电动窗帘处理装置制造方法
【专利摘要】电动窗帘处理装置(110)提供了用于控制进入窗户(104)内空间的日光量的低成本解决方案，包括覆盖材料(112)；传动轴；至少一个绕着传动轴可旋转地接收且连接到覆盖材料(112)的拉绳；以及连接到传动轴的电机(150)，用于升起并降下覆盖材料(112)。还包括弹簧辅助单元(135)，它通过提供与在全开和全关位置之间的中途位置处升降覆盖材料(112)的绳索上的重量所提供的转矩相等的转矩来辅助电机(150)，使电机的使用最小化，并且如果采用电池(138)给所述电动窗帘处理装置(110)供电时利于保持电池的寿命。该装置(110)可包括用于测量窗户(104)外部的日光量的感光器(164)以及用于测量窗户(104)内、外的温度的温度传感器(160,162)。覆盖材料(112)的位置可响应于感光器(164)和温度传感器(160,162)而被自动控制，从而节约能量，或者还可响应于红外线或射频遥控器(118)来进行控制。
【专利说明】电动窗帘处理装置
[0001] 发明背景
[0002] 本案是分案申请，该分案的母案是申请日为2012年3月8日、申请号为 201280012632. 9、发明名称为"电动窗帘处理装置"的发明专利申请案。
[0003] 相关专利申请的交叉引用
[0004] 本申请是一件非临时申请，涉及以下所有标题都为"电动窗帘处理装置"的共同转 让的美国专利申请，包括2011年3月11日提交的美国临时申请No. 61/451，960、2011年9 月2日提交的美国临时专利申请No. 61/530, 799和2011年10月14日提交的美国临时专 利申请No. 61/547, 319,这些专利申请的全部公开内容通过引用的方式并入本申请中以供 参考。
【技术领域】
[0005] 本发明涉及一种电动窗帘处理装置，并且更具体地讲，涉及一种低成本、静音、电 池供电的电动窗帘处理装置，其特点在于超低功耗，使得电池电力对用户更加舒适方便，并 且使电池的使用寿命又长又实用。此外，本发明涉及一种电池供电的电动窗帘处理装置，所 述电动窗帘处理装置响应于无线输入信号，并且可以安装而无需任何额外布线。
【背景技术】
[0006] 电动窗帘处理装置通常包括用于覆盖窗口的柔性织物或其他遮阳面料，以便阻挡 或限制进入空间的光线，并且保护隐私。电动窗帘处理装置可以包括滚轴帘和蜂窝帘、罗马 帘、百叶窗和布帘。电动窗帘处理装置包括电机驱动，用于在窗口前使织物运动，以控制由 织物覆盖的窗口量。例如，电动滚轴帘包括卷绕在细长的辊管上的柔性帘织物，辊管具有安 装在辊管内的电子触发单元。电子触发单元包括电机，例如直流（DC)电机，电机在由直流 电压供电时转动棍管。
[0007] 现有技术的电子触发单元通常直接由交流市电线路电压（例如，120伏交流电）或 由外部变压器提供的低压直流电压（例如，大约24伏的直流电）供电。不幸的是，这就需 要电线从电源连接到电子触发单元。由于需要额外的电路布线成本以及安装成本，所以从 额外的交流市电线路电压接线到电子触发单元非常昂贵。通常，安装新的交流市电线路电 压布线需要有证的电工来作业。另外，如果预留的线路在固定的天花板或墙壁（例如，包括 石膏或昂贵的硬木的墙壁）之后，电工就需要破坏天花板或墙壁来安装新的电线，这就需 要后续维护。在使用低电压（例如，来自低压直流变压器）给电子触发单元供电的一些情 况下，电线已经安装在电子触发单元与变压器之间的墙壁或天花板的外表面上，电线插入 电插座中。然而，这种安装需要永久地使用电插座的一个出口，并且由于外部电线而并不美 观。
[0008] 因此，一些现有技术的窗帘处理装置使用电池供电，使得可以在不需要任何额外 布线的情况下安装电动的窗帘处理装置。例如在1999年3月16日公开的题为"具有顶部 轨道式致动器的窗帘"的美国专利No. 5, 883, 480、在2009年11月23日公开的题为"具有 省电接收器的遥控电池供电的窗帘"的美国专利No. 5,990,646、在2008年6月24日公开 的题为"电动窗帘系统"的美国专利No. 7, 389, 806中，更加详细地公开了现有技术的电池 供电的电动窗帘处理装置的实例。
[0009] 然而，典型的已有的电池供电的电动窗帘处理装置都存在电池使用寿命短（例 如，一年或更少）、电池更换困难且昂贵的问题。因此，需要一种具有更长的电池使用寿命、 让电池供电实用且便于最终用户使用的低成本电池供电的电动窗帘处理装置。
【发明内容】
[0010] 本发明提供了一种用于控制覆盖材料的位置的低成本、静音、电池供电的电动窗 帘处理装置，所述覆盖材料被安装成悬挂在例如窗户的窗口的前方。所述电动窗帘处理装 置包括电机，用于旋转传动轴，从而升起和降下所述覆盖材料，所述电动窗帘处理装置由电 池供电，所述电池更换起来并不昂贵，并且具有比典型的现有的电池供电的电动窗帘处理 装置更长（并且更实用）的使用寿命（例如，大约3年）。所述电池位于所述电动窗帘处理 装置的窗帘盒内，并且因此电动窗帘处理装置的用户无法看到。所述窗帘盒可以被调节到 操作位置以提供入口到电池，进而允许容易地替换电池而无需拆卸窗帘盒。此外，所述电动 窗帘处理装置通过以下方式使电池电量更便于用户使用：当电池电压低至消耗剩余的电池 电量时，控制所述电机以减小的速度工作，并且告知用户电池需要更换；并且当所述电池电 压太低时，阻止所述覆盖材料运动，从而保存足够的电量来最后一次使所述覆盖材料移动 到全升起的位置。
[0011] 所述电动窗帘处理装置可以接收来自所述输入装置的输入信号执行操作，从而允 许对所述覆盖材料的位置进行局部控制和集中控制。例如，所述电动窗帘处理装置可以接 收来自IR遥控器的红外线（IR)信号或来自一个或多个RF发送器的射频（RF)信号执行操 作。所述负载控制系统的输入装置可以包括，例如，电池供电的遥控器、入住传感器、空置传 感器、日光传感器、温度传感器、湿度传感器、安全传感器、接近传感器、键盘、钥匙卡、手机、 智能电话、平板电脑、个人数字助理装置、个人计算机、定时钟、音频-视频控制器、安全装 置、中央控制发射机或这些RF收发器的任意组合之一。
[0012] 由于电动窗帘处理装置是电池供电的，并且是响应于输入设备发送的无线输入信 号进行控制操作的，所以所述电动窗帘处理装置可以在不需要任何额外布线的情况下进行 安装。此外，所述电动窗帘处理装置容易进行编程以响应于输入设备发送的无线信号来工 作，并且可以被配置成响应于例如感光器和一个或多个温度传感器来自动地调节所述覆盖 材料的位置，以便在所述电动窗帘处理装置所安装的建筑物中实现其他负载的能量节约。 此外，使用输入设备可以容易地对所述电动窗帘处理装置的上限和下限进行编程。所述电 池供电的电动窗帘处理装置还可以集成为更大的负载控制系统的一部分，例如，RF负载控 制系统，并且可用于发送数字信息，所述数字信息例如是与电池的电池电压相关的数据，或 温度传感器测量的温度。
[0013] 所述电动窗帘处理装置使用多种节能方法来延长电池的寿命。例如，所述电动窗 帘处理装置包括恒定力弹簧，所述恒定力弹簧可操作的连接到所述电动窗帘处理装置的传 动轴和电机，用于减小覆盖材料上升和下降所消耗的电量。如果电动窗帘处理装置包括用 于接收RF信号的RF接收器，则电动窗帘处理装置可用于使用RF子采样技术来使RF接收 器睡眠比典型的现有RF接收器更长的时间段，从而节省电池电量。如果所述电动窗帘处理 装置被包括在大型负载控制系统中，则所述电动窗帘处理装置可以响应于与负载控制系统 的其他控制设备所响应的频率不同的频率的RF信号，来限制RF接收器被唤醒，以控制输入 的RF信号的时间量，从而节省电池电量。最后，当电池电压偏低（例如，接近电池的寿命终 点）时，所述电动窗帘处理装置可操作以减小电机旋转的速度，从而保存额外的电池电量， 并且因此延长电池的寿命。
[0014] 根据本发明的实施例，一种电动窗帘处理装置，包括：（1)具有相对端部的窗帘 盒；（2)具有连接到所述窗帘盒的顶端的覆盖材料，所述覆盖材料从所述窗帘盒延伸到一 个第二端；（3)电机驱动单元，所述电机驱动单元包括电机，并且位于所述窗帘盒的中心； (4)两个传动轴，从所述电机驱动单元的两侧延伸并且可旋转地连接到所述电机驱动单元， 使得所述电机的旋转会导致所述传动轴的旋转；（5)两个拉绳，每个所述拉绳绕着对应的 一个所述传动轴被可旋转地收纳，并且垂直地延伸到所述覆盖材料的底端，使得所述覆盖 材料的底端响应于所述传动轴的旋转，而在全开位置与全关位置之间进行调节；以及（6) 用于对所述电机驱动单元进行供电的至少两个电池；其中所述两个电池的至少一个位于与 所述窗帘盒的各相对侧相邻的所述电机驱动单元的每一侧。
[0015] 根据本发明的另一个实施例，电动窗帘处理装置包括一个电机驱动单元，当用于 给所述电机驱动单元供电的电源的电池电压的幅值偏低时，所述电机驱动单元在电池低电 量模式中工作。所述电动窗帘处理装置可以包括覆盖材料、传动轴和至少一个拉绳，所述拉 绳绕着所述传动轴被旋转地接收，并且延伸到所述覆盖材料的底部，用于在全开位置与全 关位置之间升起和降下所述覆盖材料，并且到达所述全开位置与所述全关位置之间的任何 位置。所述电机驱动单元包括电机和控制器，所述电机被配置成连接到所述传动轴，使得 所述电机驱动单元可操作，通过旋转所述传动轴来升起和降下所述覆盖材料，所述控制器 用于控制所述电机来升起和降下所述覆盖材料。所述控制器可操作，监测所述电池供电的 电源的电池电压的幅值，并且当所述电池电压的幅值下降到第一预定电池低电量阈值以下 时，该电机驱动单元在电池低电量模式下工作。
[0016] 根据本发明的一个实施例，所述电机驱动单元可操作，监测所述电池的电荷状态， 并且当所述电荷状态减小到第一预定阈值以下时，使所述电机以减小的电机速度工作。根 据本发明的另一个实施例，所述电机驱动单元可操作，确定电压的幅值何时偏低，并且在所 述电池中保存足够的电力，以允许所述覆盖材料进行至少一次性额外移动到达所述全开位 置。
[0017] 根据本发明的另一个实施例，电机驱动单元包括电源，所述电源用于接收所述电 池电压并且产生具有用于给所述控制器供电的第一标称幅值的直流电源电压。所述控制器 可操作，当所述控制器正在控制所述电机以旋转所述传动轴时，控制所述直流电电源电压 的幅值到大于所述第一幅值的第二增加幅值。
