(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2020-129401(P2020-129401A)
(43)【公開日】2020年8月27日
(54)【発明の名称】スイッチ及びアウトレット制御を備えたワイヤレス・センサ・システム、方法、及び装置
(51)【国際特許分類】
G08C 17/00 20060101AFI20200731BHJP
H04B 7/145 20060101ALI20200731BHJP
【FI】
G08C17/00 Z
H04B7/145
【審査請求】有
【請求項の数】36
【出願形態】OL
【外国語出願】
【全頁数】32
(21)【出願番号】特願2020-84458(P2020-84458)
(22)【出願日】2020年5月13日
(62)【分割の表示】特願2016-234814(P2016-234814)の分割
【原出願日】2013年3月21日
(31)【優先権主張番号】61/613,753
(32)【優先日】2012年3月21日
(33)【優先権主張国】US
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.JAVA
(71)【出願人】
【識別番号】507387125
【氏名又は名称】パワーキャスト コーポレイション
【氏名又は名称原語表記】POWERCAST CORPORATION
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】グリーン,チャールズ イー.
(72)【発明者】
【氏名】ハリスト,ダニエル ダブリュー.
【テーマコード(参考)】
2F073
5K072
【Fターム(参考)】
2F073AA02
2F073AA03
2F073AA12
2F073AA19
2F073AA25
2F073AA40
2F073AB01
2F073AB04
2F073AB05
2F073BB01
2F073BB04
2F073BC01
2F073BC02
2F073CC03
2F073CC05
2F073CC12
2F073CD11
2F073DD02
2F073DE06
2F073DE16
2F073EE01
2F073EE13
2F073EF09
2F073FF01
2F073FF12
2F073FG01
2F073FG02
2F073GG01
2F073GG04
2F073GG05
5K072AA20
5K072BB02
5K072BB17
5K072EE34
5K072GG11
5K072HH01
(57)【要約】 (修正有)
【課題】スイッチ及びアウトレット制御を備えたワイヤレス・センサ・システム、方法、及び装置を提供する。
【解決手段】いくつかの実施形態では、装置は、ワイヤレス・センサ110から第1のデータ・パケット又は第2のパケットのうちの1つを受信するように構成されるネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140に動作可能に結合されるように構成された、ワイヤレス・センサを含む。ワイヤレス・センサは、第1の時間に第1の周波数で第1のデータ・パケットを送信するように構成され、第1のデータ・パケットは、ワイヤレス・センサによって測定された測定の値に関連するペイロードを含む。ワイヤレス・センサは、第2の時間に第2の周波数で第2のデータ・パケットを送信するように構成され、第2のデータ・パケットは、その値に関連するペイロードを含む。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワイヤレス・センサから第1のデータ・パケット又は第2のデータ・パケットのうちの1つを受信するように構成されるネットワーク・ゲートウェイ・デバイスに動作可能に結合されるように構成された、ワイヤレス・センサを備え、
前記ワイヤレス・センサが、第1の時間に第1の周波数で前記第1のデータ・パケットを送信するように構成され、前記第1のデータ・パケットが、前記ワイヤレス・センサによって測定された測定の値に関連するペイロードを含み、
前記ワイヤレス・センサが、第2の時間に第2の周波数で前記第2のデータ・パケットを送信するように構成され、前記第2のデータ・パケットが、前記値に関連するペイロードを含む、
装置。
【請求項2】
前記ワイヤレス・センサが、前記第1のデータ・パケット又は前記第2のデータ・パケットを受信するように構成されるワイヤレス・レピータに動作可能に結合されるように更に構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記ワイヤレス・センサが、ある量の時間の間、前記第1のデータ・パケット又は前記第2のデータ・パケットのうちの少なくとも1つを記憶するためのバッファを有する前記ワイヤレス・レピータに結合されるように構成される、請求項2に記載の装置。
【請求項4】
前記ワイヤレス・レピータが第1のワイヤレス・レピータであり、
前記ワイヤレス・センサが、前記第2のデータ・パケットが第2のワイヤレス・レピータから送信され前記第1のデータ・パケットが前記ワイヤレス・レピータのバッファに記憶される時に、前記第1のデータ・パケットの前記ペイロードが前記第2のデータ・パケットの前記ペイロードと同じであることに基づいて前記第1のデータ・パケットを廃棄する前記ワイヤレス・レピータに結合されるように構成される、請求項3に記載の装置。
【請求項5】
前記ワイヤレス・センサが、前記第1のデータ・パケット又は前記第2のデータ・パケットが受信される時に前記第1のデータ・パケット又は前記第2のデータ・パケットに受信信号強度値を追加する前記前記ワイヤレス・レピータに結合されるように構成される、請求項2に記載の装置。
【請求項6】
前記第2の時間が前記第1の時間の後であり、前記第1の時間の後及び前記第2の時間の前に実質的にいかなる遅延も発生しない、請求項1に記載の装置。
【請求項7】
前記ワイヤレス・センサが、前記ネットワーク・ゲートウェイ・デバイスからの命令とは無関係に前記第1のデータ・パケット及び前記第2のデータ・パケットを送信するように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項8】
前記ワイヤレス・センサが、(1)第1のトランシーバに関連する第1のアンテナを介して前記第1のデータ・パケットを受信し、(2)第2のトランシーバに関連する第2のアンテナを介して前記第2のデータ・パケットを受信する、ワイヤレス・レピータに動作可能に結合されるように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項9】
前記ワイヤレス・センサが、(1)前記第1のデータ・パケットを受信するために、受信信号強度に基づいて、第1のアンテナ又は第2のアンテナを選択し、(2)前記第2のデータ・パケットを受信するために、受信信号強度に基づいて、第3のアンテナ又は第4のアンテナを選択する、前記ネットワーク・ゲートウェイ・デバイスに結合されるように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項10】
ネットワーク・ゲートウェイ・デバイスに動作可能に結合されるように構成されたワイヤレス・センサであって、前記ワイヤレス・センサが、第1の時間に第1の周波数で第1のデータ・パケットを送信するとともに、第2の時間に第2の周波数で第2のデータ・パケットを送信する、ワイヤレス・センサと、
前記第1のデータ・パケット及び前記第2のデータ・パケットを再送信するように構成された少なくとも1つのワイヤレス・レピータであって、前記ワイヤレス・レピータが、第1のトランシーバに関連する第1のアンテナと、第2のトランシーバに関連する第2のアンテナと、を有し、前記第1のアンテナ及び第1のトランシーバが前記第1のデータ・パケットを受信するように構成され、前記第2のアンテナ及び第2のトランシーバが前記第2のデータ・パケットを受信するように構成される、ワイヤレス・レピータと、を備え、
前記ネットワーク・ゲートウェイ・デバイスが、前記第1のデータ・パケット又は前記第2のデータ・パケットのうちの1つを受信するように構成される、
装置。
【請求項11】
前記少なくとも1つのワイヤレス・レピータが、ある量の時間の間、前記第1のデータ・パケット又は前記第2のデータ・パケットのうちの少なくとも1つを記憶するためのバッファを含む、請求項10に記載の装置。
【請求項12】
前記少なくとも1つのワイヤレス・レピータが、前記第1のデータ・パケット又は前記第2のデータ・パケットが受信される時に前記第1のデータ・パケット又は前記第2のデータ・パケットに受信信号強度値を追加するように構成される、請求項11に記載の装置。
【請求項13】
前記第2の時間が前記第1の時間の後であり、前記第1の時間の後及び前記第2の時間の前に実質的にいかなる遅延も発生しない、請求項10に記載の装置。
【請求項14】
前記ワイヤレス・センサが、前記ネットワーク・ゲートウェイ・デバイスからの命令とは無関係に前記第1のデータ・パケット及び前記第2のデータ・パケットを送信するように構成される、請求項10に記載の装置。
【請求項15】
アンテナ部分を含み、前記アンテナ部分を介してネットワーク・ゲートウェイ・デバイスに動作可能に結合されるように構成されたワイヤレス・センサを備え、
前記ワイヤレス・センサが、少なくとも部分的に電気的密閉容器内に配置されるように構成されたハウジングを含み、
前記ワイヤレス・センサが、前記ワイヤレス・センサの特性の値を示す信号を前記ネットワーク・ゲートウェイ・デバイスに送信するように構成される、
装置。
【請求項16】
前記ワイヤレス・センサが、ダイポール・アンテナを使用して信号を送信するように構成され、前記アンテナ部分が前記ダイポール・アンテナの第1の半分であり、前記電気的密閉容器の金属部分が前記ダイポール・アンテナの第2の半分である、請求項15に記載の装置。
【請求項17】
前記ワイヤレス・センサが、アンテナを使用して前記信号を送信するように構成され、前記アンテナ部分が前記アンテナのモノポール・エレメントであり、前記電気的密閉容器の金属部分が前記モノポール・エレメント用の接地平面である、請求項15に記載の装置。
【請求項18】
前記ワイヤレス・センサのアースが誘電体によって前記電気的密閉容器から隔離される、請求項17に記載の装置。
【請求項19】
前記ワイヤレス・センサの前記アンテナ部分が、アンテナ接地平面であるジャンクション・ボックスの金属部分に動作可能に結合されるように構成される、請求項15に記載の装置。
【請求項20】
前記ワイヤレス・センサが、前記ハウジング内に配置されたバッテリに動作可能に結合されるように構成される、請求項15に記載の装置。
【請求項21】
前記ワイヤレス・センサが、前記ジャンクション・ボックスに関連するエネルギ源とは別個のエネルギ・ハーベスタ・デバイスを含む、請求項15に記載の装置。
【請求項22】
前記特性がエネルギ使用量である、請求項15に記載の装置。
【請求項23】
前記ワイヤレス・センサが交流アウトレットを含む、請求項15に記載の装置。
【請求項24】
前記ワイヤレス・センサが交流スイッチを含む、請求項15に記載の装置。
【請求項25】
前記特性が前記スイッチの状態である、請求項24に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(関連出願の相互参照)
[1001] 本出願は、2012年3月21日に出願され、「Wireless Sensor System with Switch and Outlet Control」という名称の米国仮特許出願第61/613753号に対する優先権及び同出願の利益を請求するものであり、その開示内容は参照により全体として本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
[1002] 本明細書に記載されているいくつかの実施形態は、一般に、スイッチ及びアウトレット制御を備えたワイヤレス・センサ・システム(wireless sensor system)、方法、及び装置に関する。
【0003】
[1003] スイッチ及びアウトレットへの電力をリモートで制御するための既知のシステムが存在する。しかし、このようなシステムは、個々のスイッチ又はアウトレットを制御するために長いケーブル配線を使用する可能性がある。その他の既知のシステムは、頻繁にバッテリ電力を使用し、搭載されているバッテリの急速な消耗を引き起こす可能性があるか、及び/又はローカル・スイッチ及びアウトレット・コントローラに電力を提供するために追加のケーブル配線を使用する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
[1004] 従って、スイッチ及びアウトレット制御を備えたワイヤレス・センサ・システム、方法、及び装置が必要になっている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
[1005] いくつかの実施形態では、装置は、ワイヤレス・センサから第1のデータ・パケット又は第2のパケットのうちの1つを受信するように構成されるネットワーク・ゲートウェイ・デバイスに動作可能に結合されるように構成された、ワイヤレス・センサを含む。ワイヤレス・センサは、第1の時間に第1の周波数で第1のデータ・パケットを送信するように構成され、第1のデータ・パケットはワイヤレス・センサによって測定された測定の値に関連するペイロードを含む。ワイヤレス・センサは、第2の時間に第2の周波数で第2のデータ・パケットを送信するように構成され、第2のデータ・パケットはその値に関連するペイロードを含む。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【
