CN107208915B - 用于管理空调装置的*** - Google Patents

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Abstract

本发明总体上涉及一种用于管理电器的***，更具体而言，本发明涉及一种用于利用空调装置的通用控制器来管理空调装置的***，该***包括总电源(11)以及用于管理空调装置的控制器(12)。

Description

用于管理空调装置的***
技术领域
本发明总体上涉及一种用于管理电器(electrical appliance)的***，更具体而言，本发明涉及一种用于通过空调装置的通用控制器来管理该装置的***，该***具有进行控制和监测的控制器。
背景技术
空调装置或分体式空调装置通常由用于控制和管理装置的不同功能的多个控制器或部件控制。
更为频繁的，通过家庭自动化和楼宇自动化***中的单向通信或单向控制方法控制这些电器，因此，这些电器的控制和状态通常是未知的。例如，用于分体式空调装置的遥控器的红外线发射器将能够将信号发送到装置，虽然遥控器指示该装置已关闭，但分体式空调装置是否处于总开关被完全断开的供电状态对于用户依然是不确定的。在这种情况下，在装置的待机模式下浪费电力。
另外，单独进行总电源开关的控制不仅可以打开或关闭空调装置，而且总开关将不能允许用户控制诸如温度、风扇速度、湿度水平、调度和其他相关功能的运行模式。此外，即使电源接通，并不是所有的空调装置都将自动打开，并且装置将保持关闭，直到红外线电源接通命令发送到空调装置。
尽管现有技术未公开控制和管理分体式空调装置的不同功能，但是现有技术公开了用于控制电器的***，更具体而言，在HVAC装置上。US 8,478,447 B2公开了使用无线连接的感测微***的分布式布置来控制一个或多个HVAC***的***、方法和相关的计算机程序产品。提供了多个无线通信的感测微***，每个感测微***包括温度传感器和处理器，所述感测微***中的至少一个耦合到用于对其进行控制的HVAC装置，并且多个感测微***被配置为共同执行与HVAC装置的控制相关联的至少一个共享计算任务。
US 2014/0149270 A1公开了一种用于多单元建筑物中的私人装置的控制器并且控制器操作私人装置的HVAC设备，并且包括处理器、输出显示器、存储器和用于通信的RF模块。控制器可操作为接收穿过HVAC设备的流体的温度或流量值。使用所接收的穿过HVAC设备的流体的温度值，控制器计算HVAC设备的HVAC使用的测量值，测量值可以以能量或美元为单位。
US 8,644,166 B2公开了一种传感器设备，该传感器设备将ZigBee TM技术集成到电力开关设备中，以提供电力使用的监测和控制以及使用电力线通信(PLC)网络传送收集的数据的连接设备的操作控制，并且为连接的设备提供远程控制功能。传感器设备与总开关、启用通信的开关和电源开关设备一起提供集成的家庭环境，用于电力使用的通信、流媒体、监测和远程控制以及家庭连接电器的远程操作监测和控制。
然而，现有技术并未解决对分体式空调装置的通用控制器的需要，并且使得通用控制器也能够提供关于所连接的这种相关电器的状态、运行状态和模式的信息。
发明内容
实施本发明以提供一种用于利用监测和控制空调装置的控制器来管理空调装置的电器的***，并且使得该***配置有空调装置的通用控制器。
本发明的目的是提供一种用于管理空调装置的电器的***，包括：总电源；以及用于控制空调装置的控制器，其中，控制器控制运行状态(operational state)、运行模式(operational mode)和供电状态(power state)并且感测由空调装置消耗(drawn)的功率。
本发明的另一个目的是提供一种用于管理空调装置的电器的***，包括总电源和用于控制空调装置的控制器，其中，控制器配置有相互间通信能力(reciprocalcommunication capacity)以促进控制器与设备之间的双向通信。