[0018] 根据本发明的另一个实施例，所述电机驱动单元包括传感器装置，所述传感器装 置连接到所述传动轴，用于感测所述传动轴的运动，并且用于确定所述覆盖材料的底部的 位置。电机驱动单元还具有控制单元，所述控制单元连接到所述传感器装置，用于根据所述 传感器装置的至少一个传感器信号，确定所述覆盖材料在全开位置与全关位置之间的底部 位置。所述电机驱动单元的控制单元被设置成在失电之后阻止所述电机驱动单元降低所述 覆盖材料，仅允许复位到所述覆盖材料的上限为止。根据本发明的又一实施例，所述电机驱 动单元进一步包括在所述控制单元中的存储器，所述存储器用于存储与确定的位置相关的 数据，并且所述电动窗帘处理装置包括用于所述控制单元的补充电源，由此所述电池供电 的电源可以被取出而不损失所述位置数据。
[0019] 根据本发明的另一方面，所述覆盖材料可以由用户将所述覆盖材料手动定位在所 述全开位置与所述全关位置之间的任何位置处，并且所述传感器装置提供所述至少一个传 感器信号到所述控制单元，使得当手动调节所述覆盖材料时，所述控制单元能够确定所述 覆盖材料的位置。
[0020] 根据本发明的另一个实施例，所述控制单元进一步包括具有睡眠模式的微处理 器，在睡眠模式中所述微处理器使用减小的电池电量来节省电池电量。当通过手动方式使 所述窗帘处理装置运动时，所述电机产生电动势，使得所述电动势耦接到所述控制单元的 输入，使得所述微处理器从睡眠模式改变成工作模式，由此所述控制单元接收并处理传感 器信号，以便当手动调节所述覆盖材料时确定所述覆盖材料的位置。
[0021] 此外，本文还描述了一种包括电动窗帘处理装置和无线遥控器的电动窗帘处理系 统。所述电动窗帘处理装置具有电机驱动单元，所述电机驱动单元包括无线接收器，所述 无线接收器用于接收包括命令的无线信号，所述命令用于在全开位置与全关位置之间调节 所述覆盖材料。所述无线遥控器经由无线信号发送曼彻斯特编码的数字信息到所述电机驱 动单元的无线接收器，进行数字信息的转换。所述曼彻斯特编码的数字信息具有多个连续 的二进时间，将所述数字信息的逻辑低位和高位编码到在各二进时间发送的所述数字信息 中。所述电机驱动单元通过禁用所述无线接收器而使所述无线接收器在睡眠模式中工作， 并且周期性地启用所述无线接收器一段样本时间，来确定所述无线遥控器当前是否正在发 送无线信号。所述电机驱动单元响应于样本时间内检测到的过渡，来启用所述无线接收器， 以便接收遥控器发送的数字信息。所述样本时间的长度大约等于曼彻斯特编码的数字信息 的每个二进时间的长度。
[0022] 根据本发明的另一个实施例，无线数字信号接收器采用节省电池电量的设计。所 述无线数字信号接收器包括接收器电路和控制电路，所述接收器电路用于确定包括位数 (每个位都具有位宽度）的边缘编码的数字数据信号，并且所述控制电路用于开启所述接 收器电路一段开启时间，在此期间，所述接收器电路感测是否存在数字数据信号，并且如果 不存在数字数据信号时，关闭所述接收器电路一段关闭时间。所述开启时间大于所述数字 数据信号的位宽和在数字数据信号之间的最长关闭时间，使得确保如果存在任一个数字数 据信号，就可以被检测到。所述数字数据信号被发送电路在数据包中发送，所述数据包对单 个数据发送重复多次。
[0023] 根据本发明的另一方面，一种电动窗帘处理装置，包括：（1)覆盖材料；（2) -个传 动轴；（3)至少一个拉绳，所述拉绳绕着所述传动轴被可旋转地接收，并且延伸到所述覆盖 材料的底部，使得所述拉绳在所述传动轴上提供一个扭矩；(4)电机驱动单元，所述电机驱 动单元具有连接到所述传动轴的电机，使得所述电机驱动单元可操作，通过旋转所述传动 轴来升起和降下所述覆盖材料；以及（5)恒定力辅助弹簧组件，连接到所述传动轴，用于在 所述传动轴上提供恒力转矩，其方向为与所述拉绳在所述传动轴上提供的转矩的方向相反 的方向。
[0024] 根据本发明的另一个实施例，电动窗帘处理装置包括窗用覆盖材料、一个传动轴、 至少一个绳索、电机驱动单元和连接到该传动轴上的弹簧辅助单元。所述覆盖材料可在全 开位置与全关位置之间移动。所述绳索绕着所述传动轴被可旋转地接收，用于当所述传动 轴在第一和第二方向上旋转时，升起和降下所述覆盖材料。所述绳索由于所述覆盖材料的 自身重量而在所述传动轴上提供转矩。所述电机驱动单元包括用于触发所述传动轴的电机 以及用于控制所述电机的旋转方向和速度的控制器。所述弹簧辅助单元在所述传动轴上 提供与至少一个绳索提供的转矩相反的转矩，从而在主要并非由所述电机提供电量的情况 下，将所述覆盖材料升起到所述全关位置与所述全开位置之间的大约中途的位置。所述弹 簧辅助单元辅助所述电机将所述覆盖材料从上述中途位置向上到达全开位置，并且当所述 覆盖材料从所述全开位置下降到所述全关位置时，用于在传动轴上提供抵抗所述覆盖材料 的向下运动的转矩。当所述覆盖材料从所述中途位置下降到所述全关位置时，所述电机在 所述传动轴上提供一个使得所述弹簧辅助单元张紧的转矩。
[0025] 根据本发明的又一个实施例，一种电动窗帘处理装置，包括：（1)覆盖材料；（2) - 个传动轴；（3)至少一个拉绳，所述至少一个拉绳绕着所述传动轴被可旋转地接收，并且延 伸到所述覆盖材料的底端，使得所述拉绳在所述传动轴上提供转矩；(4)电机驱动单元，所 述电机驱动单元具有电机，所述电机被配置成连接到所述传动轴，使得所述电机驱动单元 可操作，通过使所述传动轴旋转来升起并降下所述覆盖材料；(5)用于给所述电机驱动单 元供电的第一电池供电的电源；(6)辅助弹簧组件，所述辅助弹簧组件连接到所述传动轴， 用于在与所述拉绳在所述传动轴上提供的转矩的方向相反的方向上向该传动轴提供转矩； (7)控制单元，所述控制单元用于控制所述电机驱动单元，所述控制单元具有存储器，所述 存储器用于保持涉及所述覆盖材料在所述全开位置与所述全关位置之间的位置的位置数 据；以及（8)提供电量到所述控制单元的第二电池供电的电源，它独立于用于为所述电机 驱动单元供电的所述第一电池的电源。
[0026] 从参考附图的本发明的以下描述，本发明的其他特征和优点会变得显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0027] 现在将参照附图更加详细地描述本发明，其中：
[0028] 图1是根据本发明的第一实施例的电动窗帘处理系统的透视图，所述电动窗帘处 理系统具有电池供电的电动窗帘处理装置和遥控器；
[0029] 图2A是图1的电池供电的电动窗帘处理装置处于全开状态的透视图；
[0030] 图2B是图1的电池供电的电动窗帘处理装置的右侧视图；
[0031] 图3是图1的电池供电的电动窗帘处理装置的主视图；
[0032] 图4A是图1的电池供电的电动窗帘处理装置的电机驱动单元的分解图；
[0033] 图4B是图4A的电机驱动单元的电机和齿轮组件的放大透视图，更详细地示出了 电机的皮带触发；
[0034] 图4C是图4B的齿轮组件的皮带触发的左侧视图；
[0035] 图4D是图4B的齿轮组件的皮带触发的前剖视图；
[0036] 图5A是根据本发明的第一实施例的图1的电动窗帘处理装置的透视图，电动窗帘 处理装置移动到操作位置；
[0037] 图5B是根据本发明的第一实施例的图1的电动窗帘处理装置的右侧视图，电动窗 帘处理装置移动到所述操作位置；
[0038] 图6A是根据本发明的第一实施例的图1的电动窗帘处理装置的透视图，电动窗帘 处理装置处于该操作位置；
[0039] 图6B是根据本发明的第一实施例的图1的电动窗帘处理装置的右侧视图，电动窗 帘处理装置处于该操作位置；
[0040] 图7是图1的电动窗帘处理装置的一端的放大透视图，示出了螺钉旋入到电动窗 帘处理装置的端盖的通道中；
[0041] 图8A和8B是图1的电池供电的电动窗帘处理装置的传动轴的总转矩相对于全开 位置与全关位置之间的转数的实例曲线图；
[0042] 图9是图1的电池供电的电动窗帘处理装置的电机驱动单元的简化方框图；
[0043] 图10是图9的电机驱动单元的H桥电机驱动电路和电机的简化部分示意图；
[0044] 图11是图9的透射光传感器电路的第一输出信号和第二输出信号的视图；
[0045] 图12是由图9的电机驱动单元的控制器周期性地执行的透射光传感器边缘程序 的简化流程图；
[0046] 图13A和13B示出了图1的遥控器发射的曼彻斯特编码的数字信息以及图9的电 机驱动单元的红外线触发控制信号的两个实例；
[0047] 图14是由图9的电机驱动单元的控制器周期性地执行的一红外线（IR)信号接收 程序的简化流程图；
[0048] 图15是由图9的电机驱动单元的控制器周期性地执行的一边缘命令程序的简化 流程图；
[0049] 图16是由图9的电机驱动单元的控制器周期性地执行的一电机控制程序的简化 流程图；
[0050] 图17是根据本发明的替代实施例的由控制器152周期性地（例如，每2毫秒一 次）执行的电机控制程序550的简化流程图。
[0051] 图18A是由图9的电机驱动单元的控制器周期性地执行的一环保模式程序的简化 流程图；
[0052] 图18B是由图9的电机驱动单元的控制器周期性地执行的一替代的环保模式程序 的简化流程图；
[0053] 图19是根据本发明的第二实施例的具有电池供电的电动窗帘处理装置的电动窗 帘处理系统的透视图，所述电动窗帘处理装置用于从RF遥控器接收RF信号；
[0054] 图20是图19的电池供电的电动窗帘处理装置的电机驱动单元的简化方框图；
[0055] 图21A和21B是图19的电动窗帘处理装置的窗帘盒和电机驱动单元的部分透视 图；
[0056] 图22A是图19的电池供电的电动窗帘处理装置的RF滤波器的简化频率响应；
[0057] 图22B是图19的电池供电的电动窗帘处理装置的RF数据传输事件和采样事件的 简化计时程序；
[0058] 图23是由图19的电池供电的电动窗帘处理装置的电机驱动单元的控制器执行的 一 RF信号接收程序的简化流程图；
[0059] 图24是根据本发明的第三实施例的包括多个电动窗帘处理装置的射频负载控制 系统的简化视图；
[0060] 图25是图24的电池供电的电动窗帘处理装置之一的由控制器执行的一 RF采样 率选择程序的简化流程图；
[0061] 图26是图24的电池供电的电动窗帘处理装置之一的多个信号强度阈值的简化视 图；
[0062] 图27是图24的负载控制系统的信号中继器执行的一 RF监测程序的简化流程图；
[0063] 图28是图24的负载控制系统的信号中继器执行的一 RF信号接收程序的简化流 程图；
[0064] 图29是根据本发明的第四实施例的具有通过数字通信链路连接在一起的两个信 号中继器的RF负载控制系统的简化视图；
[0065] 图30是根据本发明的替代实施例的电动窗帘处理装置的透视图，所述电动窗帘 处理装置移动到操作位置；
[0066] 图31是图30的根据本发明的替代实施例的电动窗帘处理装置的透视图，电动窗 帘处理装置处于该操作位置；