図1】[1006]一実施形態によるワイヤレス・センサ・システムの概略図である。
【
図2】[1007]一実施形態によるワイヤレス・センサ及びジャンクション・ボックスの概略図である。
【
図3】[1008]一実施形態によるワイヤレス・センサ・システムの概略図である。
【
図4】[1009]一実施形態によるワイヤレス・センサ・システムの概略図である。
【
図5】[1010]一実施形態によるワイヤレス・センサ・システムの概略図である。
【
図6】[1011]一実施形態によるネットワーク・ゲートウェイ・デバイスに結合されたワイヤレス・センサの概略図である。
【
図7】[1012]一実施形態によるワイヤレス・センサの図である。
【
図8】[1013]一実施形態によるワイヤレス・センサの正面図である。
【
図9】[1014]
図8に示されているワイヤレス・センサの側面図である。
【
図10】[1015]一実施形態によるワイヤレス・センサ及びジャンクション・ボックスの概略図である。
【
図11】[1016]一実施形態によるワイヤレス・センサ及びジャンクション・ボックスの概略図である。
【
図12】[1017]一実施形態によるワイヤレス・センサ及びジャンクション・ボックスの概略図である。
【
図13】[1018]一実施形態によるワイヤレス・センサ及びジャンクション・ボックスの概略図である。
【
図14】[1019]一実施形態によるワイヤレス・センサ及びジャンクション・ボックスの概略図である。
【
図15】[1020]一実施形態によるワイヤレス・センサ及びジャンクション・ボックスの概略図である。
【
図16】[1021]一実施形態によるワイヤレス・センサ、フェースプレート、及びジャンクション・ボックスの図である。
【
図17】[1022]一実施形態によるワイヤレス・センサのアンテナの正面斜視図である。
【
図18】[1023]
図17に示されているアンテナの後部斜視図である。
【
図19】[1024]
図17に示されているアンテナの第2の後部斜視図である。
【
図20】[1025]一実施形態により少なくとも部分的にジャンクション・ボックス内に配置され、
図17に示されているアンテナの正面斜視図である。
【
図21】[1026]一実施形態により少なくとも部分的にジャンクション・ボックス内に配置され、
図17に示されているアンテナの後部斜視図である。
【
図22】[1027]一実施形態により少なくとも部分的にジャンクション・ボックス内に配置され、
図17に示されているアンテナの第2の後部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
[1028] いくつかの実施形態では、装置は、ワイヤレス・センサから第1のデータ・パケット又は第2のパケットのうちの1つを受信するように構成されるネットワーク・ゲートウェイ・デバイスに動作可能に結合されるように構成された、ワイヤレス・センサを含む。ワイヤレス・センサは、第1の時間に第1の周波数で第1のデータ・パケットを送信するように構成され、第1のデータ・パケットはワイヤレス・センサによって測定された測定の値に関連するペイロードを含む。ワイヤレス・センサは、第2の時間に第2の周波数で第2のデータ・パケットを送信するように構成され、第2のデータ・パケットはその値に関連するペイロードを含む。
【0008】
[1029] いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサは、第1のデータ・パケット又は第2のデータ・パケットを受信するように構成されるワイヤレス・レピータに動作可能に結合されるように更に構成される。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・レピータは、ある量の時間の間、第1のデータ・パケット又は第2のデータ・パケットのうちの少なくとも1つを記憶するためのバッファを有する。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・レピータは第1のワイヤレス・レピータであり、第1のワイヤレス・レピータは、第2のデータ・パケットが第2のワイヤレス・レピータから送信され、第1のデータ・パケットがワイヤレス・レピータのバッファに記憶される時に第1のデータ・パケットのペイロードが第2のデータ・パケットのペイロードと同じであることに基づいて第1のデータ・パケットを廃棄する。
【0009】
[1030] いくつかの実施形態では、ワイヤレス・レピータは、第1のデータ・パケット又は第2のデータ・パケットが受信される時に第1のデータ・パケット又は第2のデータ・パケットに受信信号強度値を追加する。いくつかの実施形態では、第2の時間は第1の時間の後であり、第1の時間の後及び第2の時間の前に実質的にいかなる遅延も発生しない。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサは、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイスからの命令とは無関係に第1のデータ・パケット及び第2のデータ・パケットを送信するように構成される。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサは、(1)第1のトランシーバに関連する第1のアンテナを介して第1のデータ・パケットを受信し、(2)第2のトランシーバに関連する第2のアンテナを介して第2のデータ・パケットを受信するワイヤレス・レピータに動作可能に結合されるように構成される。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサは、(1)第1のデータ・パケットを受信するために、受信信号強度に基づいて、第1のアンテナ又は第2のアンテナを選択し、(2)第2のデータ・パケットを受信するために、受信信号強度に基づいて、第3のアンテナ又は第4のアンテナを選択するネットワーク・ゲートウェイ・デバイスに動作可能に結合されるように構成される。
【0010】
[1031] いくつかの実施形態では、装置は、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイスに動作可能に結合されるように構成されたワイヤレス・センサを含む。ワイヤレス・センサは、第1の時間に第1の周波数で第1のデータ・パケットを送信し、第2の時間に第2の周波数で第2のデータ・パケットを送信する。装置は、第1のデータ・パケット及び第2のデータ・パケットを再送信するように構成された少なくとも1つのワイヤレス・レピータを含む。ワイヤレス・レピータは、第1のトランシーバに関連する第1のアンテナと、第2のトランシーバに関連する第2のアンテナと、を有する。第1のアンテナ及び第1のトランシーバは第1のデータ・パケットを受信するように構成され、第2のアンテナ及び第2のトランシーバは第2のデータ・パケットを受信するように構成される。装置は、第1のデータ・パケット又は第2のデータ・パケットのうちの1つを受信するように構成されたネットワーク・ゲートウェイ・デバイスを含む。
【0011】
[1032] いくつかの実施形態では、少なくとも1つのワイヤレス・レピータは、ある量の時間の間、第1のデータ・パケット又は第2のデータ・パケットのうちの少なくとも1つを記憶するためのバッファを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも1つのワイヤレス・レピータは、第1のデータ・パケット又は第2のデータ・パケットが受信される時に第1のデータ・パケット又は第2のデータ・パケットに受信信号強度値を追加するように構成される。いくつかの実施形態では、第2の時間は第1の時間の後であり、第1の時間の後及び第2の時間の前に実質的にいかなる遅延も発生しない。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサは、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイスからの命令とは無関係に第1のデータ・パケット及び第2のデータ・パケットを送信するように構成される。
【0012】
[1033] いくつかの実施形態では、装置は、アンテナ部分を含み、アンテナ部分を介してネットワーク・ゲートウェイ・デバイスに動作可能に結合されるように構成されたワイヤレス・センサを含む。ワイヤレス・センサは、少なくとも部分的に電気的密閉容器(electrical enclosure)内に配置されるように構成されたハウジングを含む。ワイヤレス・センサは、ワイヤレス・センサの特性の値を示す信号をネットワーク・ゲートウェイ・デバイスに送信するように構成される。
【0013】
[1034] いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサは、ダイポール・アンテナを使用して信号を送信するように構成される。このような実施形態では、アンテナ部分はダイポール・アンテナの第1の半分であり、電気的密閉容器の金属部分はダイポール・アンテナの第2の半分である。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサは、アンテナを使用して信号を送信するように構成される。このような実施形態では、アンテナ部分はアンテナのモノポール・エレメントであり、電気的密閉容器の金属部分はモノポール・エレメント用の接地平面である。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサのアースは、誘電体によって電気的密閉容器から隔離される。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサのアンテナ部分は、アンテナ接地平面であるジャンクション・ボックスの金属部分に動作可能に結合されるように構成される。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサは、ハウジング内に配置されたバッテリに動作可能に結合されるように構成される。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサは、ジャンクション・ボックスに関連するエネルギ源とは別個のエネルギ・ハーベスタ・デバイス(energy harvester device)を含む。いくつかの実施形態では、特性はエネルギ使用量である。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサは交流アウトレットを含む。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサは交流スイッチを含む。いくつかの実施形態では、特性はスイッチの状態である。
【0014】
[1035] ワイヤレス・センサ・システムは、例えば、ビルディングの部屋の環境特性、ワイヤレス・センサ自体の特性、例えば、プラグが使用中であるかどうかを測定しモニターするため、及び/又は、部屋又はワイヤレス・センサの特性を遂行するために使用することができる。例として、ワイヤレス・センサは、ライト又はアウトレットを制御する電気スイッチが開いているか又は閉じているかを感知及び/又は制御するように構成されたライト又はアウトレット・スイッチを含むことができる。他の例では、ワイヤレス・センサは、エリア内の一酸化炭素のレベルを測定するように構成された一酸化炭素センサを含むことができる。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサ・システムの諸態様は、既存のシステムに対して追加の変更を行う必要なしに、既存のシステムに追加設置することができる。例えば、本明細書に記載されているライト・スイッチ・タイプのワイヤレス・センサは、追加の配線の追加、ジャンクション・ボックスの交換などを行う必要なしに既存のライト・スイッチに取って代わることができる。
【0015】
[1036] 本明細書で使用する「a」、「an」、及び「the」という単数形は、文脈が明らかにそうではない場合を示さない限り、複数の指示対象を含む。従って、例えば、「データ・パケット」という用語は、1つのデータ・パケット又は複数のデータ・パケットの組み合わせを意味するためのものである。
【0016】
[1037]
図1は、一実施形態によるワイヤレス・センサ・システム(「システム」)100の概略図であり、システム100はワイヤレス・センサ110を含む。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサ110の少なくとも一部分は電気的密閉容器(図示せず)内に配置することができる。システム100は、ワイヤレス・レピータ130と、ワイヤレス・レピータ130’と、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140と、を含む。
【0017】
