用于地暖控制系統(tǒng)和其它應(yīng)用的自調(diào)整恒溫器的制造方法
【專利摘要】一種控制環(huán)境的溫度的方法,包括以下步驟:提供恒溫器并從占用傳感器接收信號(hào),所述信號(hào)指示對(duì)于24小時(shí)時(shí)間段的每個(gè)離散時(shí)間段,區(qū)域是否已經(jīng)被占用,將第一點(diǎn)值分配給已經(jīng)感測(cè)到占用的每個(gè)離散時(shí)間段,并且針對(duì)接下來(lái)的兩個(gè)24小時(shí)時(shí)間段重復(fù)所述步驟,并且平均在所述第一個(gè)、第二個(gè)和第三個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段的所述點(diǎn)值以獲得平均點(diǎn)值,并且將第一信號(hào)發(fā)送到適于加熱第二區(qū)域的加熱裝置,以便當(dāng)給定離散時(shí)間段的平均點(diǎn)值在閾值點(diǎn)值以上時(shí)提供用于該離散時(shí)間段的溫度相關(guān)的設(shè)定。
【專利說(shuō)明】用于地暖控制系統(tǒng)和其它應(yīng)用的自調(diào)整恒溫器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本專利申請(qǐng)涉及用來(lái)控制環(huán)境中的溫度的恒溫器。特別是,本專利申請(qǐng)涉及用于地暖控制系統(tǒng)和其它應(yīng)用的自調(diào)整恒溫器。
[0002]相關(guān)申請(qǐng)
本專利申請(qǐng)要求2011年4月15日提交的題目為“Self-Adjusting Thermostat forFloor Warming Control Systems and Other Applications” 的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)(序列號(hào)N0.61/476,085)的優(yōu)先權(quán),其要求2012年4月12日提交的題目為“Self-AdjustingThermostat for Floor Warming Control Systems and Other Applications,,的美國(guó)申請(qǐng)(序列號(hào)N0.13/445,704)的優(yōu)先權(quán),其中,通過(guò)引用將其全部?jī)?nèi)容完全并入本文中,就如完全在本文中敘述一樣。
【背景技術(shù)】
[0003]恒溫器被廣泛地認(rèn)為對(duì)于控制房間、烤箱、管道、地板等等的溫度是有用的。這些裝置在數(shù)十年內(nèi)已經(jīng)被提供有日益有用的特征,諸如:大范圍的應(yīng)用溫度、改善的精確度、改善的式樣等等。
[0004]Easy Heat有限公司(EH)制造用于各種應(yīng)用的電加熱電纜,所述應(yīng)用包括雪融化、管道結(jié)冰保護(hù)、地板加熱等等。更多的細(xì)節(jié)可以在WWW, easyheat.com中看到。Ε?也提供用于每個(gè)應(yīng)用的各種控制,諸如恒溫器、雪傳感器、地面故障傳感器等等。
[0005]EH的主要產(chǎn)品系列中的一個(gè)是用來(lái)使家庭的地板變暖的地板加熱電纜,尤其是浴室地板,但也可以是廚房、休息室等等。該產(chǎn)品由于陶瓷/大理石類型地板的固有的“冷”性質(zhì)而最流行于與這種地板一起使用。EH也提供恒溫器系列以使用戶能夠?qū)⒌匕鍦囟日{(diào)整至他們個(gè)人舒適的級(jí)別。這些恒溫器具有外部傳感器,所述外部傳感器被嵌入在地板中以感測(cè)地板溫度,并且被布線回到恒溫器控制單元。恒溫器具有由用戶設(shè)置的可調(diào)整溫度設(shè)定。然后,這通過(guò)以下方式來(lái)促進(jìn)對(duì)地板的溫度的控制:當(dāng)?shù)匕逡呀?jīng)達(dá)到溫度設(shè)定(設(shè)定點(diǎn))時(shí)關(guān)掉加熱電纜,并接著,當(dāng)?shù)匕鍦囟纫呀?jīng)下降至設(shè)定點(diǎn)以下時(shí)開(kāi)啟它們。
[0006]此外,由EH提供的恒溫器中的一些具有電子儀器的能力,諸如數(shù)字顯示、時(shí)鐘等等,使得可以提供附加的特征。最期望的特征中的一個(gè)是“自動(dòng)定時(shí)(setback)”程序。該特征允許用戶選擇何時(shí)他們可以忍受較低的地板溫度的時(shí)間段(“事件”),諸如說(shuō),在他們正在睡覺(jué)時(shí),并且選擇何時(shí)他們更喜歡較暖和的地板溫度的時(shí)間段,諸如說(shuō)在他們?cè)绯科鸫睬沂褂迷∈視r(shí)。清楚地,該特征向用戶提供了便利并允許用戶通過(guò)僅當(dāng)其預(yù)期被使用時(shí)使地板變暖來(lái)節(jié)省相當(dāng)可觀的能量。這些恒溫器通常被提供有在它們中的“缺省”程序以在四個(gè)單獨(dú)的事件期間調(diào)整地板,諸如以下:
6am到8 am:地板溫度設(shè)置到85 0F (“蘇醒”事件)
8am到5 pm:地板溫度設(shè)置到60 0F (“離開(kāi)”事件)
5pm到9 pm:地板溫度設(shè)置到85 0F (“回來(lái)”事件)
9pm到8 am:地板溫度設(shè)置到60 0F (“睡覺(jué)”事件) 時(shí)間和溫度設(shè)定都是可調(diào)整的,因此,允許用戶“編程”他們的恒溫器以適合他們的生活方式。此外,可以通過(guò)提供“5/2”選項(xiàng)或“7天”選項(xiàng)來(lái)增強(qiáng)自動(dòng)定時(shí)恒溫器的效用。在5/2選項(xiàng)中,工作日(周一到周五)被認(rèn)為是完全相同的,并且周末(周六和周日)也被認(rèn)為是完全相同的,但不必須與工作日完全相同。在7天模式中,每一天可以是“獨(dú)特”的,使得可以為每一天做不同的時(shí)間/溫度設(shè)定。7天選項(xiàng)對(duì)于不具有規(guī)律的“工作日/周末”類型的生活方式但具有規(guī)律的“每周一次”的生活方式(即,他們的周一經(jīng)常是相同的,周二可以不同于周一,但所有的周二將是相同的等等)的用戶是重要的。
[0007]注意的一個(gè)附加的問(wèn)題是,陶瓷/大理石類型的地板具有大的“熱質(zhì)量”,意味著它們變熱慢且它們冷卻慢。結(jié)果,有必要恰當(dāng)?shù)卦谑褂们懊娼o加熱電纜接通,通常至少一個(gè)小時(shí),并且該“預(yù)備”特征通常被內(nèi)裝在自動(dòng)定時(shí)恒溫器中。這進(jìn)一步消除了在短持續(xù)時(shí)間(諸如說(shuō)10分鐘)內(nèi)嘗試使系統(tǒng)斷開(kāi)中的任何值,因?yàn)榈匕逶谶@個(gè)時(shí)間僅僅將稍微冷卻,并接著將花費(fèi)長(zhǎng)得多的時(shí)間來(lái)重新回到重新開(kāi)始之后的溫度。
[0008]盡管如上面描述的標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)定時(shí)恒溫器已經(jīng)提供了效用許多年,但是存在它還沒(méi)有克服的一定難題。主要地,這些單元通常對(duì)于編程是深?yuàn)W的且經(jīng)常要求用戶參考冗長(zhǎng)且復(fù)雜的所有者手冊(cè)。此外,在每天僅有四個(gè)事件的情況下,這經(jīng)常不能識(shí)別現(xiàn)代用戶的不同生活方式。例如,對(duì)于如下使用的浴室,它在任何給定天將不是罕見(jiàn)的:
從5:30到6 am占用 6 am至Ij 8 am不占用
8am到9 am占用
9am至Ij 3 pm不占用 3 pm到3:30 pm占用
3:30 pm至Ij 6 pm不占用
6pm到7 pm占用
7pm到10 pm不占用
10pm到11 pm占用
11pm至Ij 5:30 am不占用
清楚地,通常的四事件的自動(dòng)定時(shí)恒溫器將不能夠精確地匹配該使用。很可能地,它將必須被編程為在5:30 am處開(kāi)啟并繼續(xù)下去直到9 am,然后關(guān)掉直到3 pm,然后開(kāi)啟直到11 Pm,然后關(guān)掉直到5:30 am。這將理想地將能量使用從4.5小時(shí)增加到11.5小時(shí),幾乎是能量使用的三倍!當(dāng)然,該難題可以通過(guò)將事件數(shù)量從四增加到說(shuō)8來(lái)解決,但是這將進(jìn)一步使“編程”過(guò)程復(fù)雜。
