提供到目標(biāo)狀態(tài)的時(shí)間的智能控制器的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[00011 本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2014年4月21日、申請(qǐng)?zhí)枮?01280051626.4的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)"一 種用于控制HVAC系統(tǒng)的方法"的分案申請(qǐng)。
[0002] 相關(guān)申請(qǐng)案的交叉參考
[0003] 本申請(qǐng)要求以引用并入本文的2011年10月21日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/550， 343號(hào)的權(quán)益。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004] 本專(zhuān)利申請(qǐng)涉及智能控制器，且更特別地說(shuō)涉及智能控制器和并入在智能控制器 內(nèi)的方法，其連續(xù)計(jì)算關(guān)于到獲得目標(biāo)狀態(tài)為止剩余的時(shí)間的推測(cè)、將所述推測(cè)存儲(chǔ)在存 儲(chǔ)器中并顯示所述推測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0005] 控制系統(tǒng)和控制理論是對(duì)大量系統(tǒng)和技術(shù)的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)具有深遠(yuǎn)影響的充分發(fā) 展的研究和開(kāi)發(fā)領(lǐng)域(從飛機(jī)、太空船和其它車(chē)輛和運(yùn)輸系統(tǒng)到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、工業(yè)制造和操 作設(shè)施、機(jī)床、加工機(jī)械和消費(fèi)者裝置）。控制理論涵蓋了大量實(shí)用的系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)原理，但 也是理論和應(yīng)用數(shù)學(xué)的重要分支。許多不同的應(yīng)用領(lǐng)域中通常采用各種不同類(lèi)型的控制器 (從簡(jiǎn)單的閉環(huán)反饋控制器到復(fù)雜的自適應(yīng)基于狀態(tài)空間和微分方程的受處理器控制的控 制系統(tǒng)）。
[0006] 許多現(xiàn)代智能控制器包括各種類(lèi)型的顯示器，包括文本和圖形顯示器和允許在與 智能控制器互連的任何各個(gè)本地和遠(yuǎn)程裝置上顯示文本和圖形信息的顯示接口。如下文進(jìn) 一步討論，這些顯示器用于高層級(jí)交互式控制輸入接口和控制時(shí)間表接口。此外，許多智能 控制器連續(xù)、定期或間歇地顯示關(guān)于受控于智能控制器的區(qū)域或體積的更新信息和關(guān)于提 交給智能控制器的控制任務(wù)的信息。智能控制器的設(shè)計(jì)者、開(kāi)發(fā)者、制造商和最終用戶(hù)繼續(xù) 尋求智能控制器內(nèi)且由智能控制器提供的新類(lèi)型的信息顯示器和信息顯示能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本申請(qǐng)涉及智能控制器，其連續(xù)、定期或間歇地計(jì)算并顯示到所述智能控制器計(jì) 劃完成控制任務(wù)為止剩余的時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)，所述智能控制器對(duì)受由所述智能控制器控制 的一個(gè)或多個(gè)裝置、系統(tǒng)或其它實(shí)體影響的區(qū)域或體積內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)或特性的時(shí)間 行為采用多種不同模型。所述智能控制器隨時(shí)間收集構(gòu)建所述模型的數(shù)據(jù)并使用所述模型 預(yù)測(cè)到所述區(qū)域或體積的一個(gè)或多個(gè)特性或參數(shù)由于智能控制器控制一個(gè)或多個(gè)裝置、系 統(tǒng)或其它實(shí)體而達(dá)到一個(gè)或多個(gè)指定值為止剩余的時(shí)間。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 圖1示出了智能家居環(huán)境。
[0009]圖2示出了智能家居裝置與遠(yuǎn)程裝置和系統(tǒng)的集成。
[0010] 圖3示出了圖2中示出的互相通信實(shí)體的環(huán)境內(nèi)的信息處理。
[0011] 圖4示出了本申請(qǐng)所涉及的一般類(lèi)別的智能控制器。
[0012] 圖5示出了智能控制器的額外內(nèi)部特征。
[0013]圖6示出了廣義計(jì)算機(jī)架構(gòu)，其表示可以包括在智能控制器、服務(wù)器計(jì)算機(jī)和其它 基于處理器的智能控制器和系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)械的類(lèi)型的實(shí)例。
