具有一体化传感系统的恒温器技术方案

本发明专利技术根据实施例提供了一种恒温器，该恒温器具有一外壳，该外壳含有一向前表面，且外壳内部置有一被动红外(PIR)动作传感器用以感应恒温器附近的占用情况。该PIR动作传感器具有一辐射接收表面，用于检测位于向前表面之前的占用者的横向移动。沿向前表面在PIR动作传感器的辐射接收表面上方还具有一格栅组件，该格栅组件具有一个或多个开口，其尺寸设为可以遮蔽放置在外壳内侧的PIR动作传感器的外观并对其进行保护，从而提升恒温器的视觉美观度，同时也使得PIR动作传感器有效检测占用者的横向移动。在一实施例中，格栅组件的开口为大体朝向水平方向的狭缝型口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有一体化传感系统的恒温器此项专利申请归NestLabs公司所有，于2011年11月18日作为PCT国际专利申请提出。NestLabs公司为美国国家公司，是除美国之外的所有指定国的申请人，此外，BrianHuppi，JohnB.Filson，FredBould，DavidSloo，MatthewL.Rogers和AnthonyM.Fadell全部为美国公民，是美国的指定申请人。此申请主张于2010年11月19日提出的编号为61/415,771的美国临时申请，于2010年12月31日提出的编号为61/429,093的美国临时申请，于2011年8月17日提出的编号为13/199,108的美国临时申请，和于2011年10月21日提出的编号为61/627,996的美国临时申请的优先权。上述各申请的全部内容在此引用以作参考。
本专利说明书涉及系统检测和控制，如暖通空调(HVAC)系统的检测和控制。更确切地说，本专利说明书涉及一种具有一体化传感系统的检测和控制装置，如恒温器。
技术介绍
由于人们不断关注和致力于更新和更多可持续能源的发展，通过提高能源效率来节约能源对世界能源的未来开发仍至关重要。根据美国能源部2010年10月的报告，一个典型的美国家庭中加热和制冷设施占能源使用的56％，从而使其成为大部分家庭最大的能源支出部分。随着与家庭加热和制冷相关的电厂机械设备的改进(例如，改进隔热性能，使用更高效率的火炉)，通过更好的控制和调节家庭加热和制冷设备，能够实现能源效率的显著提高。通过明智选择启动暖通空调(HVAC)设备的时间间隔，并精心选择工作等级，就可以显著地节约能源，同时为占用者提供适宜的居住空间。新型的恒温器为微机控制的智能恒温器，具有更先进的HVAC控制能力，能够在节能的同时使占用者保持舒适感。若有大量家庭采用此种恒温器替代现有的旧恒温器，无论整个社会或是每个家庭都将从中受益。为此，此种恒温器需要更多的占用者信息以及恒温器所处地点的环境信息。家庭中的传感器将收集实时和历史数据，如占用数据，从而使恒温器自动控制HVAC控制装置。通过分析该数据，恒温器将确定加热、制冷、以及节能。至少基于上述原因，确保恒温器所使用的传感器产生精确数据是十分重要的。然而，与此同时，不断增加恒温器上传感器的数量和种类将出现紧张态势，一方面，为恒温器提供合理的紧密结构和赏心悦目的形状系数，另一方面，增加智能恒温器对于广大购买者的整体吸引力。
技术实现思路
本专利技术根据一个或多个实施例提供了一种恒温器，该恒温器具有一外壳，外壳含有一向前表面；恒温器含有一被动红外(PIR)动作传感器，该传感器置于外壳内部，用以感应恒温器附近的占用情况。该PIR动作传感器具有一辐射接收表面，能够检测位于该外壳的向前表面之前的占用者的横向移动。恒温器还包括一格栅组件，该格栅组件具有一个或多个开口且沿外壳的向前表面置于PIR动作传感器的辐射接收表面上。格栅组件的尺寸设为可以遮蔽放置在外壳内侧的PIR动作传感器的外观并对其进行保护，从而提升恒温器的视觉美观度，同时也使得PIR动作传感器有效检测占用者的横向移动。在一实施例中，格栅组件的开口为大体朝向水平方向的狭缝型口。在一实施例中，一温度传感器也放置于格栅组件的后面，并同样在格栅组件的后面进行外观遮蔽。在一实施例中，格栅组件由导热材料制成，如金属，且温度传感器以与金属格栅热联通的方式放置，如通过使用热胶或类似物。