[1038] システム100は、ワイヤレス・センサ110及び/又はワイヤレス・センサ110が配置されている部屋の特性を測定するように構成されるワイヤレス・センサ110を含む。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサ110は、例えば、温度、圧力、炭素ガスレベル、湿度などを測定するための環境センサを含むことができる。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサ110は、例えば、動き、ライト・レベル、近接性、接触などを測定するためのエリア・センサを含むことができる。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサ110は、例えば、エネルギ使用量、スイッチ状態、アウトレット状態などを測定及び/又は制御するための電気センサを含むことができる。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサ110の少なくとも一部分は電気的密閉容器内に配置することができる。いくつかの実施形態では、電気的密閉容器は、標準的な電気ジャンクション・ボックス、例えば、壁及び/又はその他の支持物の中及び/又は上に配置されるように構成され、1つ又は複数の電気接続及び/又は関連のコンポーネント、例えば、スイッチ、アウトレットなどを収容するように構成される金属及び/又はプラスチックのボックスにすることができる。いくつかの実施形態では、電気的密閉容器は、一般に、接地式密閉容器など、AC又はDC配線の電気接続を収容するために通常使用される任意の密閉容器(例えば、ライト取り付け具、ブレーカボックス、分電盤など)にすることができる。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサ110は、センサ・モジュール(
図1には図示せず)、プロセッサ・モジュール(
図1には図示せず)、第1の無線モジュール(
図1には図示せず)、第2の無線モジュール(
図1には図示せず)、第1のアンテナ(
図1には図示せず)、第2のアンテナ(
図1には図示せず)を含むことができる。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサ110は、バッテリ(図示せず)、スイッチ(図示せず)、アナログ・デジタル変換器(図示せず)、ポート(図示せず)、インターフェース(図示せず)などを含むことができる。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサ110は、例えば、以下に記載するワイヤレス・レピータ130と同様のワイヤレス・レピータとして、他のワイヤレス・センサのために動作することができる。
【0018】
[1039] ワイヤレス・センサ110は、ワイヤレス・センサ110及び/又はワイヤレス・センサ110が配置されている環境の特性の値を測定するためのセンサ・モジュールを含むことができる。例えば、センサ・モジュールは、環境値(温度、圧力、動きなど)、動作及び/又は占有値、及び/又はワイヤレス・センサ110に関連する電気部品の特性及び/又は状態(ライト・スイッチの開閉、電気アウトレットの接続又は使用中など)を測定することができる。いくつかの実施形態では、センサ・モジュールはプロセッサ・モジュールに含めることができる。センサ・モジュールは、所定の時間に及び/又は所定のスケジュールで、イベントに対する応答としてなどで、値を測定することができる。センサ・モジュールは、測定の値をプロセッサ・モジュールに提供することができる。いくつかの実施形態では、センサ・モジュール110は、所定の時間及び/又はスケジュールに基づいて測定を促すためのクロック・モジュール(図示せず)を含むことができる。このような実施形態では、クロック・モジュールは、約5〜10%の間の「緩い許容差(loose tolerance)」を含むことができる。このような一実施形態では、クロック・モジュールは、緩い許容差を実現するためのRCベースの発振器を含むことができる。このような実施形態では、RCベースの発振器はプロセッサ・モジュールに含めることができる。このように、それぞれが実質的に同じ設定を有するクロック・モジュールを含む、2つ以上のワイヤレス・センサ110を含むシステム100は、無線機/アンテナ・セットを介して、異なる時間に信号を送信し、通信衝突を低減することができる。いくつかのこのような実施形態では、クロックは、測定が行われる時期及び/又は測定の値を含むデータ・パケットが送信される時期を決定することができる。値を測定するため及び/又は関連のパケットを送信するための所定の時間は、プログラムされるか、入力装置を介してユーザにより調整可能であるか、イベント駆動型であるか、ランダムに導出されるか、又はネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140によって設定されるものにすることができる。
【0019】
[1040] ワイヤレス・センサ110は、センサ・モジュールの測定に関連する値を含む少なくとも1つのデータ・パケットを定義するためのプロセッサ・モジュールを含むことができる。センサ・モジュールは、1つ又は複数のデータ・パケットの1つ又は複数のコピーを定義することができる。データ・パケットは、センサ・データ(例えば、センサ・モジュールによって行われた測定の値)、制御データ(例えば、スイッチが開いているか又は閉じている)、制御要求(例えば、スイッチを開くべきか又は閉じるべきか)、ネットワーク識別情報(例えば、ノード識別番号、ネットワーク識別番号)、セキュリティ情報(例えば、データ暗号化キー)などを含むことができる。プロセッサ・モジュールは、コンピュータ・プロセッサ又はマイクロプロセッサ及び/又はメモリ、例えば、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、メモリ・バッファ、ハード・ドライブ、データベース、消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ(EPROM)、及び/又は電気的消去可能読み取り専用メモリ(EEPROM)などを含むことができる。メモリは、ワイヤレス・センサ110、レピータ130、130’、又はネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140へのデータを制御又は伝達するために使用するためのスケジュール、セットポイント、命令などであるが、これらに限定されないデータを保持するために使用することができる。このように、プロセッサ・モジュールは、少なくとも1つのデータ・パケットと、少なくとも1つのデータ・パケットの1つ又は複数のコピーと、を記憶し、異なる時間に第1の無線機及び/又は第2の無線機に送信する。このように、ワイヤレス・センサ110は、測定の値、制御データ、制御要求などを含むことができるデータ・パケットを、2通り以上の時間に、2つ以上のアンテナから送信することができる。
【0020】
[1041] ワイヤレス・センサ110は、測定の値、制御データ、制御要求などを含むデータ・パケットをワイヤレス・センサ110から、例えば、ワイヤレス・レピータ130、130’に送信するための1つ又は複数の送信機セット、例えば、第1の送信機セット(例えば、第1の無線機及び関連の第1のアンテナ)と第2の送信機セット(例えば、第2の無線機及び関連の第2のアンテナ)を含むことができる。送信機セットは、任意の変調タイプ、例えば、直接拡散方式(DSSS)又は周波数ホッピング方式(FHSS)を使用してデータ・パケットを送信することができる。いくつかの実施形態では、ハイブリッドDSSS及びFHSSシステムである周波数ホッピング直接拡散方式(FHDSSS)を使用して、周波数及び時間の両方を越えてデータ・パケットを拡散し、その他の送信機セット(例えば、ワイヤレス・センサ110、他のワイヤレス・センサ、又は送信機セットを含む他のデバイス内のもの)からの干渉の確率を低減することができる。ハイブリッド・システムでは、頑強性を増すためにチャネルからチャネルにホッピングすることができるDSSS信号を使用して、データ・パケットを送信することができる。いくつかの実施形態では、第1のアンテナ及び/又は第2のアンテナは、ダイポール(例えば、無指向性)アンテナにすることができるか、又はパッチ(例えば、指向性)アンテナにすることができる。
【0021】
[1042] いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサ110のそれぞれの送信機セットは、実質的に同時に異なるチャネル上で動作することができる。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサ110の送信機セットは、2つ又はそれ以上の異なるチャネル上で連続的に動作することができる。このように、ワイヤレス・センサ110は、システム100のその他のコンポーネントが特定のチャネル上で動作していることを検証する必要がない可能性がある。換言すれば、システム100の複数のチャネル上でデータ・パケットのコピーを送信することにより、システム100のその他のコンポーネントは、データ・パケット及び/又はデータ・パケットのコピーのうちの少なくとも1つを受信するはずである。いくつかのこのような実施形態では、後述するように、システム100のその他のコンポーネントは複数の送信機セットを含むことができ、これらのコンポーネントがデータ・パケット及び/又はデータ・パケットのコピーのうちの少なくとも1つを受信できるようになっている。このような実施形態では、データ・パケット及び/又はデータ・パケットのコピーを複数の時間に及び/又は複数のチャネル上で送信するために使用されるエネルギの量は、1つのコンポーネントが特定のチャネル上で動作していることを検証するために使用されるエネルギより低い可能性がある。このような実施形態では、第1のチャネル及び第2のチャネルは、潜在的な干渉の任意の発生源がもう一方のチャネルによって回避される確率を最大限にするために周波数帯域の実質的に反対端にすることができる。一例として、ワイヤレス・センサ110は、実質的に同時に又は連続的に、902〜928MHzの帯域において903MHzの第1のチャネル上及び927MHzの第2のチャネル上で送信することができる。
【0022】
[1043] いくつかの実施形態では、上記のように、ワイヤレス・センサ110は、2つ又はそれ以上のチャネル上で2通り又はそれ以上の時間に、データ・パケット及び/又はデータ・パケットのコピーを送信することができる。このような実施形態では、ワイヤレス・センサ110は、電源(例えば、バッテリ)の電力を節約して使うために、その時間の一部分の間、スリープ・モード(又はその他の低電力又はゼロ電力動作モード)になる可能性がある。所定の間隔及び/又はスケジュールで、ワイヤレス・センサ110は、スリープ・モードから覚醒することができ、アクティブ・モードになる可能性がある。ワイヤレス・センサ110は、特性の値を測定し、その値を含むデータ・パケットを定義することができる。ワイヤレス・センサ110は、制御データ又は制御要求を含むデータ・パケットを定義することができる。このような実施形態では、上述したように、ワイヤレス・センサ110は、第1の時間に第1の送信機セットを介してデータ・パケットを送信し、次に第1の時間の後の第2の時間に第1の送信機セットからデータ・パケットの第1のコピーを送信することができる。このような実施形態では、ワイヤレス・センサ110は、第3の時間に第2の送信機セットを介してデータ・パケットの第2のコピーを送信し、次に第3の時間の後の第4の時間に第2の送信機セットからデータ・パケットの第3のコピーを送信することができる。
【0023】
[1044] いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサ110は、ネットワークID、セキュリティ機能、及びワイヤレス・センサ識別番号を含む、システム100のセットアップのためのデータを受信することができる。いくつかの実施形態では、システム100のセットアップ後、ワイヤレス・センサ110は、送信専用ワイヤレス・センサとして指定することができる。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサ110は、必要であれば、ワイヤレス・レピータ130及びワイヤレス・レピータ130’を介してネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140に状況要求データ・パケットを定期的に送信することができ、コマンドを受信するための送信/受信装置として指定することができる。
【0024】
[1045] システム100は、ワイヤレス・センサ110及び/又はワイヤレス・レピータ130’からデータ・パケットを受信し、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140にデータ・パケットを送信するように構成されたワイヤレス・レピータ130を含む。システム100は、ワイヤレス・レピータ130と同様に、ワイヤレス・センサ110からデータ・パケットを受信し、ワイヤレス・レピータ130にデータ・パケットを送信するように構成されたワイヤレス・レピータ130’を含む。ワイヤレス・レピータ130、130’は、コンピュータ/マイクロ・プロセッサ又はマイクロプロセッサ及び/又はメモリ、例えば、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、メモリ・バッファ、ハード・ドライブ、データベース、消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ(EPROM)、及び/又は電気的消去可能読み取り専用メモリ(EEPROM)などを含むことができる。メモリは、ワイヤレス・センサ110、レピータ130、130’、又はネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140へのデータを制御又は伝達するために使用するためのスケジュール、セットポイント、命令などであるが、これらに限定されないデータを保持するために使用することができる。このように、ワイヤレス・レピータ130、130’は、所定の期間の間、受信したデータ・パケットをバッファに記憶することができる。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・レピータのバッファは、受信したデータ・パケットを記憶することができ、そのデータ・パケットをバッファ内のその他のデータ・パケット及び/又は最近受信及び/又は転送されたデータ・パケットと比較することができる。このような実施形態では、ワイヤレス・レピータは重複するデータ・パケットを廃棄することができる。例として、ワイヤレス・レピータ130は、第1のデータ・パケットをワイヤレス・センサ110から受信することができ、第1のデータ・パケットと同一の第2のデータ・パケットを、ワイヤレス・レピータ130’を介してワイヤレス・センサ110から受信することができる。このような実施形態では、ワイヤレス・レピータ130は、例えば、どちらが先に受信されたか(例えば、先入れ先出し法、「FIFO」)、どちらがより強い受信信号強度を有するか、及び/又は他のメトリックに基づいて、第1のデータ・パケット又は第2のデータ・パケットのいずれか一方を廃棄することができる。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・レピータ130は、ある期間後、例えば、5秒後にパケットを廃棄することができる。
