[0084] 背板處理功能還可以包括傳感器輪詢界面648以與多個傳感器交界。在該具體 實施方式中，所述多個傳感器可以包括溫度傳感器、濕度傳感器、PIR傳感器、接近傳感器、 環(huán)境光傳感器、和/或未具體列舉出的其他傳感器。該列舉不意味著是窮盡的。取決于具 體實施方式和應(yīng)用，可以使用其他類型的傳感器，例如，聲音傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、煙霧檢測 器、等等。傳感器輪詢界面648可以可通信地耦合至傳感器讀數(shù)存儲器650。傳感器讀數(shù)存 儲器650可以存儲傳感器讀數(shù)并且可以位于微控制器或微處理器的內(nèi)部或外部。
[0085] 最后，背板處理功能可以包括電力管理單元660,電力管理單元660用于控制與背 板集成在一起的各種數(shù)字部件和/或模擬部件并且用于管理恒溫器的電力系統(tǒng)。盡管本領(lǐng) 域的技術(shù)人員可以認識到電力管理系統(tǒng)的很多不同實現(xiàn)方式，但是該【具體實施方式】的電力 管理系統(tǒng)可以包括引導(dǎo)程序調(diào)節(jié)器662、竊電電路664、降壓轉(zhuǎn)換器666、和/或電池控制器 668 〇
[0086] 圖7示出了根據(jù)一個實施方式的用于管理恒溫器消耗的電力的系統(tǒng)的簡化的電 路圖700。供電電路710包括全波橋整流器720、存儲和波形平滑橋輸出電容器722 (例如， 其可以在30微法拉的量級上）、降壓調(diào)節(jié)器電路724、功率和電池（power-and-battery， PAB)調(diào)節(jié)電路728、和可充電鋰離子電池730。與包括背板電力管理電路727、機頭單元電 力管理電路729和微控制器708的其他控制電路結(jié)合，供電電路710可以配置成并適于具 有下文中描述的特征和功能。供電電路710和相關(guān)的部件的更多細節(jié)的描述可以在當前公 開的其他地方和/或在上述序列號為13/467, 025的美國申請中找到。
[0087] 通過圖7中示出的配置，當在安裝時存在"C"電線時，供電電路710作為相對高功 率的、可充電電池輔助的交流到直流轉(zhuǎn)換電源操作。當不存在"C"電線時，供電電路710作 為竊電的、可充電電池輔助的交流到直流轉(zhuǎn)換電源操作。供電電路710通常用于提供恒溫 器的各種電子部件所使用的電壓Vcc MAIN，在一個實施方式中，該電壓可以為約4. 0伏特。 對于存在"C"電線的情況，不需要擔心HVAC呼叫繼電器的偶然跳變（trip)(因為有非活動 竊電）或非跳變（untrip)(針對活動竊電），因此可以假設(shè)相對大量的電力可用。通常，通 過"C"電線供應(yīng)的電力將比恒溫器中剩余電路在任何時候所需要的瞬時電力大。
[0088] 然而，"C"電線通常僅存在于大約20%的家庭中。因此，在不存在"C"電線時，供 電電路710還可以配置成從其他HVAC電線中的一條中"竊取"電力。如在此所使用的，"非 活動竊電"指的是在基于電力竊取所來自的導(dǎo)線在適當?shù)胤經(jīng)]有活動通話期間內(nèi)執(zhí)行的竊 電。因此，對于電力竊取來自"Y"導(dǎo)線的情況，"非活動竊電"指的是當在適當?shù)胤經(jīng)]有活 動制冷通話時執(zhí)行的竊電。如在此所使用的，"活動竊電"指的是在基于電力竊取所來自的 導(dǎo)線在適當?shù)胤接谢顒油ㄔ捚陂g內(nèi)執(zhí)行的竊電。因此，對于電力竊取來自"Y"導(dǎo)線的情況， "活動竊電"指的是當在適當?shù)胤接谢顒又评渫ㄔ挄r執(zhí)行的竊電。在非活動竊電或活動竊電 期間，可以從所選擇的一個可用的通話繼電器電線竊取電力。盡管對竊電電路710的完整 描述可以在之前已經(jīng)通過引用而并入本文中的共同轉(zhuǎn)讓的申請中找到，但是以下簡要說明 對于本公開的目的已足夠。
[0089] 恒溫器中的一些部件，例如機頭單元處理功能、用戶界面、和/或電子顯示器可以 消耗比僅由竊電提供的電力更多的瞬時電力。當這些更渴求電力的部件主動操作時，由竊 電供應(yīng)的電力可以通過可充電電池730補充。換句話說，當恒溫器忙于操作時，例如當電子 顯示器處于有源顯示模式時，電力可以由竊電和可充電電池730供應(yīng)。為了保留存儲在可 充電電池730中的電力，以及給可充電電池730機會充電，一些實施方式優(yōu)化機頭單元處理 功能和電子顯示器以有源模式操作的時間量。換句話說，在一些實施方式中可能有利的是， 盡可能長時間地將機頭單元處理功能保持在休眠模式或低功率模式以及將電子顯示器保 持在無源顯示模式，而不影響用戶體驗。
