CN105431712B - 数据记录设备 - Google Patents

Abstract

公开了用于数据记录的***和方法。方法包括执行初始化过程，执行数据收集过程，其中来自多个传感器的数据被收集和加时间戳，基于时间和占用模式在时间戳数据上执行时间校正，基于经校正的带时间戳的数据执行灯状态的估计，并且基于所确定的灯状态估计使用自动灯操作确定能量节约。

Description

数据记录设备

本申请涉及便携式电子设备的领域，并且更具体地涉及利用低成本电力源提供精确定时的便携式数据记录设备。

诸如无线电设备、烟雾检测器、口袋相机和类似电子设备之类的便携式设备在本领域中是公知的。一般地，这些设备使用标准化电池，其可以是碱性类型或者可再充电类型（例如NiCad、NiMHd、锂离子）。

一般地，这些设备不要求高度精确的时间测量，因为时间在这些设备的操作中不是关键的元件。

然而，在最近几年中，存在朝向在推荐和实现特定类型的控制技术之前理解室内空间的占用、光照、温度等中的实际时间模式的推动力。而且，科学研究正在使用基于过去使用模式的数学模型和算法来在逐个情况的基础上预测室内空间中的将来能量使用。参见例如美国公开的专利申请2012/0066168（2012）。

因此，对于记录各个站点处的实际使用和占用数据而言，数据记录器正在变得越来越有用。所记录的信息然后可以用于呈现针对在对应站点中实现特定控制装备的证据。

在理解特定室内空间的特性和使用模式中，无论如何强调具有更多数据的价值都不为过。使用所记录的数据进行的所有计算都依赖于所记录的数据的精确度和稳定性。具有较长时间周期的数据收集因而对于增强这样的计算中的置信度而言具有高度吸引力。然而，记录时间周期不能超过电池寿命。

在一种情况中，诸如晶体石英时钟之类的精确时钟可以得出时间测量中的高精确度（每百万分之20份的量级）。然而，这样的精确度以高速率消耗电力；因而耗尽电池。

因此，当前用于收集数据（例如能量使用特性）的便携式设备（例如数据记录器）不能使用要求昂贵和强大的电池（例如碱性或可再充电的）的高精确度时钟来在足够长的记录持续时间内精确地记录数据。

因此，在大部分记录时间周期内使用诸如RC（电阻器-电容器）电路时钟之类的低功率时钟可以克服电池耗尽的问题并且增加记录时间周期。但是这引入另一项挑战。RC时钟的低精确度意味着所测量的时间戳中的误差可以高达2%或3%。结果，在2或3个月的时间周期内，所累积的误差可以高达2或3天。在这样的高误差的情况下，所记录的数据的可视化和解释变得几乎不可能。

因而，在针对便携式数据记录设备的产业中存在使用低功率时钟源提供精确的时间测量的需要。

本发明的目的是提供用于克服通过使用低功率、低精确度时钟源而导致的问题以获得高精确度时间测量的方法和***。

本发明的目的是提供使用低功率、低精确度时钟实现高精确度时间测量的用于数据记录的便携式***。

本发明的目的是提供用于使用低功率、低精确度时钟确定高精确度时间测量的方法。

本发明的目的是提供合并多个传感器的便携式数据记录设备，多个传感器的输出可以使用低功率低精确度时钟来记录。

在依照本发明的原理的便携式设备的一方面中使用诸如电阻器-电容器（RC）时钟之类的低功率、低精确度时钟，以用于收集时间戳数据并且处理所收集的数据以用于使用时间和占用模式来校准时间误差。依照本发明的原理，包括低成本、低精确度时钟源的低功率便携式设备收集数据并且为所收集的数据加时间戳，并且处理带时间戳的所收集的数据以估计带时间戳的数据中的时钟偏斜（也称为时钟漂移）。所估计的时钟偏斜估计可以用于校正带时间戳的数据。

依照本发明的原理，公开了一种用于记录传感器数据并且创建区域中的能量消耗模式的***，其中***包括低精确度时钟和与存储器通信的处理器，处理器从多个传感器中的每一个接收数据项，将低精确度时钟生成的时间戳与从多个传感器中的每一个接收的每一个数据项相关联，在预确定的时间周期内存储所接收的数据项并且在预确定的时间周期之后处理所存储的数据项。处理器还确定针对每一个所存储的数据项的高精确度时间戳并且确定其中灯接通和关断中的至少一个的至少一个时间周期，确定其中区域被占用和未被占用中的至少一个的至少一个时间周期，确定针对其中灯接通的至少一个时间周期和其中区域未被占用的至少一个时间周期中的每一个的平均值，并且使用自动灯操作从平均值确定能量节约。

