空气质量管理系统及其控制的制作方法

空气质量管理系统及其控制
相关申请的交叉引用
1.2020年1月17日提交的美国临时专利申请号62/962,710； 2021年1月8日提交的pct申请号pct/us21/12661；2020年1月7 日提交的pct申请号pct/us20/12487；2019年1月7日提交的美国 临时申请号62/789,501；2019年11月27日提交的pct专利申请号 pct/us19/63581；2019年1月8日提交的美国专利申请号 16/243,056；2019年1月8日提交的美国专利申请号16/242,498； 2016年3月25日提交的美国专利申请号15/081,488；2015年1月9 日提交的美国专利申请号14/593,883；2013年8月5日提交的美国专 利号9,297,540；2017年9月29日提交的美国专利号10,054,127； 2015年1月29日提交的美国专利号9,816,724；2015年9月2日提 交的美国专利号9,816,699；2010年8月31日提交的美国专利号 9,638,432；2006年1月4日提交的美国专利号8,100,746；2015年11 月5日提交的wo 2015/168243，在此通过引用将其全部内容并入本文 并构成本文的一部分。
技术领域
2.本主题涉及用于空气质量管理的控制系统，并且更具体 地，涉及通过移动应用程序控制设备。


背景技术：

3.通常，定制和建立空气质量管理系统存在挑战。用于住宅 通风的常规通风系统包括连接在与外部空气的端口(即入口端口)和 风扇单元之间的管道。可以调节通风系统的外部空气供应量以符合适 用的标准/规范，诸如美国采暖、制冷和空调工程师协会(ashrae) 的通风要求和/或适用的建筑规范通风要求。某些型号的通风系统可以 连接到位于住宅或其他建筑物外部或内部的湿度传感器，和/或位于住 宅外部的温度传感器。湿度传感器和温度传感器的使用通常需要控制 器和传感器之间的布线。
4.如果湿度传感器位于住宅中，则典型通风系统的控制器或 其进气风扇单元在内部湿度水平(即，住宅中)过高时阻止通风。限 制通风可能会增加被维修房屋内残留污染物的风险和/或数量。必须仔 细选择通风系统温度传感器的位置，以防止外部条件影响和/或改变温 度传感器的读数。如果一个或多个温度传感器的准确性因放置和/或异 常冷或热的外部温度而受到影响，则温度传感器会限制和/或减少通 风。位于供应管道内的温度和湿度传感器需要激活通风系统或空气热 量/能量回收通风机，以便将传感器暴露在室外空气中并评估室外空气 条件。此类重复的定时激活表示仅用于收集室外空气条件就消耗巨大 的能量，并且对于用户来说也可能是不希望的。鉴于这些挑战，用于 在整个结构中创建和定制空气质量管理系统的控制系统，以及移动设 备和基于云的控制，意味着对传统系统和组件的改进。
5.在背景技术部分中提供的描述不应仅仅因为它在背景部分 中被提及或与背景部分相关联而被认为是现有技术。背景技术部分可 以包括描述主题技术的一个或多个方面的信息。


技术实现要素：

6.根据本公开的一个方面，一种空气质量管理系统，包括分 布到至少一个用户设备、至少一个空气质量管理设备和至少一个计算 资源的移动应用程序，其中所述至少一个计算资源操作第一网络层， 该第一网络层被配置为接收来自所述至少一个移动应用程序的输入， 并且其中所述至少一个计算资源操作第二网络层，所述第二网络层接 收来自所述至少一个空气质量管理设备的输入。空气质量管理系统还 包括第一和第二网络层之间的数据连接，以将至少一个移动应用程序 的命令从第一网络层转移到第二网络层，以及将所述至少一个空气质 量管理设备的设备信息从所述第二网络层转移到所述第一网络层。
7.根据该方面的空气质量管理系统还可以被配置为使得计算 资源是服务器。
8.根据该方面的空气质量管理系统还可以被配置为使得第一 网络层和第二网络层分布在不止一个服务器上。
9.根据该方面的空气质量管理系统还可以被配置为使得第一 网络层和第二网络层在本地实现。
10.根据该方面的空气质量管理系统还可以包括将产品规格提 供给第一和第二网络层的产品信息管理系统。
11.根据该方面的空气质量管理系统还可以被配置为使得所述 多个空气质量管理设备包括至少一个传感器和至少一个通风设备，并 且其中每个传感器连接到至少一个通风设备以控制其操作。
12.根据该方面的空气质量管理系统还可以被配置为使得所述 至少一个空气质量管理设备是根据被配置为确定设备状态的分层结构 布置的多个空气质量管理设备。
13.根据该方面的空气质量管理系统还可以被配置为使得所述 多个空气质量管理设备包括至少一个传感器和至少一个通风设备，并 且其中每个传感器连接到至少一个通风设备以控制其操作。
14.根据该方面的空气质量管理系统还可以被配置为使得所述 多个空气质量管理设备包括至少一个传感器和至少一个新鲜空气系统 设备，并且其中每个传感器与至少一个通风设备链接以控制其操作。
15.根据本公开的另一方面，一种空气质量管理系统的操作方 法包括：形成空气质量管理系统的简档，其中所述简档包括简档数据 并且简档数据包括多个空气质量管理设备的标识、所述多个空气质量 管理设备的相对位置，以及空气质量管理系统的位置；建立第一用户 和第二用户，并将空气质量管理系统简档的控制从第一用户转移到第 二用户。
16.根据该方面的空气质量管理系统的操作方法还可以被执行 以使得空气质量管理系统的移动应用程序提示第一用户进行简档形成 步骤。
17.根据该方面的空气质量管理系统的操作方法可以进一步被 执行以包括将空气质量管理系统简档的排他控制从第一用户转移到第 二用户。
18.根据该方面的操作空气质量管理系统的方法可以进一步被 执行以包括将空气质量管理系统简档的客人控制从第一用户转移到第 二用户。
19.根据该方面的空气质量管理系统的操作方法可以进一步被 执行，使得简档数据被用于形成用于所述多个空气质量管理设备的设 备层次结构。