本发明的又一个目的是提供一种用于管理空调装置的电器的***，包括总电源和用于控制空调装置的控制器，其中，控制器包括功率测量功能(power measurementfunction)、功率检测器功能(power detector function)、遥控器功能和总开关功能。
本发明的又一个目的是提供一种用于管理空调装置的电器的***，包括总电源和用于控制空调装置的控制器，其中，控制器被配置为获知(learn)能源消耗。
本发明的另一个目的是提供一种用于管理空调装置的电器的***，包括总电源和用于控制空调装置的控制器，其中，控制器通过红外线活动传感器(infra-red activitysensor)通过感测被消耗的功率来确定运行状态和运行模式。
本发明提供了一种用于管理空调装置的电器的***，其不需要除了单个控制器之外的辅助设备，使得本发明的控制器提供对空调装置的通用控制。
附图说明
图1示出了根据本发明的优选***的***架构的示意图；
图2示出了根据本发明的***的实施例的示意图；以及
图3示出了根据本发明的控制器的实施例的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图描述了本发明的优选实施例。以下优选实施例中的每一个描述了在任何方面都不受限制的示例。
参考图1，示出了根据本发明的优选***的***架构的示意图，其中，***用于以使得***配置有空调装置的通用控制器的方式管理(例如，监测和控制)空调装置。在相同的上下文中，该***被配置为在单个控制器中控制空调装置的运行状态、运行模式和供电状态。
在图1中示出根据本发明的空调装置的管理***，其包括总电源(11)和用于控制空调装置的控制器(12)。控制器(12)配置有控制空调装置的运行状态、运行模式和供电状态的通用控制器。
在本发明的上下文中的通用控制器涉及连接的空调装置的总体控制，使得不再需要辅助设备来控制空调装置。本发明的优选控制器(12)能够将控制功能与功率管理和供电状态控制相结合。
本文的空调装置的运行状态是指空调装置的供电状态为接通时空调装置的状态。空调装置的运行状态优选但不限于处于待机状态、使用状态、睡眠状态或监测状态。
本文的空调装置的运行模式是指空调装置的供电状态为接通时的空调装置的模式。空调装置的运行模式优选但不限于空调装置的温度或湿度模式或在这种相关应用中的吊扇的风扇速度。
空调装置的供电状态表现为接通或断开。
在本发明的一个优选实施例中，控制器(12)配置有相互间通信能力，使得控制器(12)在控制器(12)与空调装置之间提供双向通信***。
在传统***中，空调装置的控制通常采用单向控制方法来实现，因为空调装置的确定状态是未知的，这是因为传统的控制方法遵循主从概念，在这种情况下，随着技术的出现，随着大量使用远程控制设备来在时间和成本方面实现无缝响应，这是不利的。
遥控设备的问题在于，这些设备通常仅能够通过红外线发射器向空调装置发送控制信号，并且空调装置根据其状态对控制信号作出响应。空调装置不传回其状态的任何信息。在这种控制方法中交互通信是重要的，因为为了提高控制，需要知道空调装置的确定状态。
例如，电源开关仅将空调装置切换到接通或断开的供电状态，并且切换将不允许用户控制空调装置的运行状态和运行模式。即使电源被接通，对于空调装置有另一个问题，并不是所有的空调装置都将会自动打开，而且根据其本机配置，一些空调装置保持关闭，直到用于电源接通命令的控制信号发送到空调装置。
本发明的控制器(12)的优选实施例配置有感测由空调装置消耗的功率的通用控制器。空调装置能够通过感测由空调装置消耗的功率来控制供电状态，使得如果空调装置的运行状态为关闭，则空调装置的供电状态应该是关闭。
本发明的优选控制器(12)被配置为获知能量消耗，并且控制器(12)包括用于感测来自空调装置的信号的如图3中所示的至少一个无线传感器、功率测量功能、功率检测器功能、遥控器功能和电源开关功能。这些功能以给控制器(12)提供空调装置的通用控制能力的这种方式被集成。该集成消除了用于从属设备控制电源开关的需要以及用于控制空调装置的运行模式的运行状态的单独控制。