[0009]標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)定時(shí)恒溫器也不容易使改變適應(yīng)于使用模式(不管這是否是生活方式改變的結(jié)果,諸如具有不同工作時(shí)間的新工作或者甚至去度假),這些改變通常通過(guò)用大多數(shù)用戶在嘗試完成該改變中經(jīng)歷的對(duì)應(yīng)挫敗對(duì)恒溫器重新編程,來(lái)要求人工干預(yù)。再次,用戶通常簡(jiǎn)單地忽略這些改變,其導(dǎo)致不舒適和/或能量浪費(fèi)。
[0010]自動(dòng)定時(shí)恒溫器一般在工業(yè)中被高度認(rèn)為它們理論上允許消費(fèi)者節(jié)省能量成本。政府推廣它們并經(jīng)常為用戶提供鼓勵(lì)以購(gòu)買(mǎi)它們。然而,難題是,在實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)中,這些單元中的非常少的一些曾經(jīng)用在“可編程”模式中,大多數(shù)用戶簡(jiǎn)單地將它們放進(jìn)“人工”模式,并且使它們處于這樣的模式中,由此使恒溫器總是將地板溫度控制在相同的級(jí)別處,而非在當(dāng)房間未被占用的時(shí)間段期間使電纜斷開(kāi)。因?yàn)檫@個(gè)原因,相信的是,恒溫器太消耗時(shí)間和/或?qū)τ谄骄脩舳浴熬幊獭碧珡?fù)雜。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]預(yù)期的是,自動(dòng)定時(shí)類型的恒溫器將顯著地有益于消費(fèi)者并導(dǎo)致顯著的能量節(jié)省,所述恒溫器學(xué)習(xí)其所位于的房間的占用模式并接著因此調(diào)整它的時(shí)間/溫度設(shè)定(即“自調(diào)整”)。目前的實(shí)施例涉及用于獨(dú)特的地暖應(yīng)用的自調(diào)整恒溫器。這通過(guò)感測(cè)房間的占用者的活動(dòng)并記住該活動(dòng)并接著在算法中處理該數(shù)據(jù)以估計(jì)房間占用“模式”來(lái)完成。然后,調(diào)整地板加熱以匹配占用者的預(yù)期的使用模式。
[0012]占用感測(cè)由檢測(cè)人類在房間中的存在的電子裝置來(lái)完成。用于感測(cè)占用者的存在的基礎(chǔ)技術(shù)是普遍存在的。例如,感測(cè)緊鄰的人員的被光線照著的夾具/開(kāi)關(guān)或者房間香味分配器等可以用來(lái)感測(cè)占用。存在對(duì)于這些各種傳感器可用的各種各樣的技術(shù),諸如遠(yuǎn)紅外感測(cè)、視線、熱、壓力、磁、電容/電感耦合等等。
[0013]可以用來(lái)“處理”占用信息并確定對(duì)地板加熱“安排”的適當(dāng)調(diào)整的算法被嵌入在恒溫器的微處理器中。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了算法來(lái)優(yōu)化恒溫器的“學(xué)習(xí)”。
[0014]實(shí)施例包括一種控制諸如地板表面的環(huán)境的溫度的方法,包括以下步驟:提供適于將微處理器的存儲(chǔ)器中的值分配給24小時(shí)時(shí)間段的每個(gè)離散時(shí)間段的恒溫器,從第一區(qū)域中的占用傳感器接收信號(hào),所述信號(hào)指示對(duì)于24小時(shí)時(shí)間段的每個(gè)離散時(shí)間段,該區(qū)域是否已經(jīng)被占用,將第一點(diǎn)值分配給在第一個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段期間已經(jīng)感測(cè)到占用的那個(gè)離散時(shí)間段,將第二點(diǎn)值分配給在先于第一個(gè)24小時(shí)時(shí)間段的第二個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段期間已經(jīng)感測(cè)到占用的那個(gè)離散時(shí)間段,將第三點(diǎn)值分配給在先于第二個(gè)時(shí)間段的第三個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段期間已經(jīng)感測(cè)到占用的那個(gè)離散時(shí)間段,在任何第一個(gè)、第二個(gè)或第三個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中感測(cè)到占用的情況下,平均在第一個(gè)、第二個(gè)和第三個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段的點(diǎn)值以獲得平均點(diǎn)值,將第一信號(hào)發(fā)送到適于加熱第二區(qū)域的加熱裝置,以便當(dāng)給定離散時(shí)間段的平均點(diǎn)值在閾值點(diǎn)值以上時(shí)提供用于該離散時(shí)間段的溫度相關(guān)的設(shè)定。
[0015]另外的實(shí)施例涉及一種用于控制諸如地板表面的環(huán)境的溫度的系統(tǒng),包括:與計(jì)算機(jī)處理單元和存儲(chǔ)器相關(guān)聯(lián)的輸入/輸出單元,適于將值分配給24小時(shí)時(shí)間段的每個(gè)離散時(shí)間段,第一區(qū)域中的占用傳感器,其將信號(hào)發(fā)送到輸入/輸出單元,該信號(hào)指示對(duì)于24小時(shí)時(shí)間段的每個(gè)離散時(shí)間段,該區(qū)域是否已經(jīng)被占用,第一點(diǎn)值,被分配給在第一個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段期間已經(jīng)感測(cè)到占用的那個(gè)離散時(shí)間段,第二點(diǎn)值,被分配給在先于第一個(gè)24小時(shí)時(shí)間段的第二個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段期間已經(jīng)感測(cè)到占用的那個(gè)離散時(shí)間段,第三點(diǎn)值,被分配給在先于第二個(gè)時(shí)間段的第三個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段期間已經(jīng)感測(cè)到占用的那個(gè)離散時(shí)間段,在任何第一個(gè)、第二個(gè)或第三個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中感測(cè)到占用的情況下為獲得平均點(diǎn)值,對(duì)在第一個(gè)、第二個(gè)和第三個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段的點(diǎn)值的平均,從輸入/輸出裝置接收信號(hào)的加熱裝置,適于加熱第二區(qū)域,以便當(dāng)給定離散時(shí)間段的平均點(diǎn)值在閾值點(diǎn)值K以上時(shí)提供用于該離散時(shí)間段的溫度相關(guān)的設(shè)定。
[0016]另外的實(shí)施例涉及一種用于控制諸如地板表面的環(huán)境的溫度的自調(diào)整恒溫器,包括:與計(jì)算機(jī)處理單元和存儲(chǔ)器相關(guān)聯(lián)的輸入/輸出單元,適于將值分配給24小時(shí)時(shí)間段的每個(gè)離散時(shí)間段,其中,輸入/輸出單元適于從第一區(qū)域中的占用傳感器接收信號(hào),所述信號(hào)指示對(duì)于24小時(shí)時(shí)間段的每個(gè)離散時(shí)間段,該區(qū)域是否已經(jīng)被占用,第一點(diǎn)值,被分配給在第一個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段期間已經(jīng)感測(cè)到占用的那個(gè)離散時(shí)間段,第二點(diǎn)值,被分配給在先于第一個(gè)24小時(shí)時(shí)間段的第二個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段期間已經(jīng)感測(cè)到占用的那個(gè)離散時(shí)間段,第三點(diǎn)值,被分配給在先于第二個(gè)時(shí)間段的第三個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段期間已經(jīng)感測(cè)到占用的那個(gè)離散時(shí)間段,在任何第一個(gè)、第二個(gè)或第三個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中感測(cè)到占用的情況下為獲得平均點(diǎn)值,對(duì)在第一個(gè)、第二個(gè)和第三個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段的點(diǎn)值的平均,,其中,輸入/輸出單元適于發(fā)送信號(hào)到用于加熱第二區(qū)域的加熱元件,以便當(dāng)給定離散時(shí)間段的平均點(diǎn)值在閾值點(diǎn)值K以上時(shí)提供用于該離散時(shí)間段的溫度相關(guān)的設(shè)定。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0017]在本文中參考附圖描述示例性實(shí)施例,在所述附圖中:
