CN115987709A

CN115987709A - 用于光可切换窗***的感测和通信单元

Info

Publication number: CN115987709A
Application number: CN202310046866.5A
Authority: CN
Inventors: N·特里哈; S·C·布朗; N·康纳; R·T·罗兹比金; D·什里瓦斯塔瓦; B·蒂尼阿诺
Original assignee: View Inc
Current assignee: View Inc
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2019-06-21
Publication date: 2023-04-18
Also published as: JP2023113826A; TWI803652B; EP3811574A1; JP2021528017A; KR20210023868A; TW202337154A; TW202007099A; CN112313909B; CN112313909A; JP7302764B2; CA3103480A1; WO2019246497A1

Abstract

本申请涉及用于光可切换窗***的感测和通信单元。在建筑物之中或之上的高速数据通信网络包括通过多个无源电路彼此串联耦合的多个中继线区段，所述多个无源电路被配置成向所述建筑物之上、之中或之外的一个或多个装置递送信号并且从所述一个或多个装置接收信号，其中所述信号包含具有大于1Gpbs的传输速率的数据。

Description

用于光可切换窗***的感测和通信单元

分案申请的相关信息

本申请是申请号为201980042340.1、申请日为2019年6月21日、发明名称为“用于光可切换窗***的感测和通信单元”的中国发明专利申请的分案申请。

通过引用并入

本申请要求2019年6月20日提交的美国非临时专利申请第16/447,169号、2018年6月22日提交的美国临时专利申请第62/688,957号、2018年11月16日提交的美国临时专利申请第62/768,775、2019年2月8日提交的美国临时专利申请第62/803,324号和2019年6月6日提交的美国临时专利申请第62/858,100号的优先权权益，并且为要求2018年5月2日提交的美国临时专利申请第62/666,033号的优先权权益的国际专利申请第PCT/US19/30467号的部分继续申请。本申请还涉及：2012年4月17日提交的美国专利申请第13/449,251号；2015年12月8日提交的美国专利申请号14/962,975；2016年10月6日提交的美国专利申请第15/287,646号；2016年10月26日提交的美国专利申请第15/334,835号；2016年11月9日提交的美国专利申请第15/347,677号；2016年11月30日提交的美国专利申请第15/365,685号；2017年5月4日提交的国际专利申请第PCT/US17/31106号；2017年8月18日提交的国际专利申请第PCT/US17/47664号；2017年9月21日提交的国际专利申请第PCT/US17/52798号；2017年11月10日提交的国际专利申请第PCT/US17/61054号；2018年1月4日提交的美国专利申请第15/742,015号；2018年1月29日提交的美国专利申请第15/882,719号；2018年4月25日提交的国际专利申请第PCT/US18/29476号、2018年4月25日提交的PCT专利申请第PCT/US18/29406号；2019年3月13日提交的国际专利申请PCT/US19/2219；和2019年5月2日提交的国际专利申请第PCT/US19/30467号，其各自以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本文公开的实施例总体上涉及光可切换窗的***，并且更具体地涉及与光可切换窗相关联的通信和感测技术。

背景技术

有时被称为“智能窗”的光可切换窗在例如由电压改变适当地刺激时在光学特性上表现出可控和可逆的改变。光学特性典型地为颜色、透射率、吸光度和/或反射率。电致变色(EC)装置有时用于光可切换窗中。举例来说，一种熟知的电致变色材料为氧化钨(WO₃)。氧化钨为阴极电致变色材料，其中通过电化学还原发生从透明到蓝色的上色转变。

有时被称为“智能窗”的电可切换窗(无论是电致变色的还是其它的)可在建筑物中用于控制太阳能的透射。可手动地或自动地使可切换窗着色和清透以减少加热、空气调节和/或照明***的能量消耗，同时维持居住者舒适度。

电致变色材料可并入到例如用于家庭、商业和其它用途的窗中作为窗玻璃上的薄膜涂层。施加到窗的电致变色装置的小电压将使它们变暗；反转电压极性使它们变亮。这种能力允许控制通过窗的光量，并且为电致变色窗提供机会用作节能装置。

虽然电致变色装置并且特别是电致变色窗在建筑物设计和建造中得到认可，但是它们尚未开始实现其全部商业潜力。

发明内容

根据一些实施例，在建筑物之中或之上的高速数据通信网络包括通过多个无源电路彼此串联耦合的多个中继线区段，所述多个无源电路被配置成向建筑物之上、之中或之外的一个或多个装置递送信号并且从所述一个或多个装置接收信号，其中信号包含具有大于1Gpbs传输速率的数据。

在一些实例中，中继线区段可包括同轴电缆。在一些实例中，中继线区段可包括双绞线导体。

在一些实例中，无源电路可被配置为偏置T。在一些实例中，偏置T可包括电感器和电容器。

在一些实例中，无源电路可被配置为定向耦合器。

在一些实例中，每个无源电路可包括具有两个端部的第一导体，每个端部被配置成耦合到中继线区段中的一个。在一些实例中，无源电路可包括与第一导体相邻并且分开设置的第二导体。在一些实例中，第一和第二导体可以平行关系间隔开。

在一些实例中，无源电路中的至少一个可被配置成经由电感耦合来递送信号。

根据一些实施方案，在建筑物之中或之上安装高速数据通信网络的方法包括提供多个中继线区段，提供一个或多个电路，和通过将中继线区段耦合到一个或多个电路以形成菊花链中继线拓扑来形成网络，其中多个中继线区段包含同轴电缆，并且其中一个或多个电路被配置成向建筑物之上、之中或之外的一个或多个装置递送信号并且从所述一个或多个装置接收信号。

在一些实例中，一个或多个装置可包括窗。在一些实例中，一个或多个装置可包括被配置成控制窗中的至少一个的功能的控制器。

在一些实例中，一个或多个装置可包括选自由以下组成的组的装置：物联网(IoT)装置、无线装置、传感器、天线、5G装置、毫米波装置、麦克风、扬声器和微处理器。在一些实例中，方法可另外包括将一个或多个装置安装在建筑物的结构元件之中或之上。

在一些实例中，一个或多个电路可包括电感器和电容器。

在一些实例中，一个或多个电路可包括天线。在一些实例中，天线可包括5G天线。

在一些实例中，一个或多个电路可包括一个或多个连接器。在一些实例中，连接器可包括RF连接器。

在一些实例中，一个或多个电路可包括两个或更多个连接器。

在一些实例中，信号可包括具有大于1Gpbs的传输速率的数据。

在一些实例中，信号可包括功率信号。在一些实例中，功率信号可包括CLASS 2功率信号。

在一些实例中，信号可包括TCP/IP数据和功率信号。

在一些实例中，菊花链拓扑可耦合到建筑物管理控制面板。

在一些实例中，信号可包括无线数据。

在一些实例中，方法可另外包括在建筑物中安装至少一个窗的步骤。在一些实例中，至少一个窗可包括光可切换窗。

在一些实例中，至少一个窗可包括电致变色窗。在一些实例中，安装至少一个窗的步骤可在形成网络之后执行。

在一些实例中，中继线的至少一部分可安装在建筑物的外墙之中或之上。在一些实例中，一个或多个装置可包括天线和/或转发器。在一些实例中，一个或多个装置中的至少一个可安装在建筑物的窗之中或之上。在一些实例中，窗可包括数字显示屏。

在一些实例中，一个或多个电路可包括定向耦合器。

在一些实例中，一个或多个电路可包括偏置T电路。

在一些实例中，形成网络可在建筑物的建造期间执行。在一些实例中，形成网络可包括将电路耦合到建筑物的窗。

根据一些实施例，在建筑物之中或之上的高速数据通信网络包括多个中继线区段和一个或多个电路，其中中继线区段通过一个或多个电路耦合以形成菊花链中继线配置，其中多个区段包含同轴电缆，并且其中一个或多个电路被配置成向建筑物之上、之中或之外的一个或多个装置递送信号并且从所述一个或多个装置接收信号。

在一些实例中，一个或多个装置可包括窗。在一些实例中，一个或多个装置可包括被配置成控制窗的功能的控制器。

在一些实例中，一个或多个装置可选自由以下组成的组：物联网(IoT)装置、无线装置、传感器、天线、5G装置、麦克风、微处理器和扬声器。在一些实例中，一个或多个装置可在建筑物的结构之中或之上。

在一些实例中，一个或多个电路可包括电感器和电容器。

在一些实例中，一个或多个电路可包括天线。在一些实例中，天线可为5G天线。

在一些实例中，一个或多个电路可包括两个或更多个连接器。在一些实例中，两个或更多个连接器可被配置成紧固到同轴电缆和一对导体。在一些实例中，连接器可包括RF连接器。在一些实例中，连接器可包括端子排。

在一些实例中，信号可包括功率信号。在一些实例中，功率信号包括CLASS2功率信号。

在一些实例中，信号可包括TCP/IP数据和功率信号。

在一些实例中，信号可包括5G信号。

在一些实例中，信号可包括无线数据。

在一些实例中，一个或多个装置可包括光可切换窗。在一些实例中，光可切换窗可包括电致变色窗。在一些实例中，光可切换窗可包括数字显示技术。

在一些实例中，中继线的至少一部分可安装在建筑物的外墙之中或之上。

在一些实例中，一个或多个装置可包括收发器、天线和/或转发器，并且其中一个或多个装置安装在建筑物的外部结构之中或之上。在一些实例中，外部结构可包括外墙。

在一些实例中，外部结构可包括屋顶。

在一些实例中，一个或多个装置可包括天线。

在一些实例中，一个或多个装置可安装在建筑物的窗之中或之上。

在一些实例中，一个或多个电路可包括收发器、天线和/或转发器。

在一些实例中，一个或多个电路可包括定向耦合器电路。

在一些实例中，一个或多个电路可包括偏置T电路。

下面将参考附图更详细地描述这些和其它特征和实施例。

附图说明

图1A-1D示出可与本公开一起使用的各种链路技术和拓扑。

图1E示出可提供用于与光可切换窗交互以及用于非窗目的的数据的数据通信***的实例。

图2A和2B示出根据一些实施例的用于建筑物的高带宽通信网络。

图3说明示出可存在于数字架构元件的某些实施方案中的组件的实例的框图。

图4说明根据一些实施例的在常规窗控制器的框图与窗控制器的框图之间的比较。

图5A至5D说明本公开设想的数字架构元件和相关元件的应用和用途的多个实例。

图6说明根据一些实施例的用于测量多个建筑物条件并且响应于测量的建筑物条件来控制多个建筑物***的建筑物操作参数的处理流程

图7说明根据实施方案的被配置成实行图6中说明的处理流程的一套功能模块的实例。

图8说明根据一些实施方案的数字架构元件的实例物理包装。

图9A-9C说明根据一些实施方案的用于高速网络基础设施的中继线的表示。

图10示出根据一些实施例的包括控制面板、中继线、引入线和数字架构元件的实例功率和数据分配***。

图11说明中继线电路的实例的示意性说明。

图12描绘被配置成承载来自控制面板的功率和数据的组合和/或将数据承载到控制面板的实例中继线的横截面。

图13示出具有通过引入线与包括定向耦合器和偏置三通电路的组合模块耦合的数字架构元件(DAE)的数据和功率分配***的一部分的实例。

图14说明根据一些实施例的可支持多种通信类型的DAE。

图15说明根据一些实施例的可并入DAE中或与其相关联的组件的***。

图16说明根据一些实施例的可并入数字架构元件中或与其相关联的组件的***的实例。

具体实施方式

以下详细描述出于描述所公开方面的目的而针对某些实施例或实施方案。然而，本文中的教导可以多种不同方式施加和实现。在以下详细描述中，参考附图。尽管以足够的细节描述所公开的实施方案以使得本领域技术人员能够实践这些实施方案，但是应理解，这些实例不是限制性的；可以使用其它实施方案，并且可以对所公开的实施方案进行改变而不脱离其精神和范围。此外，虽然所公开的实施例聚焦于电致变色窗(也被称为光可切换窗、可着色和智能窗)，但是本文中所公开的概念可适用于其它类型的可切换光装置，包括例如液晶装置和悬浮粒子装置等。举例来说，液晶装置或悬浮粒子装置而不是电致变色装置可并入一些或全部所公开的实施方案中。另外，除非另外指示，否则在适当时连词“或”在本文旨在包括性意义；例如，短语“A、B或C”旨在包括“A”、“B”、“C”、“A和B”、“B和C”、“A和C”和“A、B和C”的可能性。

企业通信/网络组件

在这些实施例中公开的窗***和相关联的组件可促进高带宽(例如，千兆比特)通信和相关联的数据处理。这些通信和数据处理可采用光可切换窗***组件，并且促进各种窗和非窗功能，如本文以及2018年4月25日提交的PCT专利申请第PCT/US18/29476号、2018年5月2日提交的美国专利申请第62/666,033号和2018年4月25日提交的PCT专利申请第PCT/US18/29406号中所描述的。光可切换窗***组件中的一些包括用于为窗转变供电的通信网络和功率分配***的组件，如在2016年11月30日提交的美国专利申请第15/365,685号中所描述的。

用于增强服务于光可切换窗的通信网络的功能的实例组件可包括：(1)具有高带宽切换和/或路由能力(例如，一千兆比特或更快的以太网交换机)的控制面板；(2)包括控制面板和在控制面板之间的高带宽链路(例如10千兆比特或更快的以太网能力)的主干；(3)具有传感器、显示驱动器和用于采用高数据速率处理的各种功能的逻辑的数字元件，数字元件被配置为例如数字墙接口或数字架构元件如数字竖框；(4)包括用于无线通信的访问点，例如Wi-Fi访问点的增强功能窗控制器；和(5)在控制面板与数字元件和/或增强功能窗控制器之间的高带宽数据通信链路，数据通信链路被配置为例如中继线或被配置成遵循至少部分与中继线的路径重叠的路径。