[0090] 當機頭單元處理功能和電子顯示器處于無源模式或休眠模式時，恒溫器消耗的電 力通常小于由竊電所提供的電力。因此，未被恒溫器消耗的電力可以用于給可充電電池730 充電。在該實施方式中，背板處理功能708(MSP430)可以配置成以低功率模式監(jiān)控環(huán)境傳 感器，然后當需要控制HVAC系統(tǒng)時喚醒機頭單元處理功能732(AM3703)，以便如在此所描 述的那樣重新計算最優(yōu)控制策略。類似地，背板處理功能708可以用于監(jiān)控用于檢測周圍 溫度條件的傳感器，并且當確定已經(jīng)跨過維持帶閥值和/或所預(yù)期的喚醒時間或喚醒事件 已經(jīng)發(fā)生時，它可以喚醒機頭單元處理系統(tǒng)732和/或電子顯示器。
[0091] 以不同的方式陳述，根據(jù)上述共同轉(zhuǎn)讓的序列號為13/467,025的美國申請以及 其他并入的共同轉(zhuǎn)讓的申請的教導(dǎo)，在此描述的恒溫器代表了先進的、多感測的、微處理器 控制的智能的或"學(xué)習(xí)式"恒溫器，該恒溫器提供了處理能力、直觀且視覺上令人愉悅的用 戶界面、網(wǎng)絡(luò)連接、和節(jié)能能力（包括當前描述的預(yù)測控制算法）的豐富組合，而同時不需 要來自HVAC系統(tǒng)的所謂的"C-電線"或來自家用墻壁插頭的線路電力，盡管這種先進的功 能比起"竊電"選擇（即，從一個或多個HVAC通話繼電器提取較少量的電力）可以安全地 提供的瞬時電力可能需要更多的瞬時電力。作為示例，當機頭單元微處理器醒來并處理時 可以在250mW的量級上消耗，當LCD模塊（例如，560)活動時可以在250mW的量級上消耗。 而且，當Wi-Fi模塊（例如，612)活動時可以消耗250mW，并且需要在一致的基礎(chǔ)上為活動 的，所述一致的基礎(chǔ)例如為在通常場景中占空比為一致的2%。然而，為了避免錯誤地使用 于大量商用HVAC系統(tǒng)的HVAC繼電器跳變，竊電電路的供電能力通常限于100mW-200mW的 量級，這不足以為很多通常場景供應(yīng)所需的電力。
[0092] 恒溫器至少通過使用可充電電池（例如，544(或具有等效能力的機載電力存儲介 質(zhì)））解決了這種問題，該可充電電池在硬件用電量小于竊電可以安全地提供的用電量的 時間間隔期間內(nèi)充電，并且在硬件用電量大于竊電可以安全地提供的用電量的時間間隔期 間內(nèi)放電以提供所需的額外電力。為了以促進減小用電量并且延長可充電電池的使用壽 命的注重電池的方式操作，恒溫器設(shè)置有：（i)相對強大且相對耗電量大的第一處理器（例 如，Texas Instruments AM3703微處理器），其能夠快速地執(zhí)行較復(fù)雜的功能，例如驅(qū)動視 覺上令人愉悅的用戶界面顯示器、計算參數(shù)化預(yù)測模型、將參數(shù)化預(yù)測模型應(yīng)用到一組所 選的控制策略、將成本函數(shù)最小化以確定最優(yōu)控制策略、以及執(zhí)行各種其他數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)式計 算，以及（ii)相對不強大且耗電量較小的第二處理器（例如，Texas Instruments MSP430 微控制器），用于執(zhí)行較輕的任務(wù)，包括驅(qū)動和控制占用傳感器、驅(qū)動和控制溫度傳感器等。 為了節(jié)約寶貴的電力，第一處理器維持在"休眠"狀態(tài)延長的時間段并且僅在需要它的能力 的情況下"喚醒"它，然而，使第二處理器或多或少持續(xù)地保持開啟（盡管優(yōu)選地使某些內(nèi) 部時鐘變緩或停止運行短暫的周期性間隔以節(jié)約電力）以執(zhí)行它的相對低功率的任務(wù)。第 一處理器和第二處理器相互配置，使得在發(fā)生某些事件時第二處理器可以"喚醒"第一處 理器，所述發(fā)生某些事件例如感測到需要重新計算預(yù)測控制策略的條件，這可以被稱為"喚 醒"設(shè)備。作為待實現(xiàn)的不同功能目標和/或節(jié)電目標的一部分，這些喚醒設(shè)備可以被開啟 和被關(guān)閉。例如，可以設(shè)置周圍溫度傳感器，當通過該周圍溫度傳感器檢測到需要重新計算 預(yù)測控制策略的周圍溫度或其他條件時，第二處理器將"喚醒"第一處理器，使得第一處理 器可以執(zhí)行在此所描述的預(yù)測控制算法的一個或多個操作或指示HVAC系統(tǒng)在開啟狀態(tài)和 關(guān)閉狀態(tài)之間循環(huán)。