圖1是包括自調(diào)整恒溫器110以及一個(gè)或多個(gè)占用傳感器的環(huán)境100的俯視圖;
圖2是圖1的環(huán)境的透視圖;
圖3是可以用在I和2示出的環(huán)境中的所公開(kāi)的自調(diào)整恒溫器的組件和系統(tǒng)的框圖; 圖4是陳述由自調(diào)整恒溫器執(zhí)行的步驟的流程圖;
圖5是圖4中示出的流程圖的延續(xù)部分;
圖6是用來(lái)仿真和測(cè)試自調(diào)整恒溫器的操作的生活方式活動(dòng)模型的圖表;
圖7是標(biāo)識(shí)用在自調(diào)整恒溫器的操作的仿真和測(cè)試中的許多參數(shù)的圖表;
圖8是陳述當(dāng)使用用于3天的變量K和S的不同值時(shí)自調(diào)整恒溫器的仿真測(cè)試的性能的圖表;以及
圖9是陳述當(dāng)使用用于5天的變量K和S的不同值時(shí)自調(diào)整恒溫器的仿真測(cè)試的性能的另一個(gè)圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0018]圖1是可以使用自調(diào)整恒溫器的環(huán)境100的俯視圖。環(huán)境100被示出為住宅建筑物,但也可以是期望控制環(huán)境的地板或區(qū)域的溫度的任何商業(yè)或工業(yè)建筑物,并且因此不限于住宅建筑物。自調(diào)整恒溫器110被示出為放置在環(huán)境100內(nèi)。自調(diào)整恒溫器110與占用傳感器112、114、116、118和120通信。雖然示出了多個(gè)占用傳感器,但是自調(diào)整恒溫器可以按期望僅與單個(gè)占用傳感器一起使用。占用傳感器可以采取如上所述的各種形式,并且可以包括紅外線、 視線、熱、磁、電容/電感耦合傳感器,以及感測(cè)在緊鄰的人員的被光線照著的夾具/開(kāi)關(guān)或者用在房間香味分配器中的機(jī)構(gòu)等可以用來(lái)感測(cè)占用。因此,可以使用能夠感測(cè)區(qū)域內(nèi)的占用者的存在的任何傳感器。占用傳感器用來(lái)檢測(cè)它們所位于的區(qū)域內(nèi)的占用者的存在。
[0019]圖2是圖1中示出的環(huán)境110的透視圖。自調(diào)整恒溫器110被示出為放置在環(huán)境110的起居室中,雖然它也可以被放置在環(huán)境110內(nèi)的任何地方,或者甚至與環(huán)境110遠(yuǎn)程地進(jìn)行操作。占用傳感器112被示出為放置在環(huán)境110的浴室中且可以感測(cè)浴室內(nèi)的占用者的存在。作為示例,關(guān)于占用者是否存在的信息可以被發(fā)送回自調(diào)整恒溫器110,所述自調(diào)整恒溫器110可以被硬布線至占用傳感器,或者通過(guò)使用已知的通信協(xié)議無(wú)線地進(jìn)行操作,所述通信協(xié)議諸如是Wif1、藍(lán)牙、Zigbee, ffimax, IEC 802.11標(biāo)準(zhǔn)、或者其它已知的通協(xié)議。
[0020]此外,加熱元件122、124、126和128被示出為放置在浴室的地板下面,并且依據(jù)來(lái)自自調(diào)整恒溫器110的信號(hào)可以進(jìn)行操作以加熱浴室的地板。類似地,加熱元件132和134被示出為放置在環(huán)境100的車(chē)道下面,并且例如進(jìn)行操作以加熱車(chē)道,從而融化可能已經(jīng)積累的雪或冰。作為示例,自調(diào)整恒溫器110也可以通過(guò)硬布線與加熱元件通信或使用已知的通信協(xié)議無(wú)線地進(jìn)行操作,所述通信協(xié)議諸如是Wif1、藍(lán)牙、Zigbee, ffimax, IEC802.11標(biāo)準(zhǔn)、或者其它已知的通信協(xié)議。將由本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的是,雖然在圖2中示出了用于加熱地板的加熱元件,但是加熱元件也可以以爐子的形式來(lái)加熱或控制環(huán)境內(nèi)的空氣的溫度。
[0021]圖3圖示了連同自調(diào)整恒溫器一起使用的用來(lái)控制加熱元件的組件和系統(tǒng)的框圖200。自調(diào)整恒溫器包括從放置在所調(diào)節(jié)的空間240內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)占用傳感器260(S1)接收信號(hào)的輸入/輸出單元210。也可以將包括作為示例的溫度和濕度的環(huán)境參數(shù)270(S2)輸入到輸入/輸出單元210中。輸入/輸出單元210可以包括允許用戶輸入偏好和參數(shù)的按鈕或觸摸板以及可以向用戶顯示諸如溫度或設(shè)定的信息的顯示器214。輸入/輸出單元耦合至CPU 216和存儲(chǔ)器220,所述存儲(chǔ)器220可以存儲(chǔ)參數(shù)、設(shè)定和來(lái)自占用傳感器的信息以及時(shí)鐘218??臻g調(diào)節(jié)設(shè)備250也與輸入/輸出單元210通信,并且可以接收指示將提供的熱量級(jí)別的信號(hào)。空間調(diào)節(jié)設(shè)備可以包括放置在地板以下的加熱電纜、或者冷卻地板的冷卻元件、或者可以采取HVAC設(shè)備的形式。
[0022]某礎(chǔ)操作
在實(shí)施例中,算法被包括在自調(diào)整恒溫器中,其被配置為合并在占用傳感器和/或恒溫器附近感測(cè)到的來(lái)自日?;顒?dòng)的數(shù)據(jù)。每天被劃分為144個(gè)時(shí)間段,每個(gè)為10分鐘持續(xù)時(shí)間,其中,第一個(gè)時(shí)間段是12:00:00 am到12:09:59 am,最后一個(gè)(第144個(gè))時(shí)間段是11:50:00 pm到11:59:59 pm。于是,占用傳感器信號(hào)將被用來(lái)指示在任何時(shí)間段中是否存在“活動(dòng)”,即,占用者的存在。如果在任何時(shí)間段中沒(méi)有感測(cè)到活動(dòng),則該時(shí)間段將被標(biāo)識(shí)為“無(wú)活動(dòng)”且該數(shù)據(jù)被記錄以供未來(lái)參考。如果在任何時(shí)間段感測(cè)到占用,則該時(shí)間段將被標(biāo)識(shí)為“活動(dòng)”且該數(shù)據(jù)將類似地被保留在存儲(chǔ)器中。在任何一個(gè)時(shí)間段內(nèi)的多個(gè)占用感測(cè)將不改變正被討論的時(shí)間段的狀態(tài),即,無(wú)論I或5或10或更多的感測(cè)在該時(shí)間段內(nèi)被檢測(cè)將不改變?cè)摃r(shí)間段的狀態(tài)(“活動(dòng)”)。因此,通過(guò)觀察用于每天的占用數(shù)據(jù),可以估計(jì)用于該房間的使用模式。假定每天具有類似的占用模式,則在幾天之后,可以預(yù)期的是,可以用合理的精度估計(jì)用于該天的正常模式。
[0023]一旦已經(jīng)估計(jì)了使用模式,地板或區(qū)域溫度的控制可以被對(duì)應(yīng)地調(diào)整。預(yù)期的是,在占用時(shí)間段期間,用戶將想要地板或區(qū)域處于暖和的溫度(“高”),并且在非占用時(shí)間段期間,處于低得多的溫度(“低”)。
[0024]圖4和5公開(kāi)了連同自調(diào)整恒溫器一起使用的算法的流程圖。該流程圖開(kāi)始于工作日算法300,其可以與周末算法完全相同且可以與周末算法并行運(yùn)行。在步驟302處,分析自動(dòng)定時(shí)存儲(chǔ)器設(shè)定,并且在步驟304處,在該天期間的144個(gè)10分鐘時(shí)間段中的每個(gè)內(nèi)可以將熱量調(diào)整至高或低。在該天期間的每個(gè)10分鐘時(shí)間段期間監(jiān)控活動(dòng)(即,占用)。在步驟308處,計(jì)算在當(dāng)前時(shí)間段之前的最近η個(gè)時(shí)間段的平均活動(dòng)。在步驟310處,計(jì)算最近η天的新的點(diǎn)平均。對(duì)于7天生活方式設(shè)定,使用來(lái)自以往7、14、21等天的使用日期,而對(duì)于5/2生活方式設(shè)定,酌情使用來(lái)自過(guò)去η個(gè)工作日或η個(gè)周末假日的使用數(shù)據(jù)。
