【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】智能开关设备及其中央控制系统
本专利技术涉及照明设备的自动控制的
，以及优选地涉及针对家庭使用的照明设备的经由移动设备的远程控制。
技术介绍
近年来，已经开发了应用于房屋、建筑物等的自动化的技术，这种技术被称为家居自动化或家庭自动化(domotics)。家居自动化的关键部分是照明系统的自动化，这在制造智能设备以控制照明设备(诸如智能开关设备)的行业中已取得了长足的发展。诸如计算机科学、电子学以及信息和通信技术等领域的快速发展已使家居自动化领域取得了巨大进步，具体而言，是在照明系统的控制方面开发了新的技术构思，诸如旨在为大型设施提供更好的舒适度和服务的楼宇自动化。另一方面，趋势是开发允许用户通过诸如移动设备和可穿戴设备之类的远程用户装备以及通过互联网来控制房屋或建筑物的不同设施的产品；使用户可以更动态、更舒适地查看周围环境。智慧开关通常需要三根电线才能起作用，即，来自交流(AC)源的火线连接到智慧开关的一个端子，第二根电线连接到智慧开关的另一个端子和照明设备，并且来自AC源的中性电线连接到...
【技术保护点】
1.一种智能开关设备，用于控制电气设施内的照明设备，以便控制照明的通电、断电以及强度，所述智能开关设备包括：/n通信模块；/n控制模块；/n用于连接到至少一个照明设备的至少一条线路；/n用户接口；以及/n电力模块；/n其特征在于，通信模块实现其它智能开关设备与电气设施内的中央控制系统之间的通信，其中通信模块由中央控制系统发送的预设参数进行配置；/n其中控制模块通过通信模块从中央控制系统以及从用户接口接收命令以修改智能开关设备的操作；/n其中控制模块借助于电流传感器来检测是否将照明设备连接到所述至少一条线路，并检测所述至少一条线路消耗的电力；并且/n其中电力模块永久地将来自电...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170801 US 15/665,894;20180607 US 16/002,177;20181.一种智能开关设备，用于控制电气设施内的照明设备，以便控制照明的通电、断电以及强度，所述智能开关设备包括：
通信模块；
控制模块；
用于连接到至少一个照明设备的至少一条线路；
用户接口；以及
电力模块；
其特征在于，通信模块实现其它智能开关设备与电气设施内的中央控制系统之间的通信，其中通信模块由中央控制系统发送的预设参数进行配置；
其中控制模块通过通信模块从中央控制系统以及从用户接口接收命令以修改智能开关设备的操作；
其中控制模块借助于电流传感器来检测是否将照明设备连接到所述至少一条线路，并检测所述至少一条线路消耗的电力；并且
其中电力模块永久地将来自电气设施的至少一条电力线路的电力供应给智能开关设备。
2.如权利要求1所述的智能开关设备，其特征在于，通信模块是无线电通信模块。
3.如权利要求2所述的智能开关设备，其特征在于，在智能开关设备的通信模块与中央控制系统的中央通信模块之间直接执行智能开关设备与中央控制系统之间的通信。
4.如权利要求2所述的智能开关设备，其特征在于，在智能开关设备的通信模块与另一个智能开关设备的通信模块之间执行智能开关设备与中央控制系统之间的通信。
5.如权利要求1所述的智能开关设备，其特征在于，当智能开关设备仅由电气设施的一条电力线路供电时，电力模块具有两种工作模式：
当连接到所述至少一条线路的照明设备需要大于预设电流阈值的电流以便进行操作时的操作模式；以及
当连接到所述至少一条线路的照明设备需要低于预设电流阈值的电流以便进行操作时的操作模式。
6.如权利要求5所述的智能开关设备，其特征在于，在照明设备的负载要求低于所述预设电流阈值的电流以便进行操作的情况下，将适配器放置成与照明设备并联。
7.如权利要求1和2所述的智能开关设备，其特征在于，所述智能开关设备具有与所述其它智能开关设备形成通信网络的能力。
8.如权利要求7所述的智能开关设备，其特征在于，所述通信网络是网状点到多点网络。
9.如权利要求1所述的智能开关设备，其特征在于，智能开关设备能够以触觉方式或借助于通信模块进行操纵。
10.如权利要求1所述的智能开关设备，其特征在于，用户接口具有适配于连接到智能开关设备的线路的数量的触摸、视觉和听觉接口。
11.如权利要求10所述的智能开关设备，其特征在于，触摸接口为三维触摸接口。
12.如权利要求1所述的智能开关设备，其特征在于，智能开关设备具有唯一的ID注册表。
13.如权利要求1所述的智能开关设备，其特征在于，所述智能开关设备经由通信模块将数据发送到中央控制系统以进行识别并提供其当前状态。