在本发明的另一方面中，公开了一种数据记录设备。数据记录设备包括用于从多个设备中的至少一个接收输入的构件、低精确度时钟和与存储器通信的处理器，处理器从多个设备中的至少一个接收至少一个输入，将从低精确度时钟的时间戳与来自多个设备中的至少一个接收的至少一个输入中的每一个相关联，在预确定的时间内存储至少一个输入和相关联的时间戳，在预确定的时间届满之后生成每一个低精确度时钟时间戳的校正值，将校正值应用于每一个低精确度时钟时间戳，校正是基于预确定的时间和占用模式，处理经时间戳校正的所存储的输入以确定所存储的数据内的能量模式，确定其中灯接通和关断中的至少一个的至少一个时间周期，确定其中区域被占用和未被占用中的至少一个的至少一个时间周期，确定针对其中灯接通的至少一个时间周期和其中区域未被占用的至少一个时间周期中的每一个的平均值，使用自动灯操作从平均值确定能量节约并且存储所确定的值。

在本发明的另一方面中，公开了一种操作在数据记录设备中的方法，其中处理器执行对包括以下的初始化过程进行执行的步骤：确定地理位置和时间中的至少一个，执行包括以下的数据收集过程：在预确定的时间周期内从至少一个传感器接收数据项，将时间戳与每一个所接收的数据项相关联，时间戳与低精确度时钟相关联；存储所接收的数据项和相关联的时间戳；在时间戳数据上执行时间校正；执行灯状态的估计，包括：确定其中灯接通的至少一个时间周期和其中区域未被占用的至少一个时间周期，确定其中灯接通和区域未被占用的至少一个时间周期中的每一个的平均值，以及基于平均值使用自动灯操作来确定能量节约。

当考虑要结合附图详细描述的说明性实施例时，本发明的优点、本质和各种附加特征将更加充分地显现，其中在各图中相同的参考数字用于标识相同的元件：

图1图示了依照本发明的原理的便携式设备的框图；

图2图示了依照本发明的原理的示例性处理的流程图；

图3A和3B图示了使用图1中所示的便携式设备中的低精确度时钟的原始数据的示例性收集；

图4A和4B分别图示了依照本发明的原理的图3A和3B的经时间校正的数据的示例；

图5图示了依照本发明的原理的示例性过程的流程图；

图6图示了依照本发明的原理的示例性过程的流程图。

要理解的是，简化了本文所描述的本发明的图和描述以说明与本发明的清楚理解相关的元件，而同时仅出于清楚的目的而除去许多其它元件。然而，由于这些被除去的元件在本领域中是公知的，并且由于它们不促进本发明的更好理解，因此在本文中不提供这样的元件的讨论或这样的元件的描绘。本文的公开内容还涉及对本领域技术人员已知的变型和修改。

还将理解的是，关于要求高精确度时间戳的便携式设备的特定实现来描述本发明，其中收集和记录数据以确定能量使用。然而，将领会到，使用低成本电力源确定高精确度时间戳可以应用于其它类型的便携式设备，而不更改本发明的范围。

在能量管理的特定领域中，占用传感器是通常连接到房间照明的感测设备，其在空间未被占用时关掉这些服务。日光收获是设计成通过在自然日光可用时减少人造光的使用来维持期望的光水平的照明控制类型。用于照明控制的占用传感器使用红外（IR）或声学技术，或者二者的组合。日光收获技术依赖于从诸如光电二极管之类的光电传感器收集的传感器数据。占用感测和日光收获技术已经在文献中进行了广泛研究并且若干商用产品可用（例如Philips的OccuSwitch传感器、Leviton的Universal Vacancy/Occupancy Sensor、Acuity的Sensor Switch、WattStopper的墙壁开关传感器等）。通常已经估计到通过在空间未被占用时关掉灯的30%至50%量级的节约潜力，而在一些其它研究中已经估计到基于日光收获的闭环调光控制的20-60%量级的节约潜力。

图1图示了依照本发明的原理的便携式设备的框图。

参照图1，示出包括诸如占用120、光电130、温度140之类的多个传感器的便携式设备100。占用传感器120监视由便携式设备100监视的区域内的人员存在。光电传感器130监视由便携式设备100监视的区域内的照明水平。温度传感器140监视由便携式设备100监视的区域的温度（加热、冷却）。未示出的其它传感器也可以合并到便携式设备100中而不更改本发明的范围。

尽管将便携式设备100示出为合并所图示的传感器，但是将领会到，传感器的这样的合并提供完整的便携性。然而，将理解到，便携式设备100可以包括一个或多个通信端口（例如有线-串行、并行、USB和/或无线）（未示出）。在该情况中，一个或多个传感器可以分离地提供并且所收集的数据是基于与便携式设备100通信的特定传感器。在另一方面中，便携式设备100可以包括本地传感器（例如所图示的传感器120、130、140）和通过（未示出的）一个或多个通信端口与便携式设备通信的远程传感器（未示出）的组合。

