基于计算机的能量管理的制作方法

专利名称：基于计算机的能量管理的制作方法
技术领域：
示例性实施例总体上涉及能量管理，更具体地涉及基于计算机的能量管理。
背景技术：
近来，能量使用已经变成更加公认的全球性问题，这是因为有限的供应导致全世 界几乎每个国家的更高的费用和增长的消耗。大部分当前的传统能源是有限的，因此能量 被认为是稀有资源。随着需求的显著增加，结果将继续是更少的供应和攀升的费用。已经发展并用于管理所有类型能量的当前的方法和系统是陈旧的，并且从若干有 利观点来看不是很有效。在当前用于能量管理、控制、计费和使用的基础设施中至少存在两 种值得注意的低效情况。第一种是以下基本事实，为了针对用户的周期性使用来对用户进 行计费的主要目的，全世界提供各种能量类型(包括但不限于电、气和水)的公用事业公司 在较久前决定按设施或建筑结构来将所有能量设备分组，并利用称为计量的方法来测量该 建筑的使用。计量是全世界使用的主要方法，并且产生了许多发明来帮助公用事业公司更 加有效地管理该现有的计量模式或概念。当前系统中的第二种主要的局限性是以下方式， 其中建筑公司/建筑者/设计者已经通过基于预先建立的控制设备(例如开关)实现开关 或控制模型来设计并建造了每个设施或建筑物，其中预先建立的控制设备通过预先接线而 被限制到能量设备组，并且通常需要由进入或离开被预先接线以经由该控制设备操作的房 间或区域的人来手动控制。在上述第一个问题中，该有局限性的计量方法不允许在设备级报告和监测测量或 使用，取而代之的是仅允许在设施或建筑物级报告或计费。这大大地限制或甚至妨碍实际 使用本身的在能量设备级的充分可见性，从而通过可见性的缺乏达到使用的最低共同特性 而导致更大程度的低效率。上述第二个问题进一步由于不允许对实际能量设备(例如灯和 加热设备)的更严密的控制和管理而加剧了这种挑战，并且最多提供一种控制方法，为方 便起见该控制方法依赖于主要通过到处走动且可能碰巧管理该使用的无关方来执行的物 理随机的管理方法。例如，房间通常在无人使用它们时保持全亮，或者在无居住者需要能量 消耗时房间温度较高。能量(包括电、气、油或其它形式的企业和住宅电力)已经在历史上被认为是日常 用品。虽然在过去十年能量消耗急剧增加，但是能量管理领域的创新程度还主要处于较低 的技术水平。希望利用计算机和网络技术的进步来提供改进的能量管理，以便在商业、政府 和住宅市场优化使用并降低能量消耗。

发明内容
示例性实施例包括用于提供基于计算机的能量管理的适配器。该适配器包括服务 器网络接口和控制设备接口。服务器网络接口经由服务器网络与能量管理主机软件通信。 服务器网络接口从能量管理主机软件接收命令，该命令指定控制设备并包括控制指令和能 量使用数据请求。控制设备接口与指定的控制设备通信。控制设备接口将命令传输给控制设备，并响应于包括能量使用数据请求的命令从控制设备接收能量使用数据。能量使用数 据包括经由铜线网络与控制设备通信的一个或更多个能量设备的能量使用。服务器网络接 口响应于从控制设备接收能量使用数据而将能量使用数据传输给能量管理软件。这样，适 配器提供服务器网络和铜线网络之间的桥，以响应于来自远程计算机系统的命令而在控制 设备级提供能量使用的控制和测量。另一个示例性实施例包括用于提供基于计算机的能量管理的适配器。该适配器包 括服务器网络接口和能量设备接口。服务器网络接口经由服务器网络与能量管理主机软件 通信。服务器网络接口从能量管理主机软件接收命令。该命令指定能量设备并包括控制指 令和能量使用数据请求。能量设备接口经由铜线网络与指定的能量设备通信。能量设备接 口将命令传输给能量设备，并响应于包括能量使用数据请求的命令从能量设备接收能量使 用数据。服务器网络接口响应于从控制设备接收能量使用数据而将能量使用数据传输给能 量管理软件。以这种方式，适配器提供服务器网络和铜线网络之间的桥，以响应于来自远程 系统的命令而在能量设备级提供能量使用的控制和测量。另一个示例性实施例包括用于提供基于计算机的能量管理的方法。该方法包括从 位于主机系统上的能量管理主机软件接收指定控制设备的命令。经由服务器网络在适配器 处接收该命令，该命令包括控制指令和能量使用数据请求。经由适配器上的控制设备接口 将该命令传输给控制设备。响应于包括能量使用请求的命令从控制设备接收能量使用数 据。能量使用数据包括经由铜线网络与控制设备通信的一个或更多个能量设备的能量使 用。响应于从控制设备接收能量使用数据将能量使用数据传输给能量管理软件。以此方式， 在服务器网络和铜线网络之间提供桥，以响应于从能量管理主机软件接收的命令在控制设 备级帮助控制和测量能量使用。另一个示例性实施例包括用于提供基于计算机的能量管理的方法。该方法包括从 位于主机系统上的能量管理主机软件接收指定能量设备的命令。经由服务器网络在适配器 处接收该命令，该命令包括控制指令和能量使用数据请求。经由适配器上的能量设备接口 将该命令传输给能量设备。能量设备接口经由铜线网络与能量设备通信。响应于包括能量 使用请求的命令从能量设备接收能量使用数据。能量使用数据包括能量设备的能量使用。 响应于从控制设备接收能量使用数据将能量使用数据传输给能量管理软件。以此方式，在 服务器网络和铜线网络之间提供桥，以响应于从能量管理主机软件接收的命令在能量设备 处提供能量使用的控制和测量。另一个示例性实施例包括用于提供基于计算机的能量管理的适配器。该适配器包 括服务器网络接口和设备接口。服务器网络接口经由服务器网络与能量管理主机软件通 信。服务器网络接口从能量管理主机软件接收命令。该命令指定控制设备或能量设备，并 包括能量使用数据请求。设备接口与指定的设备通信，并将命令传输给指定设备，以及响应 于该命令从指定设备接收能量使用数据。如果该设备是能量设备，则能量使用数据包括该 设备的能量使用。能量设备经由铜线网络与设备接口通信。如果指定设备是控制设备，则 能量使用数据包括经由铜线网络与该指定设备通信的一个或更多个能量设备的能量使用。 服务器网络接口响应于从指定设备接收能量使用数据来将该能量使用数据传输给能量管 理软件。以此方式，适配器提供服务器网络和铜线网络之间的桥，以响应于来自远程计算机 系统的命令在设备级提供能量使用的控制和测量。
另一个示例性实施例包括用于提供基于计算机的能量管理的方法。该方法包括接收针对指定日期范围的一个或更多个设备的组的计费数据请求。针对一个或更多个设备请 求该日期范围内的能量使用数据。能量使用数据来自与一个或多个设备通信的一个或更多 个适配器。该请求经由服务器网络到达适配器。经由服务器网络从一个或更多个适配器接 收能量使用数据。确定能量使用数据是否包括组内的每个设备的实际使用。响应于确定能 量使用数据不包括设备的实际使用来估计组中的设备的实际使用数据。将费用分配给组 中的每个设备。该费用对应于每个设备的实际能量使用数据。将计费数据传输给请求者。 计费数据包括设备标识、实际使用数据、为组中的每个设备分配的费用、该组的实际使用总 数、为该组分配的费用总数、以及日期范围，由此提供达到设备级的计费可见性。


现在参考附图，其中在这些附图中相同单元的附图标记相同图1描绘了可以通过示例性实施例实现的按需能量系统的框图；图2描绘了可以通过示例性实施例实现的适配器；图3描绘了可以通过示例性实施例实现的数据流的框图；图4描绘了可以通过示例性实施例实现的用于将命令传输给设备的处理流程；图5描绘了可以通过示例性实施例实现的用于传输警报的处理流程；图6描绘了可以通过示例性实施例实现的计费数据；图7描绘了可以通过示例性实施例实现的用于提供基于部件的公用事业账单管 理的处理流程的框图；图8描绘了可以通过示例性实施例实现的计费细节报告；图9描绘了可以通过示例性实施例实现的按需能量系统的框图；图10描绘了可以通过示例性实施例中的与控制设备通信的适配器实现的处理流 程；图11描绘了可以通过示例性实施例中的与能量设备通信的适配器实现的处理流 程；图12描绘了可以通过示例性实施例实现的适配器；图13描绘了用于测量电力使用的适配器中的示例性连接；以及图14描绘了可以通过示例性实施例实现的用于提供按需能量管理的网络的框 图。
具体实施例方式本发明的示例性实施例包括能量管理市场中的创新，其将改变在商业、政府和住 宅市场中使用、分配、计费和节省能量的方式。为了理解单个能量设备或能量设备组的能量 使用的目的，示例性实施例总体上涉及能量管理，并且更具体地涉及能量设备的控制、计量 和/或测量的方式。通过示例性实施例产生的数据还可以用于更加详细地计费或仅用于更 好地报告特定设备或设备组的任意组合的能量使用。如这里所使用的，术语“能量设备”是指消耗能量的物件，例如但不限于照明设 备、加热/空气调节设备、器具、电子设备、插座或插头，或者甚至是街灯、停车灯、或运动场或停车场上的灯。如这里所使用的，术语“控制设备”是指控制能量设备或能量设备组的开 关的物件，例如但不限于开关，以及温度调节装置控制机构。如这里所使用的，术语“设备” 是指能量设备或控制设备。如这里所使用的，术语“铜线”和“电力线”同义并可以交换地 使用。示例性实施例通过使用较新的可用的计算机电路芯片技术将开关/控制功能和 使用管理功能移动并自动化到控制设备和/或能量设备级。此外，所有连接的控制设备和 能量设备通过在中央服务器上运行的、能够在一直到下至控制和/或能量设备级来管理、 测量、监测、计费和报告的专用应用软件来集成。基于对所有连接设备的电子集成，这种基 于服务器的专用应用软件允许任何细节等级(即，房间、人、楼层、灯组、一个能量设备等) 的实时(或近实时)的灵活报告、通过设备进行的粒状(granular)计费以及能量的有效管 理，以允许可能的最有效的管理、控制和测量。示例性实施例使用附连到任何或全部特定设备(例如能量设备和控制设备)的 “适配器”。如果适配器被置于控制设备级，则该适配器提供测量设备或甚至是设备组的使 用的能力。此外，该适配器提供控制和管理设备或设备组的能力。由适配器支持控制和/或 使用管理。该适配器利用无线网络或通过电铜线本身使得所有连接的设备能够联网到用于 运行被设计成用来进行能量管理、控制和测量/报告的专用应用软件的计算机服务器。这 种新的设备网络在这里被称为“预置型(on premise)能量网络”(OPEN网络)。这些策略 地设置的设备适配器通过新建的OPEN网络使得能量设备网络能够得到更有效的控制和管 理。下面将对示例性实施例进行更加详细的描述。图1描述了用于提供按需能量管理的系统的框图，包括可以通过本发明的示例性 实施例实现的基于部件的公用事业账单管理。在图1和在这里描述的系统被称为“OPEN网 络”。图1中的系统包括设备网络116(例如由现有铜线构成)，用于提供设备114和这里所 描述的能量管理主机软件之间的通信。此外，图1中的系统包括服务器网络106(例如无线 网络)，用于与设备网络116、主机系统104、存储设备108和用户系统110通信。图1中所 描绘的用户系统110可以通过能够与服务器网络106进行通信的任何设备来实现，例如但 不限于个人计算机、个人数字助理和/或移动电话。在示例性实施例中，用户系统110用 于与主机系统104上的能量管理主机软件的基于部件的公用事业账单管理软件部分进行 通信以产生计费报告。用户可以通过登录到承载能量管理主机软件的网站来访问用户系统 110。在示例性实施例中，预置的本地服务器被接入到现有铜线网络中，用于链接到无线网 络、访问所在地(premise)之外的互联网以及访问设备网络。