[0093] 本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，關(guān)于圖3至圖7所示出和描述的各種恒溫器實施 方式僅為示例性的，而不意味著為限制性的?？梢允褂煤芏嗥渌布?軟件配置來實施 恒溫器和在下文中描述的各種功能。這些實施方式應(yīng)當被視為示例性平臺，在該示例性平 臺中，以下的實施方式可以被實施以提供可實施的充分公開。當然，以下方法、系統(tǒng)、和/或 軟件程序產(chǎn)品還可以利用不同種類的恒溫器、不同的硬件和/或不同的軟件來實施。
[0094] 圖8A示出了根據(jù)實施方式的用于時間相對溫度的計算的步驟。如在此所使用的， 時間相對溫度（"T2T"）指的是從當前時間點直到達到目標溫度的剩余時間的估計。如在 此所描述的，由恒溫器計算的T2T信息專用于被供熱或制冷的封閉空間，或者換句話說，所 確定的T2T適用于該封閉空間。鑒于可以影響特定現(xiàn)實世界的HVAC循環(huán)上的溫度軌跡的 路線的多種因素，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在此所描述的方法能夠產(chǎn)生合理地良好的估計。而且，面對可能 發(fā)生的很多現(xiàn)實世界變型（一些為可預(yù)測的而其他為不可預(yù)測的），已經(jīng)發(fā)現(xiàn)用于選擇性 顯示T2T信息的當前描述的方法（例如，當該T2T時間變小時顯示"小于10分鐘"以及如 果它以想不到的或不可靠的方式"行動"則不顯示該T2T信息）能夠利用T2T設(shè)備提供令 人愉悅的總體用戶體驗，這提高了恒溫器的總體吸引力和引人注目度，使得能夠吸引用戶 進一步關(guān)注它的節(jié)能特征和注重能量的生態(tài)系統(tǒng)。明顯地，盡管所描述的示例在供熱的特 定背景下提供，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到將對應(yīng)的方法應(yīng)用于制冷背景，因此這些都 在本教導(dǎo)的范圍內(nèi)。
[0095] 根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，恒溫器的T2T算法首先通過學(xué)習(xí)階段（步驟802)暗示， 該學(xué)習(xí)階段在首次安裝或恢復(fù)出廠設(shè)置后很快發(fā)生，由此在第一預(yù)定數(shù)目的"有意義的"或 "非維持的"供熱循環(huán)中的正常操作過程期間，恒溫器開始建設(shè)并維持它自己的T2T相關(guān)信 息的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫是為特定的封閉空間和特定的HVAC系統(tǒng)而定制的。通過"非維持"供 熱循環(huán)，其意味著已經(jīng)有實際的設(shè)定點溫度變化，于是供熱循環(huán)得以實例化。這可以與"維 持"供熱循環(huán)相對比，在"維持"供熱循環(huán)中，設(shè)定點溫度已經(jīng)保持恒定，但是HVAC系統(tǒng)由于 溫度降低而被啟動并操作直到再次達到（維持）該溫度。在一個示例中，"學(xué)習(xí)"供熱循環(huán) 的預(yù)定數(shù)目為10,盡管在不脫離本教導(dǎo)的范圍的情況下該數(shù)目可以實質(zhì)上改變。對于每一 學(xué)習(xí)循環(huán)，恒溫器自動地（不需要來自用戶的任何積極指令或教導(dǎo)）追蹤相對于時間"t" 的溫度變化AH(t)，其中t= 0表示供熱循環(huán)的開始。