[0025]步驟312檢查在時(shí)間段中的活動(dòng)是否類似于來(lái)自前一天的活動(dòng)。如果是這樣,將獎(jiǎng)勵(lì)點(diǎn)S添加到點(diǎn)總數(shù)。如果在步驟312中的答案為“否”,則不添加獎(jiǎng)勵(lì)點(diǎn)。下一個(gè)步驟為步驟318,確定熱量設(shè)定,例如,如果點(diǎn)總數(shù)P大于閾值點(diǎn)值K,則為高,并且如果點(diǎn)總數(shù)P等于或低于閾值點(diǎn)值K,則為低。步驟320接下來(lái)檢查以看是否存在超循環(huán)。如果對(duì)于步驟320的答案為“是”,則狀態(tài)的改變是不允許的。如果步驟320的答案為“否”,則在步驟324處,系統(tǒng)檢查以看度假狀態(tài)是否等于一;并且如果“是”,則狀態(tài)的改變是不允許的,但如果答案如果“是”,在步驟326處,狀態(tài)是允許改變的。接下來(lái),在步驟328處,將設(shè)定存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。在下一個(gè)步驟330處,做出關(guān)于它是否是一天的結(jié)束(例如,第144個(gè)時(shí)間段)的確定。如果答案為是,則該過(guò)程繼續(xù)到步驟340 “Α”,并且如果答案為“否”,則在步驟344處,過(guò)程繼續(xù)以分析下一個(gè)時(shí)間段并繼續(xù)且返回到步驟306。
[0026]如圖5所示,在步驟340“Α”之后,在步驟346處,確定是否是一周的結(jié)束。如果答案為“是”,則過(guò)程進(jìn)行到步驟348,其中程序切換至周末算法。如果步驟346為“否”,則在下一個(gè)步驟350處,做出確定以確定過(guò)去十天的活動(dòng)是否已經(jīng)穩(wěn)定(見(jiàn)下面關(guān)于穩(wěn)定性的討論)。如果步驟350的答案為“否”,則在步驟352處,將穩(wěn)定性設(shè)置為零,并且程序移動(dòng)至步驟342 (B)0如果步驟352的答案為“是”,則做出是否已經(jīng)存在活動(dòng)的驚人減少的確定。如果答案為“是”,則在步驟356處,程序檢查以看度假狀態(tài)是否等于“1”,并且如果否,則它進(jìn)行步驟342 (B)。如果對(duì)于步驟356的答案為“是”,則做出關(guān)于在該天中是否已經(jīng)存在活動(dòng)的驚人增加的確定。如果否,則程序進(jìn)行到步驟342(B),并且如果是,則在步驟360處將度假狀態(tài)設(shè)置為零。在下一個(gè)步驟360處,為了接下來(lái)的一天復(fù)原度假前熱量設(shè)定。如果步驟354的答案為“是”,則在步驟366處,將度假狀態(tài)設(shè)置為I。在下一個(gè)步驟368處,將用于接下來(lái)的一天的熱量設(shè)定設(shè)置為對(duì)于所有時(shí)間段為低(因?yàn)榇_定占用者在度假)。在下一個(gè)步驟370處,將當(dāng)天的熱量設(shè)定存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中作為度假前設(shè)定。
[0027]算法根據(jù)以前的類似時(shí)間段分析占用數(shù)據(jù),并接著確定應(yīng)當(dāng)將熱量調(diào)整到高還是調(diào)整到低,雖然如果期望也可以使用中間設(shè)定。該決定通過(guò)允許每個(gè)時(shí)間段積累“點(diǎn)”來(lái)促進(jìn),所述點(diǎn)當(dāng)檢測(cè)到與時(shí)間段相關(guān)聯(lián)的活動(dòng)時(shí)將被增加,并且當(dāng)沒(méi)有檢測(cè)到這種活動(dòng)時(shí)將被減少。當(dāng)達(dá)到點(diǎn)的預(yù)置的閾值時(shí),將用于該時(shí)間段的熱量設(shè)置為高,并且當(dāng)它下降到閾值以下時(shí),將熱量設(shè)置為低。
[0028]用于每個(gè)時(shí)間段的初始點(diǎn)值可以基于在自動(dòng)定時(shí)程序中的時(shí)間和溫度要求,如在工廠設(shè)定中所提供的或者當(dāng)這些已經(jīng)由用戶所修改時(shí),如諸如其存在的自動(dòng)定時(shí)程序。通過(guò)簡(jiǎn)單地分析自動(dòng)定時(shí)程序時(shí)間/溫度設(shè)定,可以確定用于每個(gè)時(shí)間段的將地板或區(qū)域熱量調(diào)整到高或低的要求。于是,被要求將熱量調(diào)整到高的每個(gè)時(shí)間段可以被分配10個(gè)點(diǎn),而將熱量調(diào)整到低的每個(gè)時(shí)間段可以被分配O個(gè)點(diǎn)。隨著時(shí)間過(guò)去,可以基于占用者的活動(dòng)模式修改每個(gè)時(shí)間段中的點(diǎn)。在一些實(shí)施例中,可以期望的是,使被分配來(lái)為最近的時(shí)間段分配更高的點(diǎn)值的最大點(diǎn)值變化。例如,當(dāng)感測(cè)到活動(dòng)時(shí)當(dāng)前時(shí)間段可以分配10個(gè)點(diǎn),而更早的24小時(shí)的相同時(shí)間段可以被分配7個(gè)點(diǎn)的最大值,同時(shí)更早48小時(shí)的相同時(shí)間段可以被分配5個(gè)點(diǎn)的最大值。使用這種按比例放大的方法將給予最近的活動(dòng)更多的重要性。
[0029]加快的學(xué)習(xí)
因?yàn)榇蠖鄶?shù)現(xiàn)代生活方式對(duì)于一周中的七天的每一天是不完全相同的,所以對(duì)于將被學(xué)習(xí)的每一天,針對(duì)占用模式可能花費(fèi)數(shù)周。例如,因?yàn)橹芰幕顒?dòng)經(jīng)常說(shuō)不同于比方說(shuō)周二的活動(dòng),所以可以預(yù)期的是,通常的“學(xué)習(xí)算法”將花費(fèi)數(shù)周,甚至可能一個(gè)月或更長(zhǎng),以學(xué)習(xí)周二的模式。于是,為了加快學(xué)習(xí)過(guò)程,變得有益的是,標(biāo)識(shí)占用者是否至少具有規(guī)律的周一到周五模式以及類似的規(guī)律的周六/周日模式,即“5/2天”生活方式或“7天”生活方式。通過(guò)利用生活方式信息,算法可以加快學(xué)習(xí)過(guò)程。對(duì)此的原因在于,在7天生活方式模式中,預(yù)期的是,“周一”占用模式很可能不同于“周二”,所述“周二”不同于“周三”等等。因此,算法將要花費(fèi)數(shù)周以得到在周一占用模式方面的充分的經(jīng)驗(yàn),從而做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,對(duì)于周二也是相同的,等等。結(jié)果,它將使算法花費(fèi)數(shù)周以完成它的學(xué)習(xí)過(guò)程。然而,在5/2天生活方式模式的情況下,因?yàn)轭A(yù)期周一到周五是類似的,所以算法將僅需要幾天以學(xué)習(xí)工作日的占用模式,并且很可能僅需要兩周以學(xué)習(xí)周末。所以,通過(guò)將生活方式標(biāo)識(shí)為5/2天類型,算法通過(guò)使用對(duì)應(yīng)的設(shè)定來(lái)開(kāi)始并快速學(xué)習(xí)占用模式并對(duì)時(shí)間和溫度設(shè)定做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
[0030]噪聲減小
預(yù)期的是,占用者將在白天/黑夜的任何時(shí)候時(shí)不時(shí)地進(jìn)入房間,即使將最有可能存在活動(dòng)將是較高的一些時(shí)間段以及活動(dòng)將是較低的其它時(shí)間段。確保識(shí)別并忽略在時(shí)間段中的非規(guī)律活動(dòng)被認(rèn)為是重要的;換句話說(shuō),重要的是,在做出對(duì)時(shí)間和溫度設(shè)定的任何調(diào)整之前建立活動(dòng)的模式。在正常未占用時(shí)間段期間,仍可能的是,占用者可以進(jìn)入房間,諸如例如,如果某人從工作早回家一天;這被認(rèn)為是“噪聲”,因?yàn)樗皇恰耙?guī)律”活動(dòng)模式的一部分。因此,重要的是,識(shí)別噪聲并通過(guò)考慮與該時(shí)間段相關(guān)聯(lián)的“平均”活動(dòng)來(lái)緩和它。通過(guò)平均數(shù)個(gè)近來(lái)時(shí)間段的活動(dòng)并使用其來(lái)影響與當(dāng)前時(shí)間段相關(guān)聯(lián)的點(diǎn)來(lái)將該識(shí)別并入算法中。此外,通過(guò)利用以前幾天的數(shù)個(gè)類似的時(shí)間段的平均點(diǎn),這進(jìn)一步有減小噪聲作用的趨勢(shì)。