主机系统104包括指导这里所描述的能量管理和控制功能的能量管理主机软件， 该软件包括基于部件的公用事业账单管理。图1中描绘的主机系统104可以使用一个或更 多个响应于存储在可以被服务器访问的存储介质中的计算机程序而操作的服务器来实现。 主机系统104可以作为网络服务器(例如web服务器)工作，用以和用户系统110、以及适 配器112 (例如经由设备网络116)通信。主机系统104处理向用户系统110和适配器112 发送信息以及从用户系统110和适配器112接收信息，并能够执行相关任务。主机系统104 还可以包括防火墙，用以防止对主机系统104的未授权访问，并加强对授权访问的任何限 制。可以使用在现有技术中已知的常规硬件和/或软件来实现防火墙。主机系统104还可以作为应用服务器工作。主机系统104执行一个或更多个计算机程序(这里统称为能量管理主机软件)以实现这里所描述的基于计算机的按需能量管理 功能。通过向用户系统110提供应用(例如java小程序)，处理可以被一个或更多个用户 系统110和主机系统104共享。可替选地，用户系统110可以包括独立的软件应用以用于 执行这里所描述的部分或全部处理。如前所述，可以理解，分离的服务器可以用来实现网络 服务器功能和应用服务器功能。可替选地，网络服务器、防火墙和应用服务器可以通过执行 计算机程序以实现所需功能的单个服务器来实现。如图1所示，主机系统104、用户系统110和适配器112经由服务器网络106和设备 网络116互联。图1中描绘的服务器网络106和设备网络116彼此通信。服务器网络106 和设备网络116可以是任何类型的已知网络，其包括但不限于广域网(WAN)、局域网(LAN)、 全球网(例如因特网)、虚拟专用网(VPN)和内部网。另外，设备网络116可以是使用现有 的或新的电线的铜线网络。服务器网络106和设备网络116可以使用无线网络和/或任何 种类的物理网络实现来实现。用户系统110和/或适配器112可以通过多个网络(例如电 线网络和因特网)耦合到主机系统104，使得不是所有的用户系统110都通过同一网络耦合 到主机系统104。可替选地，用户系统110和/或适配器112通过单个网络(例如，经由服 务器网络106)耦合到主机系统104。一个或更多个用户系统110、适配器112和主机系统 104可以以无线的方式连接到服务器网络106和/或设备网络116。在一个示例性实施例 中，服务器网络106和设备网络116包括无线部件和有线部件。图1中描绘的存储设备108包括状态数据、环境数据、设备数据、分析数据、计费数 据、物理企业模型数据和与基于计算机的按需能量管理功能相关的其它数据。存储设备108 中的数据可以以数据库格式(例如，关系数据库格式)存储并被访问，以经由数据库报告工 具来报告。存储设备108可以使用各种用于存储电子信息的存储设备来实现。可以理解，存 储设备108可以使用包含在主机系统104中的存储器来实现，或者存储设备108可以是单 独的物理设备。作为包括服务器网络106和设备网络116的分布式环境上的统一数据源， 存储设备108是逻辑可寻址的。可以经由主机系统104和/或经由一个或更多个用户系统 110来检索和操纵存储在存储设备108中的信息。在本发明的一个示例性实施例中，主机系 统104作为数据库服务器工作，并协调对包括存储在存储设备108上的数据的应用数据的 访问。在图1描绘的实施例中，存储设备108连接到服务器网络106(例如，以无线或有线 的方式)，并由主机系统104经由服务器网络106访问。在可替选的示例性实施例中，存储 设备108直接连接到主机系统104。图1中还描绘了环境数据收集器102，其连接到设备网络106以用于从诸如日历 软件应用和天气预报的源收集信息。能量管理主机软件利用该信息来确定向适配器112发 送哪些命令。图1是可以被实现的示例性系统，并且其它系统也是可能的，而不脱离本发明 范围。例如，在一个可替选的示例性实施例中，没有环境数据收集器102。在另一个可替选 的示 例性实施例中，一个或更多个环境数据收集器102包括在或附连在一个或更多个设备 114(例如加热设备或照明设备)。在又一个可替选的示例性实施例中，一个或更多个环境 数据收集器102包括在或附连在一个或更多个适配器112。在再一个可替选的示例性实施 例中，一个或更多个环境数据收集器102连接到服务器网络106。在这种情况下，环境数据 可以包括但不限于设备114附近的空气温度、设备114附近的空气湿度、以及指示场所已 被占用的运动探测器和占用出入卡设备。
图1中描绘的适配器112用于将现有设备114连接到设备网络116。适配器112从主机系统104上的能量管理主机软件接收命令，并将这些命令传递到附连的设备114(例 如，加热设备、照明设备、开关控制设备)。此外，适配器112可以从设备114接收状态数据 (例如，实际使用数据)并将该状态数据传递到能量管理主机软件。适配器112可以位于设 备114外部或者可以被集成到设备114中。如图1所描绘的，并且在下面更加详细地描述的，适配器112可以位于控制设备 114处，以及/或者取而代之的是可以位于单独的能量设备114处。在示例性实施例中，适 配器112在位于开关设备114处时执行与其位于单独的能量设备114处时执行的功能不同 的功能。例如，位于控制设备114处的适配器112可以用来使得能够控制(例如，将连接到 控制设备114的各能量设备114开启或关闭)，而位于单独的能量设备114处的适配器112 可以仅测量该设备114的能量使用。也可以实现位于控制设备114处的适配器112和位于 单独的能量设备114处的适配器112之间的任意数量的其它的功能性划分。例如，位于控 制设备114处的适配器112可以使得能够控制并测量预先接线并连接到控制设备114的单 独的能量设备114的能量使用，其中该单独的能量设备114没有其自己的具有控制或测量 功能的适配器。在另一个示例中，适配器112可以仅针对其连接的能量设备执行控制功能， 而处于能量设备级的另一个适配器可以仅针对特定能量设备执行使用测量功能。控制和使 用测量功能在控制设备级和能量设备级是可能的。在一个示例性实施例中，基于部件的公用事业账单管理软件作为能量管理主机软 件的一部分被置于主机系统104上，并且计费数据和状态数据被置于存储设备108上。经 由用户系统110对其两者进行访问。在一个可替选的示例性实施例中，基于部件的公用事 业账单管理软件被置于另一个主机系统或用户系统上，并且用于特定设施(或设备114的 其它子集)的计费数据和状态数据被置于另一个存储设备上。图1中所示的配置实际上旨在是示例性的，还可以实现其它配置以执行这里所描 述的功能而不脱离本发明的范围。这种配置的一个示例是针对多个设施将多个OPEN网络 连接到一起，以便于一个或多个用户管理多个设施能量网络。这使得大型公用事业能够具 有可见性，并且在一些情况下使得能够对于OPEN网络上的所有用户进行有限控制。图2描绘了可以通过本发明的示例性实施例实现的示例性适配器112。适配器112 用于将现有设备(例如，控制设备和能量设备)连接到设备网络116。适配器112包括用于 和设备网络116通信的I/O端口 206以及用于和附连的设备114通信的I/O端口 204。在 示例性实施例中，适配器112以无线方式和设备网络116通信，并经由现有的铜线基础设施 与设备114通信。适配器112从主机系统104上的能量管理主机软件接收命令，并将这些命令传递 给附连的设备114。此外，适配器112可以从设备114接收状态数据，并将这些状态数据传 递给能量管理主机软件。在示例性实施例中，适配器112包括用于执行这些功能的能量管 理适配器软件202。基于附连到适配器112的设备114的类型，所执行的功能可以不同。 在示例性实施例中，能量管理适配器软件202通过位于适配器112上的集成电路上的一个 或更多个硬件(例如电路)和软件指令来实现。设备可以以多种方式附连到适配器112。 例如，如果设备是照明设备114，则适配器112可以位于灯泡插座内或壁装电源插座(wall outlet)上照明设备114插入的位置。在可替选的示例性实施例中，这里关于适配器112所描述的功能性在被制造成连接到设备网络106的设备中实现(即，适配器功能被集成到设 备中)。在示例性实施例中，适配器112利用工业标准协议来与设备和设备网络116通信。能量管理主机软件实施例。世界上许多地区已经通过在家庭、建筑物以及甚至沿道路和在运动场上敷设的电 线连接在一起。关于能量利用的基本问题(例如通过具体设备使用了多少能量以及何时使 用的该能量)难以回答。该基本问题存在于用于开关能量、或者甚至用于在能量需要被用 于加热、照明、制冷和基本用具使用时对其进行管理和控制的传统方法中。在全世界的商业和居住空间中使用的现有系统主要是不灵活的手动驱动系统，其 具有少量的可替选的控制方法，诸如按照太严格以至于不能优化使用的固定或不灵活的日 历运行的温度调节装置。当前的能量管理方法通常包括预置模型，其需要个人手动地控制 设备。给定的中等大小的公司可以具有500-1，000个汲取能量的设备，而一般家庭具有多 于50-200个设备。利用当前方法，能量管理和控制明显低效，并且几乎不可能或不切实际， 因为其需要个人的手动设备控制，或预先建立的不灵活的定时器，并且需要单独和每个设 备接口。这与本发明的示例性实施例的可以通过专用计算机软件来自动化的、来自于一个 公共源的组或多设备管理的能力形成对比。这种“一对多”控制方法可以用于比到目前为止 发明的其它方法更好地通过优化降低消费。此外，使用示例性实施例、通过基于使用计算机 软件技术的无限组的控制算法的更完善的控制方法来实现更好的优化。这种新的管理方法 可以用来节省大量能量，以及仅通过更好地使用能量来提供更有效的生产力或生活方式。当前可以从各种位置获得计算机日历和基于web的访问，其中各种位置包括笔记 本电脑、固定个人计算机以及甚至是移动设备。示例性实施例使用这些能力来提供基于智 能计算机的按需能量管理。软件控制的能量管理网络通过以下方式来产生连接所有基于 预置(premise based)的电气设备或远程电气设备，使得能够利用计算装置或一系列计算 装置对它们进行控制和操作，其中该计算装置使用允许“一对多”地管理能量管理网络上的 所有设备的专用的基于web的软件。该软件是安全的，并且在完全可访问的基于web的模 型中按需提供给大型公司和小型公司以及住宅能量用户。在示例性实施例中，基于计算机的信令和切换控制以下功能将设备(例如，固定 设备、灯、加热/制冷设备，以及用电或电池操作的其它器具)导通或关断，基于用户控制的 单个/组日历或其它按需要求来运行温度方法、交通方法等，包括但不限于预先建立的或 实时的交通管理算法。直接依赖于单个/组日历的这种管理能量的通用系统用于家居或工 作中的个性化的能量管理。这通过计算机或移动设备来实现，该计算机或移动设备使得能 够利用基于web的访问从世界上任何地方按需远程管理和控制商业或个人使用的能量。通过主机模型经由web将专用按需能量管理软件工具提供给全球的小型、中型和 大型公司或组织。该系统被设计成允许一个或多个个人通过安全模型并且容易地使用基于 计算机web的接口来管理和控制企业或设施的四壁之内和之外的各种能量使用。该系统使 用基于软件的设备控制方法、利用来从基于计算机web的接口对能量使用设备进行开启和 关闭、或者控制活动程度或活动定时(例如，诸如在加热和制冷系统中所需要的那样)。该 系统还提供所需的任何详细水平(包括房间、设备、或者甚至是人)的能 量使用的完全可见 性。该报告的费用信息用于进一步管理和优化、分析公用事业计费系统，对公用事业计费系 统进行比较，甚至用于通过费用中心分配费用和使用，或给用户用于分析。
