用于建筑物服务的边缘网络
阅读说明：本技术 用于建筑物服务的边缘网络 (Edge network for building services ) 是由 T·A·帕特森 R·米尔普里 N·特里哈 S·C·布朗 D·什里瓦斯塔瓦 R·T·罗兹比金 于 2019-05-02 设计创作，主要内容包括：描述了一种可着色窗户，所述可着色窗户具有可着色涂层，例如电致变色装置涂层，用于调节透射通过所述窗户的光。在一些实施例中，所述窗户在所述窗户的可视区域中具有透明显示器。当不使用时，或当在背对透明显示器的方向上观察所述窗户时，所述透明显示器可以是基本上透明的。窗户可以具有用于接收用户命令和/或监测环境条件的传感器。透明显示器可以显示图形用户界面以例如控制窗户功能。如本文所述，窗户提供了常规投影仪、TV和监测器的替代性显示器。窗户也可以被配置成接收、传输或阻断无线通信通过所述窗户。一种窗户控制系统可以在控制器之间(例如，在不同的窗户处)共享计算资源。在一些情况下，所述窗户控制系统的所述计算资源被其它建筑物系统和装置使用。(A tintable window is described having a tintable coating, such as an electrochromic device coating, for regulating light transmitted through the window. In some embodiments, the window has a transparent display in the viewable area of the window. The transparent display may be substantially transparent when not in use, or when the window is viewed in a direction away from the transparent display. The window may have sensors for receiving user commands and/or monitoring environmental conditions. The transparent display may display a graphical user interface to, for example, control window functions. As described herein, windows provide an alternative display to conventional projectors, TVs, and monitors. The window may also be configured to receive, transmit, or block wireless communications through the window. A window control system may share computing resources between controllers (e.g., at different windows). In some cases, the computing resources of the window control system are used by other building systems and devices.)
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年5月2日提交的标题为“用于建筑物服务的边缘网络(EDGENETWORK FOR BUILDING SERVICES)”的第62/666,033号美国临时专利申请的权益，所述美国临时专利申请以全文引用的方式并入本文中用于所有目的。本申请还是2018年4月25日提交并且标题为“用于建筑物服务的可着色窗户系统(TINTABLE WINDOW SYSTEM FORBUILDING SERVICES)”的第PCT/US18/29460号PCT专利申请的部分延续，所述PCT专利申请还要求以下美国临时专利申请的权益：于2017年4月26日提交并且标题为“具有透明显示技术的电致变色窗户(ELECTROCHROMIC WINDOWS WITH TRANSPARENT DISPLAY TECHNOLOGY)”的第62/490,457号申请；于2017年5月15日提交并且标题为“具有透明显示技术的电致变色窗户(ELECTROCHROMIC WINDOWS WITH TRANSPARENT DISPLAY TECHNOLOGY)”的第62/506,514号申请；于2017年5月17日提交并且标题为“具有透明显示技术的电致变色窗户(ELECTROCHROMIC WINDOWS WITH TRANSPARENT DISPLAY TECHNOLOGY)”的第62/507,704号申请；于2017年6月22日提交并且标题为“具有透明显示技术的电致变色窗户(ELECTROCHROMIC WINDOWS WITH TRANSPARENT DISPLAY TECHNOLOGY)”的第62/523,606号申请；以及于2017年12月19日提交并且标题为“具有透明显示技术领域的电致变色窗户(ELECTROCHROMIC WINDOWS WITH TRANSPARENT DISPLAY TECHNOLOGY FIELD)”的第62/607,618号申请。以上申请中的每一者以全文引用的方式并入本文中用于所有目的。
背景技术
电致变色是当材料被置于不同电子状态下(通常是经受电压变化)时在光学特性方面呈现出可逆电化学介导变化的现象。光学特性通常是颜色、透射率、吸光度以及反射率中的一个或多个。
电致变色材料可以结合到例如用于家庭、商业和其它用途的窗户中作为窗玻璃上的膜涂层。可以通过引发电致变色材料的改变来改变此类窗户的颜色、透射率、吸光度和/或反射率，例如，电致变色窗户是可以以电子方式变暗或变亮的窗户。施加到窗户的电致变色装置的小电压将使它们变暗；反转电压极性会使它们变亮。这种能力允许控制穿过窗户的光量，并且呈现了将电致变色窗户用作节能装置的机会。
尽管电致变色装置并且尤其是电致变色窗户在建筑物设计和施工中得到认可，但是它们尚未开始充分发挥其商业潜力。
发明内容
本公开的一个方面涉及建筑物外立面平台，所述建筑物外立面平台包含：(1)电致变色窗户的网络，所述电致变色窗户的网络位于建筑物的内部与外部之间；(2)一个或多个窗户控制器；(3)配电网络，所述配电网络与所述窗户控制器和所述电致变色窗户的网络电连通；(4)通信网络，所述通信网络与所述窗户控制器和所述电致变色窗户的网络通信；以及(5)一个或多个无线电力发射器。建筑物外立面平台被配置成控制进入到建筑物中的光线射入和热量获取、通信以及递送无线电力传输。在某些实施例中，平台不采用电致变色窗户和/或窗户控制器。在一些情况下，平台不使用任何光学可切换窗户。在这种情况下，平台可以包含控制器，但是控制器不控制窗户。在一些情况下，平台是建筑物围护结构计算平台，其可能会或可能不会控制建筑物功能，例如可着色窗户、HVAC等。
在一些实施例中，配电网络从建筑物电源接收电力，并且在一些情况下，配电网络从一个或多个光伏电池接收电力，所述光伏电池位于连接到窗户的网络的部件上。在一些情况下，配电网络仅从一个或多个光伏电池接收电力。建筑物外立面平台与建筑物管理系统(BMS)通信和/或可以至少部分地由BMS控制。BMS可以从建筑物外立面平台接收热负荷和占用信息，或者从建筑物外立面平台接收HVAC控制指令。在一些情况下，建筑物外立面平台本身用作建筑物管理系统(BMS)。
本公开的另一个方面涉及一种建筑物外立面平台，所述建筑物外立面平台包含：(1)电致变色窗户的网络，所述电致变色窗户的网络位于建筑物的内部与外部之间；(2)一个或多个窗户控制器；(3)配电网络，所述配电网络与所述控制器和所述电致变色窗户的网络电连通；以及(4)通信网络，所述通信网络与所述控制器和所述电致变色窗户的网络通信。建筑物外立面平台被配置成控制进入到建筑物中的光线射入和热量获取、通信并且用作建筑物的建筑物管理系统(BMS)。在某些实施例中，建筑物外立面平台不采用电致变色窗户和/或窗户控制器。
本公开的另一个方面涉及一种用于在建筑物中提供电力和数据传输的系统。所述系统具有：(a)多个光学可切换窗户，所述光学可切换窗户安置在所述建筑物的外部上和/或靠近所述建筑物的外部的多个位置处，(b)多个窗户控制器，每个窗户控制器电耦合到所述光学可切换窗户中的一个或多个，并且被配置成控制所述光学可切换窗户的着色状态；(c)通信网络，所述通信网络具有介接到一个或多个数据处理模块和/或一个或多个其它通信网络的一个或多个通信接口，以及将所述窗户控制器连接到所述一个或多个通信接口的多个数据通信路径；以及(d)配电系统，所述配电系统具有将所述建筑物中的一个或多个电源连接到所述窗户控制器的多个电力传输路径，其中所述通信网络和/或所述配电系统被配置成向不包含所述光学可切换窗户的外部电子装置和/或建筑物系统提供数据和/或电力。在某些实施例中，建筑物外立面平台不采用光学可切换窗户和/或窗户控制器。
建筑物系统包含建筑物管理系统、HVAC系统、安全系统、照明系统、门锁系统、消防系统、电梯系统、视频显示系统、地理围栏系统、资产跟踪系统、无线电力递送系统或无线通信系统。
在一些情况下，一个或多个通信接口可以与数据处理模块和/或用于建筑物系统的通信网络介接。在一些实施例中，所述系统还包含一个或多个天线，所述一个或多个天线安置在光学可切换窗户中的至少一个和/或窗户控制器中的至少一个上，其中所述一个或多个天线以通信方式连接到通信网络。一个或多个天线可以直接连接到通信网络，或通过窗户控制器中的至少一个连接到通信网络。一个或多个天线可以被配置成向外部电子装置和/或建筑物系统提供数据和/或电力。
在一些情况下，所述系统包含一个或多个显示器，所述一个或多个显示器安置在IGU、光学可切换窗户中的至少一个和/或窗户控制器中的至少一个上和/或与所述IGU、所述光学可切换窗户中的至少一个和/或所述窗户控制器中的至少一个配准，其中所述一个或多个显示器以通信方式连接到通信网络。在一些情况下，一个或多个显示器可以包含透明显示器，所述透明显示器安置在光学可切换窗户中的至少一个上。在一些实施例中，一个或多个显示器可以是视频显示器和或一个或多个透明有机发光二极管(OLED)显示器。
一个或多个数据处理模块可以包含主控制器、网络控制器、建筑物管理系统控制器、安全系统控制器、门锁系统控制器、电梯系统控制器和/或照明系统控制器。通信网络可以包含建筑物管理系统网络、建筑物照明网络、安全系统网络、门锁网络、电梯网络和/或互联网。
数据通信路径可以包含有线连接和/或无线连接。在一些情况下，电力传输通过一个或多个干线进行。电力传输路径可以包含例如1级额定电缆和/或2级额定电缆。在一些情况下，电力传输路径中的至少一些可以是无线电力传输路径。电力传输路径可以包含有线(例如，干线)和无线传输路径两者。在一些情况下，一个或多个电源可以包含一个或多个光伏电源。
在一些情况下，窗户控制器中的至少一个具有逻辑，所述逻辑用于接收着色状态转变命令，确定用于影响着色状态转变的驱动参数，以及将所述驱动参数应用到所述光学可切换窗户中的至少一个。在一些情况下，数据处理模块包含主控制器或网络控制器。在一些情况下，外部电子装置包含智能手机、个人计算机、电子平板电脑或其任何组合。在一些情况下，外部电子装置中的至少一个是锁、安全相机、电梯、警报、环境传感器或照明装置。
在一些情况下，一个或多个通信接口包含网络适配器，所述网络适配器被配置成使用限定的网络协议，允许一个或多个数据处理模块和/或一个或多个其它通信网络通过通信网络进行通信。
本公开的另一个方面涉及一种建造建筑物的方法。所述方法包含：(a)建造或部署所述建筑物的外部框架；(2)在所述建筑物的所述外部框架上或附近的多个位置处安装多个光学可切换窗户；(c)安装多个窗户控制器，其中在建造所述建筑物之后，所述窗户控制器中的每一个电耦合到所述光学可切换窗户中的一个或多个，并且其中所述窗户控制器中的每一个被配置成控制所述光学可切换窗户的着色状态；(d)安装通信网络，所述通信网络具有用于连接到一个或多个数据处理模块和/或一个或多个其它通信网络的一个或多个通信接口，以及将所述窗户控制器连接到所述通信接口的多个数据通信路径；以及(e)安装配电系统，所述配电系统具有将所述建筑物中的一个或多个电源连接到所述窗户控制器的多个电力传输路径，其中所述通信网络和/或所述配电系统被配置成向不包含所述光学可切换窗户的外部电子装置和/或建筑物系统提供数据和/或电力。在某些实施例中，所述建造建筑物的方法不包含安装光学可切换窗户和/或窗户控制器。实施例可以使用不具有着色功能的传统建筑物窗户，诸如热致变色和/或光致变色窗户的被动着色窗户。在某些实施例中，使用透明显示器代替传统的建筑物窗户或智能窗户。在此类实施例中，透明显示器可以采取绝缘玻璃单元的形式(它们本身可以或可以不作为光和/或热阻断功能着色，但是在某些情况下可以仅用作显示器/GUI)。
本公开的另一个方面涉及一种在建筑物中提供电力和数据传输的方法，所述建筑物具有(a)多个光学可切换窗户，所述光学可切换窗户安置在所述建筑物的外部上和/或靠近所述建筑物的外部的多个位置处，(b)多个窗户控制器，每个窗户控制器电耦合到所述光学可切换窗户中的一个或多个，并且被配置成控制所述一个或多个光学可切换窗户的着色状态，(c)通信网络，所述通信网络包含：(i)介接到一个或多个数据处理模块和/或一个或多个其它通信网络的一个或多个通信接口，以及(ii)将窗户控制器连接到所述一个或多个通信接口的多个数据通信路径；以及(d)配电系统，所述配电系统具有将所述建筑物中的一个或多个电源连接到所述窗户控制器的多个电力传输路径。所述方法包含以下操作：(1)通过所述通信网络经由所述数据通信路径中的至少一个提供着色数据，以识别所述光学可切换窗户的着色状态；(2)通过所述通信网络经由所述数据通信路径中的至少一个提供非着色数据，其中所述非着色数据由不包含所述光学可切换窗户的建筑物系统或外部电子装置使用；(3)通过所述配电系统经由所述电力传输路径中的至少一个提供电力，以控制所述光学可切换窗户的着色状态；以及(d)通过所述配电系统经由所述电力传输路径中的至少一个提供电力，以控制不包含所述光学可切换窗户的所述建筑物系统或所述外部电子装置。在某些实施例中，建筑物不采用光学可切换窗户和/或窗户控制器，例如，所述方法涉及向建筑物围护结构递送电力和数据处理。
在一些情况下，建筑物系统是建筑物管理系统、HVAC系统、安全系统、照明系统、消防系统、门锁系统、电梯系统、视频显示系统、地理围栏系统、资产跟踪系统、无线电力递送系统或无线通信系统。
在一些情况下，通过通信网络提供着色数据和/或非着色数据包含由安置在光学可切换窗户中的至少一个和/或窗户控制器中的至少一个上的一个或多个天线进行电磁传输，其中一个或多个天线以通信方式连接到通信网络。
在一些情况下，通过配电系统提供电力包含由安置在光学可切换窗户中的至少一个和/或窗户控制器中的至少一个上的一个或多个天线进行电磁传输。
在一些情况下，所述方法可以进一步包含在一个或多个显示器处显示着色数据和/或非着色数据，所述一个或多个显示器安置在IGU、光学可切换窗户中的至少一个和/或窗户控制器中的至少一个上和/或与所述IGU、所述光学可切换窗户中的至少一个和/或所述窗户控制器中的至少一个配准，其中所述一个或多个显示器以通信方式连接到所述通信网络。在一些情况下，一个或多个显示器包含透明显示器，所述透明显示器安置在光学可切换窗户中的至少一个上。
在一些情况下，所述方法还包含通过所述一个或多个通信接口中的一个向建筑物管理系统网络、建筑物照明网络、安全系统网络和/或互联网提供着色数据和或非着色数据的操作。
在一些情况下，数据通信路径包含有线连接。在一些情况下，通过通信路径中的至少一个提供着色数据和/或非着色数据包含通过有线或无线通信路径提供着色数据和/或非着色数据。
在一些情况下，通过电力传输路径中的至少一个提供电力包含通过一个或多个干线提供电力。通过电力传输路径提供电力可以包含通过无线电力传输路径、有线传输路径(例如，干线)或有线和无线传输路径两者提供电力。
在一些中，外部电子装置是智能手机、个人计算机或电子平板电脑。在其它情况下，外部电子装置是锁、安全相机、环境传感器、电梯或照明装置。在一些情况下，通过通信网络提供着色数据和/或非着色数据涉及使用限定的网络协议。
本公开的另一个方面涉及一种用于在建筑物中提供电力和数据传输的系统。所述系统包含(a)多个光学可切换窗户，所述光学可切换窗户安置在所述建筑物的外部上和/或靠近所述建筑物的外部的多个位置处，(b)多个窗户控制器，每个窗户控制器电耦合到所述光学可切换窗户中的一个或多个，并且被配置成控制所述一个或多个光学可切换窗户的着色状态；(c)通信网络，所述通信网络具有介接到一个或多个数据处理模块和/或一个或多个其它通信网络的一个或多个通信接口，以及将所述窗户控制器连接到所述一个或多个通信接口的多个数据通信路径；以及(d)配电系统，所述配电系统具有将所述建筑物中的一个或多个电源连接到所述窗户控制器的多个电力传输路径，其中所述通信网络和/或所述配电系统被配置成向由建筑物管理系统控制的一个或多个装置和/或由所述建筑物管理系统控制的一个或多个建筑物系统提供数据和/或电力。在某些实施例中，系统不采用光学可切换窗户和/或窗户控制器。
本公开的另一个方面涉及一种用于控制一个或多个建筑物系统的建筑物管理系统(BMS)。所述BMS包含：包含(a)多个光学可切换窗户，所述光学可切换窗户安置在建筑物的外部上和/或靠近所述建筑物的外部的多个位置处；(b)多个窗户控制器，每个窗户控制器电耦合到所述光学可切换窗户中的一个或多个，并且被配置成控制所述一个或多个光学可切换窗户的着色状态；(c)通信网络，所述通信网络具有介接到一个或多个数据处理模块和/或一个或多个其它通信网络的一个或多个通信接口，以及将所述窗户控制器连接到所述一个或多个通信接口的多个数据通信路径；以及(d)配电系统，所述配电系统具有将所述建筑物中的一个或多个电源连接到所述窗户控制器的多个电力传输路径，其中所述通信网络和/或所述配电系统被配置成向由所述BMS控制的(i)所述一个或多个建筑物系统和/或(ii)一个或多个装置提供数据和/或电力。在某些实施例中，BMS不采用光学可切换窗户和/或窗户控制器。
在一些情况下，建筑物系统包含HVAC系统、安全系统、消防系统、照明系统、门锁系统、电梯系统、视频显示系统、地理围栏系统、资产跟踪系统、无线电力递送系统和/或无线通信系统。
在一些情况下，由建筑物管理系统控制的一个或多个装置包含HVAC装置、安全装置、照明装置、门锁、电梯、或视频显示装置。在一些情况下，向由建筑物管理系统控制的装置提供的数据是通过通信网络上的多个无线节点提供的，其中每个无线节点定位在光学可切换窗户中的一个或窗户控制器中的一个处。
在一些情况下，无线节点被配置成无线传输和从由建筑物管理系统控制的装置接收数据。多个无线节点可以被配置成接收由建筑物管理系统控制的装置的状态信息数据。在一些实施例中，无线节点被配置成接收用于控制由建筑物管理系统控制的装置中的一个的用户输入。
在一些情况下，无线节点被配置成传输用于控制由建筑物管理系统控制的装置的数据。在一些情况下，通信网络可以被配置成发送和接收由建筑物管理系统控制的装置中的至少两个之间的无线通信。在一些情况下，无线节点被配置成依据选自由以下组成的组的无线通信协议操作：蓝牙、WiFi、ZigBee、Z波、Neul、Sigfox、LoRaWaN和超宽带(UWB)。
在一些情况下，数据处理模块和/或一个或多个其它通信网络中的至少一个被配置成：(1)显示三维建筑物模型；(2)显示关于由建筑物管理系统控制的光学可切换窗户中的至少一个和/或装置中的至少一个的信息；(3)接收用于控制用户选择的装置的用户输入，其中所述用户选择的装置选自由建筑物管理系统控制的光学可切换窗户中的一个和/或装置中的一个；并且基于用户输入，通过所述通信网络向所述用户选择的装置提供控制信息。
在一些情况下，所述一个或多个数据处理模块和/或一个或多个其它通信网络中的至少一个被进一步配置成显示建筑物模型内的一个或多个智能对象，以表示由建筑物管理系统控制的装置和/或光学可切换窗户，其中根据由建筑物管理系统控制的装置和/或光学可切换窗户的位置，放置所述一个或多个智能对象。
在一些情况下，至少一个或多个数据处理模块和/或一个或多个其它通信网络被进一步配置成通过通信网络接收关于由建筑物管理系统控制的装置和/或光学可切换窗户的信息。智能对象中的每一个可以被配置成提供对应于由建筑物管理系统控制的装置中的至少一个和/或光学可切换窗户的状态信息。
在一些情况下，智能对象中的至少一个被配置成接收用于控制由建筑物管理系统控制的装置和/或光学可切换窗户的用户输入。
在一些情况下，数据处理模块和/或一个或多个其它通信网络中的至少一个被进一步配置成允许用户导览三维建筑物模型。在一些情况下，所述一个或多个数据处理模块和/或一个或多个其它通信网络中的至少一个进一步包含逻辑，所述逻辑用于基于通过通信网络接收到的信息，控制由建筑物管理系统控制的装置中的至少一个和/或光学可切换窗户中的至少一个。
在一些实施例中，向由建筑物管理系统控制的装置提供的数据是通过通信网络上的多个无线节点提供的，其中每个无线节点定位在光学可切换窗户中的一个或窗户控制器中的一个处；并且存在逻辑，所述逻辑用于通过分析在无线节点与一个或多个便携式电子装置之间传输的无线信号，确定所述一个或多个便携式电子装置的位置。便携式电子装置可以是例如手机、平板电脑或个人计算机。在一些情况下，所述一个或多个便携式电子装置中的至少一个具有射频识别(RFID)标签。用于确定所述一个或多个便携式电子装置的位置的所述逻辑使用三角测量算法和/或接收到的信号强度指示。
在一些实施例中，用于确定所述一个或多个便携式电子装置的位置的所述逻辑被进一步配置成显示建筑物模型内的一个或多个智能对象，以表示所述一个或多个便携式电子装置，其中根据所述一个或多个便携式电子装置的确定位置，放置所述一个或多个智能对象。在一些情况下，所述逻辑可以被配置成识别所述一个或多个便携式电子装置的移动模式，并且允许用户配置用于所述一个或多个便携式电子装置的可允许的移动模式，或如果所述识别的移动模式从用于所述一个或多个便携式电子装置的可允许的模式偏离，则提供警报。
