用于利用传感器进行无线插座控制的系统和方法与流程

1.本技术总体上涉及一种用于根据环境光自动控制插头负载(plugload)插座或开关的系统。


背景技术：

2.在零售环境中，并且特别是在电子产品零售环境中，多个电子设备通常以耗电的方式处于展示中。这些电子设备可以包括例如电视、计算机、平板电脑、智能电话、耳机等，它们被安装到墙上或置于桌子上，以便消费者在购买前查看或使用。在工作日结束时，为了避免零售店关闭的同时不必要地耗电，这些设备通常被关闭。然而，这些零售环境的员工偶尔会忽略关闭这些设备，从而给零售商带来附加成本。因此，存在对能够检测零售环境何时关闭并对显示设备断电以避免不必要的耗电的控制系统的需要。


技术实现要素：

3.本公开中描述的示例可以以任何技术上可能的方式组合。
4.根据一方面，一种用于自动控制至少一个无线可控插座的系统，包括：光电元件(photocell)组件，该光电元件组件包括光电元件和光电元件控制器，该光电元件控制器被配置为检测环境光水平并且在环境光水平低于阈值时改变光检测信号以具有第一值，并且在环境光水平高于阈值时改变光检测信号以具有第二值；以及控制器，该控制器被配置为接收光检测信号，并根据光检测信号无线控制插座插口(outlet)或开关中的至少一个，其中控制器被配置为响应光检测信号的第一值无线控制至少一个插座或开关打开，并且响应光检测信号的第二值控制该至少一个插座或开关关闭。
5.在示例中，光电元件组件还包括开关，其中光电元件控制器被配置为当环境光水平下降低于到阈值量时将开关置于第一状态，并且当环境光水平上升到高于阈值量时将开关置于第二状态，其中根据开关是处于第一状态还是第二状态，光检测信号在第一值和第二值之间变化。
6.在示例中，光电元件组件还包括上拉电阻器(pull-up resistor)，其中光检测信号根据上拉电阻器是否接地而变化，其中当开关处于第一状态时上拉电阻器不接地，使得光检测信号为高电平，其中当开关处于第二状态时上拉电阻器接地，使得光检测信号为低电平。
7.在示例中，光电元件组件还包括上拉电阻器，其中光检测信号根据上拉电阻器是否接地而变化，其中当开关处于第一状态时上拉电阻器接地，使得光检测信号为低电平，其中当开关处于第二状态时上拉电阻器不接地，使得光检测信号为高电平。
8.在示例中，光电元件控制器包括微控制器，该微控制器被配置为输出光检测信号，其中微控制器在环境光水平低于阈值时改变光检测信号以具有第一值，并且在环境光水平高于阈值时改变光检测信号以具有第二值。
9.在示例中，阈值被配置为由用户改变。
10.在示例中，光电元件组件还包括第二光电元件和第二光电元件控制器。
11.在示例中，光电元件、光电元件控制器和开关设置在壳体中。
12.在示例中，光电元件控制器包括被配置成生成光检测信号的微控制器。
13.在示例中，控制器被配置成接收光检测信号，并根据射频信号或红外信号无线控制插座插口或开关中的至少一个。
附图说明
14.通过结合附图阅读下面的详细描述，将更全面地理解和领会本发明。附图仅示出了所公开的主题的典型实施例，并且因此不应被认为是对其范围的限制，因为所公开的主题可以允许其他同等有效的实施例。现在简要参考附图，在附图中：
15.图1是根据示例的根据环境光无线控制插头负载插座的系统的示意图。
16.图2是根据示例的光电元件设备的框图。
17.图3是根据示例的根据环境光无线控制插头负载插座的系统的示意图。
具体实施方式
18.下面描述的各种示例提供了一种根据环境光的强度无线控制插头负载插座的系统和方法。