示例性实施例使用计算机、专用软件和特别设计的设备的组合，其中专用软件使 得用户能够管理和控制电气设备(例如，固定设备和器具)，特别设计的设备能够通过电线 本身或通过无线网络以无线方式接收和发送信号。用户可以与专用软件部件进行交互，该 专用软件部件运行于一个或多个计算机服务器上，并且在因特网或内部网络上的用户(例 如，经由用户系统，诸如笔记本电脑、桌上型电脑或移动设备)可以容易地通过web按需访 问该专用软件部件。该访问可以通过个人安全用户ID和密码来控制。该软件允许用户察 看并看到能量管理网络上全部的可用设备，包括已经安装用于和能量管理网络通信的所有 被分配的设备(和适配器)。示例性实施例允许例如使用在线日历来控制和报告与居住在某些房间的个人以 及人群相关的能量使用，其中在线日历包括个人日历和/或组日历，其中个人日历是关于 他们何时会出现在房间或设施中，组日历用于管理该组的整体日历，包括假日和大量使用 能力。示例性实施例还提供以下能力监测设备的状态，以及在需要维护、修理或替换时自 动通知用户(例如通过警报)。这种通知系统也可以直接联网到制造商用于按需和实时维 护的需要。在示例性实施例中的自动管理功能通过将温度或照明情况或者甚至交通模式 (traffic pattern)馈送到软件中并且由此提供根据实时情况调节能量使用或计时的能力 来实时监测环境和/或活动情况程度。例如，如果外面阳光明媚，则系统可以被设置成设法 减弱照明且更多地依赖于自然光，而不是消耗人造能量。而且，在根据天气预报预期温度改 变的情况下，可以自动命令加热设备或制冷设备以依赖于天气的自然变化预先降低/升高 温度。另一个示例用于与使用计时方法相对的通过交通模式来管理停车灯定时。可以执行 特殊规则，该规则在人们在工作中或在家中通常具有的改变的模式中有效地管理能量。此 夕卜，在存在唯一的按需情形的情况下，全部来自于一个计算机接口的远程或本地能量管理 可以是简单和快速的，以便通过推动能够将某一具体需求通知给在能量管理网络上的所有 设备或定制的预定设备组的一个按钮来容易地管理全部设施。一个示例是当在设施中的雇 员可以提早离开并且该建筑物被空出时的实例。在这种情况下，基于软件的命令可以被执 行以要求所有的设备进入建筑物空置模式用以获得优化的效果。在快速分析中，对于每个月在总的能量使用上花费大约$50，000的企业，意味着 根据一天的时间和使用情况，在该月中的任何4个小时的周期可以花费大约$50-$200/小 时。在传统的未被管理的环境中，通知雇员提早离开实际可能在能量浪费上花费公司额外 的$800。在每年花费大约$4，000的典型家庭中，在传统的未被管理的环境中周末离开可能 因为一个周末的能量浪费而花费该家庭额外的$20。通过使用本发明的示例性实施例来监 测和节省能量，能量消耗可以被大大降低。本发明的示例性实施例可以用来根本改变针对商业用户的能量管理方式，连同降 低全世界的总的用电量。能够使能量管理达到下一个等级的该模型的示例是在一定区域中 改变外部温度的情形，而在建筑结构内的温度调节装置可能不能预测室外温度的预期的改 变。在一个示例性实施例中，计算机控制的模型采取基于计算机的天气预报，并通过在预期 的温 度变化实际发生之前改变期望的温度来相应地运行加热/制冷设备，因此更进一步优 化能量使用。随着全世界的能量消耗的上升，用于将计算机软件和能量管理结合以获得更 优化的产出的利害关系比以往更高。不仅能节省钱，而且作为稀有资源的能量可以被保存，而不是如目前使用的过时的模型中被浪费掉。本发明的示例性实施例使用“智能设备”，其中，这里所描述的适配器的功能可以 是分离的或包括在设备中。现有设备需要专用适配器(或插座)来适用于标准设备(例如， 照明设备和用电设备)。专用适配器可以实现为置于壁上插座中的专用插头，用以提供与 能量管理网络通信的能力。适配器提供设备与计算机应用服务器之间的接口，用以接收和 发送用于管理和控制以及用于诸如“开”、“关，，等基本命令的数据。在示例性实施例中，每 个设备具有适配器，该适配器位于设备和电插座之间，或位于独立式的设备和插头之间，或 以某些其它方式连接到计算机软件以用于控制和监测信息流。加热设备、空气调节单元、照 明、风扇等都能从标准计算机设备以及诸如Treo和黑莓的标准移动数据设备来远程操作。近来，公用事业还未被提供达到这一详细等级的控制和分析。本发明的示例性实 施例将以与iPod改变音乐分配和使用的方式相同的方式根本改变使用和管理能量的方 式，因为其将测量单位分解为更细粒度等级并且使其完全可见(与如在当前能量管理方法 中被完全隐藏相对)。这对于能量消费者来说由于能量使用的减少而导致较大的费用节省。 能量管理主机软件对于较大的和较小的公司和政府按需可用。其它示例性实施例包括易于 连接到设施或远程区域(诸如道路、学校和体育中心)中的设备的适配器。这些适配器使 用以一种或两种方式或两种方式的结合与在每个设施中建立的网络通信的标准工业协议。 第一种连接方法包括使用用于在基础设施中输送电力的现有铜线。第二种连接方法包括使 用与每个适配器通信的无线网络。在这种新建立的局域能量网络上的每个设备变为该网络 上的单独的可测量节点。所有单独的网络可以被合并( roll up)以形成所有能量网络的整 体网络，允许政府和所管理的公用事业组织对能量使用进行中央监测以及甚至有时对其进 行管理(例如，对于需要通知和修理的由于断电导致的紧急情况)。图3描绘了可以通过本发明的示例性实施例实现的数据流的框图。能量管理主机 软件302接收一个或更多个与一个或更多个设备相关的状态数据304、环境数据306、设备 数据308以及分析数据310。状态数据304 (这里也称为能量使用数据)包括关于设备当前 是否开启的信息，并且可以包括其它信息，诸如当前操作温度或维护信息(例如，灯泡是否 工作)。通常，(例如经由适配器)从设备接收状态数据304。环境数据306包括关于一个 或更多个设备外部的操作条件的信息，可以从一个或更多个环境数据收集器102接收该环 境数据306。环境数据306可以包括但不限于空气温度、天气预报、交通模式、占用数据、运 动检测器数据以及日历数据。如前所述，日历数据可以用来确定何时开启具体设备以及应 该应用于该设备的具体设置(例如温度)。环境数据306还可以包括能够用于控制设备的 任何类型的信息，诸如但不限于运动检测器和出入卡，其通知某一位置有入在设施内。设备数据308包括关于能量管理网络上的每个设备或设备组的信息。设备数据 308可以包括但不限于设备位置、在该设备上可用的设置以及与该设备相关的警报条件。 设备数据308可以通过能量管理适配器软件202自动确定，或者可以由用户在用户系统110 处输入。通常根据在用户系统110处的用户输入以及状态数据304、环境数据306和设备数 据308来产生分析数据310，并且其包括报告信息。分析数据310还可以包括存储的报告格 式和相关的数据库查询。来自能量管理主机软件302的输出包括警报312、报告314、设备命令316以及计 费报告318。警报312可以在以下情况中产生当灯泡烧坏时、或者当应该工作的设备断电时、或者当设备已经到达设备数据308中定义的阈值时等。警报312可以被传输到用户系 统110，诸如手持设备、计算机设备或蜂窝设备，用以使用户注意到该情况。取决于实现需 求，每个警报312可以按批和/或以实时方式传输到用户系统110。可以基于用户系统110处的用户请求产生报告314和计费报告318，周期性地自 动产生和/或当异常情况发生时产生。报告可以指定任何粒度等级，诸如针对单独设备的 数据或针对特定类型的所有设备的数据、针对人的数据、针对办公室的数据、针对办公室组 的数据、针对建筑物的数据以及针对地点的数据。报告可以包括基于状态数据304产生的 使用信息。此外，报告可以包括全部状态数据304或状态数据304的子集、全部或一部分 环境数据306，以及全部或一部分设备数据308。报告314的全部或子集可以作为分析数据 310存储在存储设备108中。报告314可以被产生以分析能量使用和模式，以及利用和定时。此外，报告314可 以被产生用于执行(或被输入到)费用核算、预算和计划。然后可以将全部或部分报告分发 给用户，其中信息按设备、位置、房间、部门、人等来分解。能量使用报告314还可以被产生 用于将对际使用和来自公用事业的计费进行比较。此外，计费报告318可以用来针对能量 使用为用户计费(在公司内部作为费用核算的一部分，或者为用户计费的公用事业公司)。能量管理主机软件302响应于经由用户系统110的用户请求、响应于设备的状态 数据304、响应于环境数据306、以及/或者响应于设备数据308来产生设备命令316。环 境数据306可以包括针对设备的用户的日历数据。该日历数据可以指示用户何时在办公室 中，以及当能量使用可以被调节时的任何长时间的无人(例如，将热度降低，没有交叉道路 交通所以保持停车灯为绿)。设备命令316将基于设备类型而变化。照明设备命令可以包括开启、关闭和光线 变暗设置。加热和空气调节设备命令可以包括开启、关闭和温度设置。停车灯可以包括颜 色设置开和颜色设置关。应用设备命令可以包括开启、关闭和设备设置(例如，加湿器的功 率水平)。电子/计算机设备命令可以包括开启、关闭和设备设置(例如用于DVD播放器的 录制命令)。这样，通过向每个设备提供接口，可以单独地或在其它设备组中管理每个设备。对 于每个设备，可以确定使用和使用模式(例如基于每天中的时间、每周中的天等)以及控制 设备状态(例如，开启/关闭、温度等)。还可以使用作为输入的环境数据306来控制状态。 这样，能量管理主机软件提供对能量管理网络中的设备的能量使用的一对多的管理。此外， 用于控制设备的命令可以远程产生(例如通过用户或响应于检测特定情况的存在)。图4描绘了可以通过本发明的示例性实施例来实现的用于向设备传输命令的处 理流程。在一个示例性实施例中，图4中所描绘的过程通过能量管理主机软件302来执行。 在块402中，能量管理主机软件302接收针对一个或更多个设备的状态数据304。状态数 据304可以被存储并使用以产生能量使用报告。在块404中，针对一个或更多个设备接收 设备数据308。如前所述，设备数据308包括如下信息关于哪种命令对于特定设备有效， 以及若有的话应该产生警报的条件。在块406中，基于状态数据304和设备数据308产生 设备命令。该设备命令可以涉及特定设备或设备组。在块408中，设备命令被传输给设备 (例如经由适配器)。图5描绘了可以通过本发明的示例性实施例来实现的用于传输警报的处理流程。在一个示例性实施例中，图5中描绘的过程通过能量管理主机软件302来执行。在块502 中，能量管理主机软件302接收针对一个或更多个设备的状态数据304。在块504中，(例 如从环境数据收集器102)接收针对一个或更多个设备位置的环境数据306。在块506中， 接收针对一个或更多个设备的设备数据308。在块508中，基于一个或多个状态数据304、 环境数据306和设备数据308来产生警报。在块510中，该警报被传输到用户系统110。