相關(guān)申請的交叉參考

本申請案是序列號為14/606,881的美國實(shí)用新型專利申請的接續(xù)部分(cip)，所述申請又主張2014年11月4日申請的序列號為62/074,902的美國臨時專利申請案的權(quán)益。所有上述文件的全部揭示內(nèi)容通過引用并入本文。

本發(fā)明涉及用于網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)及方法，其可與建筑物中的現(xiàn)有電氣基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)合使用以向利用電氣基礎(chǔ)設(shè)施的裝置提供額外的控制及功能性。具體來說，其涉及可取代傳統(tǒng)開關(guān)并通過內(nèi)部無線通信系統(tǒng)遠(yuǎn)程操作或可從頭開始創(chuàng)建新網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)改造或替換電開關(guān)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今，不僅作為能量消費(fèi)者的個人及公司日益強(qiáng)調(diào)能量效率，而且能量供應(yīng)商也日益強(qiáng)調(diào)能量效率。對于電能來說尤其如此。能源情報署(eia)估計(jì)，2011年美國住宅及商業(yè)部門用電量達(dá)約4610億千瓦時。用于照明的電力等于這兩個部門消耗的總電力的17％。美國住宅照明消耗約為1860億千瓦時(kwh)，或約為所有住宅耗電量的13％。對于商業(yè)部門，照明消耗了約2750億kwh的電力或所有商業(yè)部門用電量的21％。

這種用于照明的大量電力消耗已經(jīng)導(dǎo)致政府采取監(jiān)管措施以利用更有效率的照明裝置，且白熾燈泡(例如，最初在授予愛迪生(edison)的第223,898號美國專利中所預(yù)期的燈泡)的制造已基本上停止。相反，越來越多地通過緊湊型熒光燈(cfl)燈泡及鹵素?zé)襞菀约罢急热找嬖龃蟮陌l(fā)光二極管(led)燈泡來提供照明。

為了節(jié)省例如用于照明及其它居住必需品的電力，商業(yè)建筑物希望將建筑物自動化已經(jīng)有一段時間了，這不僅是為了便于本地操作及遠(yuǎn)程操作，而且是為了控制建筑物的能量使用或消耗。建筑物自動化最佳地例證為分布式控制系統(tǒng)或經(jīng)設(shè)計(jì)以監(jiān)控及控制機(jī)械、安全、防火及防洪、照明(尤其是緊急照明)的電子裝置的聯(lián)網(wǎng)、建筑物中的hvac及濕度控制及通風(fēng)系統(tǒng)。

建筑物自動化系統(tǒng)的核心功能性是將建筑物氣候保持在規(guī)定的范圍內(nèi)(特別是當(dāng)有人時，而且也可以監(jiān)控例如計(jì)算機(jī)服務(wù)器機(jī)房的重要設(shè)施中的溫度)、基于實(shí)際占用的占用調(diào)度或檢測(在沒有明顯切換到相反的情況下)照亮房間、監(jiān)控所有系統(tǒng)中的性能及裝置故障，并向建筑工程/維護(hù)人員及承包商提供故障報警。本質(zhì)上，建筑物自動化系統(tǒng)用于以考慮到建筑物目前的占用及使用的方式維護(hù)建筑物。因此，建筑物不能照亮不需要光的房間、不能加熱不需要熱量的房間，或者不能以某人無法直接受益于能量使用的方式利用能量。如果電力沒有來自設(shè)施的用戶的輸入，那么建筑物自動化系統(tǒng)也會執(zhí)行此規(guī)定。通過這樣做，與非受控建筑物相比，建筑物自動化系統(tǒng)可降低建筑物能量及維護(hù)成本。

自動化建筑物操作的另一個優(yōu)點(diǎn)是對問題的快速檢測及反應(yīng)。舉例來說，如果關(guān)鍵的hvac系統(tǒng)出現(xiàn)故障，那么自動化系統(tǒng)可通知負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)服務(wù)器的故障檢修工。接著，此人可遠(yuǎn)程切換到備用冷卻系統(tǒng)，以防止關(guān)鍵服務(wù)器的損壞或關(guān)閉。替代地，系統(tǒng)可自動檢測問題，并立即切換到備用系統(tǒng)。

家庭自動化是商業(yè)建筑物自動化的住宅擴(kuò)展。其是家庭、家務(wù)或日?；顒拥淖詣踊?/p>

家庭自動化可包括集中控制照明、hvac(加熱、通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié))、電器、例如閘門及門或警報器的門鎖的安全特征及其它系統(tǒng)，以提供改進(jìn)的便利性、舒適性、能量效率及安全性。用于老年人及殘疾人的家庭自動化可為原本需要看護(hù)者或機(jī)構(gòu)護(hù)理的人提供更高的生活質(zhì)量。實(shí)際上，家庭自動化用于為特征提供自動化，以消除占有者手動控制其環(huán)境的特定方面的需要。因此，例如，門可在進(jìn)入時打開，而不需要用戶手動解鎖并打開它們，房間可自動地經(jīng)配置為舒適的溫度，且僅當(dāng)在需要看見時才可使用照明。這既節(jié)省了能量又提高了便利性。

歸因于自動化及聯(lián)網(wǎng)組件的可負(fù)擔(dān)性大幅提高、通過智能電話及平板計(jì)算機(jī)控制經(jīng)由家庭網(wǎng)絡(luò)提供的簡單性及普及性，家庭自動化的普及性近年來日益大幅增加。因?yàn)榇祟悺爸悄堋币苿友b置(本質(zhì)上是支持小型網(wǎng)絡(luò)的通用計(jì)算機(jī)，其經(jīng)由某種形式的網(wǎng)絡(luò)維持相對恒定的通信)現(xiàn)在通常經(jīng)常由個體擁有，所以它們?yōu)槁?lián)網(wǎng)裝置提供即時中央控制及強(qiáng)大的、便攜的且個人易用的計(jì)算能力?！拔锫?lián)網(wǎng)”的概念與家庭自動化的普及密切相關(guān)，所述概念本質(zhì)上是將具有專門功能的計(jì)算機(jī)彼此聯(lián)網(wǎng)在一起的概念的熱門詞匯。

通常，家庭自動化系統(tǒng)將房屋中存在的控制裝置與智能電話或類似控制裝置集成。家庭自動化中使用的技術(shù)包括用于建筑物自動化以及例如家庭娛樂系統(tǒng)、室內(nèi)植物及庭院灌溉、寵物喂養(yǎng)、改變不同事件(例如晚餐或晚會)的周圍“場景”的具體家庭活動的技術(shù)，以及使用家用機(jī)器人來自動實(shí)行某些活動(例如抽真空)。傳統(tǒng)上，裝置通過疊加及現(xiàn)有的家庭網(wǎng)絡(luò)(例如，大體上覆蓋家庭區(qū)域的無線網(wǎng)絡(luò))連接，以允許通過由房主控制的個人計(jì)算機(jī)控制自動化裝置。所述系統(tǒng)通常還允許經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、智能電話“應(yīng)用程序(app)”或類似技術(shù)從因特網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問及控制自動化裝置。通過集成信息技術(shù)與家庭環(huán)境，家庭中的系統(tǒng)及電器能夠以集成方式進(jìn)行通信，這實(shí)現(xiàn)了方便、節(jié)能及安全的益處。

家庭自動化系統(tǒng)目前的一個問題是，可用的自動化裝置傾向于專用于特定的窄操作，這是因?yàn)樾枰獙κ芸匮b置進(jìn)行改造以實(shí)現(xiàn)自動化控制以及需要專有控制及集成。舉例來說，很容易購買系統(tǒng)以使得用戶能夠從他們的智能手機(jī)控制單個燈泡、從他們的計(jì)算機(jī)控制他們的恒溫器，或從床邊的控制器遠(yuǎn)程修剪草坪。然而，底層控制裝置通常是獨(dú)立的、沒有集成的單個控制(它們各自使用其自己的因特網(wǎng)門戶及/或應(yīng)用程序來提供控制)，且不能彼此監(jiān)控或交互。舉例來說，恒溫器可檢測到房主不在家，但不能將其傳送到臥室中的燈泡，且使燈泡自己關(guān)斷或向真空吸塵器指示現(xiàn)在是用真空吸塵器清掃客廳的好時機(jī)。

在許多方面，這些技術(shù)不是自動化系統(tǒng)，其僅僅是“遙控”，因?yàn)槠湓试S用戶從他們的辦公室遠(yuǎn)程關(guān)斷及接通其家中的燈或空調(diào)，但并不真正地“自動化”照明控制。系統(tǒng)看起來在提供的自動化通常僅僅是“自動關(guān)閉”。類似地，這些自動化裝置通常取決于可為需要電力的支配性家庭網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的存在。因此，吸塵機(jī)器人可激活房間中的燈，即使其顯然不需要它們，這僅僅是因?yàn)橄到y(tǒng)不能彼此通信。

確實(shí)存在更強(qiáng)大的家庭自動化系統(tǒng)，但是在房屋首次建造時通常必須以巨大的費(fèi)用安裝家庭自動化系統(tǒng)，因?yàn)樵S多系統(tǒng)依賴于向其提供有線互連以有效地一起運(yùn)行。舉例來說，大多數(shù)自動化系統(tǒng)需要用于電力的導(dǎo)線，且還通常向其提供用于組件之間的安全連接及聯(lián)網(wǎng)的導(dǎo)線。例如墻壁、電氣、管道及其它基礎(chǔ)設(shè)施的結(jié)構(gòu)可以各種方式妨礙通信及連接，且在信號阻擋墻等存在的情況下，建造時不能處理通信的房屋通常不能獲得高度的聯(lián)網(wǎng)，使得家庭自動化系統(tǒng)與一個有價值的控制設(shè)備相比僅僅是單個房間(甚至單個裝置)更新穎。此外，隨著技術(shù)的變化，此類有線系統(tǒng)通常是陳舊或“過時”的，因?yàn)槠涫怯膊季€到家中的。此方面的很好的實(shí)例是利用多碟cd換碟機(jī)的內(nèi)建式全屋立體聲音響系統(tǒng)如何隨著可下載的音樂文件及點(diǎn)播廣播電臺的出現(xiàn)而從最新技術(shù)變?yōu)檫^時。