[0096] 在合適數(shù)目的學(xué)習(xí)循環(huán)以后（步驟804)，構(gòu)建足量的數(shù)據(jù)以自動地產(chǎn)生封閉空間 的歷史模型"G"，該歷史模型"G"可替選地稱為"總體"模型，該模型可以用于在隨后的T2T 計算的開始時提供初始估計。隨著時間的前進，總體模型隨后可以利用更多的數(shù)據(jù)點來持 續(xù)地完善，這是由于每一供熱循環(huán)表示用于該封閉空間的另一"實驗"以完善"總體模型估 計"，其還可以稱為"歷史模型估計"。對于一個優(yōu)選實施方式，總體模型的時間跨度可以被 限定為僅最近的時期，例如最近的30天到60天，使得它更可能反映該年的當前季節(jié)的影 響。
[0097] 圖8B示出了圖8A的方法的概念圖，包括總體模型G的圖。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)能夠方便計 算、同時為合理地適當?shù)囊粋€數(shù)學(xué)函數(shù)將該總體模型的特征描繪為A H = 0和A H = 0. 5°C 之間的單一參數(shù)直線（具有線性參數(shù)"c"），以及然后的超過該點的兩個參數(shù)曲線（分別具 有線性參數(shù)和二次參數(shù)"a"和"b"）。
[0098] 現(xiàn)在再次參考圖8A，在步驟808,當當前操作設(shè)定點溫度從初始值H/變化到所 需的最終值馬時，該T2T算法被投入使用。該設(shè)定點變化可以由用戶通過使用步行轉(zhuǎn)盤 (walk-up dial)或遠程網(wǎng)絡(luò)訪問設(shè)備調(diào)用，或可替選地當有改變當前操作設(shè)定點溫度的計 劃的設(shè)定點變化時可以被遇到。在步驟812,僅利用總體模型G、通過利用如圖8B所示的總 體模型G將值^-4= AH(0)映射到T2T(0)中來計算初始估計T2T(0)。該初始估計（其 可以被稱為總體模型初始估計）可以在恒溫器顯示器上立刻顯示，甚至在針對手動步行設(shè) 定點變化的情況用戶轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤時實時地顯示。
[0099] 在步驟810,該步驟將通常在供熱循環(huán)的下幾分鐘上持續(xù)，通過利用總體模型G將 當前測量的室溫H(t)映射到TT(t)中，總體模型估計繼續(xù)被用于提供當前時間相對溫度估 計TT(t)?？傮w模型T2T估計在此由TT e(t)表示。實際室溫值H(t)可以由恒溫器感測電 路以規(guī)律的周期性間隔提供，例如每30秒提供。根據(jù)優(yōu)選實施方式，在總體估計被用于顯 示目的的該時間段期間，實時模型R通過追蹤AH(t) 的當前值對時間而建設(shè)。 已經(jīng)被本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的是，實時模型R(其可替選地稱為"局部"模型）直到可以建立合理 地直線（從統(tǒng)計學(xué)上來說）時才能夠用于T2T估計的目的，并且該直線通常直到在H(t)的 軌跡中的最低點852之后的點854處已經(jīng)有某一預(yù)定的憑經(jīng)驗建立的上升，例如0. 2°C的上 升，才可以建立。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有用的一個憑經(jīng)驗建立的指導(dǎo)是等待直到繼〇.2°C最低點后上 升點854之后的間隔30秒的10個溫度樣本，直到利用實時模型可以計算出合理地適當估 計。根據(jù)一個優(yōu)選實施方式，實時模型R可以通過利用直線投影到目標溫度線上來用于建 立"實時模型估計"，如圖8B所示。實時模型T2T估計在此通過TT K(t)表示。對于一個實 施方式，僅最新的10個溫度樣本（或其他合適數(shù)目的最近樣本）被用于投影該計算實時估 計TT K(t)的直線。在其他實施方式中，繼點854之后的所有數(shù)據(jù)點都可以用于計算TTK(t)。
[0100] 如果在步驟812,確定了實時模型估計TTK(t)并非足夠可靠（例如，利用點854之 后的間隔30秒的10個點的上述標準），則重復(fù)步驟810直到TT K(t)足夠可靠時，基于此， 執(zhí)行步驟814。在步驟814,舉例說明了在總體模型估計TTe(t)和實時模型估計TT K(t)之 間的轉(zhuǎn)換，使得在TT(t)的實際值中沒有"跳躍"，"跳躍"對于觀看顯示器的用戶來說是令