在一些实施例中，用于确定所述一个或多个便携式电子装置的位置的逻辑可以基于所述一个或多个便携式电子装置的确定的位置，控制由建筑物控制系统控制的一个或多个装置中的至少一个和/或光学可切换窗户中的至少一个。
在一些实施例中，数据处理模块和/或一个或多个其它通信网络被配置成：(1)通过通信网络接收音频信息；(2)通过语音识别模块从接收到的音频信息识别用于控制选择的装置的命令，其中选择的装置是光学可切换窗户中的一个或由建筑物管理系统控制的装置中的一个；以及(3)通过通信网络向选择的装置提供控制信号。
在一些其它实施例中，数据处理模块和/或一个或多个其它通信网络被配置成：(1)通过通信网络接收音频信息；(2)通过语音识别模块从接收到的音频信息识别用户查询；(3)确定用于识别的用户查询的答案；以及(4)通过用户界面提供所述答案。用户界面可以包含显示器(例如，在窗户的可视部分中)或扬声器。系统还可以包含麦克风，所述麦克风被配置成通过通信网络提供音频信息。
在一些实施例中，一个或多个数据处理模块和/或一个或多个其它通信网络中的至少一个被配置成监测到由建筑物管理系统控制的装置的电力分配并且控制到由建筑物管理系统控制的装置的由配电系统提供的电力。在操作期间，电力可以无线分配到由建筑物管理系统控制的装置中的至少一个。在一些实施例中，无线分配的电力可以通过通信网络上的一个或多个无线节点传输，其中每个无线节点定位在光学可切换窗户中的一个或窗户控制器中的一个处。
在操作期间监测电力分配可以包含通过通信网络接收用于由建筑物管理系统控制的装置中的至少一个的电力使用信息或对应于预期电力使用的信息。在一些情况下，系统具有能量存储装置和/或发电机。
在一些实施例中，一个或多个数据处理模块和/或一个或多个其它通信网络中的至少一个被配置成控制由建筑物管理系统控制的装置中的至少一个，以减少电力消耗。
数据处理模块可以包含主控制器和/或网络控制器，主控制器和网络控制器中的任一个被配置成向窗户控制器中的至少一些发出窗户着色命令。主控制器和/或网络控制器可以被配置成控制由建筑物管理系统控制的一个或多个装置和/或由建筑物管理系统控制的一个或多个系统。
本公开的另一个方面涉及一种在建筑物中提供电力和数据传输的方法，所述建筑物包含(a)多个光学可切换窗户，所述光学可切换窗户安置在所述建筑物的外部上和/或靠近所述建筑物的外部的多个位置处，(b)多个窗户控制器，每个窗户控制器电耦合到所述光学可切换窗户中的一个或多个，并且被配置成控制所述光学可切换窗户中的所述一个或多个的着色状态，(c)通信网络，所述通信网络包含：(i)介接到一个或多个数据处理模块和/或一个或多个其它通信网络的一个或多个通信接口，以及(ii)将窗户控制器连接到所述一个或多个通信接口的多个数据通信路径；以及(d)配电系统，所述配电系统具有将所述建筑物中的一个或多个电源连接到所述窗户控制器的多个电力传输路径。所述方法包含以下操作：(1)通过所述通信网络经由所述数据通信路径中的至少一个提供着色数据，以识别所述光学可切换窗户的着色状态；(2)通过所述通信网络经由所述数据通信路径中的至少一个向由建筑物管理系统(BMS)控制的一个或多个装置和/或由建筑物管理系统控制的一个或多个建筑物系统提供非着色数据，其中所述一个或多个装置和/或所述一个或多个建筑物系统不包含所述光学可切换窗户；(3)通过所述配电系统经由所述电力传输路径中的至少一个提供电力，以控制所述光学可切换窗户的着色状态；以及(4)通过所述配电系统经由所述电力传输路径中的至少一个提供电力，以控制由所述BMS控制的所述一个或多个装置和/或控制由所述建筑物管理系统控制的所述一个或多个建筑物系统。在某些实施例中，建筑物不包含光学可切换窗户和/或窗户控制器。
本公开的另一个方面涉及一种向建筑物管理系统提供电力和数据传输的方法，所述建筑物管理系统包含(a)多个光学可切换窗户，所述光学可切换窗户安置在建筑物的外部上和/或靠近所述建筑物的外部的多个位置处，(b)多个窗户控制器，每个窗户控制器电耦合到所述光学可切换窗户中的一个或多个，并且被配置成控制所述光学可切换窗户中的所述一个或多个的着色状态，(c)通信网络，所述通信网络包含：(i)介接到一个或多个数据处理模块和/或一个或多个其它通信网络的一个或多个通信接口，以及(ii)将窗户控制器连接到所述一个或多个通信接口的多个数据通信路径；以及(d)配电系统，所述配电系统具有将所述建筑物中的一个或多个电源连接到所述窗户控制器的多个电力传输路径。所述方法包含以下操作：(1)通过所述通信网络经由所述数据通信路径中的至少一个向由所述BMS控制的一个或多个装置和/或由所述BMS控制的建筑物系统提供非着色数据，其中由所述BMS控制的所述一个或多个装置和/或由所述BMS控制的一个或多个建筑物系统不包含所述光学可切换窗户；以及(2)通过所述配电系统经由所述电力传输路径中的至少一个提供电力，以控制由所述BMS控制的所述一个或多个装置和/或控制由所述BMS控制的所述一个或多个建筑物系统。在某些实施例中，建筑物管理系统不包含光学可切换窗户和/或窗户控制器。
本公开的各方面涉及建筑物数据通信系统，其可以包含建筑物结构本身(内墙、外墙、地板、天花板、屋顶、窗户等)以及用于提供数据和计算资源以及用于向建筑物中的例如HVAC和其它设备、计算机、处理器、传感器、显示屏等各种装置提供电力的子系统。在各种实施例中，配电子系统包含控制面板和载流线，它们向数据通信网络上的计算资源(例如，计算机和网络装置，例如交换机和/或路由器)提供电力。在一些情况下，数据通信网络的一些部件被配置成另外携带电话呼叫等的语音信息。
在各种实施例中，建筑物数据通信系统包含建筑物数据通信网络，所述建筑物数据通信网络本身包含：(a)安置在建筑物内的多个处理器；(b)安置在建筑物内的多个数据存储装置；(c)连接所述多个处理器和所述多个数据存储装置的通信线路，其中所述通信线路安置在所述建筑物的外墙和/或一个或多个外立面中或之上；(d)与建筑物数据通信网络上的外部网络的连接；(e)包括计算机程序指令的边缘计算处理装置或系统，所述计算机程序指令用于使用建筑物数据通信网络来实施边缘计算。在某些实施例中，计算机程序指令包含以下指令：(i)通过与外部网络的连接从远离建筑物的远程站点接收软件和/或数据；(ii)在第一数据存储装置上安装或存储软件和/或数据，所述第一数据存储装置是安置在建筑物数据通信网络上的多个数据存储装置中的一个；(iii)通过建筑物数据通信网络提供来自第一存储装置的软件和/或数据或提供执行软件的结果至建筑物中的计算装置。通常，软件和/或数据是存储在远程站点上的软件和/或数据的主版本的副本或例子。通常，远程站点保留边缘计算中使用的数据或软件的最新和完整版本，实际上，远程站点可能会为一些用户或应用直接提供内容或为远程用户执行实时软件。在其它情况下，例如采用建筑物数据通信网络进行边缘计算的情况下，将远程站点的数据或内容的例子提供给建筑物的网络，以便可以本地提供服务，以供建筑物内或建筑物附近的最终用户实时使用。数据的实例包含企业的数据库数据、娱乐内容等。
我们可以通过有线或无线方式连接到外部网络。在一些实施例中，它包含天线和用于接收数据的蜂窝或其它无线传输的相关接收器或收发器。
在各种实施例中，建筑物数据通信系统还包含建筑物框架中的电力线，这些电力线被配置成向多个处理器提供电力。在某些实施例中，外部网络是诸如互联网之类的公共网络，并且建筑物数据通信网络是专用网络。在一些情况下，建筑物数据通信网络还包含到互联网或其它公共网络的连接。
在某些实施例中，建筑物中的计算装置是手持式计算装置、笔记本电脑、终端或台式计算机。在某些实施例中，建筑物中的计算装置是处理器，所述处理器被配置成提供或协助提供建筑物服务，例如HVAC服务、安全服务、建筑物照明服务、可电着色窗户控制服务或建筑物居住者信息递送服务。最后一个实例可以向建筑物居住者提供与建筑物有关的指南，例如建筑物的状态、平面图、目录、空气质量、节能、安全问题等。
在某些实施例中，建筑物数据通信网络另外包含多个窗户控制器，所述多个窗户控制器包含被配置成控制安装在建筑物中的可电着色窗户的着色状态的电路。在本文其它地方描述了可电着色窗户和窗户控制器。在一些情况下，也如本文其它地方所述，建筑物数据通信网络还包含安置在建筑物的窗户上的显示装置。
建筑物数据通信系统的某些或全部资源不需要支持可电着色窗户。例如，在某些实施例中，所述多个处理器之中没有处理器是设置在可电着色窗户控制器中的。作为另一实例，所述多个处理器之中没有处理器是专用于控制电可切换窗户着色状态。
在某些实施例中，建筑物数据通信网络另外包含多个天线和电连接到所述多个天线的多个无线电或收发器，并且其中所述多个无线电或收发器被配置成通过所述多个天线发送和/或接收无线通信。在某些实施例中，建筑物数据通信网络还包含多个传感器，包括温度传感器、辐照度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、运动传感器、居住者跟踪传感器、生物特征传感器和/或VOC传感器。
在某些实施例中，建筑物数据通信网络包含垂直数据平面，所述垂直数据平面链接建筑物的不同楼层上的计算节点。垂直数据平面可以包含网络交换机和配置成以至少约1千兆位/秒的速度传输数据的通信链路。在某些实施例中，垂直数据平面的通信链路包含载流线、光纤和/或无线连接。在一些实施方案中，垂直数据平面包含在建筑物的第一楼层上的第一控制面板和在建筑物的第二楼层上的第二控制面板。第一和第二控制面板可以以支持千兆位/秒以太网通信的方式在建筑物数据通信网络上链接。在一些配置中，建筑物数据通信网络还包含多个干线，这些干线连接到第一控制面板，延伸到建筑物的第一楼层上的位置，并且以向第一楼层上的多个网络节点提供网络服务的方式布置。在一些此类配置中，建筑物数据通信网络另外包含多个分支线，所述多个分支线提供干线与第一楼层上的多个网络节点之间的数据连接。具有高速连接性的垂直数据平面可以称为建筑物数据通信网络的骨干网。在某些实施例中，垂直数据平面直接连接到建筑物外部的高速、高带宽数据连接线，例如，数据平面的交换机或其它部件可以与市政当局或在建筑物附近部署高速线路的其它实体提供的光纤线连接。
在某些实施例中，在建筑物的建造期间安装多个处理器、多个数据存储装置和通信线路。在某些实施例中，通信线路安置在建筑物的一个或多个竖框中。
在一些实施方案中，第一数据存储装置位于连接到建筑物数据通信网络的主控制器或控制面板中。
在某些实施例中，边缘计算处理装置或系统包含用于执行软件并将执行软件的结果提供给计算装置的程序指令。在某些实施例中，软件包含视频会议软件。在某些实施例中，数据包含存储在远程站点上的数据库中的数据子集。在某些实施例中，数据包含对安装在建筑物中的计算装置上的软件的补丁或升级。
在一些情况下，边缘计算处理装置或系统还包含程序指令，用于：通过与外部网络的连接从远程站点接收对软件和/或数据的更新；以及安装更新并将更新应用于建筑物数据通信网络上的第一数据存储装置上的软件和/或数据。
本公开的各方面涉及在建筑物中进行边缘计算的方法。此类方法的特征在于以下操作：(a)通过与外部网络的连接从远离建筑物的远程站点接收软件和/或数据，其中所述软件和/或数据是存储在远程站点上的软件和/或数据的主版本的副本或例子；(b)在建筑物数据通信网络上的第一数据存储装置上安装或存储软件和/或数据；(c)通过建筑物数据通信网络提供来自第一存储装置的软件和/或数据或提供执行软件的结果至建筑物中的计算装置。在某些实施例中，建筑物数据通信网络包含安置在建筑物内的多个处理器，以及也安置在建筑物内的包含第一数据存储装置在内的多个数据存储装置。建筑物数据通信网络还包含连接所述多个处理器和所述多个数据存储装置的通信线路。这些通信线路安置在建筑物的外墙和/或一个或多个外立面中或之上。
在某些方法实施例中，外部网络是诸如互联网之类的公共网络，并且建筑物数据通信网络是专用网络。在一些情况下，建筑物数据通信网络还包含到互联网或其它公共网络的连接。
在某些方法实施例中，建筑物中的计算装置是手持式计算装置、笔记本电脑、终端或台式计算机。在某些实施例中，建筑物中的计算装置是处理器，所述处理器被配置成提供或协助提供建筑物服务，例如HVAC服务、安全服务、建筑物照明服务、可电着色窗户控制服务或建筑物居住者信息递送服务。
在某些实施例中，建筑物数据通信网络另外包含多个窗户控制器，所述多个窗户控制器包含被配置成控制安装在建筑物中的可电着色窗户的着色状态的电路。在某些情况下，建筑物数据通信网络还包含安置在建筑物中的窗户上的显示装置。
建筑物数据通信系统的某些或全部资源不需要支持可电着色窗户。例如，在某些实施例中，所述多个处理器之中没有处理器是设置在可电着色窗户控制器中的。作为另一实例，所述多个处理器之中没有处理器是专用于控制电可切换窗户着色状态。
在某些方法实施例中，建筑物数据通信网络另外包含多个天线和电连接到所述多个天线的多个无线电或收发器，并且其中所述多个无线电或收发器被配置成通过所述多个天线发送和/或接收无线通信。在某些实施例中，建筑物数据通信网络还包含多个传感器，包括温度传感器、辐照度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、运动传感器、居住者跟踪传感器、生物特征传感器和/或VOC传感器。
在某些方法实施例中，建筑物数据通信网络包含垂直数据平面，所述垂直数据平面链接建筑物的不同楼层上的计算节点。垂直数据平面可以包含网络交换机和配置成以至少约1千兆位/秒的速度传输数据的通信链路。在某些实施例中，垂直数据平面的通信链路包含载流线、光纤和/或无线连接。在一些实施方案中，垂直数据平面包含在建筑物的第一楼层上的第一控制面板和在建筑物的第二楼层上的第二控制面板。第一和第二控制面板可以以支持千兆位/秒以太网通信的方式在建筑物数据通信网络上链接。在一些配置中，建筑物数据通信网络还包含多个干线，这些干线连接到第一控制面板，延伸到建筑物的第一楼层上的位置，并且以向第一楼层上的多个网络节点提供网络服务的方式布置。在一些此类配置中，建筑物数据通信网络另外包含多个分支线，所述多个分支线提供干线与第一楼层上的多个网络节点之间的数据连接。
在某些方法实施例中，在建筑物的建造期间安装多个处理器、多个数据存储装置和通信线路。在某些实施例中，通信线路安置在建筑物的一个或多个竖框中，所述动作可以在建造期间执行。
在一些方法实施方案中，第一数据存储装置位于连接到建筑物数据通信网络的主控制器或控制面板中。
在某些实施例中，边缘计算处理装置或系统包含用于执行软件并将执行软件的结果提供给计算装置的程序指令。在某些方法实施例中，软件包含视频会议软件。在某些实施例中，数据包含存储在远程站点上的数据库中的数据子集。在某些实施例中，数据包含对安装在建筑物中的计算装置上的软件的补丁或升级。
在一些情况下，边缘计算处理装置或系统还包含程序指令，用于：通过与外部网络的连接从远程站点接收对软件和/或数据的更新；以及安装更新并将更新应用于建筑物数据通信网络上的第一数据存储装置上的软件和/或数据。
下文将更详细地描述本公开的这些和其它特征。
附图说明
图1示出了可以用于可着色窗户的电致变色装置涂层的横截面视图。
图2示出了建造为IGU的可着色窗户的横截面侧视图。
图3描绘了由具有一个或多个可着色窗户的窗户控制系统提供的窗户控制网络。
图4描绘了具有透明显示器的电致变色(EC)窗户薄片或IGU或层压制品。
图5描绘了具有玻璃上透明显示器的电致变色绝缘玻璃单元。
图6描绘了配置有投影仪的光学可切换窗户，所述投影仪用于在光学可切换窗户的表面上显示图像。
图7示出了可以如何实施玻璃上透明控制器的架构的一个配置。
图8a和8b描绘了具有IGU连接器的EC IGU 802，用于EC、天线和视频应用。
图9描绘了具有带各种功能的IGU的建筑物900的外立面。
图10描绘了可以定位在IGU上或与其相关联的大气气体传感器。
图11a-11g描绘了可以由窗户控制系统使用的网络架构。
图12a-12c示出了在光学可切换窗户上实施的与接近和个性化服务结合使用的实例图形用户界面。
图13示出了具有透明显示器的窗户，所述窗户被配置用于资产跟踪。
图14a-14e描绘了具有用于商务、协作、视频会议和娱乐目的的透明显示器的窗户。
图15a-15c示出了窗户网络，所述窗户网络被配置成选择性地通过窗户着色和无线通信干扰防止未授权无人机在建筑物周围飞行。
图16a和16b描绘了被配置成检测安全和/或安全威胁的窗户。
图17描绘了被配置用于RF通信和接收太阳能的窗户的分解图。
图18a和18b示出了可以如何配置窗户以提供或阻断RF通信。
图19提供了示出若干配置的表，其中电致变色窗户可以启用RF通信和/或用作信号阻断装置。
图20示出了充当Wi-Fi无源信号阻断设备以及Wi-Fi中继器的窗户。
图21描绘了具有面向外部的透明显示器的窗户的建筑物。
图22a和22b描绘了使用和不使用配备有用于蜂窝通信的窗户的建筑物的蜂窝基础设施。
图23描绘了光学可切换窗户，所述光学可切换窗户被配置为建筑物外部的一个或多个网络与建筑物内的一个或多个网络之间的桥梁。
图24描绘了具有电致变色装置、电致变色屏蔽层和一个或多个天线的IGU。
图25描绘了被配置成提供、促进和/或调节无线通信的IGU的截面视图。
图26a–26d描绘了具有窗户天线的IGU。
具体实施方式
引言
为了描述所公开的方面，以下具体实施方式涉及某些实施例或实施方案。然而，本文中的教导可以以多种不同方式应用和实施。在以下具体实施方式中，参考了附图。尽管以足够的细节描述了所公开的实施方案，以使得本领域技术人员能够实践实施方案，但是应理解，这些实例不是限制性的；可以使用其它实施方案，并且可以对所公开的实施方案进行改变，而不脱离其精神和范围。更进一步，尽管所公开实施例聚焦于电致变色窗户(还称作光学可切换窗户、可着色和智能窗户)，但是本文中所公开的概念可以适用于其它类型的可切换光学装置，包含例如液晶装置和悬浮颗粒装置等。例如，液晶装置或悬浮颗粒装置，而不是电致变色装置可以并入到一些或所有公开的实施方案中。另外，除非另有说明，否则在适当时，连词“或”在本文旨在包含性意义；例如，短语“A、B或C”旨在包含“A”、“B”、“C”、“A和B”、“B和C”、“A和C”以及“A、B和C”的可能性。
可着色窗户-可着色窗户(有时被称为光学可切换窗户)是当施加刺激时，例如施加电压时，表现出光学特性的可控和可逆变化的窗户。通过调节太阳能的传输，并且因此调节施加到建筑物内部的热负荷，可着色窗户可以用于控制建筑物内的照明条件和温度。控制可以是手动的或自动的，并且可以用于维持居住者的舒适性，同时降低加热、空气调节和/或照明系统的能量消耗。在一些情况下，可着色窗户可以对环境传感器和用户控制做出响应。在本申请中，最常参考位于建筑物或结构的内部与外部之间的电致变色窗户描述可着色窗户。然而，不必是这种情况。可着色窗户可以操作使用液晶装置、悬浮颗粒装置、微机电系统(MEMS)装置(如微型快门)、或被配置成通过窗户来控制光传输的现在已知或者以后开发的任何技术。于2015年5月15日提交并且标题为“包含电致变色装置和机电系统装置的多窗格窗户(MULTI-PANE WINDOWS INCLUDING ELECTROCHROMIC DEVICES ANDELECTROMECHANICAL SYSTEMS DEVICES)”的第14/443,353号美国专利申请中进一步描述了具有用于着色的MEMS装置的窗户，所述专利申请以全文引用的方式并入本文中。在一些情况下，可着色窗户可以位于建筑物的内部内，例如在会议室与走廊之间。在一些情况下，可着色窗户可以用于汽车、火车、飞机和其它车辆中代替无源或非着色窗户。
电致变色(EC)装置涂层–EC装置涂层(有时称为EC装置(ECD))是包括至少一层电致变色材料的涂层，当跨EC装置施加电势时，所述至少一层电致变色材料表现出从一种光学状态到另一种光学状态的变化。电致变色层从一种光学状态到另一种光学状态的转变可以由可逆离子***到电致变色材料中(例如，通过嵌入)和对应的电荷平衡电子注入引起。在一些情况下，负责光学转变的一部分离子在电致变色材料中不可逆地结合。在许多EC装置中，一些或所有不可逆结合的离子可以用于补偿材料中的“盲电荷”。在一些实施方案中，合适的离子包含锂离子(Li+)和氢离子(H+)(即质子)。在一些其它实施方案中，其它离子可能是合适的。锂离子嵌入到例如氧化钨(WO3-y(0<y≤～0.3))使氧化钨从透明状态变为蓝色状态。如本文所述的EC装置涂层位于可着色窗户的可视部分内，使得EC装置涂层的着色可以用于控制可着色窗户的光学状态。
图1中示出根据一些实施例的电致变色装置100的示意性横截面。EC装置涂层附接到衬底102、透明导电层(TCL)104、电致变色层(EC)106(有时也称为阴极显色层或阴极着色层)、离子导电层或区域(IC)108、反电极层(CE)110(有时也称为阳极显色层或阳极着色层)和第二TCL 114。元件104、106、108、110和114被统称为电致变色堆叠120。可操作跨电致变色堆叠120施加电势的电压源116实现电致变色涂层从例如清澈状态到着色状态的转变。在其它实施例中，层的顺序相对于衬底反转。也就是说，层按以下顺序：衬底、TCL、反电极层、离子导电层、电致变色材料层、TCL。
在各种实施例中，离子导体区域108可以由EC层106的一部分和/或由CE层110的一部分形成。在此类实施例中，电致变色堆叠120可以被沉积为包含与阳极显色的反电极材料(CE层)直接物理接触的阴极显色的电致变色材料(EC层)。然后，可以形成离子导体区域108(有时被称为界面区域或离子传导基本上电绝缘层或区域)，其中EC层106和CE层110例如通过加热和/或其它处理步骤相遇。于2012年5月2日提交并且标题为“电致变色装置(ELECTROCHROMIC DEVICES)”的第13/462,725号美国专利申请中进一步讨论了在不沉积相异离子导体材料的情况下制造的电致变色装置，所述申请以全文引用的方式并入本文中。在一些实施例中，EC装置涂层还可以包含一个或多个附加层，如一个或多个无源层。例如，无源层可以用于改善某些光学性质、提供水分或提供抗划伤性。这些或其它无源层也可以用于气密密封EC堆叠120。另外，可以用抗反射或保护性氧化物或氮化物层处理包含透明导电层(如104和114)的各种层。