20.根据该方面的空气质量管理系统的操作方法可以进一步被 执行，使得设备层次
结构响应于空气质量管理设备的另一子集的当前 状态来控制空气质量管理设备的子集。
21.根据本公开的另一方面，一种用于管理至少一个空气质量 管理设备的控制系统包括：可通过至少一个用户经由用户界面操作的 移动应用程序，促进移动应用程序的第一网络层，在至少一个空气质 量管理设备之间实现网络的第二网络层，以及第一网络层和第二网络 层之间的通信链路，其中，第二网络层基于至少一个用户经由所述用 户界面提示的信息来实现对至少一个空气质量管理设备的操作控制。
22.根据该方面的用于管理至少一个空气质量管理设备的控制 系统还可以被配置为使得移动应用程序通过用户界面提示至少一个用 户提供至少一个空气质量管理设备的标识，以及至少一个空气质量管 理设备的相对位置。
23.根据该方面的用于管理至少一个空气质量管理设备的控制 系统可以进一步被配置为使得所述至少一个空气质量管理设备包括多 个空气质量管理设备，其中第二网络层建立设备层次结构，用于实施 对多个空气质量管理设备的操作控制。
24.根据该方面的用于管理至少一个空气质量管理设备的控制 系统可以进一步被配置为使得设备层次结构部分地基于多个空气质量 管理设备的相对位置。
25.根据本公开的另一方面，用于空气质量管理的信息管理网 络包括用于多个空气质量管理设备的设备规范、用于实施移动应用程 序的第一网络层，用于实施用于结构的控制系统的第二网络层，与该 结构相关联的多个空气质量管理设备的子集，以及信息管理网络与第 一和第二网络层之间的网络通信链路，其中第一和第二网络层向信息 管理网络查询设备规格。
26.根据该方面的信息管理网络可以进一步被配置为使得在移 动应用程序中执行的用户选择和在控制系统与空气质量管理设备的子 集中的至少一个之间传送的控制命令是基于经由信息管理网络传送的 设备规格来形成的。
27.根据该方面的信息管理网络可以进一步被配置为使得信息 管理网络向第一网络层提供设备规范以形成空气质量管理设备列表， 并且与第一网络层通信耦合的移动应用程序被配置为向用户呈现空气 质量管理设备列表。
28.根据该方面的信息管理网络可以被进一步配置为使得信息 管理网络向第二联网层提供设备规范，以促进识别与结构相关联的多 个空气质量管理设备的子集。
29.根据该方面的信息管理网络可以进一步被配置为使得提供 给第二网络层的设备规范用于为与该结构相关联的空气质量管理设备 的子集中的至少一个定制控制命令提供操作限制。
30.根据本公开的另一方面，一种空气质量管理系统包括至少 一个空气质量管理设备、至少一个服务器，其中所述至少一个服务器 操作第一网络层，该第一网络层被配置为接收来自至少一个用户设备 的输入，并且进一步地，其中所述至少一个服务器操作第二网络层， 该第二网络层接收来自所述至少一个空气质量管理设备的输入。并 且，根据该方面，空气质量管理系统可以包括第一和第二网络层之间 的数据连接，以将来自至少一个用户设备的信息从第一网络层转移到 第二网络层，其中，至少一个空气质量管理设备被分配到由第二网络 层识别的多个空气质量管理设备之一的一个或多个链接。
31.根据该方面的空气质量管理系统可以进一步被配置为使得 所述至少一个空气质量管理设备是通风扇。
32.根据该方面的空气质量管理系统可以进一步配置为使得多 个空气质量管理设备包括至少一个传感器，所述至少一个传感器链接 到至少一个空气质量管理设备。
33.根据该方面的空气质量管理系统可以进一步配置为使得多 个空气质量管理设备中的链接的一个包括链接到至少一个空气质量管 理设备的至少一个墙壁开关。
34.根据本公开的另一方面，一种操作至少一个空气质量管理 设备的方法包括以下步骤：识别空气质量测量值、设置空气质量测量 阈值、监测空气质量测量值、将监测到的空气质量测量值与空气质量 测量阈值进行比较、保持比较步骤的滞后值，其中在预选的时间段内 累积比较步骤导致监测的空气质量测量超过空气质量测量阈值的时间 量，并且建立用于经由比较来评估滞后值的滞后阈值。
35.根据该方面的操作至少一个空气质量管理设备的方法可以 进一步被执行，使得响应于滞后值与滞后阈值的比较来调整空气质量 测量阈值。
36.根据该方面的操作至少一个空气质量管理设备的方法可以 进一步被执行，使得滞后值是指数平均值。
37.根据该方面的操作至少一个空气质量管理设备的方法可以 进一步被执行，使得响应于滞后值与滞后阈值的比较调整与空气质量 测量阈值相关联的一个或多个传感器的灵敏度。
38.根据该方面的操作至少一个空气质量管理设备的方法可以 进一步被执行，使得监测到的空气质量测量值是湿度，并且其中监测 到的空气质量测量值与空气质量测量阈值的比较以及滞后值与滞后阈 值的比较指示室内空气质量的第二属性。
39.在考虑以下详细描述和附图后，本发明的其他方面和优点 将变得显而易见，其中在整个说明书中相同的数字表示相同的结构。
附图说明
40.附图被包括以提供进一步理解并且被并入以及构成本说明 书的一部分，附图示出了所公开的实施例，并且与描述一起用于解释 所公开的实施例的原理。在图中：
41.图1是空气质量管理系统和方法的示例架构图；
42.图2是图1的空气质量管理系统的示例架构的另一个示意 图；
43.图3是示出与空气质量管理系统的组件互连的产品信息管 理系统的图；
44.图4是详细说明用于将设备添加到受管生态系统的设备载 入过程的流程图；
45.图5是详细说明整个生态系统同步和将空气质量管理设备 (例如，风扇)链接到空气质量监测传感器的流程图；
46.图6a-6c描绘了用于将设备添加到受管生态系统的多个用 户界面配置；
47.图7a-7c描绘了用于添加用户并将空气质量管理系统的控 制从一个用户转移到另一个用户的多个用户界面配置；
48.图8是详细说明室内空气质量功能的操作的流程图；
49.图9a是详细说明空气质量管理设备的示例性空气质量控制 功能(具体地，浴室风扇开关)的操作的流程图；
50.图9b是详细说明用于空气质量管理设备的示例性阈值调整 功能(具体地，用于浴室风扇设备的湿度阈值)的操作的流程图；