【0025】
[1046] ワイヤレス・レピータ130、130’は、データ・パケットを含む信号を受信及び/又は送信するために少なくとも1つの送信機セットを含むことができる。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・レピータ130、130’は、少なくともワイヤレス・センサ110と同じ数の送信機セットを含むことができる。このように、ワイヤレス・レピータ130、130’は、ワイヤレス・センサ110から送信された任意のデータ・パケットを送信し受信することができる。例として、ワイヤレス・センサ110は、第1のチャネル上で第1の時間及び第2の時間にデータ・パケットを送信する第1の送信機セットを含むことができ、第2のチャネル上で第3の時間及び第4の時間にデータ・パケットを送信する第2の送信機セットを含むことができる。このような例では、ワイヤレス・レピータ130、130’は、第1のチャネル上で動作する第1の送信機セットと、第2のチャネル上で動作する第2の送信機セットと、を含むことができ、ワイヤレス・レピータ130、130’のいずれか一方がデータ・パケットの4つのコピーを受信できるようになっている。例として、ワイヤレス・センサ110は、第1のチャネル上で第1の時間に並びに第2のチャネル上で第2の時間にデータ・パケットを送信する第1の送信機セットを含むことができる。このような例では、ワイヤレス・レピータ130、130’は、それぞれ、第1のチャネル上で動作する第1の送信機セットと、第2のチャネル上で動作する第2の送信機セットとを含むことができ、ワイヤレス・レピータ130、130’のいずれか一方がチャネル間でスイッチする必要なしにデータ・パケットの2つのコピーを受信できるようになっている。このような例では、システム100は、複数の周波数、複数の時間、複数のデータ経路、及び複数のアンテナを含むことができ、即ち、システム100は、周波数ダイバーシティ、時間ダイバーシティ、空間ダイバーシティ、及びアンテナ・ダイバーシティを有する。他の言い方では、システム100は、同時発生の周波数、時間、空間、及びアンテナ・ダイバーシティを有する。他の例として、ワイヤレス・レピータ130、130’は、それぞれ、第1のチャネル上で第1の時間にデータ・パケットを送信又は受信する第1の送信機セットと、第2のチャネル上で第2の時間にデータ・パケットを送信又は受信する第2の送信機セットと、を含むことができる。このような例では、第1の時間と第2の時間は部分的に重なる可能性がある。
【0026】
[1047] いくつかの実施形態では、ワイヤレス・レピータ130、130’は、データ・パケットを受信すると、受信信号強度表示(RSSI)を計算することができる。このような実施形態では、ワイヤレス・レピータ130、130’は、例えば、データ・パケット・ペイロードの終わりに、このデータをデータ・パケットに追加することができる。このように、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140は、ワイヤレス・センサ110とネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140との間の各ホップごとにRSSIデータを検査することができる。いくつかのこのような実施形態では、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140は、追加されたデータを使用して、ワイヤレス・センサ110とネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140との間のホップの数を決定することができる。このような実施形態では、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140は、実際に使用されるホップ数と予想されるホップ数とを比較して、例えば、システム100の効率及び/又は健全性を判断することができる。
【0027】
[1048] システム100は、ワイヤレス・レピータ130、130’から又は直接ワイヤレス・センサ110からデータ・パケットを受信するように構成されたネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140を含む。ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140は、例えば、1つ又は複数の送信機セットとともに、無線プロトコルを使用してデータ・パケットを受信することができ、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140に結合された有線ネットワーク(図示せず)を介して更に送信するために、そのデータ・パケットを有線プロトコルに変換することができる。例として、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140は、無線フォーマット、例えば、802.15.4、WiFi、セルラー(GSM、CDMAなど)、又は衛星で受信したデータ・パケットを変形し、それを1)イーサネット:BACnet/IP、BACnet/Ethernet、Modbus TCP、Ethernet/IP、Omron FINS、DNP3、SNMP、XML、2)RS−485:BACnet/MSTP、Metasys N2、Modbus RTU、JBus、DNP、YorkTalk、Allen Bradley DF1、及び3)FTT−10:LonWorksなどの異なる無線プロトコル及び/又は有線プロトコルに変換することができる。いくつかの実施形態では、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140は、例えば、802.15.4、WiFi、セルラー(GSM、CDMAなど)、又は衛星無線ネットワークなどの無線ネットワーク(図示せず)を介して更に送信するために、そのデータ・パケットを無線プロトコルに変換することができる。このような実施形態では、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス又はワイヤレス・レピータは、1つ又は複数の入出力を有することができ、それぞれの入出力は異なるプロトコルを使用して動作するように構成される。例として、ビルディングに関して、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140は、ビルディングの暖房、換気、及び空調システムとの通信のためにBACnet/IPプロトコルを使用して動作する第1の入出力を含むことができ、ブラウザベースのページ上で閲覧するためにインターネットなどのネットワークを介する通信のためにTCP/IPプロトコルを使用して動作する第2の入出力を含むことができ、ローカルの(例えば、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140における)通信、構成などのためにシリアル・バス接続(例えば、ユニバーサル・シリアル・バス)を使用して動作する第3の入出力を含むことができる。これらの入出力は、例えば、モニター、グラフ化、(電子メール、テキスト・メッセージ、又はその他の方法による)警報、無線ネットワークのセットアップなどのために使用することができる。
【0028】
[1049] 上記のワイヤレス・レピータ130、130’と同様に、いくつかの実施形態では、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140は、ワイヤレス・センサ110及び/又はワイヤレス・レピータ130、130’と同じ数の送信機セットを含むことができる。このように、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140は、ワイヤレス・センサ110から及び/又はワイヤレス・レピータ130、130’から送信された任意のデータ・パケットを送信及び/又は受信することができる。ワイヤレス・レピータ130、130’及びワイヤレス・センサ110と同様に、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140は、コンピュータ/マイクロ・プロセッサ及び/又はメモリ、例えば、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、メモリ・バッファ、ハード・ドライブ、データベース、消去可能プログラム可能読み取り専用メモリ(EPROM)、及び/又は電気的消去可能読み取り専用メモリ(EEPROM)などを含むことができる。メモリは、ワイヤレス・センサ110、レピータ130、130’、又はネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140へのデータを制御又は伝達するために使用するためのスケジュール、セットポイント、命令などであるが、これらに限定されないデータを保持するために使用することができる。このように、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140は、例えば、上記のように第1のプロトコルから第2のプロトコルへの変換前及び/又は変換後、或いは1つ又は複数の入出力から受信したデータに対する応答として、データ・パケットを記憶し送信することができる。
【0029】
[1050] いくつかの実施形態では、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140は、ワイヤレス・センサ110及びワイヤレス・レピータ130、130’が動作するチャネル(又は複数送信機セットの実施形態の場合は複数チャネル)の周波数を調整することができる。このような実施形態では、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイスは、チャネル(複数も可)を切り替えるための定期的命令及び/又はネットワークIDを送信することができる。このような一実施形態では、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140は、例えば、10秒おきに、このような命令を送信することができる。いくつかの実施形態では、例えば、チャネル(複数も可)を変更するために命令が送信されるかどうか並びにその命令が何を含むかは、ネットワークの健全性、例えば、データ・パケットが行うホップの数、データ・パケット伝送のRSSIなどに基づくことができる。いくつかの実施形態では、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140は、無線方式で又は有線接続を介して、ワイヤレス・センサ110及びワイヤレス・レピータ130、130’に、セキュリティ・キーなどのセキュリティ・データを転送することにより、ワイヤレス・システム100のセキュリティを調整することができる。
【0030】
[1051]
図2は、少なくとも部分的に電気的密閉容器220内に配置されたワイヤレス・センサ210の概略図である。ワイヤレス・センサ210は、上記のワイヤレス・センサと同様のものにすることができ、同様のコンポーネントを含むことができる。例えば、ワイヤレス・センサ210は、ワイヤレス・センサ110に関して上述したプロセッサと同様のものにすることができるプロセッサ216を含むことができる。ワイヤレス・センサ210は、センサ・モジュール214と、プロセッサ216と、無線機262と、無線機262’と、アンテナ264と、アンテナ264’と、を含む。いくつかの実施形態では、無線機262、262’は、2つ以上のアンテナを含むことができ、例えば、無線機262はアンテナ264を含み、第2のアンテナ(図示せず)を含むことができる。このような一実施形態では、ワイヤレス・センサ210は、無線機262による使用のために、アンテナ264又は第2のアンテナのうち、より強いRSSIを有する方を選択することができる。
【0031】
[1052]
図3は、一実施形態によるワイヤレス・センサ・システム(「システム」)300の概略図であり、システム300は、システム100と同様のものにすることができ、同様のコンポーネントを含むことができる。例えば、システム300は、ワイヤレス・センサ110と同様のものであり、少なくともその一部分を電気的密閉容器(図示せず)内に配置することができるワイヤレス・センサ310を含む。システム300は、ワイヤレス・レピータ330と、ワイヤレス・レピータ330’と、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス340と、を含む。