在某些实施例中，电致变色装置在清澈状态与着色状态之间可逆地循环。在清澈状态下，将电势施加到电致变色堆叠120，使得堆叠中可以使电致变色材料106处于着色状态下的可用离子主要存在于反电极110中。当反转施加到电致变色堆叠上的电势时，将离子跨离子导电层108传送到电致变色材料106，并且使材料进入着色状态。
应理解，对清澈状态与着色状态之间的转变的提及是非限制性的，并且仅提出了许多可以实施电致变色转变中的一个实例。除非本文另有说明，否则每当提及清澈-着色转变时，对应的装置或过程涵盖其它光学状态转变，例如非反射-反射、透明-不透明等。进一步，术语“清澈的”和“漂白的”是指光学中性状态，例如无色、透明或半透明。仍进一步，除非本文另有说明，否则电致变色转变的“显色”或“着色”不限于任何特定波长或波长范围。如本领域技术人员所理解的，适当的电致变色和反电极材料的选择决定了相关的光学转变。
在某些实施例中，构成电致变色堆叠120的所有材料是无机的、固体的(即，处于固态)或无机的和固体的两者。由于有机材料趋向于随时间推移而降解，特别是当作为着色建筑物窗户暴露于热和UV光时，无机材料提供可以运行延长时间段的可靠电致变色堆叠的优势。固态材料还提供不具有如液态材料通常具有的封闭和泄漏问题的优势。应理解，堆叠中的层的任何一个或多个可以含有一些量的有机材料，但是在许多实施方案中，层中的一个或多个含有很少或不含有机物。对于可以少量存在于一个或多个层中的液体也可以这样说。还应理解，固态材料可以通过采用液体组分的工艺沉积或以其它方式形成，如采用溶胶-凝胶或化学气相沉积的某些工艺。
图2示出了根据一些实施方案的呈绝缘玻璃单元(“IGU”)200的形式的实例可着色窗户的横截面视图。一般而言，除非另有说明，否则术语“IGU”、“可着色窗户”和“光学可切换窗户”可互换使用。例如，通常使用此描绘的惯例，因为它是常见的，并且因为当提供用于安装在建筑物中时，可能希望使IGU用作保持电致变色窗格(也称为“薄片”)的基本构造。IGU薄片或窗格可以是单个衬底或多衬底构造，如两个衬底的层压制品。IGU，尤其是具有双窗格或三窗格配置的那些，可以提供优于单窗格配置的许多优势；例如，当与单窗格配置相比时，多窗格配置可以提供增强的隔热、隔音、环境保护和/或耐用性。例如，多窗格配置还可以为ECD提供增强的保护，因为电致变色膜以及相关联的层和导电互连可以形成于多窗格IGU的内表面上，并且由IGU的内部容积208中的惰性气体填充物保护。惰性气体填充物提供了IGU的至少一些(热)隔离功能。电致变色IGU已经凭借吸收(或反射)热和光的可着色涂层增加了热阻断能力。
图2更具体地示出了IGU 200的实例实施方案，所述IGU包含具有第一表面S1和第二表面S2的第一窗格204。在一些实施方案中，第一窗格204的第一表面S1面向外部环境，如室外或外部环境。IGU 200还包含具有第一表面S3和第二表面S4的第二窗格206。在一些实施方案中，第二窗格206的第二表面S4面向内部环境，如家庭、建筑物或车辆的内部环境，或家庭、建筑物或车辆内的房间或隔间。
在一些实施方案中，第一窗格204和第二窗格206中的每一个至少对于可见光谱中的光来说是透明或半透明的。例如，窗格204和206中的每一个可以由玻璃材料，并且尤其是建筑玻璃或其它防碎玻璃材料形成，例如基于氧化硅(SOx)的玻璃材料。作为更具体的实例，第一窗格204和第二窗格206中的每一个可以是钠钙玻璃衬底或浮法玻璃衬底。此类玻璃衬底可以由例如约75％的二氧化硅(SiO2)以及Na2O、CaO和几种微量添加剂组成。然而，第一窗格204和第二窗格206中的每一个可以由具有合适的光学、电学、热学和机械性质的任何材料形成。例如，可以用作第一窗格204和第二窗格206中的一个或两个的其它合适的衬底可以包含其它玻璃材料以及塑料、半塑料和热塑性材料(例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、烯丙基双甘油碳酸盐、SAN(苯乙烯丙烯腈共聚物)、聚(4-甲基-1-戊烯)、聚酯、聚酰胺)或镜面材料。在一些实施方案中，第一窗格204和第二窗格206中的每一个可以例如通过回火、加热或化学强化来加强。
通常，第一窗格204和第二窗格206中的每一个以及整个IGU 200都是矩形的。然而，在一些其它实施方案中，可能有并且可能期望其它形状(例如，圆形、椭圆形、三角形、曲线形、凸形或凹形)。在一些具体实施方案中，第一窗格204和第二窗格206中的每一个的长度“L”可以处于大约20英寸(in.)到大约10英尺(ft.)的范围内，第一窗格204和第二窗格206中的每一个的宽度“W”可以处于大约20in.到大约10ft.的范围内，并且第一窗格204和第二窗格206中的每一个的厚度“T”可以处于大约0.3毫米(mm)到大约10mm的范围内(尽管根据具体用户、管理者、管理员、建造者、建筑师或所有者的需要，可能有并且可能期望更小以及更大的其它长度、宽度或厚度)。在衬底204的厚度T小于3mm的实例中，通常将衬底层压到更厚的附加衬底，从而保护薄衬底204。另外，虽然IGU 200包含两个窗格(204和206)，但是在一些其它实施方案中，IGU可以包含三个或更多个窗格。更进一步，在一些实施方案中，窗格中的一个或多个本身可以是两层、三层或更多层或子窗格的层压结构。
第一窗格204和第二窗格206通过间隔件218彼此间隔开，所述间隔件通常是框架结构，以形成内部容积208。在一些实施方案中，内部容积填充有氩(Ar)，但是在一些其它实施方案中，内部容积108可以填充有另一种气体，如另一种惰性气体(例如，氪(Kr)或氙(Xn))、另一种(非惰性)气体或气体混合物(例如空气)。用如Ar、Kr或Xn等气体填充内部容积208可以减少通过IGU 200的传导热传送，因为这些气体的导热率低以及由于它们的原子量增加而改善了隔音性。在一些其它实施方案中，内部容积208可以被抽空空气或其它气体。间隔件218通常确定内部容积208的高度“C”；即，第一窗格204与第二窗格206之间的间隔。在图2中，ECD、密封剂220/222和母排226/228的厚度未按比例；这些部件通常非常薄，但是仅为了便于说明而在这里被夸大。在一些实施方案中，第一窗格204与第二窗格206之间的间距“C”处于大约6mm到大约30mm的范围内。间隔件218的宽度“D”可以处于大约5mm到大约25mm的范围内(但是可能有并且可能期望其它宽度)。
尽管未在横截面视图中示出，但是间隔件218通常围绕IGU 200的所有侧面(例如，IGU 200的顶部、底部、左侧和右侧)形成框架结构。例如，间隔件218可以由泡沫或塑料材料形成。然而，在一些其它实施方案中，间隔件可以由金属或其它传导材料形成，例如，具有至少3个侧面的金属管或通道结构，两个侧面用于密封到衬底中的每一个，并且一个侧面用于支撑和分离薄片，并且作为在其上涂覆密封剂224的表面。第一主密封件220粘附并气密地密封间隔件218和第一窗格204的第二表面S2。第二主密封件222粘附并气密地密封间隔件218和第二窗格206的第一表面S3。在一些实施方案中，主密封件220和222中的每一个可以由粘性密封剂形成，例如，聚异丁烯(PIB)。在一些实施方案中，IGU 200进一步包含辅助密封件224，所述辅助密封件气密密封围绕间隔件218外部的整个IGU 200的边界。为此，可以距第一窗格204和第二窗格206的边缘距离“E”***间隔件218，距离“E”可以处于大约4mm到大约8mm的范围内(但是可能有并且可能期望其它距离)。在一些实施方案中，辅助密封件224可以由粘性密封剂形成，例如，抗水并且为组件增加结构支撑的聚合材料，如硅树脂、聚氨酯和形成防水密封的类似结构密封剂。
在图2所示的实施方案中，ECD 210形成于第一窗格204的第二表面S2上。在一些其它实施方案中，ECD 210可以形成于另一个合适的表面上，例如，第一窗格204的第一表面S1、第二窗格206的第一表面S3或第二窗格206的第二表面S4。ECD 210包含电致变色(“EC”)堆叠212，所述EC堆叠本身可以包含一个或多个层，如参考图1所述。
窗户控制器-窗户控制器与一个或多个可着色窗户相关联，并且被配置成通过向窗户施加刺激，例如通过向EC装置涂层施加电压或电流来控制窗户的光学状态。如本文所述的窗户控制器相对于它们控制的光学可切换窗户可以具有许多大小、格式和位置。通常，控制器将附接到IGU或层压制品的薄片上，但是它也可以在容纳IGU或层压制品的框架中或者甚至在分开的位置中。如前所述，可着色窗户可以包含一个、两个、三个或更多个单独的电致变色窗格(透明衬底上的电致变色装置)。另外，电致变色窗户的各个窗格可以具有电致变色涂层，所述电致变色涂层具有独立可着色区。如本文所述的控制器可以控制与此类窗户相关联的所有电致变色涂层，无论电致变色涂层是整体的还是分区的。
如果不是直接地附接到可着色窗户、IGU或框架，窗户控制器通常位于接近可着色窗户。例如，窗户控制器可以邻近窗户、在窗户的薄片中的一个的表面上、在窗户旁边的墙壁内或在独立的窗户组件的框架内。在一些实施例中，窗户控制器是“原位”控制器；也就是说，控制器是窗户组件、IGU或层压制品的一部分，并且可以不必与电致变色窗户匹配，并且在现场安装后，例如，控制器与窗户一起作为组件的一部分从工厂转运。控制器可以安装在窗户组件的窗户框架中，或者是IGU或层压组件的一部分，例如，安装在IGU的窗格上或窗格之间或在层压制品的窗格上。在控制器位于IGU的可见部分上的情况下，控制器的至少一部分可以是基本上透明的。在于2015年11月14日提交并且标题为“独立的EC IGU(SELFCONTAINED EC IGU)”的第14/951,410号美国专利申请中提供了玻璃上控制器的另外实例，所述专利以全文引用的方式并入本文中。在一些实施例中，本地化控制器可以被设置为多于一个部分，其中至少一个部分(例如，包含存储关于相关联的电致变色窗户的信息的存储器部件)被设置为窗户组件的一部分，并且至少一个其它部分是分开的，并且被配置成与窗户组件、IGU或层压制品的部分的至少一个部分配合。在某些实施例中，控制器可以是不在单个壳体中而是例如在IGU的辅助密封件中间隔开的互连部分的组件。在其它实施例中，控制器是例如在单个壳体中或者在将例如对接件和壳体组件组合的两个或更多个部件中的紧凑型单元，所述紧凑型单元靠近玻璃，不在可视区域中或者安装在可视区域中的玻璃上。
在一个实施例中，在安装可着色窗户之前，窗户控制器并入到IGU中或其上和/或窗户框架中或至少与窗户相同的建筑物中。在一个实施例中，在离开制造设施之前，将控制器并入到IGU中或其上和/或窗户框架中。在一个实施例中，基本上在辅助密封件内将控制器并入到IGU中。在另一个实施例中，将控制器并入到IGU中或其上，部分地、基本上或完全在由密封分隔件与衬底之间的主密封件限定的周长内。
使控制器作为IGU和/或窗户组件的一部分，IGU可以具有例如与IGU或窗户单元一起转运的控制器的逻辑和特征。例如，当控制器是IGU组件的一部分时，如果一个或多个电致变色装置的特性随时间改变(例如，在降解期间)，则可以使用表征功能，例如，以更新用于驱动着色状态转变的控制参数。在另一个实例中，如果已经安装在电致变色窗户单元中，则控制器的逻辑和特征可以用于校准控制参数，以匹配预期的安装，并且例如如果已经安装，则可以重新校准控制参数，以匹配一个或多个电致变色窗格的性能特性。
在其它实施例中，控制器不与窗户预先关联，而是例如具有对任何电致变色窗户通用的部分的对接部件与工厂的每个窗户相关联。在窗户安装之后，或者在现场以其它方式，将控制器的第二部件与对接部件组合，以完成电致变色窗户控制器组件。对接部件可以包含芯片，在工厂用对接件所附接的特定窗户(例如，在安装之后将面向建筑物的内部的表面上，有时称为表面4或“S4”)的物理特性和参数对所述芯片进行编程。第二部件(有时称为“载体”、“外壳”、“壳体”或“控制器”)与对接件配合，并且当通电时，第二部件可以读取芯片，并且根据存储在芯片上的特定特性和参数配置自身为窗户供电。以此方式，装运的窗户仅需要将其相关联的参数存储在芯片上，所述芯片与窗户成一体，而更复杂的电路系统和部件可以在以后组合(例如，分开装运并且在玻璃工已经安装窗户之后，由窗户制造商安装，随后由窗户制造商调试)。下文将更详细地描述各种实施例。在一些实施例中，芯片包含在附接到窗户控制器的电线或电线连接器中。此类具有连接器的电线有时被称为尾纤。
如所讨论，“IGU”包含两个(或更多个)基本上透明的衬底，例如，两个玻璃窗格，其中至少一个衬底包含安置在其上的电致变色装置，并且窗格具有安置在它们之间的分隔件。IGU通常是气密密封的，具有与周边环境隔离的内部区域。“窗户组件”可以包含IGU或例如独立的层压制品，并且包含用于将IGU连接或将一个或多个电致变色装置层压到电压源、开关等的电引线，并且可以包含支撑IGU或层压制品的框架。窗户组件可以包含如本文所述的窗户控制器和/或窗户控制器的部件(例如，对接件)。
如本文所用，术语外侧意味着更靠近外部环境，而术语内侧意味着更靠近建筑物的内部。例如，在IGU具有两个窗格的情况下，位于更靠近外部环境的窗格被称为外侧窗格或外窗格，而位于更靠近建筑物的内部的窗格被称为内侧窗格或内窗格。如图2所示，IGU的不同表面可以称为S1、S2、S3和S4(假设双窗格IGU)。S1是指外侧薄片的面向外部的表面(即，可以由站在外部的人物理地触摸的表面)。S2是指外侧薄片的面向内部的表面。S3是指内侧薄片的面向外部的表面。S4是指内侧薄片的面向内部的表面(即，可以由站在建筑物内部的人物理地触摸的表面)。换句话说，从IGU的最外面的表面开始并且向内计数，表面标记为S1-S4。在IGU包含三个窗格的情况下，适用同样的趋势(S6是可以由站在建筑物内部的人物理地触摸的表面)。在采用两个窗格的某些实施例中，电致变色装置(或其它光学可切换装置)安置在S3上。
窗户控制器和其特征的另外实例呈现在于2012年4月17日提交并且标题为“用于光学可切换窗户的控制器(CONTROLLER FOR OPTICALLY-SWITCHABLE WINDOWS)”的第13/449,248号美国专利申请；于2012年4月17日提交并且标题为“用于光学可切换窗户的控制器(CONTROLLER FOR OPTICALLY-SWITCHABLE WINDOWS)”的第13/449,251号美国专利申请；于2016年10月26日提交并且标题为“用于光学可切换装置的控制器(CONTROLLERS FOROPTICALLY-SWITCHABLE DEVICES)”的第15/334,835号美国专利申请；和于2017年3月3日提交并且标题为“调试电致变色窗户的方法(METHOD OF COMMISSIONING ELECTROCHROMICWINDOWS)”的第PCT/US17/20805号国际专利申请中，所述专利中的每一个以全文引用的方式并入本文中。
窗户控制系统-当建筑物配备有可着色窗户时，窗户控制器可以彼此连接和/或通过通信网络连接到其它实体，所述通信网络有时被称为窗户控制网络或窗户网络。网络和通过网络(例如，有线或无线电力传送和/或通信)连接的各种装置(即，控制器和传感器)在本文中被称为窗户控制系统。窗户控制网络可以向窗户控制器提供着色指令，向主控制器或其它网络实体提供窗户信息等。窗户信息的实例包含当前着色状态或由窗户控制器收集的其它信息。在一些情况下，窗户控制器具有一个或多个相关联的传感器，包含例如通过网络提供感测信息的光电传感器、温度传感器、占用传感器和/或气体传感器。在一些情况下，通过窗户通信网络传输的信息不必影响窗户控制。例如，在被配置成接收WiFi或LiFi信号的第一窗户处接收的信息可以通过通信网络传输到被配置成将信息作为例如WiFi或LiFi信号无线地广播的第二窗户。窗户控制网络不必限于提供用于控制可着色窗户的信息，而是还可以为与通信网络介接的例如HVAC系统、照明系统、安全系统、个人计算装置等其它装置传达信息。
图3提供了窗户控制系统300的控制网络301的实例。网络可以分发控制指令和反馈两者，以及用作配电网络。主控制器302与多个网络控制器304通信并且起作用，其中网络控制器中的每一个能够寻址多个窗户控制器306(有时在本文中称为叶控制器)，所述窗户控制器施加电压或电流，以控制一个或多个典型地光学可切换窗户308的着色状态。通过有线(例如，以太网)或通过无线(例如，WiFi或LiFi)连接，可能发生通信控制器(304、306和308)。在一些实施方案中，主控制器向网络控制器发出高级指令(如电致变色窗户的最终着色状态)，并且然后网络控制器将指令传达到对应的窗户控制器。通常，主控制器被配置成与一个或多个面向外网络309进行通信。窗户控制网络301可以包含具有各种能力或功能并且不需要布置在图3所示的分层结构中的任何适当数量的分布式控制器。如本文别处所讨论的，网络301还可以用作充当通信节点到其它装置或系统(例如，309)的分布式控制器(例如，302、304、306)之间的通信网络。
在一些实施例中，向外面对网络309是建筑物管理系统(BMS)的一部分或连接到所述建筑物管理系统。BMS是基于计算机的控制系统，所述控制系统可以安装在建筑物中，以监测和控制建筑物的机械和电气设备。BMS可以被配置成控制HVAC系统、照明系统、电力系统、电梯、消防系统、安全系统和其它安全系统的操作。BMS频繁地用于大型建筑物中，其中它们用于控制建筑物内的环境。例如，BMS可以监测和控制建筑物内的照明、温度、二氧化碳水平和湿度。这样做，BMS可以控制熔炉、空调、鼓风机、通风口、气体管线、供水管线等的操作。为了控制建筑物的环境，BMS可以根据例如建筑物管理者制定的规则开启和关闭这些各种装置。BMS的一个功能是为建筑物的居住者维持舒适的环境。在一些实施方案中，BMS不仅可以被配置成监测和控制建筑物条件，而且优化各种系统之间的协同作用–例如，以节省能量和降低建筑物操作成本。在一些实施方案中，BMS可以被配置有灾难响应。例如，BMS可以发起使用备份发电机和关闭供水管线和气体管线。在一些情况下，BMS具有更集中的应用—例如，简单地控制HVAC系统—而并行系统，如照明、可着色窗户和/或安全系统则独立存在或与BMS交互。
在一些实施例中，网络309是远程网络。例如，网络309可以在云中或在具有光学可切换窗户的建筑物远程的装置上操作。在一些实施例中，网络309是提供信息或允许通过远程无线装置控制光学可切换窗户的网络。在一些情况下，网络309包含地震事件检测逻辑。窗户控制系统和其特征的另外实例呈现在于2016年10月26日提交并且标题为“用于光学可切换装置的控制器(CONTROLLERS FOR OPTICALLY-SWITCHABLE DEVICES)”的第15/334,832号美国专利申请和于2016年11月23日提交并且标题为“窗户网络中控制器的自动调试(AUTOMATED COMMISSIONING OF CONTROLLERS IN A WINDOW NETWORK)”的第PCT/US17/62634号国际专利申请中，两者均以全文引用的方式并入本文中。
尽管所描绘的实施例示出了窗户308和窗户控制网络301，但是应当理解，一些实施例不包含EC窗户或任何其它类型的光学可切换窗户。此外，在某些实施例中，网络包含控制器，但是控制器不控制窗户。在一些实施例中，网络具有类似于图3所示的拓扑，但是它不一定用于控制窗户。此类网络可以用于各种其它目的，并且可以包含或可以不包含提供用于控制光学可切换窗户或其它建筑物功能的着色状态的指令。在某些情况下，最初部署网络时没有光学可切换窗户，但后来安装了此类窗户并将其连接到网络。不管是否附接了窗户，网络都可以提供与窗户控制无关的各种功能。例如，在某些实施例中，描述了具有或不具有可切换窗户的建筑物外立面(围护结构)计算和配电系统。此类系统可以在建筑物的建造过程早期安装，并且因此提供电力和计算能力，例如，边缘计算平台和/或云，其可以用于完成建造和/或在建筑物建造完成并且建筑物已被用于其预期目的时由建筑物的居住者使用。
具有透明显示技术的电致变色窗户：
申请人以前已经开发了具有集成光伏、板载存储装置、集成天线、集成传感器、API的IGU，以提供有价值的数据等。已经发现，例如通过与透明显示技术以及增强传感器、板载天线和软件应用组合，电致变色窗户可以以令人惊讶的方式进一步改善。
图4中所描绘的一个实施例包含与透明显示器组合的电致变色(EC)窗户薄片或IGU或层压制品。透明显示器区域可以与EC窗户可视区域共同延伸。电致变色薄片410以串联的方式与透明显示器面板420组合，所述电致变色薄片包含在其上具有电致变色装置涂层的透明窗格和用于施加着色和漂白的驱动电压的母排。在此实例中，410和420使用密封垫片430组合，以形成IGU400。透明显示器可以是用于IGU的独立薄片，或者是例如层压或以其它方式附接到玻璃薄片的柔性面板，并且所述组合是IGU的其它薄片。在典型的实施例中，透明显示器是或者在IGU的内侧薄片上，用于由建筑物居住者使用。在其它实施例中，电致变色装置涂层和透明显示器机构在单个衬底上组合。在其它实施例中，层压制品，而不是IGU由410和420未经密封垫片形成。
透明显示器可以用于许多目的。例如，显示器可以用于常规显示器或投影屏幕目的，例如显示视频、演示文稿、数字媒体、电话会议、基于网络包含视频的会议、对居住者和/或建筑物外部的人员(例如，应急响应人员)的安全警告等。透明显示器还可以用于显示对显示器、电致变色窗户、电致变色窗户控制系统、库存管理系统、安全系统、建筑物管理系统等的控制。在某些实施例中，透明显示器可以用作物理报警元件。也就是说，IGU的电致变色薄片可以用作破损检测器，以指示建筑物***的安全漏洞。透明显示器也可以单独地或与电致变色薄片组合来实现此功能。在一个实例中，电致变色薄片用作破损检测传感器，即打破EC窗格会触发报警。透明显示器还可以用于此功能和/或用作视觉报警指示，例如向居住者和/或外部应急人员显示信息。例如，在某些实施方案中，透明显示器的电响应可能比电致变色薄片快，并且因此可以用于例如在外部向消防员等或在内部向居住者指示警报状态，例如用于指示威胁和/或逃生路线的性质。在一个实施例中，外侧电致变色薄片的破损通过窗户控制器将信号发送到透明显示器，使得透明显示器传达安全漏洞。在一个实施例中，透明显示器闪烁警告消息和/或闪烁红色，例如整个透明显示器窗格可以明亮地闪烁红色，以指示故障和容易看到，例如，居住者和/或外部人员将很容易注意到以这种方式闪烁的大窗户。在另一个实例中，一个或多个相邻窗户可以指示对窗户的损坏。例如，在第一个窗户具有四个相邻窗户的幕墙中，对第一个窗户的破坏会触发四个相邻窗户中的一个或多个闪烁红色或显示指向第一个窗户的大箭头，以使居住者或外部人员更容易知道问题出在哪里。在具有许多窗户的大型摩天大楼中，第一个响应者将非常容易看见邻近中心窗户闪烁的四个窗户，即形成闪烁的十字，以指示问题的位置。如果不止一个窗户被打碎，此方法将允许即时目视确认问题所在。在某些实施例中，可以使用一个或多个透明显示器向第一响应者显示消息，指示紧急情况的位置以及性质。这可能是一个或多个窗户破损或例如向消防员指示建筑物内的热点。