51.图10是详细说明更新示例性空气质量管理设备的状态的功 能的操作的流程图。
52.图11是详细说明用于另一空气质量管理设备的示例性空气 质量控制功能(具体地，设置在浴室内的空气质量传感器)的操作的 流程图；
53.图12是详细说明空气质量监测功能的操作的流程图；
54.图13a和13b描绘了用于促进用户与图8的室内空气质量 功能交互的多个用户界面配置；
55.图14a和14b描绘了用于促进用户与示例性空气质量值的 历史数据交互的多个用户界面配置；
56.图15a和15b描绘了用于促进用户与另一个示例性空气质 量值的历史数据交互的多个用户界面配置；
57.图16a和16b描绘了用于促进用户与另一个示例性空气质 量值的历史数据交互的多个用户界面配置；
58.图17a和17b描绘了用于促进用户与另一个示例性空气质 量值的历史数据交互的多个用户界面配置；
59.图18a和18b描绘了用于促进用户与另一个示例性空气质 量值的历史数据交互的多个用户界面配置；和
60.图19是详细说明空气质量管理系统的功能的流程图，该系 统实现与ashrae规范的全屋通风要求的相符性。
61.在一个或多个实施方式中，并非每个附图中所描绘的所有 组件都是必需的，并且一个或多个实施方式可包括附图中未示出的附 加组件。在不脱离本公开的范围的情况下，可以对组件的布置和类型 进行变化。在本公开的范围内可以使用额外的组件、不同的组件或更 少的组件。
具体实施方式
62.下文所述的详细描述旨在作为对各种实施方式的描述，而 不旨在表示可以实践主题技术的唯一实现方式。如本领域技术人员将 意识到的，可以以各种不同方式修改所描述的实施方式，所有这些均 不背离本公开的范围。因此，附图和描述应被视为本质上是说明性的 而不是限制性的。
63.一般而言，本公开参考图1-19详细描述了用于实施对空气 质量管理生态系统104的控制的空气质量管理系统和方法100、102。 如图1-3所示，本公开设想了在空气质量管理生态系统104内布置一个 或多个空气质量管理设备106。空气质量管理设备106可以包括通风设 备、传感器和/或新鲜空气系统设备。用于实施对空气质量管理生态系 统104的控制的系统和方法100、102包括许多功能(即，算法，参见 图4、5、8-12和19)。
64.图1是空气质量管理系统100的示例架构图。空气质量管 理系统100包括空气质量管理生态系统104内的一个或多个空气质量 管理设备106。空气质量管理系统100还包括第一和第二网络层108、 110。第一网络层108与一个或多个用户设备112和第二网络层110通 信。第二网络层110与第一网络层108和一个或多个空气质量管理设 备106通信。第一和第二网络层108、110可以是基于云的或以其他方 式在远程计算资源(诸如一个或多个服务器)上操作，空气质量管理 设备106和一个或多个用户设备112经由一个或多个网络连接可
括iot(物联网)层122和处理层124。处理层124促进与第一网络层 108的业务层120的通信。iot层122与一个或多个空气质量管理设备 106通信并对其检测。另外，iot层122可以协调空气质量管理设备 106的控制命令和其他操作。
68.在图3的示例性实施例中，产品信息管理系统(pims)126与 空气质量管理系统100的组件互连以向第一和/或第二网络层108、110 提供产品规格信息。当移动应用程序114的用户界面116用于建立空 气质量管理生态系统104时，用户可以通过用户界面116请求一类设 备(例如，浴室风扇)。第一或第二网络层108、110将设备类别请求传 递到pims 126，并且pims 126返回与空气质量管理系统100兼容的 产品列表。产品列表由用户界面116显示以供用户选择期望的设备。 在输入选择时，诸如通过按下虚拟按钮，移动应用程序114将所选空 气质量管理设备的产品标识信息传送到第一网络层108。响应于该选 择，pims 126将详细的产品/设备规格传送到第二网络层110。另外， 如果列表中没有标识产品，则可以选择“其他”并且可以由用户输入 产品规格。基于详细的产品规格，第二网络层110能够适当地处理选 定的空气质量管理设备106之一。因此，所选设备的固件会根据详细 的产品规格进行更新和/或适当配置。详细的产品规格也存储在第二网 络层110的数据库中，以便处理层124快速高效地访问(见图2)。
69.图4中示出了设备载入(onboarding)功能/过程200。设 备载入功能/过程200包括请求用户选择空气质量管理设备类型、产品 类型和型号类型的初始步骤。这些标识符可以是可搜索的、作为列表 提供的，诸如通过下拉菜单，或者可以以另一种合适的方式选择。如 前所述，pims 126可以提供用于移动应用程序114的产品标识符，以 及在空气质量管理系统100内的其他用途等。如果经由用户界面116 可以正确识别载入设备，则与所选空气质量管理设备的交互可以启动 配对。例如，一些空气质量管理设备106可以通过“按下并保持”按 钮被置于配对模式。一旦配对，空气质量管理设备106可以被分配一 个名称并连接到本地网络(例如，为空气质量管理系统100服务的 网络)。
