用于测量占用者水平温度的系统和方法

文档序号:277745 发布日期:2021-11-19 浏览:16次 >En<

阅读说明:本技术 用于测量占用者水平温度的系统和方法 (System and method for measuring occupant horizontal temperature ) 是由 L·范德尔坦佩尔 B·J·普龙克 K·J·G·霍尔特曼 H·布罗尔斯 于 2020-03-20 设计创作,主要内容包括:一种用于通过补偿由环境空气和/或电子加热引起的温度传感器的发热来确定环境(200)的区域(220/230)中的温度的方法(300),方法(300)使用系统(100),系统(100)包括:(i)结构(110);(ii)控制器(130);以及(iii)温度传感器(120),所述方法包括:当所述结构在第一操作模式下时,获得(320)第一温度测量;将所述结构的第一操作模式改变(330)为第二操作模式;当所述结构在第二操作模式下时,获得(340)第二温度测量;确定(350)温度校正,所述温度校正包括第二操作模式对温度传感器的影响;在所述结构在第二操作模式下的操作期间获得(360)新温度测量;以及使用温度校正来调整(370)新温度测量,以生成经补偿的温度测量。(A method (300) for determining a temperature in a region (220/230) of an environment (200) by compensating for heating of a temperature sensor caused by ambient air and/or electronic heating, the method (300) using a system (100), the system (100) comprising: (i) a structure (110); (ii) a controller (130); and (iii) a temperature sensor (120), the method comprising: obtaining (320) a first temperature measurement while the structure is in a first mode of operation; changing (330) a first mode of operation of the structure to a second mode of operation; obtaining (340) a second temperature measurement when the structure is in a second mode of operation; determining (350) a temperature correction comprising an effect of the second mode of operation on the temperature sensor; obtaining (360) a new temperature measurement during operation of the structure in the second mode of operation; and adjusting (370) the new temperature measurement using the temperature correction to generate a compensated temperature measurement.)

用于测量占用者水平温度的系统和方法

技术领域

本公开总体上涉及用于使用远离房间占用者水平定位的温度传感器来以房间占用者水平确定空气温度的系统和方法。

背景技术

供暖、通风和空调(HVAC)系统通常依赖于使用壁挂式传感器和恒温器的房间温度测量。温度传感器通常定位在房间中远离门和窗的某个地方,通常在靠近人类头部平均高度的水平处。那里的空气温度被发现通常代表着整个房间的感知空气温度,尽管有阳光和气流亦如此。

然而,壁挂式温度传感器存在若干限制。例如,它们需要附加的努力和成本,因为它们被安装到墙壁表面中或墙壁表面上。这需要HVAC设计、布线和设备安装,通常由HVAC专家进行。附加地,在大空间中,壁挂式温度传感器准确测量房间中央区域的温度将是挑战性的或不可能的。

温度传感器可以定位在房间内和/或以其他方式与房间相关联,以在包括大空间在内的各种各样位置处提供温度测量。例如,温度传感器可以安装在照具、天花板瓦片、风扇、其他天花板结构、照明组件上或之中,以及空间中的其他结构中或之上。在一些情况下,温度传感器与空间中的结构的关联使得能够快速安装温度传感器。作为一个示例,传感器可以与安装到天花板的感测设备相关联。在连接的照明基础设施内,除了许多其他选项之外,人们还可以找到如下传感器:其与照具和/或照明元件相关联或集成在照具和/或照明元件内,和/或与诸如安全相机的设备相关联或集成在所述设备内,或者作为独立传感器。根据其他设备,独立传感器可以包括影响温度传感器的嵌入式照明单元,诸如具有主动照射的安全相机或飞行时间相机。

使用温度传感器的现有系统包括若干问题。例如,在天花板处或靠近天花板定位的温度传感器将受到空间中空气的热分层的影响。事实上,在热的安装到天花板的照具或类似的建筑元件下,通常将存在明显的热边界层。甚至更成问题的是,温度传感器受到来自电力耗散器(诸如LED、驱动器和信号处理器)的热传导和辐射的影响,从而引起传感器获得人为的高读数。

尽管诸如非接触式红外温度传感器之类的传感器可以从空间内远程获得传感器读数,但使用这些传感器产生若干重要的限制。例如,红外温度传感器从诸如书桌或桌子之类的表面获得测量,这些表面可能经历明显的温度改变滞后,并且因此不提供准确的读数。此外,温度传感器与其他温度传感器相比较不准确且更加昂贵,并且需要可视透镜。

因此,本领域中存在对使得温度传感器能够准确确定空间温度的传感器系统和方法的持续需求。

发明内容

本公开涉及用于使用一个或多个温度传感器来检测空间的占用者水平空气温度的发明方法和装置。本文的各种实施例和实现方式涉及一种包括与照具或可能生成热量的其他结构相关联的温度传感器的系统。当照具或其他结构经历状态改变(诸如打开或关闭)或者改变设置或模式时,温度传感器获得温度读数。替代地,在这个校准时段期间,除其他事物外还可以使用其他传感器(诸如相邻照具中的相邻传感器)来检测空间的温度。作为又一示例,所述系统可以在给定开始/结束温度的情况下外推校准时段内的温度改变。所述系统使用这些温度读数来分析状态改变对温度传感器的影响,并确定计及该影响的温度校正。当结构经历相同的状态改变时,所述系统可以使用所确定的温度校正来修改新的温度读数。根据一实施例,温度校正可以应用测量的阶跃/斜坡或其他响应与调光历史的卷积。

一般地,在一个方面中,提供了一种用于通过补偿由环境空气和/或电子加热引起的温度传感器的发热来确定环境区域中的温度的方法。所述方法包括以下步骤:(i)提供一系统,包括环境中的结构;控制器;和与所述结构相关联的温度传感器;(ii)当所述结构在第一操作模式下时,使用温度传感器获得一个或多个第一温度测量;(iii)将所述结构的第一操作模式改变为第二操作模式;(iv)当所述结构在第二操作模式下时,使用温度传感器获得一个或多个第二温度测量;(v)由控制器使用所述一个或多个第一温度测量和所述一个或多个第二温度测量来确定温度校正,所述温度校正包括所述结构的第二操作模式对温度传感器的影响;(vi)在确定温度校正之后,使用温度传感器,在所述结构在第二操作模式下的操作期间获得新温度测量;以及(vii)使用温度校正来调整新温度测量,以生成经补偿的温度测量。