电致变色窗户可以用作对比元件，以辅助透明显示器的可视化，例如，通过使EC窗格着色，透明显示器将具有更高的对比度。进而，透明显示器可以用于增强电致变色装置的颜色、色调、％T、开关速度等。存在可以通过EC窗户与透明显示技术的组合而被利用的许多新颖的共生关系。当EC窗格和透明显示器两者都在其清澈状态下时，IGU400出现，并且用作常规的窗户。透明显示器420可能具有一些视觉上可辨别的导电网格图案，但是否则是透明的，并且可以在显示器功能上是单向或双向的。本领域普通技术人员将理解，随着透明显示技术的发展，此类装置的清晰度和透明度将提高。微米和纳米结构的可寻址网格以及透明导体技术的改进可以在没有视觉上可辨别的导电网格的情况下实现透明显示器。
图5描绘了电致变色绝缘玻璃单元550，玻璃上透明显示器575用作IGU550的控制接口。显示器575可以有线连接到板载控制器，所述控制器例如容纳在IGU的辅助密封体积中。透明显示器575的接线可以穿过玻璃，围绕玻璃的边缘，或可以无线连接到板载(或非板载)控制器(未示出)。当透明显示器575未使用时，它基本上是透明的和无色的，从而不会使IGU的可视区域的美学减损。透明显示器575可以粘附地附接到IGU的玻璃。窗户的控制单元的接线可能围绕或穿过其上附接有显示器的玻璃。显示器可以通过也可以是透明的一个或多个天线与窗户控制器或控制系统无线通信。
透明显示器可以定位在光学可切换窗户的可视区域内。透明显示器可以被配置成通过例如图形用户界面提供关于窗户或建筑物的各种类型的信息。显示器也可以用于向用户传达信息，例如，如本文所述的电话会议、天气数据、财务报告、实时流式传输数据、资产跟踪等。在某些实施例中，透明显示器(和相关联的控制器)被配置成示出关于正在使用的窗户的具体信息(显示信息的一个)，关于窗户驻留区域的信息，和/或关于建筑物中的其它特定窗户的信息。根据用户权限，此类信息可能包含建筑物或甚至多个建筑物的所有窗户中的信息。透明显示器(和相关联的控制器)可以被配置成允许监测和/或控制窗户网络上的光学可切换窗户。
在某些实施例中，图形用户界面可以表示窗户和/或使用智能对象的其它可控系统和装置。如本文所述，“智能对象”是一个或多个材料项的表示，所述一个或多个材料项可以由用户操控(例如，通过与触-敏显示器接触)以收集和/或呈现关于智能对象表示的一个或多个物理装置的信息。在一些情况下，图形用户界面可以显示其上具有一个或多个智能对象的三维建筑物模型。通过根据智能对象的物理位置在建筑物模型上显示它们，用户可以轻松识别表示感兴趣窗户的智能对象。智能对象允许用户从窗户网络和/或与窗户网络通信的系统或电子装置接收信息或控制其方面。例如，如果用户已经选择了表示窗户的智能对象，则可能显示信息，如窗户ID、窗户类型、窗户大小、制造日期、当前着色状态、泄漏电流、使用历史记录、内部温度、外部温度等。另外，智能对象可以向用户呈现用于控制窗户着色状态、配置着色时间表或着色规则的选项。在一些情况下，窗户可以具有带触摸和手势传感器的内侧薄片，所述传感器允许用户与图形用户界面中的智能对象进行交互。在一些情况下，用户可以使用被配置成接收用户输入的远程装置(例如，手机、控制器、键盘等)与图形用户界面上显示的智能对象进行交互。
在一个实例中，在多个电致变色窗户的初始安装期间，至少一个窗户安装有透明显示技术。此窗户也可以被配置有电源、互联网连接和至少一个处理器(例如，窗户控制器、网络控制器和/或用于窗户安装的主控制器)。凭借其透明显示器功能，至少一个窗户可以用作GUI，用于进一步在待安装的系统中安装所述多个窗户。随着系统的窗户被安装，此用途可以被转换到系统的其它窗户，并且额外地用于调试系统的窗户。这避免了需要安装者具有便携式或其它单独的计算装置来调试窗户；窗户本身和其对应的处理能力可以在安装期间用于帮助窗户系统的进一步安装和调试。使用例如此至少一个具有显示技术的窗户，商人、工程师和/或负责安装电线、管道、HVAC和其它基础设施的施工人员可以具有在大型显示器上绘制建筑物图纸的能力，而不是携带大型纸质图纸。此外，基于网络的视频会议例如允许在建筑物的不同区域的工人相互交流和探讨在其屏幕上显示的建筑物平面图，通过本文所述的透明显示器的触摸屏功能交互操作平面图。
在某些实施例中，不是例如以IGU形状因数与EC装置一起注册的透明显示器，交互式投影仪用于将信息显示在EC窗户上，并且还允许用户使用组件的交互式显示技术部分来访问和输入信息。图6描绘了光学可切换窗户600的实例，所述光学可切换窗户配置有在光学可切换窗户的表面上显示图像614的投影仪606。为了提高投影图像614的可见性，窗户可以被配置有像素化或整体无源涂层，所述无源涂层对观察者是基本上透明的，但是辅助由投影仪提供的图像的反射。在一些情况下，可以调整着色水平，以提高投影图像的可见性。在这点上，为了确保窗户着色状态适用于投影，窗户控制器604和投影仪/显示控制器606可以耦合或通信。投影仪可以定位在竖框602(如图所示)、气窗中、或在远程位置处，如附近的天花板或墙壁。投影仪606可以从窗户控制器604接收待显示的信息，所述窗户控制器也可以定位在竖框或气窗中。在一些情况下，竖框、气窗或类似位置中的投影仪用于通过自由空间将图像投影到IGU的玻璃表面或无源涂层上。在一些情况下，投影仪定位在竖框内，并且通过嵌入显示器薄片的玻璃衬底中、由其形成或与其附接的光导将光投影到显示器上。在一些实施例中，可以配置投影仪，使得终端用户不会看到投影仪机构，即从视线中隐藏了投影仪机构。例如，通过使用镜面或通过朝向投影仪，可以将光从玻璃的边缘投影到光导中。在此配置中，可以将投影仪隐藏起来，以免造成视觉干扰。在一些情况下，使用光导板，所述光导板平行于具有用于显示图像的整体无源涂层的薄片延行。在2017年10月17日提交的标题为“显示器装置(Display device)”的第US9791701B2号美国专利中能找到用于可以适配成用于光学可切换窗户的透明显示器的用户可佩戴显示器装置的导光板的实例，所述美国专利整体并入。
为了接收对应于用户运动的用户输入，图6所描绘的窗户可以配备有运动传感器608，所述运动传感器定位在竖框和/或气窗上或内。运动传感器可以包含一个或多个相机以检测用户运动(例如，用户的手的运动)，并且图像分析逻辑可以基于检测到的运动确定用户与所显示的智能对象的交互。例如，图像分析逻辑可以确定用户的运动是否对应于用于提供特定输入的手势。在一些情况下，一个或多个相机可以是推测的相机。在一些情况下，运动传感器可以包含超声换能器和超声传感器，以确定用户运动。在一些情况下，窗户可以配备有电容触摸传感器(例如，在S1或S4上)，所述电容触摸传感器至少部分地覆盖窗户的可见部分，并且当用户触摸窗户的表面时接收用户输入。例如，电容触摸传感器可以类似于在如苹果iPad等触摸屏中找到的触摸传感器。除了运动传感器之外，光学可切换窗户也可以配备有麦克风612，所述麦克风定位在竖框或气窗中，用于接收可听用户输入。在一些情况下，麦克风612可以定位在远程装置上，并且语音识别逻辑可以用于确定来自接收到的音频的用户输入。在一些情况下，音频被记录在远程装置上，并且无线传输到窗户控制器。在2017年4月25日提交的PCT专利申请PCT/US17/29476中提供了提供用于控制光学可切换窗户的语音控制接口的系统的实例，所述PCT专利申请以全文引用的方式并入本文中。当窗户可以被配置成接收可听用户输入时，窗户还可以被配置有一个或多个扬声器610，用于向用户提供信息。例如，扬声器610可以用于响应于用户查询或提供可以由用户控制的各种特征。在一些情况下，如由索尼公司制造的XperiaTouchTM等投影仪附接到IGU或在其附近，例如，在竖框中或在附近的墙壁或天花板上，以便投影到IGU上，向用户显示信息，并且提供玻璃上控制功能。
在一个实施例中，窗户组件包含运动传感器、相机、透明电容触摸屏、和/或用于语音激活的麦克风。当用户与窗户交互时，投影仪(或透明显示器)激活，以显示用于控制窗户、建筑物中的其它窗户和/或其它建筑物系统的控制GUI。用户交互可以是例如在窗户附近检测到的移动、用户的视频或图像识别、适当的触摸命令、和/或适当的语音命令。然后，用户可以执行期望的工作、编程、数据检索等。在一段时间之后，或通过由用户提供的适当命令输入，玻璃上的控制GUI(投影或透明显示器)消失或停止，使(整个)窗户一览无遗。
在某些实施例中，窗户可以使用电润湿透明显示技术。电润湿显示器是像素化显示器，其中每个像素具有一个或多个单元。每个单元可以在基本上透明的光学状态与基本上不透明的光学状态之间振荡。单元利用表面张力和静电力以控制单元内疏水性溶液和亲水性溶液的移动。单元可以是例如其不透明状态下的白色、黑色、青色、品红色、黄色、红色、绿色、蓝色或一些其它颜色(由单元内的疏水性溶液或亲水性溶液确定)。彩色像素可以具有例如以堆叠布置的青色、品红色、黄色单元。可以通过以特定频率振荡像素的单元(每个单元具有不同的颜色)产生感知的颜色。此类显示器可以具有成千上万个可单独寻址的单元，所述单元可以产生高分辨率图像。
显示器可以永久地或可逆地附接到电致变色窗户。例如，电致变色窗户可以包含电致变色薄片、电致变色IGU和/或包含电致变色薄片的层压制品。在一些情况下，可能有利的是在显示器与窗户之间包含可逆和/或可接近连接，使得可以根据需要升级或更换显示器。显示器薄片可以在电致变色装置的内侧或外侧。应注意，本文实施例中的任一个可以被修改以切换显示器薄片和电致变色EC装置的相对位置。此外，尽管某些图示出了包含特定数量的薄片的电致变色窗户，但是这些实施例中的任一个可以被修改，使得电致变色窗户包含任何数量的薄片(例如，EC IGU可以被EC薄片或EC层压制品代替，并且反之亦然)。
在Kozlowski等人的标题为“低缺陷电致变色装置的制造(Fabrication of LowDefectivity Electrochromic Devices)”的第12/645,111号美国专利申请和Wang等人的标题为“电致变色装置(Electrochromic Devices)”的第12/645,159号美国专利申请中描述了实例固态电致变色装置、方法和用于制造其的设备以及制造具有此类装置的电致变色窗户的方法，所述美国专利申请以全文引用的方式并入本文中。在各种实施例中，固态电致变色装置与透明显示器结合使用，所述透明显示器可以被像素化，并且可以包含一种或多种有机或非固体组分。此类显示器的实例包含OLED、电泳显示器、LCD和电润湿显示器。如所描述的，显示器可以与薄片上的电致变色装置完全或部分共同延伸。进一步，显示器可以设置成直接与电致变色装置接触，在与电致变色装置相同的薄片上但是在不同的表面上，或在IGU的不同薄片上。在一些实施例中，显示器薄片可以可逆并且可接近地附接到固定显示器薄片的对接件。对接件可以被配置成安全地接收显示器薄片，并且在一个或多个边缘处支撑它。在2015年11月24日提交的标题为“独立的EC IGU(SELF-CONTAINED EC IGU)”的第14/951,410号美国专利申请中描述了对接件和其它框架的实例，所述美国专利申请以全文引用的方式并入本文中。
在各种实例中，固定显示器薄片的框架系统包含用于将显示器薄片固定在EC窗户附近的结构，以及用于向显示器薄片供电的接线。框架系统可以进一步包含用于向显示器薄片提供通信的接线、用于向EC窗户和/或窗户控制器提供电力的接线以及用于向EC窗户和/或窗户控制器提供通信的接线。在这些或其它实施例中，框架系统可以包含无线发射器和/或接收器，用于传输和/或接收可以传输到显示器薄片和/或电致变色窗户/窗户控制器的无线控制信息。框架系统还可以包含可用于电致变色窗户的许多其它部件，如各种传感器、相机等。
在一些实施例中，支撑显示器薄片的框架系统被配置成接近已经固定电致变色窗户的现有框架安装。在此实例中，实质上对电致变色窗户进行了改型以包含显示器薄片。在一些此类情况下，框架可以包含控制硬件，以与现有EC窗户介接。在一些情况下，此类控制硬件可以使用无线通信来控制EC窗户。
一般来说，框架系统/对接件/类似的硬件可以被称为用于将电子装置安装到光学可切换窗户上的设备。电子装置在许多情况下是显示器(例如，显示器薄片或其它显示器)，并且可以是透明的或可以不是透明的。电子装置还可以是任何数量的其它装置，包含但不限于窗户控制器、用户输入装置等。在一些情况下，设备可以将一个以上的电子装置安装到光学可切换窗户上。
在一些情况下，可以串联控制显示器和EC窗户，以增强用户体验。例如，可以以考虑到EC窗户的光学状态的方式控制显示器。类似地，可以以考虑到显示器的状态的方式控制EC窗户的光学状态。在一个实例中，EC窗户和显示器可以被一起控制，以便优化显示器的外观(例如，使得显示器容易看见、明亮、可读等)。在一些情况下，当EC窗户处于暗着色状态时，最容易看到显示器。这样，在一些情况下，EC窗户和显示器可以被一起控制，使得当使用显示器时，或者当使用显示器并且满足某些条件(例如，关于时间、天气、光线条件等)时，EC窗户进入相对暗着色状态。
在一些实施例中，第一控制器可以用于控制EC窗户的光学状态，并且第二控制器可以用于控制显示器。在另一个实施例中，单个控制器可以用于控制EC窗户和显示器两者的光学状态。根据特定应用的需要，可以在单个控制器或多个控制器中设置用于此类控制的逻辑/硬件。
图7示出了可以如何实施玻璃上透明控制器的架构的一个配置。玻璃上控制器透明显示器702用于显示图形用户界面(GUI)格式中的控制应用。透明显示器与如以下所示的板载或非板载的窗户控制器704通信。节点控制器706用于显示器监测和功能。节点控制器与主控制器708通信以控制EC功能等，所述主控制器进而通过云与API进行通信。窗户控制器可以包含RF无线电、温度传感器以及控制和蓝牙功能。透明玻璃上控制器显示器可以是例如如从芬兰的倍耐克公司(Beneq Oy)市售获得的
在一些情况下，申请人先前所描述的窗户控制技术架构可以包含含有用于驱动透明显示器的I/O的子卡(是否玻璃上控制器和/或是否全窗户大小显示器/控制器)。实施例还可以包含板载天线。天线可以是玻璃上天线，例如，分形天线和/或天线套件，所述天线被刻入IGU的薄片上的透明导电氧化物层。天线用于各种功能，包含RF传输/接收。各种EMI阻断涂层也可以包含在实施例中。
图8a和8b描绘了EC IGU802，所述EC IGU具有用于EC、天线和视频应用的IGU连接器804。IGU连接器可以包含支持这些应用中的每一个的单个电缆，或者在一些情况下(如图8a和8b中所述)，IGU连接器可以包含多于一个连接器，每个连接器用于支持EC IGU的不同应用。例如，5针连接器810可以用于支持EC功能，而同轴电缆808可以支持无线通信(例如，通过窗户天线)，而MHL连接器808(或I2C)可以为透明显示器提供视频信号。一些实施例包含无线电力和控制，在一些情况下，这可以消除对一个或多个有线连接器的需要。
本文所述的某些实施例将现有建筑物操作系统(BOS)基础设施的强度与天线和显示技术组合，以实现额外功能。此类功能的一个实例是为如窗户控制器、收音机和显示器驱动器等窗户系统部件提供电力。在一些情况下，以每个IGU约2-3W提供可用功率。在一些实施方案中，EC控制通信可以通过例如具有CAN总线和电源的标准5线电缆进行递送。例如，如果需要，CAN总线可以以100kbps或更高操作，例如，最高约1Mbps。在一些实施例中，采用了ARCnet网络，所述网络以最高约例如2.5Mbps操作。它可以在包含线性控制网络的各种网络拓扑中执行此操作。递送用于无线和视频的内容需要相对高带宽的通信接口，所述接口可以通过采用无线传输、UWB等窗户系统使之可用，所述窗户系统中的每一个可以提供500Mbps或更高的数据速率。通常，窗户系统安装具有许多窗户，从而允许高数据速率，特别是与具有偶尔收发器的稀疏系统相比，如当前的Wi-Fi技术。
至少如果显示器内容频繁变化，将显示器装置添加到EC窗户的方面驱动了对更大通信带宽的需求。带宽要求可能支化成两个不同的产品，一个用于具有更高带宽的实时显示器(例如，投影仪屏幕替代品)，并且一个用于低带宽应用(例如，标志应用)。
如h.264视频会议等频繁变化的内容需要10Mbps(以太网)数据速率，用于每秒30帧的高清晰度(HD)质量。如静态广告等更多静态数据可以使用现有的数据路径(CAN总线)和可用带宽(约玻璃控制所需要的)以加载内容。内容可以被缓存，所以数据可以在一小时内缓慢输入，然后当帧完成时，显示器更新。如天气转播或销售指标等其它较缓慢变化的数据也不需要高-速数据。表1示出了数据通信带宽和相关联的应用。
表1：数据通信带宽。
对于标志应用，与EC IGU一起集成的透明显示器提供若干益处。在一些情况下，窗户可以显示“跟我来”制导系统，让你以最有效的方式转机航班。此制导系统可以与高精度位置感知系统组合，基于旅客的移动手机的位置和旅客的下一趟航班的登机证，在显示器上提供个性化服务。例如，当你沿着航站楼中的走廊移动时，透明显示器可以在玻璃的窗格上指示：“您的下一个航班，这边请，Chuck”。在另一个实例中，杂货店中玻璃门上的个性化显示器可以显示购买者喜好类型内的什么以特价出售。在紧急情况下，显示器窗户可以指示安全出口路线、灭火设备所在的位置、提供紧急照明等。
对于利用较高带宽数据通信的实时显示器，提供了以下实例。在一些情况下，可以用OLED显示器和EC IGU代替视频投影仪。然后，EC IGU可以使房间变暗，和/或提供显示器上良好的对比度所需的暗背景。在另一个实例中，具有透明显示器的窗户可以代替商业和住宅应用中的TV。在另一个实例中，当一个人穿过外部的窗户向外看时，具有实时显示器的窗户可以提供患者的实时健康统计。在此实例中，当医生回顾患者的病历时，患者保留了自然采光的健康益处。在又另一个实例中，实时显示器可以用于会议室墙壁的外部，以作为隐私增强机构例如向路过的人显示风景。由显示器提供的隐私可以增强提供的隐私，EC玻璃可能在一段时间内变暗。在又另一个实例中，透明显示器可以在汽车或其它形式的交通工具中提供增强的抬头显示器。
EC IGU的OLED显示器或类似(TFT等)部件除了提供动态图形内容外，还可以具有其它应用。例如，OLED显示器可以提供一般照明。冬天夜晚的暗色窗户只是看起来黑色或反映室内光线，但是通过使用OLED显示器，表面可以匹配你的墙壁的颜色。在一些情况下，透明显示器可以显示使建筑物居住者感到舒适并且提供隐私的场景。例如，窗户可以显示来自集成到玻璃上或板载窗户控制器中的相机来自那个确切窗户的晴天的屏幕截图。在另一个场景中，透明显示器可以用于修改透射通过IGU的EC薄片部分的光的感知颜色。例如，透明显示器可以向清澈的EC IGU添加淡蓝色，或向已经着色的IGU添加少许颜色，使其在着色上更灰或中性。在另一种情况下，透明显示器也可以用于改变居住者的内部空间的墙壁上的光的反射颜色。例如，代替寻找白色墙壁上的各种蓝色调，显示器可以调谐，以使用来自板载窗户控制器的面向内部的相机的反馈，使所述颜色更均匀。
在某些实施例中，IGU的透明显示器部件用于增加或代替内部空间(或如果显示器是双向的，则为外部空间)中的常规照明。例如，OLED显示器可以是相当明亮的，并且因此当居住者在晚上走进空间(感测占用)时，可以用于照亮房间(至少在某种程度上)。在另一个实施例中，透明显示器部件用于为博物馆的美术馆提供颜色受控的光，例如，在用于照明相对墙壁上的艺术品的墙壁的一个侧面上的一定长度的EC玻璃。
IGU的幕墙可能全部具有透明显示技术，或者可能是IGU的混合物，一些具有或一些没有透明显示技术。图9描绘了具有带各种功能的IGU的建筑物900的外立面。标记了902、904和906的IGU用于EMI阻断。标记了904和910的IGU被配置成向外部世界提供蜂窝通信，并且标记了906和910的IGU被配置成向建筑物内的居住者提供WiFi和/或蜂窝服务。标记了908的IGU仅被配置用于EC着色而不阻断无线通信。
在图9所示的实例中，顶楼层租户想要与外部世界隔绝或将提供其自己的通信(例如电缆调制解调器)。建筑物所有者可以例如将面向外部的天线(904)租赁给本地蜂窝公司作为中继塔。第四楼层租户可能想要建筑物中的蜂窝服务并且对其可用时间进行控制。面向内部的天线(906)根据需求将信号发出到建筑物中，但是阻断外部信号。信号的源可以是两个面向外部的蜂窝天线(904)。第三楼层租户想阻断所有外部信号，但是向居住者提供WiFi和蜂窝服务(906)。第二楼层租户想要完全隔绝，他们可能具有他们自己的硬线(例如，电缆调制解调器)连接，但是以其它方式隔绝。第一楼层是大厅，EC玻璃(908)允许外部信号通过玻璃，以及提供蜂窝中继器(910)，以增强建筑物的公共区域中的可用信号。
环境传感器
在一些实施例中，IGU可以配备有用于空气质量监测的环境传感器。例如，IGU可以具有一个或多个电化学气体传感器，所述电化学气体传感器通过传感器与感测气体之间的氧化和还原反应将气体浓度转换为电流。在一些实施例中，可以使用金属氧化物气体传感器。金属氧化物传感器监测到感测到的气体浓度为传感器处的电子电导率的函数。在一些情况下，IGU可能能够感测由美国国家环境空气质量标准(NAAQS)监测的六种标准污染物(一氧化碳、铅、地面臭氧、微粒物质、二氧化氮和二氧化硫)中的一种或多种。在一些情况下，如果安装现场存在具体的安全隐患，则IGU可以配备有传感器，以检测不太常见的污染物。例如，在用于半导体处理的设施中，传感器可以用于监测碳氟化合物或检测氯气。在一些情况下，传感器可以以占用传感器的形式检测二氧化碳水平，例如，以帮助窗户控制逻辑来确定内部环境的加热和冷却需求。