图1还图示了用于收集和存储从每一个传感器接收的数据的处理器150和存储器160。处理器150和存储器160可以是消耗低功率的低功率专用硬件。

同样在图1中示出低成本、低精确度的时钟电路170。时钟电路170可以例如是具有可以用于生成用作用于在存储器160中收集的数据的时间戳指示符的脉冲的已知时间衰减的R-C电路。

还示出提供高精确度时间戳的可选的高精确度时钟180。可以合并可选的高功率、高精确度时钟180，因为可能存在其中时间测量中的优良精确度被视为关键的数据收集周期期间的时间，例如在占用传感器的超时周期期间。因此，更精确的时钟的包括允许在短时间周期内接通时钟的可能性。然而，这可以可能地由于在从高精确度时钟切换到低精确度时钟或从低精确度时钟切换到高精确度时钟时的任何切换误差而引入另一误差。因此，当包括可选的高精确度时钟时，允许两个不同时钟偏斜的估计，一个针对低功率时钟接通时的时间并且一个针对还考虑高功率时钟时的时间。

尽管将便携式设备100示出为包括高精确度时钟180，但是将领会到，高精确度时钟信号可以由远程源提供。例如，便携式设备100可以包括允许便携式设备100与蜂窝网络或卫星网络（例如GPS）通信的电路以获得高精确度时间值。

还示出用于向便携式设备100内的所图示的组件提供电力的电力源185。尽管电力源被示出为电池，但是将领会到，电力源可以是向设备100提供交流电的标准电源，交流电然后被AC-DC整流以便向所图示的组件供应DC电压。

图1还图示了可以接收收集和存储在存储器160中的原始数据的处理算法块190。块190中所示的处理算法可以在便携式设备100内执行（即处理器150）或者可以在远离便携式设备100的设备中执行。例如，在前一种情况中，便携式设备100可以在已知的时间周期（例如一周、一个月等）内收集数据并且然后处理所收集的数据以确定可以用于例如帮助确定能量使用的统计量。在确定统计量之后，然后可以通过有线或无线连接（未示出）向第二处理***（例如独立计算机193、平板计算机196、智能电话198等）提供结果。存储器然后可以被清空并且继续收集过程。在本发明的该示例性实施例中，最小化数据收集所要求的存储器的量。可替换地，原始数据可以通过有线连接（直接和/或联网）或无线连接（直接和/或网络）从设备100下载到远程设备（未示出），如之前所讨论的。然后可以在便携式设备外部处理原始数据。在本发明的一方面中，可以向用户提供指示特定时间周期已经届满或者存储器为满的指示。因此，在将原始数据下载到远程设备（193、196、198）之后可以清空存储器160并且继续收集过程。

图1还图示了可以用于显示原始和/或经处理器的数据以确定能量消耗的显示器195。

因此，依照图1中所示的示例性实施例，本发明包括：

数据收集阶段，其中便携式设备（诸如数据记录器）可以安装在各个房间和/或室内空间中。对于每一个时间步，针对便携式设备连接到的每一个传感器收集数据。此外，如果合并高精确度时钟（或者接收关于高精确度时钟的信息），则便携式设备确定是否要求优良的时间精确度。因此，处理器150选择适当的时钟；要求优良精确度的时间周期期间的高功率时钟，和否则以其他方式以节约电池电力的低功率时钟。所选时钟和各种能量相关传感器的组合收集最终流动到存储器160（即数据库）中的数据。在记录周期结束之后，数据收集块结束；以及

时间偏斜校正阶段，以确定通过使用低精确度时钟而可能发生的时间偏斜。估计过程内的子过程序列的示例可以包括数据清除阶段、基于已知时间周期内的模式的近似偏斜校正、数据预处理以标识时间块以及基于已知模式（例如时间和占用）的精确偏斜校正。

数据清除：从记录器收集的数据可以包含若干异常（例如非常短的占用周期通常是指误报（false positive）或者房间中的其它热源可以导致误报）。在这样的情况中，数据将包含等于或略微长于超时周期的短暂占用周期。可以移除这些短暂周期（或误报）以避免估计误差。

基于已知时间模式的近似偏斜校正：基于时间（例如每日、每周、每月等）和/或占用模式的近似偏斜标识可以用于标识针对每一个所记录的条目的正确日。这可以例如使用其中仅有的决定变量是时钟偏斜并且目标是最小化在周末和公共假日期间房间被占用的时间量的优化问题来实现。

数据预处理：存在人们工作日的循环模式中的许多有价值的信息。也就是说，在其开始和结束时间中存在许多有用信息。然而，标识工作日块（即标识哪些所记录的数据条目表示占用室内空间的（多个）人员的首次进入时间和最后退出时间）的任务非同小可。因此，所记录的数据被预处理，其涉及工作日块的标识、每一个块到时间日子的指派等。工作日块自身的标识可以涉及数个准则和筛选器，诸如排除具有块中的非常短的总占用时间（例如60分钟）的工作日，或者块中的非常短的最大连续占用时间（例如150分钟）或者块的非常长的总持续时间（例如超过18小时），4）两个相继块之间的非常短的总持续时间（例如小于10小时）等。