[0031]敏感性調(diào)整
調(diào)整算法可以為在每天大約相同的時(shí)間處重復(fù)自身的活動(dòng)提供“獎(jiǎng)勵(lì)點(diǎn)”。于是,這提供了算法并入用戶的“敏感性”的基礎(chǔ),如果用戶是非常敏感的且總想要在他們使用地板時(shí)使地板加熱,則可以將其并入。如果用戶是較不敏感的,即,愿意在短時(shí)間段內(nèi)接受未加熱的地板,則其也應(yīng)當(dāng)被適應(yīng)。這有助于識(shí)別可能是非常短的持續(xù)時(shí)間但非常規(guī)律的活動(dòng),諸如說(shuō)每天在12:00與12:30pm之間的某個(gè)時(shí)間進(jìn)入浴室,但接著在5或10分鐘內(nèi)離開(kāi)。通過(guò)使獎(jiǎng)勵(lì)點(diǎn)更大或更小并允許用戶調(diào)整此,算法對(duì)規(guī)律的短持續(xù)時(shí)間的活動(dòng)的“敏感性”可以被放大或減弱。因此,小(或者可能零)的獎(jiǎng)勵(lì)將導(dǎo)致這些活動(dòng)被算法忽略;相反地,大獎(jiǎng)勵(lì)將更有可能導(dǎo)致這些活動(dòng)被識(shí)別且地板熱量預(yù)期占用時(shí)被接通。
[0032]軺循環(huán)消除
當(dāng)系統(tǒng)被操作時(shí),將根據(jù)如上所述的算法的操作調(diào)整地板溫度。然而,EH經(jīng)驗(yàn)是用戶知道地板熱量的操作,因?yàn)樗麄兛梢越?jīng)常聽(tīng)到恒溫器的控制單元中的繼電器的激活,或者他們觀察恒溫器顯示器上的狀態(tài),其通常指示地板溫度。地板溫度的頻繁調(diào)整是用戶的共同關(guān)注且也注重恒溫器中的組件,諸如繼電器,所以可期望的是最小化啟動(dòng)/停止。算法被設(shè)計(jì)為將溫度調(diào)整限制為工廠預(yù)置的量,諸如每小時(shí)一次的最大值,由此限制了對(duì)組件的強(qiáng)調(diào)并減少了消費(fèi)者關(guān)注。
[0033]缺席識(shí)別
如上所述的算法能夠識(shí)別用戶何時(shí)改變他們的占用模式,這樣的改變是否是最小的,諸如稍微修改的工作時(shí)間表,或者更顯著的,諸如延長(zhǎng)的度假。如果發(fā)生諸如將作為度假的結(jié)果而出現(xiàn)的占用者的例外缺席,算法能夠識(shí)別這個(gè)并通過(guò)強(qiáng)迫所有設(shè)定為低來(lái)立即作出反應(yīng)。
[0034]缺席前存儲(chǔ)器(PAM)
在缺席之后,諸如當(dāng)占用者從度假返回時(shí),算法將識(shí)別活動(dòng)已經(jīng)重新開(kāi)始,并將接著立即復(fù)原在缺席之前起作用的熱量設(shè)定。這消除了恒溫器重新學(xué)習(xí)占用模式的需要,由此提供了更大的舒適和能量節(jié)省。
[0035]PAM通過(guò)首先確定系統(tǒng)的“穩(wěn)定性因子”(SF)來(lái)設(shè)立。用于第“η”天的SF被設(shè)置為等于具有與在第“η-1”天中的時(shí)間段的數(shù)量的相同的熱量設(shè)定的來(lái)自第“η”天的時(shí)間段的數(shù)量;清楚地,SF范圍將是O到I。對(duì)于第“η+1”天,SF被設(shè)置為等于具有與在第“η”天中的時(shí)間段的數(shù)量的相同的熱量設(shè)定的在第“η+1”天中的時(shí)間段的數(shù)量。當(dāng)η=10時(shí),將計(jì)算SF的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差(分別定義為ASF和SDSP)。活動(dòng)類似度指數(shù)ASI也被計(jì)算為具有類似活動(dòng)的來(lái)自第η天和第η-1天的時(shí)間段的比例。平均活動(dòng)級(jí)別AL被設(shè)置為等于活動(dòng)的時(shí)間段的數(shù)量除以時(shí)間段的總數(shù)量(例如,144個(gè)總時(shí)間段中的3個(gè)活動(dòng)時(shí)間段將是2%活動(dòng))。因此,將穩(wěn)定性定義為平均SF大于80%且SF的標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5%且ASI大于80%。當(dāng)檢測(cè)到穩(wěn)定性時(shí),來(lái)自該天的每個(gè)時(shí)間段的設(shè)定將被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中,并且將由此重寫(xiě)任何以前的設(shè)定。
[0036]隨著每天過(guò)去,通過(guò)使用來(lái)自過(guò)去的10天的數(shù)據(jù)來(lái)更新SF、ASL和AL。如果對(duì)于任何一天沒(méi)有確定穩(wěn)定性,則用于該天的熱量設(shè)定將不被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中,使得在存儲(chǔ)器中的以前設(shè)定不改變。
[0037]當(dāng)穩(wěn)定性返回時(shí),將新的熱量設(shè)定與存儲(chǔ)器中現(xiàn)有的熱量設(shè)定比較,如果它們顯然不同,則現(xiàn)有的熱量設(shè)定在20天內(nèi)不被“重寫(xiě)”。一旦已經(jīng)檢測(cè)到穩(wěn)定性,如果AL級(jí)別下降至前一天的5%,則假定占用者已經(jīng)離開(kāi)并因此將所有設(shè)定設(shè)置為低。如果AL增加至大于10%且大于前一天的600%,則假定占用者已經(jīng)返回,因此立即使用缺席前設(shè)定。
[0038]應(yīng)用
應(yīng)當(dāng)注意的是,本公開(kāi)的恒溫器特別好地適合于地暖應(yīng)用。它可以用于室內(nèi)或室外地板表面。例如,它可以用于使浴室地板變暖,或者控制室內(nèi)或室外的停車(chē)庫(kù)或車(chē)道的溫度。在這種情況下的占用感測(cè)可以包括感測(cè)人們的存在或者感測(cè)車(chē)輛的存在。此外,該恒溫器也可以用在許多其它應(yīng)用中,包括控制住宅和商業(yè)房屋中的空氣溫度,或者在控制水或其它液體的溫度的其它應(yīng)用中。
[0039]此外,在一些實(shí)例中,在給定區(qū)域中感測(cè)到的占用將引起在不同區(qū)域中的加熱。例如,在醫(yī)院中,如果在洗滌間感測(cè)到占用,則操作間將使地板或空氣加熱。作為另一個(gè)示例,如果在家庭的車(chē)庫(kù)中感測(cè)到占用,則在廚房中的地板加熱可以被激活,因?yàn)?,推測(cè)起來(lái),占用者已經(jīng)剛剛到家并將開(kāi)始使用廚房區(qū)域。[0040]參數(shù)優(yōu)化
存在要求被建立的上面參考的各種參數(shù),這些參數(shù)包括以下:
Ca)閾值溫度“T。”:這是將用來(lái)確定“高”熱量設(shè)定或“低”熱量設(shè)定的溫度。通常,對(duì)于地板加熱應(yīng)用,這將被設(shè)置為75 °F,因?yàn)檫@遠(yuǎn)高于關(guān)于這些類型的恒溫器的工廠“低”設(shè)定(通常60 T)且低于“高”工廠設(shè)定。
[0041](b)閾值點(diǎn)“K”:這是在其上方給用于特別時(shí)間段的熱量被接通且在其下方使它斷開(kāi)的點(diǎn)的級(jí)別。
[0042](C)獎(jiǎng)勵(lì)“S”:這是獎(jiǎng)給在以前類似的時(shí)間段中已經(jīng)經(jīng)歷了活動(dòng)的任何特別的時(shí)間段的附加的點(diǎn)。
[0043](d)用來(lái)對(duì)活動(dòng)求平均的天“F”:該值用來(lái)確保在做出關(guān)于任何特別一天的決定之前考慮到幾天,這將減小“例外”活動(dòng)的“瞬態(tài)”作用,諸如,當(dāng)某人在他們正常不在家的那一天將在家時(shí)。于是,可以阻抑這樣的“噪聲”,并且不導(dǎo)致系統(tǒng)做出“倉(cāng)促”的決定。假定一年的許多周具有至少一個(gè)假期,預(yù)期的是,對(duì)于此的最大合理數(shù)字將是4。類似地,清楚地,2是最小值,因?yàn)椤耙弧辈辉试S任何噪聲阻抑。結(jié)果,對(duì)于該參數(shù)選擇了 3的值。