図1に示されているワイヤレス・センサ110とは異なり、ワイヤレス・センサ310は、電気的密閉容器320のエネルギ供給(図示せず)とは無関係にエネルギをワイヤレス・センサ310に供給するように構成されたエネルギ源312を含む。いくつかの実施形態では、エネルギ源312は、バッテリ、例えば、25年以上、化学的に持続することができる、塩化チオニルリチウム又は二硫化鉄リチウムなどの安定したバッテリ化学を使用するバッテリを含むことができる。いくつかの実施形態では、エネルギ源312は、単独で又はバッテリと組み合わせて、エネルギ・ハーベスタを含むことができる。いくつかの実施形態では、エネルギ・ハーベスト・デバイスは、例えば、「METHOD AND APPARATUS FOR HIGH EFFICIENCY RECTIFICATION FOR VARIOUS LOADS」という名称の米国特許第7868482号に記載されているエネルギ・ハーベスト・デバイスと同様のものにすることができ、この特許は参照により本明細書に組み込まれる。
【0032】
[1053]
図4は、一実施形態によるワイヤレス・センサ・システム(「システム」)400の概略図である。システム400は、システム100と同様のものにすることができ、同様のコンポーネントを含むことができる。例えば、システム400は、ワイヤレス・センサ110と同様のものであり、少なくともその一部分を電気的密閉容器(図示せず)内に配置することができるワイヤレス・センサ410を含む。システム400は、ワイヤレス・レピータ430と、ワイヤレス・レピータ430’と、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス440と、を含む。
図1に示されているシステム100とは異なり、システム400はネットワーク・ゲートウェイ・デバイス440’を含む。このような実施形態では、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス440、440’は、ワイヤレス・センサ410及びワイヤレス・レピータ430、430’からデータ・パケットを受信するように構成することができる。このように、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス440、440’のうちの一方が故障した場合、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス440、440’のうちのもう一方は動作し続けることができる。いくつかの実施形態では、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス440は第1の有線ネットワークに関連付けることができ、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス440’は、少なくともその一部分が第1の有線ネットワークとは異なる可能性のある第2の有線ネットワークに関連付けることができる。いくつかの実施形態では、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス440は、システム400の1組のワイヤレス・レピータ及び/又はワイヤレス・センサ(全体として図示されているわけではない)の一部分と通信状態になることができ、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス440’は、システム400のその1組のワイヤレス・レピータ及び/又はワイヤレス・センサの異なる一部分と通信状態になることができる。このような実施形態では、ワイヤレス・レピータ430、430’のいずれか一方を複数のワイヤレス・レピータの一部分及び/又はその1組のワイヤレス・レピータの異なる一部分に含めることができる。
【0033】
[1054] いくつかの実施形態では、新しいネットワーク・ゲートウェイ・デバイス(図示せず)又は第2のネットワーク・ゲートウェイ・デバイス(図示せず)をワイヤレス・センサ・システム内にインストールすることが必要になる場合がある。これは、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス440、440’上でボタンを押すことによるか又はネットワーク・ゲートウェイ・デバイス440、440’上のコンピュータ・インターフェース及びグラフィカル・ユーザ・インターフェースを使用することにより開始された聴取モード(listen mode)を使用して実行することができる。一例として、ワイヤレス・センサ410は、ワイヤレス・センサ410とネットワーク・ゲートウェイ・デバイス440、440’との間にミニUSBケーブルを接続することによって、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス440、440’に接続することができる。この時、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス440、440’は、適切なチャネル及びネットワークIDを設定し、ワイヤレス・センサ410に固有のワイヤレス・センサIDを割り当てるよう、ケーブルを介してワイヤレス・センサ410に指示することになる。ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス440、440’が動作するのを止めた場合、聴取モードを使用可能にして、所定の期間の間、ネットワークを聴取し、すべてのワイヤレス・センサ410のIDを記憶し、ワイヤレス・センサ410のデータを適切なメモリ位置にマッピングすることにより、新しいネットワーク・ゲートウェイ・デバイス440、440’を配備することができる。
【0034】
[1055]
図5は、一実施形態によるワイヤレス・センサ・システム(「システム」)500の概略図である。システム500は、システム100と同様のものにすることができ、同様のコンポーネントを含むことができる。例えば、システム500は、ワイヤレス・センサ110と同様のものであり、少なくともその一部分を電気的密閉容器(図示せず)内に配置することができるワイヤレス・センサ510を含む。システム500は、ワイヤレス・レピータ530と、ワイヤレス・レピータ530’と、ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス540と、を含む。
図5に示されているように、ワイヤレス・センサ510は、時間tにデータ・パケットCを送信することができ、C(t)として示される。ワイヤレス・レピータ530は、ワイヤレス・センサ510からのデータ・パケットCを受信することができ、メモリ内のそのバッファとの比較により、データ・パケットCがワイヤレス・レピータ530によって送信されていないと判断することができる。ワイヤレス・レピータ530は、約25ms〜100msの間でランダムに遅延させることができ、その後、時間(t+y)にデータ・パケットCをブロードキャストすることができ、C(t+y)として示される。いくつかの実施形態では、データ・パケットCがブロードキャストされるので、ワイヤレス・センサ510はデータ・パケットCを受信することができ、その受信は正常送信の確認になり得る。この例では、ワイヤレス・レピータ530’は、データ・パケットCを受信することができ、メモリ内のそのバッファとの比較により、そのパケットがワイヤレス・レピータ530’によって送信されていないと判断することができる。ワイヤレス・レピータ530’は、約25ms〜100msの間でランダムに遅延させることができ、その後、時間(t+x)にそのパケットをブロードキャストすることができ、C(t+x)として示される。パケットC(t+x)はワイヤレス・レピータ530によって受信することができる。ワイヤレス・レピータ530は、データ・パケットC(t+x)をメモリ内のそのバッファと比較し、データ・パケットC(t+x)と同等のデータ・パケットC(t+y)がすでに送信されたと判断することができ、データ・パケットC(t+x)を廃棄及び/又はその他の方法で無視することができる。
【0035】
[1056]
図6は、ケーブル650によって動作可能に接続されたワイヤレス・センサ610及びネットワーク・ゲートウェイ・デバイス640の概略図である。ワイヤレス・センサ610及びネットワーク・ゲートウェイ・デバイス640は、それぞれ、ワイヤレス・センサ110及びネットワーク・ゲートウェイ・デバイス140と同様のものにすることができる。
図6は、例えば、初期セットアップ・プロセス中のワイヤレス・センサ610とネットワーク・ゲートウェイ・デバイス640との間の一時的なハードウェア接続を描写している。ネットワーク・ゲートウェイ・デバイス640は、ネットワークID、チャネル、データ暗号化、セキュリティ・キー、及び/又は任意のその他のセキュリティ機能を割り当てることができる。
【0036】
[1057]
図7は、ワイヤレス・センサ710、具体的には、ロッカー・タイプ・スイッチの図である。
図8は、ワイヤレス・センサ810、具体的には、トグル(例えば、モーメンタリ)タイプ・スイッチの正面図であり、
図9は、ワイヤレス・センサ810の側面図である。ワイヤレス・センサ710、810は、上記のワイヤレス・センサ110と同様のものにすることができ、同様のコンポーネントを含むことができる。ワイヤレス・センサ710、810は、標準的なジャンクション・ボックス内に配置されるように構成することができる。いくつかのこのような実施形態では、ワイヤレス・センサ710、810は、中性ワイヤの必要性なしに負荷線、活線、及びアースに結合すべき3つの端子及び/又はワイヤを含むことができる。このような実施形態では、ワイヤレス・センサ710、810の動作のための電力は、少なくとも部分的にジャンクション・ボックス内に搭載することができるワイヤレス・センサ710、810内に収容されたバッテリ(図示せず)によって入手することができる。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサ710、810は、負荷線からアース接続に少量の電流を細流移動させることによってエネルギを取り入れることができる。
【0037】
[1058]
図10〜
図15は、本明細書に記載されている諸実施形態によるワイヤレス・センサの概略図である。具体的には、
図10はジャンクション・ボックス1020内に配置されたアンテナ1064を含むワイヤレス・センサ1010を示し、
図11はジャンクション・ボックス1120の外側に配置されたアンテナ1164を含むワイヤレス・センサ1110を示し、
図12は第1の構成でエネルギ・ハーベスタ1212を含むワイヤレス・センサ1210を示し、
図13は第2の構成でエネルギ・ハーベスタ1312を含むワイヤレス・センサ1310を示し、
図14は第3の構成でエネルギ・ハーベスタ1412を含むワイヤレス・センサ1410を示し、
図15はジャンクション・ボックス1520に動作可能に結合された電源1513を含むワイヤレス・センサ1510を示している。例として、ワイヤレス・センサ、例えば、ワイヤレス・センサ1010、1110、1210、1310、1410、1510は、ライト又はアウトレットを制御する電気スイッチが開いているか又は閉じているかを感知及び/又は制御するように構成されたライト又はアウトレット・スイッチを含むことができる。
【0038】
[1059]
図10を参照すると、ワイヤレス・センサ1010は、少なくとも部分的に電気的密閉容器1020内に配置することができ、プロセッサ・モジュール1016と、無線機1062と、アンテナ1064と、ボタン1066と、変流器1072と、スイッチ1074(一例として、リレー又はTRIAC)と、DC/DC変換器1076と、レギュレータ1078と、を含むことができる。ワイヤレス・センサ1010はライト・スイッチとして動作することができる。例えば、ボタン1066が押されると、ワイヤレス・センサ1010に関連するライトは、負荷をAC本線1022、1024(好ましくは、120〜277V AC、50又は60Hz)に接続するか又は切断することにより、ON又はOFFになる。ワイヤレス・センサ1010は、ボタン1066が押された時に、プロセッサ1016内で割り込みが発生し、それによりワイヤレス・センサ1010をスリープ・モードから引き出すことができるように構成することができる。プロセッサ1016は、スイッチ1074の状態を切り替えて、ワイヤレス・センサ1010に結合された負荷(例えば、ライト)に電力供給するか又は電力除去することができる。プロセッサ1016は、無線機1062及びアンテナ1064を使用して、例えば、スイッチ1074の状態に基づいて、ワイヤレス・センサ1010の状態の変化を、例えば、上記のワイヤレス・センサ・システムを介して、例えば、ビルディング自動化システム(BAS)に送信することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサ1016は、スイッチの状態を記憶し、スリープに戻ることができる。このような実施形態では、プロセッサ1016は、所定のスケジュール及び/又は所定の間隔でその状態に関連するデータ・パケットを送信することができる。変流器1072は、負荷に提供された電流の量を測定することができ、データ・プロセッサ1016に提供された電流が、データ・プロセッサ1016がデータ・パケットを定義し送信できるようなものである場合に、ワイヤレス・センサ・システムを介して、例えば、BASに値を送信することができる。いくつかの実施形態では、アンテナ1064は、電気的密閉容器1020の少なくとも一部分をアンテナ1064の一部として使用することができる。このような実施形態では、無線周波数(RF)電流は、無線(RF)データ信号の放射を支持して電気的密閉容器1020の外面上を流れることができる。