基于每日模式的精确偏斜校正：偏斜校正过程的该步骤使用预生成的工作日块和对应于每一个块的预标识的日子以将每一个块的实际开始和结束时间与所记录的数据匹配。在该情况中，实际块开始和结束时间可以被视为办公室处的一天的典型开始和结束时间（诸如例如8am到5pm）、个人偏置（一些人喜欢比其他人更早/更晚地开始/结束其工作日）和每日偏置（在一些日子每个人多少比往常更早/更晚地开始/结束一天）等的函数。

图2图示了依照本发明的原理的示例性处理的流程图。

参照图2，当进入到处理时，在块210处安装（例如定位和通电）便携式设备。在块215处，做出高精确度时间信号是否必要的确定。如果是，则处理继续到块220，其中获取高精确度时间戳信号，如果包括可选的高精确度时钟的话，如之前所讨论的。

在块230处做出记录周期是否结束的确定。如果是这样，则卸载电子设备并且如之前所描述的那样处理数据。也就是说，原始数据可以在设备内处理并且所下载的结果或原始数据被下载到远程设备并且被处理。

然而，如果记录周期未结束，则在块235处获取下一周期。在块240处，做出是否再次需要高精确度时间的确定。如果是这样，则处理继续到块220以获取高精确度时钟时间戳。然而，如果高精确度时钟时间戳不必要，处理继续到块225以获取低功率时钟戳。处理在块230处继续以确定记录周期是否结束。与高精确度时钟相关联的时间值可以例如在周期性的基础上收集。用于收集高精确度时钟数据的其它准则可以例如是基于未经调度的事件的发生。与高和/或低精确度时间戳的确定结合地，来自传感器260（即图1的120、13、140）的数据被收集和存储在数据库265（例如存储器160）中。

在完成数据记录之后，然后在所收集的数据上开始偏斜校正处理，其中通过数据清除步骤270、近似偏斜校正步骤275、数据预处理步骤280以及精确偏斜校正处理步骤来处理原始数据。经处理的数据可以存储在数据库中、下载到远程设备（例如图1的193）和/或显示在显示器（例如图1的190）上。

图3A和3B图示了使用用于多个区域的低精确度时钟的针对一天期间的占用（如占用传感器所确定的）的所收集的原始数据值，每一个区域由对应便携式设备100监视。

图3A图示了使用低精确度时钟的一天的每一小时期间区域内的占用从0改变到1的次数（没有占用到占用）并且图3B示出了使用低精确度时钟的一天的每一小时期间占用从1改变到0（占用到没有占用）的次数。图3A和3B使用应用任何偏斜校正之前的原始数据来生成。如图3A和3B中所示，占用改变次数看起来在原始数据中任意地分布，因为低精确度时钟中的误差具有累积的误差。因而，关于占用（和因而的能量消耗）的有用信息不能直接从该原始数据提取。

图4A和4B分别示出针对图3A和3B中所示的数据的偏斜校正过程的输出。对照一天的小时，图4A示出工作日开始时间的分布并且图4B示出工作日结束时间的分布。如图4A和4B中所示，在对应于针对工作日块的合理开始和结束时间的小时处存在工作日开始和结束时间中的清楚峰值。图4A和4B论证了时钟偏斜校正之后的数据示出针对使用低功率时钟的精确占用数据记录的时间戳测量的精确度中的大幅改进。

返回到图1，偏斜校正算法190可以被视为黑匣子，具有以下输入和输出：

输入：

其中，

T：在占用相关事件的情况下的数据条目数目。也就是说，从未被占用到被占用（0到1）的占用改变或者反之亦然（占用信息，占用信息中的改变）；

N：记录器的数目；

=对应于针对第n个记录器的第t个数据条目的所测量的时间；

=紧接在占用转变之后的占用值，，对应于针对第n个记录器的第t个数据条目。

输出：

其中，

：当使用更精确的时钟时，针对记录器设备n的时钟漂移的估计，

：当使用较不精确的时钟时，针对记录器设备n的时钟漂移的估计。

时钟偏斜或漂移被限定为当与时间周期的真实长度相乘时给出由该时钟测量的对应时间持续时间的乘法常数。因此，单个时钟的偏斜或漂移的估计问题涉及两个这样的乘法常量的估计，针对使用更加精确的时钟（例如具有高功率消耗的石英晶体时钟）的时间，并且是使用较不精确的时钟（例如具有低功率消耗的RC时钟）时。典型地存在安装在商用站点处的多个数据记录器（通常每一个所监视房间中一个记录器）。因此，总体问题是估计每个记录器的两个漂移率，即。