[0067] 图32A是根据本发明的第三实施例的电动窗帘处理装置的透视图，所述电动窗帘 处理装置具有安装托架，用于将电动窗帘处理装置旋转到一个操作位置；
[0068] 图32B是图32A的电动窗帘处理装置的右侧视图；
[0069] 图33A是根据本发明的第三实施例的图32A的电动窗帘处理装置处于操作位置的 透视图；
[0070] 图33A是根据本发明的第三实施例的图33A的电动窗帘处理装置处于操作位置的 右侧视图；
[0071] 图34A是图32A的电动窗帘处理装置的安装托架之一处于锁定位置的放大透视 图；
[0072] 图34B是图34A的安装托架处于该操作位置的放大透视图；
[0073] 图35A是图34A的安装托架之一处于锁定位置的俯视图，更详细地示出了锁定机 构；以及
[0074] 图35B是图34A的安装托架的俯视图，图中示出一释放按钮被致动以将安装托架 从锁定位置释放。
【具体实施方式】
[0075] 当结合附图来阅读本发明时，可以更好地理解优选实施例的前述概述以及以下详 细说明。为了说明本发明的目的，图示了目前优选的实施例，其中在附图的多个视图中相同 的附图标记表示相似的零件，然而可以理解的是，本发明不限于所公开的特定方法和工具。
[0076] 图1是根据本发明的实施例的电动窗帘处理系统100的透视图，该电动窗帘处理 系统具有安装在例如窗户104的前侧的窗口 102中的电池供电的电动窗帘处理装置110。 电池供电的电动窗帘处理装置110包括覆盖材料，例如如图1所示的蜂窝式遮阳面料112。 蜂窝式遮阳面料112具有连接到窗帘盒114的顶端和连接到配重元件116的底端（窗帘盒 114在两个连接到安装板115的相对的两端之间延伸），如图1所示，安装板115可以安装 到窗口 102的两侧，使得蜂窝式遮阳面料112能悬挂在窗户104的前侧，并且可以在全开位 置与全关位置PFUwa_之间调节，以控制进入房间或空间的阳光量。可替代地， 电池供电的电动窗帘处理装置110的安装板115可以安装到窗口 102(例如，窗口之上）的 外部，安装板具有悬挂在窗口和窗户104的前侧的遮阳面料112。另外，电池供电的电动窗 帘处理装置110可以可替代地包括其他类型的覆盖材料，例如，多个水平延伸的板条（即， 百叶帘和百叶窗系统）、木百叶窗、滚轴帘织物或罗马帘织物。根据本发明的第一实施例，电 动窗帘处理系统100包括一个红外线（IR)遥控器118,用于控制电动窗帘处理装置110的 工作。
[0077] 图2A和图2B分别是具有处于全开位置PFum_QPEN的蜂窝式遮阳面料112的电池供 电的电动窗帘处理装置110的透视图和右侧视图，电动窗帘处理装置110包括：电机驱动 单元120,用于升起和降下配重元件116 ;以及蜂窝式遮阳面料112,在全开位置Pfu^ien与 全关位置之间。通过控制由蜂窝式遮阳面料112覆盖的窗户104的量，电动窗帘 处理装置110就能控制进入房间的光线量。电动窗帘处理装置110的窗帘盒114包括内侧 122和相对的面对遮阳面料112所覆盖的窗户104的外侧124,电机驱动单元120包括致动 器126,致动器位于窗帘盒114的内侧122的附近，并且可以在用户配置电动窗帘处理装置 110时被致动。致动器126可以是由例如透明材料制成的，使得致动器能够像光管一样工 作，以从电机驱动单元120内可以发光，进而给电动窗帘处理装置110的使用者提供反馈。 此外，致动器126还可以充当红外线接收透镜，用于将IR遥控器118发送的IR信号指向一 个安装在电机驱动单元120中的IR接收器166 (图9)。电机驱动单元120是可操作的，以响 应于从遥控器118接收的包含在IR信号中的命令，来确定配重元件116的目标位置P TAK；ET， 并且随后控制配重元件的相对于该目标位置Ptamet的当前位置Ppkes。如图2A所示，窗帘盒 114的顶侧128是开放的，使得电机驱动单元120可以位于窗帘盒内部，并且致动器126可 以稍微伸出超过窗帘盒的内侧122。
[0078] 图3是电池供电的电动窗帘处理装置110的主视图，图中窗帘盒114的前部被去 除，以示出电机驱动单元120,所述电机驱动单元位于窗帘盒中心。电动窗帘处理装置110 包括拉绳130,该拉绳从窗帘盒114延伸到配重元件116,以允许电机驱动单元120升起或 降下配重元件。电机驱动单元120包括连接至触发轴132的内部电机150(图4A)，所述触 发轴从电机的两侧延伸并且连接到各自的拉绳卷筒134。拉绳130绕着拉绳卷筒134被卷 绕地接收，并且固定地附着到该配重元件116上，使得电机驱动单元120可操作，转动触发 轴132,进而升起和降下配重元件。电动窗帘处理装置110还包括两个恒定力弹簧辅助配 件135,这两个辅助配件都连接到与两个拉绳卷筒134之一相邻的触发轴132上。如图3所 示，各个拉绳卷筒134和相邻的恒定力弹簧辅助配件135被容纳在一对应的拉绳卷筒外壳 136内。作为另外一种选择，电动窗帘处理装置110可以包括单个传动轴，所述传动轴沿着 窗帘盒的长度延伸，并且连接到两个拉绳卷筒134,并且电机驱动单元120可以位于由该传 动轴与窗帘盒的内侧122亦或外侧124之间形成的空隙中的窗帘盒114的中心。另外，电 动窗帘处理装置110可以包括单个传动轴，并且电机驱动单元120可以可替代地位于窗帘 盒114的任意一端。
[0079] 图4A是电机驱动单元120的分解视图。电机驱动单元120包括两个外壳部分180、 182,用于容纳电机150和一齿轮组件185。两个外壳部分180U82通过多个螺钉184连接 并保持在一起。齿轮组件190通过两个端部186、188保持在一起，并且包括一皮带触发，以 及特别是皮带190,实现在连接到电机150的输出轴的第一皮带轮191与连接到齿轮组件的 齿轮的第二皮带轮192之间的连接。电机驱动单元120包括输出齿轮194,所述输出齿轮位 于电机驱动单元的两侧并且连接到传动轴132。齿轮组件185经由连接构件195连接到输 出齿轮194,使得电机150的输出轴的旋转会导致传动轴132的旋转。
[0080] 图4B是电机150和齿轮组件185的放大透视图，更详细地示出了皮带触发。例如， 皮带190可以包括柔性的牙轮皮带，所述牙轮皮带具有与第一和第二皮带轮191U92的齿 198 (图4D)啮合的齿196 (图4D)。例如，第一和第二皮带轮191、192的外径可以分别是大 约0. 235英寸和0. 591英寸，从而会导致大约2 :5的齿轮比。由于第二皮带轮192经由柔 性皮带190连接到第一皮带轮191，所以电机150的旋转产生的噪声不会从第一皮带轮191 传递到第二皮带轮192。因此，可以减小齿轮组件185产生的总噪声。
[0081] 齿轮组件185还包括旋转地连接到与电机150相邻的端部186的第一辊199A (图 4A)和第二辊199B (图4B)。图4C是皮带190、第一和第二皮带轮191U92以及辊199A之 一的左侧视图。图4D是沿着图4C所示的皮带190的中心截取的皮带190、第一和第二皮带 轮191U92以及辊199A的正剖视图。皮带190与辊199AU99B接触，这两个辊用于将皮带 对着第一和第二皮带轮191、192保持接触，并且如图4D所示，确保皮带和第一皮带轮有合 适的角接触长度O c(例如，大约136° )。例如，如果电机驱动单元120中没有设置这些辊 199A、199B，则皮带190与第一皮带轮192的角接触长度Oc是大约30°。由于辊199A、199B 安装在齿轮构件185中，所以皮带190可以具有比当没有设置这些辊时的直径大的直径，并 且在皮带与第一皮带轮191之间仍然可获得适当的角接触长度O c。已经发现，与不设置辊 并且皮带更紧相比，松弛皮带190并且设置辊199AU99B，将会导致电机150的电流消耗减 小，并且可以获得皮带190与第一皮带轮191之间同样的角接触长度Oc ( S卩，大约136° )。 此外，可以通过调节辊199A和199B的直径，以调节角接触长度0C。
[0082] 电池供电的电动窗帘处理装置110还包括电性相互串联的多个电池138(例如，4 个D型电池）。串联组合的电池138连接到电机驱动单元120,用于给电机驱动单元供电。 电池138被容纳在窗帘盒114中并且电动窗帘处理装置110的用户无法看到。特别地，电 池138安装在位于窗帘盒114内的两个电池盒139中，使得每个电池盒中有两颗电池，如图 2A所示。由于电机驱动单元120位于窗帘盒114的中心，并且传动轴132从电机驱动单元 的两侧延伸出来到达拉绳卷筒134,所以有足够的空间来将电池138设置在邻近窗帘盒的 相对两端处，如图3所示。根据本发明的实施例，电池138提供具有实际使用寿命（例如， 大约3年）的电动窗帘处理装置110,并且是典型的"现货供应的"电池，更换容易且不贵。 可替代地，电机驱动单元120可以包括更多串联连接的电池（例如，6或8个）或串联连接 的不同种类的电池（例如，AA电池）。
[0083] 为了提供容易触及电池138以允许用户在必要时更换电池，电动窗帘处理装置 110可操作地调节到一个操作位置。图5A和图5B分别是根据本发明的第一实施例的电动 窗帘处理装置110的透视图和右侧视图，其中所述电动窗帘处理装置正移动到图示的操作 位置。图6A和图6B分别是根据本发明的第一实施例的电动窗帘处理装置110的透视图和 右侧视图，其中所述电动窗帘处理装置处于该操作位置。电动窗帘处理装置110包括位于 窗帘盒114的每一侧的两个端盖140。各个端盖140包括通道142,所述通道接收延伸穿过 相邻的安装托架115的开口 145(图7)的螺钉144。图7是电动窗帘处理装置110的一端 的放大透视图，示出了螺钉144如何接收在端盖140的通道142中。当电动窗帘处理装置 110处于正常位置时（如图3所示），各个螺钉144停靠在对应的通道142的端部146中， 使得窗帘盒114被保持在安装托架115之间的位置处，并且遮阳面料112垂直悬挂在窗帘 盒的下方。
[0084] 当需要接触电池138时，使用者可以升起窗帘盒114,使得螺钉144不再位于各对 应端部146中，并且可以穿过通道142,如图5B所示。然后各个螺钉142可以停留在各个通 道142的弯曲部分148,如图6B所示，使得电动窗帘处理装置110处于所述操作位置。当处 于该操作位置时，窗帘盒114可绕着位于各个弯曲部分148中的螺钉144枢转，从而允许使 用者从窗帘盒的顶部接触到电池138。为了从安装托架115去除窗帘盒114,使用者可以升 起窗帘盒114来移动螺钉144通过各个通道142,并且移出对应的通道开口 149。