图10描绘了可以定位在IGU上的实例气氛气体传感器的横截面视图。环境传感器1000包含安置在衬底1008上的一个或多个第一感测单元1002和一个或多个第二感测1004单元。盖子1018可以安置在第一和第二感测单元上方，以保护感测单元不受大颗粒的影响。盖子中的通孔1016允许化学颗粒1030穿过感测单元且由感测单元检测。当颗粒穿过通孔1016且粘附到第一传感器电极1010时，第一感测单元1002感测到化学颗粒，改变电极的电阻。第二感测单元1012具有第二传感器电极1012与盖子1018之间的绝缘层1022，并且当化学颗粒穿过通孔且粘附到绝缘层1022时，感测到电容变化。在一些实施例中，环境传感器也与电容式触摸传感器1006集成，其中触摸传感器电极1014之间的绝缘层1024可以是与用于第二电极1022的绝缘材料相同的材料。在一些情况下，用于电容式触摸传感器和第二传感器单元1022和1024的绝缘层在相同的操作期间沉积。在触摸传感器与环境传感器集成的实施例中，绝缘侧壁1020用于防止化学颗粒扩散到触摸传感器电极1014附近的区域中。用于第一和第二感测单元的电极可以由如石墨烯、碳纳米管(CNT)、银纳米线(AgNW)、氧化铟锡(ITO)等材料制成。在一些情况下，用于电致变色装置中的透明导电层的相同材料可以用作感测单元或触摸传感器的电极。
在一些实施例中，环境传感器可以定位在IGU的内表面或外表面上。传感器单元可以非常小，使得即使它们由不透明的材料制成，它们可以仍然难以察觉。例如，第一传感器电极和/或第二传感器电极的面积可以介于约1μm与约10μm之间，或者在一些情况下，介于约10μm与约100μm之间。在一些情况下，环境传感器的衬底可能定位在IGU的薄片上或嵌入其中。在一些实施例中，将传感器直接装配在电致变色装置的顶部上，并且在一些情况下，环境传感器可以集成到透明显示器(例如，OLED显示器)中，如本文所述，其中电容式触摸传感器提供接受由透明显示器提供的GUI的用户输入的装置。在一些实施例中，环境传感器可以与IGU分开制造，并且然后可以结合或附接到IGU的内表面、外表面或框架。传感器可以是窗户控制器架构的一部分；例如，窗户控制器可以是窗户组件的一部分。在一些情况下，传感器定位在玻璃控制器上或与玻璃控制器相关联，在2015年11月24日提交的标题为“独立的EC IGU(SELF-CONTAINED EC IGU)”的第14/951,410号美国专利申请中描述了所述玻璃控制器，所述专利先前以全文引用的方式并入。在一些情况下，传感器定位在框架、竖框或相邻墙面上。在某些实施例中，移动智能装置中的传感器可以用于辅助窗户控制，例如，当传感器在还安装了窗户控制软件的智能装置中可用时，作为窗户控制算法的输入。
在安装时，环境传感器电连接到窗户控制器或另一个控制器，所述另一个控制器具有用于收集和处理来自一个或多个第一感测单元、一个或多个第二感测单元和/或一个或多个电容式传感器的数据的逻辑。当定位在IGU上，环境传感器可以通过连接到尾纤连接器的薄片的表面上的导电线路电耦合到控制器。如别处所述，尾纤连接器提供插头接口，用于将窗户控制器电连接到IGU的电致变色装置、窗户天线和/或其它传感器和电气部件。
环境传感器可以具有高感测性能，并且能够在各种气体污染物之间进行区分。例如，第一感测单元可以对第一颗粒和第二颗粒反应，而第二感测单元可以对第二颗粒和第三颗粒而不是第一颗粒反应。在此实例中，可以通过评估从一个或多个第一感测单元与一个或多个第二感测单元的组合感测到的响应来确定空气中第一、第二和第三类型的化学颗粒中的每一种的存在。在另一个实例中，如果气体传感器对多种气体具有交叉敏感性，可能难以确定由单一类型的感测单元检测到的是什么气体。例如，如果第一感测单元对化学品A具有强敏感性，但是对化学品B不太敏感，则感测逻辑可能无法确定化学品A以低浓度存在还是化学品B以高浓度存在。当也使用了第二感测单元，并且对化学品A和B具有不同的敏感性(例如，对化学品B比对化学品A更敏感)时，然后气体感测逻辑可以在气体之间进行区分。如果第二感测单元邻近第一感测单元定位，则可以假设感测气体的浓度在两个单元处类似，并且然后两个单元的敏感性差异可以用于在两种或更多种化学品之间进行区分。在一些情况下，IGU上可能存在三种或更多种类型的感测单元，所述感测单元可以被感测逻辑用于在空气污染物之间进行区分。在一些情况下，IGU可能具有多个气体传感器，以补偿传感器的漂移或不稳定性。
先进的网络架构
图11a描绘了当前网络架构和市售窗户控制系统。每个EC窗户具有窗户控制器(WC)，所述窗户控制器进而与网络控制器(NC)通信，网络控制器进而与主控制器(MC)通信。通信和控制可以无线、通过移动应用和/或通过云来完成。通过主干线路系统向窗户提供电力，所述系统是模块化的并且具有即插即用接口。在一些情况下，基于传感器读数，例如，基于所测量的光强度或基于所测量的温度，控制EC窗户。在一些情况下，通过使用控制应用提供的用户输入控制窗户。在其它情况下，可以基于考虑了入射光的背景、强度和角的逻辑来控制窗户。一旦确定了所需的着色水平，驱动器就命令相应地对EC玻璃进行着色。除了基于本地传感器的自动控制外，通过控制应用提供了手动控制，当确定窗户的合适着色水平时，申请人的操作系统可以考虑由天气服务提供的信息、居住者的物理位置和/或居住者的时间表。着色水平调整可以与室内LED亮度和颜色调整以及温度控制一起执行。
图11b描绘了具有支持窗户控制网络的基于云的软件的实施例。基于云的软件可以存储、管理和/或处理基本功能，如感测光、感测空气、感测水、施加接近背景、执行任务、控制***和提供其它应用的开放接口。电致变色窗户上的透明显示器通过允许用户直接与玻璃进行交互来增强用户体验，而不是使用移动装置或组合柜。通过包含大气传感器(未示出)，控制器可以分析空气、水、光以及居住者的背景和/或个人数据，以创建个性化用户体验。玻璃控制器可以在包含LED灯、HVAC和空气过滤器的建筑物中与其它数字系统创建网状网络。玻璃控制器可以与这些系统结合工作，以保持建筑物内的最佳周边环境，并且充当室内与室外环境之间的“数据墙”。接近度检测和被感测到的或由用户输入提供的用户识别可以触发玻璃个性化。玻璃网络特定互联网-托管软件通过云与例如市售IoT数字系统进行交互，如Nest、FB、Predix、IBM沃森++等，以增强和创建集成玻璃功能，包含端到端数据安全性和IoT LTE网络。另外的实施例包含其应用内的伙伴生态系统供电的玻璃功能，如建筑物自动化应用(例如，Honeywell，J&J控制)、工作场所应用(例如iOffice)、服务和售票应用(例如，现时服务)、个性化应用(例如IFTTT)、IoT生态系统-资产跟踪(例如，甲骨文IoT云)、智能照明(例如Bosch、Philips、GE)、数字天花板(例如，Cisco)等。
图11c描述了网络架构，其中电致变色玻璃启用了5G。如图11b所示，EC玻璃包含玻璃上控件，例如，表面4(窗户的居住者侧面)上的透明显示器控制器，如图所述。图11d描绘了与图11c相同的架构，但是在这种情况下，透明显示器很大，基本上覆盖表面S4上的窗户的可视部分。如在前面的实施例中，这种架构可以包含居住者的接近检测的玻璃自动个性化、玻璃附近的资产位置跟踪等，使用例如接近传感器和运动传感器。从玻璃到云的5G网络速度能够实现高带宽应用，例如全HD显示技术。
内部玻璃表面上的全HD显示器(或作为内部玻璃表面)允许显示各种数字内容。显示的数字内容可以包含例如标志、通信、连接到个人计算机的工作协作空间、或用于控制窗户、传感器或HVAC系统的图形用户界面(GUI)。在某些实施例中，例如在标志应用中，表面S1上有透明的LED网格(未描绘)，向建筑物外部的人显示标志，但仍允许居住者同时从建筑物向外看。调整系统的EC玻璃部件允许对比度控制，用于向内和/或向外投影透明显示技术。在一个实施例中，在或作为S4的双向透明显示器既用于内部居住者显示器，又用于向建筑物外部的人显示标志。在一个实例中，在办公时间期间，办公楼窗户用于居住者需要(例如，提供显示器，提供控制功能和通信)但是在非办公时间期间，用于外部标志。
在一个实施例中，绝缘玻璃单元包含透明HD显示器作为其内侧薄片，具有或不具有可着色薄片作为附加薄片，例如外侧薄片。在某些实施例中，计算和电力外立面平台使用此类IGU来显示用于控制平台的GUI，例如，按照建筑物居住者使用GUI的指示来计算和/或递送电力。在某些实施例中，这种控制功能与使用移动智能装置的移动控制相结合。在一个实施例中，仅使用不包含HD显示IGU的移动智能装置和/或控制设备来控制计算和电力外立面平台。
具有此类功能极大地扩展了建筑物窗户/外立面的实用性和价值。在另一个实例中，一些窗户或单个窗户的区域用于标志，并且同时其它窗户或单个窗户的区域用于居住者显示器、通信和控制功能。
在一些实施例中，控制器，如网络中的主控制器，可以包含用于本地播放的标志内容的CDN代理。窗户控制系统的任何控制器(例如，主控制器、网络控制器和/或叶控制器)可以含有5G LTE网络控制器。
在一些实施例中，IGU配置有用于Wi-Fi、GSM阻断/允许的RF调制器模块。如图11e所示，这实现了无人机-安全建筑物。如在先前实施例中，此架构可以包含IGU上、其中、或其周围的嵌入式传感器(BLE、RF、接近、光、温度、湿度、5G)，如图11f中所述。IGU的窗户控制器(例如，板载控制器)可以无线供电(如由图中的闪电球所示)。这启用通过5G网络供电的即插即用智能玻璃。
在一些实施例中，透明显示器和/或另一个透明层包含光子单元(一种类型的光子存储器单元)，所述光子单元不仅能够存储电力(光电功能)，而且能够存储信息。光子单元的网络可以启用板载控制，其中窗户控制器逻辑电路被配置成透明网格，从而允许“传感器玻璃”。透明网格窗户控制器可以自供电，并且与网络中的其它窗户建网成真正的即插即用系统。透明窗户控制器可以集成也可以不集成，或者是透明显示器部件的一部分。一个实施例是具有透明的窗格玻璃控制器的电致变色IGU，所述电致变色IGU通过光伏电池接收电力。
在一些实施例中，IGU配置有光保真(Li-Fi)无线通信技术，如图11g所述。光保真是双向、高速和全面网络化的无线通信技术，类似于Wi-Fi。它是可见光通信的形式和光学无线通信(OWC)的子集。在某些实施例中，Li-Fi用作RF通信(Wi-Fi或蜂窝网络)的补充，而在一些实施例中，Li-Fi用作将数据广播到IGU和从IGU广播数据的唯一手段。由于Li-Fi承载的信息比Wi-Fi多得多，因此它允许用于一个或多个IGU与控制系统之间的通信的几乎无限的带宽。
使用Li-Fi能实现无无线电建筑物，例如，以避免居住者暴露于RF辐射。Li-Fi供电玻璃网络向配有高速外部无线电网络的建筑物内部的装置提供了超HD(包含本文所述的IGU的一个或多个透明显示器部件)。
使用案例
以下描述示出了与本文描述的实施例相关联的使用案例。以下描述也可以包含另外的实施例。本文所描述的架构、配置、硬件、软件等允许建筑物玻璃的用途极大扩展，因此使建筑物外立面更加有用和有价值，例如，不仅节约能源，而且提高生产率，促进商业市场，并且增强居住者舒适度和幸福感。在下面的描述中，术语“玻璃”可以用于互换地表示控制网络、系统架构、窗户控制器，以简化描述。本领域普通技术人员将认识到，与本文所述的硬件、软件、网络和相关联的实施例一起，“玻璃”是指执行特定使用案例中描述的任何功能所需要的适当的系统。
接近和个性化
本文描述的IGU和玻璃控制架构检测玻璃附近的居住者的接近(例如，通过窗户控制器上的接近传感器)，并且根据居住者的喜好控制周边环境(例如，窗户着色、照明、用户当前所在区域的HVAC)。例如，可以通过窗户控制系统存储由居住者提供或从与居住者先前的相遇了解到的居住者喜好。玻璃网络可以与BMS以及居住者传感器网络(例如，Nest、Hue、SmartThings以及活动网络，例如，IFTTT)集成，并且具有基于云的智能规则引擎(例如，玻璃IFTTT规则引擎)用于基于居住者的活动确定正确的周边参数以及动作和定时。
玻璃提供跨自然语言语音命令和短信机器人(例如，短信、即时消息、聊天、电子邮件等)的个性化通信信道，以获取关于周边环境的信息，以及将周边环境设置为居住者的优选设置。集成到IGU中的全HD显示器启用这些个性化信道，以驱动玻璃面板上的特定内容启用协作以及通信。玻璃映射到建筑物网络、个人区域网络和IT应用背景网络云，以驱动无缝接近和用户的个性化。图12a-12b中示出基于接近的通信信道的一些实例。
在另一种情况下，在医院环境中，可以用患者的护理计划数据对玻璃进行编程。这在图13中示出。所述数据与阳光信息一起允许玻璃设置玻璃的适当着色水平，无论是否通过透明显示器部件和/或室内照明和HVAC进行增强，以创建最适合于患者康复的周边环境。而且，玻璃可以基于出诊医生的喜好或医生的喜好与患者需求之间的平衡来改变周边环境。可以对医生的出诊进行安排，并且因此玻璃可以预期医生的出诊或护士的出诊而做出改变。透明显示器可以由医务人员用于调出患者的病历、订购处方药、通过视频会议与同事商议、显示x射线、播放患者预先录制的演示或教程等。医生还可以使用玻璃来查找和/或跟踪资产，如急救车或患者所需的其它医疗用品。医生还可以使用玻璃找到同事、与同事开会或致电同事到患者房间进行咨询。在另一个实例中，医生可以在患者之前到达患者预定的房间，并且使用玻璃识别患者的所在地。例如，它可能是以下情况：患者尚未离开手术，已经被带到x光装置或做物理治疗，与家人在大堂，或在育婴室观看他们刚出生的婴儿。医生可以使用玻璃叫患者回房，或者只是对患者表达祝福。
在另一个实例中，在办公环境中，会议安排可以允许玻璃控制会议室的环境，包含适当的光线和热量水平，考虑居住者的个人喜好，以及考虑将有多少居住者出席会议，是否有演示等。玻璃可以自动地基于参会者的如爱吃的食物、当地的餐馆、已知食物过敏等喜好订购午餐(例如，基于在云内与玻璃进行交互的其它应用)。此外，如果会议关于高度敏感的事项，玻璃还可以自动阻断进出会议室的电信。玻璃可以避免会议室中对投影仪和屏幕的需求。玻璃本身可以用作显示幻灯片的演示媒体、视频会议、具有读/写能力的白板功能等。在这后一种功能中，使用HD显示器和高速通信协议，写在玻璃上的笔记可以同时传送到参会者的个人计算装置，无论是在会议室还是位于远处。可以例如启用透明显示器，用于广谱颜色的此类笔记。从这些实例可以看出，玻璃变成建筑物的“数字表皮”，用作环境屏蔽，电信集线器，生产率提高等。在图14a-14e中示出用作商务、协作、视频会议和娱乐的透明显示器的一些实例。
在另一个实例中，玻璃可以与其它系统，如IBM沃森进行交互。在一些情况下，窗户控制系统可以使用传感器，用于监测实时建筑物温度或湿度数据，以创建可以被推送到云的局部天气图案数据。在一些情况下，此数据也可以辅助天气预测，例如，与配备有玻璃的其它建筑物协作。如例如图14a和14b所示，玻璃可以包含自然语言翻译系统。而且，玻璃具有云到云的集成功能。这允许透明显示器与居住者的其它应用进行交互，使用可编程规则引擎启用协作和通信。在此实例中，环境光线和温度控制与建筑物的BMS协作，并且建筑物可以彼此交互。例如，如果镇西侧的建筑物遇到暴风雨或冷锋，此信息可以传达到镇东侧的建筑物，然后可以预期暴风雨或冷锋，调整HVAC和/或玻璃。
服务优化
具有透明显示器的玻璃被列为服务管理系统中的数字资产，在部署和操作阶段期间提供完整服务生命周期管理，用于玻璃的运营管理的无缝集成。这通过将玻璃的位置和识别阶层集成到现有的服务生命周期管理云，如现时服务(ServiceNow)中实现。
工业自动化
配备有透明显示器的玻璃可以作为环境控制数字资产集成到工业工作流程自动化云中。玻璃提供了接口，用于控制和反馈到商务操作工作流程系统中，为所述工作流程提供最佳环境条件。例如，用于眼科专家的窗户的着色水平可以与用于患者房间的着色水平和用于未占用患者房间的着色设置不同。在另一个实例中，由于反应物对光或热的敏感性，在特定的化学处理相期间，工业过程需要低照明。在所述处理流程期间，或例如，在流程正在发生的建筑物的所述部分中，根据敏感性调整玻璃的着色水平和/或UV阻断。在流程未发生的时间段期间，玻璃改变用于改善照明或其它所需条件的环境条件。在另一个实例中，玻璃是典型地计算机服务器设施中用于降低服务器上的热负荷的暗着色。如果服务器故障，居住者可以通过玻璃上的透明显示器获得通知。玻璃可以向服务技术人员显示发生故障的服务器的位置，并且在修理或更换服务器期间，系统可以使邻近发生故障的服务器的玻璃清澈，以为技术人员提供照明。一旦服务器重新上线，玻璃可以将靠近的窗户调整回其着色状态，以再次防止服务器免受热负荷的影响。
高效的工作场所
建筑物(例如，在会议室、食堂、公共区域、行政套房等)中的玻璃提供了集成到工作流程应用中的分布式网络数字节点，如电子邮件、日历、短信(IM、电子邮件、文本，为员工提供政策驱动的环境控制，作为他们工作日的一部分。当居住者从第一个房间移动到第二个房间时，然后可以在认证了用户之后，在第二个房间中通过玻璃向用户显示在第一个房间中通过透明显示器向用户显示的条款。这使用户在建筑物周围移动的同时能容易地访问他们自己的数字内容。
玻璃网状网络
玻璃表面将起到多种功能。在一个实施例中，玻璃用作发电膜，例如，将阳光转化为电能的透明太阳能电池和/或光伏电池，用于向玻璃供电。在另一个实例中，玻璃充当RF网格，能够基于配置的策略接收和传输全向RF信号。如果使用光子单元，它们可以存储信息和/或供电，实现许多实施例(例如，自供电的窗户和无线通信和配电网络)。在一些情况下，可以通过建筑物表皮周围高频率RF波的传输实现数字安全，以防止不想要的RF信号离开建筑物(并且因此数据泄漏)到建筑物外部的任何接收器，以及抓住由无人机和其它UAV驱动的外部RF通信的RF通信。玻璃还可以通过集成在玻璃中或例如建筑物的屋顶传感器中的自动无人机枪来触发阻断动作。图15a-15c描绘了玻璃与友好无人机1502与非友好无人机1504之间的交互。在图15a中，无人机1502和1504接近玻璃，并且无人机1504被识别为恶意的。这可能是例如因为无人机试图将信号传输到建筑物中和/或拍摄建筑物内部的照片。如图15b所示，玻璃1506可以变暗以阻断视觉穿透到建筑物中，和/或所述玻璃可以传输RF信号来干扰无人机的操作并且将它逐出天空。此无人机击败机构可以选择性地完成，因为每个窗户可能具有这种能力。玻璃可以因此清除违规无人机，同时留下友好无人机继续它们的工作，如图15c所示。
在一些实施例中，玻璃还可以检测建筑物外部的潜在入侵者。例如，在凌晨3点，传感器可以检测到第一楼层玻璃外立面外部的一个或多个个体，并且提醒安全人员他们的存在，从而有可能避免侵入到建筑物中。在另一个实例中，玻璃自动感测破损，并且提醒服务技术人员需要维修。这在图16a和16b中示出。在图16a中，未破损的窗户1602监测安全或安全性威胁。在图16b中，检测到了现在破损的窗户1604，并且采取了适当的措施–在这种情况下，可以将通知发送给维修技术人员。可以通过电致变色薄片和/或透明显示器薄片的电流或电压分布中的变化来检测破损。
如所描述的，玻璃表面可以起到多种功能。在一些实施例中，玻璃充当可以自供电的网状网络。在某些实施例中，IGU的网络(窗户)通过常规的有线电力供电。在其它实施例中，IGU的网络无线供电，例如，使用RF供电。在又其它实施例中，使用PV和/或光子单元，IGU的网络是自供电的。图17描绘了IGU的分解视图，所述IGU具有第一薄片1702(例如，具有EC装置涂层)、太阳能面板网格(PV)1704、RF天线网格1706、光子单元的网格或层1708以及第二薄片1710(例如，在其上具有透明显示器)。一些实施例可以不包含透明显示技术。层1704、1706和1708可以定位在IGU内单独的衬底上，或可以沉积在薄片1702或薄片1710的内表面或外表面上。光子单元阵列或网格用作存储器装置。光子单元的网络可以启用板载控制，其中窗户控制器逻辑电路被配置成透明网格，从而允许“传感器玻璃”。因此，用光子单元，能实现透明网格窗户控制器。在此实施例中，透明网格窗户控制器是自供电的，并且与IGU的网络中的其它窗户建网。透明窗户控制器可以集成也可以不集成，或者是透明显示器部件的一部分。在一些实施例中，光子单元网格供应足够的电力，用于电致变色玻璃的控制功能，但是在其它实施例中，如图所示，PV阵列扩充了光子单元网格。能够基于配置的策略接收和传输全向RF信号的RF天线网格允许IGU与建网功能之间的通信。
无线电传输和接收器
策略和事件驱动的防火墙允许以及阻断外部与内部建筑物环境之间的RF信号。例如，玻璃可以为建筑物居住者提供完整的GSM、Wi-Fi频谱覆盖。阻断建筑物外部的内部Wi-Fi网络覆盖。这在图18a和18b中示出。在图18a中，使用建筑物的窗户阻断定位在建筑物外部的装置连接到建筑物Wi-Fi网络。在图18b中，使用建筑物的玻璃提供建筑物内的无线网络。
图19中提供的表示出了大量配置，其中具有或不具有透明显示技术的电致变色窗户可以用作信号阻断装置和/或发射器，例如，无线通信中继器，它也可以任选地如此配置来阻断信号进入具有IGU的建筑物的内部。表中的星号指示接地平面的替代性位置。
图20描绘了电致变色IGU 2000(或层压制品)，所述电致变色IGU可以充当Wi-Fi被动信号阻断设备以及中继器。IGU 2000的表面2在其上具有EC装置涂层(未显示)。选择性外部和内部辐射天线(2002和2004)图案化于S1和S4上，其中Wi-Fi信号处理RF芯片2006作为窗户控制器2008的一部分。表面3具有透明RF屏蔽(例如，可以被窗户控制器选择性地接地的接地平面)。因此，这种配置可以传输和接收Wi-Fi通信，并且在必要时阻断传入的通信。
在某些实施例中，EC窗户控制器还用作RF频谱主配置器，即，控制传入和传出的RF通信，以及与其它IGU控制器和/或网络和主控制器的建网功能。天线可以被蚀刻在IGU的玻璃表面中的一个或多个上的透明导电涂层上。例如，蚀刻在S1上用于外部网络覆盖以内部传输到建筑物中的一个或多个全向天线，蚀刻在S4上用于传输到外部环境的内部网络覆盖的一个或多个全向天线，和/或在竖框(窗户框架)中和/或其上，在“配置的”频谱和RF网络的玻璃周围提供完整的360度覆盖的一个或多个天线。一个或多个单极或其它RF天线也可以用于前述配置中的一个或多个中。此类配置提供了阻断和中继器功能，并且任选地提供了已选的频谱通道。2017年5月4日提交并且标题为“窗户天线(WINDOW ANTENNAS)”的第PCT/US17/31106号PCT专利申请中进一步描述了窗户天线，所述PCT专利申请以全文引用的方式并入本文中。
装置的电力传输
玻璃的RF发射器将高功率信标帧传输到授权的接收器，以在RF无线电频谱上提供连续功率。
资产跟踪