雖然在施工時建設(shè)聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施在新建房屋中有效，但是對于現(xiàn)有結(jié)構(gòu)而言其價格可能過高(且非常困難)，因而需要利用可在點(diǎn)對點(diǎn)基礎(chǔ)上或從集線器控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程響應(yīng)的系統(tǒng)改造僅具有常規(guī)的電布線的現(xiàn)有房屋?；旧希瑸榱四軌蚴辜彝プ詣踊到y(tǒng)適應(yīng)于最新的技術(shù)，不內(nèi)建系統(tǒng)是有益的，因?yàn)檫@允許隨著技術(shù)的變化而刪除及更換或更新系統(tǒng)。

家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的另一個問題在于，當(dāng)其目前正在操作時，其不斷地消耗與骨干通信系統(tǒng)(家庭網(wǎng)絡(luò))相關(guān)聯(lián)的電力，因?yàn)楣歉赏ㄐ畔到y(tǒng)要求與所有所連接裝置及外部網(wǎng)絡(luò)(例如因特網(wǎng))維持基本上恒定的通信。在沒有此類恒定連接的情況下，遙控能力以及大部分的自動化可能無法正常工作。當(dāng)安裝許多系統(tǒng)以遙控?zé)艋蝾愃莆锲芬越档碗娏Τ杀?，這存在分歧，因?yàn)槭‰婇_關(guān)(使燈自動接通及關(guān)斷)可能需要電力汲取網(wǎng)絡(luò)集線器及其自身的板載電力系統(tǒng)來幾乎連續(xù)地操作以提供有效的控制。因此，開關(guān)可允許燈關(guān)斷以節(jié)省能量，但是當(dāng)燈接通及斷開時，開關(guān)本身可能消耗額外的能量。因此，與實(shí)施常規(guī)省電及遙控技術(shù)(例如，在燈具上使用定時器或運(yùn)動感測開關(guān)及當(dāng)離開房間時關(guān)燈的實(shí)踐)相比，所述系統(tǒng)實(shí)際上可節(jié)省更少的能量。目前市場上的大多數(shù)遙控開關(guān)都取決于用于通信的中心集線器。

多路開關(guān)在裝置控制中提供了獨(dú)特的問題。如本文所預(yù)期，多路開關(guān)通常是開關(guān)可提供不僅是二元(接通/關(guān)斷)控制(例如調(diào)光器)或多個開關(guān)可控制單個對象的情況。多路開關(guān)在住宅照明應(yīng)用中尤其普遍。在第一實(shí)例中，住宅結(jié)構(gòu)的樓層平面圖通常比商業(yè)結(jié)構(gòu)的樓層平面圖更為開放，且房間通常將具有多種進(jìn)入方式。為了使多入口房間有效地開啟及關(guān)閉照明，通常每個入口都需要具有獨(dú)立于控制所述房間中的照明的任何其它開關(guān)的設(shè)置來控制所述房間的照明的能力。在其最簡單的形式中，這是用戶在開關(guān)a處接通燈、穿過房間且接著在開關(guān)b處關(guān)斷同一個燈的能力。雖然此概念在房屋中幾乎普遍存在，但是與具有單個開關(guān)控制相比其實(shí)際上需要實(shí)施非常復(fù)雜的布線機(jī)制及額外組件。因此，在安裝時，其非常浪費(fèi)例如金屬布線等的資源。新結(jié)構(gòu)中的布線成本(與實(shí)際固定裝置成本無關(guān))通常有兩個部分，一是導(dǎo)線本身的成本，二是安裝導(dǎo)線的人工成本。在住宅房屋中，主要驅(qū)動因素是人工，但材料(占總成本的20％到30％)并不是無關(guān)緊要的。

在這些類型的布置中，開關(guān)的雙路、三路及更高路的布置(其中相同的固定裝置可從多個開關(guān)控制)需要更多經(jīng)驗(yàn)豐富的電工付出更多人工時間、專業(yè)組件及更多導(dǎo)線來互連操作。實(shí)際上，如果系統(tǒng)簡單地布線在導(dǎo)線直接連接到兩個開關(guān)的插座的地方，那么必須將兩個開關(guān)關(guān)斷以將插座關(guān)斷，而其中任何一個接通將產(chǎn)生電力。這不允許自由切換。舉例來說，通過自由切換(任一開關(guān)的任何變化切換燈的當(dāng)前狀態(tài))來將單個燈泡布線成由兩個開關(guān)控制需要用以特定模式布線的三路開關(guān)(或等效電路)取代通常用于照明應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)雙路開關(guān)。對于三個或更多個開關(guān)，需要特定模式的三路及四路開關(guān)。因此，此復(fù)雜性會大大增加部件(歸因于更復(fù)雜的開關(guān)及額外布線)及人工(確保部件連接正確)兩者方面的額外安裝成本。

此復(fù)雜性的原因是開關(guān)的物理操作(例如，切換)在物理上與開關(guān)的功能性(例如傳送電力)有關(guān)。燈開關(guān)相對確切地說連接到導(dǎo)線中，并直接用作物理開關(guān)以允許電流通過或使電流停止。因?yàn)橥ㄏ虿遄械拿扛鶎?dǎo)線都是接通或斷開的，所以在不需要增加以不同方式重新連接流動的額外路徑的情況下不可能提供從開關(guān)中的任一者自由切換電力的能力。

所有電接線系統(tǒng)中的一個主要問題是，一旦電工在施工期間將系統(tǒng)布線(通常發(fā)生在只有結(jié)構(gòu)的骨架存在且很容易構(gòu)造最終將會在墻壁內(nèi)的物體時)，改變系統(tǒng)唯一的方式是系統(tǒng)的物理重新布線。這通常需要重新走線，以及改變開關(guān)本身。這通常是非常昂貴的，因?yàn)槠淇赡苄枰獜膲Ρ谏纤合卤砻?通常是干式墻)以接近導(dǎo)線，或其需要復(fù)雜的工具來使新導(dǎo)線通過難以進(jìn)入(且甚至難以看到)的通道。

照明應(yīng)用還經(jīng)常需要以模擬方式控制電力的能力。調(diào)光開關(guān)、風(fēng)扇控制裝置及類似裝置不能為燈提供簡單的接通/斷開控制，而是允許以連續(xù)或分步的方式調(diào)節(jié)流到裝置的電量以允許進(jìn)行額外的控制。這些系統(tǒng)從布線的角度來看可能是特別有問題的，因?yàn)榭赡苄枰滥膫€開關(guān)具有主要控制，且許多具有網(wǎng)絡(luò)能力的開關(guān)根本無法以非二元方式操作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

下文是本發(fā)明的概述以提供對本發(fā)明的一些方面的基本理解。此概述不旨在識別本發(fā)明的關(guān)鍵或重要要素，也不旨在勾畫本發(fā)明的范圍。本章節(jié)的唯一目的是以簡化形式提出本發(fā)明的一些概念作為稍后呈現(xiàn)的更詳細(xì)描述的序言。

由于所屬領(lǐng)域中的這些及其它問題，需要一種可改造到現(xiàn)有的有線電氣系統(tǒng)中取代現(xiàn)有開關(guān)(無論是作為獨(dú)立的單個開關(guān)還是多路開關(guān)配置的部分)的智能開關(guān)系統(tǒng)，所述現(xiàn)有開關(guān)在本地名義上可通過觸摸控制、通過遙控器來遙控或通過計(jì)算機(jī)遙控以提供本地聯(lián)網(wǎng)。另外，用于任何一個應(yīng)用(例如，特定燈)的此系統(tǒng)需要能夠結(jié)合其它開關(guān)和遙控裝置操作以允許有效家庭自動化。另外，希望多開關(guān)布置可用于對于此類布置而言目前并未布線的固定裝置及裝置。另外，在改造中可用的此類開關(guān)的操作需要不要求額外布線(即，超出設(shè)施的基礎(chǔ)設(shè)施中已經(jīng)存在的標(biāo)準(zhǔn)電連接)，且優(yōu)選地，所述系統(tǒng)將實(shí)際上能夠以除已經(jīng)內(nèi)建于結(jié)構(gòu)中的電連接以外的最少電連接來操作，或除已經(jīng)內(nèi)建于結(jié)構(gòu)中的電連接外所述系統(tǒng)不需要額外電連接來操作。

本文中尤其描述了一種用于改造到結(jié)構(gòu)中的電力控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：主開關(guān)，其經(jīng)配置以取代傳統(tǒng)的燈開關(guān)，所述主開關(guān)包括：第一激活對象；物理開關(guān)，其經(jīng)配置以將插座連接到電源及將所述插座與所述電源斷接；第一計(jì)算機(jī)，其經(jīng)配置以控制所述物理開關(guān)；及第一網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其經(jīng)配置以從網(wǎng)絡(luò)接收指令且將所述指令提供到所述計(jì)算機(jī)；其中當(dāng)從所述第一通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接收到指令或激活所述第一激活對象時，所述計(jì)算機(jī)將調(diào)整所述物理開關(guān)的配置；遙控開關(guān)，所述遙控開關(guān)包括：第二激活對象；及第二網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其經(jīng)配置以將指令提供到所述網(wǎng)絡(luò)；其中當(dāng)激活所述第二激活對象時，所述第二網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)將提供指令到所述網(wǎng)絡(luò)。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，物理開關(guān)是spdt繼電器。

在實(shí)施例中，所述電力控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括模擬控制電路，所述模擬控制電路用于將指令從所述計(jì)算機(jī)提供到所述物理開關(guān)。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述網(wǎng)絡(luò)是低功率藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述第一激活對象是電容式觸摸板。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述指令包含：網(wǎng)絡(luò)的地址；及所述指令被引導(dǎo)到的主開關(guān)的識別符。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述指令還包含安全代碼。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述安全代碼是rsa代碼。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述第二激活對象是電容式觸摸板。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述網(wǎng)絡(luò)是自組織網(wǎng)絡(luò)。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述第一計(jì)算機(jī)可用作自組織網(wǎng)絡(luò)中的集線器。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述遙控開關(guān)進(jìn)一步包括第二計(jì)算機(jī)。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述第二計(jì)算機(jī)可用作自組織網(wǎng)絡(luò)中的集線器。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述自組織網(wǎng)絡(luò)連接到遙控集線器，所述遙控集線器連接到因特網(wǎng)。