[0085] 因此，窗帘盒114被配置成向下移动并且远离窗户104而进入操作位置，使得窗帘 盒可以倾斜，以允许使用者接触到电池138。由于当处于操作位置时，窗帘盒114水平移动 远离窗户104,所以当窗帘盒114的顶部朝着使用者旋转时，在窗帘盒与遮阳面料112所处 的窗户之间就存在空隙。
[0086] 根据本发明的第一实施例，辅助弹簧组件135连接到传动轴132,辅助弹簧组件之 一容纳在各个拉绳卷筒外壳136中，如图3所示。各个辅助弹簧组件135包括一恒定力弹 簧（未示出），该恒定力弹簧的第一端附接到对应的拉绳卷筒外壳136 (固定地安装到窗帘 盒114上）并且第二端附接到对应的传动轴132上。辅助弹簧组件135用于在与拉绳130 施加在传动轴上的转矩的方向相反的方向上在传动轴132上提供恒定的转矩（例如，大约 0. 44牛顿）。例如，当配重元件116位于全开位置PFum__与全关位置Ρ_γ_α_之间的中 途时（即，由于称重元件116的重量和蜂窝式遮阳面料的一半的重量），辅助弹簧组件135 提供的恒量转矩可以大约等于拉绳130施加在传动轴132上的转矩。当使用更宽的蜂窝式 遮阳面料时，额外的拉绳卷筒外壳136(均具有拉绳卷筒134和辅助弹簧组件135)可以沿 着窗帘盒114的长度连接到传动轴132上。
[0087] 图8Α是当电机驱动单元120将称重元件116从全关位置PFUuY_ aQSED上升到全开位 i Pfully-open 时，传动轴132上的总转矩相对于全关位置P FULLY-CLOSED 与全开位置P FULLY-OPEN 之间 的旋转数的实例曲线图。图8B是当电机驱动单元120将称重元件116从全开位置PFUuY_ QPEN 下降到全关位置Ρ_Υι_时，传动轴132上的总转矩相对于全关位置PFum_a_与全开位 置Pup。?之间的旋转数的实例曲线图。例如，如果蜂窝式遮阳面料112重约0. 26牛顿， 则配重元件116的重量大约为0. 43牛顿，并且蜂窝式遮阳面料112具有约1. 35米的总高 度，则传动轴132上的转矩可以在大约I. 68N-mm的最小转矩Tmin至大约I. 80N · mm的最大 转矩Tmx的范围内变化。
[0088] 参照图8A，当称重元件116处于全关位置PFmY_aQSED时，则在拉绳130上的重量最 小，所述拉绳缠绕着传动轴132,并且升降窗帘处理装置110的蜂窝式遮阳面料112。电机驱 动单元120的电机150可以包括，例如，永磁电机，永磁电机由于磁铁运动的阻力而带有齿 槽转矩。另外，电机驱动单元120还可以包括齿轮箱，所述齿轮箱可明显减小电机速度。电 机齿槽转矩和齿轮减速的组合在传动轴132上提供足够的阻力，来将蜂窝式遮阳面料112 保持在窗户104之前的任何固定位置，甚至当传动轴上的总转矩为负时，这包括全开位置 Pfu^ien (当重量最重并且因此拉绳130施加最大转矩时）和全关位置PFmY_a(BED (当重量最 小并且拉绳施加的转矩最小时）。作为另一种选择，可以使用磁动刹车或电动刹车。然而， 当使用刹车时，应当适当地考虑功耗。
[0089] 当称重元件116处于全开位置Ρ_γ__时，辅助弹簧组件135提供恒定转矩以升高 蜂窝式遮阳面料112,与此相反，随着称重元件116推压在称重元件116上堆积的蜂窝式遮 阳面料，由蜂窝式遮阳面料提供的转矩增大。在全开位置P fuumw与全关位置PFmY_a_之 间的大约中间位置处的点，辅助弹簧组件138提供的转矩与拉绳130提供的转矩平衡，这在 图8A中图示为50%的位置。在此期间，电机150具有恒定占空比脉冲，并且仅产生少量电 流以确保运动。在50%之上的位置，电机150产生大量电流，并且提供转矩到传动轴132， 以升起称重元件116到全开位置P fu^ien。电机的齿槽转矩和齿轮减速器对抗全开的窗帘 处理装置的重量，并将窗帘处理装置110的蜂窝式遮阳面料112维持在全开位置 窗帘处理装置100的蜂窝式遮阳面料112当然可以停留在全开位置P fu^ien与全关位置 Pfully-closed 之间的任何位置。
[0090] 图8Β示出了当电动窗帘处理装置110在正被关闭的过程中传动轴132的总转矩。 由于当称重元件116处于全开位置P Fum_QPEN时，拉绳130上的重量最大，所以当电机150具 有初始小脉冲时，蜂窝式遮阳面料112和称重元件会在自重作用下开始下降。电机150在 此期间具有恒定的占空比的脉冲。在全开位置P fu^ien与全关位置Pfuu^msed之间的中途 位置处，拉绳由于蜂窝式遮阳面料112和称重元件116的重量而提供的转矩与辅助弹簧组 件135产生的反作用力平衡。在中途位置处，重量不再适合于与相反的辅助弹簧组件135 抗衡，并且电机150对抗辅助弹簧组件135提供的转矩，而触发窗帘处理装置110的称重元 件116到全关位置P FU^_a()SED，来升起卷起拉绳130。辅助弹簧组件135的弹簧因此卷绕起 来，以在随后帮助升起窗帘处理装置110的蜂窝式遮阳面料112。
[0091] 在图8A和8B中，阴影区域表示电机150提供给系统的能量的区域。通过减小电 机150需要供能以升起和/或降下窗帘处理装置110的蜂窝式遮阳面料112的时间，辅助 弹簧组件135起到优化电池使用寿命的作用。
[0092] 作为另外一种选择，各个辅助弹簧组件135可以包括负梯度弹簧（未示出），该负 重力弹簧负梯度弹簧连接在对应的拉绳卷筒外壳136与对应的传动轴132之间。根据蜂 窝式遮阳面料112的位置，各个负梯度弹簧在各个传动轴132上提供变化的转矩，例如，当 蜂窝式遮阳面料112靠近或处于全开位置P fu^ien时，将比当蜂窝式遮阳面料靠近或处于 全关位置PFUwa_时可提供更大的转矩，参见如图8A和8B所示的恒定力弹簧的转矩曲线 图，由负梯度弹簧提供的转矩与由拉绳130提供的转矩大约在全开位置P Fum__和全关位 置间的中间位置（即，50%)的点达到平衡。然而，电机150提供给系统的能 量的阴影区比在使用负梯度弹簧时的阴影区要小。
[0093] 图9是电池供电的电动窗帘处理装置110的电机驱动单元120的简化方框图。 电机驱动单元120包括控制器152,用于控制电机150的工作，例如，电机可以包括直流电 机。控制器152可以包括，例如，微处理器、可编程逻辑器件（PLD)、微控制器、专用集成电路 (ASIC)、现场可编程门阵列（FPGA)或任何合适的处理设备或控制电路。当电机150空载以 便保存电池138的使用寿命时，控制器152可转换在睡眠模式工作。
[0094] 控制器152连接到H桥电机驱动电路154,用于经由一组触发信号V触发来驱动 电机150,从而在全开位置Pfu^ien与全关位置PFmY_ a()SED之间控制称重元件116和蜂窝式 遮阳面料112。如之前所述，电机驱动单元120从提供电池电压Vbatt的串联电池组138接 收电力。例如，电池组138可以包括D型电池，具有大约1. 5伏特的额定电压，使得电池电 压Vbatt具有大约6伏特的幅值。电池电压Vbatt通过一个正温度系数（PTC)的热敏电阻155 连接到电机驱动单元120的电路，热敏电阻产生电池输入电&V B_IN供给H桥电机驱动电路 154,用于驱动电机150。PTC热敏电阻155工作，以限制电机驱动单元120的电路从电池组 138抽取的电流的幅值，并且在电池端子出现电压接线错误的情况下，保护电机驱动单元的 电路。
[0095] 控制器152可操作，通过控制H桥电机驱动电路154来供应脉冲宽度调制（PWM) 触发信号到电机，从而以恒定的转速转动电机150,所述脉冲宽度调制触发信号具有恒定的 频率（例如，大约20kHz)和基本上恒定的占空比（例如，大约25%至50% )。控制器152 通过调节供应到电机的PWM信号的占空比来改变电机150的转速，并且通过改变供应到电 机的PWM触发信号的极性来改变电机的旋转方向。当首次开动电机150以从停止位置移动 底部横条116时，控制器152通过调节PWM信号的占空比，使H桥电机驱动电路154从电池 组138抽取的电流从0安培经过斜升的时间段I eamp斜升直到以期望的恒定转速旋转。斜 升时间段Teamp允许在电机150从电池抽取大量电流之前，使电池组138中的化学反应稳定 化。如果没有经过斜升时间T eamp而直接在允许电池中的化学反应稳定化之前以恒定转速开 启电机150,电池组138可能产生高量级的脉冲电流。
[0096] 图10是H桥电机驱动电路154的简化示意图。H桥电机驱动电路154可以包括 4个晶体管，例如，4个场效应晶体管（FETs) Q1、Q2、Q3、Q4。各个场效应管Q 1至Q4可以由控 制器152经由4个对应的触发信号VDKIVE1、V DKIVE 2、VDKIVE 3、Vdkive 4触发。这些场效应管Q1至 Q4是被耦合的，使得当两个场效应管（例如，场效应管Q3、Q4)导通时，一个正向直流电压施 加到电机150上，以使该直流电机顺时针旋转。当H桥电路154的另外两个场效应管导通 (例如FETs Q1A2)时，负直流电压被施加到电机150上，以使电机在反方向（即，逆时针方 向）旋转。为了控制电机150的速度，控制器152使用PWM控制信号来触发H桥电路154 的至少一个场效应管。当电机150空载（S卩，休眠），控制器152仅触发场效应管Q 1为导通 状态，并且控制场效应管％、Q2和Q4为非导通状态。
[0097] 重新参照图9,控制器152从一旋转位置传感器，例如，透射光传感器电路156接 收关于有关电机150的旋转位置和旋转方向的信息。该旋转位置传感器还可以包括其他合 适的位置传感器或传感器配置，例如，霍尔效应传感器、光学传感器或电阻式传感器。控制 器152可操作，响应于透射光传感器电路156来确定电机150的旋转位置，并且使用电机的 旋转位置来确定称重元件116的当前位置P pkes。控制器152可以包括内置非挥发性存储器 (或可替代地，连接到控制器的外部存储器），用于存储遮阳面料112的当前位置P pkes、全开 位置Pfu^wen、全关位置PFU^ a_和电池组138的电池数量和种类。
[0098] 图11是透射光传感器电路156的第一输出信号176和第二输出信号178的时序 图。输出信号176U78作为一连串脉冲被提供到控制器152。输出信号176U78的脉冲的 频率以及周期T是电机输出轴172的旋转速度的函数。第一和第二输出信号176、178的脉 冲之间的相对间隔S是旋转方向的函数。当电机150在输出轴172的顺时针方向旋转时， 第二输出信号178滞后于第一输出信号176相对间隔S。当电机150在相反方向旋转时，第 二输出信号178领先于第一输出信号176相对间隔S。