[0014] 圖7示出了本申請(qǐng)所涉及的智能控制器的一般類(lèi)別中的智能控制器的特征和特 性。
[0015] 圖8示出了其中智能控制器操作的典型控制環(huán)境。
[0016]圖9示出了傳感器輸出的一般特性。
[00Π ]圖10A-圖10D示出了控制操作期間由智能控制器處理并生成的信息。
[0018] 圖11A-圖11C示出了三種不同類(lèi)型的控制時(shí)間表。
[0019]圖12A-圖12G示出了即時(shí)控制輸入的表示，所述即時(shí)控制輸入可以由智能控制器 接收并執(zhí)行且然后被記錄并覆蓋到控制時(shí)間表上(諸如上文參考圖11A-圖11C討論的那些） 作為自動(dòng)控制時(shí)間表學(xué)習(xí)的部分。
[0020] 圖13A-圖13D示出了其中操作本申請(qǐng)所涉及的智能控制器的一般背景。
[0021] 圖14A-圖14E示出了基于觀察的P響應(yīng)數(shù)據(jù)構(gòu)建第一類(lèi)型的P響應(yīng)模型中的一個(gè)或 多個(gè)。
[0022] 圖15A-圖15B示出了幾種類(lèi)型的局部模型化技術(shù)。
[0023] 圖16示出了智能控制器操作的控制流程圖。
[0024] 圖17-圖19D使用控制流程圖示出了在一個(gè)實(shí)施方式中允許智能控制器計(jì)算并顯 示剩余響應(yīng)時(shí)間的功能，如上文參考圖13A-圖15B討論。
[0025]圖20A示出了一個(gè)智能恒溫器實(shí)施方式中的時(shí)間對(duì)溫度計(jì)算的步驟。
[0026 ]圖20B提供了包括全局模型的曲線(xiàn)圖的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027 ]本申請(qǐng)涉及一般類(lèi)別的智能控制器，其連續(xù)、定期或間歇地計(jì)算到區(qū)域或體積的 一個(gè)或多個(gè)特性或參數(shù)由于受智能控制器對(duì)作用于或影響所述區(qū)域或體積的裝置、系統(tǒng)或 其它實(shí)體的控制而達(dá)到一個(gè)或多個(gè)指定值為止剩余的時(shí)間。此外，本申請(qǐng)所涉及的一般類(lèi) 別的智能控制器連續(xù)、定期或間歇地顯示到所述一個(gè)或多個(gè)特性和參數(shù)達(dá)到指定值為止剩 余的時(shí)間的估計(jì)。除了用于計(jì)算、存儲(chǔ)和顯示完成控制任務(wù)剩余的時(shí)間的推測(cè)的方法和實(shí) 施方式以外，當(dāng)前申請(qǐng)還公開(kāi)了智能控制器中的時(shí)間對(duì)溫度方法和時(shí)間對(duì)溫度顯示的具體 實(shí)例，所述具體實(shí)例用作用于計(jì)算、存儲(chǔ)和顯示完成本申請(qǐng)所涉及的一般類(lèi)別智能控制器 所采用的輸入控制任務(wù)剩余的時(shí)間的推測(cè)的方法的詳細(xì)實(shí)例。智能恒溫器是智能家居裝置 的實(shí)例。本專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)的主題涉及以下共同轉(zhuǎn)讓申請(qǐng)的主題，其中的每個(gè)是以引用方式并 入本文：2011年1月4日提交的美國(guó)第12/984,602號(hào)；和2011年10月7日提交的美國(guó)第13/ 269,501 號(hào)。
[0028]詳述包括三個(gè)小節(jié)：（1)智能家居環(huán)境的概述；（2)用于計(jì)算、存儲(chǔ)和顯示完成控制 任務(wù)剩余的時(shí)間的推測(cè)的方法和實(shí)施方式;和(3)在智能恒溫器的背景下，用于計(jì)算、存儲(chǔ) 和顯示完成控制任務(wù)剩余的時(shí)間的推測(cè)的方法和實(shí)施方式。第一小節(jié)提供了為用于顯示剩 余時(shí)間推測(cè)的方法的應(yīng)用和并入提供許多機(jī)會(huì)的一個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的描述。第二小節(jié)提供了確 定、存儲(chǔ)和顯示完成控制任務(wù)剩余的時(shí)間的推測(cè)的一般類(lèi)別的智能控制器的詳述。第三小 節(jié)提供了由智能恒溫器做出的時(shí)間對(duì)溫度確定的具體實(shí)例。
[0029] 智能家居環(huán)境的概述
[0030] 圖1示出了智能家居環(huán)境。智能家居環(huán)境100包括多個(gè)智能多傳感網(wǎng)絡(luò)連接裝置。 這些智能家居裝置在智能家居環(huán)境內(nèi)互相通信且集成在一起。智能家居裝置也可以與基于 云的智能家居控制和/或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通信以分配控制功能、訪(fǎng)問(wèn)更高容量且更可靠的計(jì) 算設(shè)施以及將特定智能家居集成到更大的基于多家居或地理區(qū)域智能家居裝置的集合體 內(nèi)。