根据一实施例,所述方法进一步包括传送经补偿的温度测量。

根据一实施例,针对所述结构的多个操作模式确定温度校正。

根据一实施例,确定温度校正的步骤进一步包括修改与所述结构相关联的预先存在的温度校正模型。

根据一实施例,所述系统包括传感器盒,所述传感器盒包括温度传感器,其中所述传感器盒与所述结构相关联。

根据一实施例,温度校正补偿由所述系统的控制器生成的热量。

根据一实施例,确定温度校正的步骤包括来自相邻结构的一个或多个温度测量。

根据一实施例,第一操作模式是照具的第一调光水平,并且第二操作模式是照具的第二调光水平,第一调光水平和第二调光水平是不同的调光水平。

根据一实施例,温度校正包括第一阶热模型。

根据一方面的是一种系统,其被配置为通过补偿由环境空气和/或电子加热引起的温度传感器的发热来确定环境区域中的温度。所述系统包括:环境中的结构;控制器;温度传感器,其与所述结构相关联并且被配置为获得:(i)当结构在第一操作模式下时的一个或多个第一温度测量;以及(ii)当所述结构在第二操作模式下时的一个或多个第二温度测量;并且控制器被配置为:(i)将所述结构的第一操作模式改变为第二操作模式;(ii)使用所述一个或多个第一温度测量和所述一个或多个第二温度测量来确定温度校正,所述温度校正包括所述结构的第二操作模式对温度传感器的影响;以及(iii)使用温度校正调整所述结构在第二操作模式下的操作期间获得的新温度测量,来生成经补偿的温度测量。

根据一实施例,控制器进一步被配置为引导所述系统传送经补偿的温度测量。

根据一实施例,所述系统包括传感器盒,所述传感器盒包括温度传感器,并且其中所述传感器盒与所述结构相关联。根据一实施例,所述传感器盒包括不同于温度传感器的第二传感器。

在各种实现方式中,处理器或控制器可以与一个或多个存储介质(本文统称为“存储器”,例如易失性和非易失性计算机存储器,诸如RAM、PROM、EPROM和 EEPROM、软盘、致密盘、光盘、磁带等)相关联。在一些实现方式中,存储介质可以用一个或多个程序编码,当在一个或多个处理器和/或控制器上执行时,这些程序执行本文讨论的至少一些功能。各种存储介质可以固定在处理器或控制器内,或者可以是可运输的,使得存储在其上的一个或多个程序可以被加载到处理器或控制器中,以便实现本文讨论的本发明的各个方面。术语“程序”或“计算机程序”在本文中以一般意义使用,以指代可以用于对一个或多个处理器或控制器编程的任何类型的计算机代码(例如,软件或微代码)。

在一个网络实现方式中,耦合到网络的一个或多个设备可以充当耦合到网络的一个或多个其他设备的控制器(例如,以主/从关系)。在另一实现方式中,联网环境可以包括一个或多个专用控制器,其被配置为控制耦合到网络的一个或多个设备。一般地,耦合到网络的多个设备各自可以具有对存在于一个或多个通信介质上的数据的访问;然而,给定设备可以是“可寻址的”,因为它被配置为基于例如分配给它的一个或多个特定标识符(例如,“地址”),选择性地与网络交换数据(即,从网络接收数据和/或向网络传输数据)。

如本文使用的术语“网络”指代两个或更多个设备(包括控制器或处理器)的任何互连,所述互连促进任何两个或更多个设备之间和/或耦合到网络的多个设备间的信息运输(例如,用于设备控制、数据存储、数据交换等)。如应当容易领会的,适合于互连多个设备的网络的各种实现方式可以包括各种网络拓扑中的任何一种,并且采用各种通信协议中的任何一种。附加地,在根据本公开的各种网络中,两个设备之间的任何一个连接可以表示两个系统之间的专用连接,或者替代地,非专用连接。除了携带用于两个设备的信息之外,这样的非专用连接还可以携带不一定意图用于两个设备中任何一个的信息(例如,开放网络连接)。此外,应当容易领会,如本文讨论的各种设备网络可以采用一个或多个无线、有线/线缆、和/或光纤链路来促进贯穿网络的信息运输。

应当领会,前述构思和下面更详细讨论的附加构思的所有组合(只要这样的构思不相互矛盾)都被设想是本文公开的发明主题的一部分。特别地,出现在本公开结尾的所要求保护的主题的所有组合被设想是本文公开的发明主题的一部分。还应当领会,本文明确采用的也可能出现在通过引用并入的任何公开内容中的术语应当符合与本文公开的特定构思最一致的含义。

附图说明

在附图中,类似的附图标记贯穿不同的视图一般指代相同的部分。此外,附图不一定是按比例的,取而代之一般将重点放在说明本发明的原理上。

图1是根据一实施例的温度测量系统的示意性表示。

图2是根据一实施例的温度测量系统的示意性表示。

图3是根据一实施例的温度测量系统的示意性表示。

图4是根据一实施例的温度测量系统的示意性表示。

图5是根据一实施例的温度测量系统的示意性表示。

图6是根据一实施例的环境内的温度测量系统的示意性表示。

图7是根据一实施例的环境内的温度测量系统的示意性表示。

图8是根据一实施例的环境内的温度测量系统的示意性表示。

图9是根据一实施例的环境内的温度测量系统的示意性表示。

图10是根据一实施例的环境内的温度测量系统的示意性表示。

图11是根据一实施例的用于温度感测的方法的流程图。

图12是根据一实施例的温度感测方法的图表。

图13是根据一实施例的传感器盒内部的温度测量的图表。

图14是根据一实施例的传感器盒内部的温度测量的图表。

图15是根据一实施例的用于加热传感器盒的补偿曲线的图表。

图16是根据一实施例的使用用于加热传感器盒的补偿曲线的图表。

图17是根据一实施例的温度校正模型的生成和应用的示意性表示。

图18是根据一实施例的温度校正模型的生成和应用的示意性表示。

图19是根据一实施例的温度校正模型的生成和应用的示意性表示。

图20是根据一实施例的印刷控制板的温度图。

图21是根据一实施例的测量的温度梯度和差异的图表。

图22是根据一实施例的比较外推与空气温度测量的图表。

具体实施方式

本公开描述了被配置为使用温度传感器获得温度读数的系统的各种实施例。更一般地,申请人已经认识到,提供一种使得能够实现占用者水平的温度检测而不需要占用者水平的温度传感器的温度感测系统将是有益的。利用本公开的某些实施例的特定目标是要使用与空间中的照具或其他结构相关联的可负担且易于安装的传感器来表征空间的占用者水平温度。