19.图1描绘了用于根据由光电元件检测到的环境光无线控制插头负载插座或开关的系统100。如图1所示，系统100包括光电元件组件102和用于控制多个插头负载插座或开关(例如无线可控插头负载插座106)的无线控制器104。光电元件组件102(在本示例中，其包括光电元件设备108和电阻器r1)检测环境光水平，并在环境光水平低于阈值时改变光检测信号以具有第一值，并且在环境光水平高于阈值时改变光检测信号以具有第二值。无线控制器104根据光检测信号的值向至少一个无线可控插头负载插座106或向开关(或无线可控插头负载插座和开关的某种组合)发送开信号或关信号。在示例中，无线可控插头负载插座106向一个或多个电子设备(诸如零售环境中的电视或计算机)供电；尽管可以想象，系统100可以在零售环境之外使用，并且可以用于为其他种类的设备供电。在这个示例中，电源组110通过将干线ac信号转换成dc电压(例如，24vdc)向光电元件组件102和向无线控制器104供电。
20.如上所提及那样，光电元件组件102包括光电元件设备108和电阻器r1。在这个示例中，光电元件设备108是由pass&seymour提供的em24d2光电元件设备，其是低压光电元件设备。图2描绘了光电元件设备108的简化框图，用于说明其响应于检测到环境光信号的操作。光电元件设备108包括光电元件202和控制电路204(本文中替代性地称为“光电元件控制器”)，该控制电路根据光电元件202响应于环境光的行为改变继电器开关206的状态。出于本公开的目的，光电元件是响应入射光改变其电特性(例如电阻)的元件，诸如光伏元件(photovoltaic cell)或光电导元件(photoconductive cell)。在操作中，当环境光(通过入射到光电元件202上的光测量)下降到低于阈值时，控制电路204闭合继电器开关206，从而连接光电元件设备108的两条红线，并且当环境光上升到高于阈值时，断开继电器开关206，从而使红线断开连接。控制电路204可以由微控制器、asic、fpga或用于响应光电元件202的状态控制继电器开关206的任何其他合适的电路来实施。回到图1，电阻器r1作为上拉
电阻器起作用：当环境光超过阈值时，电阻器r1不接地，并且因此在无线控制器104处接收高电平信号；然而，当环境光低于阈值时，所连接的红线将无线控制器104的蓝输入线接地，电阻r1两端的电压下降，并且在无线控制器104处接收低电平信号。因此，光电元件组件102根据环境是高于还是低于阈值，在高电平值和低电平值之间改变光检测信号。
21.换句话说，在操作中，当所检测的光低于阈值时，光电元件设备108断开连接到光电元件设备108的红线之间的开关，并且当所检测的光高于阈值时，闭合红线之间的开关。红线接地(黑线)或逻辑低电平。
[0022] 光电元件开关红线1(接地)红线2高于阈值的光闭合0v0v低于阈值的光断开0v断开
[0023]
在相同或不同的示例中，光电元件组件102不需要包括容纳光电元件和光电元件控制器两者的光电元件设备108；相反，光电元件(例如，光电元件202)和光电元件控制器(例如，光电元件控制器204)可以在专用壳体之外独立实施。
[0024]
在操作中，无线控制器104从光电元件接收输入，并且至少部分地基于这个输入，一旦环境中的光被关闭，就无线控制插头负载插座和/或开关关闭任何所连接的负载。因此，在图1的示例中，一旦光电元件检测到环境(例如零售店)中的光被关闭，无线控制器就向插头负载插座和/或开关发送无线命令以关闭所连接的设备，即停止向插头负载插座的插座供电或关闭开关。如果屏幕或其他设备连接到无线控制的插头负载或开关，一旦商店的光被关闭，这些屏幕和设备将自动关闭。
[0025]
无线控制器104可以包括由pass&seymour提供的rfprs插头负载rf信号组(plug load rf signal pack)；然而，可以使用可以与光电元件组件通信并且至少部分地基于其来自光电元件组件102的输入无线控制一个或多个开关或插头负载插座的任何无线控制器。插头负载插座可以是例如由pass&seymour提供的rf26352cd插座；然而，应当理解的是，可以使用能够由无线控制器104控制的任何合适的插头负载插座106或无线开关。图1还描绘了光电元件组件102和无线控制器104由pass&seymour提供的bz50电源组供电，尽管可以使用任何合适的电源。