在實(shí)施例中，所述電力控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括控制器，所述控制器包括：第三計(jì)算機(jī)，其包含用于接收激活的指示符的軟件指令；及第三網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，其經(jīng)配置以將指令提供到所述網(wǎng)絡(luò)；其中當(dāng)所述第三計(jì)算機(jī)接收激活的指示符時，所述第三網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)將提供指令到所述網(wǎng)絡(luò)。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述第三網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)經(jīng)由因特網(wǎng)及連接到所述網(wǎng)絡(luò)的集線器連接到所述網(wǎng)絡(luò)。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述控制器是移動裝置。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述軟件指令包含用于根據(jù)時間表激活所述物理開關(guān)的指令。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述軟件指令包含用于無論激活所述第一對象還是激活所述第二對象均將所述物理開關(guān)斷接的指令。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述主開關(guān)進(jìn)一步包括電力測量系統(tǒng)。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述主開關(guān)可將由所述電力測量系統(tǒng)測量的電力傳送到用戶。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述主開關(guān)進(jìn)一步包括故障檢測系統(tǒng)。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述主開關(guān)可將由所述故障檢測系統(tǒng)檢測到的故障傳送到用戶。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述第二激活對象是占用傳感器。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述占用傳感器是運(yùn)動傳感器。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述第二激活對象是由于所述第二激活對象檢測到附近的移動裝置而激活。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述主開關(guān)取代多路配置中控制單個插座的現(xiàn)有手動開關(guān)，而所述多路配置中的第二手動開關(guān)保留；且其中所述主開關(guān)、所述遙控開關(guān)及所述現(xiàn)有手動開關(guān)控制所述單個插座。

在所述電力控制系統(tǒng)的實(shí)施例中，所述主開關(guān)取代多路配置中控制單個插座的現(xiàn)有手動開關(guān)，且所述遙控開關(guān)取代所述多路配置中的第二手動開關(guān)；且其中所述主開關(guān)及所述遙控開關(guān)控制所述單個插座。

附圖說明

圖1展示主開關(guān)的實(shí)施例，其展示所述主開關(guān)可如何模擬現(xiàn)有燈開關(guān)。

圖2展示遙控開關(guān)的實(shí)施例，其展示所述遙控開關(guān)可如何模擬現(xiàn)有燈開關(guān)。

圖3展示可在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施例中使用的主開關(guān)的實(shí)施例的框圖。

圖4展示可在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施例中使用的遙控開關(guān)的實(shí)施例的框圖。

圖5展示可在家庭自動化環(huán)境中使用的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)配置的實(shí)施例的框圖。

具體實(shí)施方式

本文中所述的系統(tǒng)及方法表明：雖然由開關(guān)操作的裝置將幾乎一定需要某種形式的電力來操作，但是所激活的“開關(guān)”不需要利用用于控制對所述裝置供電的同一個電源。本發(fā)明系統(tǒng)及方法用于通過提供改造開關(guān)網(wǎng)絡(luò)提供家庭自動化及集中式控制系統(tǒng)，所述改造開關(guān)網(wǎng)絡(luò)以可從任何配對物體操作與每個開關(guān)相關(guān)聯(lián)的裝置的方式利用包含計(jì)算機(jī)控制及網(wǎng)絡(luò)連接性的單個物理開關(guān)。

通常，本發(fā)明將提及電源“插座”。一般來說，電源插座是允許可完全在設(shè)施的電力基礎(chǔ)設(shè)施外部的裝置連接到電力基礎(chǔ)設(shè)施的連接點(diǎn)。這些裝置可在房屋基礎(chǔ)設(shè)施(例如，但不限于冰箱或落地?zé)?外部，這將意味著這些裝置通常經(jīng)由“插頭插座”連接到基礎(chǔ)設(shè)施。替代地，所述裝置可為其中物體實(shí)際上貼附在不允許任何第三方物體在所述點(diǎn)處連接到基礎(chǔ)設(shè)施的“固定裝置”(例如，但不限于吊扇或燈插座)。實(shí)際上，所述裝置及插座組合在固定裝置中。另外，固定裝置通常包含允許接通或關(guān)斷到它們的電力的壁式開關(guān)。然而，這些術(shù)語的傳統(tǒng)使用的問題是：燈“固定裝置”(用于固持燈泡)及插頭“插座”(臺燈可插入到其中)基本上相同。各自將允許經(jīng)由耦合器(例如，燈具或燈泡)連接到其的物體連接到設(shè)施的電力基礎(chǔ)設(shè)施并被供電。

還眾所周知的是，某些住宅缺少任何固定裝置，且依賴于開關(guān)式插頭插座用作固定裝置，且可輕易地將適配器附接到燈固定裝置，從而允許它們提供插頭插座。因此，出于本發(fā)明的目的，其中可連接除做在基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)分配電力之外的任何事情的物體的任何連接點(diǎn)稱為“插座”。包含允許對其交替或不交替供電的開關(guān)的插座是開關(guān)式插座(這對于固定裝置而言是常見的)，而將總是對一直連接到其的任何事物供電的插座是非開關(guān)式插座(這對于插頭插座而言是更常見的)。

遍及本發(fā)明，術(shù)語“計(jì)算機(jī)”描述通常實(shí)施由數(shù)字計(jì)算技術(shù)提供的功能性，特別是與微處理器相關(guān)聯(lián)的計(jì)算功能性的硬件。術(shù)語“計(jì)算機(jī)”不旨在限于任何具體類型的計(jì)算裝置，而是旨在包括所有計(jì)算裝置，包含但不限于：處理裝置、微處理器、個人計(jì)算機(jī)、臺式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、工作站、終端、服務(wù)器、客戶端、便攜式計(jì)算機(jī)、手持計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、移動裝置、服務(wù)器場、硬件器具、小型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)、視頻游戲機(jī)、手持式視頻游戲產(chǎn)品及可穿戴計(jì)算裝置，包含但不限于眼鏡、腕帶、吊墜及夾式裝置。

如本文中所使用，“計(jì)算機(jī)”一定是由配備了具有特定作用的計(jì)算機(jī)的典型硬件及配件的單個計(jì)算裝置提供的功能性的抽象概念。舉例來說而非限制，參考膝上型計(jì)算機(jī)的術(shù)語“計(jì)算機(jī)”將被所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員理解為包含由基于指針的輸入裝置(例如鼠標(biāo)或跟蹤板)提供的功能性，而參考企業(yè)級服務(wù)器使用的術(shù)語“計(jì)算機(jī)”將被所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員理解為包含由例如raid驅(qū)動器及雙電源的冗余系統(tǒng)提供的功能性。

所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員還將充分認(rèn)識到，單個計(jì)算機(jī)的功能性可分布在多個個別機(jī)器上。此分配可能是有用的，因?yàn)槠渲芯唧w機(jī)器執(zhí)行具體任務(wù)；或是平衡的，因?yàn)槠渲忻總€機(jī)器能夠執(zhí)行任何其它機(jī)器的大部分或所有功能且基于其在某個時間點(diǎn)的可用資源向其指派任務(wù)。因此，如本文中所使用的術(shù)語“計(jì)算機(jī)”可指代單個的、獨(dú)立式、自含式裝置或一起工作或獨(dú)立地工作的多個機(jī)器，包含但不限于：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器場、“云”計(jì)算系統(tǒng)、軟件即服務(wù)或其它分布式或協(xié)作式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

所述領(lǐng)域的一般技術(shù)人員還明白的是，在某些情況下，常規(guī)上不被認(rèn)為是“計(jì)算機(jī)”的一些裝置仍然展現(xiàn)出“計(jì)算機(jī)”的特性。當(dāng)此裝置執(zhí)行如本文中所述的“計(jì)算機(jī)”的功能時，術(shù)語“計(jì)算機(jī)”在這種程度上包含此類裝置。此類型的裝置包含但不限于：網(wǎng)絡(luò)硬件、打印服務(wù)器、文件服務(wù)器、nas及san、負(fù)載平衡器及就常規(guī)“計(jì)算機(jī)”而言能夠與本文中所述的系統(tǒng)及方法交互的任何其它硬件。

出于本發(fā)明的目的，還將重點(diǎn)討論稱為“移動裝置”的特殊類型的計(jì)算機(jī)。移動裝置可為(但不限于)智能電話、平板pc、電子書閱讀器或任何其它類型的移動計(jì)算機(jī)。一般來說，移動裝置具有網(wǎng)絡(luò)能力且通過電信或其它基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)與提供服務(wù)的服務(wù)器系統(tǒng)通信。移動裝置本質(zhì)上是移動計(jì)算機(jī)，但是通常不與任何特定位置相關(guān)聯(lián)的移動裝置也通常被用戶的身體攜帶且通常與網(wǎng)絡(luò)不斷通信。

遍及本發(fā)明，術(shù)語“軟件”是指代碼對象、程序邏輯、命令結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及定義、源代碼、可執(zhí)行及/或二進(jìn)制文件、機(jī)器代碼、目標(biāo)代碼、編譯庫、實(shí)施方案、算法、庫，或能夠由計(jì)算機(jī)處理器執(zhí)行或能夠被轉(zhuǎn)換成能夠由計(jì)算機(jī)處理器(所述計(jì)算機(jī)處理器包含但不限于虛擬處理器)或通過使用運(yùn)行時間環(huán)境、虛擬機(jī)及/或解譯器執(zhí)行的形式的任何指令或指令集合。所述領(lǐng)域的一般技術(shù)人員認(rèn)識到，軟件可以被布線或嵌入到硬件中，包含但不限于嵌入到微芯片上，且仍被認(rèn)為是本發(fā)明的意義內(nèi)的“軟件”。出于本發(fā)明的目的，軟件包含但不限于：存儲或可存儲在ram、rom、快閃存儲器bios、cmos、母板及子板電路、硬件控制器、usb控制器或主機(jī)、外圍裝置及控制器，視頻卡、音頻控制器、網(wǎng)卡、及其它無線通信裝置、虛擬存儲器、存儲裝置及相關(guān)控制器、固件及裝置驅(qū)動器中的指令。此處所述的系統(tǒng)及方法預(yù)期使用計(jì)算機(jī)及通常存儲在計(jì)算機(jī)或機(jī)器可讀存儲媒體或存儲器中的計(jì)算機(jī)軟件。