能量管理软件计费实施例。当前由公用事业公司使用的计费方法符合于它们相同地对所有使用计费，并且 不记述由设备(例如器具、照明、加热设备、开关)或房间或个人产生的费用或使用。这些老 的计费模式也不能提供按天的时间针对每个设备对用户计费进行记述或传达报告的方式， 因此甚至不能有效地按照类型或使用时间提供价格差别。历史上，能量计费仅为大批使用 (bulkusage)计费，而没有按能量设备或控制设备来计费的能力。实际上产生用户能够查看 和分析的细节等级的计费模型的能力是真正独特的，并且比到目前为止在该领域的任何其 它发明更能改变人们管理和节省能量的方式。当前在全世界使用的商业和居住空间中的计费系统主要是不灵活的人工驱动的 系统。测量机制在设施级执行，这仅按建筑物将所有能量设备和器具分组，而不涉及更细粒 度级的测量。此外，公用事业仪表用于沿公用事业服务进入设施的铜线进行测量。事实上， 实际使用发生在设备或器具级，并且对于所有设施设备在仪表处只按千瓦来测量。由于控 制是在设备级，而实际不是在设施级，因此在计费细节或其不足和实际控制之间存在分离， 其中计费细节处于针对整个设施的概要级，而实际控制通常由区域控制设备(例如开关) 或由能量的个体用户来进行，而很少知道其费用，因为账单并不在这一级报告。这限制了在 控制级提供可见性和费用的能力，该能力使得用户可以实际上使用该账单作为管理工具， 正如在长途通讯或移动电话使用的通信情形中那样。由于新的计费模型完全排除读表需要，并且排除现有限制，即不能通过账单上的 设备(如前所述，当前账单仅通过设施或仪表来提供总的仪表收费)来报告费用，这里描述 的新的计费模型的示例性实施例的含义是广泛的。历史上第一次，账单能够实际上变为有用的工具来使得人们可以在实时控制每个 设备所需的细节等级来管理他们的费用和使用。新的计费模型的示例性实施例的另外的好处与为了计费目的的信息的实时可用 性有关。通常，能量账单每个月仅以概括的形式到达一次。与每月一次相反，新的计费模型 在与能量管理主机软件耦合时提供直到分钟或者甚至秒的实时计费信息，并能够用来实时 管理费用。会计部门可以真正管理月终截止，并且不需要仅因为账单未到而积累费用。提供服务的公用事业还将有能力从全部设施获得使用数据的可见性，以便于更加 了解他们的客户，并能够利用模式管理能力(其能够为了有效和甚至方便的目的训练用户 更好地使用服务)来提供帮助。此外，公用事业掌握控制每个设备的能力以便于应付在主 要能量短缺情况下的潜在紧急超控(emergency override) 0使用示例性实施例，可以中央 地实现控制的配给，假设用户允许该控制级。这对于某些用户来说这可以变成可选项目，可 能返回财政激励给参与该项目的用户。还可能的是，政府会希望保留该控制程度。利用示例性实施例，公用事业可以公布某些 设备的平均费用，以及使用新的计费 数据来为用户标定基准，以便基于最优方法来免费(或收费)建议如何变得更有效。通过使用计费软件的示例性实施例第一次使得更加主动的管理和可见性切实可行。
此外，可以通过去除仪表读取的劳动并转变到新的基于计算机的模型而大大降低 公用事业费用。还可以根据目的为不同的设备定制不同费率。某些高价值器具可能比低效的设备 具有某些优势。公用事业公司可以建立激励机制，以便于人们用更新的更有效的模式来代 替老的低效设备。这种激励机制可以简单地对于较高能量效率的设备产生较低的费率。还 在设备级给予可见性，在每个月低效率的能量时机在账单出现时立即实时显现。在每个计 费周期可以直接对这些进行突出显示直到被替换为止。当前，在大量设施能量开销中隐藏 了低效情况，这是因为在公用事业账单和仪表上仅可以得到总的数据。由于撤销了管制，出现了竞争的公用事业公司，以便于提供竞争性的代用能源作 为有限的公用事业公司的替选。虽然这些竞争公司从更大的现有公用事业公司购买批发， 但是它们也可以利用这里描述的较新的更细粒度的计费方法，由此获得超越老的垄断的明 显优势。在任一种情况下所管制的公用事业公司通过了所有分配，并且计费功能可以属于 这些垄断者，假设他们仍然拥有包括计费模式的分配。这可能仅因为仪表属于这些公司，并 且实际上它们可能是能够读取仪表并具有读取仪表的基础设施的仅有的公司。示例性实施 例可以由竞争的能源公司用来提供更加全面的账单，并利用这种新的计费数据来产生一系 列相关服务。通过拥有这种新的能力，通过将另一个垄断角色从大的在职者去除，竞争概念 将明显增强。分配将属于这些大的公用事业公司，但是大部分附加值业务在这种新的模式 下将转向竞争的能源供应商。示例性实施例提供以下能力在软件中将内部费用中心分配给设备，这允许计费 模型对企业会计系统进行集成，以便在分区、分组、设施、房间或雇员级分配退款和使用呈 现。这些分组可以通过设备以及其它相关细节等级来合并和分离。在该计费模型下，使用管理达到了新的级别，这允许针对设备的可变定价(例如， 按一天中的时间变化，或者甚至按设备的位置或类型变化)。可变费率定价使得公用事业公 司能够知道要对哪种使用方式进行计费，并且，针对费用管理利用在非高峰时间与高峰时 间分散使用，用户第一次能够真正利用低定价选择来更好地管理使用。当今使用的计费模 型没有为用户提供可见性以便获得一天、一周、或一个月的最佳费率周期。示例性实施例包括专用按需能量管理软件工具，该工具通过主机模型经由web被 提供给全球的小型、中型和大型企业或组织，以及居住家庭。该系统被设计成使得一个或更 多个人能够通过安全模型并容易地利用基于计算机web的接口来管理和控制企业或设施 四壁之内和之外的多种能量使用。该系统在任何需要的细节等级(包括房间、设备或甚至 是人)提供能量使用的完全可见性。这种报告的费用信息可以用来进一步管理和优化、分 析公用事业计费系统，对公用事业计费系统进行比较，甚至用于通过费用中心分配费用和 使用，或给用户用于分析。示例性实施例使用计算机、专用软件和特别设计的设备的组合，其中专用软件使 得用户能够管理和控制用电设备(例如，固定设备、开关和仪器)，特别设计的设备能够通 过电线本身或通过无线网络接收并发送信号。用户可以与专用软件部件进行交互，该专用 软件部件运行于一个或多个计算机服务器上，并且在因特网或内部网络上的用户(例如， 通过用户系统如笔记本电脑、桌上型电脑或移动设备)可以容易地通过web按需访问该专用软件部件。该访问可以通过个人安全用户ID和密码来控制。该软件允许用户观察并看 到所有在能量管理网络上可用的设备，包括已经被安装用于和能量管理网络通信的所有分 配的设备(和适配器)。该软件还允许用户查看所有分配的设备的计费和使用数据示例性实施例允许例如使用在线日历来控制和报告与居住在某些房间的个人以 及人群相关的能量使用，其中在线日历包括个人日历和/或组日历，其中个人日历是关于 他们何时会出现在房间或设施中，组日历用于管理该组的全部日历，包括假日和大量使用 能力。示例性实施例还提供以下能力监控设备的状态，以及在需要维护、修理或替换时自 动通知用户(例如通过警报)。这种通知系统也可以直接联网到制造商用于按需和实时维 护的需要。图6描绘了可以通过本发明的示例性实施例来使用的示例性计费数据布局600。 在示例性实施例中，计费数据布局600被存储在存储设备108上。在可替选的示例性实施 例中，对具体用户来说特定的计费数据的副本或其它子集也被存储在可由用户访问的存储 设备上，用于建立计费和使用报告。计费数据包括用户号字段602用于标识用户。每个用 户号字段604可以与一个或多个设施字段604(例如，公司划分、地理位置等)相关联。每 个设施字段604然后可以具有一个或更多个建筑物字段606，每个建筑物字段606具有一个 或更多个楼层字段608。在每个楼层字段608中是一个或更多个办公室字段610 (或会议 室等)。每个办公室字段610具有一个或更多个设备字段612和相关的状态日志数据字段 614。在示例性实施例中，状态数据包括关于设备当前是否开启的信息，并可以包括其它信 息，诸如当前操作温度或维护信息(例如，灯泡是否工作)。通常，(例如通过适配器)从设 备114接收状态数据。在可替选的示例性实施例中，从设备114返回的状态数据包括实际使 用的安培/瓦特和/或实际开启的总时间。在示例性实施例中，状态日志数据字段614包 括与开启和关闭的设备114相关的时间戳。状态日志数据字段614用于推断每个设备114 的使用数据。图6中描绘的计费数据布局600实际上旨在作为示例性布局，还可以实现其它数 据布局以执行这里所描述的功能而不脱离本发明的范围。例如，数据布局可以不包括楼层 字段608，或者数据布局可以包括对设备字段612进行分组的一些其它方式，诸如部门或个 人雇员。此外，设备字段612可以与设备类型和用于设备114的具体类型的能量使用字段 相关联。图7描绘了可以通过基于部件的公用事业账单管理软件的示例性实施例实现的 用于提供基于部件的公用事业账单管理的过程流程的框图。在块702中，由软件接收或访 问针对用户的计费数据。所接收或访问的计费数据可以是针对用户的计费数据的全部或其 子集，并且该计费数据可以包括针对两个或多个用户的联合数据。在一个示例性实施例中， 计费数据在如图6所示的计费数据布局600中，虽然可替选的示例性实施例也可以使用其 它布局和内容。在块704中，确定计费数据是否包括用于所有设备114的实际使用信息(这里也 称为“能量使用数据”)。如果计费数据中的一个或更多个设备114不具有反映该设备114 的实际使用的数据，则执行块706并估计每个设备114的实际使用。可以使用任何估计方 式。最基本的估计形式是记录(从适配器112自动地或手动地记录到跟踪所有类型的设 备114的能量管理软件的清单片段中)对于每个设备114可用的所有设备规格数据，诸如瓦特、安培等。例如，可以根据这些规格、基于开启设备114的时间、以相当准确的方式来计 算平均能量使用。在另一个示例中，整个建筑物中的设备114的实际使用未知，通过知道以 下情况可以对使用进行估计建筑物的总使用量、建筑物中的设备114的数量和类型、以及 特定类型的设备114基于其来自制造商的说明的规格而推断的每小时使用的能量的量。此 外，对设备114通常使用的小时的估计也可以应用于该计算。还可以利用统计模型来估计 每个设备114的使用。然后处理继续到块708。所预期的是第二实际仪表能够被置于设施中，其中第二实际仪表由客户或用户拥 有，其以类似于公用事业公司拥有的公用事业仪表的方式工作，并且该内部仪表通过无线 方式或通过铜线本身连接到能量管理软件。该实际的仪表可以用来对公用事业仪表进行校 验，还能在设置适配器以及对OPEN网络上的所有设备114进行总费用测量的过程中提供帮 助。这将产生可用的实际使用的 实时概要，该实时概要可以与估计的设备114使用协同使 用来产生完整的账单并调解实际的总的使用与全部估计的或设备114的实际使用的总和 之间的差。为了在该模型中对所有能量进行说明的准确情形的目的将这两者的差异隔离。在块708中，基于每个设备114的使用将收费分配给每个设备114。如前所述，该 收费可以仅基于由设备114使用的能量的量。此外，不同的收费可以应用于不同类型的设 备114(例如，用以鼓励能量高效设备114)并且/或者可以根据设备114使用的时间来应 用不同收费。计费数据然后被存储在存储设备108中。在块710中，确定用户是否请求将 计费数据下载到用户数据库。如果用户请求计费数据的副本，则块712被执行，并且针对该 用户的计费数据的副本(或者由用户请求的子集)被传输给用户。