[0099] 控制器152在存储器中将称重元件116的当前位置Ppkes存储为称重元件的当前位 置Ppkes与全开位置P FUw_之间的多个光学传感器的边缘。例如，光学传感器的边缘是第 一输出信号176的由低到高的过渡179,如图11所示。在1998年12月15日公布的题为 "电动窗帘系统"的共同转让的美国专利No. 5, 848, 634以及在2002年12月24日公布的题 为"具有超静音电机驱动和ESD防护的电动窗帘"的美国专利No. 6, 497, 267中更加详细地 描述了 H桥电机驱动电路154的工作以及使用传感器设备来追踪电机驱动单元120的方向 和速度，这些专利的全部公开内容通过引用的方式全部并入本申请中以供参考。
[0100] 重新参照图1〇，Η桥电机驱动电路154可操作，向控制器152提供手动移动唤醒信 号Vmnjme。在手动移动蜂窝式遮阳面料112的情况下，电机150可以被向后触发，并且提供 手动移动唤醒信号Vmanjme到控制器152。手动移动唤醒信号Vman wake表示手动移动蜂窝式 遮阳面料112 (即，用户拉动），并且该信号可以使在控制器睡眠的情况下（即，在低功率模 式下工作）的控制器152唤醒（即，全功率工作）。因此，控制器152可以连续地监测透射 光传感器电路156的输出。如图10所示，电机150的一个端子经由电阻器R 1连接到一个 NPN双极结型晶体管Q5的基极。晶体管Q5的集电极经由电阻器R2连接到电源电压Vcc。在 晶体管Q 5的集电极上产生手动移动唤醒信号Vmn WAKE，并连接到控制器152的电阻器R2。当 电机150响应于手动操作而旋转时，在电机150上产生反电势（EMF)，并且晶体管Q 5变成导 通，因此变手动移动唤醒信号Vman wake为低。控制器152可响应于检测到的其输入端口之一 上的高到低的过渡，来执行自动唤醒。
[0101] -旦控制器152响应于手动移动唤醒信号Vmanjme来执行唤醒，则控制器152监测 透射光传感器电路156的输出，以通过执行透射光传感器边缘程序200来追踪电机150的 位置，这将参考图12在以下更加详细地描述。此外，控制器152可以进一步周期性地唤醒 (例如，每秒一次）以执行透射光传感器边缘程序400,从而确定蜂窝式遮阳面料112是否 由于手动调节而正在运动或已经运动结束。另外，当手动移动蜂窝式遮阳面料112时，电机 150上产生的反电势可以用于对能量存储装置（例如，总线供应电容或超电容）充电或者对 用于给控制器152供电的单独电源充电，使得控制器可操作，在电池138将被耗尽时，保持 追踪蜂窝式遮阳面料的位置。此外，当手动移动蜂窝式遮阳面料112时，电机150上产生的 反电势还可以用于对总线供应电容或超电容充电，所述总线供应电容或超电容存储了用于 维持控制器152的存储器中存储的数据的电荷。
[0102] 图12是控制器152周期性地例如，每10毫秒执行透射光传感器边缘程序200,以 确定电机的旋转位置和方向的简化流程图。此外，透射光传感器边缘程序200可以由控制 器152响应于所接收的手动移动唤醒信号V man wffiE来执行。如果在步骤210中，控制器152 没有接收到透射光传感器边缘，则仅仅退出透射光传感器边缘程序200。然而，如果在步骤 210中，控制器152从透射光传感器电路156接收到了透射光传感器边缘，则在步骤212中， 控制器通过比较第一和第二输出信号176、178的连续边缘，来确定电机150的旋转方向。如 果在步骤214中，电机150顺时针的旋转，则在步骤216中，控制器152将当前位置P pkes (即， 就透射光传感器边缘而言）增加1。如果在步骤214中，电机150在逆时针方向旋转，则控 制器152在步骤218中将当前位置P pkes减小1。在步骤216和218中，当前位置Ppkes分别 增加或减小之后，退出透射光传感器边缘过程200。
[0103] 窗帘处理系统100的用户可以通过使用遥控器118,将IR信号发送命令到电机驱 动单元120,就能够调节称重元件116和蜂窝式遮阳面料112的位置。返回参照图9, IR接 收器166接收IR信号并且将IR数据控制信号VIK_DATA提供到控制器152,该控制器可接收 来自遥控器118的命令。控制器152经由一个IR使能控制信号V IK_EN而使IR接收器166 睡眠（即，禁用IR接收器），并且周期性地唤醒IR接收器（即，使能IR接收器），以下将更 加详细地进行描述。在2003年4月8日公布的题为"多场景预设照明控制器"的美国专利 No. 6, 545, 434中更加详细地描述了 IR控制系统的实例，该专利的全部公开内容通过引用 的方式全部并入本申请中以供参考。
[0104] 如果存储在存储器中的限制（即，全开位置Pfu^ien和全关位置P fuu^ubed)不正 确，则控制器152会试图驱动电机150以移动底部横条116越过机械上允许的位置。如果在 控制器152停止驱动电机150之前，底部横条116的运动被机械约束停止，则在控制器152 注意到底部横条116已经停止运动，并且停止驱动电机150之前，电机150会从电池138抽 取大量电流。如果存储器中存储的全开位置P fuu^pen和全关位置Phy^ked不正确，则PTC 热敏电阻器155限制从电池138抽取的电流的幅值。例如，当正确设置所述的极限限制，电 池的使用寿命是大约3年（假设蜂窝式遮阳面料112每天移动两次）时，将底部横条116 从全关位置Phy^ bed上升到全关位置Phy^bed所使用的能量是大约78焦耳。当不正确 地设置所述的极限限制，并且PTC热敏电阻器155限制从电池138抽取的电流的幅值时， 将底部横条116从全关位直P fuu^qxised上升到全开位直PFUIXY_〇PEN所使用的日纟星;可以是大约 83焦耳，从而会导致电池的使用寿命是大约2. 9年。然而，如果电机驱动单元120中不包 括PTC热敏电阻器155,并且不正确地设置所述的极限限制时，则将底部横条116从全关位 置P FmYi_上升到全开位置Pfuu^pen所使用的能量可以是大约1〇3焦耳，从而会导致电池 138的使用寿命是大约2. 5年。
[0105] 电机驱动单元120还包括电源157 (例如，线性稳压器或低静态电流开关式电源）， 所述电源接收电池输入电压VB_IN并且产生直流电源电压Vcc，用于给控制器152和电机驱 动单元的其他低压电路供电。控制器152连接到电源157,并且产生电压调节控制信号V aw, 用于在第一标称幅值（例如，大约2. 7伏特）与第二增加幅值（例如，大约3. 3伏特）之间 调节直流电源电压Vcc的幅值。电源157可以包括：例如，可调式线性稳压器（或开关式 电源），具有一个或多个反馈电阻器，控制器152使所述反馈电阻器接通或断开电路，以调 节直流电源电压Vcc的幅值。在控制器驱动电机驱动电路154的FETsQl至Q4以旋转电机 150时（由于控制器可以请求增加电源电压来触发FETs的门极），控制器152可以将直流 电源电压Vcc的幅值调节成第二增加幅值。当控制器152不控制电机驱动电路154以旋转 电机150时（例如，当控制器处于睡眠模式时），控制器152将直流电源电压Vcc的幅值调 节成第一标称幅值。当使用第一标称幅值的直流电源电压Vcc对电路进行供电时，控制器 152、IR接收器166以及电机驱动单元120的其他低电压电路所抽取的空载电流的幅值可 以明显更小。
[0106] 电机驱动单元120还包括电池监测电路158,所述电池监测电路接收电池输入电 压V B_IN并且将代表电池电压Vbatt的幅值的电池监测控制信号Vm提供到控制器152。电池 监测电路158可以包括，例如，串联连接在电池输入电压V B_IN与电路公共端之间的电阻式分 压器电路（未示出），使得电池监测控制信号Vm是电池电压V batt的简单的缩小版本。控 制器152可以包括模数转换器（ADC)，用于接收并测量电池监测控制信号Vm的幅值并且因 此确定电池电压Vbatt的幅值。电池监测电路158还可以包括一个可控开关，例如，与电阻式 分压器串联的NPN双极结型晶体管（未示出）。控制器152可用于使得可控开关导通，从而 电池监测控制信号V m是电池电压Vbatt的幅值的代表，并且使得可控开关不导通，从而电阻 式分压器不会导通电流，并且将能量存储在电池138中。
[0107] 根据本发明的一方面，控制器152可确定电池电Svbatt的幅值，响应于从电池监测 电路158接收的电池监测控制信号V mw而变低。特别地，控制器152可在电池电压Vbatt的 幅值下降到第一预定的电池电压阈值V B_TH(例如，大约每个D型电池 I. 0伏特）之下时，在 电池低电量模式下工作。控制器152可根据从存储器中调取的电池组138的数量，用于确 定第一预定的电池电压阈值V B_TH的值。控制器152可以控制电机驱动电路154,使得当控 制器152在电池低电量模式下工作时，电机150以减小的速度（例如，一半的速度）工作， 从而减小电池138上的瞬时功率需求。这可以当作指示，来告诉消费者电池电压V batt偏低， 并且需要更换电池138。
[0108] 当在低电池电压模式工作时，电池电压Vbatt的幅值降低到第二预定电池电压阈值 vbi(小于第一预定电池电压阈值Vm，例如，每个电池大约〇. 9V)时，控制器152可以关 闭电机驱动单元120上的电负载（例如，通过禁用IR接收器166和电机驱动单元的其他低 压电路），并且除了允许蜂窝式遮阳面料至少一次性额外运动到全开位置P fu^ien之外，禁 止蜂窝式遮阳面料112的运动。使蜂窝式遮阳面料112处于全开位置P fuu^pen允许容易地 更换电池。第二预定电池电压阈值VB_ TH2的值可适配成提供电池138中足够的备用能量，以 允许蜂窝式遮阳面料112和称重元件116至少一次性额外运动到全开位置
[0109] 当电池电压Vbatt的幅值下降到第三预定电池电压阈值VB_ TH3 (小于第二预定电池电 压阈值VB_TH2，例如，每个电池大约0.8V)以下时，控制器152可以关闭本身（例如，休眠）， 使得电机驱动单元120的电路仅从电池138抽取最小的电流量，以防止电池可能发生任何 潜在的渗漏。