鉴于前述内容,各种实施例和实现方式涉及具有与照具或其他结构相关联的温度传感器的系统。例如,温度传感器可以整合到用于环境的传感器模块或与之相关联,该传感器模块又可以集成到照具、照明组件、另一传感器、基于天花板的结构(诸如天花板瓦片、风扇、或其他天花板结构)中或以其他方式与之相关联,或者以其他方式与空间中的结构相关联。此传感器模块可以包括多于一种类型的传感器。该系统的控制器接收并分析温度传感器信息,以确定生成热量的照具或其他结构对温度传感器的影响。然后,当该结构正在生成热量时,该系统可以使用温度校正来修改新的温度读数。

这样的系统可以安装在空间内的任何结构中,和/或安装在可选地与该结构相关联的传感器盒中,并且可以包括可负担的温度传感器。尽管除了其他问题之外还有热分层、热边界层、照具加热和/或内部热量扩散,但该系统使得能够准确检测占用者水平的温度。

参考图1,在一个实施例中,是温度感测系统100。温度感测系统包括结构110,该结构110具有相关联或集成的一个或多个温度传感器120和控制器130。该系统可以可选地包括与温度传感器和/或控制器通信的环境控制系统150。许多其他配置和实施例是可能的。

相关联或集成的一个或多个温度传感器120可以是获得热信息的任何传感器或元件。除了其他示例外,作为非限制性示例,温度传感器120可以是非辐射局部温度传感器,诸如热电偶或热敏电阻。温度传感器120可以靠近结构110定位、与结构110相关联、和/或整合到结构110。结构110可以是环境内的任何组件或结构。根据一个实施例,结构110靠近房间或类似环境的上部空间或天花板、与该上部空间或天花板相关联、和/或整合到该上部空间或天花板。根据另一个实施例,结构110安装在墙壁上或墙壁内,安装在房间中的一件家具或其他对象中或在其上,或者定位在空间内的其他地方。例如,结构110是可以生成影响系统温度的热量或寒冷的结构,诸如照具、照明组件、扬声器、屏幕和/或任何其他组件、电子设备或结构。例如,除了其他可能性之外,这个温度改变可以是传感器附近的环境空气以及传感器外壳的改变。在照具的情况下,仅作为一个示例,驱动电子器件和LED生成热量,该热量使外壳材料升温,并且热量经由传导传递到温度传感器。因此,即使没有经由环境空气使传感器发热——如在热空气远离传感器上升的壁挂式照具的情况下——本文描述或以其他方式设想的方法和系统也将起作用来补偿传感器本身的发热。

根据另一个实施例,温度传感器120可以整合到传感器模块或盒122,除了温度传感器之外,传感器模块或盒122还可以可选地包含一个或多个传感器。例如,传感器模块可以包括使用若干种感测模态来监视空间使用和环境条件的传感器束。传感器模块可以整合到该结构,或者可以靠近该结构定位,或者可以直接连接到该结构或以其他方式安装在该结构上。传感器模块的其他感测模态可以是促进空间监视的任何事物,包括但不限于光传感器、湿度传感器、压力传感器、声音传感器、占用传感器、和/或任何其他传感器。

温度传感器120可以持续地和/或周期性地获得热信息。例如,传感器可以被配置或编程为始终获得热信息。传感器可以被配置为以任何频率获得热信息,诸如每秒一次、每分钟一次、每五分钟一次、每15分钟一次、或任何其他间隔。频率不一定是固定值,并且可以可选地由系统的用户或安装者可修改。例如,该系统可以被配置或编程为贯穿一天、一周或其他时间帧以不同的频率获得热信息。作为示例,热传感器可以在空间更可能被占用的白天期间以较高的频率获得热信息,并且在空间不太可能被占用的夜晚期间以较低的频率获得热信息。空间的预期用途也可能影响热传感器获得热信息的频率。例如,如果该空间仅用于周三的会议,则该系统可以被配置或编程为在周三会议召开前后获得热信息和/或以较高的频率获得热信息。该系统可以与调度日历集成,以在调度该空间被利用的时间期间增加热传感器活动,并在未调度该空间被利用时限制或停止热传感器活动。

根据另一个实施例,温度传感器120可以被配置为获得热信息,包括以特定的速率或频率,这全部或部分取决于靠近传感器定位的结构110的操作或模式。例如,温度传感器120可以被配置或控制为基于结构何时关闭或打开和/或结构的模式或其他参数何时被修改来获得热信息和/或来调整影响如何获得热信息的参数。温度传感器可以被配置或控制为当结构活动时开始获得和/或传送热信息,并且因此能够影响空间的温度。温度传感器可以被配置或控制为当结构的参数被调整时开始或停止获得和/或传送热信息。

在生成热量并影响空间的局部温度从而影响传感器120的温度和/或传感器周围的环境温度的照具的情况下,传感器可以被配置或控制为在特定的指导下获得热信息。传感器可以持续获得信息,或者可以在照具被打开时开始获得信息,并且在照具关闭时停止获得信息。当照具的强度增加或减少时,传感器可以持续地或以特定的速率获得信息。

根据一实施例,系统100可以包括有线或无线通信模块140,其被配置为将从一个或多个温度传感器120获得并且被如本文详细描述的系统修改的热信息传送到系统的另一部分,到另一结构110、传感器面板,和/或到环境控制系统150。环境控制系统可以是被配置为管理或引导空间环境的任何系统、程序或其他控制。因此,建筑或其他结构可以包括多个温度传感器120,每个温度传感器120与不同的结构相关联,其与中央结构110、中央传感器面板和/或环境控制系统150通信。例如,建筑或其他结构可以包括一个或多个房间中的多个结构。办公建筑可以包括许多房间和办公室,其中的许多或全部可以包括具有一个或多个温度传感器120的一个或多个结构。从结构获得的温度信息的收集和使用可以是在逐房间的基础上、在区域的基础上、在逐楼层的基础上、在建筑的基础上、和/或任何其他组织结构。