[0031] 智能家居裝置可以包括一個(gè)或多個(gè)智能恒溫器102、一個(gè)或多個(gè)智能危險(xiǎn)檢測(cè)單 元104、一個(gè)或多個(gè)智能入口通道接口裝置106、智能開(kāi)關(guān)(包括智能掛式開(kāi)關(guān)108)、智能公 用事業(yè)設(shè)備接口和其它服務(wù)接口（諸如智能墻上插頭接口 110)和各種智能多傳感網(wǎng)絡(luò)連接 家電112 (包括冰箱、電視機(jī)、洗衣機(jī)、烘干機(jī)、燈、音頻系統(tǒng)、對(duì)講機(jī)系統(tǒng)、機(jī)械致動(dòng)器、掛壁 式空調(diào)、水池加熱單元、灌溉系統(tǒng)和許多其它類(lèi)型的智能家電和系統(tǒng)）。
[0032] -般來(lái)說(shuō)，智能家居裝置包括一種或多種不同類(lèi)型的傳感器、一個(gè)或多個(gè)控制器 和/或致動(dòng)器，和一個(gè)或多個(gè)通信接口，其將智能家居裝置連接到本地智能家居環(huán)境、各種 不同類(lèi)型的本地計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的其它智能家居裝置、路由器、橋接器和集線(xiàn)器，且連接到互 聯(lián)網(wǎng)（智能家居裝置可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算服務(wù)器和其它遠(yuǎn)程計(jì)算系統(tǒng)通信）。數(shù)據(jù)通信 一般是使用種類(lèi)繁多的不同類(lèi)型的通信介質(zhì)和協(xié)議(包括無(wú)線(xiàn)協(xié)議(諸如Wi-Fi、ZigBee、 6L 〇WPAN)、各種類(lèi)型的有線(xiàn)協(xié)議(包括CAT6以太網(wǎng)、HomePlug和其它這樣的有線(xiàn)協(xié)議)和各 種其它類(lèi)型的通信協(xié)議和技術(shù)）的任一而實(shí)行。智能家居裝置本身可以用作其它智能家居 裝置的即時(shí)通信裝置，諸如轉(zhuǎn)發(fā)器。此外智能家居環(huán)境可以包括各種不同類(lèi)型的傳統(tǒng)電器 和裝置140和142，其缺少通信接口和基于處理器的控制器。
[0033]圖2示出了智能家居裝置與遠(yuǎn)程裝置和系統(tǒng)的集成。智能家居環(huán)境200內(nèi)的智能家 居裝置可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)202經(jīng)由3G/4G無(wú)線(xiàn)通信204、通過(guò)集線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)206或由其它通信接口和協(xié) 議進(jìn)行通信。許多不同類(lèi)型的智能家居相關(guān)數(shù)據(jù)和源自于智能家居數(shù)據(jù)208的數(shù)據(jù)可存儲(chǔ) 在包括基于云的遠(yuǎn)程系統(tǒng)的遠(yuǎn)程系統(tǒng)210中且自所述遠(yuǎn)程系統(tǒng)210檢索。遠(yuǎn)程系統(tǒng)可以包括 用于數(shù)據(jù)處理和導(dǎo)出與智能家居環(huán)境有關(guān)的額外信息和規(guī)則的各種類(lèi)型的統(tǒng)計(jì)、推理和索 引引擎212。所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)通信介質(zhì)和協(xié)議部分或完全輸出到各個(gè)遠(yuǎn)程 系統(tǒng)和組織(包括慈善機(jī)構(gòu)214、政府216、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)218、企業(yè)220和公用事業(yè)222)。一般來(lái) 說(shuō)，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)210是由與智能家居裝置有關(guān)的組織或廠(chǎng)商管理或操作或由房主、房 東、居民或其它智能家居相關(guān)用戶(hù)承包用于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理和其它服務(wù)。數(shù)據(jù)也可以由代表 操作遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)210的智能房主或管理器和/或商業(yè)實(shí)體或廠(chǎng)商的額外商業(yè)實(shí)體數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)213進(jìn)一步處理。因此，外部實(shí)體可以收集、處理并輸出由智能家居環(huán)境內(nèi)的智 能家居裝置收集的信息，可以處理所述信息以產(chǎn)生可以被傳達(dá)給其它遠(yuǎn)程實(shí)體且與其它遠(yuǎn) 程實(shí)體共享的各種類(lèi)型的導(dǎo)出結(jié)果，以及可以參與監(jiān)控和控制智能家居環(huán)境內(nèi)的智能家居 裝置及監(jiān)控和控制智能家居環(huán)境。當(dāng)然，在許多情況下，可以使用加密、訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限、認(rèn)證和其 它已知技術(shù)嚴(yán)格控制和約束信息從智能家居環(huán)境內(nèi)輸出到遠(yuǎn)程實(shí)體，以保證額外的外部計(jì) 算設(shè)施、實(shí)體、組織和個(gè)體并非故意或無(wú)意得到被智能家居管理器和/或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 視為機(jī)密的信息。