图1A-1D示出适用于为电致变色(EC)窗或其它类型的光可切换窗供电和控制它们的各种链路技术和拓扑。图1A呈现包括建筑物101(其包括多个EC窗)的***100的高度简化的俯视图。EC窗的子集通过EC窗功率和通信线连接到“控制面板”(CP)103。控制面板将在下文中更详细地描述。在所说明的实例中，三个建筑物的窗被分组为三个子集，每个子集连接到相应的CP 103，但是应理解，对于任何给定的建筑物，可设想少于或多于三个CP。在所说明的实例中，三个CP 103通过高带宽10Gbps主干可通信地耦合到外部网络105。

图1B说明与多个EC窗112接口的控制面板103的更详细的框图。在所说明的实例中，控制面板103包括主控制和功率模块104，以及网络控制器(NC)110。应理解，控制面板103可包括比所说明的更少或更多的NC 110。每个NC 110与两个或更多个窗控制器(WC)111竞争耦合，每个窗控制器111与相应的EC窗112相关联。

现在参考图1C和图1D，在某些实施例中，窗控制器111中的控制面板103之间的通信耦合可以中继线格式实现。非屏蔽双绞线(UTP)线和/或同轴电缆多媒体联盟(MoCA)数据传输协议的实施方案可集成到中继线***中，或者平行或独立于中继线延伸。如图1C所指示，例如，在中继线内提供能够使用MoCA传输数据的同轴电缆；即，同轴电缆在中继线架构内延伸。在图1D中，UTP***独立和平行于中继线***实现。在某些实施例中，UTP电缆并入中继线路径中。

虽然图1A至1D仅示出常规的窗控制器，但链路也可将数据传输提供给其它元件，如数字墙接口、增强功能窗控制器、数字架构元件等。图1E示出可提供用于与光可切换窗交互以及用于非窗目的的数据的数据通信***的实例。如所描绘，建筑物的通信***具有多个控制面板(CP)103，其中至少一个控制面板连接到外部网络105，如因特网，这可允许访问各种服务和/或内容，如基于云的服务和/或内容。每个控制面板103可含有用于向建筑物中的一个或多个窗控制器和/或其它装置以及主控制器或网络控制器递送功率的组件，如本文其它地方所描述。控制面板以及其组件的实例特征在2016年11月30日提交的美国专利申请第15/365,685号中提供，其先前以引用的方式并入。在所描绘的实施例中，每个控制面板103还具有高带宽数据通信交换机，如10千兆比特/秒(Gbps)的以太网交换机。

每个控制面板103经由适当的电缆线107链接到一个或多个其它控制面板，以创建数据网络主干。在某些实施例中，电缆线107包括双轴电缆线，其可在绝缘屏蔽层中采用铜导体。双轴电缆适用于几百英尺的通信距离。在某些实施例中，使用高带宽，例如2.5Gbps以及更高的同轴电缆。MoCA数据传输协议的当前和不断发展的实施方案都支持这一点。又另外，在一些情况下，特别是那些仅需要相对较短的链路的情况下，可使用非屏蔽双绞线电缆。某些实施例采用高带宽(例如，10Gbps或更高)的无线连接。这些实施例可采用多组抛物面天线和抛物面接收器。

可采用各种类型的数据传输线来提供控制面板103与建筑物中的目标装置(如建筑物中的光可切换窗和/或非窗装置)之间的数据通信。在所描绘的实施例中，数据传输线109和相关联的接口支持控制器网络协议，如控制器局域网(CAN)协议CAN 2.0。在所描绘的实施例中，传输线109和相关联的接口在常规窗控制器111与控制面板103中的其它类型的控制器之间提供数据通信。这类其它控制器的实例包括网络和主控制器。可采用数据传输线109来向可使用以控制器局域网的带宽限制提供的数据起作用的其它装置(未示出)提供通信。

另一类型的数据传输线为高带宽网络线113，如千兆比特以太网(GbE)线，其可为UTP线(如图所说明)或双轴线等。高带宽线113可在控制面板103与对于某些功能可需要高数据速率的一种或多种类型的装置之间提供数据链路。在所描绘的实施例中，这类装置包括数字墙接口115和增强功能窗控制器117，这两者均在本文其它地方描述。在一些实施方案中，增强功能窗控制器117连接到控制器网络(例如，控制器网络线/CAN总线109)和高带宽线113两者。

在所描绘的实施例中，高带宽数据传输可通过支持千兆比特以太网的非屏蔽双绞线和一条或多条同轴线119中的任一者或两者来提供。在一些实施例中，在一条或多条同轴线119上的数据传输可根据如由同轴电缆多媒体联盟(MoCA)颁布的协议，其在功能上将同轴电缆中的信道绑定到具有高带宽(例如，约1Gbps或更高)的单条组合线中，每个信道承载不同的频带。MoCA协议在本文其它地方描述。可使用其它链接技术(如无线)代替或补充UTP或同轴线。

如所描绘，顶部控制面板103服务于三个数字架构元件(在这种情况下为数字竖框121，其中一个连接到视频显示装置122)。可采用GbE UTP线113和同轴电缆119中的任一者或两者以在控制面板与数字架构元件之间提供高带宽数据通信。

图2A和2B示出根据一些实施例的用于建筑物的高带宽通信网络。在两个图中，与结合图1A-1E描述的CP 103可具有类似功能的控制面板被识别为标记为CP2或CP3的模块。在所说明的实例中，每个控制面板包括主控制器和/或网络控制器(MC/NC)、控制面板监测器(CPM)和通信网络交换机225a或225b。在某些实施例中，控制面板监测器具有在2016年11月30日提交的美国专利申请第15/365,685号中提出的一个或多个特征，其先前以引用的方式并入。在一些实施方案中，CP2网络交换机225a包括多个(例如，两个)小封装可插拔(SFP)收发器端口和多个(例如，四个)100Mb以太网端口。合适的网络交换机的一个实例为可购自加利福尼亚州圣何塞的思科***公司(Cisco Systems of San Jose，CA)的IE 2000交换机。SFP端口为用于光纤连接的插件。在某些实施例中，SFP端口中的一个或多个支持850nm光通信，或1310nm光通信或1550nm光通信。

在CP3控制面板中，网络交换机225b可容纳超出光可切换窗***所需的数据速率。由此，与仅专用于窗***的组件(例如，CP2)中提供的带宽相比，CP3开关225b可需要更多带宽。在某些实施例中，高带宽控制面板(例如，CP3)的高带宽交换机含有多个(例如，四个)SFP、多个(例如，八个)Gb以太网端口和多个(例如，八个)以太网供电(PoE)Gb以太网端口。在某些实施例中，每个端口可支持至少10Gb线。在某些实施例中，如果需要，那么交换机可被配置成聚合端口，以产生高达40Gb以太网端口。合适的网络交换机的一个实例为可购自加利福尼亚州圣何塞的思科***公司的IE 4000交换机。

用于高带宽电缆线的主干可穿过多层建筑物中的竖直立管套管向上定向。如果需要支持遍及建筑物的所有通信元件(例如，包括所有数字架构元件和所有墙接口)的高带宽通信，那么高带宽电缆线可在建筑物的一个或多个楼层上水平定向。举例来说，在核和壳建筑物中，初始建造可包括竖直立管套管，但不包括水平套管，其将稍后在建筑物有租户时安装。

在某些实施例中，具有高带宽能力的控制面板和相关联的链路一起用作网络主干。换句话说，主干中的每个组件都具有高带宽传输能力。如本文所用，除非另外指定，否则“高带宽”描述具有至少约0.5千兆比特/秒或更快的数据传输和/或数据处理能力的网络组件。在某些实施例中，数据传输网络包括10Gbps主干。

在某些实施例中，网络主干提供与位于具有主干的建筑物外部的另一网络的连接。在一个实例中，另一网络为广域网或仅仅为因特网。主干的组件可被设计或配置成用于云连接；例如，控制面板可包括用于连接到Comcast Business、Level 3 Communications等的组件。

如上文所指示，一些网络配置包括控制器网络组件，如窗控制器和控制面板中的CAN接口。另外，一些网络配置另外包括高带宽网络组件，如来自控制面板的以太网交换机和以太网线路。

如以上结合图1A-1E所述，控制器网络可为专用于控制光可切换窗的标准窗控制器(WC2)提供数据传输。另外，控制器网络可提供支持具有Wi-Fi访问点、蜂窝能力等的增强功能窗控制器(WC3)的数据传输。在某些实施例中，增强功能窗控制器连接到控制器网络总线，以发送和接收与控制分配给窗控制器的光可切换窗相关的数据。另外，增强功能窗控制器可连接到如千兆比特以太网线的高带宽线，以发送和接收与如Wi-Fi和/或蜂窝通信的非窗功能相关的数据。

在某些实施例中，增强功能窗控制器被部署在需要在建筑物内提供无线通信服务的位置。作为实例，可为每2500平方英尺的建筑物空间部署一个增强功能窗控制器；这可对应于每50线性英尺约一个增强功能窗控制器。更一般地，增强功能窗控制器可部署在建筑物中，使得相邻的控制器被隔开约30至100英尺之间的距离。在某些实施例中，相邻的增强功能窗控制器沿中继线隔开约四至十个IGU，例如，由大约每六个IGU隔开。

在某些实施例中，增强功能窗控制器经由来自中继线的引入线接收数据，如图1、2A和2B中所描绘的实例所说明和2016年11月30日提交的美国专利申请第15/365,685号中所讨论，其先前以引用的方式并入。中继线可用于承载数据传输电缆。来自中继线的引入线可用于将数据(和功率)从中继线提供给各个增强功能窗控制器。在替代实施例中，网络拓扑包括延伸到一个或多个增强功能窗控制器中的每一个的单独的数据线。

在某些实施例中，将数据从控制面板提供给增强功能窗控制器WC3(以及在某些实施例中为常规窗控制器WC2)的线为千兆比特以太网线，其可实施为非屏蔽双绞线(UTP)、双轴电缆等。在一些情况下，所有或许多增强功能窗控制器的数据完全经由千兆比特以太网UTP线生成。

在某些实施例中，提供给增强功能窗控制器WC3中的一个或多个发一些或全部数据经由高带宽同轴电缆提供。在一个实例中，同轴电缆和相关联的网络控制器被设计或配置成使用MoCA标准中的一个来传输数据，所述MoCA标准提供至少部分由有线TV行业设想的因特网协议族。如所提到的，在一些实施方案中，MoCA通过同轴电缆提供千兆比特以太网带宽。

MoCA协议包括被称为绑定的技术，以提供多个信道，每个信道的带宽有限，使得信道一起提供高得多的带宽。在一些实施方案中，绑定的信道中的每一个采用独特的频带，每个频带为约155kB。在一些实施方案中，为了提供千兆比特带宽，十六个同轴信道被聚合成千兆比特信道。如果需要的带宽少于千兆比特，那么需要绑定的通道更少。在一些情况下，不同的信道耦合到不同的端点，因此允许不同的频带。网络可将到不同的端点的流量分开，例如，允许实现虚拟网络。电缆盖可部署在同轴电缆上，以与额外的增强功能窗控制器连接。在一些实施例中，MoCA或类似的带宽可扩展方法允许建筑物基础设施添加和减少窗控制器，包括相对无缝的增强功能窗控制器。

在某些实施例中，从控制面板到一个或多个窗控制器和/或数字元件(例如，数字墙接口或数字架构元件)的中继线采用同轴线和非同轴线两者。举例来说，来自控制面板的线的第一部分为双轴或UTP线，而连接到第一部分的线的第二部分为被配置成使用例如MoCA协议的传输数据的同轴线。中继线的第一部分和第二部分两者都可被设计或配置成支持千兆比特传输速率。在某些实施例中，中继线的第一和第二部分使用T连接器连接。举例来说，双轴或UTP线从控制面板延伸，并且然后连接到同轴电缆(用于MoCA协议)，然后再延伸到最后一个窗控制器(常规或增强的)所在的终端。

在一些实施例中，同轴电缆被配置为中继线或并入其中。以这种方式，可根据需要沿中继线的长度对窗控制器和/或其它装置进行电缆引入。在一些情况下，不需要多余的线，每条中继线仅需要一根同轴电缆。在某些实施例中，高带宽数据通信线(同轴、UTP、双轴等)可遵循为例如功率递送所定义的中继线路径。如果需要，那么这类高带宽线可在建造期间安装，但仅在稍后使用，当安装数字元件时，假定它们稍后安装而不是在建筑物建造时安装)。

在一些实施例中，如图2B中所说明，用于建筑物的高带宽通信网络并入数字竖框221或其它增强功能数字架构元件。

建筑物元件上的多组件数字元件

如上文所指示，如本文所述的高带宽网络可包括具有健壮的感测和数据处理能力和/或一个或多个额外的特征(如，数据存储和/或用户接口能力)的多个数字元件。实现这些能力的组件在下文描述，并且在本文中通常可将被称为“传感器和其它***”组件或元件。数字元件的用途和功能也在下文描述。

