Wink继电器”加以销售，并且在http://www.wink.com/products/wink-relay-touchscreen-controller/上予以描述。

示范性的安装

1.关断电路。

2.拧下灯开关/调光器的螺丝。

3.去除导线。

4.按其目的，将导线插入“电源盒”内。例如，可以如下分派配线：

a.In(中)包括黑导线。

b.Left(左)通常包括对应于左开关的红导线。

c.在双联接盒中，“Right(右)”包括对应于右开关的红导线(如果可应用的话；如果不可应用的话，留为空)。

d.Ground(地)应该包括绿导线。

5.用螺丝将电源盒拧入联接盒。

6.重新接通电路

7.确保电源盒中的绿灯开启。

8.将控制器附接于电源盒，最好确保控制器出现在中心。从3个附接点之一中选择。参见图11。

当用户走向控制装置时

·红外(IR)传感器可以探测到从几英尺外走近的用户，并且可接通显示器。本领域技术人员将理解的是，可以取代IR传感器，使用任何合适的运动或者位置传感器。

·经由蓝牙与用户的电话配对，控制器知晓谁是用户、并且加载用户自己定制的体验与设备。

·用户可以经由触摸屏或者物理按钮立即开始与控制器的交互。

当用户希望从住宅控制用户的灯时

·配置控制器的名称以反映其位置(例如，“家中房间”)。

·通过向用户的本地的灯分派名称或者图标来配置它们，所述名称或者图标代表每一个现存的负载(例如，吊灯、吊扇、嵌灯、轨道照明)。

·例如智能灯泡的进一步的配置可允许更深层的控制。

·在工作空间设置每一个负载，或者用户能选择另一个房间进行控制。

·向用户呈现接通/关断开关，而且取决于负载的类型，可使用设置的附加模态图，以调整任何数目的选项，包括变暗/着色等。参见图2。

当用户希望远离住宅控制用户的灯时

示范性的实施例被提供有与用户的便携式设备(例如，智能电话)以及以附近的其它设备的Wi-Fi连接。用于提供这样的连接的适当的基于Wi-Fi的系统的一个示例是Wink。

连接于Wink生态系统，意味着用户能够通过控制器控制每一事物，用户能通过任何运行Wink app的电话进行控制。Wink生态系统可以包括技术平台，所述技术平台使得Wink使能的智能电话应用的使用、能够经由无线Internet连接与一个或多个相关联的Wink使能的设备通信。本领域技术人员将理解的是，在不超出本发明的范围的情况下，可以随此处所描述的实施例一起使用类似的系统。

·使用智能电话app，用户能够从设备列表中选择控制器。

·选择用户希望控制哪一房间。

·控制灯负载，犹如用户正亲自站立在控制器前。

图2描述了示范性的app屏幕。

“首先运行/设立”显示器(参见图2)允许用户创建新账户。

仪表盘显示器

可以将仪表盘显示器(参见图2)布置为显示用户所设置的相关信息，具有某些默认配置以及定制的“窗口小部件”。

示范性的仪表盘元素：

时间

日期

天气

内部温度

负载控制CTA

定制的仪表盘元素：

更深层的天气了解

打开警报器(车库等)

社交媒体

设置屏幕(参见图2)

用户设置

用户浏览器

用户浏览器允许用户添加、去除以及编辑用户。

添加用户：

1.从设置屏幕进入用户浏览器。

2.点击+号，以添加新的用户。

3.控制器显示范围内的BLE(蓝牙低能量)设备。

4.通过点击其来选择适当的设备。

5.控制器提示用户为用户简介创建用户名。

6.输入所希望的用户名，并且点击OK。

7.控制器使得用户处于用户偏好屏幕上，以开始设置用户偏好。

添加用户将显示在所述区域中搜索BLE兼容设备的模态图。

一旦定位并选择了所希望的设备，则请求用户名。

用户偏好

用户偏好允许用户按用户喜欢其的方式、使用用户自己的Wink账户、用户自己的设备以及用户自己的仪表盘布局，来设立控制器。

用户偏好可以包括3个部分(仪表盘、设备、以及改变Wink账户)。

设置仪表盘偏好

1.除了默认情况之外，通过检查用户想要显示的每一项目附近的框，来选择用户愿意使用哪些“窗口小部件”。

a.具有进一步定制化的任何窗口小部件应该包括设置图标，其显示用于设立所述附加配置(例如，添加用户的twitter账户)的模态。

2.选择摄氏/华氏温标，用于温度显示。

设备设置

房间设置

房间名

灯负载设置

负载名称(前仰摄灯(Front High Hats)、轨道照明)