用户然后可以使用报告 工具来分析该计费和/或使用数据。例如，用户可以基于办公室、某些类型的设备114、某些 天等来分析设备使用。这样，用户可以基于部件来执行能量使用的详细分析。此外，用户可 以利用他们完成的预录的报告来产生标准计费报告。在块714中，接收来自用户的报告请求。该报告请求可以是预录的报告名称的形 式和/或针对特定数据记录请求的数据库查询形式。在块716中，产生计费报告，并且在块 718中，计费报告被传达给用户。该计费报告可以通过任何方法被传达，包括但不限于电 子邮件、电子表格、数据库和正规邮件。此外，计费数据和/或计费报告可以以实时方式传 达给用户。例如，可以每秒、每分钟或每小时或以其它时间增量来对计费数据进行更新。该 计费数据将被存储到数据存储设备108中。此外，可以每秒、每分钟等将经更新的计费数据 传输给用户(如果需要的话)。这样，用户能够以实时的方式管理能量使用。图8描绘了可以通过本发明的示例性实施例来实现的计费细节报告。图8中描绘 的计费细节报告可以作为固定报告传递给用户，或者可以作为在线屏幕传递给用户。作为 固定报告，图8中描绘的示例性计费细节报告提供下至设备级的费用和使用信息。此外，其 提供了办公室级、楼层级、建筑物级和设施级的概要信息。在一个可替选的示例性实施例中，图8中描绘的计费细节报告作为在线屏幕传递 给用户，其允许用户查看不同级别的细节。如图8所示，用户请求了针对特定办公室中的设 备114的详细计费信息。然后用户可以关闭关于“办公室2”中的设备114的详细信息，并 请求关于“办公室3”中的设备114的详细信息。如前所述，可以产生任何粒度的报告，并且该报告可以提供关于在个分组(例如， 分区、房间设备等)中的设备使用的细节信息和概要信息。数据库报告工具和/或计算机编程工具可以用于根据计费数据创建报告。可以将其它字段加到计费数据中以便以其它方 式(例如，按设备类型、按建筑物类型等)对设备114分组，这取决于用户需求。一个示例性实施例支持费用核算，并包括对核算系统的自动接口。如前所述，当前 主要通过设施来对能量进行说明。在一些情况下，可以对下一级的能量使用进行估计以提 供核算数据。这是由于通常通过设施进行的仪表级的计费上的限制。当前，几乎所有大型 企业都利用预定义的总账费用中心细目表对其它开销类别进行说明，如电信、法律和运输， 其中细目表代表企业在实体上和逻辑上通过地理、分区、部门、费用中心或在一些情况下甚 至通过雇员构成的方式。这些细目表在费用中心体系中反映出来，通常，使用来自如Oracle 和SAP公司的计算机软件系统，通过总账系统在企业核算系统中建立该费用中心体系。本 发明的示例性实施例允许细目表报告能够由位置代表实际使用和测量的细节等级。此外，示例性实施例还提供包括设备适配器的较低等级的细节，同时支持按楼层、 房间、雇员或可以在企业中分析并用于其它类型的开销报告和管理的任何其它属性实现的 更高等级的合并。示例性实施例允许在这些细节等级进行查询和报告，并提供将该数据接 口及合并(例如以实时方式或按批方式)到现有企业核算系统(主要是总账系统和应付账 款系统)中的能力。通过使能该整合，示例性实施例在比以前更细粒度的细节等级提供针 对能量开销的完全详细的退款能力。利用示例性实施例，现在企业能够查看、比较和分析该 开销类别，并且更加明确地将这些开销分配给实际使用能量的公司中的这些层级等级。这 代表更加准确和可说明的能力，由于该新的可说明性和可见性导致更可靠的能量使用，因 此，由于更好的管理可以减少能量消耗。示例性实施例的这种费用中心分配方法的自动整合能够实现能量开销的实时核 算的更好的可见性，以及以利用灵活的方法来报告，其中该灵活的方法可以代表当今几乎 任何企业可能在使用的唯一的退款模型。示例性实施例提供用于设置该分级结构的灵活模 型，使得开销报告灵活，并能够被大多数企业退款方法所使用。适配器的示例性实施例适配器是基于电路的硬件部件，具有以下能力，从各种类型的能量设备和/或控 制设备读取以及向各种类型的能量设备和/或控制设备写入固定信息和可变信息；以及为 了根据基于专用软件的命令来控制设备的目的，通过OPEN网络与专用能量管理软件进行 交互，作为使用传统/现有的基于手动的方法的替选和补充，包括但不限于基于墙壁的控 制设备或自带的温度调节装置。存在至少两种可能的基本类型的OPEN网络配置，并且显然在给定的设施中这两 种配置的任何组合是可能的，这取决于所需要的管理和测量等级。第一类型将设备适配器 置于控制设备级(这里称为控制设备适配器或CDA)，其能够实现下至控制设备级的测量和 控制。控制设备利用至预先接线的能量设备组的现有铜线连接。因此，例如，CDA能够测量 和管理先前存在的、通过铜线硬接线到基础设施中的该控制设备的能量设备组。第二种适配器类型粒度更细，将适配器置于能量设备级(这里称为能量设备适配 器或EDA)，并且可以通过将能量设备本身直接连接到OPEN网络来允许下至每个单独的能 量设备的测量和/或甚至管理。这样，更细粒度的测量和可能的控制被使能，同时将控制降 低一级至最低细节等级。可能的是，EDA能够提供使用测量和/或控制，这取决于需求或应 用。
将CDA置于控制设备处，该控制设备附连OPEN网络连接到能够管理能量设备组而 不是每个特定能量设备的细节等级。虽然这种配置比EDA配置的实现花费更少，其相对于 当前仅在设施级的设施仪表配置而言在详细管理、测量和控制方面粒度更细得多。显然， CDA配置并不一直下至管理或测量每个能量设备。存在至少两种独立的功能作为本发明示例性实施例的目标。第一种是管理，而第 二种是测量。为了管理的目的，如果设备适配器被置于CDA配置中的控制设备级，则管理功 能被限制在现有的能量设备组，该能量设备组在通过铜线物理地接线至特定控制设备。因 此，该控制仅管理通过铜线硬接线至该特定控制设备的能量设备组。第二种功能，即使用测 量，能够在用于硬接线到该特定控制设备的能量设备组的该控制设备处获得。在这种情况 下，所有测量被限制在能量设备组，与每个单独的能量设备相对。另一种可能的配置是实现 专用EDA，其仅具有以下能力在能量设备级测量(与管理相对)使用，并且通过OPEN网络 仅将数据发送到CDA或者直接发送到集中式服务器，而不在EDA级进行管理功能。这种配 置至少在EDA级提供更细粒度的测量能力，而将控制留在CDA级。 在EDA级的管理提供一些复杂性，其基于当电流被切断时在EDA处没有能量可用， 由此使得从专用应用软件触发的自动“接通”功能在EDA级更加复杂。CEA级比较容易，因 为来自公用事业的恒定电流存在且停止于CDA级，这使得电流一直可用于操作在该等级的 设备适配器。存在几种克服该EDA “电流可用性”挑战的方式，将在下面对其进行讨论。总 的来说，功能和连接的任何组合可以通过本发明的示例性实施例实现，这取决于能量管理 和测量的期望的应用。重要的是要注意，如果需要在能量设备级进行测量并最终管理的话， 改变现有基础设施或增建新的基础设施所需的基础设施适配器部件的数量将更加复杂和
曰虫 p卩贝。以下描述还定义了可以通过本发明示例性实施例实现的三种不同类型的适配器。附加控制设备适配器(ACDA)。ACDA可以用来通过对在现有设施中选择的(一些 或全部)控制设备进行附加来对现有设施或基础设施进行补充。ACDA采取现有基础设施， 并将所附加的控制设备连接到OPEN网络。ACDA使得通过现有铜线所有物理地连接的能量 设备能够被更有效地控制。ACDA的好处包括以下能力使用所有现有的基础设施部件，并 且简单地将现有基础设施转换成本发明的示例性实施例所预期的新的能量管理模式。ACDA 允许来自专用能量管理软件(例如能量管理主机软件104)的计算机命令通过OPEN网络实 时地传达给所有连接的控制设备，并超控(override)或代替手动开关、或甚至补充现有控 制方法，假设现有控制设备仍然允许手动开关和/或基于计算机的开关。也可以关掉手动 超控功能，以及使手动方法失效，并仅允许基于计算机的控制和管理，这取决于希望的实际 应用。结果是，现在可以针对使用来测量连接到控制设备(例如，开关设备114)的受影响 的能量设备，并通过作为传统的手动方法的补充或代替的基于计算机的方法来对其进行控 制。这允许能量使用和计费移动到控制设备级，比当今使用的基于当前设施或部门的仪表 等级更细的粒度等级。新型控制设备适配器(NCDA)。NCDA用于代替在现有的或新的设施或基础设施中 使用的传统方法。NCDA是一种新创造的集成控制设备，其可以具有或可以不具有手动开关 能力，这取决于希望的应用。该适配器被特别制造成代替现有控制设备类型并能够用于改 进现有设施，或用于更新的架构。NCDA以与ACDA非常相似的方式操作，通过附连到设施中的一些或全部控制设备，并经由新建立的所有通过铜线预先接线的物理附连的能量设备的 集成OPEN网络实现控制。可以利用这种适配器的好处来代替所有现有的基础设施的控制 设备部件并且仅将现有基础设施转换为本发明预期的新的能量管理模式，或者使用在新架 构中的新的集成NCDA来使得新建立的设施支持OPEN网络。NCDA允许来自专用能量管理软 件的计算机命令通过OPEN网络实时地传达给所有连接的NCDA。根据NCDA的类型，允许通 过基于计算机软件的命令或通过可选的手动超控来管理所有附连的能量设备的能力，这取 决于特定应用。本发明的示例性实施例设想两种类型的NCDA，根据需要的应用，一种类型允 许手动超控，而另一种类型不允许手动超控。在任何一种情况下，结果是现在能够针对使用 来测量连接到通过NCDA集成到OPEN网络中的控制设备的能量设备，以及通过基于计算机 的方法或通过传统的手动控制方法(如果该NCDA是允许人工干预的类型)来对其进行控 制。这允许能量使用和计费移动到控制设备级，比基于当前设施的仪表等级更细的粒度等 级。能量设备适配器(EDA)。该实施例根据需要的应用设想若干配置的可能性。EDA 可以被建立成通过无线网络或通过铜线直接连接到CDA，并且因此仅发送/接收其控制命 令以及发送测量数据去往/来自连接到OPEN网络的CDA。在这种情况下，所有测量和控制 将位于CDA级。可替选地，EDA可以被配置成进行控制或测量，或者进行这两者。根据期望 的配置，可以实现以下类型的EDA。EDA 新型能量设备测量适配器(NEDMA)。这是一种这样的适配器，其被直接集成 并制造在能量设备中，以至于不需要实现任何附加部件。NEDMA仅测量使用(即，不进行管 理/控制)并发送该数据到OPEN网络上的CDA或集中式服务器。这需要专门制造新的类 型的能量设备来代替现有能量设备。根据制造费用，可能的是，给定有限寿命的能量设备， 该适配器类型将更加昂贵，假设需要周期性替换这些设备。EDA 附加能量设备测量适配器(AEDMA)。这是一种这样的适配器，它是单独的部 件，并被制造成作为附加到现有能量设备，或更实际地，附连到连接到或包含能量设备的外 壳/插座。这种方法的好处包括其不需要新制造的能量设备，并且这些适配器可以简单地 放置在容纳能量设备的各种现有的固定装置中。与NEDMA相似，AEDMA仅测量使用，并以无 线方式或通过铜线将该数据发送到OPEN网络上的CDA或集中式服务器。这需要特别制造适 配器部件本身，并且需要适合于当今使用的多种能量设备固定装置的多种形状和尺寸。该 方法的好处是，该适配器所保持的长寿命超过了需要周期性更换的能量设备的有限寿命。EDA 新型能量设备控制适配器(NEDCA)。