功率测量功能能够测量由空调装置消耗的功率，并确定空调装置的运行状态和运行模式。功率检测器功能能够感测由空调装置消耗的功率并且确定空调装置的供电状态。
例如，如果没有使用电源，则空调装置关闭。如果正在使用电源，则空调装置打开。控制器(12)将感测由空调装置消耗的功率的量。优选地，通过对允许解释(interpretation)预期的功率水平(expected power level)的所收到的控制命令的处理经由红外线活动传感器感测消耗的功率。扩展这一点，控制器还能够确定是否成功接收到红外码。当发送红外码时，控制器(12)查找空调装置的功耗的变化，并且变化将指示成功接收红外码。
本发明的优选控制器(12)的所述至少一个传感器(51)用于感测温度、湿度、电磁辐射或运动中的任何一个或组合，并且所述控制器(12)至少包括用于发送信号到空调装置的信号发射器，并且包括获知空调装置的运行状态的用于测量功率的高精度功率测量芯片组或模块，使得控制器(12)的获知能力允许空调装置以最佳水平运行。
此外，功率测量功能为控制器(12)提供获知能力，以获知空调装置的不同运行模式的能量消耗，并且经受电气布线，控制器(12)还能够测量空调装置的总功耗。可以通过应用程序或浏览器导入或选择学术红外图书馆，这些代码可用于传输到空调装置进行控制。
在另一个实施例中，本发明的***配置有网络支持，优选但不限于无线网络。平台网络印刷电路板(PCB)可以被添加到控制器(12)中用于支持WiFi、ZigBee、Z-Wave、蓝牙等，该控制器从远程设备提供对空调装置的完全访问，例如，智能电话、平板电脑或个人计算机，使得控制器(12)被配置为允许来自远程***的可访问性。
参考图2，示出了根据本发明的***的优选实施例的示意图。图2所示的空调装置优选但不限于分体式空调装置(31)。
根据本发明的优选实施例，空调装置(31)被示出为连接到控制器(12)，并且控制器连接到220V的电源输入的总电源(11)。流行的传统分体式空调装置(31)通常设置有墙内打开或关闭总电源开关，以及安装在墙壁上的托架内的红外遥控器。本发明的控制器(12)消除了对红外遥控器的需要。
此外，传统的分体式空调装置(31)存在共同的问题，例如，分体式空调***的有限智能、无法进行远程连接、无法以先进的方式控制温度、执行占用检测的能力有限或者无法执行占用检测、无远程诊断、无法测量性能、无法确定维修的及时性。
本发明利用在任何家庭自动化和楼宇自动化的技术领域提供通用控制能力的控制器(12)来代替分体式空调装置(31)的现有控制器。如上所述，本发明的控制器(12)配置有控制运行状态和运行模式并且控制空调装置的供电状态的通用控制器，并且感测空调装置消耗的功率。在这种情况下，控制器(12)能够控制分体式空调装置(31)的运行状态、运行模式和供电状态，并且通过红外线活动传感器感测由分体式空调装置(31)消耗的功率。
通用控制器提供了分体式空调装置(31)的整体控制，使得不再需要用于控制空调装置(31)的运行状态和运行模式的遥控器。控制器(12)能够将控制功能与功率管理和供电状态控制相结合。
本文的空调装置(31)的运行状态是指空调装置(31)的供电状态为打开时空调装置(31)的状态。空调装置的运行状态优选但不限于待机状态、使用状态、睡眠状态或监测状态。
本文中的空调装置(31)的运行状态是指空调装置(31)的供电状态为接通时空调装置(31)的模式。空调装置(31)的运行模式优选但不限于温度模式、湿度模式或环保模式。
空调装置(31)的供电状态表现为接通或断开。
在本发明的一个优选实施例中，控制器(12)配置有相互间通信能力，使得控制器(12)在控制器(12)和空调装置(31)之间提供双向通信***。