因此，依照本发明的原理，估计过程使用以下事实：人们具有对其占用行为的一些模式。存在两个主要的重要性趋势。第一，在工作日期间，人们往往花费比在周末期间更多的时间在其办公室/工作场所。第二，人们在工作日白天期间花费比工作日夜晚更多的时间在其工作场所。第一观察采用每周占用行为模式而第二采用每日占用行为模式。

精确的偏斜估计的数学模型还可以表示为：

：具有传感器的房间集合

：数据集中的日子集合

：工作日开始时间

：工作日结束时间

：所记录的工作日开始时间

：所记录的工作日结束时间

：当被占用时的时钟漂移

：未被占用时的时钟漂移

时钟漂移限定为修改设备所测量的时间的乘法因子。因子>1（<1）意味着所测量的时间移动得比通过该因子的实际时间更快（更慢）。

和是时钟漂移的倒数。

此外，可能存在可能类似地影响每一个房间的占用者的日程的一些日子特定因素，例如所有房间的占用者可能想要在周五比往常更早地离开，或者在周一比往常更晚到达，或者特别地在美国在感恩节之前的周三早早离开等。这被称为每日添加偏置，其跨所有房间是恒定的。

：工作日开始时间中的每日添加偏置；以及

：每日结束时间中的每日添加偏置。

另外，可以存在一些个人特定因素，例如一些个人具有工作到很晚的倾向并且因而在办公室停留得比其他人更久。这些因素每天以类似的方式影响单独房间的占用者的日程。这些可以表示为添加个人偏置。

：工作日开始时间中的个人添加偏置。

：工作日结束时间中的个人添加偏置。

在该一般模型之下，对于日子d的房间n的工作日开始和结束时间如下。

其中

和是每天工作日开始和结束时间的标准值，例如分别为8am和5pm。

和是误差。进一步假定例如每一个误差项是独立且同样的、正则分布的。

令和分别为占用第n个房间直到第d个工作日的开始和结束时间的所测量的时间分数。令和。

因此，

并且

。

这些开始时间和结束时间的测量值如下：

其中，

其中，

。

因此总体模型如下：

；并且

在该情况中，假定和的值已知（经测量）并且和也可以基于我们的典型工作小时知识来查明。在本发明的另一方面中，用户可以提供办公室的典型工作小时作为一个用户提供的输入以便获得更精确的估计结果。

因此，依照本发明的原理，在最一般的情况中，要估计的参数为 和。

图5和6图示了依照本发明的原理的处理的流程图，其中图5表示依照本发明的原理的用于收集和处理数据的处理的全面流程图，并且图6表示依照本发明的原理的用于收集和处理数据的处理的高级别流程图。

参照图6，在块610处示出本文所描述的***或设备的初始化。关于图5中的块510-534示出数据记录***或设备的初始化的详细处理。在块620处，依照本发明的原理收集数据。在块630处执行所收集的数据的时间校正。关于图2示出时间校正的详细处理。在块640处，执行对数据记录***或设备所监视的区域的灯状态的估计。关于图5的块536-582示出用于确定灯状态估计的处理的细节。在块640处，执行能量节约的确定。关于图5的块584-612示出用于确定能量节约的处理的细节。

依照图5中所示的处理，如本文所呈现的便携式数据记录器可以用于收集数据以便确定例如已知时间周期内的能量使用。将领会到，可以排除图5中所示的一个或多个步骤而不更改本发明的范围。

参照图5，在块510处，确定数据记录器可以定位在其中的区域位置。这可以以许多方式进行。例如，用户可以指定建筑物的完整地址、邮政编码。存在可以将地址/邮政编码映射到纬度和经度的软件工具。可替换地，用户可以指定建筑物的纬度和经度或者可以例如从GPS***确定纬度和经度。在块512处，从建筑物的位置，可以确定建筑物位于其中的时区。在块514处，格林威治标准时间（GMT）被获取并且用作参考时间。将领会到，在该过程中还可以获取和使用位置本地时间。在块516处，开始日期和时间可以表示为格林威治标准时间（GMT）。将领会到，时间还可以设置为本地时间而不更改本发明的范围。在块518处，可以收集数据记录器中收集的数据并且为其加时间戳。在块520处，通过应用可能在研究持续时间期间发生并且如之前所讨论的时区特定时间偏移来校正所收集的时间戳数据。在块522处，将原始光电传感器读数转换成照度，假定所记录的数据与能量使用相关联。将领会到，所收集的数据可以是其它类型的数据并且所收集的数据到适当项的转换将取决于所收集的数据类型。在块524处，所处理的数据被格式化并且以时间戳的时间升序分类在时间系列照度和占用数据中。在块526处，对于研究周期中的每一天（例如预确定的时间周期），获得以GMT的民间黄昏时间（即夜晚太阳在地平线以下6度处的时间）和民间黎明时间（即清晨太阳在地平线以下6度处的时间）。在块530处，通过应用针对建筑物位于其中的时区的适当GMT偏移量来将民间黄昏和黎明时间转换成本地时间。在块532处，将夜晚时间（例如当日光不存在时）确定为民间黄昏和下一个民间黎明之间的时间（即夜晚时间=（民间黄昏，民间黎明）。在块534处，创建其中每一个占用和照度数据记录指示是否属于夜晚时间的阵列。