如下文所解释，数字元件可以各种格式和外壳提供，根据目的的要求，允许将其安装在典型地为永久性元件的建筑物结构元件上和/或安装在建筑物的墙、楼层、天花板或屋顶上。在各种实施例中，数字元件的底盘或外壳在任何尺寸上都不大于约5米，或者在任何尺寸上不大于约3米。在各种实施例中，外壳为刚性的或半刚性的，并且包围元件的一些或全部组件。在一些情况下，外壳提供用于附接一个或多个组件(如扬声器、显示器、天线或传感器)的框架或支架。在一些实施例中，外壳提供对一个或多个端口或电缆(如用于附接到网络链路、视频显示器、移动电子装置、电池组充电器等的端口或电缆)的外部访问。

窗控制器网络和相关联的数字元件可在办公楼和其它类型的建筑物的建造中相对较早地安装。通常，将窗控制器网络安装在任何其它网络之前，例如，在用于其它建筑物功能的网络(例如建筑物管理***(BMS)、安全***、租户的信息技术(IT)***等)之前。

在不存在本发明教导的情况下，传感器和其它***元件在建造之后被设计成在建筑物的墙和天花板周围，并且因此安装、操作和维护成本可很高。在本公开的某些实施例中，高带宽窗网络和相关联的数字组件被早期安装，并且在建筑物的皮肤或织物中提供相关联的传感器和***配置(例如，结构性建筑物组件，特别是建筑物或房间的周边上的那些，如墙、隔墙、框架、梁、竖框、横梁等)。安装可在建筑物建造期间进行。安装的网络可利用窗网络的远程操作能力(例如，感测、数据传输、处理)来降低目前孤立的传感器和边缘网络技术的安装和操作成本。

关于操作成本，管理和操作孤立的传感器网络非常昂贵。在某些实施例中，高带宽建筑物网络和相关联的数字元件促进传感器和其它***配置的集中监测和操作，从而显著降低传感器网络的操作成本。

在某些实施例中，窗网络上的传感器安装在接近建筑物居住者花费时间的地方，从而改进传感器在提供居住者舒适度方面的有效性。如下文所讨论，如本文描述的连接到高带宽网络的数字元件可部署在遍及建筑物的各个位置。这类位置的实例包括办公室、大厅、中层楼、浴室、楼梯间、露台等中的建筑物结构元件。在这些位置中的任一个内，数字元件可被定位和/或取向为接近居住者位置，从而收集最适合于触发建筑物***以维持或增强居住者舒适度的方式起作用的环境数据。

在某些实施例中，高带宽窗网络的感测、数据处理和数据存储能力提供用于构建交互式应用程序或个人数字助理(如微软(Microsoft)的Cortana、苹果(Apple)的Siri、亚马逊(Amazon)的Alexa和谷歌(Google)的Google Home)的基础设施。这类应用程序和个人数字助理的实用性通过一系列传感器与建筑物居住者之间的直接交互来扩展。如下文更全面描述的，这类交互包括计算机视觉、分析、机器学习等。

数字架构元件

数字架构元件(DAE)可含有各种传感器、处理器(例如，微控制器)、网络接口和一个或多个***接口。DAE传感器的实例包括光传感器，任选地包括图像捕获传感器(如相机)、音频传感器(如音圈或麦克风)、空气质量传感器和接近传感器(例如某些IR和/或RF传感器)。网络接口可为高带宽接口，如千兆比特(或更快的)以太网接口。DAE***配置的实例包括视频显示监测器、附加扬声器、移动装置、电池组充电器等。***接口的实例包括标准蓝牙模块、端口如USB端口和网络端口等。另外或可替代地，端口包括用于第三方装置的各种专有端口中的任一个。

在某些实施例中，数字架构元件与为光可切换窗***(例如，窗上的显示器)提供的其它硬件和软件结合工作。在某些实施例中，数字架构元件包括窗控制器或其它控制器，如主控制器、网络控制器等。

在某些实施例中，数字架构元件包括一个或多个信号产生装置，如扬声器、光源(例如，和LED)、信标、天线(例如，Wi-Fi或蜂窝通信天线)等。在某些实施例中，数字架构元件包括储能组件和/或功率采集组件。举例来说，元件可含有一个或多个电池组或电容器作为储能装置。这类元件可另外包括光伏电池。在一个实例中，数字架构元件具有一个或多个用户接口组件(例如，麦克风或扬声器)和一个多个传感器(例如，接近传感器)，以及用于高带宽通信的网络接口。

在各种实施例中，数字架构元件被设计或配置成附接到建筑物的结构元件或以其它方式与其并置。在一些情况下，数字架构元件具有与和其相关联的结构元件融合的外观。举例来说，数字架构元件可具有与相关联的结构元件融合的形状、大小和颜色。在一些情况下，数字架构元件不容易被建筑物的居住者看到；例如，元件被完全或部分伪装。然而，这类元件可与如视频显示监测器、触摸屏、投影仪等的没有融合的其它组件接口。

数字架构元件可附接到的建筑物结构元件包括各种建筑物结构中的任一种。在某些实施例中，数字架构元件附接到的建筑物结构为在建筑物建造期间，在一些情况下在建筑物建造早期安装的结构。在某些实施例中，用于数字架构元件的建筑物结构元件为充当建筑物结构功能的元件。这类元件可为永久性的，即不容易从建筑物中移除。实例包括墙、隔墙(例如，办公室空间隔墙)、门、梁、楼梯、立面、模制件、竖框和横梁等。在各种实例中，建筑物结构元件位于建筑物或房间周边上。在一些情况下，数字架构元件被提供为附接到建筑物结构元件的单独的模块化单元或盒子。在一些情况下，数字架构元件被提供为建筑物结构元件的立面。举例来说，数字架构元件可提供为竖框、横梁或门的一部分的覆盖物。在一个实例中，数字架构元件被配置为竖框或设置在竖框之中或之上。如果将其附接到竖框，那么可将其螺栓在或以其它方式直接附接到竖框的刚性部件上。在某些实施例中，数字架构元件可卡扣到建筑物结构元件上。在某些实施例中，数字架构元件充当模制件，例如冠状模制件。在某些实施例中，数字架构元件为模块化的；即，其充当用于较大***(如，通信网络、功率分配网络和/或采用外部视频显示器和/或其它用户接口组件的计算***)的一部分的模块。

在一些实施例中，数字架构元件为被设计成部署在房间、楼层或建筑物中的一些但不是所有竖框上的数字竖框。在一些情况下，数字竖框以规则或周期性方式部署。例如，每六个竖框可部署一个数字竖框。

在某些实施例中，除了高带宽网络连接(端口、交换机、路由器等)和外壳之外，数字架构元件还包括多个以下数字和/或模拟组件：相机、接近或移动传感器、占用传感器、色温传感器、生物特征传感器、扬声器、麦克风、空气质量传感器、用于功率和/或数据连接的集线器、显示视频驱动器、Wi-Fi访问点、天线、经由信标或其它机制进行定位服务、电源、光源、处理器和/或辅助处理装置。

一个或多个相机可包括传感器和处理逻辑，用于对可见光、IR(参见下面的热成像仪的使用)或其它波长区域中的特征成像；各种分辨率都是可以的，包括HD或更高分辨率。

一个或多个接近或移动传感器可包括红外传感器，例如IR传感器。在一些实施例中，接近传感器为雷达或类似雷达的装置，其使用测距功能来检测距物体的距离以及物体之间的距离。雷达传感器还可用于经由检测居住者的生物特征功能，例如检测其不同的呼吸移动来区分间隔较近的居住者。当使用雷达或类似雷达的传感器时，当不受阻碍地或在数字架构元件的塑料盒后面设置时，可促进更好的操作。

一个或多个占用传感器可包括多像素热成像仪，其在配置有适当的计算机实现的算法时可用于检测和/或计数房间中居住者的数量。在一个实施例中，来自热成像仪或热相机的数据与来自雷达传感器的数据相关，以在进行的特定确定中提供更好的置信度水平。在实施例中，热成像仪测量可用于评估特定位置的其它热事件，例如，由打开的窗和门、入侵者的存在和/或火灾引起的空气流改变。

一个或多个色温传感器可用于分析特定位置中存在的照明频谱，并且提供可用于根据需要或期望实现照明改变的输出，例如，以改进居住者的健康或情绪。

一个或多个生物特征传感器(例如，用于指纹、视网膜或面部识别)可提供为独立传感器，或与另一传感器(如相机)集成。

一个或多个扬声器和相关联的功率放大器可作为数字架构元件的一部分被包括或与其分离。在一些实施例中，两个或更多个扬声器和一个放大器可共同地被配置为条形音箱；即含有多个扬声器的条形装置。装置可被设计或配置成提供高保真声音。

一个或多个麦克风和用于检测和处理声音的逻辑可提供为数字架构元件的一部分或与其分离。麦克风可被配置成检测内部或外部产生的声音中的一个或两个。在一个实施例中，声音的处理和分析由实施为一个或多个数字结构元件中的软件、固件或硬件的逻辑和/或由耦合到网络的一个或多个其它装置(例如耦合到网络的一个或多个控制器)中的逻辑执行。在一个实施例中，基于分析，逻辑被配置成自动调整一个或多个扬声器的声音输出，以掩蔽和/或消除声音、频率变化、回声和由一个或多个麦克风检测到的对建筑物内特定位置中存在的居住者产生负面影响(或潜在可产生负面影响)的其它因素。在一个实施例中，声音包含但不限于由以下产生的声音：室内机械、室内办公设备、室外建造、室外交通和/或飞机。

在实施例中，一个或多个麦克风定位在建筑物的窗上或旁边；在建筑物的天花板上；和/或或建筑物的其它内部结构。逻辑可以单数或阵列方式配置，以分析和确定建筑物中存在的内部声音的类型、强度、频谱、位置和/或方向。在一个实施例中，逻辑功能上连接到可在建筑物中使用的其它固定或移动网络连接的装置，例如装置如计算机、智能电话、平板电脑等，并且被配置成接收和分析来自这类装置的声音或相关信号。

在一个实施例中，逻辑被配置成测量和分析来自麦克风的信号中的实时延迟，以预测掩蔽或消除建筑物中特定位置处存在的不想要的外部和/或内部声音所需的声音的量和类型。在一个实施例中，逻辑被配置成检测不想要的外部和/或内部声音的水平和/或位置的改变，其中例如改变可由建筑物内外的物体和人的移动引起，并且基于改变动态调整掩蔽和/或消除声音的量。在一个实施例中，逻辑被配置成使用来自建筑物中的跟踪传感器的信号，并且根据信号，根据一个或多个居住者的存在和/或位置，使得建筑物中特定位置处的掩蔽和/或消除声音增加或减少。在一个实施例中，一个或多个扬声器被定位成产生基本上在不想要的声音的传播平面中(包括在水平面、竖直平面和/或两者的组合中)传播的掩蔽和/或消除声音。

在一个实施例中，逻辑包含被设计成的声学地映射建筑物的内部以定位办公室中的噪声源位置并且改进语音隐私的算法。在一个实施例中，在建筑物中安装扬声器和麦克风阵列之后，逻辑可用于执行声学扫描，以便使每个扬声器产生继而被每个麦克风检测到的声音。在一个实施例中，时间延迟、声音水平减小以及所检测到的声音中的频谱差异用于计算和映射扬声器、麦克风之间以及它们之间的有效声学距离。在一个实施例中，可从声学扫描获得建筑物地图内部的声学传递函数。利用这类声学地图和建筑物内一个或多个空间的一组传递函数，当在空间中产生的不想要的声音的源存在时，逻辑可做出适当的掩蔽和/或消除水平确定。当需要时，逻辑可调整扬声器产生的声音以校正某些吸收性表面的吸收，例如，可调整声音(其原本可为从软隔墙反弹回来的声音)以使声音再次变脆。空间的声学地图还可用于确定什么是直接声音什么是间接声音，并且调整掩蔽和/或消除声音的时间延迟，使得它们同时到达所需位置。

一个或多个空气质量传感器(任选地能够测量以下空气组分中的一种或多种：挥发性有机化合物(VOC)、二氧化碳温度、湿度)可与HVAC结合使用，以改进空气循环控制。

可提供用于一个或多个传感器、扬声器、麦克风等的功率和/或数据连接的一个或多个集线器。集线器可为USB集线器、蓝牙集线器等。集线器可包括一个或多个端口，如USB端口、高清多媒体接口(HDMI)端口等。可替代地或另外，元件可包括用于外部传感器、灯具、***配置(例如，相机、麦克风、一个或多个扬声器)、网络连接、电源等的连接器底座。

可提供用于与架构元件相关联的集成玻璃单元(IGU)上或附近的显示器(例如，透明OLED装置)的一个或多个视频驱动器。驱动器可为有线的或光耦合的；例如，通过光传输将光信号发射到窗中；参见，例如，可切换布拉格光栅，其包括具有光引擎和透镜的显示器，所述显示器聚焦在穿过玻璃传输并且垂直于视线传播的玻璃波导上。

一个或多个Wi-Fi访问点和一个或多个天线，它们可为Wi-Fi访问点的一部分或服务于不同的目的。在某些实施例中，架构元件本身或覆盖全部或一部分架构元件的面板充当天线。可采用各种方法来隔离架构元件并且使其定向传输或接收。可替代地，可采用预制天线或窗天线，如在2017年5月4日提交的PCT专利申请第PCT/US17/31106号中所述，其以全文引用的方式并入本文中。