【0039】
[1060] いくつかの実施形態では、BASは、負荷のエネルギ使用量をモニターすることができる。このような実施形態では、多くの標準的な(例えば、ワイヤレス・センサではない)スイッチ、アウトレット、及びセンサを有するビルディングは、本明細書に記載されているワイヤレス・センサを追加設置して、ユーザによるローカル制御に加えて、すべてのスイッチ及びアウトレット上の負荷をBASが無線方式で制御できるようにすることができる。いくつかの実施形態では、BASは、部屋が専有される時期及び空いている時期のスケジュールを有し、そのデータを使用して、その部屋内のワイヤレス・センサをスイッチでON及びOFFにすることができる。このような実施形態では、ユーザは、空いていると表示されている部屋の中にいることができ、手動でスイッチを操作して、負荷を使用可能にすることができる。いくつかの実施形態では、ワイヤレス・センサは、1時間など、所定の又はプログラム可能な時間の間、ON状態を維持するためにタイマを含むことができる。このような実施形態では、ワイヤレス・センサは、その部屋が依然としてスケジュールに基づいて空いていると表示されているかどうかについて、BASからのデータを聴取することができる。その部屋が依然として空いていると表示されている場合、ワイヤレス・センサは、電子的にその負荷から電力を除去することができる。
【0040】
[1061]
図11を参照すると、ワイヤレス・センサ1110は、少なくとも部分的に電気的密閉容器1120内に配置することができ、プロセッサ・モジュール1116と、無線機1162と、アンテナ1164と、ボタン1166と、変流器1172と、スイッチ1174と、DC/DC変換器1176と、レギュレータ1178と、を含むことができる。電気的密閉容器1120は、AC本線1122、1124を含むことができる。ワイヤレス・センサ1110は、ワイヤレス・センサ1010と同様のものにすることができ、同様のコンポーネントを含むことができる。例えば、ワイヤレス・センサは、プロセッサ・モジュール1016と同様のプロセッサ・モジュール1116を含むことができる。
図10に描写されているワイヤレス・センサ1010とは異なり、ワイヤレス・センサ1110のアンテナ1164は、少なくとも部分的に電気的密閉容器1120の外側に配置されている。
【0041】
[1062]
図12を参照すると、ワイヤレス・センサ1210は、少なくとも部分的に電気的密閉容器1220内に配置することができ、エネルギ・ハーベスタ1212と、プロセッサ・モジュール1216と、無線機1262と、アンテナ1264と、ボタン(
図12には図示せず)と、変流器1272と、スイッチ1274と、DC/DC変換器1276と、レギュレータ1278と、を含むことができる。電気的密閉容器1220は、AC本線1222、1224を含むことができる。ワイヤレス・センサ1210は、ワイヤレス・センサ1010と同様のものにすることができ、同様のコンポーネントを含むことができる。例えば、ワイヤレス・センサ1210は、プロセッサ・モジュール1016と同様のプロセッサ・モジュール1216を含むことができる。
図10に描写されているワイヤレス・センサ1010とは異なり、ワイヤレス・センサ1210はエネルギ・ハーベスタ1212を含み、これは上記のエネルギ・ハーベスタと同様のものにすることができる。具体的には、エネルギ・ハーベスタ1212が第1の構成である場合、例えば、エネルギ・ハーベスタ1212はワイヤレス・センサ1210を通って流れる電流からエネルギを取り入れることができる。エネルギ・ハーベスタ1212は、その電流の少量の一部分を使用可能な電圧に変換することができる。この電圧は、DCに整流することができ、バッテリ又はスーパーキャパシタなどの他のストレージ・デバイスを再充電するために使用することができる。
図12に示されているように、エネルギ・ハーベスタ1212は、スイッチ1274が閉じて、本線1222を負荷1224に接続している時にのみ、エネルギを取り入れることができる。いくつかの実施形態では、エネルギ・ハーベスタ1212は、アース線(図示せず)を通って少量の電流を細流移動させることができ、それにより、ワイヤレス・センサ1210は、負荷1224がスイッチ1274によって切断された時に本線1222からエネルギを取り入れることができる。このような実施形態では、細流電流は、6mA未満、具体的には、3mA未満にすることができる。
【0042】
[1063]
図13を参照すると、ワイヤレス・センサ1310は、少なくとも部分的に電気的密閉容器1320内に配置することができ、エネルギ・ハーベスタ1312と、プロセッサ・モジュール1316と、無線機1362と、アンテナ1364と、ボタン(
図13には図示せず)と、変流器1372と、スイッチ1374と、DC/DC変換器1376と、レギュレータ1378と、を含むことができる。電気的密閉容器1320は、AC本線1322、1324を含むことができる。ワイヤレス・センサ1310は、ワイヤレス・センサ1010と同様のものにすることができ、同様のコンポーネントを含むことができる。例えば、ワイヤレス・センサ1310は、プロセッサ・モジュール1016と同様のプロセッサ・モジュール1316を含むことができる。
図10に描写されているワイヤレス・センサ1010とは異なり、ワイヤレス・センサ1310はエネルギ・ハーベスタ1312を含み、これは上記のエネルギ・ハーベスタと同様のものにすることができる。具体的には、エネルギ・ハーベスタ1312が第2の構成である場合、例えば、エネルギ・ハーベスタ1312はAC回路から独立していることができる。より具体的には、いくつかの実施形態では、エネルギ・ハーベスタ1312は太陽電池にすることができる。このような実施形態では、太陽電池は、フェースプレートを通ってワイヤレス・センサ1310の外側に露出されるように設計することができる。フェースプレートは、標準設計にすることができるか又は特注のものでワイヤレス・センサ1310内に統合される場合もある。
【0043】
[1064]
図14を参照すると、ワイヤレス・センサ1410は、少なくとも部分的に電気的密閉容器1420内に配置することができ、エネルギ・ハーベスタ1412と、プロセッサ・モジュール1416と、無線機1462と、アンテナ1464と、ボタン(
図14には図示せず)と、変流器1472と、スイッチ1474と、DC/DC変換器1476と、レギュレータ1478と、を含むことができる。電気的密閉容器1420は、AC本線1422、1424を含むことができる。ワイヤレス・センサ1410は、ワイヤレス・センサ1010と同様のものにすることができ、同様のコンポーネントを含むことができる。例えば、ワイヤレス・センサは、プロセッサ・モジュール1016と同様のプロセッサ・モジュール1416を含むことができる。
図10に描写されているワイヤレス・センサ1010とは異なり、ワイヤレス・センサ1410はエネルギ・ハーベスタ1412を含み、これは上記のエネルギ・ハーベスタと同様のものにすることができる。具体的には、エネルギ・ハーベスタ1412が第3の構成である場合、例えば、エネルギ・ハーベスタ1412は、バッテリから独立してワイヤレス・センサ1410に電力を提供するように設計することができる。このような実施形態では、エネルギ・ハーベスタ1412とバッテリはダイオードOR化することができる。いくつかの実施形態では、取り入れるために使用されるエネルギ源が存在しない(即ち、ライトなし)場合、バッテリは、ワイヤレス・センサ1410に電力供給するための一次エネルギ源になり得る。このような実施形態では、取り入れるために使用されるエネルギ源が増加するにつれて、例えば、部屋の中の周辺光が増加するにつれて、エネルギ・ハーベスタ1412はバッテリを増強することができる。このような実施形態では、取り入れるために使用されるエネルギ源が十分大きい値に到達すると、エネルギ・ハーベスタ1412は、ワイヤレス・センサ1410に電力供給するための一次エネルギ源になり得る。いくつかの実施形態では、すべてのエネルギはエネルギ・ハーベスタ1412によって提供することができ、ワイヤレス・センサ1410に電力供給するためにバッテリにはいかなるエネルギも提供されない可能性がある。このような実施形態では、エネルギ・ハーベスタ1412は、それが十分なエネルギを有する場合、ワイヤレス・センサ1410に電力供給し、バッテリ・エネルギを維持することができる。いくつかの実施形態では、エネルギ・ハーベスタ1412は、スーパーキャパシタ又は充電式バッテリを充電することができる。
【0044】
[1065]
図15を参照すると、ワイヤレス・センサ1510は、少なくとも部分的に電気的密閉容器1520内に配置することができ、電源1513と、プロセッサ・モジュール1516と、無線機1562と、アンテナ1564と、ボタン(
図15には図示せず)と、変流器1572と、スイッチ1574と、DC/DC変換器1576と、レギュレータ1578と、を含むことができる。電気的密閉容器1520は、AC本線1522、1524と中性線1526とを含むことができる。ワイヤレス・センサ1510は、ワイヤレス・センサ1010と同様のものにすることができ、同様のコンポーネントを含むことができる。例えば、ワイヤレス・センサは、プロセッサ・モジュール1016と同様のプロセッサ・モジュール1516を含むことができる。
図10に描写されているワイヤレス・センサ1010とは異なり、ワイヤレス・センサ1510は電源1513を含む。具体的には、電気的密閉容器1520は中性線1526を含むので、ワイヤレス・センサ1510は、例えば、ビルディングの供給電力から電力を受け取ることができる。電源1513はAC/DC変換器を含むことができる。
【0045】
[1066] 本明細書に記載されているように、
図10〜
図15に関連して説明すると、ワイヤレス・センサは、外線からのAC入力のチョッピングなどの任意の方法を介して又は外部の低減装置(図示せず)への0〜10Vによって、負荷線上の電気接続を調節又は低減することができる。
【0046】
[1067]
図16は、電気的密閉容器1620内に配置されたワイヤレス・センサ1610の一部分の図である。具体的には、ワイヤレス・センサ1610は、アンテナ1664と、フェースプレート1668と、ボタン1666と、電池室ドア1682と、電池室ドア固定デバイス1684と、を含む。
図16に示されているように、アンテナ1664は、フェースプレート1668内に及び/又はそれに隣接して配置することができる。電池室ドア1682は、バッテリ(図示せず)を取り付けるか及び/又は交換するためのアクセスを可能にすることができる。電池室ドア固定デバイス1684は、電池室ドア1682を閉じた位置に固定するものであり、例えば、ねじ又はスナップ・メカニズムを含むことができる。いくつかの実施形態では、ボタン1666は、1つ又は複数の感知位置を使用する静電容量式タッチ技術を使用して実現することができる。いくつかの実施形態では、ボタン1666は、スイッチを制御する能力を提供するとともに、外線と負荷線との間の電気接続を低減することもできる。
【0047】
[1068] 本明細書に記載されているように、
図1〜
図16に関連して説明すると、ワイヤレス・センサは、少なくとも部分的に電気的密閉容器、具体的には、ジャンクション・ボックス内に配置することができ、1つ又は複数のアンテナは、ジャンクション・ボックスの内部、外部、部分的に内部、又は一体化して配置することができる。いくつかの実施形態では、ジャンクション・ボックスの特性はアンテナの位置決めを決定することができる。いくつかの実施形態では、ジャンクション・ボックスは金属を含むことができるか又はプラスチックを含むことができる。いくつかの実施形態では、ジャンクション・ボックス及び/又はワイヤレス・センサに関連するフェースプレートは、プラスチックを含み、ジャンクション・ボックス内のアンテナ搭載を可能にすることができ、RFエネルギは、ジャンクション・ボックスが金属である場合、プラスチックのフェースプレートを通ってボックスから出ることができる。代わって、ジャンクション・ボックスがプラスチックである場合、RFエネルギはフェースプレートとジャンクション・ボックスの両方を通って出ることができる。いくつかの実施形態では、アンテナは、金属のジャンクション・ボックスの影響を最小限にすることによって性能を最大限にするように、ジャンクション・ボックスから出ることができる。いくつかの実施形態では、アンテナは、ジャンクション・ボックスにケーブル配線される場合もあれば、ジャンクション・ボックスの側面又は上部、スタッド、或いは壁面上に取り付けられたパネルである場合もある。
【0048】
[1069] いくつかの実施形態では、アンテナは、接地平面として又はアンテナの放射構造の一部としてジャンクション・ボックスを使用することができる。いくつかの実施形態では、アンテナは、金属のジャンクション・ボックスとフェースプレートを使用し、フェースプレート内のスロットを使用することによって形成することもできる。例として、ジャンクション・ボックスは金属にすることができる。ジャンクション・ボックスは放射を遮蔽するか及び/又はアンテナを離調する可能性があるので、ジャンクション・ボックスの金属は標準的なアンテナが適切に機能するのを妨害する可能性がある。
【0049】