在块536处开始并且延伸到块544，处理阵列中的每一个条目以确定条目是在夜晚时间区还是日间时间区内。在块536处，将遍及研究周期的夜晚处记录的照度中的改变的绝对值确定为

对于所有样本i和i-1使得timestamp[i]和timestamp[i-1]属于夜晚时间周期

其中ill：照度，

timestamp：以年、月、日、小时、分钟和秒计的时间，并且

[i]指示第i个观察。

在块546处，应用诸如层次群集（例如用于单个链接的SLINK和用于完整链接群集的CLINK）之类的群集技术以将abs_diff值分组到两个集群中，其在本文中称为集群A和集群B。

在块548处，做出集群A和集群B的均值（或平均值）的确定。

在块550处，做出关于集群A和B的确定。如果集群A的均值高于集群B的均值则集群A在块554处被称为参考集群。否则，集群B在块552处被称为参考集群。在块556处，做出关于针对参考集群的上限和下限值的确定。在一个示例性示例中，可以确定上限和下限使得参考集群内的大于97%的条目落在由上限和下限限定的范围中。将领会到，上限和下限所确定到的值可以改变而不更改本发明的范围。

在块558处，输入关于研究周期的预设信息（例如天数、开始日和时间、结束日和时间等）以及关于数据收集区域内的照明的信息（例如每一个区域中的固定瓦特数等）。在块560处，在单个阵列或数据库中收集所输入的信息和所收集的数据。

在块562-582处，从所收集的数据做出灯具处于接通状态还是关断状态的确定。

在块562处，初始化确定过程中的变量。在块564处，将遍及研究周期的样本的照度中的改变确定为：

对于研究周期中的所有i。

如果下限小于或等于diff[i-1]，diff[i-1]小于或等于上限（块566），则将Light_state[i]设置成接通（块568）。

如果下限小于或等于-diff[i-1]，-diff[i-1]小于或等于上限（块570），则将Light_state[i]设置成关断（块572）。

在块574处，做出light_state[i-1]是否被估计成关断并且在夜晚时间期间（即真）ill[i]高于下限的确定，如果是这样，则将light_state[i]设置成接通（块576）。

在该情况中，如果对应timestamps[i]属于夜晚状态则night[i]为真。

在块578处，做出light_state[i-1]是否被估计成接通并且ill[i]落在下限以下的确定。在该情况中，将light_state[i]设置成关断（块580）。

否则，在块582处将light_state[i]设置成之前的灯状态（light_state[i-1]）。

块584到608描述用于确定在收集周期期间收集的数据的特性的过程。

例如，在块586处，可以将灯关断时间的持续时间确定为接连时间戳之间的差。在块590处，可以将灯接通时间确定为接连时间戳之间的差。在块594处，可以确定到接通时间的转变。在块598处，可以确定到关断时间的转变。在块602处，可以确定未被占用的区域持续时间中的灯接通。在块606处，可以确定具有调光特征的被占用区域中灯接通。

从所确定的灯接通-灯关断时间，转变时间持续时间可以用于确定可以用于确定潜在能量节约的特性。

块612描述可以确定以便确定潜在能量节约的数个不同条件。例如，从所检测和/或所确定的接通和关断事件，可以确定研究周期期间关断到接通转变持续时间的总数目。例如，每日/工作日/周末关断到接通转变的平均数目。还可以计算研究周期期间接通到关断转变的总数目。在本发明的另一方面中，从所检测的接通和关断事件和对应时间戳，可以确定接通和随后的关断事件之间的持续时间。例如，检测到灯接通的所有持续时间的总和可以用于确定在整个研究周期期间灯接通的总持续时间。在本发明的另一方面中，基于研究周期中的总天数，可以确定灯接通的每日平均持续时间。在该情况中，可以确定总灯接通持续时间与总研究持续时间的百分比。类似地，可以确定检测到灯关断的总持续时间与总研究时间。因此，可以确定总灯关断持续时间与总研究持续时间的百分比。在本发明的另一方面中，从带时间戳的占用数据和带时间戳的灯状态估计数据、检测到灯接通和发现空间被占用的总持续时间，可以做出其间灯被无意中保持接通的时间周期的确定。本发明的另一方面，从带时间戳的占用数据和带时间戳的灯状态估计数据，可以确定灯接通和空间未被占用持续时间与总的灯接通持续时间的百分比。该百分数指示基于占用感测的***相对于当前照明使用持续时间的节约潜力。在本发明的另一方面中，可以分别确定工作日/周末灯接通和空间未被占用持续时间与工作日/周末时总灯接通持续时间的百分比。在该情况中，可以导出每日平均灯接通和空间未被占用持续时间。