该系统和/或温度传感器可以有线连接到该系统的另一部分、结构110、传感器面板和/或环境控制系统,或者可以经由无线协议(诸如Wi-Fi、蓝牙、IR、无线电、近场通信和/或任何其他协议)进行通信。温度传感器可以被配置或编程为持续地或周期性地传送信息,并且频率可以基于包括本文讨论的那些因素的各种因素来调整。温度传感器还可以被配置或编程为响应于对信息的查询而提供热信息或其他信息。

控制器130可以包括处理器132,该处理器132使用软件编程以执行本文讨论的各种功能中的一个或多个,并且可以与存储器134组合利用。存储器134可以存储:数据,包括供处理器132执行的一个或多个命令或软件程序;以及各种类型的数据,包括但不限于由温度传感器获得的热信息;以及由该系统中的任何其他传感器收集的任何其他信息。例如,存储器134可以是非暂时性计算机可读存储介质,其包括一组可由处理器132执行的指令,并且其使得该系统执行本文描述的方法的一个或多个步骤。

系统100、特别是温度传感器120和控制器130还包括电源,最典型的是AC电源,尽管其他电源是可能的,除了其他事物之外还包括DC电源、基于太阳能的电源、或基于机械的电源。电源可以与电源转换器可操作地通信,该电源转换器将从外部电源接收的电力转换成照明单元可用的形式。为了向该系统的各种组件提供电力,它还可以包括AC/DC转换器(例如整流电路),该AC/DC转换器从外部AC电源接收AC电力,并将其转换成直流电,以用于为系统的组件供电的目的。附加地,该系统可以包括能量存储设备,诸如可充电电池或电容器,其经由到AC/DC转换器的连接被充电,并且可以在到AC电源的电路断开时向温度传感器120和控制器130提供电力。

系统100可以包括许多不同的配置。例如,参考图1,该系统包括结构110,诸如具有控制器130和温度传感器120的照具,该温度传感器120整合到该结构或与之相关联。参考图2中的另一个实施例,该系统包括具有整合传感器盒122的结构110,其中控制器130和温度传感器120是传感器盒的元件。相比之下,在图3中的实施例中,该系统包括具有控制器的结构110和具有温度传感器120的整合或相关联的传感器盒122。参考图4中所描绘的实施例,例如,该系统包括结构110并且进一步包括与该结构通信的温度传感器120(具有或不具有传感器盒122)。温度传感器120(单独或经由传感器盒122)可以与该结构有线和/或无线通信,即使温度传感器和/或传感器盒附接到或整合到该结构亦如此。参考图5中描绘的又一实施例,该系统包括结构110并且进一步包括与该结构和环境控制系统两者通信的温度传感器120(具有或不具有传感器盒122)。在图6中所描绘的实施例中,该系统包括结构110并且进一步包括温度传感器120(具有或不具有传感器盒122)。除了这些非限制性示例,许多其他实施例和配置也是可能的。

参考图7,在一个实施例中是环境200,其包括温度感测系统100。在这个示例中,温度感测系统100包括两个天花板结构110a和110b,每个天花板结构具有相应的一个或多个温度传感器120。天花板结构可以是靠近空间210的上部220、在该上部220内、或以其他方式在该上部220处定位的任何结构。例如,天花板结构可以是照具或其他结构。例如,可能存在天花板结构和/或传感器的最佳放置,这可能取决于诸如环境200的大小和形状之类的许多因素。例如,传感器可以被定位成允许整个环境200被一个或多个传感器分析,并且这将至少部分地被告知环境的大小和/或形状。传感器也可以被定位成仅分析环境200的一部分。此配置可以使用地图、蓝图或关于环境的其他信息预先确定,或者可以在系统的安装和/或测试期间确定。例如,如果原始放置被确定为不是最佳的,或者如果房间的使用随着时间而改变,则可以稍后修改或调整该配置。

空间210可以是对于其期望或需要温度监视和/或调节的任何空间,诸如办公室、大厅、浴室、壁橱、会议室、和/或任何其他房间或空间。该空间包括在空间210上区域中的上部220。尽管示出为空间210的近似一半,但是上部可以比图7中所示的区域更高或更矮。该空间包括在空间210下区域中的下部230。尽管示出为空间210的近似一半,但是下部可以比图7中所示的区域更高或更矮。然而,空间230通常包括对于其需要或期望准确温度监视和/或调节的区域。因此,空间或区域230通常包括占用者空间,并且可以包括书桌、椅子、床、和/或其他家具或结构。如图7中所示,环境200目前包括书桌和两个占用者240。

参考图8是环境200,其包括温度感测系统100。在这个示例中,温度感测系统100包括具有一个或多个温度传感器120的壁挂式结构110。壁挂式结构可以是靠近墙壁或环境的其他部分定位、在其内定位、或以其他方式与之相关联的任何结构。类似地,参考图9是环境200,其包括温度感测系统100。在这个示例中,温度感测系统100包括安装到地面或嵌入地面的结构110,其具有一个或多个温度传感器120。安装到地面或嵌入地面的结构可以是靠近墙壁或环境的其他部分定位、在其内定位、或以其他方式与之相关联的任何结构。作为另一个非限制性示例,参考图10是环境200,其包括温度感测系统100。在这个示例中,温度感测系统100包括具有一个或多个温度传感器120的结构110。安装到地面或嵌入地面的结构可以是靠近墙壁或环境的其他部分定位、在其内定位、或以其他方式与之相关联的任何结构。

参考图11,在一个实施例中是流程图,其图示了用于使用一个或多个温度传感器检测空间的占用者水平空气温度的方法300。在该方法的步骤310处,在环境200内提供温度感测系统100。温度感测系统可以是本文描述的或以其他方式设想的任何实施例,并且可以包括结合图1-图10描述的系统的任何组件,除了其他元件之外,例如诸如具有相关联或集成的一个或多个温度传感器120和控制器130的结构110。该环境可以是本文描述的或者以其他方式设想的任何环境。温度感测系统100安装有或修改为包括一个或多个温度传感器120和控制器130。