玻璃的传感器检测建筑物的表皮附近的无线电供电装置的移动，提供映射到接入控制或定位策略的实时位置跟踪，确保未经授权的检测触发补救警报。如图13所示，资产跟踪在如帮助医生定位患者或医疗设备的情况下很有用。在一些情况下，如甲骨文IoT资产跟踪云等按需资产位置映射云现在已经提高了对资产在建筑物的周边移动的可见性，因为现在建筑物的表皮已经用玻璃进行了数字化处理。2017年5月4日提交并且标题为“窗户天线(WINDOW ANTENNAS)”的第PCT/US17/31106号PCT专利申请PCT/US17/31106中描述了资产跟踪的额外方法和实例，所述专利先前已经以引用的方式并入。
玻璃上的透明显示器
透明发光二极管屏幕可以蚀刻在由远程显示总线照明二极管供电的玻璃的外表面和/或内表面上，用于从本地存储在CDN控制器处的云获取内容以进行平滑渲染，并且也为玻璃网状网络提供本地网格控制。这能实现本文所描述的窗户的许多功能。在一些情况下，透明显示器可以向窗户以及附近区域的面板提供玻璃上着色控制，以及周边环境传感器读数和玻璃面板着色或其它功能的状态。
在一些实施例中，面向外部的透明显示器使建筑物的外部能够被转换成建筑物大小的数字画布。外部数字画布可以用于显示广告和其它数字内容，如图21中所描绘。在某些实施例中，即使当玻璃的外部用作显示器时，也会保持居住者的外部视线。居住者还可以将玻璃的内部表面用作显示器。在一些实施例中，内侧薄片上的HD透明显示器或作为内侧薄片的HD透明显示器配备有触摸和手势传感器或麦克风，用于接收用户输入-将玻璃的表面转换为数字白板，以进行即兴构思会话、会议和其它协作工作。在一些情况下，透明显示器可以用于视频会议窗格中，可以显示来自连接的应用的信息，或者可以提供娱乐(例如，通过与用户的个人装置配对并且提供信息，从而能够无线投射到玻璃表面)。
玻璃数字孪生
将玻璃用作可编程表面的应用的玻璃的程序化表示允许各种自动化工作流程。在一些情况下，基于窗户的着色水平，内容可以自动缩放，用于在玻璃上实现最好呈现。例如，基于玻璃面板的周边环境，动态内容管理系统可以确定内容的最好像素透明度、深度和色彩对比度。如果例如汽车停放在面板外部，并且反射面板上的阳光，面板将需要较暗着色，以向透明显示器提供足够的对比度。在一些情况下，标准编程结构可以用于将玻璃建模成数字系统。这可能例如基于应用传输协议标头内的标准模型的可用性。例如，HTTP/S允许将玻璃自动-检测为数字网络的边缘，从而将边缘映射到玻璃上允许的标准模板操作。下面列出了实例。
<视镜>
<类型：标准面板>
<功能：着色>
<水平：1-4>
<默认状态：1>
<类型：显示器面板>
<功能：外部主导>
<内容结构：URL>
<显示器分辨率：UHD>
<着色水平：1-4>
<亮度：0-100>
<透明度：0-100>
<默认状态：显示器标识>
<表面：1或4>
<手势：是|否>
<手势类型：触摸|运动>
<传感器：是|否>
<类型：温度|接近|光|RF>
<每个传感器数据值>
</视镜>
蜂窝通信
如前所述，天线结合窗户允许玻璃用作蜂窝中继器，使建筑物成为手机信号塔(以及建筑物内部手机信号流量的增强器)。这与如图所述的5G功能一起消除了对于外伸的手机信号塔的需求，特别是在城市地区中。图22a描绘了当前的蜂窝基础设施。图22b描绘了改进的蜂窝基础设施，所述蜂窝基础设施利用具有带天线的窗户的建筑物，所述建筑物可以代替现有的手机信号塔或与其配合工作。配备有此类窗户的建筑物有潜力极大地扩展蜂窝网络在人口密集城市地区的覆盖范围。
玻璃清洁和保养
在一些情况下，玻璃中或其上的传感器可以检测玻璃上的灰尘水平和/或涂鸦。在一些情况下，一旦灰尘水平已经达到阈值，或当检测到涂鸦时，窗户控制系统可以通知清洁调度系统来调度清洁。本文所述的窗户在外侧薄片上可以具有自清洁类型涂层，以帮助维持清澈的视野，如催化有机污染物分解并且允许雨水清除碎屑的二氧化钛涂层。
用于数据存储(存储器)和网络的玻璃外立面
由于光子单元(有时称为光子传感器)可以存储能量和数据，并且板载窗户控制器或相关联的网络或主控制器可以具有显著的存储和计算能力，因此在前面的实例中，建筑物表皮、玻璃本身可以用作数据存储单元。由于大型建筑物的外立面上可能具有几十或几十万平方英尺的玻璃，这可以解释可以用于除了使窗户着色和显示信息之外的目的的显著的存储和/或计算能力。例如，除了建筑物居住者的数据存储，玻璃可以用作提供与互联网连接的外部网络或形成建筑物内联网(例如，在建筑物的侧面、建筑物的楼层、建筑物的房间等)。这在图23中示出。玻璃2302可以充当超高速外部网络2304与许多建筑物内高速网络2306和2308之间的桥梁，用于语音、视频和数据通信。此外，凭借压电元件和/或PV电池，玻璃可以从风和或太阳能产生能量，并且向存储器和/或网络传输基础设施供应电力。在一些情况下，窗户控制器可以具有用于存储产生的能量的电池。
建筑物的边缘平台–作为平台的建筑物表皮–建筑物外立面平台
本文描述的实施例将电致变色窗户的功能与本文所述的显示器玻璃和其对应的BOS基础设施组合，以提供单个边缘平台，所述边缘平台可以提供例如，1)对光和热量获取的控制，2)电信和其授权，3)计算平台和网络，以及4)建筑物的无线电力。此外，这些功能可以是自供电的，例如，使用PV技术。在一些实施例中，建筑物外立面平台也可以用作建筑物管理系统平台。从以上实例可以看出，玻璃的网络可以充当建筑物的“数字表皮”，用作环境屏蔽、电信集线器、无线电源、生产率提高系统等。通常，在建筑物的建造期间进行初始安装时，将玻璃联网在一起。由于边缘平台随玻璃一起部署，因此网络是免费提供的，或以建筑物成本较低的附加成本提供。此外，与其它更传统的网络相比，建筑物的玻璃通常在建筑物的建造早期安装。因此，建筑物可以在建筑物建造过程的早期就具有上述功能，例如，无线互联网网络和电信系统。这可以例如通过向建筑物的建造者、建筑师、开发人员、销售人员、营销人员等提供对互联网和云的访问来辅助建造。
通过BOS基础设施的配电网络(例如，用于EC窗户并且由加利福尼亚州米尔皮塔斯的View,Inc.销售的干线配电系统)在玻璃网络上递送电力。例如，在建筑物的整个表皮上都提供了低电压，如24V DC(然而可以提供其它电压，如48V或类似的通用电源输出)，因为这是安装智能窗户的地方。在此类系统中，通过分支线向玻璃提供电力，所述分支线连接到与控制面板电连通的干线，所述控制面板具有与建筑物的电源连通的一个或多个电源。另外或替代性地，玻璃可以具有局部能量源，例如电池。玻璃本身也可以用作发电膜，例如，透明的太阳能电池和/或光子单元，以将太阳光转换成电力来向玻璃供电。在一些情况下，配电网络也可以用作通信网络，并且干线可以用于向玻璃递送电力和通信信息两者。例如，使用电力线通信(PLC)，电力和通信都可以在单个导体上传输。参见例如IEEE 1901和1905。在其它情况下，通信信息通过单独的通信网络(例如，无线通信网络)递送到玻璃网络。以上相对于与节点控制器通信的窗户控制器(板载或非板载)描述通信网络的实例，所述节点控制器可以与主控制器通信。通信网络可以是有线的、无线的或其组合。通信网络可以与配电网络完全或部分地共同定位。例如控制和/或供电功能等窗户控制器无线功能可以是例如RF，和/或IR可以用作蓝牙、Wi-Fi、紫蜂、易能森(EnOcean)、LiFi(光保真)等，用于发送无线电力和/或无线通信。通信网络将通信信息递送到玻璃网络，所述通信信息包含例如用于控制玻璃的功能的控制信号，如用于控制建筑物中的热和光获取的着色。在一些情况下，通信网络还可以从移动装置和/或如墙壁开关或远程控制装置等远程开关接收无线通信。建筑物表皮平台可以包含无线电力发射器，以将无线电力递送到例如建筑物的内部或周围区域，为居住者的移动装置充电，因此居住者不需要***其装置来为它们充电。
网络中的一些玻璃可以包含呈各种配置的窗户天线，例如单极、带状线、贴片、偶极子、分形等。配备有天线的建筑物的“数字表皮”可以充当蜂窝塔的替代品，提供覆盖并且允许建筑物周围常规蜂窝塔的景观清楚。此外，配备天线的玻璃可以用于增强建筑物内部的基站信号和/或允许单向或双向蜂窝通信。玻璃的窗户天线也可以与通信网络通信，以向通信网络发送通信信息，并且从通信网络接收通信信息。
窗户网络还可以充当无线电力传输网络，以提供对建筑物中无线电力的访问。例如，玻璃可以包含无线电力发射器(例如，RF发射器)，所述无线电力发射器将无线电力传输广播到另一个窗户的无线接收器或附近的移动装置。在一些情况下，一个或多个无线电力发射器向房间内或建筑物中另一个区域内的装置提供无线电力。除了玻璃的无线电力发射器外，区域还可以使用另一个远程电力发射器。在一种情况下，RF发射器最初接收从移动装置或被无线供电的窗户的RF接收器广播的全向信标信号。通过计算信标信号的入射波中的每一个的相位，发射器可以确定接收器的位置，从而通知RF电力传输的方向性。发射器可以沿着信标信号的入射波中的每一个的反射来广播电力，或者可以沿着例如具有在RF发射器处接收到的最强信号的入射波的最优反射路径来广播电力。在这些情况下，发射器可以沿着多个不同的光束路径广播聚焦RF波，所述光束路径中的每一个可以在到达接收器之前从表面(例如，墙壁和天花板)反射，使得可以围绕发射器与接收器之间的障碍物传输电力。通过沿着多个路径传输电力，沿着每个路径传输的电力可以进一步显著小于无线传送到接收器的总电力。
应理解，建筑物外立面平台和/或数字表皮的一些实施例不包含光学可切换窗户。安装在建筑物表皮上和/或在建筑物建造过程早期的网络和/或电力基础设施可以提供上述许多或所有功能和/或部件，但不必包含光学可切换窗户及其附带的窗户控制器。这样的建筑物外立面平台或数字表皮仍可以提供电信、计算平台和网络、用于建筑物的有线或无线电力和/或本文所述的其它属性。并且，此类平台或表皮还可以可选地包含本文其它地方所述的显示装置。它可以可选地包含窗户和/或网络的其它部件上的天线。并且，尽管此类平台或表皮在一个阶段期间不必包含光学可切换窗户，但是可以在随后的阶段将其修改为包含光学可切换窗户。在一些情况下，最初安装的平台或表皮未配置为控制光学可切换窗户，而是在以后的阶段将其配置为控制此类窗户。例如，一个供应商在建筑物的表皮上提供了部分或全部通信和配电基础设施，而第二个供应商提供了光学可切换窗户，这些窗户附接到基础设施并最终受其控制。在某些实施例中，建筑物外立面平台或数字表皮可以控制其它非窗户建筑物功能，例如HVAC、安全功能等。
在某些实施例中，具有或不具有窗户特定的控制器的网络基础设施是密集的，具有例如至少约200个计算点，或至少约500个计算点，或至少约1,000个计算点(例如，大楼)。所述基础设施可用于各种功能，而无需建筑物网络的常规部件(例如，没有传感器悬挂在天花板上)。此外，可以以模块化的方式安装网络基础设施。模块化网络节点可以在建筑物的整个生命周期内进行升级，以保持平台的最新状态，而系统的布线以及其它中央电源和通信基础设施可以是工业级的，而且可以可靠使用数十年。
配置用于提供和调节无线通信的窗户的实例
本公开的一个方面涉及IGU或其它窗户结构，所述IGU或其它窗户结构提供、促进和/或调节建筑物内的无线通信。这些窗户可以包含至少一个窗户天线，所述窗户天线用于通过各种无线通信标准中的任何一种或多种接收或传输无线通信。在各种实施例中，窗户结构以IGU的形式提供，所述IGU可以包含具有光学可切换装置层的一个或多个薄片，例如安置在其上的电致变色装置层。
用控制器控制窗户天线，所述控制器可以将通过天线提供的无线网络与例如有线蜂窝服务提供商网络或专用客户网络等有线网络链接。2017年5月4日提交并且标题为“窗户天线(Window Antennas)”的第PCT/US17/31106号PCT专利申请中描述了窗户天线的结构、操作和互连的实例，所述PCT专利申请以全文引用的方式并入本文中。尽管窗户可以用于提供或促进无线通信，但是当窗户具有电磁屏蔽层时，它们也可以用于选择性地阻断无线通信。电磁屏蔽层可以是例如氧化铟等透明导电材料的单层，或者电磁屏蔽层可以在层内具有多个子层。先前以引用的方式并入的第PCT/US17/31106号PCT专利申请中描述了电磁屏蔽层的实例。
在一些情况下，窗户可以用于提供和阻断无线通信两者。例如，窗户可以具有电磁屏蔽层和窗户天线两者。为了便于讨论，当建筑物外部的天线之间存在电磁屏蔽层时，天线称为“内部天线”。相反，当电磁屏蔽层位于天线与建筑物的内部之间时，天线称为“外部天线”。内部天线可以在建筑物内提供无线通信，并且外部天线可以在建筑物外部提供无线通信。通过具有在窗户的一侧或两侧上阻断穿过窗户的无线传输和发送或接收无线通信两者的能力，窗户可以是无线通信被路由通过的通信检查点或门。
通常，窗户天线定位在IGU的窗户的一个或多个表面上；在一些情况下，将窗户天线放置在窗户的观看区域外部，例如，在窗户框架上。当存在内部和外部窗户天线时，可以在两个天线层之间***电磁屏蔽层。当窗户含有电致变色装置时，由于电致变色装置可能衰减一些形式的电磁传输，因此电致变色装置通常(但不一定)放置在内部天线的外侧或外部天线的内侧。
在某些实施例中，电致变色装置、电致变色屏蔽层和一个或多个天线中的两个或更多个共同定位在薄片的同一表面上。图24示出了具有此布置的IGU2402的横截面视图。IGU 2402具有集成天线，所述集成天线根据一些实施方案能够将信号传输到内部环境或从内部环境接收信号。IGU 2402类似于参考图2所示和描述的IGU 202，除了至少区别在于IGU2402具有第一天线结构2430和第二天线结构2432，以及接地平面2434(可以用作电磁屏蔽层)，所述接地平面通过电介质或其它绝缘材料层2438与电致变色装置堆叠的TCO层2414隔开。为了使第一天线结构2430和第二天线结构2432与TCO层2416电绝缘，将电介质或其它绝缘材料层2436用作绝缘层。于先前以引用的方式并入的第PCT/US17/31106号PCT专利申请中进一步描述了IGU内天线、EMI屏蔽层和EC装置的额外布置。
在某些实施例中，在光学可切换窗户上实施服务扩展器装置。在某些实施例中，此类扩展器的部件包含：(1)IGU上面向外部和面向内部的天线(或与IGU紧密相关联的面向外部和面向内部的天线–例如，它们中的一个可以是相关联的WC或竖框)；(2)通常在蜂窝扩展器(有时称为蜂窝增强器)中发现的放大器和其它部件，但是不包含扩展器的天线；以及(3)IGU天线与扩展器的其它部件之间的连接。尽管可以使用窗户控制器外壳来容纳扩展器的非天线部件中的一个或多个，但仍需要使用窗户控制器或窗户网络基础设施。这些实施例的功能通常与任何蜂窝扩展器的那些功能相同，但是使用IGU天线和物理基础设施。这些实施例可以用于任何无线通信服务，不只是蜂窝服务。
图25描绘了可以提供、促进和/或调节无线通信的IGU 2500的截面视图。通常，IGU2500的结构可以是先前以引用的方式并入的第PCT/US17/31106号PCT专利申请中描述的IGU结构的任一种，除非另有说明。IGU包含具有第一表面S1和第二表面S2的第一薄片2502，以及具有第一表面S3和第二表面S4的第二薄片2504。薄片2502和2504可以保持在一起，并且通过框架结构2506附接到建筑物。IGU 2500通常安装成使得S1面向外部环境，并且S4面向内部环境。在IGU 2500中，电致变色装置定位在S2上，并且电磁屏蔽层定位在S3上。电致变色装置和屏蔽层(如果屏蔽层是可以选择性地打开和关闭的活动层)由窗户控制器2520控制，所述窗户控制器可以从窗户网络2522接收用于控制电致变色装置和/或电磁屏蔽层的指令。S1具有天线，并且S4可以具有天线，但是在一些实施例中，窗户可以仅在S1上配置有外部天线或在S4上配置有内部天线。在替代性配置中，内部或外部天线可以定位在相关联的窗户控制器或竖框上。在所描绘的实施例中，内部和/或外部天线附接到网络扩展器2530，所述网络扩展器可以操作内部和/或外部天线，使得发送的通信和从窗户天线接收的通信通过例如蜂窝网络或Wi-Fi网络等较大网络传输。当提供了蜂窝通信时，网络扩展器2530可以具有天线和在蜂窝扩展器或蜂窝增强器中发现的其它部件，所述部件可以从如Verizon和AT&T等蜂窝提供商购买。在一些情况下，IGU可以与连接端口一起制造(例如，在窗户框架中)，网络扩展器可以通过所述连接端口电连接到窗户天线。在一些情况下，用于将网络扩展器连接到窗户天线的端口可以定位在窗户控制器或窗户控制器的外壳上，从而允许方便地访问以配置无线网络。
尽管服务扩展器实施例不需要窗户网络的任何基础设施，但是如图26a-26d中所例示的那些的其它实施例可以利用此类基础设施的至少一些部件。例如，它们可以使用如先前以引用的方式并入的第PCT/US17/31106号PCT专利申请中描述的窗户通信网络和/或如在第PCT/US17/31106号PCT专利申请中描述的窗户控制器的一部分。
某些实施例采用与窗户控制器和窗户网络一起使用的面向外部的天线。参见例如图26a。可以与此类实施例一起使用的部件包括：(1)与IGU相关联的面向外部的天线(有或没有对应的面向内部的天线)，(2)IGU中的RF屏蔽(在一些实施例中是任选的)；(3)与IGU相关联并且连接到面向外部的天线的窗户控制器；(4)连接到窗户控制器的窗户网络；(5)连接到窗户网络的客户或第三方通信服务接口；(6)用于基于关于通信和/或发出此类通信的用户的信息选择性地允许和阻断通信的逻辑，如下面描述的通信控制逻辑。在一些实施方案中，系统不需要使用窗户网络，在这种情况下，窗户控制器将需要被配置成直接与客户或第三方通信服务接口介接。窗户控制器或相关联的部件具有用于从天线接收信号和/或向天线发送信号的无线电模块或收发器。无线电模块被配置成在天线信号与此类信号中含有的数据之间转换。
此类实施例允许建筑物居住者可能在居住者区域中的手机服务受到限制的情况下向建筑物外部的位置发送和/或从建筑物外部的位置接收通信(例如，蜂窝通信)。此类实施例可以允许建筑物用作蜂窝塔，如先前以引用的方式并入的第PCT/US17/31106号PCT专利申请中所述。此类实施例可以被设计或配置成使用服务和面向外部的天线解耦居住者的位置。例如，天线可以定位在办公楼的第三十楼层，并且居住者和她的手机或WiFi装置可以在第二楼层。客户或第三方服务(或在一些情况下窗户网络)具有可以到达第二楼层用户的本地通信接口或集线器。此类实施例还允许建筑物管理(或控制窗户网络的其它实体)基于通信类型、居住者、位置等来限制通信。
某些相关实施例采用与窗户控制器和窗户网络一起使用的面向内部的天线。参见例如图26b。可以与此类实施例一起使用的部件包括：(1)与IGU相关联的面向内部的天线(有或没有对应的面向外部的天线)，(2)IGU中的RF屏蔽(在一些实施例中是任选的)；(3)与IGU相关联并且连接到面向内部的天线的窗户控制器；(4)连接到窗户控制器的窗户网络；(5)连接到窗户网络的客户或第三方通信服务接口；(6)用于基于关于通信和/或发出此类通信的用户的信息选择性地允许和阻断通信的逻辑，如下面描述的通信控制逻辑。在一些实施方案中，系统不需要使用窗户网络，在这种情况下，窗户控制器将需要被配置成直接与客户或第三方通信服务接口介接。窗户控制器或相关联的部件具有用于从天线接收信号和/或向天线发送信号的无线电模块或收发器。无线电模块被配置成在天线信号与此类信号中含有的数据之间转换。
此类实施例可以允许在建筑物内进行WiFi或其它无线服务的受控部署，特别是在房间或实施服务的窗户附近的其它区域。此类服务可以由建筑物管理员或给予权限的其它实体选择性地打开或关闭以控制对服务的访问。通过此类控制，实体可以授予特定租户或居住者访问服务的权限。图26a-26d描绘了被配置成提供、促进和/或调节无线通信的IGU2600的额外实施例。IGU 2600包含具有第一表面S1和第二表面S2的第一薄片2602，以及具有第一表面S3和第二表面S4的第二薄片2604。薄片2602和2604可以保持在一起，并且通过框架结构2606附接到建筑物。IGU 2600通常安装成使得S1面向外部环境，并且S4面向内部环境。如图25中所描绘的实施例，电致变色装置和电磁屏蔽层安置在内表面S2和S3上。至少天线可以通过窗户控制器2620控制，所述窗户控制器可以从窗户网络2622接收用于控制电致变色装置和/或电磁屏蔽层的指令。在图26a-26d中所描绘的实施例中，通过无线电控制模块2618和/或2619操作窗户天线。无线电控制模块通过将数字信号转换为模拟信号，将窗户天线链接到窗户控制器2620，反之亦然。尽管描绘为与窗户控制器分离的模块，但是在一些情况下，审阅模块可以集成到窗户控制器中。窗户控制器2620可以连接到窗户网络2622，所述窗户网络与提供商网络2640(例如，蜂窝网络)、客户网络2642(例如，本地Wi-Fi网络)或第三方网络介接。
在图26a所描绘的实施例中，外部窗户天线定位在薄片2602的S1上。此外部天线通过无线电模块2619操作，并且通过外部天线接收的通信通过窗户控制器2620和窗户网络2622，之后被递送到提供商网络2640、客户网络2642或第三方网络。图26b描绘了类似的实施例，但是不具有外部天线，IGU 2600具有定位在通过无线电模块2618连接到窗户控制器2620的S4上的内部天线。
图26c描绘了IGU，所述IGU具有定位在IGU 2600的S1上的内部天线和定位在S4上的内部天线。此配置中的窗户可以充当中继器-从内部环境接收无线通信，并且将那些信号重新广播到外部环境，反之亦然。例如，窗户控制器本身可以用作面向内部与面向外部的天线之间的直接链接或路由器。当然，无线电模块2618和2619用于在天线信号与通信数据之间转换，所述通信数据由窗户控制器在天线之间路由。虽然窗户控制器通常连接到窗户网络(尽管在此实施例中这是严格要求的)，但是这种情况中不必使用网络。当然，窗户控制器可以通过网络(或通过不同来源，如插件模块)接收配置参数。此类参数可以指定通信控制参数，所述通信控制参数调节什么类型的无线通信可以离开或进入建筑物。
与图26c相关，某些实施例可以由以下特征表征：(1)与IGU相关联的面向内部和面向外部的天线，(2)IGU中的RF屏蔽(在一些实施例中是任选的)；(3)与IGU相关联并且连接到面向内部的天线和面向外部的天线两者的窗户控制器(任选地，具有在天线信号与通信数据之间转换的无线电模块)；以及(4)用于基于关于通信和/或发出此类通信的用户的信息选择性地允许和阻断通信的逻辑，如下面描述的通信控制逻辑。需要注意，此类实施例不一定需要使用客户和/或第三方通信服务部件(例如，到第三方或客户蜂窝或WiFi服务部件的接口)。