有利的是，该金属格栅组件除了可以通过格栅开口将温度传感器暴露在室内环境空气中外，还可以通过作为温度传感器的一种“热天线”进一步地提高温度传感性能。附图说明图1为典型的封闭空间图，该空间内使用按照本专利技术方面实施的恒温器用于控制一个或多个环境条件；图2为HVAC系统示意图，该系统采用按照本专利技术实施例设计的恒温器进行控制；图3A-图3B为格栅组件图，该格栅组件附于按照本专利技术实施例设计的恒温器的向前表面上；图4A-图4B为用户手动控制图，用户手动控制按照本专利技术实施例设计的恒温器；图5A-图5G为恒温器的各种拆卸状态图以及按照本专利技术设计的格栅组件与传感器和其他恒温器相关部件的位置关系；图6为恒温器前部部分组装的头部装置的透视图，显示传感器与按照本专利技术方面设计的格栅组件的位置关系；图7A-图7B为红外线源狭缝型开口的相互作用图，该狭缝型口为按照本专利技术设计的格栅组件的开口；图8A-图8D为格栅组件开口沿垂直距离的变更图，用于改变按照本专利技术方面的PIR动作传感器的灵敏度；图9为操作流程图，概括与将传感器性能与和根据本专利技术方面的恒温器和格栅组件整合有关的操作；图10A-图10B分别为根据本专利技术的方面中具有用户友好界面的外观吸引力的恒温器的前视图和透视图；图10C为图10A-图10B的恒温器的剖视图；图11A-图11B分别为图10A-图10C中恒温器的头部装置和背板的前后分解透视图；图12A-图12B分别为图11A-图11B中头部装置的前后分解透视图；图13A-图13B分别为图12A-图12B中头部装置前部总成的前后分解透视图；图14A-图14B分别为图11A-图11B中背板的前后分解透视图；图15为图11A-图11B中头部装置的仰视分解透视图；图16为图11A-图11B中头部装置的头部装置电路板的正面图；图17为图11A-图11B中背板的背板电路板的后视图；图18A-图18C为概念示例图，显示根据本专利技术一方面中的恒温器的相对高功率头部装置微处理器与相对低功率背板微控制器之间的睡醒定时动态；图19为根据本专利技术一方面中的恒温器头部装置微处理器的功能软件、固件及/或编程结构的概略图；图20为根据本专利技术一方面中的恒温器背板微控制器的功能软件、固件及/或编程结构的概略图；以及图21为根据本专利技术一方面中的恒温器背板的接线端子的前视图。具体实施方式在以下具体实施方式中，为进行说明，提出了大量具体细节以供彻底理解本专利技术的各个实施例。本领域的普通技术人员应认识到本专利技术的这些实施例仅仅作为例证，而非以任何方式进行限制。本专利技术的其它实施例将为熟悉本领域的技术人员提供建议，使其从本专利技术中受益。此外，为清楚起见，在此并未显示或描述出所举实施例的全部常规特点。本领域的普通技术人员在任一实际实施例的发展中应轻易理解可能要求大量的实施例特定决策以实现特定的设计目标。这些设计目标将根据实施例和开发者而互不相同。此外，还应该认识到，这种发展工作可能会相当复杂并旷日持久，即便如此，得益于本专利技术的本领域的普通技术人员应将其作为日常工程进行。值得注意的是，此处在进一步描述居民家庭使用的典型HVAC系统的一个或多个实施例时，如单户居民家庭，本专利技术的范围并不因此受限制。更广泛地说，根据一个或多个优选实施例，恒温器适用于各种各样的具有一个或多个HVAC系统的封闭空间，包括但不限于：复式公寓、连栋房屋、住宅公寓楼、旅馆、零售店、办公楼和工业大楼。此外，还应注意的是，当术语用户、顾客、安装者、物主、占用者、客人、房客、房东、维修人员等等可以用于表示与恒温器或其它装置或在此描述的一个或多个场景中的用户界面相互作用的人员时，决不能认为这些参考会限制于执行该行动的人员对于本专利技术的范围。此专利说明书的主题涉及下列共同指定申请的主题，且上述各申请通过引用在此申请中得以合并：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.11.19 US 61/415,771;2010.12.31 US 61/429,093;1.