14.如权利要求1所述的智能开关设备，其特征在于，用于初始配置的预设参数包括频率、中央控制系统ID、网络ID和通信模块的功率输出中的至少一个。
15.如权利要求1所述的智能开关设备，其特征在于，用户接口能够被远程锁定。
16.如权利要求1所述的智能开关设备，其特征在于，用户接口在设定的时间之后没有接收到来自用户的命令时进入睡眠模式。
17.如权利要求1所述的智能开关设备，其特征在于，用户接口是语音操作接口。
18.如权利要求1所述的智能开关设备，其特征在于，用户接口允许执行智能开关设备的出厂重置。
19.如前述权利要求所述的智能开关设备，其特征在于，所述至少一条线路消耗的功率的注册表被发送到中央控制系统，以在设定的时间段内生成消耗注册。
20.一种中央控制系统，用于配置和控制电气设施的如权利要求1至19所述的至少一个智能开关设备，包括：
中央控制系统；
TCP/IP通信模块；
处理器；以及
存储器，耦合到处理器；
其中处理器被配置为：
在存储器中创建本地数据库；
建立通信网络，包括以下步骤：
首先基于预设参数配置中央控制系统，然后向位于第一路径上的所述至少一个或多个智能开关设备发送信息请求查询，并发送广播信号以指示中央控制系统进入待机状态并保持在待机状态一段时间；
在所述待机状态下，接收具有构成电气设施的一部分的所述至少一个或多个智能开关设备的所需信息的信号；
基于所述至少一个或多个智能开关设备中的每一个智能开关设备的所需信息，向所述至少一个或多个智能开关设备中的每一个智能开关设备分配ID，其中每个ID被存储在所述本地数据库中以创建ID表，此后向所述至少一个或多个智能开关设备发送所述ID；
发起发现步骤，其中发现步骤包括以下步骤：
从智能开关设备中的每一个智能开关设备向第一建立的路径中的智能开关设备的所有通信模块发送广播信号；
从智能开关设备中的每一个智能开关设备向第一建立的路径中的智能开关设备发送信息请求查询，以便使其发送回具有所请求的信息的信号，所述信息包括MAC地址和信号强度；以及
从智能开关设备中的每一个智能开关设备将具有智能开关设备中的每一个智能开关设备的所请求的信息的信号转发到中央控制系统；
基于在中央控制系统的中央通信模块的范围之外的智能开关设备的所请求的信息，将ID分配给中央控制系统的中央通信模块的范围之外的智能开关设备中的每一个智能开关设备，其中每个ID存储在所述本地数据库中以更新ID表，此后将ID中的每一个ID发送到在中央控制系统的中央通信模块的范围之外的智能开关设备；
通过最靠近中央控制系统的智能开关设备，在中央通信模块和位于通信网络中的智能开关设备的通信模块之间建立发送和接收信息的最优路径；
生成动态路由表，其中每个ID分配给所述至少一个或多个智能开关设备中的每一个智能开关设备和已建立的最优路径，其中所述动态路由表存储在所述本地数据库中；
在所述中央控制系统与所述至少一个或多个智能开关设备的通信模块之间建立连续通信，以更新所述至少一个或多个智能开关设备中的每一个智能开关设备的当前状态；
向智能开关设备发送命令；
存储从智能开关设备接收的数据；以及
经由TCP/IP通信模块将生成的数据库数据发送到外部服务器。
21.如权利要求20所述的系统，其特征在于，中央控制系统充当所述至少一个智能开关设备的本地服务器。
22.如权利要求20所述的系统，其特征在于，在没有与外部服务器的通信的情况下，当与外部服务器的通信恢复时，发送当天生成的数据。
23.如权利要求20所述的系统，其特征在于，本地数据库的数据能够经由TCP/IP通信模块发送到外部服务器上的数据库。
24.如权利要求20所述的系统，其特征在于，中央控制系统通过TCP/IP通信模块接收用户的命令，以将命令发送到智能开关设备，以便修改其操作。
25.如权利要求20所述的系统，其特征在于，用于初始配置的预设参数包括所述至少一个智能开关设备以及中央控制系统的中央通信的频率、中央控制系统ID、网络ID以及通信模块的功率输出中的至少一个。
26.如权利要求20所述的系统，其特征在于，处理器还被配置为借助于动态路由表来限定用于在中央控制系统与远程智能开关设备之间通过一个或多个智能开关设备进行通信的至少一条最优路径。
27.如权利要求24所述的系统，其特征在于，当不能通过最优路径执行通信时，中央控制系统与其它智能开关设备之间的通信通过替代路径执行。
28.如权利要求20所述的系统，其特征在于，当将附加的智能开关设备添加到电气设施时，在接收到来自用户的请求后，更新通信网络，并创建更新后的动态路由表。
29.如权利要求20所述的系统，其特征在于，当从电气设施中移除智能开关设备时，在接收到来自用户的请求后，更新通信网络，并创建更新后的动态路由表。
30.如权利要求20所述的系统，其特征在于，当用户接收到从通信网络移除智能开关设备的命令时，创建新的动态路由表。