[0044](e)用來(lái)對(duì)活動(dòng)求平均的時(shí)間段“V”:該值用來(lái)允許在時(shí)間表中的小變化或短期缺席。在早晨活動(dòng)中,對(duì)于時(shí)間表,通常變化約10分鐘(尤其是假定收音機(jī)鬧鐘上的“打盹”按鈕是9分鐘)。因此該值被設(shè)置為3個(gè)時(shí)間段。
[0045](f)在固定數(shù)量的時(shí)間段“zz”中允許的循環(huán)“H”的數(shù)量:基于在恒溫器用戶方面的直接經(jīng)驗(yàn),該數(shù)量被設(shè)置為每小時(shí)I次(zz = 6個(gè)時(shí)間段)。大于約每小時(shí)I次的值趨向于受注意且被用戶認(rèn)為是令人討厭的。
[0046]作為上面的結(jié)果,清楚的是,用于閾值點(diǎn)K和獎(jiǎng)勵(lì)S的值不容易被估計(jì),并因此需要被以經(jīng)驗(yàn)為主地確定。為了幫助該過(guò)程,建立用于K的O到10的任意范圍。通過(guò)推斷,該范圍也可應(yīng)用于S,因?yàn)橐馕吨蔼?jiǎng)賞”在以前的類似時(shí)間段中的類似活動(dòng)的獎(jiǎng)勵(lì)將不被期望通過(guò)人工地使任何特別時(shí)間段的值膨脹來(lái)“壓倒”過(guò)程。
[0047]用于建模技術(shù)過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)仿真技術(shù)的使用用來(lái)確定在算法的上下文內(nèi)的K和S的最佳值。這允許使K和S兩者單獨(dú)地變化且允許確定它們對(duì)系統(tǒng)的作用。
[0048]閾倌.和獎(jiǎng)勵(lì)參數(shù)的確定
電子數(shù)據(jù)表用來(lái)對(duì)如上所述的系統(tǒng)進(jìn)行建模。每天被劃分為144個(gè)離散的時(shí)間段,并且每個(gè)時(shí)間段利用算法的邏輯來(lái)確定熱量設(shè)定應(yīng)當(dāng)是高還是低。將從第I天到第5天的總共5天建立在電子數(shù)據(jù)表模型中。僅僅對(duì)5天進(jìn)行建模,因?yàn)轭A(yù)期的是,適當(dāng)?shù)乃惴▽⒃?天內(nèi)學(xué)習(xí)占用者的習(xí)慣。否則,算法冒著以下危險(xiǎn):由于生活方式變化而導(dǎo)致的不穩(wěn)定性和/或太慢而不能對(duì)生活方式中的改變(甚至,短期改變)作出反應(yīng)。
[0049]當(dāng)然,算法的性能獨(dú)自地基于K和S的值,因?yàn)樗鼈儍H僅是被考慮為顯著變化的參數(shù)。算法的性能是通過(guò)比較如在任何給定天由模型確定的實(shí)際熱量設(shè)定與所要求的熱量設(shè)定一致的時(shí)間段的數(shù)量來(lái)量化的。例如,如果實(shí)際設(shè)定對(duì)于在特別一天的144個(gè)時(shí)間段中有141個(gè)與所要求的設(shè)定一致,則模型將被認(rèn)為是在該天是98%精確的。
[0050]如圖6中圖示的,占用者的生活方式基于具有9個(gè)不同“事件”410的假想的生活方式來(lái)進(jìn)行仿真,每個(gè)事件具有不同的事件開(kāi)始時(shí)間420以及在每個(gè)事件中的活動(dòng)概率430是90%或10%,并且9個(gè)事件中的每個(gè)具有設(shè)置在高或低處的所要求的熱量設(shè)定440。因此,即使在“未占用”時(shí)間段期間,也總存在將檢測(cè)到活動(dòng)的某個(gè)概率,諸如如果某人半夜起來(lái)或者某人在白天期間從工作回到家。于是,這些值用來(lái)通過(guò)使用在電子數(shù)據(jù)表中的“隨機(jī)數(shù)字生成器RAND”特征來(lái)對(duì)任何給定時(shí)間段的活動(dòng)進(jìn)行仿真。RAND為其所嵌入的每個(gè)單元提供在O與I之間的不同數(shù)字。然后,通過(guò)分析在每個(gè)單元中的隨機(jī)數(shù)字,基于事件概率來(lái)確定單元中的活動(dòng)。例如,如果事件中的活動(dòng)概率是90%,則在隨機(jī)數(shù)字小于0.90時(shí)活動(dòng)將被認(rèn)為已經(jīng)發(fā)生。當(dāng)然,通過(guò)使用現(xiàn)代的電子數(shù)據(jù)表能力,這種類型的比較和確定是平凡的。
[0051]在圖7的圖表500中陳述了用于一個(gè)仿真的參數(shù),其中,列540包括參數(shù)To、F、K、
H、v、zz、P和S,其中P表示為給定時(shí)間段內(nèi)的活動(dòng)分配的點(diǎn)的數(shù)量。列520示出了用于這些參數(shù)的所選擇的值,并且列510示出了參數(shù)的描述。在標(biāo)題天550下面,陳述了第I天到第5天中的每個(gè),并且在標(biāo)題%實(shí)際設(shè)定正確560下面,陳述了通過(guò)仿真完成的正確設(shè)定的百分比,例如,在第2天,87%的設(shè)定是正確的,在第3天,89%的設(shè)定是正確的,在第4天,92%的設(shè)定是正確的等等。在該示例中,值K被設(shè)置在9.5的最大值處且值S被設(shè)置在4.6的最大值處。
[0052]如將被預(yù)期的,分析對(duì)K和S的所有值的模型的作用可以是壓倒性的任務(wù)。然而,通過(guò)使用與現(xiàn)代電子數(shù)據(jù)表的“宏”能力相耦合的啟發(fā)式方法(標(biāo)識(shí)好的解決方案,未必最優(yōu)的解決方案),可以快速確定K和S的“好”的值。這通過(guò)在它們的范圍(O到10)上以固定數(shù)量的增量對(duì)K和S進(jìn)行估計(jì)來(lái)完成。例如,K以0.2的增量從1.0到4.6進(jìn)行建模,并且S以1.0的增量從1.0到5.0進(jìn)行建模以及以0.5的增量從5.5到9.5進(jìn)行建模。
[0053]在第2天、第3天、第4天和第5天之后通過(guò)匯編算法精確度的表格,可以觀察模型的效率和變化參數(shù)S和K的作用。圖8示出了使用在1.0與9.5之間的K值以及在1.0與4.6之間的S值的在第3天之后的算法精確度的匯編表格600。在標(biāo)題610 (K)的下面按列示出了 K值,并且在列620 S的旁邊按行示出了 S值。因此,例如,列630揭示了當(dāng)使用
4.0的K值時(shí),算法精確度從76%到87%變化,其中大多數(shù)讀數(shù)在80多。列640示出了當(dāng)將K值增加至5.0時(shí),算法精確度改善,從87%到94%變化,其中大多數(shù)讀數(shù)在90多。列650、660和670示出了高度的算法精確度通過(guò)分別使用7.5、8.0和8.5的K值來(lái)完成。最大的精確度結(jié)果通過(guò)使用登記了 88% -98%的精確度的8.0的K值來(lái)完成,其中,在S值在
1.6與4.6之間變化的情況下大多數(shù)在90以上。
[0054]圖9示出了使用在1.0與9.5之間的K值以及在1.0與4.6之間的S值的在第5天之后的算法精確度的匯編表格600。在標(biāo)題710 (K)的下面按列示出了 K值,并且在列720 S的旁邊按行示出了 S值。因此,例如,列730揭示了當(dāng)使用4.0的K值時(shí),算法精確度從82%到92%變化,其中大多數(shù)讀數(shù)在80多。列640示出了當(dāng)將K值增加至5.0時(shí),算法精確度改善,從88%到96%變化,其中大多數(shù)讀數(shù)在90多。列750、760和770示出了高度的算法精確度通過(guò)分別使用7.5,8.0和8.5的K值來(lái)完成。最大的精確度結(jié)果通過(guò)使用登記了 95% -99%的精確度的7.5的K值來(lái)完成,其中,所有S值1.0-4.6,并且通過(guò)使用登記了 96% -100%的精確度的8.0的K值來(lái)完成,其中,S值在1.6與4.6之間變化。
[0055]此外,建模結(jié)果的表格清楚地指示了 K的8.0的值以及S的3.2的值是非常穩(wěn)健的且提供了快速的學(xué)習(xí)(在3天內(nèi)的至少90%的精確度)?;谶@些結(jié)果,算法可以進(jìn)行以用來(lái)因此提供學(xué)習(xí)生活方式并調(diào)整溫度設(shè)定的快速且有效的方法。[0056]敏感性參數(shù)的確定