遍及本發(fā)明，本文中用于描述或參考保持軟件的媒體的術(shù)語(包含但不限于例如“媒體”、“存儲媒體”及“存儲器”的術(shù)語)可包含或排除例如信號及載波的暫時媒體。

遍及本發(fā)明，術(shù)語“網(wǎng)絡(luò)”通常是指計(jì)算機(jī)通過其彼此通信的語音、數(shù)據(jù)或其它電信網(wǎng)絡(luò)。術(shù)語“服務(wù)器”通常是指通過網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)的計(jì)算機(jī)，且“客戶端”通常是指通過網(wǎng)絡(luò)存取或使用由服務(wù)器提供的服務(wù)的計(jì)算機(jī)。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將明白，取決于背景，術(shù)語“服務(wù)器”及“客戶端”可指代硬件、軟件及/或硬件與軟件的組合。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將進(jìn)一步明白，術(shù)語“服務(wù)器”及“客戶端”可指代網(wǎng)絡(luò)通信或網(wǎng)絡(luò)連接的端點(diǎn)，包含但不一定限于網(wǎng)絡(luò)套接字連接。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將進(jìn)一步明白，“服務(wù)器”可包括傳遞服務(wù)或服務(wù)集合的多個軟件及/或硬件服務(wù)器。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將進(jìn)一步明白，術(shù)語“主機(jī)”可以名詞形式指代網(wǎng)絡(luò)通信或網(wǎng)絡(luò)的端點(diǎn)(例如，“遠(yuǎn)程主機(jī)”)，或可以動詞形式指代通過網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)(“托管網(wǎng)站”)的服務(wù)器或通過網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)的接入點(diǎn)。

遍及本發(fā)明，術(shù)語“實(shí)時”通常是指操作期限內(nèi)的軟件性能及/或響應(yīng)時間，所述操作期限實(shí)際上與特定操作背景下普通用戶對時間流逝的感知中的參考事件大體上處于同一時期。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)理解的是，“實(shí)時”不一定意味著系統(tǒng)立即或瞬間執(zhí)行或響應(yīng)。舉例來說，所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員應(yīng)理解的是，當(dāng)操作背景是圖形用戶接口時，“實(shí)時”通常暗示來自系統(tǒng)的至少某個方式的約一秒鐘的實(shí)際響應(yīng)時間，其中毫秒或微秒是優(yōu)選的。然而，所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員還應(yīng)理解的是，在其它操作環(huán)境下，“實(shí)時”操作的系統(tǒng)可展現(xiàn)出長于一秒鐘的延遲，例如當(dāng)涉及網(wǎng)絡(luò)操作(可包含多個裝置及/或?qū)μ囟ㄑb置或裝置之間的額外處理或在裝置之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的多次點(diǎn)對點(diǎn)往返)時。所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將進(jìn)一步理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的“實(shí)時”執(zhí)行與一個人或多個人的“實(shí)時”執(zhí)行之間的差異。實(shí)時執(zhí)行某些方法或功能對于一個人而言可能是不可能的，但是對于計(jì)算機(jī)而言是可能的。即使一個人或多個人最終可與計(jì)算機(jī)化系統(tǒng)產(chǎn)生相同或類似的輸出，所需要的時間量將使輸出呈現(xiàn)為毫無價值或不相關(guān)，因?yàn)樗枰臅r間長于輸出的消費(fèi)者將等待輸出的時間，或因?yàn)橛?jì)算次數(shù)及/或復(fù)雜性、產(chǎn)生輸出的成本將超過輸出的商業(yè)價值。

如圖5中大體上所說明，本系統(tǒng)100是一種用于改造住宅或商業(yè)電氣系統(tǒng)以提供自動化以及提高靈活性的方法論。系統(tǒng)100在本文中通常稱為“智能”電氣系統(tǒng)100，因?yàn)槠湓试S系統(tǒng)100的每個元件與系統(tǒng)100的其它元件通信。雖然系統(tǒng)100通常經(jīng)設(shè)計(jì)以改造現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，但是所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員將理解，其還可用于作為電氣基礎(chǔ)設(shè)施的創(chuàng)建的部分以提供與改造中相同水平的控制及自動化。系統(tǒng)100通常利用三個主要組件，其中的每一者提供系統(tǒng)100中的特定功能性。

組件中的第一者是主開關(guān)101。主開關(guān)101經(jīng)設(shè)計(jì)以布線成取代家庭電氣基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)的現(xiàn)有電開關(guān)(例如，燈開關(guān))或取代同一個基礎(chǔ)設(shè)施中的電氣接入點(diǎn)(例如，插頭插座)來布線。圖1及3中展示實(shí)例。主開關(guān)101將包含物理開關(guān)111，其將用于使電力從設(shè)施的電氣基礎(chǔ)設(shè)施50(其與主開關(guān)101連接)流動到輸出線60(希望控制到其的電流)，且用于將同一個輸入基礎(chǔ)設(shè)施50與同一個輸出線60斷接。在許多方面中，主開關(guān)101的關(guān)鍵要素是其能夠?qū)⒎课葜惺褂秒娏Φ难b置70連接到房屋的電網(wǎng)50及將所述裝置70與所述電網(wǎng)50斷接。

裝置70是家庭自動化系統(tǒng)中受家庭自動化系統(tǒng)的某個方面控制的任何事物。在大部分情況中，裝置70將是傳統(tǒng)的家庭固定裝置，其布線到現(xiàn)有的電氣(或其它)基礎(chǔ)設(shè)施50及現(xiàn)有的機(jī)械開關(guān)。因此，在實(shí)施例中，裝置70可包括例如(但不限于)吊扇、電氣加熱系統(tǒng)(及因此控制器)及電燈固定裝置的事物。裝置70還可包括能夠?qū)A(chǔ)設(shè)施供電的某個事物，例如太陽能面板或風(fēng)車。裝置70還可為以標(biāo)準(zhǔn)且眾所周知的方式插入到電插座中的電氣裝置，例如(但不限于)電器、電視機(jī)或玩具。在基本含義中，如本文中所使用的裝置70是駐留在設(shè)施的現(xiàn)有電氣基礎(chǔ)設(shè)施50上且利用所述現(xiàn)有電氣基礎(chǔ)設(shè)施50的任何事物，所述設(shè)施例如(但不限于)房屋、谷倉、多單元住宅、連接建筑物或其它結(jié)構(gòu)。

與所預(yù)期的裝置70的類型無關(guān)，裝置70將通?？偸蔷哂信c設(shè)施的電網(wǎng)50的連接點(diǎn)及斷接點(diǎn)。對于內(nèi)建固定裝置，此將通常包括與固定裝置分離的某種形式的機(jī)械開關(guān)(例如，燈開關(guān)，即使燈開關(guān)控制風(fēng)扇)。在一些情況中，開關(guān)可直接在固定裝置處，例如，在拉索固定裝置的情況中，其中開關(guān)在連接有燈具的插座中。對于沒有硬布線的電氣裝置，其將通常需要經(jīng)由插頭插座互連到插座。從上文應(yīng)當(dāng)明白的是，插頭插座實(shí)際上類似于直接布線連接，其僅允許裝置70的重復(fù)連接及斷接。因此，本系統(tǒng)100可包括附接到插頭插座的開關(guān)(對于某些時代建造的住宅，情況通常如此)或可為插頭插座憑借其實(shí)際上變?yōu)橹鏖_關(guān)101的外殼的系統(tǒng)100，所述主開關(guān)101可或可不實(shí)際上包括供用戶操作的物理開關(guān)，但是可受遙控開關(guān)201控制。

還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，一些裝置70是“智能裝置”，此可為從房屋的電氣基礎(chǔ)設(shè)施50或從自含式電源(例如，但不限于電池)獲得電力但具有與已知類型的網(wǎng)絡(luò)通信的內(nèi)部(或板載)能力的任何類型的裝置70。“智能裝置”的實(shí)例可包含例如遙控恒溫器(例如，但不限于nest^tm恒溫器)、與智能手機(jī)或其它計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)介接的照明控制器及其它遙控裝置(例如某些家用機(jī)器人)的事物?；狙b置與智能裝置之間僅有的主要區(qū)別是，智能裝置包含與內(nèi)部集線器80(或其它裝置70)通信的內(nèi)部能力，所述能力并未存在于基本裝置上，且智能裝置因?yàn)槠淇砂_關(guān)及電源作為其結(jié)構(gòu)的部分而不一定需要連接到房屋的電氣基礎(chǔ)設(shè)施50來操作，但是連接到通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施180。

實(shí)際上，形成房屋的基礎(chǔ)設(shè)施的每個被供電物體是呈裝置70的形式。雖然用戶可具有在房屋中完全與房屋斷接的物體(例如，電池供電的鬧鐘或發(fā)條廚房計(jì)時器)，但是這些是出于本發(fā)明的目的而并未被視為房屋的基礎(chǔ)設(shè)施的部分的事物。

如圖2及4中所示的系統(tǒng)100的第二主要組件是遙控開關(guān)201。遙控開關(guān)201在許多方面中僅在名稱上是開關(guān)。其實(shí)際上是狀態(tài)變化的指示器。遙控開關(guān)201在其最簡單實(shí)施例中是經(jīng)設(shè)計(jì)以模擬機(jī)械開關(guān)的裝置，但并非真正的開關(guān)。機(jī)械開關(guān)通過接收狀態(tài)變化的指示(例如，用戶“翻轉(zhuǎn)開關(guān)”)且接著更改開關(guān)狀態(tài)而工作。遙控開關(guān)201經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)將狀態(tài)變化的經(jīng)接收指示發(fā)射到主開關(guān)101，且主開關(guān)101的板載計(jì)算機(jī)121可檢測到所述通信，且適當(dāng)?shù)馗闹鏖_關(guān)101上的機(jī)械開關(guān)111以實(shí)行規(guī)定的狀態(tài)變化。因此，如果用戶在遙控開關(guān)201上指示其希望針對特定的燈切換當(dāng)前電力情況，那么用于所述燈的主開關(guān)101接收所述信息，且通過改變其板載開關(guān)111來切換電力。