在本发明的另一方面中，其中如果由光电传感器测量的照度超过预定义的阈值（即日光收获）则闭环调光***开始对人造光进行调光，在本文中呈现为函数dim(ill,threshold)的闭环调光的节约潜力可以确定由于针对给定照度和阈值的调光所致的预期节约。在该情况中，函数f(ill)将照度读数映射到由灯具消耗的功率，如：

函数计算电力节约。针对闭环调光的能量节约潜力被估计如下。

在本发明的另一方面中，可以确定闭环调光节约与灯接通持续时间期间消耗的能量的百分比。在该情况中，可以确定由于在所占据的时间期间的闭环调光所致的每日平均节约。

在本发明的另一方面中，如果已知所监视的区域或空间，则本领域技术人员可以容易地将以上结果转化成每平方英尺值。

尽管已经关于适合用于在充足的时间周期内收集传感器数据以便确定关于亮度和占用的能量节约的便携式设备描述了本发明，但是将领会到，可以关于例如加热来确定潜在能量节约而不更改本发明的范围。

根据本发明的以上描述的方法可以实现在硬件、固件中或者实现为可以存储在诸如CD ROM、RAM、软盘、硬盘或磁光盘之类的记录介质中的软件或计算机代码或者通过网络下载的原始存储在远程记录介质或非暂时性机器可读介质上并且要存储在本地记录介质上的计算机代码，使得本文所描述的方法可以在通过使用通用计算机或特殊处理器存储在记录介质上的这样的软件中再现或者在诸如ASIC或FPGA之类的可编程或专用硬件中再现。如在本领域中将理解到的，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括存储器组件，例如RAM、ROM、闪存等，其可以存储或接收当由计算机、处理器或硬件访问和执行时实现本文所描述的处理方法的软件或计算机代码。此外，将认识到，当通用计算机访问用于实现本文所示出的处理的代码时，代码的执行将通用计算机变换成用于执行本文所示出的处理的专用计算机。

尽管在本文中将计算机、处理器和/或专用硬件/软件描述为能够处理本文所描述的处理，但是将认识到的是，计算机、处理器和/或专用硬件/软件是信号处理领域中的公知元件，并且因此不需要提供处理器元件的详细描述以便本领域技术人员实践本文所描述的发明。

本领域技术人员在实践所要求保护的发明时，通过研究附图、公开内容和随附权利要求，可以理解和实现对所公开的实施例的其它变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其它单元可以履行权利要求中所叙述的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的仅有事实不指示这些措施的组合不能用于获益。

术语“包括”、“包括有”、“包含”、“包含有”、“作为”、“具有”或其任何其它变型意图覆盖非排他性包括。例如，包括元件列表的过程、方法、制品或装置不一定限于仅那些元件而是可以包括未明确列出或者对这样的过程、方法、制品或装置固有的其它元件。此外，除非明确陈述相反，否则术语“或者”是指包括性的“或者”而不是指排他性的“或者”。例如，条件A或B由以下中的任何一个满足：A为真（或存在）且B为假（或不存在）；A为假（或不存在）且B为真（或存在）；以及A和B二者都为真（或存在）。

虽然已经示出、描述和指出如应用于其优选实施例的本发明的基本和新颖的特征，但是将理解到，本领域技术人员可以在所公开的设备的形式和细节中和在其操作中做出所描述的装置中的各种省略和置换以及改变而不脱离本发明的精神。

例如，将领会到，当从多个传感器收集数据时可以执行时间校正，其中时间使用和占用的已知模式可以是已知的并且使用在时间校正过程中。或者时间校正可以在数据收集周期届满之后执行，其中时间使用和占用的模式可以应用于所收集的数据。类似地，当收集数据时或者在数据收集周期届满之后，所收集的数据可以被传输到远程站点和/或在具有和/或没有时间校正的情况下显示。

明确地意图在于以基本上相同的方式执行基本上相同功能以实现相同结果的那些元件的所有组合在本发明的范围内。元件从一个所描述的实施例到另一个的置换也被完全意图和设想到。

权利要求中的任何参考标记不应当解释为限制权利要求或者所要求保护的主题所描述的本发明的范围。

Claims (15)