承擔(dān)仿真模型的附加運(yùn)行,以確定可以用來(lái)允許各種“敏感性級(jí)別”的獎(jiǎng)勵(lì)S的值。采取基礎(chǔ)的方法,其中,將包括低、中和高的敏感性級(jí)別。在低敏感性情況下,算法將不受更高級(jí)別的“噪聲”的影響,諸如在睡眠時(shí)間期間的頻繁的活動(dòng)感測(cè)。類似地,在高敏感性級(jí)別中,算法將識(shí)別這些感測(cè)并因此調(diào)整熱量設(shè)定。
[0057]因此,在模型中設(shè)立一連串的“穩(wěn)定”的天,這些是模型已經(jīng)學(xué)習(xí)了生活方式并在例行公事地控制溫度的天。于是,在正常地不活動(dòng)的時(shí)間之一中具有活動(dòng)的一連串天被并入,這通過(guò)將在該時(shí)間的活動(dòng)概率在2個(gè)時(shí)間段(20分鐘)內(nèi)從10%增加到50%來(lái)完成,諸如可以當(dāng)系統(tǒng)用戶之一將經(jīng)常短暫回家吃午飯時(shí)發(fā)生。
[0058]通過(guò)根據(jù)前面的情況運(yùn)用模型,如下面表1中陳述的獲得以下的數(shù)據(jù):
【權(quán)利要求】
1.一種控制諸如地板表面的環(huán)境的溫度的方法,包括以下步驟: 提供適于將微處理器的存儲(chǔ)器中的值分配給24小時(shí)時(shí)間段的每個(gè)離散時(shí)間段的恒溫器; 從第一區(qū)域中的占用傳感器接收信號(hào),所述信號(hào)指示對(duì)于24小時(shí)時(shí)間段的每個(gè)離散時(shí)間段,該區(qū)域是否已經(jīng)被占用; 將第一點(diǎn)值分配給在第一個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段期間已經(jīng)感測(cè)到占用的那個(gè)離散時(shí)間段; 將第二點(diǎn)值分配給在先于所述第一個(gè)24小時(shí)時(shí)間段的第二個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段期間已經(jīng)感測(cè)到占用的那個(gè)離散時(shí)間段; 將第三點(diǎn)值分配給在先于所述第二個(gè)時(shí)間段的第三個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段期間已經(jīng)感測(cè)到占用的那個(gè)離散時(shí)間段; 在任何所述第一個(gè)、第二個(gè)或第三個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中感測(cè)到占用的情況下,平均在所述第一個(gè)、第二個(gè)和第三個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段的所述點(diǎn)值以獲得平均點(diǎn)值; 將第一信號(hào)發(fā)送到適于加熱第二區(qū)域的加熱裝置,以便當(dāng)給定離散時(shí)間段的平均點(diǎn)值在閾值點(diǎn)值K以上時(shí)提供用于該離散時(shí)間段的溫度相關(guān)的設(shè)定。
2.權(quán)利要求1所述的方法,其中每個(gè)離散時(shí)間段具有相同的長(zhǎng)度。
3.權(quán)利要求2所述的方`法,其中每個(gè)離散時(shí)間段的長(zhǎng)度是10分鐘。
4.權(quán)利要求1所述的方法,其中通過(guò)所述區(qū)域的預(yù)期占用模式調(diào)整所述加熱裝置的溫度。
5.權(quán)利要求1所述的方法,其中所述溫度相關(guān)的設(shè)定是高溫設(shè)定或?qū)ㄔO(shè)定。
6.權(quán)利要求1所述的方法,進(jìn)一步包括將第二信號(hào)發(fā)送到所述加熱裝置,以便當(dāng)給定離散時(shí)間段的所述平均點(diǎn)值等于或低于閾值K時(shí)提供用于該離散時(shí)間段的溫度相關(guān)的設(shè)定。
7.權(quán)利要求6所述的方法,其中基于所述第二信號(hào)的的所述溫度相關(guān)的設(shè)定是低溫設(shè)定或斷開(kāi)設(shè)定。
8.權(quán)利要求1所述的方法,其中值由所述恒溫器的制造商預(yù)置。
9.權(quán)利要求1所述的方法,其中所述值由最終用戶預(yù)置。
10.權(quán)利要求1所述的方法,其中加快的學(xué)習(xí)通過(guò)采用5/2生活方式模式來(lái)提供。
11.權(quán)利要求1所述的方法,進(jìn)一步包括步驟:將獎(jiǎng)勵(lì)點(diǎn)S分配給自身重復(fù)的離散時(shí)間段中的占用的時(shí)間段的點(diǎn)值。
12.權(quán)利要求11所述的方法,進(jìn)一步包括步驟:允許所述用戶通過(guò)增加或減少所述獎(jiǎng)勵(lì)點(diǎn)S的值來(lái)增加或減少所述方法的敏感性。
13.權(quán)利要求1所述的方法,進(jìn)一步包括步驟:通過(guò)將可以對(duì)所述溫度設(shè)定做出的調(diào)整的數(shù)量限制為每一給定持續(xù)時(shí)間一次來(lái)減小超循環(huán)。
14.權(quán)利要求13所述的方法,其中所述給定持續(xù)時(shí)間是一小時(shí)。
15.權(quán)利要求7所述的方法,其中所述恒溫器包括缺席前存儲(chǔ)器,使得當(dāng)在延長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)沒(méi)有感測(cè)到占用時(shí),在幾天之后,在每個(gè)離散時(shí)間段內(nèi)的所述平均點(diǎn)值將落在所述閾值以下,并且基于所述第二信號(hào)的所述溫度相關(guān)的設(shè)定是低溫設(shè)定或斷開(kāi)設(shè)定,并且當(dāng)重新開(kāi)始占用時(shí),將在每個(gè)離散時(shí)間段中的所述點(diǎn)值返回至它們?cè)跓o(wú)占用的所述延長(zhǎng)的時(shí)間段以前所處的級(jí)別。
16.權(quán)利要求1所述的方法,其中附加的24小時(shí)時(shí)間段用來(lái)計(jì)算所述點(diǎn)值平均。
17.權(quán)利要求6所述的方法,進(jìn)一步包括將第三信號(hào)發(fā)送到所述加熱裝置,以便當(dāng)給定離散時(shí)間段的所述平均點(diǎn)值在所述閾值以下而在地板值以上時(shí)提供該離散時(shí)間段的溫度相關(guān)的設(shè)定。
18.權(quán)利要求17所述的方法,其中基于所述第三信號(hào)的所述溫度相關(guān)的設(shè)定是中間溫度。
19.權(quán)利要求1所述的方法,其中所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域是相同的。
20.權(quán)利要求1所述的方法,其中所述第一區(qū)域處于與所述第二區(qū)域不同的位置。
21.權(quán)利要求1所述的方法,其中所述第一點(diǎn)值不同于所述第二點(diǎn)值和第三點(diǎn)值,以及所述第二點(diǎn)值不同于所述第三點(diǎn)值。
22.權(quán)利要求21所述的方法,其中所述第一點(diǎn)值大于所述第二點(diǎn)值和所述第三點(diǎn)值,以及所述第二 點(diǎn)值大于所述第三點(diǎn)值。
23.權(quán)利要求6所述的方法,其中所述第一、第二和第三點(diǎn)值被包括在O與10點(diǎn)之間,以及所述閾值K的所述值被包括在6.0與9.0之間。
24.權(quán)利要求23所述的方法,其中所述閾值K被包括在7.5與8.5之間。
25.權(quán)利要求24所述的方法,其中所述閾值K是8.0。
26.權(quán)利要求23所述的方法,進(jìn)一步包括步驟:將獎(jiǎng)勵(lì)點(diǎn)S分配給自身重復(fù)的離散時(shí)間段中的占用的時(shí)間段的所述點(diǎn)值,其中所述S的值被包括在1.0與4.6之間。
27.權(quán)利要求26所述的方法,其中所述S的值被包括在2.7與3.7之間。