70.图5是详细说明整个生态系统同步和将相关联的空气质量 管理设备(例如，风扇)与空气质量监测传感器的链接的流程图。通 风更新功能/过程320开始于在决策步骤322观察用户是否已经经由移 动应用114定义了整个房屋通风设备。如果是，则通风更新过程320 进行到设备链接块。如果增量计数器小于空气质量传感器的总数，则 进行风扇链接，从而下一个空气质量传感器与风扇/通风空气质量管理 设备相关联。因此，过程320遍历每个可用的空气质量传感器以检查 风扇链接。在步骤324，通风更新过程320检查用户是否已将风扇定 义为与正在执行通风更新过程320的空气质量传感器链接。在功能块 326中，通风更新过程320检查空气质量管理生态系统104内某些通 风设备的可用性。具体地，形成设备层次结构，以选择要指定为整个 房屋通风设备的通风设备。在步骤328，检查热/能量回收通风(herv) 设备的存在。herv设备(如果存在)将成为默认的全屋通风设备。 然而，如果不存在herv设备，则通气更新过程320进行到步骤330 以检查进气风扇的存在。同样，如果存在进气风扇，则将其指定为用 于房屋通风的通风设备。如果herv设备和进气风扇都不存在，则通 风更新过程320前进到步骤332的浴室风扇检查。在检查步骤332 中，通风更新过程320观察浴室风扇设备是否可用。如果存在浴室风 扇设备，则在步骤338将其指定为全屋通风设备。然而，如果之前检 查的通风设备都不存在，则通风更新过程320在步骤334检查抽油烟 机设备。如果抽油烟机设备是唯一可用的通风设备，则在步骤336将 其指定为整个房
屋通风设备。当只有抽油烟机设备和浴室风扇设备可 分配为全屋通风设备时，可以根据哪个设备能够产生更高的每分钟立 方英尺(cfm)的最大空气流量/通风率来进行选择。在功能块326中， 针对空气质量监测传感器的位置检查分配的通风设备的位置信息。
71.图6a-6c描绘了用于将设备添加到所管理的生态系统的多 个用户界面配置。图6a-6c的用户界面配置对应于设备载入功能 200(图4)的某些步骤。在用户界面配置300中，从以下类别中选择设 备类型用于载入：墙壁控制、房间传感器、智能插头等。附加的传感 器驱动设备也可用于选择。另外，“其他”可能是一个可用选项，它 提示用户输入关于设备的信息以包含在所管理的生态系统中。在用户 界面配置302中，为在先前的用户界面配置300中选择的设备类型选 择产品类型和型号类型。用户界面配置304示出了作为期望产品类型 的“浴室风扇”的示例性选择，并且图6b中的用户界面配置306示出 了作为型号类型的“502”的选择。配对操作经由用户界面配置308来 指示，该用户界面配置308向用户显示关于按钮“按下并保持”操作 的消息。在用户界面配置310中，为现在配对的空气质量管理设备 100设置网络连接，并且空气质量管理设备100经由用户界面 配置312被分配用户提供的名称。用户界面配置314显示关于设备载 入过程200完成的确认消息。
72.空气质量管理系统100可以与拥有一个或多个用户设备112 的一个或多个用户相关联。多个用户可以访问移动应用程序114以对 空气质量管理系统100施加控制。然而，在某些情况下希望将空气质 量管理系统100的控制从第一用户128转移到第二用户130。图7a-7c 描绘了用于授予后续用户安全访问权并将空气质量管理系统100的控 制从第一用户128转移到第二用户130的多个用户界面配置。一旦已 经建立了空气质量管理生态系统104，第一用户128可以选择建立的生 态系统进行传送。在图7a的实施例中，示例空气质量管理生态系统 104a被分配名称“测试住宅”。“测试住宅”104a可以由第一用户 128经由触发标记为“添加新用户”的虚拟按钮132来选择，以转移给 第二用户130。用户界面配置134显示“添加新用户”虚拟按钮132和
ꢀ“
接受邀请”虚拟按钮132。响应于“添加新用户”虚拟按钮132的触 发，通过用户界面配置136向第一用户128提供成功发送邀请的通知。 在移动应用程序114的另一个实例中，可以向第二用户130呈现由第 一用户128发送的邀请的通知、虚拟按钮和/或另一个合适的指示符。 在通知中，可以提示第二用户130接受或拒绝转移请求。在图7b的示 例中，为了在“测试住宅”104a的控制转移期间识别和验证，向第二 用户130呈现安全邀请令牌140。在用户界面配置138中，第二用户 130输入安全邀请令牌140。在第一网络层108接收和验证安全邀请令 牌140之后，通过通知用户界面配置142通知第二用户接受安全邀请 令牌140。一旦安全邀请令牌140被验证，向第二用户130呈现用户界 面配置144，其中“测试住宅”生态系统104a可供第二用户130通过 移动应用程序114控制。
73.空气质量管理系统100操作一个或多个空气质量管理设备 106以监测空气质量、维持空气质量并符合一个或多个建筑规范或住 宅/商业建筑通风标准(例如，ashrae62.2/62.1、加拿大标准协会 (csa)f326-住宅机械通风系统、(iecc)、 ansi/ashrae/iesna标准90.1等)的空气循环和质量要求。操作 以符合标准的空气质量管理系统100的目标可以是满足通风/气流标准 或保持空气质量使得室内空气污染物低于推荐水平。图8是详细说明 室内空气质量功能的操作的流程图，该功能操作以满足空气质量标准 (例如通过按照图19所示的规范通风功能/过程操作)或实现控制空 气质量管理生态系统104的用户的指令。在图8中，详细描述了空气 质量函数202。空气质量功能202实现全
屋通风要求，并更新存在于 空气质量管理生态系统104内的一个或多个空气质量管理设备106的 数量、传感器数据和标识。在示例性实施例中，空气质量功能202与 某些其他过程(例如图19所示的规范通风功能/过程、图9a所示的浴 室风扇控制功能/过程和/或由空气质量功能202调用或由空气质量管理 系统100同时调用的其他功能/过程)并行执行。例如，空气质量功能 202可以向空气质量管理设备106查询空气质量测量值和空气质量管 理设备104的标识。空气质量功能202可以在空气质量管理系统100 的操作中频繁调用，例如，每10秒调用。空气质量管理功能202包括 三个功能块/过程：浴室风扇功能块204、抽油烟机功能块206和空气 质量传感器功能块208。取决于被控制的空气质量管理生态系统104 的大小和设备简档，更多或更少的功能块和/或对应于一个或多个空气 质量管理设备106的不同类别的功能块可以被包括在空气质量管理功 能202中。