第三組件是控制器301?？刂破?01本質(zhì)上是遙控開關(guān)201的非常廣泛的形式，且通常呈通用計(jì)算機(jī)(例如移動裝置)上的專用軟件的形式。控制器301可為例如移動裝置應(yīng)用程序(app)，其用于允許用戶與任何主開關(guān)101通信且因此控制任何主開關(guān)101。實(shí)際上，控制器301因此是遙控開關(guān)201，其提供與任何或所有主開關(guān)101介接的能力而非具體僅針對與有限數(shù)目個主開關(guān)101介接(遙控開關(guān)201的情況通常如此)。

通常，系統(tǒng)100通過提供多個主開關(guān)101而工作。每一主開關(guān)101通常包括專用計(jì)算機(jī)121，其經(jīng)設(shè)計(jì)以配合在傳統(tǒng)的電氣開關(guān)箱內(nèi)且提供網(wǎng)絡(luò)通信能力123以及板載處理及存儲器。主開關(guān)101還包含物理開關(guān)111，其可用于將導(dǎo)線60與設(shè)施的電氣基礎(chǔ)設(shè)施50連接或斷接。每一裝置70連接到插座，所述插座連接到導(dǎo)線60，所述插座經(jīng)設(shè)計(jì)以作為自動系統(tǒng)的部分而切換。每個此插座將通常與單個主開關(guān)101相關(guān)聯(lián)。因此，在優(yōu)選環(huán)境中，流動到每個插座的電力優(yōu)選地受一個且確切地一個主開關(guān)101控制。這不一定是必需的且在替代性實(shí)施例中，主開關(guān)101可控制多個互聯(lián)插座，或主開關(guān)101可與其它主開關(guān)101重疊控制。然而，通常優(yōu)選的是，每個插座具有確切地一個主開關(guān)101，因?yàn)檫@提供最大的靈活度。主開關(guān)101將接著形成用于提供自動化的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)401。取決于實(shí)施例，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)401可自組織、自修正及/或自修復(fù)。

如圖1及3中最佳地所示的主開關(guān)101通常經(jīng)設(shè)計(jì)以在現(xiàn)有開關(guān)箱中改造。行業(yè)中眾所周知的是，燈開關(guān)是通過在通常為金屬或塑料的開關(guān)箱中硬布線到連接到所述燈開關(guān)切換的物體的電氣布線60而安裝在結(jié)構(gòu)中。這允許甚至最終房主也能相對簡單地調(diào)換不同類型的開關(guān)。舉例來說，傳統(tǒng)的撥動開關(guān)可容易地從壁箱中移除、與布線60及50斷接，且可將更換槳式開關(guān)定位且布線在所述壁箱中。通常，箱結(jié)構(gòu)及布線被面板141隱藏了，所述面板141是環(huán)繞開關(guān)裝置的塑料。

在本裝置中，第一類型的主開關(guān)101經(jīng)設(shè)計(jì)以相同方式配合在傳統(tǒng)開關(guān)的位置作為改造或允許通過使用傳統(tǒng)的構(gòu)造技術(shù)容易集成到新構(gòu)造中。其將硬布線到布線60及50中、放置在箱中，且面板141將用于將其與其附接的設(shè)施的表面集成。然而，本裝置的主開關(guān)101不僅僅包括由用戶操作的物理開關(guān)及控制。而是，如圖1及3中所示的主開關(guān)101將包含激活對象151或其它對象的形式，所述其它對象在名義上是由被用戶激活的物理接觸操作。這可為傳統(tǒng)的撥動開關(guān)、調(diào)光器撥盤或槳式開關(guān)，或可為更符合預(yù)期的裝置，例如電容式調(diào)光器墊161或甚至不需要接觸來激活的占用傳感器，例如運(yùn)動傳感器163。

應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，在實(shí)施例中，主開關(guān)101無需包含任何形式的激活對象151且可從遙控開關(guān)201提供全部激活。然而，由于主開關(guān)101經(jīng)設(shè)計(jì)以定位到現(xiàn)有的開關(guān)箱中取代傳統(tǒng)的燈開關(guān)，主開關(guān)101包含某種激活對象151通常是符合邏輯的。然而，還可使用主開關(guān)101來取代插頭插座61。在此情況中，主開關(guān)101將通常包含相同的開關(guān)功能性，但是將包含用于連接外部電氣裝置的適當(dāng)插頭連接。主開關(guān)101通常也不包含用于由用戶操作的激活對象151，因?yàn)樗黾せ顚ο?51可能相對難以接近。

無論主開關(guān)101是否包含激活對象151，物理開關(guān)111通常連接到專用計(jì)算機(jī)121，其通常是主開關(guān)101的部分且將固定在安裝箱內(nèi)部。計(jì)算機(jī)121將通常用于控制通過連接有主開關(guān)的布線50及60的電力流，且可從其連接的布線輸入50汲取電力用于其自身的操作。因此，在最簡單操作中，當(dāng)激活對象151由用戶激活時，計(jì)算機(jī)121檢測到激活對象151已經(jīng)被激活，且接著命令繼電器或形成物理開關(guān)111的類似結(jié)構(gòu)在輸入線50與其連接到的輸出線60之間進(jìn)行連接。計(jì)算機(jī)121通常還將包含網(wǎng)絡(luò)互連性且可使用多種協(xié)議連接到一個或多個網(wǎng)絡(luò)。通常，至少一個此網(wǎng)絡(luò)將是由主開關(guān)101及遙控開關(guān)201形成的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。另一者可為由傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)集線器80形成的網(wǎng)絡(luò)180。

主開關(guān)101經(jīng)設(shè)計(jì)以布線到現(xiàn)有的電氣系統(tǒng)中取代常規(guī)開關(guān)或插座，且用于取代用于控制相關(guān)聯(lián)裝置70的常規(guī)開關(guān)?，F(xiàn)有的輸入布線50提供ac電源到主開關(guān)101且主開關(guān)101最終用作“主電源”，其對與主開關(guān)101相關(guān)聯(lián)的裝置70供電。在簡單實(shí)例中，房屋中所安裝的照明固定裝置70通常具有內(nèi)建于墻壁中的硬件開關(guān)，其用于切斷從電氣基礎(chǔ)設(shè)施50到所述照明固定裝置70的電力或?qū)碜噪姎饣A(chǔ)設(shè)施50的電力供應(yīng)到所述照明固定裝置70。主開關(guān)101用作相同目的，且可以任何形式提供以復(fù)制提供到裝置70的電力的形式。通常，主開關(guān)101將經(jīng)設(shè)計(jì)以占據(jù)與已經(jīng)以具體的標(biāo)準(zhǔn)化大小及配置存在的標(biāo)準(zhǔn)燈開關(guān)相同的空間。

到主開關(guān)101的輸入電力(來自結(jié)構(gòu)的電氣基礎(chǔ)設(shè)施50)將通常經(jīng)由ac/dc轉(zhuǎn)換器131轉(zhuǎn)換為dc電以驅(qū)動用于可由用戶控制的激活對象151的電路。網(wǎng)絡(luò)通信123也被供電且可呈ble藍(lán)牙通信裝置或使用現(xiàn)在已知或后期發(fā)現(xiàn)的任何網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的任何其它無線裝置的形式。計(jì)算機(jī)處理器以及主開關(guān)101上的任何模擬驅(qū)動電路及電力測量組件161可被類似地供電。電容式觸摸墊161包括激活對象151的實(shí)施例且通過觸摸或接近來激活，且發(fā)送命令信號到處理器以適當(dāng)?shù)丶せ罾^電器111或?qū)⑵鋽嚯姟ＤM驅(qū)動電路可確保來自處理器的命令適用及保持適當(dāng)電壓及電流于繼電器線圈111直到改變命令為止。

主開關(guān)101的計(jì)算機(jī)121上的處理器還可從一個或多個相關(guān)聯(lián)遙控開關(guān)201或從控制器301接收無線命令401。為了確保所接收的消息旨在激活具體主開關(guān)101，經(jīng)傳輸消息格式可包含具體網(wǎng)絡(luò)及具體主開關(guān)101的地址以及命令指令。消息還可含有安全代碼(例如rsa代碼)以避免通信范圍內(nèi)出現(xiàn)任何模糊性/沖突且禁止入侵開關(guān)系統(tǒng)100。

為了供電，物理開關(guān)111可為經(jīng)控制以由模擬控制電路171連接及斷接輸入電力50的spdt繼電器111，所述模擬控制電路171由受計(jì)算機(jī)121中的微處理器控制，所述微處理器從經(jīng)附接觸摸墊161直接地接收命令或從遙控開關(guān)201或控制器301遠(yuǎn)程地123接收命令。替代地，開關(guān)111可為任何其它類型的開關(guān)，例如(但不限于)固態(tài)開關(guān)、mosfet、igbt、晶體管，或能夠連接或斷接電連接的任何其它構(gòu)件或系統(tǒng)。輸入電力50可經(jīng)由繼電器111引導(dǎo)在兩個引腳中的一者上。(多個)負(fù)載70連接到繼電器111的n/o(常斷)引腳。引腳2是常閉的且可在主開關(guān)101用于取代已經(jīng)布線到三路配置中的現(xiàn)有開關(guān)時使用。電力50可通過電力測量芯片161路由。所述測量芯片161可從處理器121詢問且數(shù)據(jù)可經(jīng)由通信信道123向控制器301或用戶對象報告。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，在替代性配置中，處理器121及相關(guān)聯(lián)軟件可由具有完全以硬件表示的相同功能性的電路取代。

如從上文應(yīng)明白的是，主開關(guān)101僅僅用于提供額外功能到與現(xiàn)有裝置70相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)有物理開關(guān)。實(shí)際上，主開關(guān)101用于復(fù)制現(xiàn)有開關(guān)在對裝置70供電或切斷其電力方面的功能，同時可利用附接到所述開關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施50的少量電量以提供額外功能性。此額外功能性通常以兩個任選能力的形式出現(xiàn)。主開關(guān)101具有接收信息及將信息發(fā)射到其它聯(lián)網(wǎng)開關(guān)的能力以用作用于經(jīng)附接固定裝置70的控制裝置及系統(tǒng)100中的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)上的集線器。