这是一种这样的适配器，它被直接集成 并制造在能量设备中，以至于不需要实现任何附加部件。NEDCA测量使用并管理控制，以及 发送该数据到OPEN网络上的CDA或集中式服务器。OPEN网络具有以下能力发送控制命 令去往/来自附连的能量设备，允许对设备本身的更细粒度的控制以便于更好的管理。这 需要特别制造新的类型的能量设备来代替现有能量设备。根据制造费用，可能的是，给定能 量设备的有限寿命，该适配器类型将更加昂贵，假设需要周期性替换这些设备。EDA 附加能量设备控制适配器(AEDCA)。这是一种这样的适配器，它是单独的部 件，并被制造成附加到现有能量设备，或更实际地，附连到连接到或包含能量设备的外壳/ 插座。这种方法的好处是其不需要新制造的能量设备，并且这些适配器可以简单地放置在 容纳能量设备的各种现有的固定装置中。与NEDCA相似，AEDCA测量使用并管理控制，以及无线地或通过铜线发送/接收使用数据和命令到/从OPEN网络上的CDA或集中式服务器。 这需要特别制造适配器部件本身，但是需要适合于当今使用的多种能量设备固定装置的多 种形状和尺寸。该方法的好处是，该适配器所保持的长寿命超过了需要周期性更换的能量 设备的有限寿命。在可替选的示例性实施例中，AEDCA仅提供控制能力，而不提供测量能力， 这取决于所需的应用。为了便于描述，以上全部被称为EDA，即使许多不同的配置组合是可能的。EDA使 得测量和/或控制能够从CDA向下移动一级到能量设备。虽然这显然提供了最低一级的管 理和测量，并且可以使效率最大化，但是其实现和维护也更加昂贵。相对于所产生的好处， EDA的费用将决定最优配置，并且将明确地依赖于应用或设施。单独的分析将确定用于连接 到OPEN网络的EDA和CDA的最优组合。此外，在特定设施中EDA和CDA的任意组合都是可 能的。总之，根据需要的应用，至少以下配置选择是可能的，或者这些选择的任何组合是 可能的。本发明的示例性实施例包括以上适配器类型，但是不局限于这些限定类型的适配 器，以便于支持设备级的可替选的控制概念。可以制造单独的CDA适配器和EDA适配器，或 可以制造支持CDA和EDA的单个适配器。预期适配器技术的成本可能使这些配有适配器的设备的费用增加，但是建立OPEN 基础设施所产生的效率将大于增加费用的补偿量，并建立非常引人注目的商业情形，其应 该充分激励现有建筑物实现OPEN网络，并且对于所有较新的建筑实现OPEN网络。以下是围绕可以通过适配器的示例性实施例以及通过使用上述任何适配器模型 实现OPEN网络基础设施来实现的一些附加功能的更多细节。适配器的第一个主要目的是在设备级测量或监测使用并且起到如仪表的作用。存 在两种主要的测量类型自动计量和估计测量。示例性实施例提供几种方法来对其进行实 现，包括但不限于以下方法。第一，如果假设所有设备具有能够被用于利用基本使用公式来 计算估计的能量使用的预期能量使用信息，每个设备可以利用其能量规格(即，瓦特、安培 等)在系统上的集成的能量管理主机软件中注册。能量管理主机软件完全支持OPEN网络 中的设备清单并跟踪每个设备上的所有类型的规格。当OPEN网络最初建立时，该注册可 以被手动输入软件，或者假设该设备被设置成写入/发送该数据到适配器的情况下，适配 器可以自动从设备将规格读出。在NEDMA和NEDCA适配器的情况下，在设备最初被安装或 插入时，该规格数据可以被自动写入内部适配器以便传输到该软件。在全部是附加适配器 (位于外部而不是内置的)的情况下，该数据可能需要被手动输入到OPEN网络的清单数据 库(例如，作为设备数据)。对于使用CDA而不安装用于测量的EDA的配置，设备的清单需 要手动输入到专用软件中，除非CDA支持在控制设备级针对所有预先接线的能量设备的自 动测量或计量，在这种情况下，CDA适配器将读取并测量连接到该CDA的所有能量设备的所 有使用，并将该实际的和/或估计的使用报告返回给中央服务器应用软件。显然，在任何时 间替换OPEN网络中的设备，该设备数据将需要被手动或自动更新。设想至少两种测量方法。一种方法使用公式，并能够用来提供报告，以及甚至可以 提供比现有和传统公用事业公司的计量等级更低的细节等级的公用事业账单以估计设备 使用。在这种情况下，公用事业公司可以使用这种方法用于计费的目的，假设公用事业公司 感到基于估计公式的方法是“加或减”足够的准确性和容限以适于在账单上公布收费。在公用事业公司不喜欢这种估计方法的情况下，除当前提供的公用事业公司计量的概要收费之外，OPEN网络可以通过软件仅向用户简单地提供这种信息用于参考，用于比较、审计、报 告和可见性目的。一种可替选的且更加复杂的在设备级测量使用的方法使得适配器实际具有以和 通过现有仪表本身使用的方法一致的方式测量设备能量使用的内在能力。示例性实施例将 这种能力覆盖到所有类型的适配器，包括但不限于这里所讨论的全部适配器。该计量方法 的经济上的投资回报(ROI)取决于适配器的费用以及在当今仪表测量设备能量使用的方 式中的技术改进对于放置在OPEN网络上的适配器级是否足够经济。一旦OPEN网络能够测 量实际使用，或者至少提供在如通过现有计量设施测量的实际使用的可接受的容限内的一 定等级的测量时，可以通过在每个计量设施或建筑物中实现OPEN网络由本发明来代替当 前的计费基础设施。示例性实施例还可以在设施级以与公用事业仪表目前的连接方式一致的方式使 用计量部件，并且该仪表将使用与公用事业仪表工作的方式一致的实际设施能量管理技 术。该附加仪表的一个不同之处在于其连接到OPEN网络，并且该附加仪表向管理OPEN网 络的软件报告实际的总使用。它无线地局域地与OPEN网络通信，或通过铜线网络局域地 与主机系统104上的能量管理主机软件通信。这样，在OPEN网络上的所有设备上自动收集 总的实际使用。所计算的总的概要使用可以用来与报告的所有通过能量管理主机软件在实 现过程中正在报告的并作为审计工具(当然其细节被适当监控)的OPEN网络管理的设备 的累计和进行调解/对比。该仪表度数还可以与公用事业仪表设备进行对比以用于计费调 解。在实际公用事业仪表能够被连接到OPEN网络的情况下，由于该可选的设施级调解能力 而可以去掉该附加仪表。最后，假设OPEN网络仪表被自动且实时地馈入上述能量管理主机软件系统，可以 取代公用事业仪表。这具有取代当今存在的整个仪表基础设施的潜力。这样，软件系统可 以给出准确的账单，并且OPEN网络的实现也包括核查实际的总能量使用的方式。适配器还提供对每个设备的控制和管理。这通过使得适配器能够与专用软件(例 如，能量管理主机软件)通信并允许软件和适配器之间的电子通信来实现。适配器需要具 有以下能力对能量设备进行开启和关闭，可能地控制能量程度以用于变暗或变亮，以及还 允许环境控制信息流到环境能量设备，诸如加热和空气调节。示例性实施例并不限于这些 使用，其能够为了任何种类的目的而被用于控制任何类型的能量设备。可选地，适配器还可以允许现有的传统开关机制或控制机制以和它们当今工作的 方式相同的方式工作，使得手动超控能够以与其当今实现的方式相同的方式共存于OPEN 网络中。OPEN网络因此能够在现有开关或控制能力之上和之下的层上作用。可以仅利用较 新的OPEN网络来创建新的设施，并且可以替换较老的开关方法，并因此降低现有基础设施 的成本，以补偿OPEN基础设施的一些或全部费用。还可以替换设施内的所有开关或控制设 备并建立仅位于控制设备级的OPEN网络，或位于能量设备级的整个OPEN网络，或这两者的 任意组合。适配器距离能量设备越近，则管理能力的粒度越细并且好处越大，但是正由于所 需适配器的绝对数量，所以实现OPEN网络的费用也越高。总之，可以在控制设备级、能量设 备级或两者的结合来实现OPEN控制。根据每个设施的需要和预期的好处，需要在设施级对 自动OPEN网络的能力进行评估以确定最优配置。
存在将适配器连接到计算机服务器的两种可替选的方法。适配器将使用两种主要 通信方法中的一种或其结合来与中央服务器进行通信，两种主要通信方法是现有铜线，或 新建立的或现有无线网络。这将使得能够进行每个适配器和包含能量管理主机软件的中央 服务器之间的电子实时连接。所描述的第一种方法是使用现有铜线，该现有铜线已经将所 有设备连接到现有公用设施仪表以及连接到公用设施能源本身。该现有铜线网络已经存在 于几乎任何新的或现有的设施的墙壁中，并可以被补充以建立OPEN网络。在一个示例性实 施例中，使用铜线上的标准可用的协议。所描述的第二种方法是，对于每个适配器使得能够 连接到已建立的无线网络，以便也连接到计算机服务器。该无线网络可以设置为预置的，并 且可以是针对每个设施的OPEN网络的主干，其能够将OPEN网络从铜线本身分离。每种方 法具有一些优点和潜在的缺点。无线网络以与铜线网络相似的方式运行，通过仅创建或形成OPEN网络、将所有适 配器连接到计算机服务器、以及实现能量管理软件和适配器网络之间的双向通信。类似地， 所有OPEN网络可以被连接以形成超级OPEN网络， 该超级OPEN网络开始在公共管理平台上 管理多个公用事业用户的能量。将软件驱动的自动控制功能添加到EDA存在几种含义。假设当EDA关闭时有效电 流不可用于为EDA供电，存在几种可能的方案使得能够进行在EDA的控制。本发明的示例 性实施例并不局限于以下讨论的可替选方案，而是考虑当EDA来自于关闭位置时为该EDA 提供电力以便开启该EDA的任何方法。此外，假设仅在EDA实际开启并使用能量时需要测 量功能，则在EDA处的使用测量功能中不存在相同的问题。而且，可以只在EDA开启时仅使 得能够关闭该EDA的控制功能，而且在电力不可用于EDA时使开启功能失效。这里有一些 可替选的方案，能够使其对于EDA的自动开启功能可用。EDA具有控制其附连的能量设备的能力。EDA的操作非常简单。它需要电力来操 作。示例性实施例设想EDA靠电池运行，但是这比使用直接可用的电流效率更低。电流在 CDA级总是可用，但是仅在连接的控制CDA开启的情况下才能在EDA处可用。因此，只要该 EDA连接的控制CDA被设置为开启，EDA就能够运转或工作。运转或工作是指该能量设备现 在被连接到OPEN网络。由于OPEN网络使得能够从具有专用应用软件(例如，能量管理主 机软件)的计算机服务器进行控制，只要其是开启的，对能量设备的控制可以从控制设备 或CDA传递到EDA。只要控制设备继续开启，就可以使用通过OPEN网络提供的所有功能以 自动方式对EDA及其相关的能量设备进行控制。当控制设备关闭时，由于将失去电力，EDA 可以停止与OPEN网络连接。可以存在对于该问题的几种可能的解决方案，包括但不限于以 下。通过现有手动控制设备(开关、温度调节装置等)设置适配器中的配置设置的能力的 任何结合可以用来控制适配器中的可变功能并且用于管理适配器的软件也是可能的，包括 根本不使用该功能。当控制设备关闭时，EDA可以被设计成保持其运行倾向(liveorientation)大约8 到10秒。这是重要的能力，原因如下。一旦EDA连接到OPEN网络，并位于CDA/控制设备 和能量设备之间时，可以经由OPEN网络上的软件来对其进行控制。在开启并被提供电力的 情况下，可以通过使用控制设备上的手动开关来超控(Override)EDA,其中手动开关像计算 机的鼠标单击那样操作以发送命令给EDA。当在控制设备开启时OPEN网络上的计算机软件 控制EDA时，控制设备上的手动开关能够被建立以发送控制命令给EDA，因此可以训练用户通过使用现有的控制设备手动开关系统来超控OPEN系统的能量使用的控制。在保持EDA 识别的8到10秒钟内，每个现有的控制设备开关可以被轻击关闭然后开启多至5次。每个 开和关的顺序可以通过EDA中的专用电路来软编码以管理来自于控制设备的唯一的预编 程功能。举例来说，以下命令可以被设置在EDA中以对来自于控制设备本身的物理用户超 控进行反应。本发明包括所有可能的命令并且不限于以下示例。