温度感测系统100在安装时和/或周期性地被训练以产生温度校正,该温度校正包括结构110的操作模式对温度传感器的影响。这个训练可以包括许多不同的训练参数。根据一个实施例,该系统在温度被确定的时段期间被训练,这意味着温度相对稳定或以其他方式被已知、外推或良好表征。例如,当环境200未被占用和/或不太可能受到热源(诸如阳光)的影响时(诸如在夜间或周末),训练可以发生。替代地,在这个校准时段期间,除了其他事物之外还可以使用其他传感器、诸如相邻照具中的相邻传感器来检测空间的温度。作为又一示例,该系统可以在给定开始/结束温度的情况下外推校准时段内的温度改变。这些和其他方案可以用于创建可以在校准期间使用的所确定温度。

根据一实施例,“操作模式”可以意味着该结构中的任何改变。仅作为一个示例,当结构是照具时,操作模式可以包括照具的照明单元被关闭的非活动或休眠模式,或者可以包括照具的照明单元被打开的活动模式。作为另一个示例,操作模式可以包括该结构的任何一般操作参数。作为其他示例,操作模式的改变可以是任何阶跃、脉冲、斜坡、正弦、方波、和/或该结构的操作参数的任何其他调整。

在该方法的步骤320处,当环境200的温度被确定时,该系统的一个或多个温度传感器120从环境的区域220或230获得第一温度信息,这意味着温度是稳定的或以其他方式被已知、外推或良好表征。一个或多个温度传感器120可以周期性地或持续地获得温度信息,但是可以仅利用在关键时间期间获得的信息,和/或可以引导一个或多个温度传感器120获得温度信息。该系统可以传送所获得的温度信息,和/或可以将温度信息存储在诸如存储器134中。

当获得第一温度信息时,结构110处于第一操作模式。仅作为一个示例,当结构是照具时,第一模式可以包括非活动或休眠模式,其中照具的照明单元被关闭。因此,照具没有在生成热量,并且不应当影响温度读数。因此,由一个或多个温度传感器120获得的温度读数应当近似表示区域220的实际温度,而不是由该结构升高的温度。然而,由一个或多个温度传感器120测量的温度可能不恰好等于区域220或230中的空气温度,这是因为与传感器相关联的其他电子器件(如微处理器)——即使结构本身被关闭并且不产生光,其也保持打开——可能生成热量,该热量略微升高一个或多个温度传感器120和这些传感器紧接周围的空气的温度。因此,可能需要减去“自热”温度偏移,以创建对区域220中的空气温度的更好近似。

在该方法的步骤330处,将结构110从第一操作模式调整或修改为第二操作模式。仅作为一个示例,当结构是照具时,第二模式可以包括照具的照明单元被打开的活动模式。因此,照具将生成热量,并可能影响温度读数。因此,由一个或多个温度传感器120获得的温度读数将表示受结构所影响的区域220或230的温度。替代地,第一操作模式是活动模式,并且第二操作模式是休眠模式。

根据一实施例,为了获得区域230的温度(的估计)——最代表人类将如何体验该空间的水平——该系统必须计及由于更暖空气上升的趋势而可能发生在区域230和220之间的空气温度的垂直分层。办公建筑中的房间——具有约为3米的天花板高度——中的典型分层在0.5和1摄氏度之间。如果房间在使用中,诸如如果人或对象(诸如使房间中空气发热的打开的电脑)存在,则分层水平通常更高。因此,根据一实施例,该系统设想,为了获得区域230的温度(的估计),估计分层因子,并从区域220的温度估计中减去该分层因子。此分层因子估计可以在系统被配置时完成一次,或者替代地,可以使用获得分层因子估计的更动态的方法。

根据另一实施例,第一和第二操作模式中的一个或多个表示结构110的参数的修改。仅作为一个示例,当该结构是照具时,操作模式可以表示调光或散热中的另一种改变。

在该方法的步骤340处,该系统的一个或多个温度传感器120从环境的区域220/230获得第二温度信息,同时确定环境200的温度,这意味着温度是稳定的、被外推的、或者以其他方式已知的或良好表征的,并且同时结构110正在第二操作模式下操作。一个或多个温度传感器120可以周期性地或持续地获得温度信息,但是可以仅利用在关键时间期间获得的信息,和/或可以引导一个或多个温度传感器120获得温度信息。该系统可以传送所获得的温度信息,和/或可以将温度信息存储在诸如存储器134中。

在该方法的步骤350处,控制器130至少使用从环境的区域220/230获得的第一温度信息和第二温度信息来确定温度校正。此转换包括结构110的第二操作模式对一个或多个温度传感器120的影响。当该结构正在第一或第二操作模式下操作时,此转换可以用于未来的温度测量,以将第一或第二操作模式对测量的影响纳入考虑。

参考图12是包括本文描述或以其他方式设想的方法的步骤320至340的过程的实施例的图表。在这个图中,如由房间温度测量(“房间温度”)所示,环境200的温度在相关时间段(“时间”)期间是稳定的。在环境温度保持稳定的假设下,可以如下所描述计算校正因子。如果房间温度在一时间段内可能显著变化,则校正因子的计算还必须利用温度如何变化的估计。

结构110中的一个或多个温度传感器120、诸如照具中的温度传感器可以在相关时间段期间持续地或周期性地获得数据。在该方法的步骤320处,当结构110在第一操作模式下时,该系统在时段A期间获得第一温度测量。例如,在时段A期间,第一操作模式可以在非活动模式下。

在可以对应于该方法的步骤330时间T1,结构110的操作模式被改变为第二操作模式。例如,在时段B期间,第二操作模式可以是活动模式。替代地,第二模式可以表示结构110的操作相对于第一操作模式的任何改变。例如,第一、第二或其他操作模式中的任何一种可以包括调光阶跃、脉冲、斜坡、正弦、方波、和/或任何其他操作模式。

在可以对应于该方法的步骤340的时段B期间,当结构110在第二操作模式下时,该系统获得第二温度测量。根据一个实施例,该系统获得第二温度测量,直到渐近温度稳定。可选地,在时间T2,结构110可以改变为不同的操作模式,其可以是第一操作模式或者不同于第二操作模式的任何其他操作模式。该系统可以继续使用一个或多个温度传感器120收集温度信息,或者可以在任何其他时间段期间收集这样的温度信息。