图26d描绘了图26c所示的类似实施例，除了源自或旨在用于提供商网络2640(例如，蜂窝网络)、客户网络2642(例如，本地Wi-Fi网络)或第三方网络的通信可以通过IGU2600上的通信控制逻辑调节。
在关于图26a-d描述的实施例的任一个中，通信控制逻辑可以存在于窗户控制器2620或窗户网络2622上，所述窗户控制器或窗户网络基于预定的安全规则屏蔽并控制传入和/或传出的网络流量。例如，如果无线通信不符合某些安全规则，则可能无法将无线通信递送到其预期的目的地。类似地，如果它们不符合某些规则，旨在通过窗户天线广播的网络通信可以停止。例如，可以通过实施仅允许对应于与选定数量的蜂窝装置相关联的某些IMEI号的通信的规则来控制蜂窝通信。在一些情况下，安全规则可以基于源ID、目的地ID、通信类型(例如，视频、文本、呼叫等)以及数据包头和其它通信指示中通常含有的其它信息来调节通信。用户分类可以允许不同程度的通信。在一些实施例中，控制基于用户在建筑物中的位置。例如，建筑物的安全区域中的用户可以与全部或部分通信阻断，而在建筑物的其它位置中的用户可以被允许充分通信。GPS、UWB或其它协议可以确定居住者的位置。先前以引用的方式并入的第PCT/US17/31106号PCT专利申请中描述了定位装置和用户的各种方法。在一些情况下，可能基于通信类型、居住者的权限、与装置相关联的权限或装置的位置来限制通信。在一些情况下，安全规则可以在安装时由建筑物管理(或控制窗户网络的其它实体)建立。在一些情况下，安全规则可以通过由建筑物管理者操作的移动装置更新。
可以实施控制通信，使得建筑物的一些或所有区域通过默认阻断通信，但是在检测到已知的用户或已知的装置已经进入建筑物或建筑物的特定位置时，允许通信。这种检测可以基于GPS、UWB或其它适合的技术。类似地，通信可能被阻断直到建筑物租户已经支付激活服务。
可以使用以上实施例控制/启用的通信协议包含但不限于：现有和未来产生的蜂窝通信、蓝牙、BLE、Wi-Fi、RF和超宽带(UWB)。
在一些实施例中，被配置成提供并且进行通信的窗户或窗户外立面也可以被配置成接收无线电力传输。先前以引用的方式并入的第PCT/US17/31106号PCT专利申请中描述了可以提供用于电致变色窗户的操作的电力的无线电力传输方法。在一些情况下，窗户可以被配置成从与窗户或外立面相关联的光伏电池接收电力。
在一些实施例中，配置用于提供和/或调节建筑物内的无线通信的窗户也可以在其上具有透明显示器。例如，透明显示器可以被放置在IGU单元的S1、S2、S3或S4上。透明显示器可以由与IGU相关联的窗户控制器来操作。在一些情况下，通过内部或外部天线接收的无线通信可以显示在透明显示器上。例如，用户可以发送通过窗户天线接收的图像或视频，并且然后示出在显示器上。在一些情况下，通信控制逻辑可以用于调节哪个用户和装置或可以显示什么形式的内容。
配备有用于调节无线通信的窗户的建筑物或结构允许建筑物居住者向建筑物外部的位置发送和从建筑物外部的位置接收通信(例如，蜂窝通信)，可能居住者区域中的手机服务受到限制。在一些实施例中，在通过另一个窗户天线广播无线通信之前，可以通过窗户网络来传输由一个窗户接收的无线通信。例如，外部天线可以定位在办公楼的第三十楼层，并且居住者和她的手机或Wi-Fi装置可以在第二楼层。客户或第三方服务(或可能地窗户网络)将具有可以到达第二楼层用户的本地通信接口或集线器。此配置可以允许发送无线通信和/或从建筑物的结构以其它方式阻断无线通信的位置接收无线通信。此配置还允许建筑物管理(或控制窗户网络的其它实体)基于通信类型、居住者、位置等来限制通信。
在一些实施例中，建筑物可以配备有具有如图26a-d中所描绘的各种配置的窗户的组合。例如，建筑物的第20楼层可以具有外部天线，而第一楼层可以仅配置有内部天线。在一些实施例中，建筑物可以配备有许多没有任何天线但是仅提供电磁屏蔽的窗户，使得无线通信可以仅通过配置用于发送和接收无线通信的窗户。在一些实施例中，建筑物可以具有用于提供无线通信的窗户，并且窗户的服务可以由建筑物管理员控制。例如，建筑物管理员可以收取额外费用向建筑物租户提供蜂窝或Wi-Fi服务。
通过提供以上各节中描述的各种功能，窗户网络也可以是提高生产力的系统。
将窗户控制系统用于非窗户功能
除了提供窗户功能(例如，EC着色、控制无线通信、监测环境条件、监测用户输入、在显示器上显示图像等)外，窗户控制系统可以利用各种非窗户功能。例如，窗户控制系统可以用于控制建筑物中的其它系统、向建筑物中的其它系统提供环境数据或向建筑物中的其它系统供电，所述其它系统例如是HVAC系统、安全性和安全系统、IT系统、照明系统等。
在某些实施例中，窗户控制系统单独地或与其它计算资源或平台结合地用作计算平台。在这种情况下，窗户控制系统可以用于与特定应用(例如，建筑物服务)相关联的特定计算任务，和/或其可以用于更通用的计算服务，例如可用于购买或租赁给个人或企业。窗户控制系统可以用作通用计算服务平台的一部分，所述平台可以利用其它计算资源，例如服务器场或具有计算资源的其它建筑物。当与其它计算资源一起使用时，窗户控制系统可能是云计算环境的一部分。取决于窗户控制系统中计算资源的位置，窗户控制系统(或其中包含的计算资源)可以用作边缘计算平台的一部分。
如所提及的，在一些实施例中，控制系统可以具有所描述的窗户控制系统的各种属性，但是不必具有光学可切换窗户或用于控制此类窗户的机构。此类属性可以包含在建筑物建造过程中(例如，在建造内部房间之前，或在安装外部窗户之前，或在安装IT基础设施之前等)早期安装通信和配电基础设施。在某些情况下，通信和配电基础设施安置在建筑物的外墙或外立面中，例如在竖框和/或气窗中。有时将其称为建筑物的“围护结构”或表皮。窗户控制系统及其相关基础设施的任何讨论应理解为包含并行的实施例，其中所描述的基础设施不包含光学可切换窗户和相关联控制器。当然，可以在以后修改或构建此类智能的无窗户基础设施，以包含光学可切换窗户以及用于控制其光学状态的机构。例如，建筑物的所有者、建筑师或其它人可以设计或确定建筑物不需要智能窗户，或者当前无法确定哪种智能窗户最适合建筑物的设计，但确实喜欢拥有建筑物外立面计算和电源平台。在此类实例中，计算和电源平台安装在建筑物的围护结构中。在稍后的时间，确定希望使用智能窗户，或者为最初作为设计选择的智能窗户选择特定的供应商。然后，在安装到建筑物外立面期间，将智能窗户与计算和电源平台集成在一起。本文所述的建筑物外立面平台是灵活的，能与多个智能窗户系统兼容。
在各种实施例中，边缘计算的概念被扩展为利用建筑物的数据通信网络上的存储和/或计算资源。在本文其它地方描述了此类网络，并且此类网络包含建筑物中安装或以其它方式部署的处理和存储资源。这些资源通过在一个或多个共享网络通信协议(例如，TCP/IP、以太网、电力线通信协议等)下运行的多个网络链接在它们之间以及可选地与其它实体之间进行数据通信。通常，资源包含多个处理器和多个存储器装置。在各种实施例中，处理和存储资源通过使用窗户框架结构在整个建筑物中延伸的通信线路连接，所述窗户框架结构可选地包含如本文其它地方所述的竖框。通信线路可以是同轴电缆、双绞线等。在一些实施例中，除了通信线路之外，建筑物基础设施还包含电力输送线路，所述电力输送线路也至少部分地延伸穿过竖框和/或建筑物的窗户框架结构的其它方面以及外墙，有时在本文中称为建筑物“表皮”的一部分。传统上，建筑物网络设计避免了窗户框架系统和外墙中的布线，但是发明人已经通过这样的配置实现了强大的协同作用，例如，在建筑物建造期间尽早部署了多功能计算和网络基础设施。
网络的通信线路可以具有包括水平数据平面(通信网络节点分布在建筑物的某一楼层上)和/或一个或多个垂直数据平面(通信网络节点连接建筑物的不同楼层上的网络节点)的拓扑。在某些实施例中，使用可以支持至少千兆位/秒通信速度的高速网络链路和交换机(例如千兆位以太网)来实现垂直数据平面。在某些实施例中，在建筑物外立面的外墙上提供一些或全部垂直数据平面。例如，数据承载线安置在墙壁或外立面上，例如至少部分地安置在诸如包含竖框的窗户框架结构之内。用于建筑物内的网络通信的布线可以由建筑物内的天线和相关联的收发器补充或代替，并且被配置用于无线数据通信。
经由建筑物通信网络资源的边缘计算的应用可以促进建筑物居住者或建筑物附近的其它用户对数据和/或计算机处理的访问。更具体地，至少与将依赖于互联网或其它公共网络上的通信的从远程站点(例如，托管云应用的数据中心)访问相同或类似资源相比，通过提供本地存储的内容和/或本地执行的软件的方式，使得建筑物的通信网络上的存储器和/或处理资源可供建筑物的居住者使用，从而改善用户体验到的计算性能。通常在应用于建筑物通信网络的边缘计算中，本地存储的内容(例如，数据和/或软件)也被远程存储，可能作为主实例或中央实例。对建筑物居住者有用的全部或部分内容被临时复制到建筑物内的数据存储资源。
以这种方式部署建筑物网络的存储器和处理资源可以提供类似于使用常规边缘计算所实现的各种益处。例如，与经由互联网或其它公共网络访问内容或软件相比，使用本文所述的建筑物的网络资源可以提供改善的安全性和性能，特别是在减少延迟、TCP重传、乱序的分组百分比等方面。特别地，例如通过本地通信和数据处理(例如，过滤、篡改或数据分析)的能力来增强安全性，其中包含居住者的个人信息之类的敏感信息可能另外经由例如互联网之类的公共网络来传输，并在建筑物外部(例如，在云资源上)可用。对于某些支持建筑物服务或企业商务的应用，所需的速度、数据量和/或数据处理功能使云计算变得不切实际。一些装置需要毫秒级的数据处理。公共网络延迟太长。当在建筑物的通信网络中实施时，边缘计算架构允许在与数据或服务的用户接近的装置或系统中本地进行复杂的事件处理。这可以消除因互联网往返而导致的性能下降。
用于建筑物的常规服务器设施例如位于“服务器房”中，所述服务器房需要严格的环境控制，例如特殊的HVAC功能以保持其凉爽。此外，由于物理限制，服务器房的集中式设计存在特定的布线问题。本文所述的分布式计算系统可以缓解这些问题。另外，本地边缘计算减轻了公共或其它外部计算系统上的带宽问题，例如在具有数千居住者的大型建筑物中的带宽问题，如本文所述，通过单个建筑物的边缘计算平台极大地减少了对外部计算服务的需求。
许多软件应用程序和其它服务可能会受益于使用建筑物的计算基础设施进行边缘计算。在一个实例中，视频会议软件安装在建筑物网络中的边缘计算资源上，从而使居住者能够本地而非远程访问视频会议软件。例如，视频会议中的两个参与者可能位于同一建筑物中(可能位于建筑物的不同楼层或区域中)。通过如部署在建筑物的通信网络上那样在建筑物的计算资源上执行视频会议软件，视频会议软件可以向建筑物内的居住者提供显著改善的性能。这可以通过较少的意外断开连接、更高的视频和音频质量等来体现。
在其它情况下，特定商务或其它企业可能在远距离的位置设有两个或多个办公室，例如，一个在加利福尼亚州，另一个在密西西比州。这两个位置可以通过具有保证的服务水平并且在一些情况下支持企业数据内联网的专用网络连接(例如，专用铜线或光纤线路)来连接。尽管此类连接可以潜在地促进高性能数据通信，但是当访问托管在远程站点上的基于云的资源时，这种好处可能无法实现。例如，如果两个站点的员工希望参加视频会议，但是他们必须使用远程托管的视频会议软件，则他们可能会体验质量不佳的会议。但是，如果这些办公室中的一个或两个具有可以执行视频会议应用的本地部署版本的通信网络，则可以大大提高视频会议的质量。本地执行加上两个办公室通过具有保证服务的专用连接而连接这一事实，通常可以确保视频会议的性能优于在两个办公室之外的站点通过公共网络访问视频会议应用时的视频会议的性能。
用于联网建筑物计算资源的另一类边缘计算应用涉及本地缓存或存储来自远程源的内容或其它数据的副本。建筑物的数据处理和存储基础设施用于本地缓存或存储来自大型数据存储装置的经常使用的数据部分，所述大型数据存储装置位于远离使用数据的建筑物的位置。
例如，大型机构可以在中央位置存储大量数据，例如太字节数据，但必须使所述数据可用于全国或国际上远程位置的多个分支机构。这些分支机构可能不需要定期访问大型中央数据存储库中的所有数据。但是，他们可能需要频繁访问仅一小部分数据。例如，金融机构的总部可能位于纽约市，并将其所有数据存储在大数据存储库中，而它在盐湖城设有一个分支机构，所述分支机构的员工在单个建筑物中或具有可用作边缘计算基础的计算资源的园区中工作。如果与盐湖城都会区有关的信息是本地存储或缓存在盐湖城员工工作的建筑物或园区中，则盐湖城分支机构的员工可能够通过边缘计算访问与其职责相关的信息。例如，只有存储在纽约市中央办公室的与大盐湖城都会区的员工或客户相关的数据记录才本地存储在盐湖城的建筑物网络基础设施中。在数据子集存储在本地并可通过建筑物的计算网络直接访问的情况下，盐湖城的员工可以例行重复地访问数据，对性能的影响相对很小。
在将本地数据子集的副本存储在本地建筑物网络基础设施中之后，某些记录可能会在中央存储库中逐渐更改。此类更改可能会定期传播到本地办公室的数据子集，在一些情况下会自动传播而无需员工发起此类更新。为此可以使用数据库管理软件。
通过建筑物网络资源进行边缘计算的另一种应用解决了定期在公共网络上从中心位置部署软件补丁或更新所遇到的挑战。为了提高在多个用户的计算机(例如，部署边缘计算的建筑物的居住者的计算机)或建筑物中的其它计算装置上安装此类补丁或更新的简便性，可以将补丁或升级的单个副本临时存储在建筑物的网络基础设施上。随后，通过较短的网络距离将补丁或升级应用于建筑物中的多个计算机，而不会受到当通过互联网传输此类补丁或升级时有时会遇到的延迟或其它挑战。
在一个实例中，一组办公软件应用程序的供应商定期通过互联网将补丁和更新发布到其软件，以发送给最终用户计算机。在将建筑物的网络基础设施配置为进行边缘计算的情况下，供应商可以改为将特定更新或补丁的单个副本传输到建筑物的边缘计算资源。从那里，建筑物网络基础设施可以确保将补丁快速无缝地部署到建筑物中需要接收补丁的居住者的计算机上。
在某些实施例中，建筑物的计算资源采用的软件被配置成监视建筑物居住者的数据访问模式并确定居住者最频繁访问哪些类型的内容或软件。根据此访问行为，软件可以确定应用哪些内容或软件并主动部署在建筑物网络基础设施上，即建筑物的边缘计算资源中。
窗户控制系统基础设施
如本文所述，建筑物可以配备有由多个窗户控制器控制的多个可着色窗户，这两者都是窗户控制系统的一部分。在一些实施例中，建筑物中可着色窗户的网络可以由如图3中所描绘的主控制器、中间网络控制器和叶或端部窗户控制器控制。这些控制器中的每一个可以具有相关联的处理能力和存储器。同样，如上所述，光子单元可以允许透明窗户本身成为存储器装置。控制器可以具有例如移动电话或高性能台式计算机的处理能力。控制器可以具有相关联的存储器和数据存储装置(例如，固态磁盘(“SSD”))，所述存储器和数据存储装置可以大于约10GB、大于100GB、大于1TB，或甚至更大。在未来，预期每个控制器的处理能力可能会更高，因为遵循由摩尔定律所提供的轨迹，处理器会变得更快且更便宜。除了先前已经以引用的方式并入的第13/449,248号、第13/449,251号、第15/334,835号和第15/334,832号美国专利申请外，在以下美国专利中也描述了窗户控制器：2011年3月16日提交并且标题为“用于多状态窗户的多用途控制器(MULTIPURPOSE CONTROLLER FORMULTISTATE WINDOWS)”的第9,454,055号美国专利，以及2011年3月16日提交并且标题为“用于多状态窗户的板载控制器(ONBOARD CONTROLLER FOR MULTISTATE WINDOWS)”的第8,213,074号美国专利，所述两个专利整体并入本文中。这样，除了窗户着色控制外，窗户控制系统可以具有可以用于其它目的的显著计算能力。
窗户控制器(例如，主控制器、中间网络控制器和叶或端部窗户控制器)可以被配置用于彼此有线或无线通信。在一些实施例中，控制器可以如在图3中所描绘的分层通信，然而，不必是这种情况。在一些实施例中，端部窗户控制器可以通过直接的有线或无线连接或通过在一个或多个中间窗户控制器之间进行的通信路径与另一个端部窗户控制器或主控制器通信。可以使用例如使用常规数据电缆(例如，以太网和USB)实施的控制器局域网(CAN总线)标准来建立有线连接。如本文别处所讨论的，控制器可以配备有无线通信模块(例如，蓝牙、WiFi、和/或LiFi模块)。在一些情况下，窗户控制器可以通过有线和无线连接两者同时进行通信。
窗户控制系统安装有配电系统，以向着色转变供电，向控制器供电，并且向如传感器、墙壁控制开关等其它装置提供电力。在一些情况下，配电系统可以具有三层组织结构。在第一层或顶层，建筑物的主电源向一个或多个控制面板提供电力。在第二层或中间层，每个控制面板提供一条或多条干线，所述干线能够为约256个窗户供电。在第三层或底层，使用分支线从干线向特定的窗户或其它装置供电。2016年9月16日提交的第15/268,204号美国专利申请和2016年11月30日提交的第15/365,685号美国专利申请中进一步描述了配电系统，这两个专利申请的标题均为“用于电致变色装置的配电网络(POWER DISTRIBUTIONNETWORKS FOR ELECTROCHROMIC DEVICES)”，并且以全文引用的方式并入本文中。在一些情况下，配电系统可以提供如2018年2月14日提交并且标题为“用于加热和冷却建筑物的太阳能动态玻璃(SOLAR POWER DYNAMIC GLASS FOR HEATING AND COOLING BUILDINGS)”的第PCT/US18/18241,号国际专利申请中描述的从太阳能产生的电力，所述专利申请也整体并入本文。配电可以提供AC电力，或在一些情况下，提供DC电力(例如，通过低电压DC电网)。在一些实施例中，配电系统可以向建筑物中的窗户控制器、传感器或其它电子装置无线分配电力。2017年9月21日提交并且标题为“无线供电电致变色窗户和为电致变色窗户供电(WIRELESSLY POWERED AND POWERING ELECTROCHROMIC WINDOWS)”的第PCT/US17/52798号国际专利申请中进一步描述了用于无线配电的窗户和系统，所述专利申请整体并入本文。
窗户控制系统还可以包含各种传感器，如光电传感器或光传感器、占用传感器、温度传感器、湿度传感器、相机等。由窗户网络上的传感器提供的反馈可以用于自动控制窗户着色(和其它窗户功能)，或用于对其它建筑物系统(例如HVAC系统)提供自动控制。在一些实施例中，窗户控制器可以包含传感器，例如电流和电压传感器，用于监测通过窗户控制器施加到电致变色装置的电力。2012年4月17日提交并且标题为“控制光学可切换装置中的转变(CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLY SWITCHABLE DEVICES)”的第8,705,162号美国专利中进一步描述了用于控制窗户的基于传感器的智能，所述专利整体并入本文。2015年10月6日提交并且标题为“具有光电传感器的环的多传感器(MULTI-SENSOR HAVING ARING OF PHOTOSENSORS)”的第14/998,019号美国专利申请中描述了也可以向窗户控制网络提供信息的环传感器，所述专利申请整体并入本文。
在一些情况下，窗户控制系统还可以通过通信扩展到提供如感测能力等服务的外部装置。例如，智能手机可以提供用于通过与相应的应用的用户交互控制窗户的用户指令。当手机具有例如光传感器、压力传感器、温度传感器、麦克风、GPS或其它定位传感器等时，智能手机也可以用于收集环境数据。在一些情况下，窗户控制系统可以被配备成接收和汇总来自多个手机的数据，以帮助实时评估环境小气候条件。在一些情况下，可以通过如移动物理等云计算服务来扩展窗户控制系统，以确定或预测周围的小气候条件。在一些实施例中，窗户控制系统也可以从可以专用于除了提供用于控制可着色窗户的数据之外的目的的传感器接收信息。例如，窗户控制系统可以从专用于HVAC系统、安全系统(例如，相机)、照明系统等的传感器接收信息。
窗户控制基础设施可以被配置成与不直接在所述基础设施内或不直接在所述基础设施控制下的各种装置和/或服务相互作用。例如，基础设施可以被配置成向连接到所述基础设施的各种计算装置提供信息和/或从中获取信息。此类计算装置的实例包含智能手机、智能手表、平板电脑、个人计算机、笔记本电脑、服务器、服务器集群等。其它并非专用于计算但仍可与窗户控制基础设施通信的外部装置包含无人机、增强型或虚拟现实装置、汽车(包括无人驾驶汽车)、机器人等。窗户控制基础设施可以被配置成与各种类型的外部服务进行通信，例如云计算服务(例如，Microsoft AzureTM)，个人助理(例如，MicrosoftCortanaTM)等。
窗户系统基础设施在建筑物“表皮”上的位置：
可着色窗户和相关联的框架(竖框、气窗等)主要定位在建筑物结构的外部或“表皮”上。而常规的通信和配电系统从建筑物的中心向外扩展，窗户控制系统覆盖建筑物的外壳或表皮，并且向内朝着建筑物的中心延伸。通常，窗户控制系统的基础设施(例如，控制器、布线等)接近包含建筑物内部的可着色窗户在内的所有可着色窗户定位。由于窗户控制系统定位在建筑物的表皮上并且窗户通常众多，因此建筑物内部内的装置通常将以直接连接的方式通过有线或无线连接而连接到窗户控制系统以接收电力和/或通信。在许多情况下，与连接到可能被藏在建筑物中不显眼的地方的常规电力或通信干道相比，连接到建筑物的外壳上的窗户控制系统是简单的任务。窗户控制系统的位置的另一个优点在于，通过定位在建筑物的外壳或表皮上，可以容易地向建筑物外部的装置和系统提供电力和通信服务。
当建造新的建筑物时，当窗户控制系统用于其它系统和被其它系统利用时，可以发现许多优点。在建筑物建造期间，窗户控制系统可以是建筑物中的第一电力和通信基础设施。例如，在建造多层建筑物时，甚至在较高楼层的框架尚未完成时，窗户控制系统可以安装在较低的楼层上。通过在建造建筑物时被集成到建筑物的表皮中，其它以后安装的系统可以受益于捎带通过窗户控制系统提供的电力和通信基础设施。