74.空气质量管理功能202进入浴室风扇功能块204，并在决策 步骤212检查增量计数器214是否大于当前控制的空气质量管理生态 系统104中空气质量管理设备106中存在的浴室风扇数量。如果浴室 风扇的数量大于增量计数器214，则该功能执行步骤216、218，其中 调用传感器更新功能，更新从当前浴室风扇(由增量计数器标识，即 浴室风扇(i))接收的传感器信息。因此，为当前由空气质量管理生 态系统104控制的每个浴室风扇设备执行浴室风扇功能块204。在传 感器更新功能218之后，更新功能通过为当前浴室风扇分配新的空气 质量分数来更新空气质量功能202。在步骤222，空气质量功能202检 查当前浴室风扇当前是否处于“请勿打扰”模式。“请勿打扰”模式可 能影响空气质量管理设备106的性能并限制空气质量管理系统100依 赖这些性能的能力。例如，当空气质量管理设备106之一处于“请勿 打扰”模式时，它可能已经被用户例如通过移动应用程序禁用，或者 被例如用于维护的技术人员禁用。诸如检测到的电气故障、管道/风扇 堵塞、社交聚会、期望的机械噪声降低、某些期望的房间使用和/或其 他条件的安全特征可能导致一个或多个空气质量管理设备106进入“请 勿打扰”模式。“请勿打扰”模式可以分配给特定生态系统的单个空 气质量管理设备、一类设备(例如，浴室风扇、二楼设备、传感器 等)和/或所有空气质量管理设备。如果增加的浴室风扇不处于“请勿 打扰”模式，则调用浴室风扇控制功能/过程230以根据空气质量管理 系统100的任何输入或其他指令来操作浴室风扇。在调用浴室风扇控 制功能230之后，增量计数器214递增并且该功能返回到决策步骤 212。一旦增量计数器214超过示例空气质量管理生态系统104中存在 的浴室风扇的数量，则空气质量管理功能202移动到下一个功能块。 在图8的示例性实施例中，空气质量管理功能202从浴室风扇功能块204移动到抽油烟机功能块206，然后是空气质量传感器功能块208。 抽油烟机功能块206和空气质量传感器功能块208根据与浴室风扇功 能块204类似的步骤操作。
75.浴室风扇控制功能/过程230在图9a的流程图中详细描 述。浴室风扇控制过程230是用于空气质量管理设备106的操作的示 例性控制功能。在初始决策步骤232中，检查一个或多个空气质量管 理设备106的特定“浴室风扇”设备是否处于“请勿打扰”模式以及 新数据标志是否为假。当浴室风扇设备在浴室风扇控制功能230的当 前调用和其先前执行之间的过渡期间更新了传感器数据时，新数据标 志为真。如果这两种情况都不正确，则浴室风扇设备的操作可进入浴 室风扇状态检查234。浴室风扇状态检查234观察浴室风扇设备的操 作状态。在本实施例中，“0”状态表示浴室风扇设备当前处于关闭状 态，“1”和“2”状态表示浴室风扇设备处于打开状态。如果浴室风扇 在决策步骤234处于关闭状态，则浴室风
扇控制过程230进入当前关 闭的功能块236。如果浴室风扇在决策步骤234处于接通状态，则浴 室控制过程230进入当前接通的功能块238。
76.在当前关闭的浴室风扇功能块236中，在步骤240观察浴 室风扇设备的最大速度能力。如果浴室风扇具有第一速度和第二速 度，则该功能进入步骤242，其中观察浴室风扇设备进入第二速度的 第二条件阈值。通常，第二速度比第一速度快并且和与第一速度相比 更高的条件阈值相关联，第一速度将具有相应地更低的条件阈值。如 果不满足第二条件阈值，则浴室风扇过程230进行到步骤244，在该 步骤中，观察浴室风扇设备进入第一速度的第一条件阈值。如果也不 满足第一条件阈值，则浴室风扇设备状态不改变(即，浴室风扇设备 保持关闭状态)。步骤246更新寄存器以指示浴室风扇设备保持在关 闭状态并且运行时间变量256和启动延迟变量248被重新初始化为 零。
77.如果在步骤242满足第二条件阈值，则浴室风扇过程230 在增量步骤250更新启动延迟变量248。启动延迟变量248用于延迟 浴室风扇设备的状态改变，直到超过条件阈值达一定时间长度。在该 示例中，在经过浴室风扇控制过程230时(即，通过递增启动延迟变 量248，直到启动延迟变量248超过整数值3)测量计时器启动延迟。 给定浴室风扇过程230由空气质量管理功能202调用，而空气质量管 理功能202大约每10秒调用一次，则在空气质量属性持续超过条件阈 值约30秒后，启动延迟变量超过整数值“3”。一旦在步骤252启动延 迟变量248超过值3，浴室风扇设备的第二速度的条件阈值就已经持 续了足够长的时间，以至于浴室风扇设备状态应该被更新为“2”。此 特征确保浴室风扇设备不会因为数据出现峰值而打开，而是因为超过 条件阈值的空气质量属性的真实和连续的存在而打开。在步骤254， 浴室风扇设备状态被更新为“2”，并且浴室风扇设备被引导以第二速 度运行。在浴室风扇过程230结束之前，新数据标志被设置为假。
78.在当前开启的浴室风扇功能块238中，风扇运行时间变量 256在步骤260递增。风扇运行时间变量256跟踪浴室风扇设备状态 为“1”或“2”之一的时间长度。跟踪浴室风扇设备的运行时间确保浴 室风扇设备在足够长的时间内保持“开启”状态，以解决任何超过一 个或两个条件阈值的空气质量值。进一步地，此特征防止浴室风扇状 态的频繁变化(例如，反复“关闭”和“打开”)。在当前开启的浴 室风扇功能块238中，在步骤262观察浴室风扇设备的最大速度能 力。如果浴室风扇具有第一速度和第二速度，则该功能进入决策步骤 264，其中观察浴室风扇设备进入第二速度的第二滞后阈值。第二滞后 阈值监测空气质量值是否高于第二条件阈值。然而，第二滞后阈值基 于在空气质量管理生态系统104内观察到的稳定空气质量值被更新。 在示例性实施例中，停用滞后阈值代表激活阈值的95％。因此，如果 通过传感器灵敏度调整来调整激活阈值，则类似地调整去激活阈值。 绝对阈值导数的阈值也可根据每个传感器的电流测量值进行调整。在 示例性实施例中，阈值可以在编程中改变(作为绝对阈值)，或者通 过调节空气质量传感器的灵敏度来改变。通过对监测特定空气质量属 性的传感器的单一灵敏度调整，传感器的调整可导致第一和第二(例 如，上限和下限)阈值的调整。此外，在示例中，观察某些空气质量 属性的导数以监测紧急事件，例如淋浴的操作、火灾的存在、烟雾的 存在和/或可能根据在管理生态系统内和管理生态系统外的条件或多或 少快速变化的其他空气质量属性(例如，淋浴可能会迅速改变湿度， 但春天的到来可能会逐渐改变湿度)。如果空气质量值/属性超过第二 滞后阈值，则浴室风扇过程230进行到步骤266，在步骤266中浴室 风扇设备状态被更新为“2”。或者，如果未超