[0110] 重新参照图9,电机驱动单元120包括一个替代（或补充）电源，例如，用于给控制 器152供电的备用电源159 (例如，长效电池），产生备用电源电压Vbackup (例如，大约3. 0伏 特）。电源157产生的直流电源电压Vcc经由第一二极管D1连接到控制器152 ;并且备用 电源电压Vbackup经由第二二极管D2连接到该控制器。在去除电池138以进行更换或电池耗 尽时，替代电源为控制器152提供电力，使得可以维持存储在控制器152中的与窗帘处理装 置的位置相关的位置数据。作为另一种选择，大型总线电容器或超电容可以连接到控制器 152 (以取代备用电池159)，使得甚至当电池138被去除以进行更换时，在总线电容器或超 电容中会保留适当的电荷，以便在更换电池138所需的时间段内能够保持控制器152带电， 从而防止损失控制器的存储器中存储的数据。此外，当手动移动蜂窝式遮阳面料112时， 电机150上产生的反电势还可以用于对大型总线供应电容或超电容充电，用于维持控制器 152的存储器中存储的数据。
[0111] 这些实施例甚至在去除电池138且手动操作（S卩，拉动）窗帘处理装置时，允许电 机驱动单元120保持追踪窗帘处理装置110的称重元件116的位置。在这些实施例中，控制 器152甚至能在去除了电池138时，持续接收来自透射光传感器电路156的信号。因为保 持对控制器供电，所以控制器152会在手动调节时持续计算窗帘处理装置110的位置。应 当指出的是，本发明的窗帘处理装置Iio允许用户在任何时候手动调节窗帘处理装置的位 置，并且在电机使窗帘处理装置运动或手动移动窗帘处理装置时都会计算窗帘处理装置的 位置。
[0112] 本发明的另一个特征是控制器152优选地被配置成在失电（例如，如果电池138 耗尽）之后，直到将遮阳面料重置到其上限以后，控制器阻止电机驱动电路154降低蜂窝式 遮阳面料112的工作。因此，电机驱动单元120不会在失电情况下从当前上升的位置下降。 用户必须在能够降低遮阳面料之前，将蜂窝式遮阳面料112上升到全开位置
[0113] 如图9,电机驱动单元120包括一内部温度传感器160(即，室内温度传感器），位 于窗帘盒114的内侧122的附近；以及外部温度传感器162 (即，窗外温度传感器），位于窗 帘盒114的外侧124的附近。室内温度传感器160是可操作的，以测量电动窗帘处理装置 110所安装的室内的内部温度T int，而外部温度传感器162是可操作的，以测量窗帘盒114 与窗户104之间的外部温度Text。电机驱动单元120还包括一个感光器164,感光器位于窗 帘盒114的外侧124的附近，并且旨在测量可以照射到窗户104上的阳光量。可替代地，夕卜 部（窗侧）温度传感器162可以实施为一种传感器标签（在电池供电的电动窗帘处理装置 110的窗帘盒114的外部），传感器标签可黏贴到窗户的内表面上。传感器标签可以通过低 压线（未示出）连接到电动触发单元120上。
[0114] 控制器152接收来自内部温度传感器160、外部温度传感器162和感光器164的 输入。控制器152可以响应于内部温度传感器160、外部温度传感器162和感光器164的 信号，而以环保模式工作来控制配重元件116和蜂窝式遮阳面料112的位置，以实现节能。 当在环保模式工作时，例如，控制器152通过减少电动窗帘处理装置110所安装的建筑物内 其他控制系统所消耗的电量，来调节蜂窝式遮阳面料112覆盖窗户104的量，从而节能。例 如，控制器152可以调节配重元件116的当前位置P pkes来控制电动窗帘处理装置110所安 装的房间内进入的光线量，使得房间内的照明负载可以被关闭或变暗，从而节能。此外，控 制器152可以调节配重元件116的当前位置P pkes来控制通过窗户104的热流，从而减轻安 装电动窗帘处理装置110的建筑物内的暖通空调系统（FTAC)的负载。
[0115] 控制器152连接到接收用户输入的致动器126,用于响应于致动器126的致动而动 作。控制器152还连接到发光二极管（LED) 168,用于对致动器126进行照明，由此例如在配 置电动窗帘处理装置110或如果电池电压Vbatt很低的过程中提供反馈。
[0116] IR遥控器118可操作，响应于遥控器的致动器的致动，而经由IR信号发送预定数 量的数据包（即，数字信息）到电机驱动单元120,例如，6个数据包。遥控器118发送的各 个数字信息使用曼彻斯特编码进行编码。图13A是遥控器118发送的曼彻斯特编码的数字 信息250的实例。由于使用曼彻斯特编码，数字信息250的逻辑位，S卩，逻辑低位（或零电 位）亦或逻辑高位（或1位）被编码在该信息的过渡处（即，边缘）。特别地，遥控器118 生成一个"低到高"过渡以发送一逻辑高，并且生成"高到低"过渡以发送一逻辑低。曼彻 斯特编码的数字信息250被分成出现"高到低"过渡或"低到高"过渡的多个位时间段周期 TBIT-IK(例如，大约Θ00微秒），以由此对应地分别发送逻辑低位或逻辑高位。
[0117] 如前所述，控制器152生成IR使能控制信号VIK_EN，用于启用和禁用IR接收器166。 当IR遥控器118当前不发送IR信号到IR接收器166时，控制器152使IR接收器以睡眠 模式工作，从而保存电池电力。在睡眠模式中，IR接收器166在大部分时间被禁用，并且周 期性地短时间启用，以确定IR遥控器118是否开始发送IR信号。图13A图示了控制器152 在睡眠模式过程中生成的IR使能控制信号VIK_EN的实例。控制器152使IR接收器166周 期性地启用采样时间段T smpuk(例如，大约3. 2毫秒），以确定IR遥控器118是否当前正发 送IR信号。在启用IR接收器116之后，等待唤醒时间段TW_ UP(例如，大约2. 5毫秒），用于 让IR接收器在尝试检测表示存在IR信号的信号之前，达到它最大的敏感度。如果控制器 152在采样时间段T smpuk期间没有检测到来自IR接收器166的表示存在IR信号的信号， 则控制器再次禁用IR接收器。然而，如果控制器152检测到来自IR接收器166的表示遥 控器118当前正发送IR信号的信号，则控制器保持IR接收器166启用，使得控制器能够接 收曼彻斯特编码的数字信息250。
[0118] 由于IR遥控器118使用曼彻斯特编码来发送数字信息，所以当IR遥控器118发 送IR信号到IR接收器166时，确保在曼彻斯特编码的数字信息250的各个位时间段T bit IK 期间有至少一个"低到高"或"高到低"过渡。因此，在睡眠模式期间，IR使能控制信号VIK_EN 的采样时间段Tsm IK可以缩小成与曼彻斯特编码的数字信息250 (例如，大约900 μ sec)的 位时间段Tbit IK同样小。图13B示出了在不同的时间度量上的曼彻斯特编码数字信息250 和IR使能控制信号VIR-使能的实例。控制器152在唤醒时间段T whimk(例如，大约145. 7 毫秒）唤醒IR接收器166,使得在各个采样时间段Tsm之间存在睡眠时间段TSU)_ IK (例如， 大约140毫秒）。因此，控制器152可在睡眠模式期间使用大约3. 9%的占空比，来启用IR 接收器166。
[0119] 图14是控制器152周期性地（例如，大约每145. 7毫秒）执行的IR信号接收程 序300的简化流程图。在步骤310中，控制器152首先通过触发IR使能控制信号VIK_ EN变 为高位（即，大约达到电源电压Vcc)，来唤醒IR接收器166,然后在步骤312中，等待唤醒 时间段T W_UP( S卩，大约2. 5毫秒），用于使IR接收器达到它的最大敏感度，然后在步骤314 中，对IR能量进行采样。在步骤318中，如果控制器152在采样时间T sm IK结束之前没有 检测到步骤316中存在IR信号的指示，则在步骤320中，控制器152通过控制IR使能控制 信号V IK-EN变为低位（即，大约电路公共端），而使IR接收器166返回睡眠，并且IR信号接 收程序300结束。然而，如果在步骤315中，控制器152检测到遥控器118当前正发送R信 号，则在步骤322中，控制器152等待遥控器发送的数字信息开始。在步骤322中，如果在 步骤324的时间耗尽之前，控制器152开始接收信息，则在步骤324中，控制器152将所接 收的信息存储在接收（RX)缓冲器中。在步骤322中，如果在步骤324的时间耗尽之前，控 制器152没有接收到开始的信息，则在步骤320中，在退出IR信号接收程序300之前，控制 器使IR接收器166进入睡眠。
[0120] 图15是控制器152周期性地执行命令的程序400的简化流程图。在步骤410中， 如果RX缓冲器中没有命令，则仅仅退出命令程序400。然而，在步骤412中，如果在RX缓冲 器中存在一个打开命令，则在步骤414中，在命令程序400退出之前，控制器152将目标位 置P tamet设置成与全开位置Pfuu^pen相等。在步骤416中，如果接收的命令是关闭命令，则 在步骤418中，控制器152将目标位置P taket设置成与全关位置Pfuu^cmsed相等，并且命令程 序400退出。如果在步骤420中，接收的命令是上升命令，或者在步骤424中，接收的命令 是下降命令，则在命令程序400退出之前，在步骤422中或者在步骤426中，控制器152分 别使目标位置P TAK；ET增加预定的增量Λ F或使目标位置Ptamet减小预定的增量Λ F。
[0121] 图16是控制器152周期性地（例如，每2毫秒一次）执行的电机控制程序500的 简化流程图。如果在步骤510中，电机150当前并不在转动，并且在步骤512中，当前位置 Ppkes等于目标位置PTAM：ET，则电机控制程序5〇〇仅仅退出，而不控制电机。然而，如果在步骤 510中，电机150当前并不在转动，并且在步骤512中当前位置P pkes不等于目标位置Ptakcet, 则在步骤514中，控制器152控制电压调节控制信号V aw，从而将直流电源电压Vcc的幅值 调节成增加的幅值（即，大约3. 3伏特）。在步骤515中，控制器152则开始控制H桥触发电 路154,以驱动电机150,以便使称重元件116朝着目标位置P taket移动。如果在步骤510中， 电机150当前正在旋转，但是在步骤516中，当前位置Ppkes不等于目标位置P taket，则在步骤 518中，控制器152适当地持续驱动电机150,并且退出电机控制程序500。如果在步骤510 中，电机150当前正在旋转，并且在步骤516中当前位置P pkes现在等于目标位置Ptaket，则在 步骤520中，控制器152停止驱动电机，并且在步骤522中，控制电压调节控制信号V aw，从 而将直流电源电压Vcc的幅值调节成标称幅值（即，大约2. 7伏特）。则在步骤524中，控 制器152等待一个超时（例如，大约200毫秒），并且在步骤525中，使IR接收器166返回 睡眠。