如從上文還應(yīng)將得知，導(dǎo)線50到60的電連接實(shí)際上是從主開關(guān)100上的任何激活對象151的觸發(fā)中移除的一個階段，計(jì)算機(jī)121可在激活物理開關(guān)111之前做出額外確定或計(jì)算。另外，主開關(guān)101可從遙控開關(guān)201獲得通信，所述遙控開關(guān)201還可用作使計(jì)算機(jī)121將布線50連接到布線60或?qū)⒉季€50與布線60斷接的指令。計(jì)算機(jī)121還可提供反饋信息，例如通過開關(guān)101消耗的電力的測量，且向例如控制器301的遠(yuǎn)程位置報告所述電力消耗。

以上的實(shí)現(xiàn)是因?yàn)橹鏖_關(guān)101中的計(jì)算機(jī)121包含網(wǎng)絡(luò)能力123且通常連接到其它主開關(guān)101及同一個住宅中及遍及全世界的具有網(wǎng)絡(luò)能力的任何其它事物。特定地，主開關(guān)101可經(jīng)由網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)401連接到任何數(shù)目個(包含零)遙控開關(guān)201、經(jīng)由家庭網(wǎng)絡(luò)(或因特網(wǎng))180連接到智能裝置、經(jīng)由因特網(wǎng)(或家庭網(wǎng)絡(luò))180連接到控制器301。

通常，主開關(guān)101將與任何數(shù)目個遙控開關(guān)201配對。遙控開關(guān)201經(jīng)設(shè)計(jì)為簡易通信節(jié)點(diǎn)，其用于向主開關(guān)101提供變化指示(例如，當(dāng)某個人在遙控開關(guān)201處“翻轉(zhuǎn)開關(guān)”時)。

圖2及4中最佳地展示遙控開關(guān)201的實(shí)施例。遙控開關(guān)201通常允許與主開關(guān)101相同的對裝置70的表觀控制(如由用戶觀察)，但是并未直接布線到用于裝置70的布線60中。因?yàn)槠錄]有直接連接到布線60，遙控開關(guān)201無需包含用于形成電連接的結(jié)構(gòu)，而且可不使用硬布線電力50。而是，遙控開關(guān)201優(yōu)選地由緊湊型可充電或主板載電源250供電，所述電源250將優(yōu)選地持續(xù)許多年，且易于更換。

板載電源250通常是在遙控開關(guān)201內(nèi)部的dc電源。因?yàn)檫b控開關(guān)201的組件可經(jīng)設(shè)計(jì)及選擇以使用極少電力，例如“aa”或紐扣電池的小電池取決于電池容量足以對遙控器供電許多年。替代地，可使用太陽能、動能或其它發(fā)電系統(tǒng)。不依賴于電線50允許遙控開關(guān)201安裝在任何位置處。遙控開關(guān)201可經(jīng)配對以控制一個或多個主開關(guān)101或與其一起工作。當(dāng)遙控開關(guān)201中的激活對象151是通過觸摸或接近激活時，其發(fā)送命令信號到計(jì)算機(jī)121，所述計(jì)算機(jī)121又將消息格式化且在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)401上發(fā)射命令。消息通常含有所期望的接收方主開關(guān)101或某個其它形式的所期望的地址(例如，目標(biāo))信息。消息可在主開關(guān)101處直接從遙控開關(guān)201接收或經(jīng)由網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)401、例如通過由另一(無目標(biāo))主開關(guān)101或由另一遙控開關(guān)201接收及轉(zhuǎn)發(fā)而中繼到其所期望的主開關(guān)101。

在操作中，遙控開關(guān)201允許用戶添加第二開關(guān)到可針對其安裝主開關(guān)101的任何裝置70。為了實(shí)現(xiàn)此，遙控開關(guān)201將通常以兩種一般形式體現(xiàn)。這些形式中的一者經(jīng)設(shè)計(jì)以取代先前以多路安裝布線的燈開關(guān)。在此實(shí)例中，存在產(chǎn)生先前多路安裝的箱及布線50及60。通常，此類型的遙控開關(guān)201將定位在箱上方，所述箱先前以三路配置容置第二開關(guān)(其中主開關(guān)101定位成取代第一開關(guān))。其可連接到布線50以對其自身供電，而非需要板載電源。然而，遙控開關(guān)201將通常從未將布線60互連來激活經(jīng)附接插座。相反地，其附接的布線50將通常單獨(dú)地對遙控開關(guān)201供電。

三路及更高多路開關(guān)布置展示系統(tǒng)的一定電力。在傳統(tǒng)的三路開關(guān)中，應(yīng)認(rèn)識到，通常具有連接到電網(wǎng)的第一開關(guān)及連接到所述裝置的第二開關(guān)，布線是通過所述第二開關(guān)連接。僅當(dāng)兩個開關(guān)均連接到互連所述兩個開關(guān)的(兩條)導(dǎo)線中的相同者，三路開關(guān)才能因?yàn)閭魉碗娏Χぷ?。在使用本系統(tǒng)100的情況下，這并非是必需的。在實(shí)施例中，主開關(guān)101可連接到任一開關(guān)位置中，且剩余開關(guān)位置可僅僅經(jīng)硬布線以取決于位置將特定導(dǎo)線連接到裝置70或電力50。硬接線箱接著僅僅由遙控器201覆蓋，所述遙控器201未連接到任何事物且依賴于其自身的內(nèi)部電源。在替代性實(shí)施例中，遙控開關(guān)還可布線到此線50中以獲得電力，但是未布線到線60中來切換。

在具有三路開關(guān)及有線遙控開關(guān)201的實(shí)施例中，如果主開關(guān)101是第一者(最靠近電網(wǎng)50)，那么遙控器201僅僅從作用中的任何線(或遠(yuǎn)程電源)獲得其自身的電力，且連接僅僅受具有遙控開關(guān)201控制，所述遙控開關(guān)201具有連接線及斷接線(具體地，兩個線進(jìn)入，但僅一個線可連接到外部)。然而，當(dāng)主開關(guān)101被最靠近裝置70的手動開關(guān)替換且遙控開關(guān)連接到另一手動開關(guān)處的電源50時，電力可用性及控制可不同。

為了對主開關(guān)101供電，主開關(guān)101可配置成從能夠供電的任何線獲取電力。這還允許主開關(guān)在其處于鏈中之前通過感測哪條輸入線(例如，紅色或黑色)具有電力且適當(dāng)?shù)刈龀龇磻?yīng)來知曉前面的遙控開關(guān)201的位置。此處關(guān)鍵是主開關(guān)101已知哪些線被供電且哪些線沒有被供電，且可適當(dāng)?shù)刈饔糜谄鋸木W(wǎng)絡(luò)401接收的命令。因此，如果觸發(fā)現(xiàn)有的手動開關(guān)且手動開關(guān)在經(jīng)連接插座實(shí)際上歸因于連接或斷接電力而切換的位置處，那么主開關(guān)101可僅僅更新其內(nèi)部存儲器以知曉網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)已改變。因此，當(dāng)在主開關(guān)101處接收到切換的指令時，其已知如何實(shí)施所請求觸發(fā)(或其它變化)。

連接到同一個混合布置的遙控開關(guān)201(其中主開關(guān)作為多路系統(tǒng)的部分與現(xiàn)有物理開關(guān)互連)僅僅用于通過發(fā)送指令到主開關(guān)101以改變狀態(tài)將開關(guān)的狀態(tài)從其任何原本狀態(tài)切換為不同狀態(tài)。從上文還應(yīng)明白的是，可將主開關(guān)101放置在三路(或更多路)配置中同時保留線中的現(xiàn)有(非遙控開關(guān)201)手動開關(guān)?，F(xiàn)有開關(guān)可用于通過使主開關(guān)101檢測到現(xiàn)有開關(guān)的位置已經(jīng)改變(例如，基于到主開關(guān)101的哪個輸入通電)且使得主開關(guān)101基于檢測到的變化切換到裝置70的電力或通過允許主開關(guān)的切換實(shí)際上觸發(fā)插座且允許主開關(guān)101檢測變化且僅僅更新其對配置的布置的理解來以此配置觸發(fā)插座。

在又進(jìn)一步實(shí)施例中，遙控開關(guān)201可位于開關(guān)之前從未處于的位置處。在此情況中，遙控開關(guān)201將通常經(jīng)設(shè)計(jì)以仿真燈開關(guān)及面板141，但是將可附接到平壁或其它結(jié)構(gòu)，且將不需要將箱內(nèi)建于墻壁中來容置電子器件。這是圖2中所示的實(shí)施例的類型。雖然此類型的布置通常是優(yōu)選的，但是應(yīng)立即明白此絕非必需的。遙控開關(guān)201可采用任何形式，因?yàn)檫b控開關(guān)201與直接控制裝置70的電氣布線60不相關(guān)且僅任選地附接到電網(wǎng)50。

與類型或位置無關(guān)，遙控開關(guān)201將通常以關(guān)于主開關(guān)101的主/從類型的關(guān)系來工作。特定地，當(dāng)用戶確定其希望具有額外開關(guān)來控制特定特征時，用戶將使遙控開關(guān)201配對到特定主開關(guān)101(或多個主開關(guān)101)。這可通過多種技術(shù)而發(fā)生，但是將通常通過例如使主開關(guān)101知曉其從具有特定地址的遙控開關(guān)201接受消息的布置而發(fā)生。所述連接將通常經(jīng)由主開關(guān)101所連接的相同網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)401而進(jìn)行。

因此，用戶可具有照明固定裝置，其位于第一位置中且在本系統(tǒng)的實(shí)施例的安裝之前具有控制其操作的單個開關(guān)。用戶接著可用主開關(guān)101取代現(xiàn)有機(jī)械開關(guān)。此主開關(guān)101用作用于所述固定裝置的中心控制集線器且將用于控制到所述固定裝置的電流。用戶可接著使任何數(shù)目個遙控開關(guān)201(其是自含式的且無需與電氣系統(tǒng)60或50互連)與主開關(guān)101的操作相關(guān)。用戶接著可將這些遙控開關(guān)201安裝在其適合出現(xiàn)的任何位置。因此，用戶可利用車庫中的電氣系統(tǒng)50將單個室外燈連接到單個插座，所述電氣系統(tǒng)現(xiàn)在可由車庫中主開關(guān)101(取代插座中之前的機(jī)械開關(guān))或由可在房屋中任意處的任何數(shù)目個遙控開關(guān)201操作。在實(shí)施例中，此遙控開關(guān)201可包含粘合劑背面或所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員已知的用于將其安裝到墻壁或其它便捷位置的其它附接件。