过第二滞后阈值，则在 决策步骤268将空气质量值与第一滞后阈值进行比较。如果在决策步 骤268空气质量值超过第一滞后阈值，则浴室风扇过程230前进到步 骤270，在步骤270浴室风扇设备状态更新为“1”，表示第一速度。 但是，如果在决策步骤268空气质量值没有超过第一滞后阈值，则浴 室风扇过程230在决策步骤272检查运行时间变量256。如果运行时 间变量256尚未超过60(即,代表10分钟的最小运行时间)，则浴室风 扇过程前进到浴室风扇设备状态更新步骤270。然而，如果运行时间 变量256超过60，则浴室风扇设备已经运行了10分钟并且不再检测 到负责触发当前开启的浴室风扇功能块238的空气质量值。结果，浴 室风扇过程230进行到步骤274，其更新寄存器以指示浴室风扇设备 正返回到关闭状态并且运行时间变量256和启动延迟变量248被重新 初始化为零。在浴室风扇过程230结束之前，新数据标志被设置为 假。
79.现在参考图9b，浴室风扇控制功能/过程230可执行湿度监 测功能/过程280。平均湿度检查282将当前湿度与长期平均值或指数 移动平均值进行比较。在一个示例中，可使用当前湿度和先前平均湿 度值(与运行平均值相反)来确定平均湿度。在确定长期平均值时， 较旧的湿度测量值的加权可能不同于较新的测量值(“alpharh”是通 过图9b中的长期平均值等式294确定历史平均值的加权变量)。在本 示例中，使用当前湿度测量和以前的湿度平均值来计算新的湿度平均 值，并对以前的湿度平均值应用更大的加权值。如果相对湿度在相对 湿度限制的5％以内，则在寄存器更新步骤284处，湿度传感器的灵 敏度可降低10％(或4％或另一合适的相对量)，以降低湿度阈值。 然而，如果相对湿度大于历史平均湿度，则可在决策步骤286根据阈 值限制检查湿度。在图9b所示的示例中，阈值限制为30％，但这种 阈值可根据所管理的生态系统进行定制。响应于相对湿度与湿度阈值 限制的比较，可更新微分相对湿度阈值限制。浴室风扇控制功能/过程 230可观察微分相对湿度，以确定相对湿度变化的速度。例如，如果 相对湿度变化非常快，可能会指示浴室内的淋浴事件。或者，如果相 对湿度缓慢增加，则室外湿度可能正在随季节变化，并影响室内湿度 测量。还可以设想，这两个湿度测量可能会得到不同的处理，例如， 淋浴事件可能会通过浴室风扇设备触发通风，但湿度逐渐增加可能不 会触发通风事件，因为外部湿度可能是导致室内相对湿度测量增加的 原因。在示例中，可以调整微分阈值以考虑当前湿度水平(例如，不 是湿度斜率/导数的固定阈值，而是使用当前湿度测量来调整微分阈 值)。例如，如果当前湿度水平为30％，则用于激活相关浴室风扇设 备的斜率的微分阈值可能为7.5％/分钟，但如果当前湿度水平为 50％，则阈值降低至3.75％/分钟。在步骤288，可针对淋浴事件等调 整微分相对湿度阈值限制，因为在步骤286，湿度小于绝对阈值限 制。或者，在步骤290，可以针对季节性天气变化等调整微分相对湿 度阈值限制，因为在步骤286，湿度高于绝对阈值限制。
80.图10是详细说明更新风扇功能/过程410的操作的流程图。 更新风扇过程410是专门针对浴室风扇设备示出的。尽管可以根据类 似功能更新类似设备，包括抽油烟机风扇或具有两种速度的另一个风 扇。在决策步骤412，更新风扇过程410检查空气质量管理设备106 中要更新的特定空气质量管理设备106(即，在本示例中的浴室风 扇)的最大可用速度。如果浴室风扇设备具有两种速度，则更新风扇 过程410进行到决策步骤414。在决策步骤414观察请求的速度。如 果请求的速度是“0”，即，更新风扇过程410进行到全屋风扇状态检 查416。如果全屋风扇状态检查416是“1”或“2”，那么浴室风扇设 备也指定为空气质量
管理生态系统104的全屋风扇设备，并且浴室风 扇设备作为全屋风扇设备被引导进入开启状态。然后在寄存器更新步 骤418或寄存器更新步骤420分别将浴室风扇设备状态更新为“1”或
ꢀ“
2”。如果全屋风扇检查416指示“0”，则更新风扇过程410进行到 浴室风扇状态检查422。如果浴室风扇检查422指示“1”或“2”，则 浴室风扇过程230(见图9a)已指示浴室风扇设备进入开启状态。然后 在寄存器更新步骤418或寄存器更新步骤420将浴室风扇设备状态分 别更新为“1”或“2”。如果浴室风扇检查422是“0”，则更新风扇过 程410进行到用于与浴室风扇设备链接/关联的空气质量传感器的空气 质量监测器检查424。如果空气质量监测检查424为“1”或“2”，则 空气质量传感器过程已指示浴室风扇设备进入开启状态。然后在寄存 器更新步骤418或寄存器更新步骤420将浴室风扇设备状态分别更新 为“1”或“2”。然而，如果空气质量监测检查424为“0”，则控制浴 室风扇设备状态的过程都没有指示浴室风扇设备开启。因此，浴室风 扇设备状态在寄存器更新步骤426被更新为“0”。
81.如果在决策步骤414观察到的请求速度为“1”，则更新风 扇过程410进行到全屋风扇状态检查428。如果全屋风扇状态检查428 为“2”，则速度请求被全屋风扇速度指令覆盖，然后在寄存器更新步 骤420将浴室风扇设备状态更新为“2”。如果全屋风扇状态检查428 是“0”或“1”，则浴室风扇设备的请求速度与全屋风扇设备的风扇状 态指令兼容，并且更新风扇过程410进行到浴室风扇状态检查430。 如果浴室风扇检查430指示“2”，则速度请求被浴室风扇状态速度指 令覆盖，然后浴室风扇设备状态在寄存器更新步骤420被更新为