此外，本发明的优选控制器(12)被配置为获知能量消耗，并且控制器(12)还包括功率测量功能、功率检测器功能、遥控器功能和电源开关功能。这些功能以向控制器(12)提供空调装置(31)的通用控制能力的这种方式而被集成。该集成消除了设备控制电源开关的需要以及用于控制空调装置(31)的运行模式的运行状态的单独控制。
功率测量功能能够测量由空调装置(31)消耗的功率，并确定空调装置(31)的运行状态和运行模式。功率检测器功能能够感测由空调装置(31)消耗的功率并且确定空调装置(31)的供电状态。
例如，如果没有使用电源，则空调装置(31)关闭。如果正在使用电源，则空调装置(31)打开。控制器(12)感测由空调装置(31)消耗的功率量。优选地，经由红外线活动传感器感测消耗的功率。
扩展这一点，控制器还能够确定是否成功接收到红外码(infra-red code)。当发送红外码时，控制器(12)查找空调装置(31)的功耗的变化，并且变化将指示成功接收红外码。而且，控制器(12)包括获知空调装置(31)的运行状态的高精度功率测量芯片组，使得控制器(12)的获知能力允许空调装置以最佳水平运行。
供分体式空调装置(31)使用的本发明的控制器(12)优选地配置成感测温度并控制温度、感测湿度、感测电磁辐射并且感测运动。电磁辐射可以是可见的(例如，光)或不可见的(例如，红外线)。
用于感测温度和感测湿度的配置通过在环境中保持正确的温度并且对用户具有有效的冷却效果来有效地向用户提供均衡和舒适的气候。用于感测光的配置有效地感测环境中是否存在光，或者是否存在日光，使得可以根据预定的要求打开或关闭空调装置(31)以节约能量。用于感测运动的配置有效地检测用户居住在房间环境中，使得如果室内没有人，则关闭空调装置(31)。
此外，供分体式空调装置(31)使用的本发明的控制器(12)优选地配置有预定的时间表，并且配置有预先确定分体式空调装置(31)的运行状态的灵活性，例如，睡眠和操作时间。重要的是，使用用于接收来自用户的输入并且用于显示空调装置(31)的多个信息的用户界面来启用控制器(12)。用户界面优选但不限于彩色液晶显示(LCD)触摸屏显示器。
这些特征不限于分体式空调装置(31)或任意空调装置(31)，这是因为本发明的控制器(12)可以制造或用于吊扇装置、壁扇装置、塔式风扇装置或加热、通风和空调(HVAC)***，并且易于安装到现有的装置。本发明的控制器(12)可以由2线电路(2-wire circuit)或3线电路(3-wire circuit)供电。控制器(12)也可以安装在英国标准和澳大利亚电气壁箱的内部和上面。
还优选地，控制器(12)被配置为允许来自远程***的可访问性，使得本发明的***配置有网络支持，优选但不限于无线网络。平台网络印刷电路板(PCB)可以被添加到控制器(12)中，用于支持WiFi、ZigBee、Z-Wave、蓝牙等，该控制器从诸如智能电话、平板电脑或个人计算机的远程设备提供对空调装置(31)的完全访问。
参考图3，示出了根据本发明的控制器(12)的实施例的示意图。
控制器(12)被示出为具有屏幕、按钮和传感器的盒状设备(box-like device)。本发明的优选实施例中的控制器(12)包括：至少一个传感器(51)，用于感测来自空调装置的信号；至少一个信号发射器(53)，用于向空调装置发送信号；和用户界面(54)，用于接收来自用户的输入并且显示信息，其中，所述控制器(12)配置有遥控器功能和电源开关功能。
控制器(12)内置至少一个红外线发射器、LCD彩色显示器、功能按钮和机械基板并且进一步被配置为感测运动、温度、光和湿度。
如在前述描述中所论述的，红外线发射器发送和接收来自空调装置的信号。LCD彩色显示器是用于接收来自用户的输入并显示空调装置的多个信息的用户界面。该传感器便于配置以感测温度并感测湿度、感测光和感测运动。机械基板为本发明的控制器提供支撑。
由于本发明受到很多详细的变更、修改和变化，所以其目的在于，包含在前面的描述中或显示在附图中的所有内容应解释为说明性的，而非具有限制性的意义。

