[发明专利]用于利用AC配线设备组合AC功率继电器和电流传感器的方法、装置

说明书

技术领域

本发明涉及经由与机械SPDT功率开关（包括电流传感器和电源输出口（power outlet））组合的无线远程控制或塑料光纤和光导电缆来远程操作在家庭自动化操作中使用的SPDT AC功率半导体开关或继电器。

背景技术

远程操作AC功率继电器接通和关断电气器具（诸如家用加热器、空调、电动窗帘、照明设备以及家庭、公寓、办公室和建筑物中的其他家用电气器具。然而，验证远程操作的器具的操作状态是复杂的。几乎所有器具都不会报告它们的状态，且操作远程控制设备的人必须通过在所操作器具位置处来验证所操作设备的打开或关闭状态，并且自己去看灯是打开还是关闭，或者空调单元被激活还是没有被激活。

大多数包括IR或RF无线远程控制单元的远程控制设备使用相同的电源键（和代码）来将器具接通和关断，因此在没有操作人员自己现场验证的情况下，利用大多数当前可用的远程控制系统，不可能从远程位置肯定地验证接通-关断电源状态。

另一方面，经由双向通信信号操作的家庭自动化继电器设备可以通过继电器的状态或发送给继电器的命令来更新系统控制器。这种系统表现出的问题是：a. 需要重新设计整个电气配线系统，这要求AC电气配线结构的定制和配置、安装和维护的专门技能，所有这些都是昂贵的，以及b. 基于继电器状态的电流耗用报告不会可靠地提供实时状态，例如当热水壶的电源被热水壶的恒温器（thermostat）切断时，热水壶的继电器状态将保持打开，即使不耗用电流了。

通常标准配线电气系统仅提供两根导线：AC火线或带电电线以及将开关连接到灯具或其他器具的负载导线。类似的仅两根移动导线（traveler wire）用于连接独立地接通-关断同一灯或器具的级联开关。

此外，几乎所有已知的AC配线规则和建筑规范都禁止：AC电源导线与同一电箱内部的低压信号导线的连接、混合和混杂、和/或将AC电源导线与同一导管（conduit）内的低压控制导线和/或同一壁箱中的同一继电器和/或壁箱内部的其他电气电源设备连接、混合或混杂。因为该原因，用于这种远程操作的电源切换设备的远程控制电路的电源必须被构造在AC开关内部并且由AC电源供电。这样的严格电气和建筑规范将家庭自动化设备的控制缩小到基本的三个通信信号，包括经由AC电源线的无线（IR和RF）以及经调制的RF。

当前关于家庭自动化系统的远程控制的重要性是经由PC通过因特网、经由移动电话、iPad、以及/或者经由其他PDA设备来远程地将电气器具接通和关断的能力。然而，对于这样的远程控制来说，问题是需要正在操作的器具的经验证的打开-关闭状态和/或覆盖给定房屋、办公室、公寓或建筑物的所有远程控制的器具的状态报告的可用性。包括每个单独房屋、公寓、办公室和企业的特定逐条详述的消耗的功率消耗报告是遍及全球的发电站管理、市政当局和政府的主要目标和中心焦点。

在美国专利7,649,727和7,864,500中公开了用于检测接通-关断状态或备用状态和电流耗用的设备，在美国专利7,639,907中公开了用于经由双向RF或IR远程控制系统传送这样的打开-关闭或备用状态的IR设备连同用于操作AC电源开关和AC操作的器具的IR远程控制设备，并且在美国专利申请12/236,656、12/725,808、12/761,484和12/963,876中公开了通过光导或纤维光缆来操作这样的设备，其中通过引用将三个引用的美国专利和四个申请的内容并入于此。

类似地，还在申请日为2008年8月24日的美国申请11/509,315以及美国专利7,290,702中公开了用于使远程控制设备与视频对讲机系统和购物终端集成的这种方法和装置。

对于所有公开且已知的电源切换和控制设备来说，存在对访问设备的需要，即建立连接用于馈送控制信号并且经由开关或者经由电源输出口取回开关状态和/或电流消耗。但是，迄今为止禁止低压通信线到AC电源开关和AC电源输出口的连接的电气安全规范和规则阻碍所需的功率消耗报告。为了提供可靠的打开-关闭和其他操作命令传播并且作为回报接收到状态报告，以及能够实现低压控制设备和AC电源开关和输出口之间的非限制性连接，光纤和光导的使用被引入到上面引用的美国专利申请中。