ꢀ“
2”。然而，如果浴室风扇检查430指示“0”或“1”，则浴室风扇过 程230(参见图9a)已指示浴室风扇设备进入这些状态中的任何一个， 并且更新风扇过程410进行到空气质量监测检查432。如果空气质量 监测检查432指示“2”，则速度请求被空气质量传感器过程覆盖，并 且在寄存器更新步骤420，风扇设备状态更新为“2”。或者，如果空 气质量监测检查432指示“0”或“1”，则速度请求与空气质量传感器 过程兼容，并且在寄存器更新步骤418将风扇设备状态更新为“1”。
82.在决策步骤412，更新风扇过程410检查空气质量管理设备 106中要更新的特定空气质量管理设备106(即，在本示例中仍然是浴 室风扇)的最大可用速度。如果浴室风扇设备只有一个速度，则更新 风扇过程410进入速度请求步骤434，其中观察请求的速度。如果请 求的速度为“1”，则更新风扇过程410移动到寄存器更新步骤418， 并且浴室风扇设备状态被设置为速度“1”。然而，如果请求速度为
ꢀ“
0”，则更新风扇过程410进行全屋风扇状态检查436。如果全屋风 扇状态检查为“1”，则更新风扇过程410移动到寄存器更新步骤 418，并且在这种情况下，浴室风扇设备状态根据浴室风扇设备作为全 屋通风的角色被设置为速度“1”。否则，更新风扇过程410前进到浴 室风扇状态检查438。如果浴室风扇状态检查438为“1”，则更新风 扇过程410移动到寄存器更新步骤418，并且浴室风扇设备状态被设 置为速度“1”。否则，如果浴室风扇状态检查438为“0”，则在浴室 风扇设备与空气质量监测器关联/链接的情况下，更新风扇过程410前 进到空气质量监测检查440。如果空气质量监测检查440指示“1”， 则更新风扇过程410移动到寄存器更新步骤418，并且浴室风扇设备 状态设置为速度“1”。或者，如果空气质量监测检查440为“0”，则 请求的关闭状态与浴室风扇设备的所有替代角色检查兼容。结果，在 寄存器更新步骤426，浴室风扇设备状态被更新为“0”。
83.在功能块442中，如果存在于空气质量管理生态系统104 中，则控制补充空气设备
(muad)和进气风扇的设备状态。在步骤 444和步骤446的风扇状态检查中，浴室风扇设备状态寄存器被轮 询。如果浴室风扇设备处于或正在进入开启状态，则进气风扇将进入 等效开启状态以平衡跨空气质量管理生态系统104的通风。或者，如 果不存在进气风扇，则muad进入相当于浴室风扇设备的“开启”状 态，以平衡跨空气质量管理生态系统104的通风。
84.图11是详细说明空气质量管理设备106中的另一个空气质 量管理设备106的空气质量传感器过程/功能400的操作的流程图，具 体地，是布置在浴室内的空气质量传感器。由空气质量传感器过程400操作的空气质量传感器与相关联的风扇链接。例如，空气质量传 感器可布置在浴室内，并与浴室风扇链接。或者，空气质量传感器可 布置在任何合适的房间内，并与整个结构的进气风扇链接。空气质量 传感器和风扇设备的不同数量和配置也存在其他合适的布置。空气质 量传感器过程/功能400的功能块和各个步骤类似于浴室风扇过程230 (参见图9a)，然而，所处理的通风设备不同。例如，空气质量传感 器过程400的步骤402是链接的风扇状态检查步骤，类似于浴室风扇 过程230的浴室风扇状态检查234。在空气质量传感器过程400的其 他地方，以与浴室风扇过程230中浴室风扇设备状态的更新类似的方 式更新链接风扇的状态。
85.在图12中，流程图详细说明了用于针对不同房间调用空气 质量传感器过程/功能400或类似功能的空气质量监测功能/过程500的 操作。在步骤502，空气质量监测过程500检查一个或多个空气质量 传感器是否处于“请勿打扰”模式，以及新数据标志是否指示存在来 自一个或多个空气质量传感器的新数据。如果指示了这些条件中的任 何一个，则空气质量监测过程500结束。然而，如果两种情况都不存 在，则在步骤504检查空气质量传感器位置。如果空气质量传感器位 于浴室内，则空气质量监测过程500进行到步骤506，其针对传感器 和相关风扇的浴室位置执行空气质量传感器功能400，并在寄存器更 新步骤508将新数据标志设置为假。如果空气质量传感器位于厨房 内，则空气质量监测过程500进行到步骤510，其针对传感器和相关 风扇(例如抽油烟机)的厨房位置执行传感器功能。在寄存器更新步 骤512将新数据标志设置为假。如果空气质量传感器位于另一个房间 (例如，客厅、卧室、地下室、阁楼等)，则空气质量监测过程500进 行到步骤514，针对传感器和相关风扇(例如抽油烟机)的另一个传 感器位置执行空气质量传感器功能。新数据标志在寄存器更新步骤 516被设置为假。
86.图13a-18b描绘了用于促进用户与图8的室内空气质量功 能交互的多个用户界面配置。在图13a-17b中，用户界面配置530
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564显示第一和第二虚拟按钮带570、572。用户界面配置530-564还 显示第一和第二下拉列表574、576。第一虚拟按钮带570包括对应于 空气质量属性578的多个虚拟按钮。在图13a-17b所示的示例性实施 例中，空气质量属性578包括家庭室内空气质量指数(iaq，复合属 性)、二氧化碳(co2)水平、湿度水平、总挥发性有机化合物(tvoc) 水平、温度，和小于2.5微米(pm2.5)的颗粒物水平。并非所有与这 些列出的属性对应的虚拟按钮都可以同时显示。在某些情况下，用户 可以具有水平滑动或滚动以显示与空气质量属性578相对应的虚拟按 钮的不同子集的能力。第二虚拟按钮带572显示时间段580以供用户 选择。
87.来自第二虚拟按钮带572的时间段选择与来自第一虚拟按 钮带570的空气质量属性选择一起定义了作为用户界面配置530-562 的组件呈现给用户的图形表示582。图形表示582以图形方式显示选 定的一个或多个空气质量属性578在选定的一个时间段580内的