[0026]
虽然无线控制器104被示出为通过射频控制信号(使用诸如wifi、蓝牙、zigbee等协议)与无线插头负载插座106和开关进行通信，但是在替代性示例中，也可以使用其他合适的无线介质(例如红外线)。无线控制被用来避免线悬挂在天花板上，在该天花板处通常安装光电元件和无线控制器。
[0027]
在这个示例中，当无线控制器104在蓝线(控制输入)上接收低电压输入时，无线控制器启用开关或插头负载插座(开)。相反地，当无线控制器在蓝线上(控制输入)发现高电平电压(例如 24v)时，无线控制器104禁用开关或插头负载插座(关)。下表2中描绘了这个操作。
[0028]
无线控制器控制插头负载插座/开关0v负载开24v负载关
[0029]
因此，由于光电元件设备在其检测到高于某个阈值的光时闭合开关，因此需要上拉电阻器r1来反转到无线控制器的控制输入。更具体而言，如上所述，当检测到高于阈值的
光时，开关将闭合，从而将电阻器r1的一侧接地。当这种情况发生时，在r1两端的24vdc输入将下降，并且因此无线控制器104的控制输入为0v(低)。相反，当没有检测到高于阈值的光时，光电元件设备108将断开开关。因此，没有电流流过电阻器r1，并且无线控制器将接收高电平输入( 24v)。
[0030]
在这个示例中，选择了24k值，使得当环境光较高时(例如，白天)，1ma流过电阻器。这个电流是合适的，因为它完全在电源组24v电源载流量(ampacity)范围内，并且电阻器的额定功率在1/4w(其为标准电阻器额定功率)下相当安全。然而，应该理解的是，可以适当地选择不同的电阻器值。
[0031]
在图3中示出的替代性示例中，光电元件控制器204可以被配置为当环境光上升到高于阈值时闭合继电器开关，并且当环境光下降到低于阈值时断开继电器开关。在另一替代性示例中，无线控制器104可以在其接收到高电平电压时启动插头负载插座106或开关。(这个示例将同样地采用图3的配置。)这些示例各自避免了对上拉电阻器r1的需要。
[0032]
另外，在替代性示例中，光电元件控制器204可以直接输出高电平或低电平信号，而不是仅仅操作来闭合或断开继电器，这取决于继电器开关是如何附接的。例如，光电元件控制器204可以包括微控制器，该微控制器被编程为读取来自光电元件的输出并将光检测信号(例如，具有高电平或低电平值)输出到无线控制器104。在这个示例中，光检测信号由光电元件控制器204的微控制器生成，而不是通过继电器将外部电源连接到无线控制器104。
[0033]
在替代性示例中，可以使用其他类型的传感器，而不是使用光电元件。例如，可以使用检测占用情况的各种替代形传感器，诸如红外传感器、声音传感器或门开关。在一个示例中，如果监控环境中的环境声音的声音传感器检测到声音已经下降到低于预定分贝水平或者下降到低于预定分贝水平持续一定时间量，则无线控制器104可以向无线可控开关或插头负载插座发送关信号。类似地，如果红外传感器在预定时间段内检测到环境中没有红外信号，则无线控制器104可以发送关信号。同样地，如果门开关没有检测到门已经被使用持续预定的时间段，无线控制器104可以发送关信号。
[0034]
替代性地，可以使用检测非占用情况的传感器来标识零售环境或其他空间何时不再被占用。例如，检测店中湿度或高的总有机空气水平的传感器可以用于检测店内空气何时未被hvac系统更新。这种检测可以指示店没有被任何顾客或员工占用，并且因此可以用于触发来自无线控制器104的关闭信号。
[0035]
另外，可以采用多个连接的光电元件来代替电阻器。在下面表3中描述了多个光电管电路的预期行为。
[0036]
光电元件1光电元件2插头负载插座/开关白天白天负载开白天夜晚负载开夜晚白天负载开夜晚夜晚负载关
[0037]
本文引用的所有参考文献(包括出版物、专利申请和专利)在此通过引用并入，其程度如同每个参考文献被单独且具体地指出被通过引用并入并在此完整阐述一样。