负载类型(标准灯/电扇/智能灯泡)

设备列表

可以向用户的账户分派设备列表，并且使其可得于用户，以由用户进行控制。

能将可利用接通/关断触发器控制的任何设备分组在一起，以连同单一的动作一起被控制。

能将每一设备和设备组分派到物理按钮，并且将它们显示或者隐藏于具有复选框的“可选设备调出(Callout)”中。

改变账户

这一按钮允许用户解除用户简介与wink账户的关联，并签署于另外的账户。

本地控制屏幕

当本地操作时，1个或者2个连接的负载可以是屏幕的主焦点。可存在用于非常容易地切换这两个负载接通和关断的接口(单击通/断)。

在这一主交互点之下，可以列出用户已经分派的附加的设备。它们可以仅加载列表中的与本房间相关的项目，但该体验可以呈自由形式(参见以下的“可选设备调出”)

远程控制系统(访问不同的房间)

1.利用房间图标的点击，提出房间开关模态。

2.选择操作的房间。

3.这一屏幕可以是针对那个房间的本地控制屏幕的副本。

4.在x秒之后，可以对其重新设置，以使某人不能进入该房间以及控制错误房间。用户不必击中“后退按钮”。

可选设备调出

用户可以选择附加的设备以出现在控制屏幕的底部。可滚动的选取框可以朝向所述屏幕底部定位。用户可以滑动这些，直至定位了用户希望加以控制的设备、并然后通过点击选择它为止。当选择了设备时，其为该设备加载交互屏幕(WAC、Pivot Power等)。

这一列表中的最后一个图标可以是“+”，以添加更多的设备。这可以加载用户现存的Wink账户设备列表，并且提供经由所发现的Zigbee(IEEE802.15.4)设备以及WiFi设备添加更多设备的能力，这取决于如何对每一个设备进行配置。

房间开关模态

简单的模态图示出了所有所连接的控制器，并且通过名称列出了它们。可以将这些连接建立为BLE上看到的注册的设备和未注册的设备，并且将它们显示为“新控制器”或者“未注册的控制器”，并将它们在下面的子目录中列出为“新发现的”。

为了使用对讲机，这一图中的每一房间可具有与其相邻的扬声器图标，以使能够对于对讲机以及“全部”扬声器访问该房间。

对讲机

对讲机工作于房间开关模态中，并且在接收方经由呼入的对讲机模态来指示。

当用户希望使用机械开关时

·对每一个开关进行编程，以控制本地环境(例如，Wink生态系统)中的本地负载或者任何可开关的产品。作为选择，用户能将本地和所连接的产品分组在一起。

·按下此开关，以控制用户所选择的产品或者产品组。

当用户希望使用对讲机时：

·从任何控制屏幕选择房间选择图标。

·点击的用户希望与其打开通信的房间附近的扬声器图标或者点击“全部”。

·当在该按钮上保持手指时，自然地讲话和所选择的房间将接收显示哪一个房间正在呼叫的弹出的对讲机，并且具有其自己的能够回话的扬声器图标。

当用户正在设立时

一旦安装了控制器，则其能从运行对应app的任何设备、使用设立向导或者经由蓝牙在设备上直接设立。

本地设立：

·设立要求用户登录或者提示用户创建账户。

·设立要求用户WiFi信息(选择用户网络、输入用户网络密码)。

·控制器连接于云，向例如Wink服务注册，并且下载与所有用户现存Wink产品相关的数据。

·设立要求用户为用户的本地负载命名。

·设立要求用户向2个物理开关分派动作。

·设立要求用户经由他们的具有蓝牙的电话注册用户。

在便携式设备上运行的应用(示例)

·在任何可兼容的设备上启动app。

·针对账户进行登录或者注册。

·点击“添加新的设备”。

·从列表中选择控制器。

·App经由BLE搜索新的控制器。

·一旦发现，App就提交用户的Wifi信息。

·控制器连接于云，向例如Wink服务注册，并且下载与所有用户现存Wink产品相关的数据。

·设立要求用户为用户的本地连接的负载命名。

·设立要求用户向2个物理开关分派动作。

·设立预先配置第一用户，并且提示用户经由他们的具有蓝牙的电话，创建更多的用户。

仪表盘提供在用户周围的世界“扫视”的瞥见功能。

·时间

·温度

·天气

·重要系统信息(例如，“打开的车库门”)