[0122] 如之前所述，当电池电压Vbatt的幅值较低时，控制器152就在电池低电量模式下工 作。特别地，如果在步骤526中，电池电压V batt的幅值已经降低到第一电池电压阈值VB_TH1 以下，则控制器152在步骤528中开始以电池低电量模式工作，在此期间，控制器152会让 电机以减小的速度工作（即，一半的速度）。如果在步骤530中电池电压V batt的幅值小于 或等于第二电池电压阈值VB_TH2，则在步骤532中，控制器152通过在存储器中设置FINAL_ MOVE来允许蜂窝式遮阳面料112和称重元件116最后一次运动以到达全开位置PFUIiY_〇PEN。 在步骤534中，控制器152关闭电机驱动单元120的所有非必要的负载（例如，外部温度传 感器162、感光器164、内部温度传感器160和IR接收器166)，并且除了最后一次运动以到 达全开位置P fu^ien之外，阻止电机150使蜂窝式遮阳面料160和称重元件116运动。如 果在步骤536中电池电压V batt的幅值小于或等于第三电池电压阈值VB_TH3，在步骤538中， 控制器152使自身关闭，使得电机驱动单元120中没有其他电路消耗任何电力，因此防止电 池138发生可能的任何渗漏。另外，退出电机控制程序500。
[0123] 根据本发明的替代实施例，在控制器触发H桥触发电路154以转动电机150时， 控制器152可操作，监测电池电SV batt的幅值。由于各个电池138相当于一个等效串联电 阻（ESR)，所以当电机150旋转并且从电池抽取最大量的电流（即，峰值电流）时，电池电 压V batt的幅值将会是最低的幅值。根据替代实施例，控制器152仅仅比较电池电压Vbatt的 幅值和单个电池电压阈值V B_TH(例如，每个电池大约0. 8伏特）。当控制器152驱动电机 150,（即，当控制器在正常的工作模式下工作时），同时电池电压Vbatt的幅值首次下降到电 池电压阈值V B_TH以下时，控制器就开始在第一电池低电量模式下工作，在此期间，控制器使 电机以减小的速度转动（例如，一半的速度）。因此，在第一电池低电量模式中电机150会 从电池138抽取很少的电流，并且电池电压V batt的幅值会恢复，即，增加回升到电池电压阈 值VB_TH以上。
[0124] 当电池电压Vbatt的幅值再次下降到电池电压阈值VB_ TH以下时，S卩，当控制器152在 第一电池低电量模式下驱动电机150时，控制器开始在第二电池低电量模式下工作，在此 期间，控制器152停止驱动电机150,并且仅仅使LED168闪烁（并且因此致动器126)，来给 用户提供反馈，告诉用户电池电压Vbatt偏低。再一次地，电池电压Vbatt会恢复，并且上升到 电池电压阈值￥_以上。当电池电压Vbatt的幅值在第二电池低电量模式中下降到电池电压 阈值VB_ TH以下时，则控制器152进入第三电池低电量模式，其中控制器休眠（例如，关闭）， 使得电机驱动单元120的电路从电池138抽取最小的电流量，并且避免电池发生潜在的渗 漏。
[0125] 因为在H桥触发电路154以恒定频率（S卩，大约20kHz)的PWN信号驱动电机150 时，控制器152正在监测电池电压V batt的幅值，所以根据替代实施例，在电池监测电路158 的输出与控制器152之间连接低通滤波器电路，因此在电池电压V batt上使20kHz的波纹平 滑化。此外，控制器152可用于以在采样周期（例如，大约3ysec)内对滤波的电池监测控 制信号V?进行采样，从而采集预定数量的样本（例如，大约16个样本），然后对这些预定 数量的样本求平均值，以产生可以与电池电压阈值％_?进行比较的电池电压样本。
[0126] 图17是根据本发明的替代实施例的由控制器152周期性地（例如，每2毫秒一 次）执行的电机控制程序550的简化流程图。然而，如果在步骤560中，电机150当前并不 在转动，并且在步骤562中，当前位置P pkes不等于目标位置Ptaket，则在步骤564中，控制器 152控制电压调节控制信号V aw，从而将直流电源电压Vcc的幅值调节成增加的幅值。在步 骤566中，则控制器152适当地驱动电机150,以使称重元件116朝着目标位置P taket运动， 并且退出电机控制程序500。
[0127] 如果在步骤560中，电机150当前正在旋转，但是在步骤568中当前位置Ppkes还不 等于目标位置P tamet，则在步骤570中，控制器152继续驱动电机150。然后在步骤572中， 控制器152将电池电压V batt的幅值（即，产生的电池电压样本）与电池电压阈值VB_TH进行 比较。如果在步骤572中，电池电压V batt的幅值小于或等于电池电压阈值VB_TH，并且在步骤 574中，控制器152在正常模式下工作，则在步骤576中，控制器152开始在第一电池低电量 模式中工作，在此期间，控制器使电机150以减小的速度（即，一半的速度）工作。如果在 步骤574中，控制器152不是在正常模式下工作，而是在步骤578中的第一电池低电量模式 下工作，则在步骤580中，控制器开始在第二电池低电量模式下工作，在此期间，控制器停 止驱动电机150。然后在步骤582中，控制器152开始使LED168闪烁，并且致动器126提供 电池电压V batt低的反馈，并且退出电机控制步骤500。
[0128] 当在步骤568中，当前位置Ppkes变成等于目标位置Ptamet时，在步骤584中，控制器 152停止驱动电机，并且在步骤588中控制电压调节控制信号V aw以调节直流电源电压Vcc 的幅值为标称幅值。然后在步骤590中，控制器152等待超时，（例如，大约200毫秒），并 且在步骤590中，使IR接收器166进入睡眠。如果在步骤560中，电机150当前不是在旋 转，并且在步骤562中当前位置P pkes等于目标位置Ptaket，则在步骤592中，当控制器在第二 电池低电量模式下工作时，控制器152检测电池电压V batt的幅值。如果在步骤594中，当在 步骤592中控制器在第二电池低电量模式下工作时，电池电压Vbatt的幅值小于或等于电池 电压阈值％_?，则在步骤596中，控制器152开始在第三电池低电量模式下工作，并且在步 骤598中关闭（即，休眠），使得电机驱动单元120的电路从电池138抽取最小的电流量，并 且防止电池发生潜在的渗漏。虽然当控制器在第二电池低电量模式下工作时，在每次执行 电机控制程序550时（例如，每2毫秒一次），控制器152都检查电池电压V batt的幅值是否 小于或等于电池电压阈值VB_TH，但是在第二电池低电量模式下，控制器152可以可替代地监 测电池电压Vbatt的幅值作为单独的程序的一部分，这个程序执行的频率可以更少，例如，每 个小时执行一次。
[0129] 图18A是当控制器在环保模式中工作时，控制器152周期性地执行的环保模式程 序600的简化流程图。例如，控制器152响应于从IR遥控器118接收的命令而进入环保模 式。当执行环保模式程序600时，在步骤610中，控制器152使用感光器164来首先确定 在一天中当前时间是白天还是夜晚，所述感光器面对前面安装有电动窗帘处理装置110的 窗户104设置。例如，如果感光器164测量的光强度小于夜晚强度阈值，则控制器152可以 确定在一天中当前时间是白天。夜晚强度阈值可以被预定，并且存储在控制器152的存储 器中。作为另一种方式，控制器152可用于通过测量由感光器164经过一段时间之后所测 量的最小光强度，来修改夜晚强度阈值，并且基于这些测量来更新夜晚强度阈值。如果在步 骤610中控制器152确定在一天中当前时间是白天，则在步骤612中，控制器涉及目标位置 Ptaket等于全关位置P^ykked，并且退出环保模式程序600。
[0130] 如果在步骤610中，控制器152确定当前时间是白天，则在步骤614中，控制器152 确定在一年中的当前时间，例如，通过确定在一年中当前时间是夏天还是冬天。控制器152 可，确定白天的长度（例如，在一天中感光器164测量的光强度超过了夜晚强度阈值的时 间），并且将所确定的白天的长度与代表典型的白天长度的数据进行比较，例如，来自美国 采暖、制冷与空调工程师学会（ASHRAE)的数据。
[0131] 在步骤616中，控制器152还能通过将外部温度传感器162测量的外部温度Text 与室内温度传感器160测量的温度Tint进行比较，来确定热量是通过窗户104流入室内还 是流出室内。例如，外部温度T ext大于室内温度Tint，则控制器152可以确定热量通过窗户 104流入室内。如果外部温度T ext小于室内温度Tint，则控制器152可以确定热量流出窗户 104。
[0132] 在步骤614中，如果在一年中的当前时间是夏天，并且在步骤616中，热量通过 窗户104流入室内，则在步骤612中，控制器152将目标位置P tamet设置成等于全关位置 Phy^ked,以关闭电动窗帘处理装置11〇,并且防止阳光加热室内。在步骤614中，如果在 一年中的当前时间是夏天，并且在步骤616中，热量流出窗户104,则在步骤618中，控制器 152将目标位置P taket设置成等于全开位置Pfu^ien，以打开电动窗帘处理装置110,从而充 分利用阳光，使得可以让室内的照明负载关闭或变暗。在步骤614中，如果在一年中的当前 时间是冬天，并且在步骤620中，热量通过窗户104流入室内，则在步骤618中，控制器152 打开电动窗帘处理装置110,以允许阳光加热室内。在步骤614中，如果在一年中的当前时 间是冬天，并且在步骤620中热量流出室内，则在步骤622中，控制器152关闭电动窗帘处 理装置110,以绝缘室内，并且防止热量流出室内。
[0133] 图18B是当控制器在环保模式中工作时控制器152周期性地执行的根据替代实 施例的环保模式程序600'的简化流程图。环保模式程序600'的许多步骤与环保模式程 序600的步骤相同。不过，在步骤610中，控制器152确定当前时间是白天，则在步骤614' 中，控制器确定在一年中当前时间是否是夏天。如果控制器152确定在一年中当前时间是 夏天，则在退出环保模式程序600'之前，在步骤612中，控制器152仅仅将目标位置P tamet 设置成等于全关位置Phy^ked,以关闭电动窗帘处理装置11〇,并且防止阳光加热室内。另 夕卜，在退出环保模式程序600'之前，控制器152对环保模式程序600执行如上所述的步骤 618-622。