[0034]圖3示出了圖2中示出的相互通信實(shí)體的環(huán)境內(nèi)的信息處理。外部數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 210內(nèi)的各個(gè)處理引擎212可相對(duì)各種不同目標(biāo)(包括提供管理服務(wù)302、各種類(lèi)型的廣告和 通信304、社交網(wǎng)絡(luò)交換和其它電子社交通信306和各種類(lèi)型的監(jiān)控和規(guī)則生成活動(dòng)308)處 理數(shù)據(jù)。各個(gè)處理引擎212與智能家居裝置310-313直接或間接通信，所述智能家居裝置 310-313中的每個(gè)可以具有數(shù)據(jù)消費(fèi)者（"DC"）、數(shù)據(jù)源（"DS"）、服務(wù)消費(fèi)者（"SC"）和服務(wù)源 ("SS"）特性。此外，處理引擎可以訪(fǎng)問(wèn)各種其它類(lèi)型的外部信息316，包括通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)獲得 的信息、各種遠(yuǎn)程信息源和甚至遠(yuǎn)程傳感器、音頻和視頻饋送和來(lái)源。
[0035]用于計(jì)算、存儲(chǔ)和顯示完成控制任務(wù)剩余的時(shí)間的推測(cè)的方法和實(shí)施方式 [0036]圖4示出了本申請(qǐng)所涉及的一般類(lèi)別的智能控制器。智能控制器402經(jīng)由任何各種 不同類(lèi)型的輸出控制信號(hào)來(lái)控制裝置、機(jī)器、系統(tǒng)或組織404并從由智能控制器從嵌入在受 控實(shí)體404、智能控制器402內(nèi)或環(huán)境中的傳感器接收的傳感器輸出接收關(guān)于所述受控實(shí)體 和環(huán)境的信息。在圖4中，智能控制器被示為經(jīng)由基于導(dǎo)線(xiàn)或光纖的通信介質(zhì)406連接到受 控實(shí)體404。然而，智能控制器可以由替代類(lèi)型的通信介質(zhì)和通信協(xié)議(包括無(wú)線(xiàn)通信)與受 控實(shí)體互連。在許多情況下，智能控制器和受控實(shí)體可以被實(shí)施并一起封裝作為包括智能 控制器和由智能控制器控制的機(jī)器、裝置、系統(tǒng)或組織兩者的單一系統(tǒng)。受控實(shí)體可以包括 多個(gè)裝置、機(jī)器、系統(tǒng)或組織，且智能控制器本身可以被分布在多個(gè)組件和離散裝置和系統(tǒng) 之間。除了將控制信號(hào)輸出到受控實(shí)體和接收傳感器輸入以外，智能控制器也提供了用戶(hù) 接口 410-413(個(gè)人用戶(hù)可通過(guò)用戶(hù)接口 410-413將即時(shí)控制輸入輸入到智能控制器并創(chuàng)建 和修改各種類(lèi)型的控制時(shí)間表），且也可以給包括用戶(hù)操作處理裝置或遠(yuǎn)程自動(dòng)控制系統(tǒng) 的遠(yuǎn)程實(shí)體提供即時(shí)控制和時(shí)間表接口。在圖4中，智能控制器提供圖形顯示組件410,其顯 示控制時(shí)間表416并包括多個(gè)輸入組件411-413,所述輸入組件411-413提供將即時(shí)控制指 令輸入到智能控制器以控制所述一個(gè)或多個(gè)受控實(shí)體并輸入時(shí)間表接口命令(控制一個(gè)或 多個(gè)控制時(shí)間表的顯示、控制時(shí)間表的創(chuàng)建和控制時(shí)間表的修改)的用戶(hù)接口。
[0037] 總之，本申請(qǐng)所涉及的一般類(lèi)別的智能控制器接收傳感器輸入、將控制信號(hào)輸出 到一個(gè)或多個(gè)受控實(shí)體并提供用戶(hù)接口，所述用戶(hù)接口允許用戶(hù)將即時(shí)控制命令輸入輸入 到智能控制器以由智能控制器轉(zhuǎn)化為輸出控制信號(hào)并創(chuàng)建和修改指定一個(gè)或多個(gè)時(shí)間段 內(nèi)的所希望受控實(shí)體操作行為的一個(gè)或多個(gè)控制時(shí)間表。用戶(hù)接口可以包括在智能控制器 內(nèi)作為輸入和顯示裝置、可以通過(guò)包括移動(dòng)電話(huà)的遠(yuǎn)程裝置而提供或可以通過(guò)控制器駐留 組件和通過(guò)遠(yuǎn)程裝置兩者提供。一般類(lèi)別的智能控制器的這些基本功能和特征提供作為可 實(shí)施本申請(qǐng)所涉及的自動(dòng)控制時(shí)間表學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。