商业建筑物(如多租户商业建筑物)、住宅建筑物(例如，单户和多户住宅)以及任何其它建筑物结构(如体育场馆、医院、机场等)可以受益于通过窗户控制系统提供的电力和通信基础设施。在所有情况下，窗户控制系统基础设施都主要定位在建筑物表皮上。单个家庭住宅建筑物可以具有例如约20,000平方英尺的可着色窗户表面积，而大型多层商业建筑物可以具有例如数十万平方英尺的可着色窗户表面积。
使用窗户控制系统基础设施
在一些情况下，建筑物管理系统(BMS)可以通过窗户控制系统基础设施接收电力，监测和/或控制各种建筑物系统。在一些实施例中，窗户控制系统本身充当BMS，监测和控制除了窗户控制系统之外或窗户控制系统外部的各种建筑物系统。
在一些情况下，窗户控制系统可以用于或可以接合到照明系统。例如，连接到窗户控制网络的光电传感器可以确定环境光水平，占用传感器可以确定某人是否在房间中，并且通过窗户提供的资产跟踪可以在一些情况下通过与那些用户相关联的定位装置确定哪些用户在房间中或。此类信息可以用于确定应当如何调整人工照明。例如，基于通过移动装置输入的用户的偏好或基于手动地控制着色状态和人工照明设置的用户的历史，可以推断或确定特定用户的优选照明水平。在一些情况下，例如，通过向窗户控制系统提供电力的中断电源提供的低电压DC配电网也可以用于向照明系统提供电力。在一些情况下，如本文所述，透明显示器可以用于提供房间内的内部照明。
作为另一个实例，安全系统可以使用窗户控制系统的基础设施。例如，相机和门锁可以通电和/或通过窗户控制系统整流到安全系统。在一些情况下，当例如检测到窗户(和/或透明显示器)已经被打破时，可着色窗户可以作为用于安全系统的传感器。在一些情况下，可着色窗户还可以参与作为对安全性或安全威胁的响应的一部分。例如，可以在透明显示器上提供方向和出口照明。在一些情况下，可以根据威胁的类型和窗户与检测到的威胁的接近，使窗户着色或清澈。
在一些情况下，窗户控制系统可以用于家庭自动化应用，类似于通过谷歌的NEST、亚马逊的Alexa或苹果的Homekit系统提供的服务。例如，建筑物居住者可以容易地通过具有透明显示器的窗户提供输入(例如，通过语音、触摸和/或手势命令)或接收信息(例如，通过视觉或通过IGU扬声器)。窗户可以充当界面，允许用户控制各种家庭系统。在一些情况下，使用传感器反馈和窗户控制系统上的逻辑操作，窗户控制系统可以提供对装置和家用电器的自动控制。
在一个实例中，窗户控制系统可以用于家庭娱乐应用程序。例如，当居民在房间之间移动时，窗户控制系统可以使居民以不间断的方式收听他们的音乐、或观看显示在窗户上的内容。这提供了不打扰建筑物的其它部分中的居住者的免提体验。在一些情况下，居民的位置可以通过他们的移动装置(或通过窗户网络上的其它传感器，如运动或占用传感器、CO2传感器等)跟踪，并且扬声器的音量可以调节和/或窗户可以选择用于相应地显示内容。
在一些情况下，窗户控制系统可以取代或消除建筑物中对信息技术(IT)系统的需求。建筑物往往具有专用的房间或专用于提供共享计算资源的设备的柜子。这些房间有时被称为服务器房，通常装有服务器机架、电缆、硬盘驱动器、CPU、能源管理系统和冷却系统等。通过窗户控制系统提供的网络，在窗户网络系统中的控制器的集体计算资源可以用于实现专用的服务器房的相同的功能。由于窗户控制系统的电源和通信基础设施已经就位，因此可能不需要单独的常规服务器或通过局域网向建筑物提供计算资源的IT机房。在个人计算装置上工作的最终用户可能不知道这种区别。
窗户控制系统的其它功能
如本文所讨论，IGU可以配置有天线，用于在IGU的任一侧向环境提供无线通信，并且可以被配置成阻断无线通信通过IGU。在此类情况下，窗户网络可以用作防火墙系统，用于调节允许哪些RF通信(例如，蓝牙和WiFi)通入或离开建筑物。在窗户控制系统上操作的防火墙逻辑可以确定接收到的WiFi信号是否符合防火墙逻辑的预定规则。防火墙逻辑的预定规则可以类似于用于WiFi路由器和用于调节网络流量的网络安全系统的那些规则。规则可以由建筑物管理人员或IT团队配置；为简洁起见，这里不进一步讨论防火墙系统中司空见惯的各种规则。
在一些情况下，窗户控制网络可以被配置成控制RF通信进入或离开建筑物。例如，如果窗户配备有EMI屏蔽，则在窗户的一侧上接收的信号在窗户的另一侧上重新传输之前可能需要由防火墙逻辑批准。在一些情况下，防火墙逻辑可以用于确定EMI屏蔽是被设置为“接通”还是“断开”模式。在一些实施例中，窗户可以被配置成监听窗户的任一侧上的装置之间的WiFi通信。如果两个装置之间的通信被确定为打破由防火墙逻辑强加的规则，则屏蔽功能可以被接通，以阻断进一步的通信。在其它情况下，EMI可能首先处于“接通”或阻断状态，然后在确定来自窗户的任一侧的装置的通信符合防火墙逻辑的规则之后被断开。
窗户控制系统还可以提供如本文讨论的各种接近和个性化服务。基于例如用户的日程安排，用户向窗户控制系统进行身份认证(例如，通过密码短语、指纹或图像识别)，或用户携带绑定到可以跟踪或可以与窗户控制系统通信的用户账户的移动装置，可以提供这些服务。个性化的服务可以直接通过窗户自身，例如，通过着色窗户和数字内容显示器提供，或者可以例如通过窗户控制系统对其它建筑物系统的自动控制提供。
如在先前以引用的方式并入的第PCT/US17/31106号国际申请中更详细地讨论，由窗户控制系统传输或接收的无线信号的分析可以用于确定对应的无线装置的位置。无线装置可以是例如手机、平板电脑或者可以附接到用户希望跟踪的任何资产的标签。在一些情况下，无线装置包含超宽带芯片和被配置成发送和/或接收可以确定装置的位置的超宽带(“UWB”)信号的窗户。在一些情况下，可以将装置的精度定位成建筑物内的10cm或更小的精度。在一些情况下，窗户控制系统可以执行地理围栏规则，所述规则限定了允许资产的位置或当资产移出限定的边界时发生的事件。在一些实施例中，窗户控制系统可以监测建筑物内的位置和移动以及资产，并且在用户请求时，在建筑物的平面图上显示所请求的资产的位置。
在一些情况下，可着色窗户可以具有基于相机的传感器，例如，面向内部环境或外部环境。相机可以提供图像或视频，所述图像或视频可以用于例如对用户进行认证或用于安全事件检测。在一些情况下，IR范围内基于相机的传感器可以用于监测房间中的温度分布。在一些情况下，基于相机的传感器可以用于监测通过窗户的光通量。在一些情况下，相机可以用于监测由相邻建筑物反射的光导致的光穿透或眩光。在一些情况下，基于相机的传感器可以被调谐到光的特定频率，以例如监测窗户的着色功效或监测LiFi通信。
使用来自窗户网络的备用计算资源的实例实施例和实施方案细节
如所讨论的，窗户控制器(例如，主控制器、网络控制器和/或端部窗户控制器)可以具有计算资源，所述计算资源通过窗户通信网络对其它装置和系统可用。在一些情况下，窗户网络上的其它装置，如传感器(例如，环传感器)和控制面板可以被配置成提供计算资源。控制器和其它装置可以通过有线和无线连接向窗户控制网络提供处理能力和数字存储。控制器可以提供通过例如常规硬盘驱动器或固态驱动器提供的长期数据存储。高速RAM也可以包含在用于完成某些计算任务的控制器中。在一些实施例中，窗户控制器可以使用例如Oracle的M8 SPARC处理器或现代的等效物。
因为窗户控制器具有限定的处理能力和存储量，所以通过窗户控制获得的可用备用计算资源可以依据建筑物中的窗户控制器的数量指定。进一步，窗户控制器的数量可以与建筑物中可着色窗户的表面积成比例。例如，具有20,000平方英尺可着色窗户表面积的建筑物可能具有约100个窗户控制器。在一些实施方案中，这许多控制器可以容纳相当于用于例如IT目的的典型服务器房中约三个机架的计算能力。当然，每个窗户控制器的处理取决于窗户控制器中使用的处理器的类型。虽然窗户控制器有时具有处理能力相对有限的微控制器，但是窗户控制器可以替代性地或另外地包含具有附加的处理能力的微处理器。在一个实例中，窗户控制器采用具有ARM架构或其它精简指令集计算架构的微处理器。
控制器可以具有超过窗户控制系统的操作实际需要的计算能力。传统上，窗户控制器的作用是简单地接收指令，并且将那些指令解释为需要特定类型的转换，然后执行使窗户进行所请求的着色转换所必需的预编程配置文件。这个过程很少发生，特别是在某些天气条件下和晚上。结果，窗户控制器大部分时间处于空闲状态。如本公开中所描述的，窗户控制器还可以用于一个或多个其它功能，包含例如，分析传感器数据、在透明显示器上显示图像或视频、运行防火墙逻辑等。即使有这些添加的任务，窗户控制器可能在很多时间也处于空闲状态，并且为非窗户任务留有处理能力。
网络通信协议–传统的窗户网络系统使用通信的轮询方法进行操作，其中第一控制器(例如主控制器)定期轮询第二控制器(例如网络控制器)，所述网络控制器提供特定值的当前数据读取，例如特定IGU的当前着色状态。在一些实施例中，窗户控制网络上的控制器使用处理数据对象(“PDO”)协议进行操作。使用PDO协议，***控制器和装置(例如，传感器)仅在它们确定应进行通信时才传达信息。例如，如果由窗户控制器监测的特定参数的状态不随时间而改变，则窗户控制器不需要在网络上传达此状态；这与常规轮询方法相反，在常规轮询方法中，将每隔一定时间提供状态，而不管是否已经检测到所监测参数的变化。通过配置窗户网络上的窗户控制器和其它***装置，以使它们本身做出某些决定，例如当状态变化值得传达时，能减少网络流量的量。即使在PDO类型范例内，在一些情况下，窗户控制器仍然以一些周期性间隔提供状态信息，只是没有正常拉近方法期间使用的间隔频繁，这可能是适当的。
轮询和PDO通信协议两者可以在用双线总线实施的常规CAN架构中实施。与基于轮询的数据传送相比，CAN协议栈中的更高层允许实施PDO。在一些实施例中，可以使用CAN架构的替代性方案。例如，在一些情况下，可以使用点对点协议，如TCP/IP。通常，任何此类协议支持物理层、一个或多个通信层，并且安全层和/或应用层可能是合适的。
边缘计算基础设施的一个优势是，它通常允许在更靠近建筑物内创建和使用数据的位置进行计算。例如，在具有提供分布式边缘计算的窗户控制系统的建筑物中，计算任务可以发送到建筑物中最接近的边缘装置(例如，端部或叶窗户控制器)，而不是传统的服务器房或基于云的服务。窗户控制器中的每一个和/或可着色窗户系统中的其它计算装置用作边缘装置，即用于本地处理和/或存储数据的小数据中心，例如，在生成数据的建筑物内。提供边缘计算资源的公司的实例包含Microsoft(Azure IOT Edge)、Amazon(AWSGreengrass)、Alphabet、GE(GE Predix)和Ethereum(基于区块链的架构)。
支持窗户处理器计算的软件/逻辑–在一些实施例中，窗户控制器可以运行实时操作系统(“RTOS”)。实时操作系统允许窗户控制器执行可能常规地由例如主控制器等管理控制器执行的许多任务。在RTOS中，窗户控制器可以获取数据，并且在RAM或其它固态存储器中本地存储和访问数据。例如，在一些情况下，窗户控制器可以保持与可着色窗户相关联的电流、电压、温度和/或光数据的运行日志。在一些情况下，窗户控制器可以运行任务，如本地条件的周期性或基于事件的报告(例如，报告本地的光通量已经超过阈值)。
共享/分布式处理–如前所述，可以将窗户网络上控制器的多余计算能力用于其它用途。在一些情况下，窗户网络上的控制器可以呈对等或主从配置组织。在一些情况下，如IBM的Cloud OrchestratorTM等负载均衡产品可以用于执行跨多个控制器的任务的负载均衡。在一些情况下，窗户控制器可以使用区块链技术，使得用于比特币和使用网络计算的伯克利开放基础设施的开放源程序Gridcoin。为了实施分布式处理，可着色窗户系统上的窗户控制器或其它计算资源可以具有容器架构。容器架构可以通过网络协议中的容器管理层实施。用于通过容器架构实施分布式处理的资源的一个实例是Linux容器(LXC)格式的Docker。Docker提供了命名空间来隔离应用程序对操作系统的视图，包含进程树、网络资源、用户ID和文件系统。
与可以在窗户控制器中共享和/或分布的计算处理一样。还可以在多个装置中共享存储。通常，这是使用标准存储架构来实施的，例如网络附加存储(NAS)、网络文件系统(NFS)或存储区域网络(SAN)。例如，窗户控制系统可以在建筑物内提供100太字节的本地存储，所述建筑物具有100个窗户控制器，每个窗户控制器具有1太字节的数据。在一些情况下，使用独立磁盘的冗余阵列(“RAID”)配置来配置存储装置，以保护存储装置免于可能由例如数据存储装置中的一个的故障而引起的数据丢失。
通过具有分布式处理和存储架构，如果建筑物所有者需要，也可以容易地升级系统。例如，如果建筑物所有者希望增加本地存储器或增加窗户控制系统的处理能力，则可以分别升级窗户控制器上的存储装置或处理器，以便最终用户和使用窗户控制系统的系统可以不经历中断所提供的服务。在一些情况下，控制器是模块化设计，使得窗户控制器的存储装置、RAM和/或处理能力可以容易地升级。在其它实施例中，整个窗户控制器可以被递增地替换成具有提高基准的窗户控制器。
在一些实施例中，窗户控制器可以被配置成使用除了仅蓝牙和/或WiFi之外的无线协议来进行通信。例如，窗户控制器可以使用例如Zigbee或EnOcean通过无线自组织网络进行通信，所述Zigbee或EnOcean可能具有较低的电力要求，并且在一些情况下，具有比WiFi通信更大的范围。对于在电池上运行或无线地接收电力的低电力传感器来说，此类无线通信可能是理想的。
当窗户控制系统用于可能由不同实体控制的多种功能时，可以在基础设施上实现虚拟化、安全性和/或服务质量。
在许多情况下，通过公开的窗户控制系统提供的边缘计算平台可以向窗户系统本身提供优点。例如，可以接收、处理靠近窗户的传感器数据并采取行动，而无需向上游控制器提供大量的传感器数据来执行分析。现在提供了边缘计算平台的处理能力的一些实例。
(1)在一个实例中，窗户控制器检测或确定对窗户网络系统的其它部件有用的条件或事件。例如，当窗户控制器确定光强度增加到超过特定阈值水平时，窗户控制器可以通知窗户网络上的其它处理部件，如主控制器，所述主控制器可以依次确定窗户应何时着色以及着色多少。
(2)在另一个实例中，窗户控制器或多个窗户控制器可以调试窗户控制器附近的其它装置。窗户控制器可以使用三角测量或另一种合适的方法(例如，使用接收到的信号强度指示(RSSI))确定部件在附近的位置。在一些情况下，单个窗户控制器或一组窗户控制器可以共同负责确定和报告它们附近与窗户相关的部件的位置。
(3)在一些实施例中，窗户控制器可以通过仅允许与窗户控制器已知的装置进行通信来向窗户控制网络提供安全性。例如，来自除了可着色窗户系统以外的系统的传感器和/或控制器可以向窗户控制器提供信息和/或从窗户控制器请求信息。在一些情况下，提供的数据可能不准确，导致可着色窗户的不需要的自动控制，或者可以请求用于反常目的的数据(例如，潜在的小偷可能试图基于占用传感器数据的历史记录，找出房间何时未占用)。因此，窗户控制器可以被配置成仅与可信装置通信。例如，窗户控制器可以与定位成足够接近以允许无线通信的仅少数装置进行通信。可着色窗户系统可以具有先前已经认证的此类装置，并且窗户控制器可以在例如通过管理员安装期间已经执行认证所需的程序中的一些或全部。
(4)在其它实例中，窗户控制器使用其自己的电流、电压的测量，包含开路电压、温度等，以确定是否调整着色转变参数；例如，加快或提前终止着色转变。2013年6月28日提交并且标题为“控制光学可切换装置中的转变(CONTROLLING TRANSITIONS IN OPTICALLYSWITCHABLE DEVICES)”的第9,412,290号美国专利中进一步描述了用于基于这些测量的窗户参数调整着色参数的方法。
(5)在其它实例中，可以向窗户控制器通知实用警报(例如，高需求或掉电条件)，并且窗户控制器采取适当的着色行动。例如，当被通知电力供应已经被切断时，在本地存储的电力供应(例如，在窗户控制器处的电池中或定位在配电网中)被耗尽之前，窗户控制器可以以受控的方式将可着色窗户转变成安全(清澈)状态。如果在正常电源恢复在线之前耗尽了本地电源储备，将电致变色窗户转变到安全状态可以防止损坏电致变色窗户。在没有足够的电力将所有可着色窗户转变为安全状态的情况下，窗户控制器可以在较便宜的窗户之前优先将较昂贵的窗户着色为安全状态。在一些情况下，窗户控制器可能转变为消耗较少能量的睡眠模式。2017年12月22日提交并且标题为“用于电致变色窗户网络的电力管理(POWER MANAGEMENT FOR ELECTROCHROMIC WINDOW NETWORKS)”的第15/739,562号美国专利申请中描述了控制器可以如何响应以适应与高能量需求和/或低能量可用性相关联的问题的附加实例，所述专利申请整体并入本文。
(6)在一些实施例中，窗户控制系统可以直接或间接地向施工人员提供安装和/或修理指令。例如，窗户上的透明显示器可以显示详细描述检测到的装置故障的错误报告。显示器可以例如指示发生故障的部件定位的位置并且根据需要提供修理说明。替代性地，或另外，窗户控制系统可以通过无线通信向个人电脑、平板电脑、智能手机等提供指令。
通过实施PDO通信协议，并且在单个控制器上执行计算过程，由传送大量原始数据和/或装置的例行轮询引起的流量减少。然后，腾出的带宽可以由其它装置使用，所述其它装置使用由窗户控制系统所提供的计算资源。
在一些实施例中，窗户控制器可以仅被配置成与经过认证的装置进行通信。然后，仅允许那些已经被认证，例如已经由管理员认证或窗户控制器已知的传感器或其它数据收集或控制装置(窗户网络外部的)将数据传递到窗户网络(通过窗户控制器)。这种方法减少或消除了与实时认证通信相关联的认证证书和其它数据的通信，这可以有助于释放额外的网络带宽。
相关地，可以在如由窗户控制系统提供的本地边缘计算平台内的窗户控制器等装置上本地进行窗户着色网络(和其它建筑物系统)的大部分或全部计算需求。几乎不需要在可着色窗户系统之外发送敏感信息。就可着色窗户系统外部需要一些处理或存储来说，仅相对非敏感的信息需要传达到系统外。可以使用可着色窗户系统的计算功能来启用与“个人云”相关联的概念。
分布式计算平台的另一个优点是，如果它们可以依靠一个或多个本地窗户控制器来对它们进行数据处理，则传感器和其它***装置将需要更少的处理资源。例如，与窗户网络通信的传感器不必包含通信栈或作出其自己与分配给传感器的应用相关的决定的能力。例如，红外相机占用传感器可以向窗户控制器提供原始相机数据，所述窗户控制器可以执行所需的图像分析，以确定是否存在居住者以及存在多少居住者。此方法还可以用于传感器和例如温度计、气体检测器和光检测器等装置。
在一些情况下，通过窗户控制系统提供的电力和通信基础设施可以替代其它建筑物系统，例如BMS、安全系统、IT系统、照明系统等。可着色窗户系统的存储和处理基础设施提供了这些功能和其它功能所需的大多数或所有基础设施。就共享基础设施的功能之间要求安全性来说，可以使用虚拟网络(例如VLAN)。
实例实施例-配电
在一些实施例中，配电系统可以是单个有线系统，所述单个有线系统向可着色窗户和一个或多个其它系统(例如HVAC系统、照明系统、安全系统等)递送电力。配电基础设施完全是有线的(与无线相反)。可以通过非窗户系统或通过窗户系统进行使得电力被递送到非窗户系统部件(例如，灯)的决定。
在一些实施例中，照明系统元件或其它非窗户系统部件可以具有通过窗户干线的分接递送的电力。这样，非窗户系统可以共享来自窗户配电系统的AC或DC控制面板。通常来说，可以使用先前已经以引用的方式并入的第15/268,204号美国专利申请、第15/365,685号美国专利申请或第PCT/US18/18241号国际专利申请中描述的任何配电系统向任何非窗户系统提供电力。
在一些实施例中，窗户控制系统可以具有并联的有线配电系统。一个配电系统可以专用于窗户着色功能，并且另一个可以专用于如加热和冷却系统等其它建筑物功能。在此配置中，在窗户控制系统基础设施中提供针对其它建筑物功能的一些决策。换句话说，窗户控制系统控制建筑物中的一些非窗户系统。由窗户控制系统基础设施做出的决策被传达到这些其它建筑物系统，所述这些其它建筑物系统通过专用于非窗户功能的配电系统接收电力来实施决策。例如，窗户控制网络可以确定正常使用或紧急照明的LED灯应当在特定时间通电，并且窗户网络向然后使适当的灯接收电力的某个建筑物系统(例如照明系统或安全系统)提供此类决定，或使配电系统向适当的灯递送电力，即使那些灯由不是窗户配电系统的一部分的系统供电。
在一些实施例中，窗户控制系统可以包含用于提供无线电力递送的装置。此无线电力承载能力可以作为配电系统的一部分提供，所述配电系统向窗户控制器和/或分开的和/或非窗户配电系统提供电力。除了某些电力承载能力是无线介质的形式这一事实之外，此方法在其它方面可以与如上所述的第一或第二方法相同。
结论
应理解，本文所述的某些实施例可以以模块化或集成方式使用计算机软件以控制逻辑的形式实施。基于本文提供的公开和教导，本领域普通技术人员将知道并理解使用硬件以及硬件和软件的组合来实施本发明的其它方式和/或方法。
本申请中描述的软件部件或功能中的任一个可以实施为由处理器使用例如Java、C++或Python等任何合适的计算机语言、使用例如常规或面对对象的技术执行的软件代码。所述软件代码可以作为一系列指令或命令存储在计算机可读介质上，例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、例如硬盘驱动器或软盘等磁介质，或例如CD-ROM等光学介质。任何此类计算机可读介质可以驻留在单个计算设备上或之内，并且可以存在于系统或网络内的不同计算设备上或之内。
尽管已经在一些细节上描述了前述公开的实施例以便于理解，但是所描述的实施例应被认为是说明性的而非限制性的。在不脱离本公开的范围的情况下，来自任何实施例的一个或多个特征可以与任何其它实施例的一个或多个特征组合。进一步，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对任何实施例进行修改、添加或省略。在不脱离本公开的范围的情况下，可以根据特定需要集成或分离任何实施例的部件。
尽管出于清楚理解的目的已经在一些细节上描述了前述实施例，但是显而易见，可以在所附权利要求的范围内实践某些更改和修改。应注意，存在许多实施本发明实施例的过程、系统和设备的替代性方式。因此，本发明的实施例应视为说明性而非限制性的，并且实施例并不限于本文给出的细节。
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