可提供一个或多个电源，如储能装置(例如，可充电电池组或电容器)等。在一些实施方案中，包括功率采集装置；例如，光伏电池或电池板。这允许装置为独立的或部分独立的。光采集装置可为透明的或不透明的，这取决于它附接的位置。举例来说，光伏电池可附接到数字竖框的外部，并且部分或完全覆盖数字竖框的外部，而透明光伏电池可覆盖数字架构元件上的显示器或用户接口(例如，刻度盘、按钮等)。

一个或多个光源(例如，发光二极管)配置有处理器以在某些条件下发光，在装置激活时这类发出信号。

一个或多个处理器可被配置成提供各种嵌入式或非嵌入式应用。处理器可为微控制器。在某些实施例中，处理器为具有存储器的低功率移动计算单元(MCU)，并且被配置成运行托管应用程序和数据的轻量级安全操作***。在某些实施例中，处理器为嵌入式***、片上***或扩展。

一个或多个辅助处理装置，如图形处理单元，或均衡器或其它音频处理装置被配置成解释音频信号。

数字架构元件或与数字架构元件相关联的建筑物结构元件可以具有一个或多个天线。这些可在元件的表面上或在元件的内部预先建造并且附接到或嵌入元件中。可替代地或另外，天线可被配置成使得数字架构元件或建筑物结构元件的结构充当天线组件。举例来说，竖框的导电金属片可充当天线元件或接地平面。在一些实施例中，数字架构元件或建筑物结构元件的一部分被移除(或添加)，使得其余部分充当调谐天线元件。举例来说，可冲压出竖框的一部分以提供调谐天线元件。通过将同轴电缆或其它电缆附接到元件和RF传输器或接收器，建筑物结构元件和/或相关联的数字架构元件可充当天线元件。天线组件可被设计成具有例如与RF传输器的阻抗匹配的阻抗(例如，约50欧姆)。

根据建造，天线元件可为Wi-Fi天线、蓝牙天线、蜂窝通信天线等。在某些实施例中，天线在电磁频谱的射频部分中传输和/或接收。天线可为片状天线、单极天线、偶极天线等。其可被配置成在任何适当的波长范围内传输或接收电磁信号。可在光可切换窗***中采用的天线组件的实例描述于2017年5月4日提交的PCT专利申请第PCT/US17/31106号中，其先前以全文引用的方式并入本文中。

在各种实施例中，数字架构元件的相机被配置成捕获电磁频谱的可见部分中的图像。在一些情况下，相机提供至少约720p或至少约1080p的高分辨率(例如，高清晰度)的图像。在某些情况下，相机还可捕获具有关于可见范围之外的波长强度的信息的图像。举例来说，相机可以能够捕获红外信号。在某些实施方案中，数字架构元件包括近红外装置，如前视红外(FLIR)相机或近红外(NIR)相机。合适的红外相机的实例包括俄勒冈州威尔逊维尔市的菲力尔***公司(FLIR Systems，of Wilsonville，OR)的Boson^TM或Lepton^TM。这类红外相机可用于增加数字架构元件中的可见相机。

在某些实施例中，相机可被配置成映射房间的热签名，使得其可充当具有三维感知的温度传感器。在一些实施方案中，数字架构元件中的这类相机使得能够进行占用检测，增加可见相机以促进检测人而不是热墙，提供太阳能加热的定量测量(例如，对楼层或书桌成像，并且看到太阳实际照射的是什么)等。

在某些实施例中，扬声器、麦克风和相关联的逻辑被配置成使用声学信息来表征空气质量或空气条件。作为实例，算法可发出超声脉冲，并且检测返回到麦克风的传输和/或反射脉冲。算法可被配置成分析检测到的声学信号，有时使用传输的与接收的差分音频信号进行分析，以确定空气密度、颗粒偏转等以表征空气质量。

图3说明示出可存在于数字架构元件(DAE)的某些实施方案中的组件的实例的框图。在所说明的实例中，布置300包括DAE 330和计算机或处理器340。计算机处理器340连接到外部网络，如因特网，和任选的基于云的内容和/或服务提供商。连接可包括适当的调制解调器、路由器或交换机，并且可包括高带宽主干，如上文所述的10G主干。在此实例中，计算机或处理器340还经由HDMI链路连接到视频显示器309。另外，计算机340连接到端口311(USB、Wi-Fi、蓝牙或其它端口)，以使额外的内部或外部资源可用于DAE 330。如上文所指示，DAE可包括各种传感器和***元件。在图3中所说明的实例中，DAE 330包括扬声器317、麦克风319和各种传感器321。这些组件中的任一个或多个可经由端口311耦合到计算机或处理器340。

在所说明的实例中，均衡器313可被配置成提供音质控制以针对房间的声学进行调整。在一些情况下，均衡器313使用例如实时的时间延迟反射测量法来促进室内声学的调整。均衡器和相关联的组件从而可补偿由声波与房间内或以其它方式与居住者非常接近的物品之间的交互所产生的不想要的音频伪像。在某些实施例中，信号脉冲由与数字架构元件相关联的扬声器产生，并且一个或多个麦克风直接拾取脉冲，并且被房间中的物品反射和衰减。基于发出和检测脉冲之间的时间延迟以及检测到的脉冲的音调质量，***可推断房间边界等。在某些实施例中，用户的智能手机另外使得能够针对房间中各个位置的声学环境优化扬声器输出。在设置模式期间，启用电话的用户可在房间周围移动，并且使用电话来检测声学响应。基于位置和检测到的声学响应，数字架构元件可确定如何优化扬声器输出。在映射房间的声学剖面之后，对数字架构元件进行编程以根据各种因素(如用户在房间中的位置)调谐其扬声器输出。在一些实施例中，元件可使用多种接近技术中的任一种来检测用户位置，如在2017年5月4日提交的PCT专利申请第PCT/US17/31106中描述的那些号，其先前以全文引用的方式并入本文中。

数字墙接口

本公开的某些方面涉及数字墙接口，其含有在数字架构元件中使用的一些或全部组件，并且数字墙接口被配置成包括被设计用于安装在部分或全部建造的建筑物的墙或门上的底盘或外壳。墙接口可被建造成提供用户容易看到的用户接口。它可具有相对较小的占地面积(例如，至多约500平方英寸的面向用户的表面积)，并且可为圆形或多边形的。在某些实施例中，数字墙接口为近似平板形状和大小的。

在某些实施例中，数字墙接口具有与数字架构元件相同或类似的特征，但是它其壁装式装置。举例来说，数字墙接口可包括如针对数字架构元件所描述的传感器和***元件。另外，这类元件可被包括在杆或类似的底盘中。

在各种实施例中，随着建筑物的建造，建筑物提供有数字架构元件，而在建筑物建造完成或接近完成之后，将数字墙接口安装在建筑物中。在一种建筑物建造方法中，在基本建筑物结构-墙、隔墙、门、竖框和横梁等-的建造期间安装多个数字架构元件，而在例如由租户占用之前不久或占用时安装一个或多个数字墙接口。当然，一旦安装，数字墙接口和数字架构元件就可结合工作，例如作为网状网络的一部分、通过共享感测的结果、通过共享分析和控制逻辑等。

在许多实施例中，数字墙接口包括被配置成提供用户接口和任选的触敏接口的内置显示器。在一些但不是全部实施例中，数字架构元件不包括显示器或触摸接口。应注意，在一些实施例中，数字架构元件不包括内置显示器，但是具有相关联的显示器，例如，通过HDMI电缆连接到元件的显示器或被配置成投影由元件控制的视频的投影仪。类似地，数字墙接口可被配置成与如窗显示器或投影显示器的单独的显示器一起工作。

尽管本文中关于数字装置的使用、组件和功能的许多讨论使用数字架构元件作为实例，但在大多数情况下，数字墙接口可服务于类似或相同的目的。因此，除非讨论集中在数字装置所附接或与其相关联的建筑物结构元件上，否则讨论同样适用于数字墙接口和数字架构元件。

增强功能窗控制器(WC3)

如上所述，在某些实施例中，增强功能窗控制器(WC3)可包括Wi-Fi访问点，并且任选地还具有蜂窝通信能力。其通常被配置成连接到多个网络(例如，CAN总线和以太网)。

在一些实施例中，增强功能窗控制器可具有如本文以上所述的基本结构和功能，但是具有添加的千兆比特以太网接口和具有增强计算能力的处理器。与更常规的窗控制器一样，增强功能窗控制器可具有CAN总线接口或类似的控制器网络。在一些实施例中，控制器具有视频能力和/或可包括在2016年10月6日提交的美国专利申请第15/287,646，号中描述的特征，其以全文引用的方式并入本文中。

在某些实施例中，增强功能窗控制器被实现为具有以下的模块：(i)具有足够高的处理功率以处置视频和需要显著处理功率的其它功能的处理器，(ii)以太网连接，(iii)任选的视频处理能力，(iv)任选的Wi-Fi访问点或其它无线通信能力等。此模块可附接到具有其它更常规的窗控制器功能的基板，如功率放大器或与环形传感器一起使用的另一基板。所得装置可用于控制光可切换窗，或其可简单地用于提供无线通信、视频和/或不一定与控制光可切换窗的状态相关联的其它功能。

在某些实施例中，增强功能窗控制器通过CAN总线或类似的控制器网络协议来提供、控制、警报等，如同本文所述的常规窗控制器一样，但是它另外提供视频、Wi-Fi和/或其它多余的功能。

图4说明根据一些实施方案的在WC2的框图(细节A)与WC3的框图(细节B)之间的比较。WC2框图为常规窗控制器的实例，如可购自加利福尼亚州米尔皮塔斯的维尤公司(View，Inc.of Milpitas，CA)的窗控制器。所描绘的组件中的一些包括至少一个电压调节器441、控制器网络接口、CAN 442处理单元(微控制器)443以及各种端口和连接器。这些组件和实例架构中的一些描述于2012年4月17日提交的美国专利申请第13/449,251号和2016年10月26日提交的美国专利申请第15/334,835号中，将以全文引用的方式并入本文中。

细节B描绘增强功能窗控制器WC3的实例。在所描绘的实施例中，常规窗控制器(WC2)和增强功能窗控制器(WC3)具有类似的架构和一些共同的组件。增强功能窗控制器WC3具有强能力微控制器453、千兆比特以太网接口454、无线(例如Wi-Fi、Bluretooth或蜂窝)接口455和任选的MoCA接口456。千兆比特以太网接口可为常规非屏蔽双绞线(例如，UTP/CAT5-6)接口和/或MoCA(同轴电缆上的GbE)接口。在某些实施例中，经由常规RJ45模块化连接器(插孔)连接到增强功能窗控制器。在支持MoCA的某些实施例中，控制器包括为插孔供电的独立适配器。作为实例，这类适配器可为Actiontec(加利福尼亚州森尼维耳市的迈智微电子有限公司(Actiontec Electronics，Inc.of Sunnyvale，CA)适配器，如ECB6250MoCA 2.5网络适配器，例如，提供高达约2.5Gbps的数据通信速度的适配器。

应用和用途

图5A至5D说明本公开设想的数字架构元件和相关元件的应用和用途的多个实例。应理解，本文所述的网络和高带宽主干可用于各种功能，其中一些与控制窗无关。一种这类功能是为租户或其它建筑物居住者、在建筑物建造期间现场的建造人员等提供因特网、局域网和/或计算服务。在建造期间，由主干和数字元件提供的网络和计算资源可不仅仅用于调试窗。举例来说，它们可用于提供架构信息、建造指令等。以这种方式，建造人员已准备好经由高带宽的现场网络访问所需的建造信息。

在一些情况下，如本文所述的由网络和计算基础设施提供的网络、通信和/或计算服务用于多租户建筑物或共享工作空间中，如由WeWork.com提供的那些。举例来说，共享工作空间建筑物仅需要根据需要提供临时连接和处理功率。如本文所述的建筑物网络提供对特定建筑物位置的集中控制和计算资源的灵活分配。此灵活性允许将不同的资源分配给不同的租户。

来自数字元件(例如，数字墙接口或数字架构元件)中的传感器的读数可提供关于数字架构元件附近的环境的信息。这类传感器的实例包括用于温度、湿度、挥发性有机化合物(VOC)、二氧化碳、灰尘、光水平、眩光和色温中的任一个或多个的传感器。在某些实施例中，来自一个或多个这类传感器的读数被输入到一种算法中，所述算法确定其它建筑物***应采取的动作来抵消所测量的读数的偏差，以使这些读数达到居住者的舒适度或建筑效率的目标值，这取决于居住者存在的背景指标和其它信号。

在某些实施例中，数字元件可提供在建筑物的屋顶上，任选地与天空传感器或环形传感器并置，如在2017年5月4日公布的美国专利申请公开第2017/0122802号中描述的。这类元件可配备有本文中其它地方提出的用于数字架构元件的一些或全部特征。实例包括传感器、天线、无线电、雷达、空气质量检测器等。在一些实施方案中，屋顶或其它建筑物外部位置上的数字元件提供关于空气质量的信息；以这种方式，数字元件可提供关于内部和外部的空气质量的信息。这允许使用全套信息来做出关于窗色调状态和其它环境条件的决定(例如，当建筑物外部的条件不健康(或至少比其内部更差)时，可做出禁止从外部排放空气的决定)。