该系统使用在时段A和时段B(和/或任何其他时段)期间获得的温度读数来确定温度校正,该温度校正包括结构110的第二操作模式对一个或多个温度传感器120的影响。

除了本文描述或以其他方式设想的方法之外,还可以以各种不同的方式确定温度校正。根据一个实施例,确定温度校正包括通过创建查找表、曲线拟合和/或热模型(优选一阶)的参数估计来近似测量的系统响应,随后校正初始和最终温度之间的差异。例如,参考一个实施例中的图13是在100%-67%-33%的调光阶跃后具有第一阶模型拟合(粗线)的照具中的传感器盒内部的温度测量(细线)的图表。例如,可以使用以下公式生成第一阶模型:

(公式1)。

例如,该系统可以将由温度测量确定的系统响应与结构110的传送的调光演变进行卷积。取决于该系统的设计,这可以在传感器盒、温度传感器、控制器和/或结构中执行。替代地,该系统可以在云中或在另一个远程位置(诸如建筑的中央位置)处确定校正。

利用生成的第一阶热模型,使用卷积和/或使用低通滤波器或过程来校正由(一个或多个)温度传感器测量的后续温度,以获得房间空气温度。取决于该系统的设计,这可以在传感器盒、温度传感器、控制器和/或结构中执行。替代地,该系统可以在云中或在另一个远程位置(诸如建筑的中央位置)处执行校正。

根据一实施例,为了获得补偿参数,机器学习算法可以测量≥1个内部局部温度传感器对≥1个调光阶跃/脉冲/斜坡/正弦/方波的温度响应。该算法可以考虑到响应也受到房间内空气温度改变的影响。这些空气温度改变可以由位于定位在相同房间内的保持关闭的结构中(即,贯穿该时间段保持在相同的操作模式下)的另一个传感器测量。可以减去此参考读数,以得到清晰的曲线。不需要参考传感器的替代方案是在多个测试周期内进行统计平均。机器学习也可以用来确定传感器或结构的自热。这可以通过触发结构功耗阶跃/脉冲/方波、测量≥1个内部局部温度传感器的响应、与电力演变卷积或将温度测量外推至零功耗水平来完成。

回到图11和方法300,在该方法的步骤360处,该系统在确定温度校正之后从温度传感器获得新的温度信息。这可以在温度校正创建之后的任何时间点或时间段进行。这些温度读数将使用生成的温度校正来校正。

因此,在该方法的步骤370处,该系统使用温度校正来调整温度信息。调整可以立即执行或者使用存储的数据执行。调整可以由温度传感器、传感器模块或盒、结构和/或由系统——包括但不限于环境控制系统——的中央单元来执行。

在该方法的可选步骤372处,该系统应用一个或多个其他校正。仅作为一个示例,该系统可以将分层因子应用于温度,尽管其他校正也是可能的。

在该方法的步骤380处,该系统向另一个控制器提供经调整的温度测量。例如,该系统可以向另一个结构和/或系统——包括但不限于环境控制系统——的中央单元提供经调整的温度测量。仅作为一个示例,除了其他可能性之外,经调整的温度测量可以由照具生成,并提供给近邻照具和/或给环境控制系统。

参考图14,在一个实施例中是来自定位在传感器盒内的温度传感器120的温度测量的图表,该传感器盒安装在定位在会议室内的照具上。在图表中所示的时间段期间,照具在工作模式方面经历了若干次修改。

图14中的基础真值测量曲线表示地面上方1.2米处的空气温度,其通过对直接放置在照具下面的四个空气温度传感器进行平均来测量,每个空气温度传感器在照具的一个角的下方。这个测量表示与房间中的人最相关的温度,并大致基于ANSI/ASHRAE标准55-2013第7.3节的方法技术。

图14中的传感器原始数据曲线表示来自照具中传感器的空气温度原始数据。如所示的,该曲线受照具打开和关闭的严重影响,因为照具在所示的测试间隔期间切换若干次。即使当照具关闭时,此曲线也始终保持在基础真值之上,因为传感器电子器件自热,从而即使照具关闭也使温度传感器比房间内空气更暖。

图14中的传感器补偿曲线表示使用本文公开或以其他方式设想的校正模型计算的校正温度。如由图表所示,校正模型显著修改和改进了传感器的温度感测能力。

附加地,由于系统必须具有对地面水平上方1.2米处的空气温度的准确估计,以便准确测量和报告房间内的人所体验的相对湿度,因此来自结构中的相对湿度传感器——被比1.2米处的空气更热的空气包围的湿度传感器——的相对湿度读数将不等于地面水平上方1.2米处的(较冷的)空气的相对湿度。因此,本文所描述的方法和系统可以改进定位在包括传感器盒在内的结构处的湿度传感器的准确度。

根据另一个实施例,传感器或传感器盒本身也产生热量,除了来自结构的影响之外,该热量也可能影响温度读数。例如,尽管该结构可以充当吸取由传感器或传感器盒生成的热量的吸热器,但是个体传感器或传感器盒可能起不同的作用,因此需要特定的测量并计及传感器或传感器盒的影响。因此,该系统可以包括使用自动机器学习步骤来确定一个或多个发热补偿参数的方法或系统。那些参数当中有:(i)传感器或传感器盒的自发热水平;(ii)当结构被打开时,传感器或传感器箱发热水平(其表示0%和100%调光水平之间的差异);(iii)当结构被打开时,发热过渡曲线的斜率和形状;以及(iv)当结构被关闭时,冷却过渡曲线的斜率和形状。这些参数与调光水平或对结构的其他改变的知识一起被用来构造从传感器读数中减去的补偿曲线,以便获得校正的空气温度。

为了获得测试数据,实现了机器学习系统,其在夜间触发单个调光周期以最小化由于改变热分层和其他干扰性房间温度变化所致的干扰的同时获得参数。该测试包括在杆端的传感器模块,作为参考传感器定位在离被校准的传感器模块约四米。为了确定被校准的传感器模块的自热,现场测试测量完全切断到被校准的传感器模块中的电子器件的电力达几个小时,从而允许其与房间温度相等,并且然后在再次打开传感器模块时测量温度的阶跃响应。

参考图15,在一个实施例中是生成补偿曲线的图表,其中X轴是针对调光水平和补偿曲线值的以秒为单位的时间指数,并且Y轴是以摄氏度为单位的调光水平状态和补偿值。该图表示出了传感器或传感器盒的“自发热水平”、当结构被打开时的“打开的照具发热水平”(其表示0%和100%调光水平之间的差异)、当结构被打开时的发热过渡曲线的斜率和形状(“发热斜率,形状”),以及当结构被关闭时的冷却过渡曲线的斜率和形状(“冷却斜率,形状”)。该图表示出了补偿曲线,其可以用于从Tsens读数中减去以获得空气温度。