替代地，如果用戶具有走廊燈(其中現(xiàn)有的物理開關(guān)在走廊的兩端處)，那么用戶可連接主開關(guān)101取代開關(guān)中的一者，且接著用遙控開關(guān)201取代另一開關(guān)，所述遙控開關(guān)201經(jīng)設(shè)計(jì)以“覆蓋”不再需要的箱401。這提供相同的功能性。然而，在實(shí)施例中，以標(biāo)準(zhǔn)的三路電布置互連兩個先前開關(guān)的導(dǎo)線可能不再需要了，且可從電氣基礎(chǔ)設(shè)施中移除。更進(jìn)一步，多路開關(guān)設(shè)置中的一個開關(guān)可被移除且主開關(guān)101定位成取代所述開關(guān)。主開關(guān)101接著可基于鏈中的其它開關(guān)的觸發(fā)使用電輸入以確定插座是否應(yīng)從當(dāng)前位置觸發(fā)或僅僅檢測其它開關(guān)已改變配置且更新其對傳訊的理解以允許其將來接收到命令時正確觸發(fā)。

如應(yīng)明白的是，遙控開關(guān)201的使用特別有利，因?yàn)槠湓试S傳統(tǒng)的“燈開關(guān)”本質(zhì)上提供在任意處，前提是主開關(guān)101及遙控開關(guān)201兩者均通過網(wǎng)絡(luò)通信。主開關(guān)101可用作來自任何遙控開關(guān)201的指令的網(wǎng)絡(luò)401的集線器，且還可用作集線器以將指令傳送到任何其它主開關(guān)101或從任何其它主開關(guān)101傳送指令。這允許創(chuàng)建網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)401，其中與網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)401相關(guān)聯(lián)的任何開關(guān)(主開關(guān)101或遙控開關(guān)201)可僅僅通過與網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)401中的最近的其它連接物體交互與所述網(wǎng)絡(luò)401通信。這可提供電力節(jié)省，因?yàn)榭衫米钌匐娏坎僮骶W(wǎng)絡(luò)。

另外，通過具有物連網(wǎng)，互連控制器的網(wǎng)絡(luò)401不限于開關(guān)101或201。具體地，主開關(guān)101中的一或多者可連接到進(jìn)一步網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。舉例來說，主開關(guān)101中的一或多者能夠連接到現(xiàn)有的家庭有線或無線網(wǎng)絡(luò)180，其接著在外部連接到因特網(wǎng)。因此，除開關(guān)101及201外，可提供控制器301，其實(shí)際上是計(jì)算機(jī)(特別是移動計(jì)算機(jī))，所述計(jì)算機(jī)能夠提供與系統(tǒng)100相關(guān)聯(lián)的任何主開關(guān)101的控制?？刂破?01還可從可獲得因特網(wǎng)連接的任何地方操作。因此，最初具有單個機(jī)械開關(guān)的單個固定裝置現(xiàn)在可從主開關(guān)101(其取代所述機(jī)械開關(guān))、從位于設(shè)施中的任意處與所述主開關(guān)通信的任何遙控開關(guān)201、從位于因特網(wǎng)可接入的任意處可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)與遙控開關(guān)201或主開關(guān)101中的任一者通信的任何控制器301或從能夠發(fā)送指令到網(wǎng)絡(luò)401或180上的任何其它事物操作，所述指令可被主開關(guān)101理解為用于控制所附接裝置70的指令。這可包含遠(yuǎn)程智能裝置。另外，因?yàn)槿魏芜b控開關(guān)201可實(shí)際上經(jīng)設(shè)置以控制任何數(shù)目個主開關(guān)101，系統(tǒng)100具有近似無限制數(shù)目個可行配置及控制選項(xiàng)。

系統(tǒng)100的實(shí)施例是以圖5中的代表性配置展示。如應(yīng)明白的是，存在過多的配置機(jī)會，因?yàn)橄到y(tǒng)100是利用數(shù)個主開關(guān)101及遙控開關(guān)201構(gòu)造的。通常，每個開關(guān)101或201或裝置70通信地連接(通常經(jīng)由主開關(guān)101，但是智能裝置可利用其板載通信)到系統(tǒng)100中的至少一個其它物體。網(wǎng)絡(luò)是自組織，且大體上可配置。圖5中的系統(tǒng)100僅展示4個主開關(guān)101、4個遙控開關(guān)201及兩個控制器301，但是這僅僅是代表性的。每個主開關(guān)101具有與裝置70(負(fù)載)相關(guān)聯(lián)的電連接器60，其經(jīng)激活而接通或斷開(或在此類情況中，根據(jù)調(diào)光要求，部分接通或斷開)。l1a70可僅僅由主開關(guān)101供電。然而，ms1101本身的物理開關(guān)111可在本地從其自身的激活對象151以命令控制，或可從fr1遙控開關(guān)201控制或可受任一控制器301控制?？衫脝蝹€遙控開關(guān)控制一個以上主開關(guān)101，且此外可利用符合用戶配置的多個遙控開關(guān)201控制一個主開關(guān)101。此可配置性說明此實(shí)施例的獨(dú)特特征中的一者。

在例如圖5的實(shí)施例中，形成于網(wǎng)絡(luò)401中的通信系統(tǒng)的主干網(wǎng)是低功耗藍(lán)牙(ble)技術(shù)。因?yàn)槠涫堑凸慕鉀Q方案，所以其具有在地理上較短的傳輸范圍。為了從遠(yuǎn)處到達(dá)及控制系統(tǒng)，提供經(jīng)由因特網(wǎng)180發(fā)送消息到集線器80的能力。wi-fi信號經(jīng)解譯及轉(zhuǎn)換為集線器80處的對應(yīng)ble信號。這表明系統(tǒng)100可從遠(yuǎn)處控制及詢問同時仍然允許從ble的使用中節(jié)省電力。

如先前所指示，圖1是純假想配置，由4個主開關(guān)101組成，所述主開關(guān)各自控制一個或多個裝置/負(fù)載70。全部主開關(guān)101可由其自身的激活指示器141控制/操作。為了展示靈活性，在此實(shí)施例中，兩個主開關(guān)201配對成的開關(guān)101被示為受一個遙控開關(guān)201控制。不同的主開關(guān)101沒有遙控器，且更進(jìn)一步地，主開關(guān)101具有也可控制其操作的兩個遙控開關(guān)201。應(yīng)當(dāng)注意的是，第二遙控開關(guān)(r2b)被說明為無法直接與其主開關(guān)ms2通信。其消息通過網(wǎng)絡(luò)經(jīng)由ms3路由到其在ms2處的最終目的地。網(wǎng)絡(luò)可由具有低功率藍(lán)牙通信能力的任何控制器301尋址/控制。對于更大范圍的控制，任何控制器301可與本地集線器80通信，所述本地集線器80可轉(zhuǎn)換wifi消息，且將適當(dāng)?shù)牡凸乃{(lán)牙消息再次發(fā)射到系統(tǒng)100。

在實(shí)施例中，系統(tǒng)100能夠測量及傳遞每一次發(fā)射傳輸?shù)膱鰪?qiáng)。由于此計(jì)算，可對主開關(guān)101及遙控開關(guān)201及實(shí)際上任何其它低功耗藍(lán)牙發(fā)射發(fā)射器的位置進(jìn)行三角測量。因此可將裝置相對于彼此及某個設(shè)定參考點(diǎn)進(jìn)行定位及映射。此外，因?yàn)槊恳粋€開關(guān)101或201可指示發(fā)射傳輸源，所以可區(qū)分主機(jī)開關(guān)101與遠(yuǎn)程開關(guān)201、控制器301、連接到網(wǎng)絡(luò)401的任何其它事物。以類似方式，身體上攜帶任何類型的低功耗藍(lán)牙發(fā)射器的用戶能夠位于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。在現(xiàn)場且因?yàn)槲恢枚俅胃淖儓鰪?qiáng)的任何人可由網(wǎng)絡(luò)定位，從而允許網(wǎng)絡(luò)變?yōu)榻ㄖ锘蚍课輧?nèi)的占用傳感器而無需利用具體的運(yùn)動傳感器。

從上文應(yīng)明白系統(tǒng)100的靈活性及電力。通過提供實(shí)際上控制到基礎(chǔ)設(shè)施中的單個終點(diǎn)(插座)的電力的單個主開關(guān)101，系統(tǒng)100可允許連接到基礎(chǔ)設(shè)施的任何電氣裝置70的自動化及遙控。另外，其可獨(dú)立于對任何其它裝置的控制來控制每一個裝置70，從而提供全定制及靈活性。控制器301的包含接著允許利用自動化指令對主開關(guān)101進(jìn)行編程以不僅僅提供遙控，而且還提供自動化。這可允許用戶編程時間計(jì)劃表，產(chǎn)生開關(guān)位置圖，編程自動通信或物體檢測器功能，以實(shí)施“安全模式”(如隨后討論)及相關(guān)全局控制，或其它命令級功能。

控制器(例如，但不限于通用計(jì)算機(jī)、移動裝置或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī))301可用于控制開關(guān)101及201中的任一者或全部及/或其間的變化?？刂破?01實(shí)際上僅僅是遙控開關(guān)201，其可在收到命令時將其自身尋址到任何主開關(guān)101且可使用更強(qiáng)大的通信方法以使得其能夠與來自直接通信范圍外部的位置的系統(tǒng)通信。在實(shí)施例中，控制器301可連接到因特網(wǎng)180，所述控制器又可連接到網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)401。

為了說明自動化而不僅僅是遙控可如何發(fā)生，提供單個實(shí)例可為最佳的。在此實(shí)例中，用戶的鬧鐘響起。鬧鐘實(shí)際上是還包含時鐘的功能性的遙控開關(guān)201。當(dāng)用戶點(diǎn)擊時鐘上的關(guān)閉按鈕時，這是針對主開關(guān)101且最終針對控制器301。控制器301查找并得知是工作日且當(dāng)鬧鐘關(guān)閉時用戶就應(yīng)該起床了。為此，控制器301指示主開關(guān)101對主臥室中的電動百葉窗供電，從而打開百葉窗。控制器301還指示主開關(guān)101使廚房的插頭插座接通(咖啡機(jī)的插頭插在所述插頭插座中)。當(dāng)用戶坐在床上時，附近墻壁上的遙控開關(guān)201的運(yùn)動檢測器檢測運(yùn)動，且開始使用緩慢淡入淡出激活房間中的燈，以允許用戶的眼睛經(jīng)由位于整個房間的主開關(guān)101從其自身調(diào)整。當(dāng)用戶慢吞吞地到廚房去拿他們的咖啡時，客廳中的主開關(guān)101中的運(yùn)動傳感器感測到他們正在靠近且將燈接通。以上表明用戶現(xiàn)在已經(jīng)完成了將百葉窗打開、將燈接通，且開始煮咖啡，而用戶為此所做的僅僅是關(guān)閉鬧鐘及起床。