31.如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述发送的命令能够发起智能开关设备中的处理，诸如固件更新、重启和工厂重置。
32.如权利要求20所述的系统，其特征在于，中央控制系统与智能开关设备之间的所有通信均被加密。
33.如权利要求20所述的系统，其特征在于，用户能够经由远程用户接口将命令发送到中央控制系统。
34.如权利要求20所述的系统，其特征在于，TCP/IP通信模块是有线连接模块。
35.如权利要求20所述的系统，其特征在于，TCP/IP通信模块是无线连接模块。
36.如权利要求20所述的系统，其特征在于，中央控制系统能够通过机器学习来学习用户的使用模式。
37.如权利要求20至36所述的系统，其特征在于，中央控制系统在本地执行其所有操作功能，而不必与外部服务器连接。
38.一种由干线电力供电的用于两线或三线智慧开关的电源，所述电源连接到至少一个照明负载，以控制所述至少一个照明负载的通电和断电，所述电源包括：
第一低功率模块；
第二低功率模块；
第三低功率模块；
高功率模块；
电流感测模块；
低功率照明负载适配器；
其中：
如果智慧开关具有两线配置并且所述至少一个照明负载中的第一个照明负载是低功率照明负载，那么将低功率照明负载适配器与所述至少一个照明负载中的第一个照明负载并联连接，并且，当所述至少一个照明负载中的第一个照明负载处于其关状态时，来自干线电力的AC功率将从所述至少一个照明负载中的第一个照明负载和低功率照明负载适配器流向低功率模块；
如果智慧开关具有两线配置并且所述至少一个照明负载中的第一个照明负载不是低功率照明负载，那么低功率照明负载适配器不连接到所述至少一个照明负载中的第一个照明负载，并且，当所述至少一个照明负载中的第一个照明负载处于其关状态时，AC功率将从所述至少一个照明负载中的第一个照明负载流向低功率模块；
如果智慧开关具有三线配置，那么AC功率将从中性线和相线流向第一低功率模块；
第一低功率模块将来自干线电力的AC功率转换成第一电平DC电压并将其输出到第二低功率模块；
当所述至少一个照明负载中的第一个照明负载处于其关状态时，第二低功率模块将来自第一低功率模块的第一电平DC电压转换成第二电平DC电压；
当从由第二低电平DC电压供电的外部控制器模块接收到至少一个激活信号中的相应一个激活信号时，高功率模块开启所述至少一个照明负载，并且当所述至少一个照明负载处于其开状态时，分流电流从高电压功率模块流出；
当所述至少一个照明负载中的第一个照明负载处于其开状态时，第三低功率模块接收分流电流并将分流电流用于将第一电平DC电压输出到第二低功率模块；
当所述至少一个照明负载中的第一个照明负载处于其开状态时，
第二低功率模块将来自第三低功率模块的第一电平DC电压转换成第二电平DC电压；
电流感测模块由第二电平DC电压供电并且将来自高功率模块的分流电流转换成电流-电压信号，以输出到外部控制器模块。
39.如权利要求38所述的电源，其中两线配置由相线和来自照明负载的电线组成。
40.如权利要求38所述的电源，其中三线配置由相线、中性线和来自照明负载的电线组成。
41.如权利要求38至40所述的电源，其中第一低功率模块包括在两线配置或三线配置之间进行选择的选择器开关。
42.如权利要求38所述的电源，其中所述至少一个照明负载是一个照明负载。
43.如权利要求38所述的电源，其中所述至少一个照明负载是两个照明负载。
44.如权利要求38所述的电源，其中所述至少一个照明负载是三个照明负载。
45.如权利要求1所述的电源，其中所述至少一个照明负载能够是电阻性照明负载、CFL照明负载、LED照明负载或其组合。
46.如权利要求38所述的电源，其中低功率照明负载适配器包括电阻性适配器、电容性适配器、电感性适配器或其组合之一。
47.如权利要求38所述的电源，其中高功率模块中的所述至少一个照明负载的开状态和关状态的切换是经由至少一个双向半导体器件执行的。
48.如权利要求38所述的电源，其中所述至少一个激活信号与干线电力电隔离。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·N·艾力奥特，M·P·雷瓦洛斯，H·M·阿帮迪斯，F·N·卡斯迪罗巴瑟纳斯，N·A·E·弗洛瑞斯，J·S·R·加西亚，F·A·普克普特，L·S·L·S·泽特诺，G·G·瑟托，E·L·瑞奥斯，C·M·拉米瑞兹，S·N·尤姆托，
申请(专利权)人：克莱沃内斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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