测量 水平。图形表示582还显示阈值水平的指示。阈值水平指示器可以特 定于空气质量属性578及其唯一测量。例如，将图14a和14b的用户 界面配置536、538、540中显示的co2属性与第一和第二阈值上限进 行比较。换句话说，空气质量管理系统100没有co2范围，因此 co2可以变低到系统100将实施动作的程度。相反，二氧化碳水平只 有在测量的水平过高时才会触发行动。相比之下，图15a和15b显示 了用户界面配置542、544、546中评估湿度水平的阈值范围。在该示 例中，第一湿度范围具有上限和下限阈值584、586。然后，第二湿度 范围具有分别高于和低于第一湿度范围的阈值584、586的上限和下限 阈值588、590。类似地，图16a和16b描述了用于用户与温度交互 和监控温度的用户界面配置548、550、552、554。在此示例中，温度 属性可以响应于高于阈值限制的用户设置。在示例性实施例中，用户 设置的阈值可以与反映系统用户舒适度/ashrae规范/其他相关规范 的阈值限制一起示出。图17a和17b描述了用于与颗粒物属性交互和 监测颗粒物属性的用户界面配置554、556、558。第一和第二阈值592、594显示在用户界面配置554、556、558的图形表示中，以指示 颗粒物属性水平何时超过第一和第二限制。空气质量控制系统100可 将第一和第二阈值592、594解释为多于一个反应的触发器。例如，超 过颗粒物的第一阈值592可能需要通过位于厨房中的单个风扇进行补 救。然而，超过第二阈值594可以需要空气质量管理设备106中的不 止厨房风扇的更多空气质量管理设备进行响应。此外，即使仅在单个 房间/空间或中或由单个空气质量管理设备106/空气质量管理设备106 的子集检测到，空气质量管理系统100作为一个整体也可以对颗粒 物、湿度等的累积趋势进行作用。在图18a和18b，用户界面配置 560、562、564促进与tvoc属性的交互和监视tvoc属性。以与监 测pm2.5类似的方式，图18a和18b的用户界面配置560、562、564 呈现tvoc属性的第一和第二阈值596、598。再次参考图13a和 13b，用户界面配置530、532、534示出了室内空气质量(iaq)的空气 质量属性578的用户选择。室内空气质量属性可以是多个空气质量属 性578或由政府机构(如epa)定义的另一个指标的复合。ashrae 62.2通风要求或其他建筑规范通风要求由图19中流程图所示的规范通 风功能/流程600定期监测。规范通风过程600允许空气质量管理系统 100触发系统100进入基本例行程序602或高级例行程序604，以符合 epa建议和/或通风要求规范。基本例行程序可以每小时(或另一个合 适的间隔)通风一段时间，而不考虑空气质量管理系统100的通风历 史或空气质量监测器将空气质量属性的信息读取到空气质量管理系统 100中的测量。更高级的例程可以考虑，例如，在进行全屋风扇或进 气风扇的常规定期通风之前不久是否已经运行了浴室风扇设备，并且 考虑连接到空气质量管理系统的通风风扇的任何之前的激活要从整个 房屋通风风扇所需的通风运行时间中减去。
88.上述实施例可以全部或部分与所描述的任何替代实施例组 合。示例性系统架构
89.在架构上，代表性技术可以部署在住宅区或商业楼层布局 处。参考图1-19描述所公开的系统和方法100、102的实施例。在某 些方面中，系统和/或方法100可以通过专用设备和控制网络，或者通 过集成到诸如集中式hvac控制的其他控制系统中，使用硬件或软件 和硬件的组合来实现。实现系统和/或方法100的计算设备和网络可以 是，例如，台式计算机、移动计算机、语音控制或语音激活设备、移 动设备(例如，智能手机或个人数字助理)，或具有适当处理器、存 储器，以及用于实现控制方法102并向一个或多个用户呈现用户界面 116的通信能力的任何其它设备。
90.根据本公开的一个方面，可以使用计算机系统响应于处理 器执行存储器中包含的一个或多个指令的一个或多个序列来实现所公 开的系统。此类指令可以从另一机器可读介质(例如数据存储设备) 读入存储器。执行包含在主存储器中的指令序列使处理器执行本文所 述的处理步骤。在替代实施方式中，可以使用硬接线电路代替软件指 令或与软件指令结合使用，以实施本公开的各种实施方式。因此，本 公开的实现不限于硬件电路和软件的任何特定组合。移动应用程序 114、第一和第二网络层108、110、pims 126以及一个或多个空气质 量管理设备106由部分或全部远程(例如，在服务器上、云中)存储 和执行的操作控制并执行这些操作。在示例性实施例中，第一和第二 网络层108、110布置在第一和第二服务器上。在其他示例性实施例 中，第一和第二网络层108、110在单个服务器上实现，或者分布在多 个服务器上。pims 126可以在单个服务器上实现或分布在多个服务器 上，例如，pims 126可以在单个服务器上实例化，该单个服务器访问 存储在另一个服务器上或分布在多个服务器上的产品信息数据库。
91.除非特别说明，否则单数形式的元素指的不是“一个且只 有一个”，而是“一个或多个”。术语“一些”指一个或多个。带下 划线和/或斜体的标题和副标题仅为方便起见，不限制主题技术，且在 解释主题技术的描述时不提及。诸如第一和第二等关系术语可用于区 分一个实体或动作与另一个实体或动作，而不必要求或暗示此类实体 或动作之间的任何实际此类关系或顺序。本领域普通技术人员已知或 稍后将要知道的本公开通篇描述的各种配置的元件的所有结构和功能 等效物通过引用明确并入本文中，并打算被主题技术所涵盖。此外， 本文所公开的任何内容均不旨在向公众提供，无论上述公开内容是否 明确记载在上述描述中。
92.鉴于前面的描述，对本公开的许多修改对于本领域技术人 员将是显而易见的。本文描述了本公开的优选实施例，包括目前已知 的执行本公开的最佳模式。应当理解，所示实施例仅是示例性的，不 应被视为限制本公开的范围。