1.一种用于记录传感器数据并且创建区域中的能量消耗模式的便携式***，包括：

低精确度时钟（170）；以及

与存储器（160）通信的处理器（150），处理器：

从多个传感器（120,130,140）中的每一个接收数据项；

将低精确度时钟（170）生成的时间戳与从多个传感器中的每一个接收的每一个数据项相关联；

在预确定的时间周期内存储所接收的数据项；并且

处理所存储的数据项以确定针对每一个所存储的数据项的高精确度时钟，其中确定所述高精确度时钟包括：

基于已知时间模式近似与低精确度时钟相关联的时间戳的校正；

基于与第二已知时间模式相关联的已知占用模式细化校正；以及

将校正应用于与所存储的数据的低精确度相关联的时间戳。

2.权利要求1的便携式***，还包括：

高精确度时钟（180）。

3.权利要求2的便携式***，其中处理器还：

在预确定的时间周期期间从高精确度时钟获取至少一个时间样本；并且

存储来自高精确度时钟的至少一个时间样本。

4.权利要求1的便携式***，其中处理所存储的数据的步骤还包括：

向远程站点（193,196,198）传输所存储的数据项。

5.权利要求1的便携式***，还包括：

显示所存储的数据项的显示器（195）。

6.权利要求1的便携式***，还包括：

用于从多个传感器中的至少一个接收数据项的通信端口。

7.权利要求1的便携式***，其中处理还包括：

确定其中灯处于接通或关断状态的至少一个时间周期；

确定其中区域处于以下中的至少一个状态的至少一个时间周期：占用和未被占用；

确定针对其中灯处于接通状态的至少一个时间周期和其中区域处于未被占用状态的至少一个时间周期中的每一个的平均值；

基于平均值使用自动灯操作确定能量节约；以及

存储所确定的值。

8.权利要求7的便携式***，其中处理还包括：

在区域占用的至少一个周期期间使用闭环调光***确定平均能量节约；以及

使用闭环调光***确定百分数能量节约；以及

存储所确定的值。

9.一种便携式数据记录设备，包括：

用于从多个设备中的至少一个接收输入的构件；

低精确度时钟（170）；

与存储器（160）通信的处理器（150），处理器：

从多个设备中的至少一个接收至少一个输入；

将来自低精确度时钟（170）的时间戳与来自多个设备中的至少一个的至少一个输入中的每一个相关联；

在预确定的时间内存储（160）至少一个输入和相关联的时间戳；

在预确定的时间届满之后（270-275,280,290）生成每一个低精确度时钟时间戳的校正值；

将校正值应用于每一个低精确度时钟时间戳，校正是基于预确定的时间和占用模式，

处理经时间戳校正的所存储的输入以确定所存储的至少一个输入内的能量模式；

确定其中灯处于接通或关断状态的至少一个时间周期；

确定其中区域处于以下状态中的至少一个的至少一个时间周期：占用和未被占用；

确定针对其中灯接通的至少一个时间周期和其中区域未被占用的至少一个时间周期中的每一个的平均值；

使用自动灯操作从平均值确定能量节约；以及

存储所确定的值。

10.权利要求9的便携式设备，还包括：

使用闭环调光***确定能量节约。

11.权利要求10的便携式设备，还包括：

显示所存储的数据的显示器。

12.权利要求10的便携式设备，还包括：

多个设备中的至少一个。

13.权利要求10的便携式设备，还包括：

用于传输所存储的至少一个输入和所确定的值中的至少一个的构件。

14.一种操作包括处理器的位于区域中的便携式设备中的方法（600），方法使处理器执行以下步骤：

执行初始化过程（610），包括：

确定地理位置和时间中的至少一个，

执行包括以下的数据收集过程（620）：

在预确定的时间周期内从至少一个传感器接收数据项；

将时间戳与每一个所接收的数据项相关联，时间戳与低精确度时钟相关联；

存储所接收的数据项和相关联的时间戳；

在时间戳数据上执行时间校正（630）；

执行灯状态的估计，包括（640）：

确定其中灯接通的至少一个时间周期和其中区域未被占用的至少一个时间周期；

确定其中灯接通和区域未被占用的至少一个时间周期中的每一个的平均值；以及

基于平均值使用自动灯操作来确定能量节约（650）。

15.一种用于记录传感器数据和创建区域中的能量消耗模式的便携式***，包括：

数据收集设备，包括：

低精确度时钟（170）；以及

与存储器（160）通信的处理器（150），处理器：

从多个传感器（120,130,140）中的每一个接收数据项；

将低精确度时钟（170）生成的时间戳与从多个传感器中的每一个接收的每一个数据项相关联；

在预确定的时间周期内存储所接收的数据项；以及

用于传输所述所存储的所接收的数据项的传输器；以及

远程站点：

接收所存储的数据项；

处理所存储的数据项以确定针对每一个所存储的数据项的高精确度时钟，其中确定所述高精确度时钟包括：

基于已知时间模式近似与低精确度时钟相关联的时间戳的校正；

基于与第二已知时间模式相关联的已知占用模式细化校正；以及

将校正应用于与所存储的数据的低精确度相关联的时间戳。