根据一实施例,发热和冷却过渡曲线表示可以使用指数函数建模和近似的过程。例如,如果照具在t=t0时被打开,则发热曲线可以使用以下公式近似:

水平*(1-exp(速度*(t0-t))) (公式2)

其中水平是打开的照具发热水平,并且速度是发热速度参数。

参考图16,在一个实施例中是描绘工作中的补偿曲线的图表。图表底部处的补偿曲线是使用调光水平(定位在补偿曲线正上方)和补偿参数构造的。经补偿的温度读数通过从Tsens读数中减去补偿曲线来计算(在图表顶部处)。照具下面1.2米处的基础真值空气温度被示出供参考,并且非常接近镜像了经补偿的温度读数。

该系统必须考虑到采样曲线也受到房间内空气温度改变的影响。根据一实施例,一种可能的解决方案是要使用定位在相同房间中的保持关闭的照具中的另一个传感器来测量这些空气温度改变。减去此参考读数,以得到清晰的曲线。不需要参考传感器的替代方案是要在多个测试周期内进行统计平均。这样的方案将使用长时间内捕获的数据,以过滤掉由人类占用引起的“噪音”影响。替代学习方案可能也是可能的,其使用建筑被占用时自然发生的打开和关闭事件。也可以利用组合了触发周期和占用期间学习两者的混合学习方案。机器学习也可以用于确定传感器的自发热水平(黄色)。这可以通过以已知的方式变化传感器功耗、测量对Tsens读数的影响、并且然后将此温度外推至零功耗水平来完成。

参考图15和图16,在各种实施例中是根据本文描述或以其他方式设想的方法和系统的温度校正模型的示例应用。原始的内部局部温度测量可以通过传感器束或经由基于照具的调光演变和温度响应的云分析来校正。例如,在图17中,在将温度数据传递到连接的照明基础设施之前,连接的照具(“照具”)使用温度校正来校正原始温度读数。在图18中,连接的照具将原始温度读数传递到连接的照明基础设施,该连接的照明基础设施使用温度校正来校正温度数据。许多其他配置是可能的。基于云的解决方案和类似解决方案的一个优点是,随着时间,可以利用更多收集的数据来完善模型。附加地,来自近邻或其他类似照具的信息可以用于改进热校正模型。

根据图19中所描绘的另一实施例,该系统可以下载通用热校正模型作为适应位置相关操作条件的起点。因此,热校正模型不需要完全从头开始构建,而是具有起点。

例如,在该方法的步骤410处,该系统可以识别或被告知与系统相关联的照具或其他结构的品牌或类型的标识。在步骤420处,该系统查询本地或远程数据库,或者以其他方式接收特定于与系统相关联的照具或其他结构的品牌或类型的通用热校正模型430。尽管有对温度校正的良好起点,但通用热校正模型将不表现得如本文描述或以其他方式设想的方法和系统那么准确。在该方法的步骤440处,该系统使用如本文所描述的温度测量,并相应地修改通用热校正模型,以创建特定温度校正模型450。此特定温度校正模型450可以用于校正由与系统相关联的照具或其他结构获得的未来温度读数。

根据该系统的另一个实施例,温度校正不是第一阶热模型,而代替地是空间外推模型,该空间外推模型被配置为基于温度传感器的紧凑或经验热模型从温度传感器(在升高的温度下)确定房间空气温度,而不管热边界层和/或内部热扩散。例如,此温度校正模型包括:(i)结构或传感器模块下面的热边界层的热阻,其可以根据经验和/或从外部信息源导出,并且其对于有限的温度范围应当基本恒定;(ii)从温度传感器到的热阻和热容量,其在有限的温度范围内应当基本恒定;和/或(iii)内部温度传感器和结构或传感器盒之间的内部热阻和热容量。

根据本文描述或以其他方式设想的方法和系统,诸如照具和传感器盒之类的结构中的加热和温度范围通常如此小以至于由热阻网络或紧凑模型的近似变得可行,这在一般情况下是完全不可行的。因此,传感器温度信号的去卷积可以解析热容量。

根据用于生成替代空间外推温度校正模型的实施例,该系统包括在结构中的若干位置处、优选在若干深度处的多个内部局部温度传感器。例如,该系统可以包括印刷电路板(PCB)上、传感器束中、和/或结构中的多个内部局部温度传感器。

图20包括PCB上的多个局部温度传感器位置(由HT 传感器和T1、T2和T3 NTC示出),具有操作中的温度图在视觉上示出温度。电力耗散、诸如该系统中的LED驱动器和(一个或多个)控制器中的电力耗散部分地在PCB中传导,从而生成温度梯度和差异,诸如图21中所示的示例。相当大的温度差异促进空间温度外推。根据一实施例,PCB形状和布局可以被设计成通过最小化HT传感器与空气之间的热阻并增加HT传感器与电力耗散组件(如控制器和驱动器)之间的热阻来最大化传感器之间的温度差异。

然后,该系统预先确定电阻(-电容-电感)紧凑的热模型,诸如:

(公式3)

例如通过参数估计来拟合预先测量的阶跃响应。电阻和电容一般以非平凡的方式集中。

内部局部温度传感器温度可以使用预先确定的电阻(-电容-电感)紧凑热模型外推至房间空气温度。根据一实施例,图22将外推与空气温度测量比较,其中内部局部温度传感器温度由与照具相关联的传感器盒内部的传感器生成。

本文描述或以其他方式设想的方法和系统可以被配置、适应、和用于许多不同的应用。根据一个实施例,该系统包括具有集成温度传感器的连接的办公照具。传感器可以是单独的传感器模块、相对湿度传感器模块内的温度传感器、和/或具有内部温度传感器的任何其他传感器或微处理器。照明控制器基于LED面板的调光水平和电子电路的状态来计算温度校正。校正的温度读数被传送到照明基础设施,并且照明基础设施可以与其他建筑自动化系统共享热信息。