[0038]
如本文定义和使用的所有定义应该理解为相对于字典定义、通过引用并入的文献
中的定义和/或所定义的术语的普通含义占主导地位。
[0039]
在描述本发明的上下文中(特别是在下面的权利要求的上下文中)，术语“一”和“一个”和“该”以及类似的指代物的使用应被解释为涵盖单数和复数两者，除非本文中另有说明或与上下文明显矛盾。除非另有说明，术语“包含”、“具有”、“包括”和“含有”应被解释为开放式术语(即，意味着“包括但不限于”)。术语“连接”应被解释为部分或全部包含在内、附接到一起或联结在一起，即使在有中间的事物的情况下没有直接附接。
[0040]
如在说明书和权利要求书中所使用的那样，在提到一个或多个元素的列表时，短语“至少一个”应该被理解为表示从元素列表中的元素中的任何一个或多个中选择的至少一个元素，但是不一定包括元素列表中具体列出的各个和每个元素中的至少一个，并且不排除元素列表中的元素的任何组合。这个定义还允许除了在短语“至少一个”所指的元素列表内具体标识的元素之外可选地存在元素，无论与那些具体标识的元素相关还是不相关。因此，作为非限制性示例，“a和b中的至少一个”(或者等效地，“a或b中的至少一个”，或者等效地“a和/或b中的至少一个”)在一个实施例中可以指至少一个(可选地包括多于一个)a而不存在b(并且可选地包括除b之外的元素)、在另一实施例中指至少一个(可选地包括多于一个)b而不存在a(和任选地包括除a之外的元素)、在又一实施例中指至少一个(可选地包括多于一个)a和至少一个(可选地包括多于一个)b(并且可选地包括其他元素)等。
[0041]
还应当理解的是，除非明确指出相反的情况，否则在本文要求保护的包括多于一个步骤或动作的任何方法中，方法的步骤或动作的顺序不必限于所记载的方法的步骤或动作的顺序。
[0042]
在整个说明书和权利要求书中使用的近似语言可以用来修饰任何定量表示，该定量表示可以允许变化而不会导致与其相关的基本功能方面的变化。因此，由诸如“大约”和“基本上”的一个或多个术语修饰的值不限于所指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量值的仪器的精度。在此以及整个说明书和权利要求书中，范围限制可以被组合和/或互换；除非上下文或语言另有说明，否则这些范围被标识，并且包括其中包含的所有子范围。
[0043]
除非本文中另有说明，否则本文中的值范围的记载仅旨在用作单独提及落入该范围内的每个分离的值的简写方法，并且每个分离的值被结合到说明书中，如同其在本文中被单独记载一样。
[0044]
本文描述的所有方法可以以任何合适的顺序执行，除非本文另有说明或者另外地与上下文明显矛盾。本文提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅仅是旨在更好地示出本发明的实施例，并且不是对本发明的范围施加限制，除非另有声明。
[0045]
说明书中的任何语言都不应被解释为指示对于本发明的实践是必要的任何未要求保护的元素。
[0046]
在权利要求中，以及在上面的说明书中，所有过渡性短语，例如“包括”、“包含”、“携带”、“具有”、“含有”、“涉及”、“保持”、“由
……
构成”等应理解为开放式的，也就是说，意味着包括但不限于。只有过渡短语“由
……
组成”和“基本由
……
组成”分别是封闭或半封闭的过渡性短语，诸如美国专利局《专利审查程序手册》第2111.03节所阐述那样。
[0047]
对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变化。无意将本发明限制于所公开的一种或多种特定形
式，而是相反，本发明旨在覆盖落入所附权利要求中限定的本发明的精神和范围内的所有修改、替代性构造和等同物。因此，本发明旨在覆盖本发明的修改和变化，只要它们在所附权利要求及其等同物的范围内。