关闭并保持关闭8到10秒-将连接到控制设备组的每个EDA从OPEN网络移除， 直到通过其它命令对这些EDA进行重置以返回到OPEN网络上为止。快速相继地将控制设备开关开启和关闭两次-将EDA重置到OPEN网络上。轻击控制设备开关三次可以从OPEN网络预编程为定制的命令，或者可以被设置 成保持EDA离开OPEN网络预定时间段，如具有预定小时数的一整天。轻击控制设备开关四次通过软件建立的另一个控制限制。本发明的一个示例性实施例考虑适当地使用现有控制设备作为附加控制机构来 与OPEN网络通信，再次使用现有基础设施使OPEN网络成为更加智能的能量管理环境。集中管理需求和供应的负载平衡的概念具有值得挖掘的巨大的经济和节约效益。 本发明的示例性实施例使得能够进行自动的需求响应和先进计量(DRAM)是现有术语并被 提供给许多公用事业用户以第一次有效地达到更低的费用。这是基于当前总的供求水平对 能量进行实时定价的方法，使得价格能够基于峰谷需求时段而变化。如果在设施中实现了 OPEN网络，则公用事业能基于峰值时段警报而提出需求减少的要求，并且能量管理主机软 件会将OPEN网络移动到可以降低温度(即2度或预先确定的界限)的超控位置，并通过仅 激活注册为在峰值时间需求减少的房间来将所有照明设备削减为一半的使用。显然，某些 设施的功能/空间/房间/雇员专用房间由于其关键的商业功能而可以被设置为在DRAM 时段不被超控。新建立的软件驱动的OPEN的添加的智能性提供比当前适当使用的任何其 它方法更大的灵活性。这将节省能量，并且还提供更低的价格以便设施甚至比基于自动化 的使用的减少和高效降低更多成本。这也能在更宏观的水平上极大地节省能量，同时不连 累所确定的关键能量需求，因为预设的软件驱动限制和容限将通过能量管理软件来配置， 以便自动地实现良好管理的实时DRAM环境，该环境能够被远程地或本地地控制。计算机服务器(例如，主机系统104)将被插入铜线或无线OPEN网络，并且每个适 配器将具有唯一的网络ID，该唯一的网络ID将能够被用于管理的计算机服务器来明确识 另IJ，并监控实现本发明的所有能力所需的条件。从技术上说，每个设施本身携带唯一的适配 器ID序列，该适配器ID序列理论上将使得大型供电公用设施能够在下至设备级控制和监 测每个OPEN网络，由此提供可以将多个设施联系在一起的“超级OPEN网络”。当前，许多 企业不能加入“实时电价(Spot Pricing)” (DRAM)市场，该“实时电价”(DRAM)市场现在 由公用事业以较低费率提供给公司，这些公司具有根据更大型公用事业能够管理的更宏观 的能量需求和供应条件来响应管理能量使用的能力。本发明将使得公司能够立即进入这些 程序，并且还允许公用事业具有以下能力使用公共软件平台来提供控制管理作为附加服 务，从而一些服务等级协议(SLA)可以被建立、管理和监测，在节约、经济和便利之间找到 平衡。图9描绘了可以由示例性实施例实现的按需能量系统的框图。图9描绘了 CDA 912，其与控制设备914(例如直接、经由铜线网络、经由有线/无线网络)进行通信。控制设备914经由铜线网络916与若干能量设备918通信。由适配器912经由服务器网络902 接收来自位于主机系统904上的能量管理主机软件的控制命令和能量使用数据请求命令。 图9还描绘了经由铜线网络908与能量设备910通信的EDA 906。再一次，由适配器906接 收来自于能量管理主机软件的控制命令和能量管理数据请求命令。虽然在图9中描绘成两 个分离的网络，但是铜线网络908和916可以是单个网络。图10描绘了示例性实施例中可以由与控制设备914通信的适配器912 (例如由位 于适配器912中的能量管理适配器软件)实现的过程流程。该过程开始于块1002并进行 到块1004，在块1004从能量管理主机软件接收指定控制设备914的命令。经由服务器网络 902来接收该命令。如前所述，该命令可以是控制命令(例如，开启设备、设置设备上的设置 等)或者可以是能量使用数 据请求(例如，设备开启/关闭、设备的温度设置、在特定时间 段内设备使用的实际能量等)。适配器912将该命令传输给指定的控制设备914。如果该 命令是控制命令，则控制设备914执行该命令，并且可以返回或可以不返回完成指示给适 配器912，并且该处理在块1004继续。如果在块1008确定该命令是能量使用数据请求，则 块1010被执行，并且能量使用数据从控制设备914返回到适配器912。在示例性实施例中， 能量使用数据包括由控制设备914经由铜线网络916收集的针对附连于控制设备914的每 个能量设备918的信息。在一个可替选示例性实施例中，基于控制设备914的状态和关于 设备918的能量使用的已知信息来估计每个能量设备918的能量使用数据。在块1012，能 量使用数据被传输到主机系统904上的能量管理主机软件。然后，当在适配器912处接收 到来自于能量管理主机软件的另一个命令时，处理在块1004处继续。图11描绘了示例性实施例中的可以通过经由铜线网络908与能量设备910通信 的适配器906 (例如通过位于适配器906中的能量管理适配器软件)来实现的过程流程。 该过程开始于块1102并进行到块1104，在块1104，从能量管理主机软件接收指定能量设 备910的命令。经由服务器网络902接收该命令。如前所述，该命令可以是控制命令(例 如，开启设备、设置设备上的设置等)或者可以是能量使用数据请求(例如，设备开启/关 闭、设备的温度设置、在特定时间段内设备使用的实际能量等)。适配器906将该命令传输 给能量设备910。如果该命令是控制命令，则能量设备910执行该命令，并且可以返回或可 以不返回完成指示给适配器906，并且该处理在块1004继续。如果在块1108确定该命令 是能量使用数据请求，则块1110被执行，并且能量使用数据从能量设备910返回到适配器 906。在示例性实施例中，能量使用数据包括从能量设备910收集的信息。在可替选示例性 实施例中，基于能量设备910的状态和关于设备910的能量使用的已知信息来针对能量设 备910估计能量使用数据。在块1112，能量使用数据被传输到主机系统904上的能量管理 主机软件。然后，当在适配器912处接收到来自于能量管理主机软件的另一个命令时，处理 在块1004处继续。图12描绘了可以通过示例性实施例来实现的适配器1202。图12中描绘的适 配器1202包括电力线调制解调器(PLM) 1204、微控制器单元(MCU) 1206、通用输入/输出 (GPIO) 1212、测量设备1210和开启/关闭控制信号设备1208。图12中描绘的适配器1202 经由铜线连接到单独的能量设备1218并经由电力线1214连接到设施控制器1216。设施控 制器1216连接到位于MCU 1206中的能量管理主机软件104和能量管理适配器软件202。 在示例性实施例中，处理由设施控制器1216以及主机系统和适配器之一或两者来分担。
在示例性实施例中，由适配器1202执行的功能包括与设施控制器1216接口 ；每 秒钟(或选择的一些其它间隔)使用测量设备1210对电压和电流进行采样；处理来自设 施控制器1216的消息以控制设备1206 ；处理来自设施控制器1216的消息以接收对于提供 关于设备1206的使用信息的请求；发送使用信息给设施控制器1216并将使用数据存储在 MCU 1206的本地存储器中。在一个示例性实施例中，由位于适配器1202上的MCU1206中的 能量管理适配器软件202帮助实现这些功能。在一个示例性实施例中，设施控制器1216被安装于使用能量管理软件的设施处。 在示例性实施例中，设施控制器1216是执行部分或全部能量管理主机软件的计算机处理 器。设施控制器1216经由PLM 1204连接到适配器1202。 设施控制器1216管理设施的适 配器1202，包括对它们进行开启/关闭、将它们变暗、测量它们的功率消耗以及查询它们 的状态。在示例性实施例中，PLM 1204由本领域已知的任何PLM来实现，诸如INSTE0N至 串行桥模块，其插入电源出口并且还具有连接到个人计算机的串行端口。图12中描绘的适配器1202的一端连接到电力线1214，另一端连接到单独的能量 设备1218。适配器1202收集周期使用统计量并存储使用数据。在一个示例性实施例中，向 适配器1202查询使用信息(例如，经由INSTE0N协议或一些其它协议)。对使用数据的请 求可以针对最后一小时，或最后几个小时或其它一些时间范围。来自开启/关闭信号设备 1208的信号导致附连的设备1206开启、关闭、变暗等。在一个示例性实施例中，开启/关闭信号设备1208将设备1218开启或关闭。在 图12所示的实施例中，MCU 1206经由GPIO 1212控制设备1218的开启/关闭切换。图13描绘了可以存在于用来测量设备1218的电力使用的适配器1202中的示例 性连接。如图13所示，电力测量设备1210通过对电压和电流进行采样来计算设备1218的 电力使用。输出是脉冲信号，该脉冲的频率指示该使用。图14描绘了可以由示例性实施例实现的用于提供接需能量管理的网络的框图。 图14描绘了多个企业1406，每个具有多个设施。每个设施经由网络1402与位于主机系统 1404上的能量管理主机软件进行通信。此外，图14描绘了多个用户系统1408，用于访问能 量管理主机软件。如图14所示，安装有适配器的每个设施包括设施控制器，用于管理设施 电力(例如，开启/关闭、变暗、计量、统计和状态)。设施控制器充当集线器，用来和位于主 机系统1404上的能量管理主机软件以及所控制的设施进行通信。其从位于主机系统1404 上的能量管理主机软件接收命令并将这些命令转发给能量管理适配器软件。此外，设施控 制器发送事件数据和统计数据给位于主机系统1404上的软件。这样，设施控制器作为能量 管理主机软件和能量管理适配器软件之间的桥。在一个示例性实施例中，能量管理主机软 件被用于管理租户，并执行建筑物配置、监测、控制和分析。在示例性实施例中，控制器利用 HTTP协议、使用利用推送技术转发的数据来与能量管理主机软件进行通信。在示例性实施例中，设施控制器负责对它们对应的设施执行不同的调度任务和电 力管理任务。此外，设施控制器发送统计量给能量管理主机软件。在示例性实施例中，设施 控制器还在电力线上执行命令(例如，用户登录并希望在设施处直接控制设备，在这种情 况下，命令被发送到设施控制器，该设施控制器进而将它们转换成电力线命令并执行这些 命令)。设施控制器还发现安装在网络中的新的设备并将所发现的设备的配置提供给能量管理主机软件。