[1070] いくつかの実施形態では、アンテナは、無線機のRFアースとジャンクション・ボックスの接地アースとの物理的接続なしにアンテナ用の接地平面としてジャンクション・ボックスを使用することができる。アース同士の隔離は誘電体を使用して実行される。RF信号は、誘電体を介してRFアースと接地アースとの間に形成されたキャパシタンスを使用して仮想アース接続を確立する。
【0050】
[1071] いくつかの実施形態では、アンテナは、性能を改善するためにアンテナの一部としてジャンクション・ボックスの金属を使用することができる。このような実施形態では、アンテナは、プラスチックのジャンクション・ボックス・カバーを使用することができる。このような実施形態では、アンテナ構造は、1つの金属平面と、複数の直交金属ウィングと、1つのポイント給電平面(point fed plane)と、を含む。ポイント給電平面は、FR4などの誘電体上に構築することができ、その平面を覆うことができる上層も有することができ、第2の誘電体、例えば、プラスチックで作成することができる。このような実施形態では、アンテナは、パッチ・アンテナと逆Fアンテナとダイポール・アンテナとのハイブリッドである。更に、金属平面は、マルチギャング又はプラスチックのジャンクション・ボックス内の共振を保証するために、直交ウィングを含む。このような一実施形態では、ジャンクション・ボックスはダイポール・アンテナの半分として動作し、ポイント給電平面はもう一方の半分として動作する。ポイント給電平面の下の金属平面は、RF波に関連する電流を強制的にジャンクション・ボックスの外面上を流れさせて、ダイポール・タイプ・アンテナを形成することができる(ポイント給電平面はダイポールの正側になり、ジャンクション・ボックスの金属及び直交ウィングと組み合わせられた金属平面はダイポールの負側になることができる)。他の例では、ジャンクション・ボックスはプラスチックのジャンクション・ボックスであり、金属のジャンクション・ボックスの場合のように直交ウィングによりRF波に関連する電流が後方に流れることができる。これにより、アンテナの共振を維持することができる(反射減衰量は−7dB未満)。他の言い方では、アンテナのインピーダンスが電源又は負荷インピーダンスに関する複素共役である時にアンテナの共振周波数が発生する。一例では、アンテナは、接続された無線トランシーバの50インピーダンスと整合するように50オームになるように設計することができる。このような例では、反射減衰量は、アンテナが50オーム(又は50オームではないシステムの場合は他のインピーダンス)にどのくらい近いかを示す尺度になり得る。この例では、−10dB未満の反射減衰量は良好な整合である可能性があり、例えば、このアンテナはその周波数で又はその周波数範囲にわたって共振状態になる。更に、直交ウィングにより、アンテナは、マルチギャング金属ジャンクション・ボックス内に搭載された時に共振状態に留まることができる。いくつかの実施形態では、金属平面及び金属直交ウィングは、1つの曲がった金属片から形成することができる。直交ウィングは、例えば、ジャンクション・ボックスの壁面から少なくとも1mmの間隔をおいて配置することができる。いくつかの実施形態では、アンテナは、ワイヤレス・センサ内のボタンの一部として使用することができる。いくつかの実施形態では、ポイント給電平面は、アンテナの一部として並びにアンテナの機械的動きを解消するための静電容量式タッチ・ボタンとして使用することができる。
【0051】
[1072]
図17〜
図22は、関連のジャンクション・ボックスがある場合とない場合のワイヤレス・センサのアンテナの様々な図を描写している。具体的には、
図17は一実施形態によるワイヤレス・センサのアンテナの正面斜視図であり、
図18は
図17に示されているアンテナの後部斜視図であり、
図19は
図17に示されているアンテナの第2の後部斜視図であり、
図20は一実施形態により少なくとも部分的にジャンクション・ボックス内に配置され、
図17に示されているアンテナの正面斜視図であり、
図21は一実施形態により少なくとも部分的にジャンクション・ボックス内に配置され、
図17に示されているアンテナの後部斜視図であり、
図22は一実施形態により少なくとも部分的にジャンクション・ボックス内に配置され、
図17に示されているアンテナの第2の後部斜視図である。
図17〜
図22に示されているように、アンテナ1764は、金属平面1794と、直交ウィング1792と、ポイント給電平面1796と、を含む。また、
図20〜
図22に示されているように、アンテナ1764は、少なくとも部分的にジャンクション・ボックス1720内に配置することができる。
【0052】
[1073] 本明細書に記載されている様々な実施形態では特定の数のワイヤレス・センサ、ワイヤレス・レピータ、及び/又はネットワーク・ゲートウェイ・デバイスについて説明しているが、本明細書に記載されているワイヤレス・センサ・システムは、例えば、冗長性を提供するために、任意の数のワイヤレス・センサ、ワイヤレス・レピータ、及び/又はネットワーク・ゲートウェイ・デバイスを含むことができる。例として、高層ビルディングは最上階及び最下階にネットワーク・ゲートウェイ・デバイスを含むことができ、それぞれのワイヤレス・センサは、ワイヤレス・レピータを介して、最上階及び/又は最下階のネットワーク・ゲートウェイ・デバイスへの少なくとも1つの経路を含むことができる。
【0053】
[1074] 本発明の様々な実施形態について上記で説明してきたが、これらは限定としてではなく例としてのみ提示されていることを理解されたい。上記の方法が特定の順序で発生する特定のイベントを示す場合、特定のイベントの順序は変更することができる。更に、これらのイベントのうちのいくつかは、上記のように連続的に実行されるだけでなく、可能な時は並列処理で同時に実行することができる。
【0054】
[1075] いくつかの実施形態では、デバイスは、コンピュータによって実現される様々な動作を実行するための命令又はコンピュータ・コードをその上に有する非一時的コンピュータ可読媒体(非一時的プロセッサ可読媒体と呼ぶこともできる)を備えたコンピュータ記憶製品を含むか又はそれに関することができる。コンピュータ可読媒体(又はプロセッサ可読媒体)は、本質的に一時的な伝搬信号(例えば、空間又はケーブルなどの伝送媒体上で情報を運ぶ伝搬電磁波)を含まないという意味で非一時的なものである。この媒体及びコンピュータ・コード(コードと呼ぶこともできる)は特定の1つ又は複数の目的のために設計され構築されたものにすることができる。非一時的コンピュータ可読媒体の例としては、ハード・ディスク、フロッピー・ディスク、及び磁気テープなどの磁気記憶媒体、コンパクト・ディスク/デジタル・ビデオ・ディスク(CD/DVD)、コンパクト・ディスク読み取り専用メモリ(CD−ROM)、及びホログラフィ・デバイスなどの光記憶媒体、光ディスクなどの光磁気記憶媒体、搬送波信号処理モジュール、並びに特定用途向け集積回路(ASIC)、プログラマブル・ロジック・デバイス(PLD)、読み取り専用メモリ(ROM)、及びランダム・アクセス・メモリ(RAM)デバイスなど、プログラム・コードを記憶し実行するように特別に構成されたハードウェア・デバイスを含むが、これらに限定されない。
【0055】
[1076] コンピュータ・コードの例としては、マイクロコード又はマイクロ命令、コンパイラによって生成されたような機械命令、Webサービスを生成するために使用されるコード、及びインタープリタを使用してコンピュータによって実行される高レベル命令を含むファイルを含むが、これらに限定されない。例えば、諸実施形態は、Java、C++、又はその他のプログラミング言語(例えば、オブジェクト指向プログラミング言語)、並びに開発ツールを使用して実現することができる。コンピュータ・コードの追加の例としては、制御信号、暗号化コード、及び圧縮コードを含むが、これらに限定されない。
【0056】
[1077] 様々な実施形態について、特定の特徴及び/又はコンポーネントの組み合わせを有するものとして説明してきたが、適切な場合、諸実施形態のうちのいずれかからの任意の特徴及び/又はコンポーネントの組み合わせを有するその他の実施形態も可能である。
【手続補正書】
【提出日】2020年6月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内側キャビティを画定するジャンクション・ボックスと、
前記内側キャビティ内に少なくとも部分的に配置されたワイヤレス・デバイスであって、プロセッサと、前記プロセッサに動作可能に結合されたボタンと、前記プロセッサに動作可能に結合された蓄電コンポーネントと、前記プロセッサに動作可能に結合されたスイッチと、前記プロセッサに動作可能に結合された無線機と、前記無線機に動作可能に結合されたアンテナと、を含むワイヤレス・デバイスと、を含み、
前記ワイヤレス・デバイスが、第1の接続を介して第1のAC本線に、且つ、第2の接続を介して第2のAC本線に結合されるように構成され、
前記スイッチが、前記第1の接続及び前記第2の接続に結合され、前記スイッチを介して前記第1のAC本線から前記第2のAC本線に電力を提供することができる第1の構成と、前記第2のAC本線に電力を提供しない第2の構成との間で遷移するように構成され、前記プロセッサが、前記ボタンとのユーザの物理的相互作用に対する応答として、前記第1の構成と前記第2の構成との間で前記スイッチを遷移させるように構成され、前記無線機及び前記アンテナが、前記ワイヤレス・デバイスの特性の値をネットワーク・ゲートウェイ・デバイスに伝達するように構成され、前記蓄電コンポーネントが、動作電力を前記プロセッサに提供するように構成される、装置。
【請求項2】
前記スイッチが前記第2の構成である場合、充電電力が、前記蓄電コンポーネントの蓄電レベルを上げるために、前記スイッチを介して前記第1のAC本線から前記蓄電コンポーネントに提供されるように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記ワイヤレス・デバイスの前記特性の前記値が、前記スイッチの状態に関連する、請求項1に記載の装置。
【請求項4】
前記ワイヤレス・デバイスが、前記ジャンクション・ボックス内に全体的に配置される、請求項1に記載の装置。
【請求項5】
前記アンテナが、前記ジャンクション・ボックスの外側に配置され、前記ジャンクション・ボックスの開口を通って前記ワイヤレス・デバイスに結合される、請求項1に記載の装置。
【請求項6】
前記ワイヤレス・デバイスが、前記第1の接続及び前記第2の接続に結合されたエネルギ・ハーベスタを含み、前記エネルギ・ハーベスタが、前記スイッチが前記第1の構成である場合、前記スイッチを介して前記第1の接続から前記第2の接続に流れる電流の一部分を、前記ワイヤレス・デバイスによって使用可能な電圧に変換するように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項7】
前記ワイヤレス・デバイスが、前記第1の接続及び前記第2の接続に結合されたエネルギ・ハーベスタを含み、前記エネルギ・ハーベスタが、前記スイッチが前記第1の構成である場合、前記スイッチを介して前記第1の接続から前記第2の接続に流れる電流の一部分を、前記ワイヤレス・デバイスによって使用可能な電圧に変換するように構成され、
前記エネルギ・ハーベスタが、前記蓄電コンポーネントの蓄電レベルを上げるために、前記電圧を前記蓄電コンポーネントに提供することができる、請求項1に記載の装置。
【請求項8】
前記ワイヤレス・デバイスが、前記第1の接続及び前記第2の接続に結合されたエネルギ・ハーベスタを含み、前記エネルギ・ハーベスタが、前記スイッチが前記第1の構成である場合、前記スイッチを介して前記第1の接続から前記第2の接続に流れる電流の一部分を、前記ワイヤレス・デバイスによって使用可能な電圧に変換するように構成され、
前記エネルギ・ハーベスタが、前記蓄電コンポーネントから独立して動作電力を前記プロセッサに提供することができる、請求項1に記載の装置。
【請求項9】
前記ワイヤレス・デバイスが、前記第1の接続及び前記第2の接続に結合されたエネルギ・ハーベスタを含み、前記エネルギ・ハーベスタが、前記スイッチが前記第1の構成である場合、前記スイッチを介して前記第1の接続から前記第2の接続に流れる電流の一部分を、前記ワイヤレス・デバイスによって使用可能な電圧に変換するように構成され、
前記電流が第1の電流であり、前記電圧が第1の電圧であり、前記エネルギ・ハーベスタがアース線を含み、前記エネルギ・ハーベスタが、前記スイッチが前記第2の構成である場合、前記前記アース線を通って第2の電流を細流移動させ、且つ、前記第1のAC本線から流れる第3の電流を、前記ワイヤレス・デバイスによって使用可能な第2の電圧に変換するように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項10】
前記動作電力が前記第1の動作電力であり、前記ワイヤレス・デバイスが、前記第1の動作電力を前記プロセッサに提供する前記蓄電コンポーネントから独立して第2の動作電力を前記プロセッサに提供するように構成されたエネルギ・ハーベスタを含む、請求項1に記載の装置。
【請求項11】
前記動作電力が前記第1の動作電力であり、前記ワイヤレス・デバイスが、前記第1の動作電力を前記プロセッサに提供する前記蓄電コンポーネントから独立して第2の動作電力を前記プロセッサに提供するように構成されたエネルギ・ハーベスタを含み、
前記エネルギ・ハーベスタが太陽電池を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項12】