28.—種用于控制諸如地板表面的環(huán)境的溫度的系統(tǒng),包括: 與計(jì)算機(jī)處理單元和存儲(chǔ)器相關(guān)聯(lián)的輸入/輸出單元,適于將值分配給24小時(shí)時(shí)間段的每個(gè)離散時(shí)間段; 第一區(qū)域中的占用傳感器,其將信號(hào)發(fā)送到輸入/輸出單元,該信號(hào)指示對(duì)于24小時(shí)時(shí)間段的每個(gè)離散時(shí)間段,該區(qū)域是否已經(jīng)被占用; 第一點(diǎn)值,被分配給在第一個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段期間已經(jīng)感測(cè)到占用的那個(gè)離散時(shí)間段; 第二點(diǎn)值,被分配給在先于所述第一個(gè)24小時(shí)時(shí)間段的第二個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段期間已經(jīng)感測(cè)到占用的那個(gè)離散時(shí)間段; 第三點(diǎn)值,被分配給在先于所述第二個(gè)時(shí)間段的第三個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段期間已經(jīng)感測(cè)到占用的那個(gè)離散時(shí)間段; 在任何所述第一個(gè)、第二個(gè)或第三個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中感測(cè)到占用的情況下為獲得平均點(diǎn)值,對(duì)在所述第一個(gè)、第二個(gè)和第三個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段的所述點(diǎn)值的平均; 從所述輸入/輸出裝置接收信號(hào)的加熱裝置,適于加熱第二區(qū)域,以便當(dāng)給定離散時(shí)間段的所述平均點(diǎn)值在閾值點(diǎn)值K以上時(shí)提供用于該離散時(shí)間段的溫度相關(guān)的設(shè)定。
29.權(quán)利要求28所述的系統(tǒng),其中每個(gè)離散時(shí)間段具有相同的長(zhǎng)度。
30.權(quán)利要求29所述的系統(tǒng),其中每個(gè)離散時(shí)間段的長(zhǎng)度是10分鐘。
31.權(quán)利要求28所述的系統(tǒng),其中所述加熱裝置進(jìn)一步接收第二信號(hào)以便當(dāng)給定離散時(shí)間段的所述平均點(diǎn)值等于或低于閾值K時(shí)提供用于該離散時(shí)間段的溫度相關(guān)的設(shè)定。
32.權(quán)利要求31所述的系統(tǒng),其中基于所述第二信號(hào)的所述溫度相關(guān)的設(shè)定是低溫設(shè)定或斷開(kāi)設(shè)定。
33.權(quán)利要求28所述的系統(tǒng),其中將獎(jiǎng)勵(lì)點(diǎn)S添加到自身重復(fù)的離散時(shí)間段中的占用的時(shí)間段的所述點(diǎn)值。
34.權(quán)利要求33所述的系統(tǒng),其中所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域是相同的。
35.權(quán)利要求28所述的系統(tǒng),其中所述第一區(qū)域處于與所述第二區(qū)域不同位置。
36.權(quán)利要求28所述的系統(tǒng),其中所述第一點(diǎn)值不同于所述第二點(diǎn)值和第三點(diǎn)值,以及所述第二點(diǎn)值不同于所述第三點(diǎn)值。
37.權(quán)利要求36所述的系統(tǒng),其中所述第一點(diǎn)值大于所述第二點(diǎn)值和所述第三點(diǎn)值,以及所述第二點(diǎn)值大于所述第三點(diǎn)值。
38.權(quán)利要求28所述的系統(tǒng),其中所述第一、第二和第三點(diǎn)值被包括在O與10點(diǎn)之間,以及所述閾值K的所述值被包括在6.0與9.0之間。
39.權(quán)利要求38所述的系統(tǒng),其中所述閾值K被包括在7.5與8.5之間。
40.權(quán)利要求38所述的系統(tǒng),其中將獎(jiǎng)勵(lì)點(diǎn)S分配給自身重復(fù)的離散時(shí)間段中的占用的時(shí)間段的所述點(diǎn)值,其中所述S的值被包括在1.0與4.6之間。
41.權(quán)利要求40所述的系統(tǒng),其中所述S的值被包括在2.7與3.7之間。
42.一種用于控制諸如地板表面的環(huán)境的溫度的自調(diào)整恒溫器,包括:` 與計(jì)算機(jī)處理單元和存儲(chǔ)器相關(guān)聯(lián)的輸入/輸出單元,適于將值分配給24小時(shí)時(shí)間段的每個(gè)離散時(shí)間段; 其中,輸入/輸出單元適于從第一區(qū)域中的占用傳感器接收信號(hào),所述信號(hào)指示對(duì)于24小時(shí)時(shí)間段的每個(gè)離散時(shí)間段,該區(qū)域是否已經(jīng)被占用; 第一點(diǎn)值,被分配給在第一個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段期間已經(jīng)感測(cè)到占用的那個(gè)離散時(shí)間段; 第二點(diǎn)值,被分配給在先于所述第一個(gè)24小時(shí)時(shí)間段的第二個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段期間已經(jīng)感測(cè)到占用的那個(gè)離散時(shí)間段; 第三點(diǎn)值,被分配給在先于所述第二個(gè)時(shí)間段的第三個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段期間已經(jīng)感測(cè)到占用的那個(gè)離散時(shí)間段; 在任何所述第一個(gè)、第二個(gè)或第三個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中感測(cè)到占用的情況下為獲得平均點(diǎn)值,對(duì)在所述第一個(gè)、第二個(gè)和第三個(gè)24小時(shí)時(shí)間段中的每個(gè)離散時(shí)間段的所述點(diǎn)值的平均; 其中,輸入/輸出單元適于發(fā)送信號(hào)到用于加熱第二區(qū)域的加熱元件,以便當(dāng)給定離散時(shí)間段的所述平均點(diǎn)值在閾值點(diǎn)值K以上時(shí)提供用于該離散時(shí)間段的溫度相關(guān)的設(shè)定。
43.權(quán)利要求42所述的恒溫器,其中每個(gè)離散時(shí)間段具有相同的長(zhǎng)度。
44.權(quán)利要求43所述的恒溫器,其中每個(gè)離散時(shí)間段的長(zhǎng)度是10分鐘。
45.權(quán)利要求42所述的恒溫器,其中所述輸入/輸出單元適于將第二信號(hào)發(fā)送到加熱元件,以便當(dāng)給定離散時(shí)間段的所述平均點(diǎn)值等于或低于閾值K時(shí)提供用于該離散時(shí)間段的溫度相關(guān)的設(shè)定。
46.權(quán)利要求45所述的恒溫器,其中基于所述第二信號(hào)的所述溫度相關(guān)的設(shè)定是低溫設(shè)定或斷開(kāi)設(shè)定。
47.權(quán)利要求42所述的恒溫器,其中將獎(jiǎng)勵(lì)點(diǎn)S添加到自身重復(fù)的離散時(shí)間段中的占用的時(shí)間段的所述點(diǎn)值。
48.權(quán)利要求42所述的恒溫器,其中所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域是相同的。
49.權(quán)利要求42所述的恒溫器,其中所述第一區(qū)域處于與所述第二區(qū)域不同的位置。
50.權(quán)利要求42所述的恒溫器,其中所述第一點(diǎn)值不同于所述第二點(diǎn)值和第三點(diǎn)值,以及所述第二點(diǎn)值不同于所述第三點(diǎn)值。
51.權(quán)利要求50所述的恒溫器,其中所述第一點(diǎn)值大于所述第二點(diǎn)值和所述第三點(diǎn)值,以及所述第二點(diǎn)值大于所述第三點(diǎn)值。
52.權(quán)利要求42所述的恒溫器,其中所述第一、第二和第三點(diǎn)值被包括在O與10點(diǎn)之間,以及所述閾值K的所述值被包括在6.0與9.0之間。
53.權(quán)利要求42所述的恒溫器,其中所述閾值K被包括在7.5與8.5之間。
54.權(quán)利要求52所述的恒溫器,其中將獎(jiǎng)勵(lì)點(diǎn)S分配給自身重復(fù)的離散時(shí)間段中的占用的時(shí)間段的所述點(diǎn)值,其中所述S的值被包括在1.0與4.6之間。
55.權(quán)利要求54所述的`恒溫器,其中所述S的值被包括在2.7與3.7之間。
【文檔編號(hào)】F24F11/00GK103782109SQ201280029035
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月15日
【發(fā)明者】A.J.唐蘭 申請(qǐng)人:Egs 電氣集團(tuán)有限責(zé)任公司