根据另一个实施例,该系统包括具有集成温度传感器的灯泡。此传感器可以是单独的传感器模块、相对湿度传感器模块内的温度传感器、和/或具有内部温度传感器的任何其他传感器或微处理器。照明控制器基于LED灯泡或灯管的调光水平计算温度校正。

根据另一个实施例,该系统包括具有集成温度传感器的连接的传感器模块。此传感器可以是单独的传感器模块、相对湿度传感器模块内的温度传感器、和/或具有内部温度传感器的任何其他传感器或微处理器。传感器模块基于电子电路的状态计算温度校正。校正的温度读数被传送到照明基础设施,并且照明基础设施可以与其他建筑自动化系统共享热信息。

根据一实施例,温度校正模型是在调光水平改变期间环境温度没有在改变的时段期间创建的。例如,该系统可以包括定时器,使得校准过程在夜晚期间执行。这些时段也可以由存在检测传感器检测到,使得仅使用没有人的时段。类似地,可以使用光水平传感器来检测没有阳光的时段,以避免外部加热的影响。同样,可以使用来自其他辐射温度传感器的测量和/或太阳辐射测量。

根据一个实施例,通过在调光水平改变期间使用具有恒定调光水平的相邻照具的温度来创建温度校正模型。根据一个实施例,在调光水平改变期间,通过使用如HVAC的其他装备的温度来创建温度校正模型。此外,可以使用附近其他远程温度传感器/恒温器提供的信息。根据另一个实施例,湿度传感器的温度读数被校正,使得可以更准确地计算相对湿度,类似于本文描述的修改温度读数的方法和系统。根据一个实施例,可以使用在操作期间优化的初始温度校正模型。

根据另一个实施例,可以组合和处理来自其他照具和/或来自辐射温度传感器的测量和/或太阳辐射测量,以计及横向温度变化和/或系统测量伪像。

根据一个实施例,使用相对于环境空气和照具和/或传感器盒的电力耗散组件具有不同隔离属性的多个温度传感器。内部温度差异用于外推环境空气温度和/或改进其他实施例的准确度。这些和许多其他实施例和应用是可能的。

虽然本文已经描述和说明了若干发明实施例,但是本领域普通技术人员将容易设想到用于执行功能和/或获得结果和/或本文描述的一个或多个优点的各种其他手段和/或结构,并且每个这样的变型和/或修改被认为在本文描述的发明实施例的范围内。更一般地,本领域技术人员将容易领会,本文描述的所有参数、尺寸、材料和配置都意在是示例性的,并且实际的参数、尺寸、材料和/或配置将取决于本发明教导所用于的一个或多个特定应用。本领域技术人员将认识到,或者能够仅仅使用常规实验来断定本文描述的特定发明实施例的许多等同物。因此,要理解的是,前述实施例仅通过示例的方式呈现,并且在所附权利要求及其等同物的范围内,发明实施例可以以除具体描述和要求保护之外的方式实践。本公开的发明实施例涉及本文描述的每个个体特征、系统、物品、材料、套件、和/或方法。此外,如果两个或更多个这样的特征、系统、物品、材料、套件、和/或方法不相互矛盾,则两个或更多个这样的特征、系统、物品、材料、套件、和/或方法的任何组合都被包括在本公开的发明范围内。

如本文定义和使用的所有定义应当理解为控制字典定义、通过引用并入的文档中的定义、和/或定义术语的普通含义。

除非明确相反指示,否则如本文在说明书中和权利要求书中使用的不定冠词“一”和“一个”应当理解为意味着“至少一个”。

如本文在说明书中和权利要求书中使用的短语“和/或”应当理解为意味着这样结合的元素中的“一个或两个”,即在一些情况下结合存在并且在其他情况下分离存在的元素。用“和/或”列出的多个元素应当以相同的方式解释,即这样结合的元素中的“一个或多个”。除了由“和/或”子句具体标识的元素之外,可以可选地存在其他元素,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,当与诸如“包括”的开放式语言结合使用时,对“A和/或B”的引用可以在一个实施例中仅指代A(可选地包括除B之外的元素);在另一个实施例中仅指代B(可选地包括除A之外的元素);在又一个实施例中指代A和B两者(可选地包括其他元素);等等。

如本文在说明书中和权利要求书中使用的,“或”应当理解为具有与上面定义的“和/或”相同的含义。例如,当分离列表中的项目时,“或”或“和/或”应被解释为包含性的,即包括多个元素或元素列表中的至少一个,但也包括多个元素或元素列表中的多于一个,以及可选地,附加的未列出的项目。只有明确相反指示的术语、诸如“……中的仅一个”或“……中的恰好一个”,或者当在权利要求中使用时,“由……组成”将指代包括多个元素或元素列表中的恰好一个元素。一般来说,如本文使用的术语“或”在前面有诸如“任一”、“……中的一个”、“……中的仅一个”或“……中的恰好一个”之类的排他性术语时仅应被解释为指示排他性的替代物(即“一个或另一个,但不是两者”)。“基本上由……组成”在权利要求中使用时应具有其如在专利法领域中使用的普通含义。

如本文在说明书中和权利要求书中使用的,提及一个或多个元素的列表的短语“至少一个”应当被理解为意味着从元素列表中的任何一个或多个元素中选择的至少一个元素,但是不一定包括元素列表内具体列出的每一个元素中的至少一个,并且不排除元素列表中元素的任何组合。该定义还允许可以可选地存在除了在短语“至少一个”所指的元素列表内具体标识的元素之外的元素,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”)可以在一个实施例中指代至少一个,可选地包括多于一个的A,而不存在B(并且可选地包括除B之外的元素);在另一个实施例中指代至少一个、可选地包括多于一个的B,而不存在A(并且可选地包括除A之外的元素);在又一实施例中指代至少一个、可选地包括多于一个的A以及至少一个、可选地包括多于一个的B(并且可选地包括其他元素);等等。

还应当理解,除非明确相反指示,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,该方法的步骤或动作的顺序不一定限于记载该方法的步骤或动作的顺序。

在权利要求中,以及在上面的说明书中,所有过渡短语,诸如“包括”、“包含”、“携带”、“具有”、“含有”、“涉及”、“保持”、“包含有”等要理解为开放式的,即意味着包括但不限于。只有过渡短语“由……组成”和“基本上由……组成”应分别是封闭或半封闭的过渡短语,如美国专利局专利审查程序手册中所陈述的。

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