Claims (23)

1.一种用于管理空调装置的***，包括：
总电源(11)；
用于监测和控制所述空调装置的控制器(12)；
其特征在于，所述控制器(12)被配置用于控制所述空调装置的运行状态和运行模式并且用于控制电源开关的“接通”状态或“断开”状态的供电状态，所述电源开关用于控制向所述空调装置的电力供应，
其中，所述控制器(12)配置有至少一个无线传感器(51)，并且以在所述空调装置与所述控制器(12)之间进行双向通信的方式管理所述空调装置，
其中，所述控制器(12)被配置为感测由所述空调装置消耗的功率。
2.根据权利要求1所述的***，其中，所述至少一个无线传感器(51)被配置用于感测来自所述空调装置的信号。
3.根据权利要求2所述的***，其中，所述至少一个无线传感器(51)是用于感测从所述空调装置吸取的功率的红外线活动传感器。
4.根据权利要求2所述的***，其中，所述至少一个无线传感器(51)用于感测温度、湿度、电磁辐射或运动中的任一个或组合。
5.根据权利要求1所述的***，其中，所述控制器(12)包括用于向所述空调装置发送信号的至少一个信号发射器。
6.根据权利要求1所述的***，其中，所述控制器(12)包括用于测量所述空调装置的功率的模块。
7.根据权利要求1所述的***，其中，所述控制器(12)被配置为获知所述空调装置的能量消耗以允许所述空调装置以最佳水平运行。
8.根据权利要求1所述的***，其中，所述控制器(12)配置有网络支持。
9.根据权利要求8所述的***，其中，所述网络支持包括无线网络。
10.根据权利要求1所述的***，其中，所述控制器(12)被配置为允许来自远程***的可访问性。
11.根据权利要求1所述的***，其中，所述控制器(12)被配置为控制温度。
12.根据权利要求1所述的***，其中，所述控制器(12)配置有预定的时间表。
13.根据权利要求1所述的***，其中，所述控制器(12)配置有用于预先确定运行状态的灵活性。
14.根据权利要求1所述的***，其中，所述控制器(12)包括用于接收来自用户的输入并且显示信息的用户界面。
15.根据权利要求1所述的***，其中，所述空调装置是空调设备、分体式空调设备、吊扇装置、壁扇装置或塔式风扇装置中的任一个。
16.根据权利要求1所述的***，其中，所述***由2线布线电路供电。
17.根据权利要求1所述的***，其中，所述***由3线布线电路供电。
18.一种用于控制空调装置的控制器，包括：
至少一个无线传感器(51)，用于感测来自所述空调装置的信号；
至少一个信号发射器(53)，用于向所述空调装置发送信号；和
用户界面(54)，用于接收来自用户的输入并且显示信息；
其中，所述控制器配置有所述至少一个无线传感器(51)，用于以在所述空调装置与所述控制器(12)之间进行双向通信的方式管理所述空调装置，所述控制器(12)在单个控制器中包括用于控制运行状态和运行模式的遥控器功能、用于控制电源开关的“接通”状态或“断开”状态的供电状态的电源开关功能；
其中，所述控制器(12)进一步被配置为感测由所述空调装置消耗的功率。
19.根据权利要求18所述的控制器，其中，所述控制器配置有用于测量由所述空调装置消耗的功率的功率测量功能。
20.根据权利要求18所述的控制器，其中，所述控制器(12)包括用于感测由所述空调装置消耗的功率的功率检测器功能。
21.根据权利要求18所述的控制器，其中，所述至少一个无线传感器(51)能够感测运动、温度、光和湿度中的任何一个或组合。
22.根据权利要求18所述的控制器，其中，所述至少一个信号发射器(53)发送红外线信号。
23.根据权利要求18所述的控制器，其中，所述控制器(12)被配置为获知所述空调装置的能量消耗以允许所述空调装置以最佳水平运行。
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