控制其它连接的产品

在加载控制屏幕底部滚动可得产品的列表。

点击用户希望控制的产品。

经由其自己的定制页面图与产品进行交互。

控制不同的房间

·从任何控制屏幕选择改变房间图标。

·选择用户希望选择转换至哪一个房间，并且点击它。

·开始控制该房间，如同它是本地的。

发现新产品

只要安装了新控制器，其就将自动地现身在设备设置/设备之下

·从加载控制屏幕选择“设置”

·选择设备设置/设备

·所有注册的控制器设备在顶部列出，并且能通过鼠击它们来配置。

·在“所发现的设备”下方列出所有未注册的控制器设备。

·点击这些设备中的任一个设备，以注册其。

·将名称给予新控制器。

准予允许用户指定谁能访问什么以及何时访问。

示范性构造与部件(参见图3)

表1

中央处理器–主机(Freescale i.MX6)

该板允许系统将安卓作为底层OS加以运行，并且启动Wink app的定制结构。这一app可以满足这一应用，但允许添加与Wink生态系统兼容的所有产品。

系统存储器–主机

DDR3 512M×64

与非闪存2GB

串行异或闪存4MB

4.3＂电容多触摸屏[MRD-DISP-001]

该产品的中心交互点，即该触摸屏是其中大多数交互发生的地方。将个性化的仪表盘作为用户默认设置，即快速触摸切换至开关屏幕，这允许对开关替代的本地负载、以及任何其它部件的控制。

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

[MRD-SW-002]

不仅提供单元的连接性，该芯片还允许开启Wink平台能利用的整个新产品系列的蓝牙和BLE连接性。

蓝牙虽然如表述的那样允许其它产品的控制，其还可以允许其它蓝牙设备控制灯开关。

BLE允许系统基于谁站在面板处而服务定制体验，因为将识别它们的电话。

WIFI能力提供经由本地路由器到因特网的连接性。

Zigbee模块(Silicon Images EM357Ember)

[MRD-SW-003]

Zigbee的使用使能支持现存的产品(例如，无线灯泡(飞利浦色调等)以及未来产品的开发。Zigbee的使用也担当用户可能已经拥有的其它Zigbee产品的无源扩展器，从而增加其中他们现存的产品彼此合作的范围。

2×瞬时开关

这些开关能控制它们之上的本地负载(用户开关所绑定的灯)，并且还能将它们配置为虚拟控制对接通/关闭等做出反应的任何智能产品(车库门、位于任何地方的智能灯泡[并且不止一个]、Pivot Power Genius)。令人满意的点击使得用户知晓按钮被按压，并且是当用户忙碌时与用户的住宅进行交互、而无需与屏幕交互的一种快速的方式。

运动/Prox传感器

[MRD-INP-001]

该IR传感器是开关如何知晓用户正要进行交互。这给予开关时间，以唤醒并且向用户提供信息或者立即控制用户需求，而无需用户浪费时间来唤醒该单元。本领域技术人员将理解的是，可以取代IR传感器，使用任何合适的运动或者位置传感器。

2×固态AC继电器

A/C继电器为开关。连线这一开关是为了取代1或者2个具有相同SKU的开关。当给定信号时，这一继电器将本地负载接通和关断。该信号能来自本地按钮、触摸屏、或者运行wink app的任何其它设备。

AC/DC转换器

这一转换器能够知晓如何向所述装置加电。将来自联接盒的AC电源转换为DC。

温度与湿度传感器

在包括温度与湿度传感器的情况下，用户在其指尖处具有有关其住宅的更多的数据。

麦克风

[MRD-INP-003]

麦克风给予控制机会以及合并内部对讲机系统的能力。可以使用语音命令，并且能够识别其它声音(门的打开/关闭、狗吠等)

扬声器

[MRD-OUT-001]

与麦克风一样，扬声器可以容许对讲机可操作性，以及给予设备个性和语音、以及提醒与可听见的警报。

以下，将给出一个或多个示范性实施例的进一步的技术细节。

示范性的结构

示范性的实施例可以包括：

●具有中央处理器的主板、存储器、PMIC、WiFi/蓝牙SIP模块、Zigbee、温度与湿度传感器、麦克风、扬声器、连接器、按钮

●具有电容触摸和保护透镜的TFT-LCD显示模块

●AC-继电器单元

●具有连接器的AC-DC电源单元

●机械组件部分

●硬件重置按钮

●针对WiFi/BT和Zigbee的内部天线

●针对信号接口和电力连接的线缆/连接器

●所述设备可以支持用于控制本地或者远程负载的两个机械按钮；可以经由GPIO配置的S/W

●所述设备可以尝试装配入北美单联接和双联接墙上插座。

示范性的安装方法

所述设备可以提供三个位置用于放置电源盒--右、中、或者左。

A.示范性的硬件功能框图

图3中描绘的结构图示出了控制器和电源盒的示范性的高级体系结构。

示范性的中央处理器–主机

所述设备可以使用支持安卓OS框架的Freescale i.MX6系列处理器。[PR-001](PR引用参见以下的表2)