如以上實(shí)例中所期望，用戶可在無需有意識地與他們的電氣裝置70交互，或僅以最簡約方式與電氣裝置70交互的情況下，與電氣裝置70有效地交互。另外，系統(tǒng)100優(yōu)選地還提供網(wǎng)絡(luò)以提供本地警報作為例如負(fù)載的故障的關(guān)注實(shí)例且具有按照定時表自動操作的能力。系統(tǒng)100可具有自動地感測個人的存在或不存在(例如，通過使用主開關(guān)101或遙控開關(guān)201中的任一者處的運(yùn)動傳感器或通過用戶攜帶具有ble能力的裝置進(jìn)入某個區(qū)域中且改變場強(qiáng))，且以預(yù)先計(jì)劃方式做出反應(yīng)。為了促進(jìn)以邏輯方式發(fā)生互通信，系統(tǒng)100可自動地產(chǎn)生通信裝置(遙控開關(guān)201、主開關(guān)101或控制器301或任何其它事物)的圖，建立它們的物理位置，且以基于所述位置的方式對來自它們的輸入做出反應(yīng)。以此方式，來自例如智能電話的控制器301(用戶將通常攜帶以利用它們“將燈接通”)的指令將控制器301目前所處的任何房間中的燈接通。在實(shí)施例中，用戶可攜帶呈發(fā)射器的形式的定位器。定位器可能在它們的身體上、在他們通常攜帶的某些事物中，或甚至被植入。接著，可基于此發(fā)射器的位置經(jīng)由預(yù)編程到網(wǎng)絡(luò)401上的計(jì)算機(jī)中的指令控制系統(tǒng)100做某些事情。

在實(shí)施例中，如實(shí)例中所說明，系統(tǒng)100不僅促進(jìn)到裝置70的簡單“接通及斷開”(二元)電力，而且促進(jìn)改變或修改主電源，使得如白熾燈、cfl及l(fā)ed燈的此類物品可被調(diào)暗或例如風(fēng)扇的裝置可被調(diào)慢。取決于所連接的裝置70，其還直接對導(dǎo)線60供應(yīng)dc電而非ac電。由于主開關(guān)101最終控制每個插座的電源50，主開關(guān)101可以與任何傳統(tǒng)的開關(guān)或控制器相同的方式以任何樣式提供所述電力。系統(tǒng)100的實(shí)施例提供經(jīng)由控制器301通過因特網(wǎng)在更大遠(yuǎn)程距離處控制全部系統(tǒng)功能的能力。以此方式，設(shè)施的整個電氣系統(tǒng)(及全部相關(guān)聯(lián)裝置)可利用單個控制器301進(jìn)行遙控，前提是控制器301能夠連接到網(wǎng)絡(luò)及發(fā)射適當(dāng)指令。為了促進(jìn)此連接，系統(tǒng)100可利用傳統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施(有線或無線)，其可存在于結(jié)構(gòu)中以允許至少一個主開關(guān)101或可能并置的控制器301與因特網(wǎng)或任何其它大型網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)100的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)互連。

還應(yīng)明白的是，除提供與以標(biāo)準(zhǔn)方式使用所附接裝置70相關(guān)聯(lián)的切換能力外，系統(tǒng)還通過允許明確的“斷電”狀態(tài)提供獨(dú)特能力用于保證安全。傳統(tǒng)地，更換燈泡或者對連接到多個硬件開關(guān)的固定裝置展開工作的人在不切斷對整個結(jié)構(gòu)區(qū)域的供電(例如，通過斷路器)的情況下無法確認(rèn)電力實(shí)際上是否與固定裝置斷接。在本系統(tǒng)100中，因?yàn)閮H具有一個物理131開關(guān)(其實(shí)際控制對任何固定裝置的供電)且所述開關(guān)131的接通/斷開狀態(tài)并未由連接到其的全部物理開關(guān)指定(但是可由任何控制器301或類似裝置控制)，所以系統(tǒng)100可接合安全模式，由此用戶指示需要切斷特定插座的電力(且通常不會再次接合)直到滿足某些情況為止。系統(tǒng)100接著可確定負(fù)載70是否有帶電，且如果是，那么將電源50與負(fù)載70斷接直到安全裝置脫離為止。這可允許用戶在確認(rèn)沒有電力流動到插座的情況下安全地對所述插座展開工作。

類似于上文，父母可完全關(guān)閉兒童房間中或結(jié)構(gòu)中的較低點(diǎn)處的插座的電力以減小或消除因兒童玩弄插座引起的觸電事件的可能性，但是可利用受保護(hù)控制器301(例如，受操作密碼保護(hù)的計(jì)算機(jī))或位于兒童無法觸及之處的改造開關(guān)(通常為遙控開關(guān)201)以在成年人在房間中需要電力的情況下，重新啟用電力。如應(yīng)明白的是，系統(tǒng)提供改進(jìn)的安全性，因?yàn)槿魏尾遄蚬潭ㄑb置的機(jī)械連接通常受單個開關(guān)控制，且所述開關(guān)的狀態(tài)歸因于網(wǎng)絡(luò)互連是已知的。因此，用戶實(shí)際上可獨(dú)立于任何其它插座控制任何插座的電力，且可決定性地關(guān)閉任何插座的電力而無需撥動斷路器。

從上文應(yīng)明白的是，系統(tǒng)100經(jīng)由相關(guān)聯(lián)主開關(guān)101對流動到任何插座及因此所附接裝置的電力提供單個控制點(diǎn)。另外，主開關(guān)201通過遙控開關(guān)201及控制器301的互連性，允許其自身以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)401或180連接到其的任何控制器301所需要的幾乎任何配置來控制。

應(yīng)明白的是，系統(tǒng)100提供幾乎無限制的數(shù)目個潛在組件配置。在完全集成的家庭自動化系統(tǒng)中，家中的電氣基礎(chǔ)設(shè)施中的每個接入點(diǎn)(插座)將具有與其相關(guān)聯(lián)的主開關(guān)101。另外，每個主開關(guān)101可具有與其相關(guān)聯(lián)的任何數(shù)目個遙控開關(guān)201。只要擁有這么多的基礎(chǔ)設(shè)施，房主可基本上從放置在他們希望的任何地方的開關(guān)來控制房屋中的任何地方的任何裝置70，而不需要安裝除開關(guān)本身之外的任何布線或任何網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，所述開關(guān)以對應(yīng)于傳統(tǒng)燈開關(guān)或插頭插座的安裝的簡易方式連接到現(xiàn)有的電氣基礎(chǔ)設(shè)施，或根據(jù)需要簡單放置。用戶可僅僅將開關(guān)放置在床頭柜上，所述開關(guān)可指示房屋的相對側(cè)上的外部燈(或家中的任何其它裝置)。

從上文還應(yīng)明白，在實(shí)施例中，開關(guān)系統(tǒng)100可消耗最少電力且以休眠模式靜止操作以允許系統(tǒng)100提供能量節(jié)省能力而不必消耗額外電力來這樣做。理想地，主開關(guān)101還將能夠測量和報告通過主開關(guān)101(及因此，任何附接的裝置70)消耗的電力，并將所述電力消耗報告給遠(yuǎn)程位置以允許有效的電使用量監(jiān)控及最小化。

在實(shí)施例中，系統(tǒng)100可提供故障保護(hù)。舉例來說，如果系統(tǒng)100檢測激活故障。舉例來說，如果某個主開關(guān)101激活，但是沒有從裝置70檢測到負(fù)載(這是裝置70在被供電時未能激活的情況)，那么主開關(guān)101可檢測到此已經(jīng)發(fā)生，并經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)401或180發(fā)出通信以(例如經(jīng)由控制器301或經(jīng)由另一個移動裝置)通知用戶發(fā)生故障。如果通信經(jīng)由控制器301進(jìn)行，那么在實(shí)施例中，系統(tǒng)100接著可經(jīng)由控制器301向用戶請求關(guān)于如何對故障做出反應(yīng)的輸入。

網(wǎng)絡(luò)401或180還可提供關(guān)于例如負(fù)載操作中的實(shí)例的本地警報，并允許系統(tǒng)自動地并且按照時間計(jì)劃表自動地操作、自動地感測個人的存在或不存在，且以預(yù)先計(jì)劃方式做出反應(yīng)。在許多方面，使開關(guān)不僅可以在家庭自動化系統(tǒng)內(nèi)操作而且還可控制家庭自動化系統(tǒng)，系統(tǒng)可以允許每個開關(guān)與其它開關(guān)交互的方式基于預(yù)期接近度自動地產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)中的開關(guān)及其物理位置的圖。舉例來說，如果某人正移動通過結(jié)構(gòu)，那么可希望系統(tǒng)知道沿著所提出的路徑存在哪些開關(guān)，且基于此外推其它開關(guān)的操作。另外，系統(tǒng)可以優(yōu)選地知道另一開關(guān)與其自身處于相同房間中，且因此開關(guān)可能旨在用于共同目的。需要一種系統(tǒng)，其不僅接通和斷開負(fù)載，而且還促進(jìn)改變主電力，使得如白熾燈、cfl及l(fā)ed燈的此類物品可被調(diào)暗或風(fēng)扇可被調(diào)慢，并且可允許開關(guān)以非二元方式操作。

雖然已經(jīng)結(jié)合某些優(yōu)選實(shí)施例揭示了本發(fā)明，但是此不應(yīng)被視為對所有提供的細(xì)節(jié)的限制。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對所描述的實(shí)施例進(jìn)行修改及變化，且應(yīng)理解其它實(shí)施例將被包括在本發(fā)明中，如本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員所將理解的。