在一些情况下，建筑物区域中的环境光或人造光的光水平、眩光、色温和/或其它特征用于做出关于是否改变电致变色装置的色调状态的决定。在某些实施例中，这些决定采用一种或多种算法或分析，如在2016年11月9日提交的美国专利申请第15/347,677号和2018年1月4日提交的美国专利申请第15/742,015号(国家阶段申请)中所述，其以全文引用的方式并入本文中。在一个实例中，通过使用太阳能计算器和/或反射模型结合用于解释来自数字架构元件的传感器的光信息的算法来做出着色决定。在一些情况下，算法可使用关于居住者的存在、其数量和/或其位置的信息(可用数字架构元件获得的数据)来帮助做出关于是否给窗着色和应选择什么色调状态的决定。在一些情况下，为了确定适当的色调状态，使用数字架构元件来代替或结合天空传感器，如在2016年10月6日提交的美国专利申请第15/287,646号中所描述的，并且其先前以全文引用的方式并入本文中。

作为色调和眩光控制的实例，数字元件中的传感器可提供关于房间或建筑物的其它部分中的局部光、温度、颜色、眩光等的反馈。然后，与数字元件相关联的逻辑可确定应当在房间或建筑物的一部分中改变光强度、方向、颜色等，并且还可确定如何实现这类改变。为了用户的舒适度(例如，减少用户工作空间处的眩光、增加对比度或为敏感用户校正颜色配置文件)或隐私或安全，可需要进行改变。假设逻辑确定改变为必需的，那么其可发送指令来改变一个或多个照明或太阳能组件，如光可切换窗色调状态、显示装置输出、切换的粒子装置膜状态(例如，透明、半透明、不透明)、到表面上的投射光、人造光输出(颜色、强度、方向等)等。所有这类决定都可在有或没有建筑物范围色调状态处理逻辑的帮助下做出，如在2016年11月9日提交的美国专利申请第15/347,677号和2018年1月4日提交的美国专利申请第15/742,015号(国家阶段申请)中所描述的，其先前以全文引用的方式并入本文中。

建筑物中的数字架构元件的阵列可形成网状边缘访问网络，使得在建筑物居住者与建筑物或建筑物中的机器之间能够进行交互。当配备有适当的网络接口时，数字架构元件和/或数字墙接口和/或增强功能窗控制器可用作数字计算网状网络节点，以在建筑物结构元件(例如竖框)内为环境计算处理提供连接、通信、应用程序实行等。它可以与建筑物中的网状网络设置中的边缘传感器节点类似或相同的方式被供电、监测和控制。它可用作其它传感器节点的网关。

本公开设想的用于高带宽窗网络和相关联的数字元件的功能或用途的非穷举列表包括：(a)扬声器电话-数字墙接口或数字架构元件可被配置成提供扬声器电话的所有功能；(b)空间的个性化-可存储居住者的偏好和/或角色，并且然后在居住者所在的特定位置实现。在一些情况下，当用户在特定位置处时，偏好和/或角色仅为暂时实现的。在一些情况下，只要为居住者分配工作空间或生活空间，偏好和/或角色仍然有效；(c)安全-跟踪资产、识别在指定位置中未经授权存在的人员、锁上门、着色窗、未着色窗、声音警报等；(d)控制HVAC、空气质量；(e)与居住者通信，包括在紧急情况期间居住者的公共地址通知；消息可经由数字元件中的扬声器通信；(f)使用实时视频的居住者之间的协作；(g)噪声消除-例如，麦克风检测到白噪声并且条形音箱消除白噪声；(h)连接到、流式传输或以其它方式递送视频或其它媒体内容，如电视；(i)增强个人数字助理，如亚马逊的Alexa、微软的Cortana、谷歌的Google Home、苹果的Siri和/或其它个人数字助理；(j)通过例如相机和相关联的图像分析逻辑实现的面部或其它生物特征识别-确定房间中人的身份，而不仅仅是计数人数；(k)检测颜色-与房间照明和窗色调状态的颜色平衡；(l)检测和/或调整当地环境条件。可使用一种或多种以下类型的感测条件来确定条件，例如：温度和湿度、挥发性有机化合物(VOC)、CO₂、灰尘、烟雾和照明(光水平、眩光、色温)。

计算***和存储器装置

本发明所公开的逻辑和计算处理资源可如本文所述在如数字墙接口或数字架构元件的数字元件内提供，和/或其可经由网络连接提供给远程位置，如使用相同或类似的资源和服务的另一建筑物、因特网上的服务器、基于云的资源等。

本文公开的某些实施例涉及用于产生和/或使用建筑物功能的***，如前述“应用和用途”部分中描述的用途。用于执行功能和用途的编程或配置的***可被配置成(i)接收输入，如表征建筑物内的条件、占用细节和/或外部环境条件的传感器数据，和(ii)实行确定这类条件或细节对建筑物环境的影响的指令，并且任选地采取动作来维持或改变建筑物环境。

具有各种计算机架构中的任一种的许多类型的计算***可被用作用于实现本文描述的功能和用途的所公开的***。举例来说，***可包括在一个或多个通用处理器或专门设计的处理器(如，可编程逻辑装置(例如，现场可编程门阵列(FPGA)))上实行的软件组件。另外，***可在单个装置上实现或跨越多个装置分配。计算元件的功能可彼此合并或另外分成多个子模块。在某些实施例中，计算***含有微控制器。在某些实施例中，计算***含有通用微处理器。通常，计算***被配置成运行操作***和一个或多个应用程序。

在一些实施例中，用于执行本文描述的功能或用途的代码可以可存储在非挥发性存储媒体(如，光盘、闪存装置、移动硬盘等)中的软件元件的形式来实施。在一个层次上，软件元件被实现为由程序员/开发人员准备的一组命令。然而，可由计算机硬件实行的模块软件为使用选自设计到硬件处理器中的特定机器语言指令集或“本机指令”的“机器代码”提交给存储器的可实行代码。机器语言指令集或本机指令集为一个或多个硬件处理器已知的，并且基本上内置于其中。这是***和应用程序软件与硬件处理器进行通信的“语言”。每个本机指令都为由处理架构识别的离散代码，并且可指定算术、寻址或控制函数的特定寄存器；特定存储器位置或偏移量；和用于解释操作数的特定寻址模式。更复杂的操作可通过组合这些简单的本机指令来建立，所述指令可依次实行，或另外由控制流指令来指导。

可实行软件指令和硬件处理器之间的相互关系为结构性的。换句话说，指令本身为一系列符号或数值。它们本质上不传达任何信息。处理器通过设计已被预先配置成解释符号/数字值，从而赋予指令以含义。

本文中使用的算法可被配置成在单个位置的单个机器上、在单个位置的多个机器上或在多个位置的多个机器上实行。当采用多个机器时，可针对其特定任务定制各个机器。举例来说，可在大型和/或固定机器上实现需要大代码块和/或显著处理能力的操作。

另外，某些实施例涉及有形和/或非暂时性计算机可读媒体或计算机程序产品，其包括用于执行各种计算机实现的操作的程序指令和/或数据(包括数据结构)。计算机可读媒体的实例包括但不限于半导体存储器装置、相变装置、如磁盘驱动器的磁性媒体、磁带、如CD的光学媒体、磁光媒体以及专门被配置成存储和执行程序指令的硬件装置，如只读存储器装置(ROM)和随机存取存储器(RAM)。计算机可读媒体可由最终用户直接控制，或媒体可由最终用户间接控制。直接控制的媒体的实例包括位于用户设施处的媒体和/或不与其它实体共享的媒体。间接控制的媒体的实例包括用户可经由外部网络和/或经由提供共享资源(如“云”)的服务间接访问的媒体。程序指令的实例包括如由编译器产生的机器代码和含有可由计算机使用解释器实行的高级代码的文件。

在公开的方法和装置中采用的数据或信息以数字格式提供。这类数据或信息可包括传感器数据、建筑物架构信息、楼层平面图、操作或环境条件、时间表等。如本文所用，以数字格式提供的数据或其它信息可用于在机器上存储和在机器之间传输。常规上，数据可以比特和/或字节的形式存储在各种数据结构、列表、数据库等中。数据可以电子、光学等方式实施。

在某些实施例中，用于实现本文描述的功能和用途的算法可被视为与用户和***软件接口的应用程序软件的形式。***软件典型地与计算机硬件和相关联的存储器接口。在某些实施例中，***软件包括操作***软件和/或固件，以及安装在***中的任何中间件和驱动器。***软件提供计算机的基本非任务特定的功能。相反，模块和其它应用程序软件用于完成特定任务。模块的每个本机指令都存储在存储器装置中，并且由数值表示。

集成环境监测和控制

如上文所述，本发明所公开的技术设想能够收集与建筑物的内部和/或外部的环境、占用和安全条件相关的丰富数据集的数字架构元件(DAE)网络。数字架构元件可包括光可切换窗和/或竖框或与光可切换窗相关联的其它架构特征。有利地，数字架构元件可广泛地分配在遍及至少全部或大部分建筑物周边。结果，收集的数据可提供与建筑物的大部分或全部内部和/或外部相关联的环境、占用和安全条件的高度精细的详细表示。举例来说，建筑物的许多或所有窗可包括数字架构元件或与其相关联，所述数字架构元件包括一组传感器如光传感器和/或相机(可见光和/或IR)、声学传感器如麦克风阵列、温度和湿度传感器以及检测VOC、CO2、一氧化碳(CO)和/或灰尘的空气质量传感器。

在一些实施方案中，设想包括机器学***可由光传感器相机和/或声学传感器来确定，并且可在占用水平的特定改变与HVAC功能的期望改变之间进行关联。举例来说，增加的占用水平可与增加气流和/或降低恒温器设置的需求相关。作为另外的实例，来自检测灰尘水平的空气质量传感器的数据可与执行建筑物维护或从内部空间引入或排除外部空气的需要相关。举例来说，在一个用例场景中，观察到当居住者在房间中移动时，房间中的灰尘水平上升，而当居住者坐着时，灰尘水平下降。在这类场景中，可做出楼层覆盖物需要维修(擦拭、吸尘)的确定。在另一种用例场景中，当打开窗时，可观察到测量的内部空气质量(i)改进或(ii)降低。在(i)的情况下，可确定应维修HVAC***的空气循环管道或过滤器。在(ii)的情况下，可确定外部空气质量差，并且应优先将建筑物的窗维持在关闭位置。在又一个用例场景中，可在会议室中的居住者数量与门和/或窗是打开还是关闭之间与Co2水平和/或Co2水平的改变率建立关联。

更一般地，本发明技术设想测量多个“建筑物条件”，并且响应于测量的建筑物条件来控制多个“建筑物***”的“建筑物操作参数”，如图6所说明。如本文所用，“建筑物条件”可指代建筑物或建筑物的一部分中的物理的、可测量的条件。实例包括温度、空气流速、光通量和颜色、占用率、空气质量和组合物(颗粒计数、二氧化碳、一氧化碳的气体浓度、水(即湿度))。如本文所用，“建筑物***”可指代可控制或调整建筑物操作参数的***。实例包括HVAC***、照明***、安全***、窗光学条件控制***。建筑物操作参数可指代可由一个或多个建筑物***控制以调整或控制建筑物条件的参数。实例包括来自或去往加热器或空调的热通量、来自房间中的窗或照明的热通量、穿过房间的空气流和来自穿过光可切换窗的人造光或自然光的光通量。

仍然参考图6，方法600可包括在框610中从多个传感器收集输入。传感器中的一些或全部可设置在相应的窗和/或与窗和/或数字墙接口相关联的相应的数字架构元件上或与其相关联。传感器可包括例如可见光和/或IR光传感器或相机、声学传感器、温度和湿度传感器以及空气质量传感器。应理解，收集的输入可表示在时间上和空间上不同的各种环境条件测量。在一些实施方案中，至少一些输入可包括传感器的组合。举例来说，可设想专门用于CO₂、CO、灰尘和/或烟雾的相应测量的单独传感器，并且可分析来自单独传感器的输入的组合(框620)以确定空气质量控制。作为另外的实例，可分析从分别测量光学和声学信号的单独传感器收集的与房间中的占用水平的确定相关的输入(框620)。作为又一个实例，可几乎同时从空间分配的传感器接收输入。举例来说，传感器可相对于给定房间在空间上分配，或者在建筑物的多个房间和/或楼层之间分配。

在一些实施方案中，在框620处对测量数据的分析可考虑不一定从传感器获得的某些“背景信息”。如本文所用的背景信息可包括一天中的时间和一年中的时间，以及当地天气和/或气候信息，以及关于建筑物布局的信息和建筑物各个部分的使用参数。背景信息可最初由用户(例如，建筑物管理员)输入，并且不时地手动和/或自动更新。使用参数的实例可包括建筑物的操作时间表，以及建筑物的各个房间或较大部分(例如，楼层)的预期和/或准许/授权的使用的标识。举例来说，账单的某些部分可被识别为大厅空间、餐馆/自助餐厅空间、会议室、开放式计划区域、私人办公空间等。框630，背景信息可用于确定是否或如何修改建筑物操作参数，并且还用于传感器的校准和任选的调整。举例来说，基于背景信息，可任选地在建筑物的某些部分中禁用某些传感器，以便满足居住者的隐私期望。作为另外的实例，与期望具有较少居住者的房间(例如，私人办公室)的传感器相比，可有利地以不同的方式校准或调整用于其中可预期聚集相当多的人的房间(例如，礼堂)的传感器。

在框620处的分析的目的可为确定特定的建筑物条件存在或可被预测为存在。作为简单的实例，分析可包括将如光通量或温度测量的传感器读数与阈值进行比较。作为另外的更复杂的实例，当房间中的占用负荷经历改变时(例如，由于会议室中的会议召开或休会)，在框620处的分析可首先直接识别由于来自与房间相关联的声学和/或光学传感器的输入而引起的改变；其次，分析可预测由于占用负荷的改变而引起的可预期改变的环境参数。举例来说，占用负荷的增加可预期导致环境温度升高和CO₂水平升高。有利地，在框620处的分析可在周期性或连续的基础上使用可使用例如机器学习技术随时间推移改进的模型或其它算法自动执行。在一些实施方案中，分析可不明确地识别特定的建筑物条件(或条件的组合)以便确定应调整建筑物操作参数。