示范性的系统存储器–主机

所述设备可以支持以下的系统存储器[PR-002]：

●DDR3512M×64

●与非闪存2GB

●串行异或闪存4MB

示范性的WiFi/蓝牙[MRD-COM-001][MRD-COM-002]

●可以使用基于Broadcom BCM4334的Semco SWB-B53模块，来支持IEEE 802.11g/n以及蓝牙4.0L.E。[PR-003]

●所述设备的测试与资格证明可以基于802.11g和n。[PR-004]

●所述设备可以使用用于802.11n的2.4GHz频率频带。[PR-005]

●所述设备可以按IEEE 802.11n支持20MHz和40MHz的带宽。[PR-006]

●灯开关可以支持蓝牙4.0LE。[PR-007]

●可以由SWB-B53模块处置WiFi蓝牙并存。[PR-008]

●所述设备可以具有在WiFi和蓝牙之间共享的一个天线。[PR-009]

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

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

●所述设备可以支持Zigbee与WiFi和BT的共存，因为这两种技术均使用了2.4GHz ISM的频带。[PR-011]

●所述设备可以支持Zigbee网状网络连接能力。[PR-012]

示范性的具有触摸功能的TFT-LCD模块[MRD-DISP-001]

●所述设备可以使用4.3英寸或者其它TFT-LCD显示面板。[PR-013]

示范性的运动/接近度传感器[MRD-INP-001]

●所述设备可以具有内置的运动或者接近度检测传感器，以允许用户唤醒显示器，例如，通过在显示屏幕前方10cm挥手。[PR-014a]

●所述设备可以允许在最小等待时间内的4到5ft的可检测范围。[PR-014b]

示范性的温度与湿度传感器

●所述设备可以具有(多个)传感器，以使智能灯开关能够收集房间温度与湿度信息。[PR-015]

示范性的麦克风与扬声器[MRD-INP-003][MRD-OUT-001]

●可以将模拟麦克风和扬声器与音频编码译码器一起对接于i.MX6处理器，以提供对讲机和语音通知特征。[PR-016]

示范性的AC-继电器开关

●AC-继电器开关可以装配于电源盒中。[PR-017]

示范性的AC-DC电源单元

●AC-DC PSU可以按100VAC到240VAC 50/60Hz之间的AC输入操作。[PR-018]

●AC-DC PSU可以装配于电源盒中。[PR-019]

示范性的机械设计

外部规范

用户I/O接口

●触摸屏

●按钮×2

●LED指示器×2

●硬件重置按钮×2

●扬声器×1

●麦克风×1

●运动传感器×1

●(多个)温度与湿度传感器

单/双联接盒不动产

●所述设备可以装配于内部、盖板上，并且可以机械地固定于北美单联接和双联接墙上插座。[PR-020]

示范性的单联接盒可以具有如下维度：

●宽：50mm

●高：87mm

●深：60mm

示范性的双联接盒可以具有如下维度：

●宽：94mm

●高：95mm

●深：70mm

●电源盒与设备可以遵循NEMA代码。

图12～17中描绘了进一步的示范性设计方面。

图12～15描绘了实施例的开关设备的示范图。图16～17描绘了剖视图。

机械按钮

单联接盒设计可以具有支持以下要求的两个机械开关[PR-021]：

●所述设备本身可以具有位于右侧的两个按钮，并且可被编程以控制住宅中的本地负载或者其它功能。

●所述设备可以具有用于两个负载的端子；在单联接配置中，一个可以为空。

●具有两个开关的单联接设计是标称情况。标称设计可以提供对于3和4块联接板的可扩展性支持。

●机械按钮可以具有类似于欧姆龙的B3F-4005触觉开关的感觉。

●操纵力可以为260g。

●开关的大小可以为12.5mm×12.5mm。

●开关的拱形罩的直径可以为8.4mm。

示范性技术规范概述(表2)

本领域技术人员将理解的是，所列部件与材料、以及所描绘的具体配置仅为示范性的，并且可以使用其它配置、部件、以及材料，而不超出本公开的范围。更具体地讲，尽管此处已经描述了某些示范性的方面和实施例，但许多替换、修改、以及改变对于本领域技术人员来说将是显然的。因此，此处所阐述的示范性的方面和实施例旨在说明，并非限制。可以在不脱离本公开的精神与范围的情况下，进行各种修改。