一种恒温器，其特征在于，包括：一外壳，具有向前表面；一被动红外动作传感器，置于所述外壳内部，并且用于检测所述恒温器周边的占用空间，所述被动红外动作传感器具有辐射接收表面，且能够探测所述外壳的所述向前表面的前部的占用者的横向运动；置于所述外壳内部的一个或多个温度传感器；以及一格栅组件，具有一个或多个细长开口，所述格栅组件安装于所述被动红外动作传感器的辐射接收表面之上，其中：至少一个温度传感器热耦合至所述格栅组件，所述格栅组件与所述向前表面齐平安装以构成大致向外的弧形，以及所述格栅组件大大地掩盖和保护置于所述外壳内部的所述被动红外动作传感器和至少一个温度传感器，藉以通过所述格栅组件掩盖所述被动红外动作传感器来提高所述恒温器的外观质量，使所述被动红外动作传感器有效探测占用者的横向运动。2.如权利要求1所述的恒温器，其特征在于，所述格栅组件细长开口为沿大致水平方向的狭缝状开口，所述大致水平方向与占用者的横向运动相对应。3.如权利要求1所述的恒温器，其特征在于，所述格栅组件由从一组包括金属、塑料、玻璃、碳复合材料和金属合金的材料中选择的一种或多种材料组成。4.如权利要求1所述的恒温器，其特征在于，所述格栅组件提高了至少一个温度传感器测量所述外壳外部空气的环境温度的能力。5.如权利要求1所述的恒温器，其特征在于，所述格栅组件由具有高导热性的材料组成。6.如权利要求3所述的恒温器，其特征在于，通过将涂覆于至少一个温度传感器和所述格栅组件的向内表面的热导电胶而使所述至少一个温度传感器与所述格栅组件热耦合。7.如权利要求1所述的恒温器，其特征在于，结合于所述外壳的向前表面的所述格栅组件通过改变所述格栅组件上的一个或多个细长开口的垂直跨度而用于控制所述被动红外动作传感器对占用者高度的灵敏性，其中所述细长开口将发出的辐射传递至所述被动红外动作传感器的接收表面。8.如权利要求7所述的恒温器，其特征在于，结合于所述外壳的向前表面的所述格栅组件通过改变所述细长开口的数量而用于控制所述被动红外动作传感器对占用者高度的灵敏性，其中所述细长开口将红外线辐射传递至所述被动红外动作传感器的接收表面。9.如权利要求1所述的恒温器，其特征在于，结合于所述外壳的向前表面的所述格栅组件进一步包括附着于所述格栅组件后部的掩模件，其中对占用者高度的灵敏性根据所述细长开口的所述掩模件的覆盖范围而改变，所述细长开口用于将发出的辐射传递至所述被动红外动作传感器的接收表面。10.一种将占用者感应能力综合到恒温器中的方法，其特征在于，该方法包括：提供一恒温器外壳，该外壳包括一向前表面；提供置于所述外壳内部的一个或多个温度传感器；提供一被动红外动作传感器，置于所述外壳内部，并且用于检测所述恒温器周围的占用空间，该被动红外动作传感器具有一辐射接收表面，并且能够检测所述外壳的所述向前表面的前部的占用者的横向运动；以及附着一格栅组件使得所述格栅组件与所述外壳的向前表面齐平安装，并且置于所述被动红外动作传感器的辐射接收表面之上，其中：至少一个温度传感器热耦合至所述格栅组件，所述格栅组件大大地掩盖并保护置于所述外壳内部的所述被动红外动作传感器和至少一个温度传感器，提高所述恒温器的外观质量，并藉以使所述格栅组件中的一个或多个细长开口能够使所述被动红外动作传感器检测所述恒温器的所述外壳的所述向前表面的前部的占用者的横向运动。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述格栅组件由从一组包括金属、塑料、玻璃、碳复合材料、金属碳复合材料和金属合金的材料中选择的一种或多种材料组成。12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述格栅组件提高了至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩·哈比，约翰·B·菲尔森，弗雷德·鲍尔德，大卫·斯路，马修·L·罗杰斯，安东尼·M·法戴尔，
申请(专利权)人：耐斯特实验公司，
类型：
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