再次参考框630，可基于分析框620的结果来做出是否或如何修改建筑物操作参数的确定。根据确定，建筑物条件可或可不改变。当确定不修改建筑物操作参数时，方法可返回到框610。当确定修改操作参数的账单时，出于例如改进居住者舒适度或安全性和/或降低操作成本和能量消耗的目的，在框640处可调整一个或多个建筑物条件。举例来说，在被确定为未被占用的房间中，可将光和/或HVAC服务设置为低功率条件。作为另外的实例，可做出已经出现需要建筑物的管理、维护或安全人员注意的故障或问题的确定。

可在反应式和/或先应式的基础上做出确定。举例来说，确定可对测量的参数的改变做出反应，例如，当测量环境CO₂升高时，可做出增加HVAC流速的确定。可替代地或另外，可在先应式的基础上做出确定，即，可在实际测量改变之前在预测环境改变的情况下来调整建筑物操作参数。例如，无论是否测量到环境CO₂或温度的对应升高，观察到的占用负荷的改变可导致决定增加HVAC流速。

在一些实施方案中，确定可涉及与HVAC相关联的建筑物操作参数(例如，空气流速和温度设置)，其可基于测量的温度、CO₂水平、湿度和/或局部占用在一个或多个位置中被控制。在一些实施方案中，确定可涉及与建筑物安全性相关联的建筑物操作参数。举例来说，响应于异常的传感器读数，可引起触发安全***警报，可锁定或解锁选择的门和窗，和/或可改变所有或一些窗的色调状态。与安全性相关的建筑物条件的实例包括检测破碎的窗、检测控制的区域中的未授权人员以及检测设备、工具、电子装置或其它资产从一个位置到另一位置的未授权移动。

其它类型的与安全性相关的建筑物条件信息可包括与建筑物外部和/或内部的声音的检测的发生的检测相关的信息。在一个实施例中，分析检测到的声音的声音类型。在一些实施例中，分析为经由一个或多个数字结构元件的硬件、固件或软件，或建筑物中的其它地方，或甚至在场外启动。在一些实施例中，建筑物外部或内部的声音导致沉积在电致变色窗的窗玻璃上的导电层振动，所述振动引起导电层之间的电容改变，并且电容改变被转换成声音的信号指示。因此，本发明的一些窗可固有地提供声音和/或振动传感器的功能，然而，在其它实施例中，声音和/或振动传感器功能可由已经添加到具有或不具有导电层的窗的传感器来提供，和/或由以数字结构元件实现的一个或多个传感器来提供。

在一个实施例中，可通过分析声音和或振动传感器中的不同传感器经历的声音幅度和/或声音时间延迟的差异来确定声音的起源位置。检测并且然后分析的声音类型包括但不限于：破窗声音、话音(例如，授权或未授权进入某些区域的人的话音)、由(人、机器、气流的)移动引起的声音和由***发射引起的声音。在一个实施例中，根据检测到的声音的类型，由建筑物内的一个或多个***启动一个或多个适当的安全性或其它动作。举例来说，在确定***已经在建筑物外部或内部的位置处发射时，建筑物管理***进行自动911呼叫以将紧急响应者召集到所述位置。

在建筑物内部由***产生声音的情况下，知道声音的精确位置(例如，房间、楼层和建筑物信息)以及产生声音的射击者对于恰当的紧急响应为至关重要的。然而，在具有大型开放空间楼层平面图和/或走廊的建筑物中，需要参考特定建筑物的楼层平面图的文本位置信息可延迟响应。在一个实施例中，提供视觉位置信息，而不是仅提供文本位置信息。声音的视觉位置信息可由安装的相机***提供(如果这样装备的话)，但在一个实施例中，由使得确定为最接近由***或射击者产生的声音的一个或多个窗的色调状态改变为独特的色调状态来提供。举例来说，在一个实施例中，在感测到感兴趣的声音时，使得最接近感兴趣的声音的可着色窗的色调改变为比远离声音的窗的色调更暗的色调，或相反亦然。以这种方式，如果响应者不能够快速能够定位特定建筑物的特定楼层上的特定房间，那么他们可以能够通过视觉上寻找明显被着色为比其它窗更暗或更亮的窗来这样做。

在一个实施例中，与特定声音相关联的人的当前位置可不同于他们的初始位置，在这种情况下，他们的位置改变可经由检测其它声音或由人对环境造成的改变来更新。举例来说，在活动射击者的情况下，数字架构元件或其它预定位置中的气体传感器可用于监测由***火药的存在引起的空气质量改变，并且从而为响应者提供关于射击者位置的更新。声音和其它传感器也可用于获得试图悄悄躲避活动射击者的人的位置(例如，经由红外检测他们的位置)。在一个实施例中，为了迷惑活动射击者，声音可由数字架构元件中的扬声器或射击者位置中的其它扬声器产生，以分散射击者的注意力，或掩蔽人质试图躲避他时发出的噪声。在一个实施例中，可选择性地使数字架构元件中的扬声器和/或麦克风或其它装置活动以与试图躲避活动射击者的人通信。在一些实施例中，除了使一个或多个窗的色调独特以帮助识别声音的位置之外，可需要将窗的独特色调改变为一些其它色调，例如以提供更多的光以促进一个或多个人从特定位置进入或离开，或以提供更少的光以阻碍在特定位置的可见度。

仍参考图6，在框640处，可响应于在框630处做出的确定来修改一个或多个建筑物参数。在一些实施例中，建筑物参数修改可在建筑物管理***的控制下实现，并且可例如由建筑物的***中的一个或多个如HVAC、照明、安全性和窗控制器网络来实现。应理解，建筑物参数修改可选择性地在全局(整个建筑物)的基础上或局部区域(例如，各个房间、房间的套房、楼层等)上进行，

如所提到，确定如何修改建筑物操作参数的建筑物***可采用机器学习。这意味着使用训练数据来训练机器学习模型。在某些实施例中，过程开始于通过监督或半监督学习来训练初始模型。模型可通过在现场使用(例如，在功能性建筑物中操作时)提供的持续训练/学习来完善。训练数据(建筑物条件彼此相互影响和/或与建筑物操作参数相互影响)的实例包括以下感测或背景数据(X或输入)和建筑物操作参数或标签(Y或输出)的组合：(a)[X＝占用率(如通过IR或相机/视频测量)、背景、光通量(内部+太阳能)；Y＝ΔT/时间(不冷却)]；(b)[X＝占用率(如通过IR或相机/视频测量)、背景；Y＝ΔCO₂/时间(标称通风)]；和(c)[X＝占用率(如通过IR或相机/视频测量)、背景、温度、外部相对湿度(RH)；Y＝ΔRH/时间(标称通风)]。机器学习的目的的一部分为识别未知或隐藏的模式或关系，因此学习典型地将大量输入(X)用于每个可能的输出(Y)。

在一些实施例中，图6中所说明的处理流程的实行可通过向数字架构元件提供用于收集和分析环境数据、通信和控制的一套功能模块来促进。图7说明根据实施方案的一套这类功能模块的实例。在所说明的实施例中，数字架构元件包括功率和通信模块710、视听(A/V)模块720、环境模块730、计算/学习模块740和控制器模块750。

功率和通信模块710可包括一个或多个有线或无线接口，用于传输和接收通信信号和/或功率。适合于与本发明所公开的技术结合使用的无线功率传输技术的实例在2018年3月13日提交的标题为《无线供电和供电的电致变色窗(WIRELESSLY POWERED ANDPOWERING ELECTROCHROMIC WINDOWS)》的美国临时专利申请号62/642,478、2017年9月21日提交的标题为《无线供电和供电的电致变色窗》的国际专利申请PCT/US17/52798和2015年12月8日提交的标题为《无线供电电致变色窗(WIRELESS POWERED ELECTROCHROMICWINDOWS)》的美国专利申请号14/962,975中描述，每个都转让给本申请的任一项资产，其内容以全文引用的方式并入本申请中。功率和通信模块710可与视听(A/V)模块720、环境模块730、计算/学习模块740和控制器模块750中的每一个通信地耦合，并且向其分配功率。功率和通信模块710也可与一个或多个其它数字架构元件(未说明)通信地耦合和/或与建筑物的功率和/或控制分配节点接口。

A/V模块720可包括上文描述的A/V组件中的一个或多个，包括相机或其它视觉和/或IR光传感器、视觉显示器、触摸接口、麦克风或麦克风阵列以及扬声器或扬声器阵列。在一些实施例中，“触摸”接口可另外包括手势识别能力，其可操作以检测识别和响应人的肢体或手持物体的非触摸运动。

环境模块730可包括上文描述的环境感测组件中的一个或多个，包括温度和湿度传感器、声光传感器、IR传感器、粒子传感器(例如，用于检测灰尘、烟雾、花粉等)、VOC、CO和/或CO2传感器。环境模块730可在功能上并入一套音频和/或电磁传感器，其可部分或完全地重叠以上所述的与A/V模块720结合的传感器(例如，麦克风、视觉和/或IR光传感器)。在一些实施例中，本文使用的术语“传感器”可包括一些处理能力，以便例如做出如区域中的占用率(或居住者的数量)的确定。相机，特别是那些检测IR辐射的相机，可用于直接识别区域中的人数。可替代地另外，传感器可将原始(未处理的)信号提供给计算/学习模块740和/或控制器模块750。

计算/学习模块740可包括如上文针对数字架构元件、数字墙接口和/或增强功能窗控制器所描述的处理组件(包括通用或专用处理器和存储器)。可替代地或另外，它可包括专门设计的ASIC、数字信号处理器或其它类型的硬件，包括被设计或优化成实现如机器学习模型(例如神经网络)的模型的处理器。实例包括谷歌的“张量处理单元”或TPU。这类处理器可被设计成有效地计算激活函数、矩阵运算和/或神经网络或其它机器学习计算所需的其它数学运算。对于一些应用，可采用其它专用处理器，如图形处理单元(GPU)。在一些情况下，可在片上***架构中提供处理器。

控制器模块750可为或包括并入有以下描述的一个多个特征的窗控制模块：108年1月29日提交的标题为《用于光可切换窗的控制器(CONTROLLER FOR OPTICALLY-SWITCHABLE WINDOWS)》的美国专利申请第15/882,719号、2012年4月17日提交的标题为“《用于光可切换窗的控制器(CONTROLLER FOR OPTICALLY-SWITCHABLE WINDOWS)》”的美国专利申请第13/449,251号、2017年8月18日提交的标题为“《电磁屏蔽电致变色窗(ELECTROMAGNETIC-SHIELDING ELECTROCHROMIC WINDOWS)》”的国际专利申请第PCT/US17/47664号、2016年10月26日提交的标题为“《用于光可切换装置的控制器(CONTROLLERS FOROPTICALLY-SWITCHABLE DEVICES)》”的美国专利申请第15/334,835号和于2017年11月10日提交的标题为“《用于电致变色装置的功率分配网络(POWER DISTRIBUTION NETWORKS FORELECTROCHROMIC DEVICES)》”的国际专利申请第PCT/US17/61054号，每个都转让给本申请的受让人，并且其以全文引用的方式并入本申请中。

为了说明的清楚起见，图7将数字架构元件呈现为并入单独并且独特的模块710、720、730、740和750。然而，应理解，两个或更多个模块可在结构上彼此组合和/或与上文描述的数字墙接口的特征组合。此外，可设想，在包括多个数字架构元件的建筑物安装中，并非每个数字架构元件都将必然包括所有描述的模块710、720、730、740和750。举例来说，在一些实施例中，描述的模块710、720、730、740和750中的一个或多个可由多个数字架构元件共享。

图8说明根据一些实施方案的数字架构元件的实例物理包装。如在图8中可观察到的，可设想，描述的模块710、720、730、740和750的功能可被配置在物理封装中，所述物理封装具有可由架构特征如典型的窗竖框而容易地容纳的大小和形状因素。

高速网络基础设施的中继线

物联网(IOT)装置的不断增长的使用和实施方案需要能够支持其数据吞吐量的通信网络。在先前建造的建筑物的竞争中，越来越多地发现现有安装网络基础结构不能支持此数据吞吐量。根据本发明的建筑物网络基础设施的实施方案或改造使得比先前可能的更多装置之间能够进行更高速的通信。

图9A-9C说明根据一些实施方案的用于高速网络基础设施的中继线的表示。首先参考图9A，在一个实施例中，高速网络基础设施900a用包括至少一个中继线区段902和至少一个或多个电路903的至少一条中继线901实现。如以下更详细描述的，电路903中的一个或多个可设置在相应的数字架构元件中或以其它方式与其相关联。在一些实施例中，网络900a被配置成以500Mbps、1Gbps、2.5Gbps、10Gbps的吞吐量向装置和/或从装置传递信号，例如，如分别由MoCA2.0、绑定的MoCA2.0、MoCA2.5和MoCA3.0所设想的。