在适配器的示例性实施例中，与和服务器网络/设施控制器通信的相关的软件和 /或硬件被称为服务器网络接口。与和控制设备通信相关的软件和/或硬件被称为控制设 备接口，并且与和能量设备通信相关的软件和/或硬件被称为能量设备接口。在示例性实 施例中，位于适配器处的用于执行这些功能的软件被包括在能量管理适配器软件中。如这里所描述的，命令可以包括控制指令。控制指令可以包括这些指令，例如但不 限于开启设备、关闭设备、调整设备上的设置(例如温度设置)，以及设置设备的状态(例 如在交通灯的情况下，将灯变为红色、黄色或绿色)。如这里所使用的，术语“设施”还可以用来指特定地理区域。例如，设施可以对应 于地理位置，例如但不限于道路的延伸部分，示例性实施例用于管理公路上的灯。可以基 于使用用来确定实际交通模式的电子眼的实际交通模式来管理停车灯。此外，整个城镇能 够利用这里描述的适配器和软件来管理它的室外能量电网。如上所述，本发明的实施例可以实现为以下形式硬件、软件、固件或用于实践该 实施例的过程和/或装置。本发明的实施例还可以实现为计算机程序代码的形式，其中计 算机程序代码包含记录在有形介质如软盘、CD-ROM、硬盘、或任何其它的计算机可读存储介 质中的指令，其中，当计算机程序代码被加载到计算机中并由计算机来执行时，该计算机变 为用于实践本发明的装置。例如，本发明还可以体现为计算机程序代码的形式，无论该计算 机程序代码被存储在存储介质中、加载到计算机中以及/或者由计算机来执行、或者通过 一些传输介质来传输(诸如通过电线或电缆、通过光纤、或经由电磁辐射)，其中，当计算机 程序代码被加载到计算机中并被计算机执行时，该计算机变为用于实践本发明的装置。当 在通用微处理器上实现时，计算机程序代码段配置微处理器以创建特定逻辑电路。虽然已经参考示例性实施例对本发明进行了描述，但是本领域技术人员可以理解 的是，可以进行各种改变并且元件可以用其等价物来替代，而不脱离本发明的范围。此外， 可以进行多种修改以使得具体情形或材料适于本发明的教导，而不脱离其本质范围。因此， 旨在不将本发明限制于所公开为设想用于实现本发明的最佳模式的特定实施例，但是本发 明将包括所有落入所附权利要求范围内的实施例。此外，术语“第一”、“第二”等的使用不 表示任何顺序或重要性，而是术语“第一”、“第二”等用于将一个元件与另一个元件进行区 分。
权利要求
一种用于提供基于计算机的能量管理的适配器，所述适配器包括服务器网络接口，其经由服务器网络与能量管理主机软件通信，所述服务器网络接口从所述能量管理主机软件接收命令，所述命令指定控制设备并包括控制指令和能量使用数据请求；以及控制设备接口，其与所指定的控制设备通信，所述控制设备接口将所述命令传输给所述控制设备，并响应于包括能量使用数据请求的命令从所述控制设备接收能量使用数据，所述能量使用数据包括经由铜线网络与所述控制设备通信的一个或更多个能量设备的能量使用，所述服务器网络接口响应于从所述控制设备接收所述能量使用数据将所述能量使用数据传输给所述能量管理软件，所述适配器从而提供所述服务器网络和所述铜线网络之间的桥，以响应于来自远程计算机系统的命令在控制设备级提供能量使用的控制和测量。
2.根据权利要求1所述的适配器，其中，所述控制设备接口经由所述铜线网络与所述 控制设备通信。
3.根据权利要求1所述的适配器，其中，所述一个或更多个能量设备、所述控制设备和 所述适配器位于商业企业处。
4.根据权利要求1所述的适配器，其中，所述适配器被集成在所述控制设备中。
5.根据权利要求1所述的适配器，其中，所述能量使用数据包括一个或更多个能量设 备的开启/关闭状态，以及由所述一个或更多个能量设备使用的能量单位中的一个或更多 个。
6.根据权利要求5所述的适配器，其中，基于所述一个或更多个能量设备处于开启状 态的时间量，由所述适配器或所述能量管理主机软件来估计由所述一个或更多个能量设备 使用的能量单位。
7.根据权利要求1所述的适配器，其中，在某一时间间隔上测量所述能量使用数据。
8.根据权利要求1所述的适配器，其中，所述控制指令包括开启所述一个或更多个能 量设备和关闭所述一个或更多个能量设备中的一个或更多个。
9.根据权利要求1所述的适配器，其中，所述控制指令包括在所述一个或更多个能量 设备上调节设置或设置状态。
10.一种用于提供基于计算机的能量管理的适配器，所述适配器包括服务器网络接口，其经由服务器网络与能量管理主机软件通信，所述服务器网络接口 从所述能量管理主机软件接收命令，所述命令指定能量设备并包括控制指令和能量使用数 据请求；以及能量设备接口，其经由铜线网络与所指定的能量设备通信，所述能量设备接口将所述 命令传输给所述能量设备，并响应于包括能量使用数据请求的命令从所述能量设备接收能 量使用数据，所述服务器网络接口响应于从所述控制设备接收所述能量使用数据将所述能量使用 数据传输到所述能量管理软件，以及所述适配器从而提供所述服务器网络和所述铜线网络之间的桥，以响应于来自远程系 统的命令在能量设备级提供能量使用的控制和测量。
11.根据权利要求10所述的适配器，其中，所述服务器网络接口经由所述铜线网络与 所述能量管理软件通信。
12.根据权利要求10所述的适配器，其中，所述能量设备、所述控制设备和所述适配器 位于商业企业处。
13.根据权利要求10所述的适配器，其中，所述能量设备、所述控制设备和所述适配器 位于城镇设施、市政设施或室外能量基础设施处。
14.根据权利要求10所述的适配器，其中，所述适配器被集成在所述能量设备中。
15.根据权利要求10所述的适配器，其中，所述能量使用数据包括所述能量设备的开 启/关闭状态，以及由所述能量设备使用的能量单位中的一个或更多个。
16.根据权利要求15所述的适配器，其中，基于所述能量设备处于开启状态的时间量， 由所述适配器或所述能量管理主机软件来估计由所述能量设备使用的能量单位。
17.根据权利要求10所述的适配器，其中，在某一时间间隔上测量所述能量使用数据。
18.根据权利要求10所述的适配器，其中，所述控制指令包括开启所述能量设备以及 关闭所述能量设备中的一个或更多个。
19.根据权利要求10所述的适配器，其中，所述控制指令包括在所述能量设备上调节 设置或设置状态。
20.一种用于提供基于计算机的能量管理的方法，所述方法包括从位于主机系统上的能量管理主机软件接收指定控制设备的命令，经由服务器网络在 适配器处进行所述接收，并且所述命令包括控制指令和能量使用数据请求；经由所述适配器上的控制设备接口将所述命令传输给所述控制设备；响应于包括能量使用请求的命令从所述控制设备接收能量使用数据，所述能量使用数 据包括经由铜线网络与所述控制设备通信的一个或更多个能量设备的能量使用；响应于从所述控制设备接收所述能量使用数据将所述能量使用数据传输给所述能量 管理软件，从而在所述服务器网络和所述铜线网络之间提供桥，以响应于从所述能量管理 主机软件接收的命令在控制设备级提供能量使用的控制和测量。
21.一种用于提供基于计算机的能量管理的方法，所述方法包括从位于主机系统上的能量管理主机软件接收指定能量设备的命令，经由服务器网络在 适配器处进行所述接收，并且所述命令包括控制指令和能量使用数据请求；经由所述适配器上的能量设备接口将所述命令传输给所述能量设备，所述能量设备接 口经由铜线网络与所述能量设备通信；响应于包括能量使用请求的命令从所述能量设备接收能量使用数据，所述能量使用数 据包括所述能量设备的能量使用；响应于从所述控制设备接收所述能量使用数据将所述能量使用数据传输给所述能量 管理软件，从而在所述服务器网络和所述铜线网络之间提供桥，以响应于从所述能量管理 主机软件接收的命令在能量设备处提供能量使用的控制和测量。
22.一种用于提供基于计算机的能量管理的适配器，所述适配器包括服务器网络接口，其经由服务器网络与能量管理主机软件通信，所述服务器网络接口 从所述能量管理主机软件接收命令，所述命令指定控制设备或能量设备，并且包括能量使 用数据请求；以及设备接口，其与被指定的设备通信，所述设备接口将所述命令传输给所述被指定的设 备，并响应于所述命令从所述被指定的设备接收能量使用数据，如果所述设备是能量设备， 则所述能量使用数据包括所述设备的能量使用，所述能量设备经由铜线网络与所述设备接 口通信，并且如果所述被指定的设备是控制设备，则所述能量使用数据包括经由铜线网络 与所述被指定的设备通信的一个或更多个能量设备的能量使用，所述服务器网络接口响应于从所述被指定的设备接收所述能量使用数据将所述能量 使用数据传输给所述能量管理软件，所述适配器从而提供所述服务器网络和所述铜线网络之间的桥，以响应于来自远程计 算机系统的命令在设备级提供能量使用的控制和测量。
23.一种用于提供基于计算机的能量管理的方法，所述方法包括接收针对一个或更多个设备的组的计费数据请求，所述请求包括日期范围；针对一个或更多个设备请求所述日期范围内的能量使用数据，所述能量使用数据源自 与所述一个或更多个设备通信的一个或更多个适配器，并且所述请求经由服务器网络到达 所述适配器；经由所述服务器网络从所述一个或更多个适配器接收所述能量使用数据；确定所述能量使用数据是否包括所述组内的每个设备的实际使用；响应于确定所述能量使用数据不包括所述设备的实际使用估计所述组中的设备的实 际使用数据；将费用分配给所述组中的每个所述设备，所述费用响应于每个设备的实际能量使用数 据；以及将所述计费数据传输给请求方，所述计费数据包括设备标识、所述实际使用数据、为所 述组中的每个所述设备分配的费用、所述组的实际使用总计、为所述组分配的费用总计、以 及所述日期范围，从而提供达到设备级的计费可见性。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，一个或更多个所述设备是经由铜线网络与适 配器通信以提供所述能量使用数据的能量设备。
25.根据权利要求23所述的方法，其中，所述计费数据被格式化为被传输给所述请求 方的计费报告，所述计费报告包括所述组中的指定子集的概要。
26.根据权利要求23所述的方法，其中，使用所述能量使用数据来代替来自仪表的使 用数据。
27.根据权利要求23所述的方法，其中，所述组包括具有指定设备类型的设备。
28.根据权利要求23所述的方法，其中，所述组包括位于指定办公室的设备。
29.根据权利要求23所述的方法，其中，所述组包括与特定雇员相关联的设备。
30.根据权利要求23所述的方法，其中，所述组请求还包括一天内的时间和一周内的 天中的一个或更多个，并且针对所述日期范围以及所述一天内的时间和所述一周内的天中 的一个或更多个来请求所述能量使用数据。
31.根据权利要求23所述的方法，其中，分配给每个所述设备的费用响应于所述设备 的类型、所述能量使用的一周内的天以及所述设备的地理位置中的一个或更多个而变化。
32.根据权利要求23所述的方法，其中，由所述请求方使用所述计费数据来执行费用 核算。
33.根据权利要求23所述的方法，其中，所述请求方是包括到所述计费数据的自动接 口的核算系统。
全文摘要
基于计算机的能量管理，包括适配器，其具有服务器网络接口和控制设备接口。该服务器网络接口从能量管理主机软件接收命令，该命令指定控制设备并包括控制指令和能量使用数据请求。该控制设备接口将命令传输给控制设备，并从控制设备接收能量使用数据。该服务器网络接口响应于从控制设备接收能量使用数据将能量使用数据传输给能量管理软件。这样，该适配器提供服务器网络和铜线网络之间的桥，以便响应于来自远程计算机系统的命令在控制设备级提供能量使用的控制和测量。
文档编号G06Q50/00GK101836229SQ200880112988
公开日2010年9月15日 申请日期2008年9月24日 优先权日2007年9月24日
发明者艾伯特·苏布洛伊 申请人:巴德弗利投资有限责任公司