前記動作電力が前記第1の動作電力であり、前記ワイヤレス・デバイスが、前記第1の動作電力を前記プロセッサに提供する前記蓄電コンポーネントから独立して第2の動作電力を前記プロセッサに提供するように構成されたエネルギ・ハーベスタを含み、
前記蓄電コンポーネントによって前記プロセッサに提供された前記第1の動作電力の量が、前記エネルギ・ハーベスタによって提供された前記第2の動作電力の量に少なくとも部分的に基づくことができる、請求項1に記載の装置。
【請求項13】
前記ワイヤレス・デバイスが変流器を含み、前記変流器が、前記スイッチが前記第1の構成である場合、前記変流器及び前記スイッチを介して前記第1のAC本線から前記第2のAC本線に動作電力を提供できるように、前記第1の接続に結合される、請求項1に記載の装置。
【請求項14】
前記ワイヤレス・デバイスが変流器を含み、前記変流器が、前記スイッチが前記第1の構成である場合、前記変流器及び前記スイッチを介して前記第1のAC本線から前記第2のAC本線に動作電力を提供できるように、前記第1の接続に結合され、
前記変流器が、前記スイッチが前記第1の構成である場合、前記変流器を介して前記第1のAC本線から前記第2のAC本線に提供された前記電力の電流レベルを測定し、且つ、前記電流レベルの値を前記プロセッサに送信するように構成され、前記プロセッサが、前記無線機及び前記アンテナを介して前記ネットワーク・ゲートウェイ・デバイスに前記電流レベルの前記値を送信するように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項15】
前記アンテナが第1のアンテナ部分であり、前記ジャンクション・ボックスが第2のアンテナ部分であり、前記第2のアンテナ部分が、前記アンテナの動作中のアンテナ接地平面である、請求項1に記載の装置。
【請求項16】
前記アンテナが第1のアンテナ部分であり、前記ジャンクション・ボックスが第2のアンテナ部分であり、前記第2のアンテナ部分が、前記アンテナの動作中のアンテナ接地平面であり、
前記第1のアンテナ部分によって放射された無線周波数信号が、前記誘電体を介して無線周波数アースと前記ジャンクション・ボックスの接地アースとの間に形成されたキャパシタンスを使用して仮想アース接続を確立するように、前記無線機の前記無線周波数アース及び前記第2のアンテナ部分が、誘電体によって実質的に電気的に隔離される、請求項1に記載の装置。
【請求項17】
前記アンテナが第1のアンテナ部分であり、前記ジャンクション・ボックスが第2のアンテナ部分を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項18】
前記アンテナが、金属平面部分と、ポイント給電平面部分と、第1の金属ウィング部分と、第2の金属ウィング部分と、を含み、
前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分の各々が、前記金属平面部分に結合され、且つ、前記金属部分から直交して延在し、前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分が、互いに平行である、請求項1に記載の装置。
【請求項19】
前記アンテナが、金属平面部分と、ポイント給電平面部分と、第1の金属ウィング部分と、第2の金属ウィング部分と、を含み、
前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分の各々が、前記金属平面部分に結合され、且つ、前記金属部分から直交して延在し、前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分が、互いに平行であり、
前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分が、前記ジャンクション・ボックス及び前記金属平面部分内に配置され、
前記ポイント給電平面部分が、前記ジャンクション・ボックスの外側に配置される、請求項1に記載の装置。
【請求項20】
前記アンテナが、金属平面部分と、ポイント給電平面部分と、第1の金属ウィング部分と、第2の金属ウィング部分と、を含み、
前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分の各々が、前記金属平面部分に結合され、且つ、前記金属部分から直交して延在し、前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分が、互いに平行であり、
前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分が、前記ジャンクション・ボックス及び前記金属平面部分内に配置され、
前記ポイント給電平面部分が、前記ジャンクション・ボックスの外側に配置され、
前記ジャンクション・ボックスがプラスチックのジャンクション・ボックスであり、前記アンテナが−7dB未満の反射減衰量で動作するように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項21】
前記アンテナが、金属平面部分と、ポイント給電平面部分と、第1の金属ウィング部分と、第2の金属ウィング部分と、を含み、
前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分の各々が、前記金属平面部分に結合され、且つ、前記金属部分から直交して延在し、前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分が、互いに平行であり、
前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分が、前記ジャンクション・ボックス及び前記金属平面部分内に配置され、
前記ポイント給電平面部分が、前記ジャンクション・ボックスの外側に配置され、
前記ジャンクション・ボックスがマルチギャングのジャンクション・ボックスであり、前記アンテナが−7dB未満の反射減衰量で動作するように構成される、請求項1に記載の装置。
【請求項22】
前記アンテナが第1のアンテナ部分であり、前記ボタンが第2のアンテナ部分を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項23】
内側キャビティを画定するジャンクション・ボックスと、
前記内側キャビティ内に少なくとも部分的に配置されたワイヤレス・デバイスであって、プロセッサと、前記プロセッサに動作可能に結合されたボタンと、前記プロセッサに動作可能に結合されたAC/DC変換器と、前記プロセッサに動作可能に結合されたスイッチと、前記プロセッサに動作可能に結合された無線機と、前記無線機に動作可能に結合されたアンテナと、を含むワイヤレス・デバイスと、を含み、
前記ワイヤレス・デバイスが、第1の接続を介して第1のAC本線に、第2の接続を介して第2のAC本線に、且つ、第3の接続を介して中性線に結合されるように構成され、
前記スイッチが、前記第1の接続及び前記第2の接続に結合され、前記スイッチを介して前記第1のAC本線から前記第2のAC本線に動作電力を提供することができる第1の構成と、前記第2のAC本線に動作電力を提供しない第2の構成との間で遷移するように構成され、前記プロセッサが、前記ボタンとのユーザの物理的相互作用に対する応答として、前記第1の構成と前記第2の構成との間で前記スイッチを遷移させるように構成され、前記無線機及び前記アンテナが、前記ワイヤレス・デバイスの特性の値をネットワーク・ゲートウェイ・デバイスに伝達するように構成され、前記プロセッサが、前記スイッチが前記第2の構成である場合、前記スイッチを介して前記第1のAC本線から動作電力を受信するように構成され、前記プロセッサが、前記AC/DC変換器を介して前記中性線に結合される、装置。
【請求項24】
前記ワイヤレス・デバイスの前記特性の前記値が、前記スイッチの状態に関連する、請求項23に記載の装置。
【請求項25】
前記ワイヤレス・デバイスが、前記ジャンクション・ボックス内に全体的に配置される、請求項23に記載の装置。
【請求項26】
前記アンテナが、前記ジャンクション・ボックスの外側に配置され、前記ジャンクション・ボックスの開口を通って前記ワイヤレス・デバイスに結合される、請求項23に記載の装置。
【請求項27】
前記ワイヤレス・デバイスが変流器を含み、前記変流器が、前記スイッチが前記第1の構成である場合、前記変流器及び前記スイッチを介して前記第1のAC本線から前記第2のAC本線に動作電力を提供できるように、前記第1の接続に結合される、請求項23に記載の装置。
【請求項28】
前記ワイヤレス・デバイスが変流器を含み、前記変流器が、前記スイッチが前記第1の構成である場合、前記変流器及び前記スイッチを介して前記第1のAC本線から前記第2のAC本線に動作電力を提供できるように、前記第1の接続に結合され、
前記変流器が、前記スイッチが前記第1の構成である場合、前記変流器を介して前記第1のAC本線から前記第2のAC本線に提供された前記電力の電流レベルを測定し、且つ、前記電流レベルの値を前記プロセッサに送信するように構成され、前記プロセッサが、前記無線機及び前記アンテナを介して前記ネットワーク・ゲートウェイ・デバイスに前記電流レベルの前記値を送信するように構成される、請求項23に記載の装置。
【請求項29】
前記アンテナが第1のアンテナ部分であり、前記ジャンクション・ボックスが第2のアンテナ部分であり、前記第2のアンテナ部分が、アンテナ接地平面として機能するように構成される、請求項23に記載の装置。
【請求項30】
前記アンテナが第1のアンテナ部分であり、前記ジャンクション・ボックスが第2のアンテナ部分であり、前記第2のアンテナ部分が、アンテナ接地平面として機能するように構成され、
前記第1のアンテナ部分によって放射された無線周波数信号が、前記誘電体を介して無線周波数アースと前記ジャンクション・ボックスの接地アースとの間に形成されたキャパシタンスを使用して仮想アース接続を確立するように、前記無線機の前記無線周波数アース及び前記第2のアンテナ部分が、誘電体によって実質的に電気的に隔離される、請求項23に記載の装置。
【請求項31】
前記アンテナが第1のアンテナ部分であり、前記ジャンクション・ボックスが第2のアンテナ部分を含む、請求項23に記載の装置。
【請求項32】
前記アンテナが、金属平面部分と、ポイント給電平面部分と、第1の金属ウィング部分と、第2の金属ウィング部分と、を含み、
前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分の各々が、前記金属平面部分に結合され、且つ、前記金属部分から直交して延在し、前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分が、互いに平行である、請求項23に記載の装置。
【請求項33】
前記アンテナが、金属平面部分と、ポイント給電平面部分と、第1の金属ウィング部分と、第2の金属ウィング部分と、を含み、
前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分の各々が、前記金属平面部分に結合され、且つ、前記金属部分から直交して延在し、前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分が、互いに平行であり、
前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分が、前記ジャンクション・ボックス内に配置され、
前記金属平面部分及び前記ポイント給電平面部分が、前記ジャンクション・ボックスの外側に配置される、請求項23に記載の装置。
【請求項34】
前記アンテナが、金属平面部分と、ポイント給電平面部分と、第1の金属ウィング部分と、第2の金属ウィング部分と、を含み、
前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分の各々が、前記金属平面部分に結合され、且つ、前記金属部分から直交して延在し、前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分が、互いに平行であり、
前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分が、前記ジャンクション・ボックス内に配置され、
前記金属平面部分及び前記ポイント給電平面部分が、前記ジャンクション・ボックスの外側に配置され、
前記ジャンクション・ボックスがプラスチックのジャンクション・ボックスであり、前記アンテナが−7dB未満の反射減衰量で動作するように構成される、請求項23に記載の装置。
【請求項35】
前記アンテナが、金属平面部分と、ポイント給電平面部分と、第1の金属ウィング部分と、第2の金属ウィング部分と、を含み、
前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分の各々が、前記金属平面部分に結合され、且つ、前記金属部分から直交して延在し、前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分が、互いに平行であり、
前記第1の金属ウィング部分及び前記第2の金属ウィング部分が、前記ジャンクション・ボックス内に配置され、
前記金属平面部分及び前記ポイント給電平面部分が、前記ジャンクション・ボックスの外側に配置され、
前記ジャンクション・ボックスがマルチギャングのジャンクション・ボックスであり、前記アンテナが−7dB未満の反射減衰量で動作するように構成される、請求項23に記載の装置。
【請求項36】
前記アンテナが第1のアンテナ部分であり、前記ボタンが第2のアンテナ部分を含む、請求項23に記載の装置。
【外国語明細書】