现在参考图9B，在一个实施例中，网络基础设施900b包含菊链在一起的中继线区段902的串联连接，其中第一区段902(1)的一端耦合到控制面板(CP)920，并且第一区段902(1)的第二端经由中继线电路903耦合到第二区段902(i)。在一个实施例中，第二区段902(i)包含两个或更多个导体(在所说明的实例中为902(2)和902(3)。在一个实施例中，中继线区段902中的一些或全部包括被配置成传递功率信号的双绞线导体。在一个实施例中，DC功率信号包含CLASS 2功率信号。在一个实施例中，至少一个区段902的端部包含RF连接器905。在一个实施例中，RF连接器905包含F型连接器。

在一个实施例中，每个中继线电路903被配置成在两个中继线区段902之间传送信号，并且另外被配置成在区段和连接器908之间耦合信号。在一个实施例中，至少一个中继线电路903包括连接器908、被配置成与区段902的一端处的连接器905匹配的至少一个连接器906，和被配置成与导体902(2、3)承载的功率信号匹配的至少一个连接器907。在一个实施例中，一个或多个连接器906为或包括被配置成与区段902的连接器905匹配的F型连接器；并且一个或多个连接器907包含至少一个紧固件，例如但不限于被配置成固定导体的导电端的端子排型紧固件。

在一个实施例中，中继线电路903包括一个或多个无源电路。现在参考图9C，在所说明的实施例中，中继线电路903包括耦合到偏置三通电路940的定向耦合器电路909。在一个实施例中，定向耦合器909接近第一导体911并且包括第二导体912。在第一导体911被配置成在区段902之间传导信号的情况下，第一导体911上的信号电感耦合到第二导体912。在一个实施例中，偏置T电路940包括电感器941和电容器942，其中电感器941的第一端耦合到连接器907，并且电感器941的第二端耦合到电容器942和连接器908。在一个实施例中，在连接器207处的功率信号通过偏置T电路940与由定向耦合器电路909提供的信号组合，并且组合的信号通过偏置T电路940耦合到连接器908。在一个实施例中，连接器908为或包括RF连接器。在一个实施例中，连接器908为或包括F型连接器。在一个实施例中，连接器908耦合到引入线913，其可被配置成将功率和高速/高带宽数据信号两者传递到一个或多个装置914。在一个实施例中，引入线913为或包括同轴电缆导体。

在一个实施例中，高速网络被安装在正在建造的建筑物之上或之中。在一些实施例中，网络的至少一部分在建筑物被释放以供占用之前被安装在建筑物的结构元件(例如，结构元件如未完工或暴露的内部和外部面向的墙、天花板和/或地板)之上或之中。在一些实施例中，网络的至少一部分在正在建造的建筑物的电气基础设施的安装期间或之后安装。在其它实施例中，网络的一个或多个部分在正在建造的建筑物的窗的安装之前或期间安装。在最终完工工作完成之前，网络的早期安装使得先前不可用的功能能够在建筑物的建造期间变得可用。在一个实施例中，在网络的安装同时或之后安装窗的情况下，网络和/或窗的部分或全部处理功率可对承包商和其它现场人员可用。举例来说，在一个实施例中，在由网络的安装同时或之后安装由数字显示屏技术构成的窗的情况下，可使建造蓝图的电子版本可用于在显示屏上显示给现场建筑师和承包商。

另外，在建造期间或之后，众所周知建筑物中的某些材料可干扰或阻挡某些频率的传输，这种阻挡可干扰其操作依赖于这类频率的装置。举例来说，众所周知可存在于建筑物的内墙和/或外墙中的金属结构(例如但不限于金属梁和金属窗玻璃涂层)可干扰某些无线装置的操作。此类装置包含但不限于蜂窝电话、IOT装置、5G和启用mm Wave的装置。在一个实施例中，中继线901被配置成包含或连接到一个或多个装置，如收发器、天线和/或信号转发器，以避免这类阻塞。可使用一个或多个收发器、天线和/或信号转发器在建筑物的结构之中或之上的适当放置，以促进跨越这类结构和在其周围的通信。在一个实施例中，在建筑物的建造期间或之后，将一个或多个收发器、天线和/或信号转发器耦合到中继线901，以促进建筑物内部的装置之间的通信。在一个实施例中，一个或多个收发器、天线和/或信号转发器根据其到中继线901的连接和/或路由而定位在建筑物内。举例来说，在一个实施例中，在建造期间或之后，将中继线901安装在建筑物的外墙之上或之中，并且收发器、天线和/或信号转发器被提供为一个或多个中继线电路903的一部分或与其分离。在一个实施例中，中继线901沿建筑物的外部的路由可用于改进与建筑物外部存在的装置的无线连接。在实施例中，一个或多个架构元件可包含收发器、天线和/或信号转发器。在一个实施例中，收发器、天线和/或信号转发器可提供在窗或窗框之中或之上。在一个实施例中，收发器、天线和/或信号转发器可经由引入线913，或经由在沿中继线的一些其它点处到中继线901的连接而耦合到中继线901。在一个实施例中，收发器、天线和/或信号转发器中的一个或多个位于外墙或屋顶或建筑物上，并且中继线901耦合到收发器、天线和/或信号转发器。

中继线-引入线接口

图10示出根据一些实施例的包括控制面板、中继线、引入线和数字架构元件的实例功率和数据分配***。在图10中所描绘的实施例中，控制面板1020向多个数字架构元件1030提供功率和数据。

提供导体(功率***线)1002(2)、功率注射器1070和功率区段1090，以将电功率从控制面板1020承载到数字架构元件1030。包括中继线、功率***件和功率注射器的功率分配***在2017年11月10日提交的PCT申请公开第2018/102103号(P085X1WO)讨论，其以全文引用的方式并入本文中。

在某些实施例中，功率***线和功率区段包括一个或多个双绞线导体，如成对的12或14AWG导体。在一个实例中，这些类型的载流线中的一个或两个含有两对2×14AWG导体。在某些实施例中，这些类型的功率承载电缆中的一种或两种被设计成用于2类电功率(例如，＜4Amps和＜30伏DC)。

在所描绘的实施例中，来自控制面板1020的功率首先经由功率***线1002(2)，并且然后从功率注射器1070，并且最后经由功率区段1090递送到偏置三通1040。偏置三通1040将功率和数据耦合到连接到多个数字架构元件1030的引入线1013中。

在所描绘的实施例中，在控制面板1020(或更具体地说，例如，控制面板中提供的主控制器或网络控制器)与多个数字架构元件1030之间提供数据。数据从连接到控制面板1020的电缆1002(1)承载到定向耦合器1009、偏置三通1040并且最后承载到引入线1013。

在某些实施例中，数据承载电缆1002(1)和引入线1013为同轴电缆。在某些实施例中，这些同轴电缆中的一个或两个为RG6同轴电缆。如本文其它地方所解释的，***可包括用于通过同轴电缆递送高带宽数据的硬件和/或软件逻辑。在某些实施例中，***采用被配置成使用MoCA标准中的一个或多个来递送数据的组件。

在各种实施例中，通过使用定向耦合器1009从数据承载电缆1002(1)中抽出载波信号中的一些，将来自控制面板的数据递送到多个数字架构元件1030中的各个。作为实例，定向耦合器可引导来自数据承载电缆1002(1)的数据信号的一小部分，并且将所提取的信号朝向偏置三通引导。作为实例，在定向耦合器处接收的数据信号具有第一信号强度，并且数字耦合器提取用于偏置三通的信号的一小部分，并且允许强度稍微降低的信号继续向下游朝向下一个定向耦合器。

来自数字架构元件1030的上游数据通过引入线1013到达偏置三通1040和定向耦合器1009，并且最后到达数据承载电缆1002(1)上，以递送到控制面板1020(或通常更确切地说，递送到控制面板内的网络或主控制器)。如那些在本实例***中描绘的定向耦合器1009仅在一个方向上引导某些数据。举例来说，来自数字架构元件1030的通过定向耦合器1009的上游数据仅在上游在数据承载电缆1002(1)上朝向控制面板1020引导。

在图10的实例中，数字架构元件1030中的任一个或多个可包括模块中的任一个或多个，或者可提供本文其它地方描述的功能中的一个或多个。举例来说，尽管为了说明的清楚起见，定向耦合器1009和偏置三通1040被示出在相应的数字架构元件1030的外部，但是可设想，在一些实施例中，至少一些数字架构元件1030将包括相应的定向耦合器1009和/或相应的偏置三通1040。在某些实施例中，数字架构元件1030中的至少一个缺乏传感器、音频和/或视频能力。举例来说，数字架构元件1030可仅包括通信能力，如Wi-Fi、蜂窝和/或有线网络能力。

在一些情况下，数字架构元件中的一个或多个含有用于控制一个或多个可电着色窗的模块或其它组件。在一些情况下，数字架构元件含有一个或多个窗控制器或与其通信。为此，数字架构元件中的一个或多个可包括如网关的组件，以实现控制器局域网(例如，CANbus)功能。在一些这类情况下，图10中所描绘的***可具有通过中继线或其它组件提供的CANbus电缆线。

在图10和描绘含有数字架构元件的***的其它附图中，应理解，数字架构元件可用提供任一个或多个功能的其它数字元件代替，所述功能提供控制、处理、通信和/或感测。举例来说，任何数字架构元件都可由数字墙控制器、增强功能窗控制器等代替。

图11说明类似于以上结合图9C所述的中继线电路的实例的示意性说明。在所说明的实例中，中继线电路含有定向耦合器1109和偏置三通电路1140两者的特征的组合，其可被称为多端口耦合器或中继三通。在所描绘的实例中，定向耦合器1109接近包括上游区段(入口)1111(i)和下游区段(出口)1111(o)的第一导体1111。导体1111可与中继线的各区段(例如，图9c的区段902和图10的1002(i)耦合。定向耦合器1109包括与第一导体1111电感耦合的第二导体1112。在所说明的实例中，定向耦合器为从第一导体1111提取的数据信号提供抽头线1150。在某些实施例中，定向耦合器包括两个平行的导电元件(例如，两条铜迹线)。这些被描绘为(i)连接同轴或其它数据承载线(未说明)的两个部分的第一导体1111，和(ii)作为方向指状物的第二导体1112。通过电感耦合，来自主数据承载线的信号被抽头或提取以用于其它用途；在这种情况下，它被提供给偏置三通电路1140。在其它参数之中，沿连续导电元件的路径的方向指状物的相对长度以及这两个导电元件之间的分离距离决定所抽头的数据承载信号的强度。

作为实例，数据信号从控制面板到达定向耦合器，并且到达的信号(在1111(i)处)具有25dB的信号强度。定向耦合器被配置成提取信号的一部分(例如2dB)，并且允许剩余的23dB信号(在1111(o)处向下游(远离控制面板(未说明))，并且朝向例如，下一个定向耦合器(未说明)继续其行程。

抽头1150可以相对较低的信号强度(与第一导体1111上的信号相比将数据递送到偏置三通电路1140。如图所示，偏置三通电路1140具有包括耦合到电源(例如，如区段1090的功率区段)的电感元件1141和在定向耦合器1109与连接到电感元件1141的节点之间的链路上的电容元件1142的结构。

在操作中，偏置三通电路***1140可通过同轴电缆从定向耦合器1109接收作为RF信号的数据，并且将其与来自单独电源的DC功率组合。它在引入线1113上发送组合的信号以用于向下游传输到装置1114，其可为数字架构元件(例如，图10的数字架构元件1030)或其它数字元件，和/或窗控制器和/或可电着色窗(例如，在IGU中)。提供给偏置三通1140(并且特别是感应元件1141)的功率可来自各种来源中的任一种。在一些实施例中，其经由始于控制面板的电缆线(例如，如线1002(2)的功率***线或如区段1090的功率区段的电缆线)来提供。在一些实施例中，其经由蓄电池组、存储电容器或其它形式的能量阱(未说明)来提供。在某些实施例中，组合中继三通电路包括功率线电缆和能量阱两者。在适当的控制逻辑下协同工作，这两个电源可在功率分配***中提供负载均衡、备用电源等。

在图11中描绘的任选实施例中，装置1114被配置为数字架构元件，其包括用于接收经由引入线1113提供的数据和功率的偏置三通电路1160。来自引入线113的AC功率在第一电路分支上被引导到数字架构元件的电源，并且数据被引导到另一分支以在框1161处进行处理。

在某些实施例中，组合中继三通电路包括至少五个端口：(i)用于从上游源(例如，控制面板)接收数据的输入数据端口、(ii)用于向下游中继三通电路(和最终下游处理单元，如其它数字架构元件)传输数据的输出数据端口、(iii)用于从电源(例如控制面板)接收功率的输入功率端口、(iv)用于将未使用的功率向下游传输到消耗功率的其它装置的输出功率端口，和(iv)用于将抽头的数据和功率传输到装置(如引入线上的数字架构元件)的引入线端口。在某些实施例中，端口(i)、(ii)和(iv)含有用于同轴电缆的连接器，而端口(iii)和(iv)含有用于双绞线电缆的连接器。

在某些实施例中，如中继三通1103内的定向耦合器1109的定向耦合器含有控制或调整特征，如用于控制或调整迹线或定向耦合器中含有的其它导电元件之间的耦合的机械或电可控旋钮或刻度盘。举例来说，控制或调整特征可提供对迹线的相对位置和/或重叠长度的控制，从而准许不同程度的信号耦合。

根据定向耦合器在通信网络中的部署位置(接近控制面板或终端或两者之间的某个位置)，定向耦合器可需要不同程度的信号耦合。可调机构可准许适合于通信网络上不同位置的不同程度的信号耦合。

在某些实施例中，中继线连接到控制面板并且承载数据线和功率线。举例来说，中继线可承载来自图10的***中的控制面板1020的功率***线1002(2)和数据承载电缆1002(1)。

图12描绘被配置成承载来自控制面板的功率和数据的组合和/或将数据承载到控制面板的实例中继线1200的横截面。中继线1200具有导体和屏蔽，用于为通用网络协议(例如，以太网)和控制区域网络(例如，CANbus协议)承载功率和数据。如图12所示，中继线1200包括可为或包括绝缘体的外夹套1210。在所描绘的实例中，外夹套包围用于高带宽数据通信的内部同轴电缆1220(例如，RG6同轴)、用于高瓦数电功率递送的两条大规格双绞线电缆1230(例如，14AWG非屏蔽双绞线电缆)，和用于与例如窗控制器、传感器等交互的CANbus屏蔽多导体电缆1240。当然，可概括许多这些特征，例如，双绞线导体的数量、导体的规格，并且甚至数据承载电缆的类型(例如，非同轴线，如光纤)。在某些实施例中，CANbus电缆包括作为双绞线的两个数据导体，在所述双绞线上具有整体屏蔽(例如，箔屏蔽)，和两个功率导体。两个功率导体可为仅一根导线和一根与整个屏蔽层电连接的排流线(裸线，无绝缘)。

图13示出具有通过引入线1313与包括定向耦合器1389和偏置三通电路1384的组合模块1380耦合的数字架构元件(如“智能框架”或类似的通信/处理模块)1330的数据和功率分配***的一部分的实例。引入线1313可将功率和数据两者向下游承载到DAE 1330，并且将数据从DAE 1330向上游承载到控制面板(未示出)。来自控制面板(或其它上游源)的数据可经由同轴电缆输入端口1381提供。此数据被提供给组合模块1380的定向耦合器1389。根据组合模块1380的设计，定向耦合器1389提取数据信号中的一些并且将其在可为电缆、电路板上的电迹线等的线1382上传输。来自控制面板的由未被组合中继三通抽出的数据经由同轴电缆输出端口1383离开。

线1382连接到组合模块1380中的偏置三通电路1384。两条双绞线导体(或其它功率承载线)1385(1)和1385(2)也连接到偏置三通电路1384。通过这些连接，偏置三通电路将功率和数据耦合到可为同轴电缆的引入线1313。如所描绘，数字架构元件或其它通信/处理元件1330可包括和/或连接到用于蜂窝通信的组件(例如，所说明的天线)以及蜂窝或CBRS处理逻辑1335。在一些实施例中，处理逻辑1335可为5G兼容的。在某些实施例中，如所描绘，数字架构元件或其它通信/处理元件1330提供向如窗控制器的一个或多个CAN总线节点提供数据和功率的CANbus网关，这控制相关联的光可控窗的色调状态。

在某些实施例中，在建筑物的建造期间，如图13中所说明的组合模块1380的模块可自由地安装在整个建筑物中，包括在它们最初不连接到数字架构元件或其它处理/通信模块的一些位置处。在这类实施例中，根据建筑物和/或租户或其它居住者的需要，组合的中继三通可在建造后用于安装数字处理装置。

数字架构元件

图14、15和16呈现数字架构元件、数字墙接口或类似装置的版本的框图。为了方便起见，以下讨论将涉及数字架构元件(DAE)。图14说明DAE 1430，其可支持多个通信类型，包括例如与其自身的天线1437的Wi-Fi通信。可替代地或另外，DAE 1430可包括蜂窝通信基础设施或与其耦合，在所说明的实施例中，所述蜂窝通信基础设施为如基带无线电、放大器和天线。类似地，虽然这里没有明确示出，但是数字架构元件1430可支持采用类似基带无线电的民用频带无线电***(CBRS)。从通信和数据处理的角度来看，此图中的数字架构元件具有与功能齐全的数字架构元件相同的通用架构。但是它不包括传感器，并且可能不包括如显示器、麦克风和扬声器的辅助组件。

在一些实施例中，数字架构元件支持模块化风格的传感器配置，其允许经由在具有一组插槽或插座的主干型电路板中的即插即用***来单独升级和替换传感器。在一个实施例中，数字结构元件中使用的传感器可垂直于主干安装在为最大灵活性和功能性而标准化的多个插槽/插槽中的一个中。在一些实施例中，传感器为模块化的，并且可经由数字架构元件的外壳中的贯通开口移除和***而被即插即用地替换。可替换故障传感器或可根据需要修改功能/能力。在其中在项目/建筑物的建造阶段期间安装数字架构元件的一个实施例中，即插即用传感器的使用允许使用一个或多个传感器来定制数字架构元件，当项目/建筑物准备占用时可不需要所述传感器。举例来说，在建造期间，可安装传感器来跟踪工地内的建造资产或监测不安全(OSHA+)噪声或空气质量水平，和/或可安装夜间相机以监测在工地通常不会被工人占用时建造工地上的移动。根据期望或需要，在建造之后，这些或其它传感器可被移除，并且在占用阶段期间或在稍后的阶段，当需要升级或具有新能力的传感器或变成可用时，快速并且容易地替换或补充。

图15说明可并入DAE中或与其相关联的组件的***1500。***1500可被配置成无线地接收和传输数据(例如，Wi-Fi通信、蜂窝通信、民用频带无线电***通信等)，并且经由例如同轴引入线向上游传输数据并且向下游接收数据。在图15中，以相对较高的水平呈现***1500的元件。图15中所说明的实施例包括在中继线和引入线的接口处起到与组合模块1380(以上结合图13描述的)类似的功能的电路，具体地说，包括偏置三通电路1584的模块1580从单独的导体(中继线)获取功率和数据，并且将它们放在一根电缆上(引入线1513)。因此，对于下游传输，同轴引入线可将功率和数据两者递送到同一导体上的数字架构元件的MoCA接口1590。

如所说明，***1500包括通过引入线1513耦合到MoCA接口1590的偏置三通电路1584。MoCA接口1590被配置成将在同轴电缆(在这种情况下为引入线)上以MoCA格式提供的下游数据信号转换成可用于处理的常规格式的数据。类似地，MoCA接口1590可被配置成格式化上游数据以用于在同轴电缆(引入线1513)上传输。举例来说，可将打包的以太网数据进行MoCA格式化，以在同轴电缆上进行上游传输。

在所说明的实例中，DC-DC电源1501从偏置三通电路1584接收DC电功率，并且将此相对较高的电压功率转换成适于为数字架构元件1430的处理组件和其它组件供电的较低电压的功率。在某些实施方案中，电源1501包括降压转换器。电源可具有各种输出，每个输出具有适合于其供电的组件的功率或电压电平。举例来说，一个组件可需要12伏功率，而另一组件可需要3.3伏功率。

在一些方法中，偏置三通电路1584、MoCA接口1590和电源1501被提供在跨越数字架构元件或类似网络装置的多种设计使用的模块(或其它组合单元)中。这类模块可向数字架构元件中的一个或多个下游数据处理、通信和/或感测装置提供数据和功率。在所描绘的实施例中，处理框1503为蜂窝(例如5G)或其它无线通信功能提供处理逻辑，如通过传输(Tx)天线和相关联的RF功率放大器以及通过接收(Rx)天线和相关联的模数转换器实现的。在某些实施例中，天线和相关联的收发器逻辑被配置成用于宽带通信(例如，约800MHz-5.8GHz)。处理框1503可被实现为一个或多个独特的物理处理器。虽然框示出为具有单独的微控制器和数字信号处理器，但是两者可组合在单个物理集成电路(如ASIC)中。

虽然图15中所描绘的实施例提供单独的传输和接收天线，但是其它实施例采用单个天线来进行传输和接收。另外，如果数字架构元件支持多种无线通信协议，如一种或多种蜂窝格式(例如，用于Sprint的5G、用于T移动的5G、用于ATT的4G/LTE等)，那么对于每种格式，其可包括单独的硬件，这类天线、放大器，以及模/数转换器。另外，如果数字架构元件支持非蜂窝无线通信协议，如Wi-Fi、民用频带无线电***等，那么对于这些中的每一个，可需要单独的天线和/或其它硬件。然而，在一些实施例中，对于多种无线通信格式，单个功率放大器可由天线和/或其它硬件共享。

在所描绘的实施例中，处理框1503可实现与通信相关联的功能，例如，用于蜂窝或民用频带无线电通信的基带无线电。在一些情况下，每种支持的无线通信协议采用不同的物理处理器。在一些情况下，单个物理处理器被配置成实现多个基带无线电，其任选地共享某些额外的硬件，如功率放大器和/或天线。在这类情况下，不同的基带无线电可在软件或其它可配置逻辑中定义。

图16说明可并入数字架构元件中或与其相关联的组件的***1600的实例。如图所示，***1600包括可如上所述工作的偏置三通电路1684(例如，类似于图15中的偏置三通电路1584)。来自偏置三通电路1684的数据被提供给MoCA前端模块1690，其与处理框1640(例如，可购自加利福尼亚州卡尔斯巴德的MaxLinear有限公司(MaxLinear，Inc.of Carlsbad，California)的芯片上的同轴网络控制器***如MxL3710)的至少一部分结合工作，以将高速数据提供给***1600的一个或多个组件。

来自偏置三通电路1584的功率(例如24V DC)被提供给电源1601中的一个或多个电压调节器，其中至少一些可共同服务于图15中电源1501的功能并且向处理框1640的各种组件提供功率。处理框1640可包括通用微处理器、微控制器、数字信号处理器和集成电路，如在框1642处一般表示的，其中一些或全部可含有具有各种处理能力的多个核或嵌入式处理器。在某些实施例中，处理框1640服务于图15中的处理框1503的功能。作为实例，处理框1640可为一个或多个窗控制器提供CANbus功能。

在所说明的实例中，处理框1640包括网络交换机1643，其可为例如五端口以太网交换机，如可购自荷兰的恩智浦半导体公司(NXP Semiconductors of the Netherlands)的SJA1105。可对从MoCA前端到达的MoCA编码数据进行解码，以提供常规以太网格式的数据。然后可将所述数据提供给网络交换机，在网络交换机中可将数据分配给***1600的各种数据处理组件。

在一个实施例中，模块化电连接器1604如所说明的RJ45连接器可出于居住者或建筑物所有者可具有的任何目的(例如，用户膝上型计算机或数据中心连接)提供数据。在一个实例中，连接器1604经由双绞线铜线为千兆比特以太网提供连接。

图16的框1610包括在图15的实施例中未说明的额外组件的实例。在某些实施例中，将它们一起提供在单个底盘或壳体中，或者以其它方式提供为模块。在其它实施例中，它们为分开提供的，并且每个都可集成在数字架构元件中。如图所示，框1605包括传感器模块1611、视频模块1612、音频模块1613和包括窗控制器逻辑1614和窗控制器功率电路1615的窗控制器元件。在某些实施例中，窗控制器1614的功能中的一些或全部可在处理框1640中实现，从而使对如窗控制器逻辑1614的单独的逻辑元件的需求降到最低或消除。

在一些实施例中，5G基础设施可经由单个服务协议和相关联的基础设施来替换Wi-Fi和4G。举例来说，建筑物区域中的一个或多个5G天线和相关联的组件可提供服务于所有需求的无线通信功能，从而有效替换对Wi-Fi的需求。在某些实施例中，数字架构元件采用民用频带无线电***(CBRS)，其不需要来自FCC或其它监管机构的单独许可。

结论

在本说明书中，阐述许多具体细节以便提供对所呈现的实施例的透彻理解。可在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所公开的实施例。在其它情况下，没有详细描述众所周知的过程操作，以免不必要地模糊所公开的实施例。虽然所公开的实施例将结合具体实施例进行描述，但是应理解，具体实施例并不旨在限制所公开的实施例。

Claims

1.一种用于数据通信的方法，所述方法包括：

经由一或多个中继线区段向多个传感器***传输包括与数据信号组合的功率信号的第一信号，其中每个传感器***包括经配置以产生传感器数据的一或多个传感器；

经由所述一或多个中继线区段从所述多个传感器***接收所述传感器数据；及

使得建筑物操作参数至少部分地基于经由所述一或多个中继线区段接收并由所述多个传感器***产生的所述传感器数据而被确定，其中所述建筑物操作参数包括可由一或多个建筑物***控制的一或多个参数，所述一或多个建筑***包括以下各者中的至少一者：HVAC***、照明***或安全***。

2.根据权利要求1所述的方法，其中利用机器学习模型来确定所述建筑物操作参数。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个传感器***中的一个传感器***包括以下各者中的至少一者：光传感器、音频传感器、图像捕获传感器、空气质量传感器、或接近传感器。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述接近传感器是红外传感器或射频RF传感器。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个传感器***中的至少两个传感器***位于建筑物的不同楼层上，所述多个传感器***和所述一或多个中继线区段布置在所述建筑物中。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述一或多个中继线区段经配置以用于高速数据传输。

7.根据权利要求6所述的方法，其中高速数据传输包括至少约1Gbps的数据速率。

8.根据权利要求1所述的方法，其中可由所述一或多个建筑物***控制的所述一或多个参数包括建筑物的区域内的温度和/或与所述建筑物的所述区域相关联的气流参数。

9.根据权利要求1所述的方法，其中可由所述一或多个建筑物***控制的所述一或多个参数包括所述建筑物的一或多个门或窗的锁定状态。

10.一种传感器***，其包括：

外壳；

布置在所述外壳内的多个传感器，每个传感器具有不同的传感器类型；及

布置在所述外壳内的天线，其中所述天线经配置以发射和/或接收蜂窝通信信号。