[0134] 作为另外一种选择，电动触发单元120可以不包括内部温度传感器160,但是可以 简单地假设室内的内部温度T int是预定的室温（例如，大约22°C)。可替代地，IR接收器 166可以包括射频（RF)接收器或收发器，用于接收由RF遥控器发送的RF信号。图19是电 动窗帘处理系统700的透视图，所述系统具有电池供电的电动窗帘处理装置710和射频遥 控器718,所述遥控器用于通过使用例如频移键控（FSK)调制技术来发送RF信号706到电 动窗帘处理装置，由此来控制的电动窗帘处理装置的工作。特别地，RF遥控器718可响应 于多个按钮，例如打开按钮790、关闭按钮792、上升按钮794、下降按钮796和预置按钮798 等的触发，来发送包括命令的数字信息，从而控制电动窗帘处理装置710。电动窗帘处理装 置710响应于遥控器718的启动按钮790和关闭按钮792的致动，来分别控制蜂窝式遮阳 面料112到全开位置Ρ_ γ__和全关位置Ρ_γ_α_。电动窗帘处理装置710响应于上升按 钮794和下降按钮796,而分别升起和降下蜂窝式遮阳面料112。电动窗帘处理装置710响 应于预置按钮798的致动来控制蜂窝式遮阳面料112到预设位置P PKESET。
[0135] 图20是第二实施例的电池供电的电动窗帘处理装置710的电机驱动单元720的 简化方框图。第二实施例的电机驱动单元720实质上与第一实施例的电机驱动单元120大 致相同。然而，电机驱动单元720包括连接到天线768(例如，有线天线）的RF接收器766， 用于接收RF信号706。天线768经由表面声波（SAW)滤波器769 (例如，EPcosAG制造的型 号为B3580)连接到RF接收器766,该滤波器用于对RF噪声进行滤波，随后将进行更加详细 地描述。RF接收器766可操作，提供代表接收RF信号706的RF数据控制信号V KF_DATA到控 制器752,使得控制器可操作，响应于所接收的信号来控制H桥电机驱动电路154。
[0136] 图21A和21B是第二实施例的电动窗帘处理装置710的电机驱动单元720和窗帘 盒114的部分透视图。天线768被配置成从电机驱动单元720延伸并且容纳在细长的天 线线盒770中。如图21A所示，天线线盒770可以位于紧邻窗帘盒114的外侧124上方的 电机驱动单元720的第一位置。天线线盒770可以从第一位置去除，并将其重新放置在第 二位置，在第二位置处，天线768稍微从电机驱动单元720偏移（例如，大约0. 4英寸的距 离），如图21B所示。天线线盒770包括夹子772,所述夹子被配置成在第二位置中扣合在 窗帘盒114的外侧124的顶部边缘上。天线线盒770提供一个用于调节RF接收器766的 RF敏感度、且由此调节RF接收器766消耗的功率的机械装置。当天线线盒770位于第二位 置时（如图21B所示），RF接收器766具有增大的敏感度（例如，增大大约3dB)，并且因此 可操作，接收比天线线盒位于第一位置时（如图21A所示）更多的RF信号706。然而，增大 的RF敏感度也代表着RF接收器766会消耗更多的功率。因此，天线线盒770可以移动到 第一位置，在第一位置处，RF接收器766具有减小的RF敏感度，但是消耗更少的功率。
[0137] 重新参照图20,电机驱动单元720包括4个电池，其中串联连接的两个电池738A 产生第一电池电压Vbatti，另外串联连接的两个电池产生第二电池电压Vbatt2。第一电池电压 Vbatti提供给电机驱动电路154,用于驱动电机150,而第二电池电压Vbatt2提供给电源157。 如果电源157包括线性稳压器，则第二实施例的电机驱动单元720的电源会消耗更小的功 率并且会比第一实施例的电机驱动单元120更加高效，因为第二电池电压V batt2的幅值小于 第一实施例的4个串联组合的电池138所产生的电池电压Vbatt。，电机驱动单元720还可以 包括一个或多个电池监测电路（未示出），例如第一实施例的电池监测电路158,用于监测 第一和第二电池电压VBATT1、Vbatt2。电机驱动单元720还可以包括与例如用于H桥电机驱动 电路154的电池738A串联的至少一个PTC热敏电阻器。此外，电机驱动单元720还可以包 括替代电源（例如，第一实施例的备用电源150)，用于在去除电池738B之后，给控制器752 供电。作为另外一种选择，与第一实施例中相同，电机驱动单兀720的4个电池738A、738B 也可以全部串联以产生一单一的电池电压Vbatt。
[0138] 根据本发明的第二实施例，可以容易地对电动窗帘处理装置710和RF遥控器718 进行编程，使得电动窗帘处理装置710响应于遥控器718的按钮790-798的致动。首先，用 户可以通过致动电机驱动单元720上的致动器126,而使遥控器718与电动窗帘处理装置 710进行关联，然后按下并保持遥控器上的关闭按钮792 -段预定时间（例如，大约5秒）。 在遥控器718与电动窗帘处理装置710进行关联之后，电动窗帘处理装置对遥控器发送的 RF信号706进行响应。用户可以通过以下方式对电动窗帘处理装置710的预设位置P预设 进行编程：致动遥控器718的上升和下降按钮794、796来调节称重元件116的位置到期望 高度，然后按下并保持预置按钮798 -段预定的时间。
[0139] 用户还可以使用遥控器718来对电动窗帘处理装置710的上限和下限（S卩，全开 位置P FUUM)EN和全关位置PFU^a_)进行编程。为了进入极限编程模式，用户致动电机驱 动单元720上的致动器126,然后同时按下并保持遥控器718的打开按钮790和上升按钮 794-段预定时间（S卩，大约5秒）。为了对下限进行编程，用户致动遥控器718的上升按钮 794和下降按钮796,以调节称重元件116的位置到期望的全关位置P FU^_a()SED，然后按下关 闭按钮792 -段预定时间。为了对上限进行编程，用户致动遥控器718的上升按钮794和 下降按钮796,以调节称重元件116的位置到期望的全开位置P fuu^pen，然后按下打开按钮 794 -段预定时间。然后用户可以按下并保持遥控器718的打开按钮790和上升按钮794 一段预定的时间，以退出极限编程模式。
[0140] RF接收器766和控制器752都能够以睡眠模式（即，低功率模式）工作以保存电 池电力。在睡眠模式期间，RF接收器766可周期性地唤醒，从而对任何RF信号706进行采 样（例如，收听），这将在下面详细说明。在RF接收器766正检测是否存在任何RF信号706 的情况下，RF接收器经由RF唤醒信号V kf W_UP来唤醒控制器752,使得控制器可以开始处理 所接收的RF信号。特别地，RF接收器766响应于检测特定的频带内的任何RF能量来唤醒 控制器752。每当控制器752响应于RF唤醒信号V kf W_UP被唤醒时，控制器就消耗了额外的 功率（由于控制器在唤醒时是完全供电的）。这种额外的功耗减少了电池738B的使用寿 命，并且因此，最佳的是，RF接收器766仅在必要时唤醒控制器752。
[0141] 图22A示出了 SAW滤波器769的简化频率响应的实例。频率780示出了 RF信号 706的一实例频率。频率响应782示出了仅仅天线768和RF接收器766的响应（即，在没 有SAW滤波器769的情况下的响应）。如图22A所示，频率响应782跨越很宽的频率范围 (例如，最多80MHz频带）。因此，RF接收器766可以响应于干扰信号784。特别地，RF接收 器766 (在不存在SAW滤波器769的情况下）会检测干扰信号784的存在，因此，会经由RF 唤醒信号Vkfwaup AS来唤醒控制器752。当控制器752开始处理干扰信号784时，控制器会适 当地忽视这种干扰信号，因为控制器会认为干扰信号不是RF信号706。然而，如上所述，控 制器752消耗额外的功率以处理干扰信号784,并且这对电池738B的使用寿命产生了不利 影响。图22A还图示了 SAW频率响应786,该频率响应比频率响应782跨越的带宽窄很多。 特别地，SAW频率响应786不会包括干扰信号784。因此，SAW滤波器769对干扰信号（例 如，干扰信号784)进行滤波，并且这允许不会不必要地唤醒控制器752,因此还保存了电池 738B的使用寿命。
[0142] 图22B是RF遥控器718发送到电动窗帘处理装置710的数据发送事件和电机驱 动单元720的RF接收器766的采样事件的简化时序图。遥控器718经由RF信号706发送 数据包（例如，控制信息），每个数据包具有一个数据包时间段T pmet (例如，大约5毫秒）。 在给定的数据发送信号中，各个数据包典型地被发送多次（例如，最多12次）。在各个数据 包之间，存在数据包中断时间段T m Bffi (例如，大约70毫秒），使得遥控器以每秒大约13. 3 个数据包的发送率发送数据信息。电机驱动单元720的RF接收器766可操作，在RF采样 时间段内Ts"唤醒并接收任何RF信号706。如果在T sm KF期间没有检测到RF信号706， 则RF接收器766进入RF睡眠时间段Tsuj KF，使得RF接收器在采样时间段Tsmi^内对RF数据 进行采样。可替代地，中断时间段Tpkt bek可以不是固定的值，但是可以是在各个发送数据包 之间变化的或随机的时间。
[0143] RF接收器766的RF采样时间段Tsm KF和RF睡眠时间段Tap KF的大小可以进行适 当地调整，以确保RF采样时间段Ts"与数据发送事件的预定数量的连续数据包中的至少 一个数据包一致。因此，RF接收器766的RF睡眠时间段T SU) KF可以比这个数据包的时间段 Tpacket长很多。此外，RF样本时间段Tsm KF可以明显比数据包时间段Tpacket短。因此，RF接 收器766可比现有技术的RF接收器睡眠更长的时间段，因此延长电机驱动单元720的电池 738B的使用寿命。例如，RF样本时间段T smjff和RF睡眠时间段TSU) KF可以分别调节成大 约0. 1毫秒和17. 8毫秒，以确保RF样本时间段T"与数据发送事件的5个连续数据包 中的至少一个数据包相一致。
[0144] 图22Β中示出了数据发送事件的4个数据包800、802、804和806。在to时间，遥 控器718经由RF信号706开始发送第一数据包800。因为第一数据包是在RF睡眠时间段 TaP_KF内（即，当RF接收器正在睡眠时）发送的，所以RF接收器766没有接收到第一数据包 800。换句话讲，数据包800的发送没有与RF接收器的一个RF采样事件810相一致。同样 地，因为第一数据包也是在RF睡眠时间T ap KF内发送的，并且没有与RF接收器766的RF采 样事件810之一相一致，所以RF接收器766没有接收到在ti时间发送的第二数据包802。
[0145] 在t2时间，RF接收器766发送并检测到第三数据包804,于是该RF接收器唤醒控 制器752。由于控制器752在第三数据包804的发送过程中被唤醒（即，错过了第三数据 包发送的开始），所以控制器无法正确地处理第三数据包中包括的数据。然而，控制器752 可充分地处理第三数据包804,从而确定会在数据包中断时间T pkt bek之后发送第四数据包 806。因此，控制器752和RF接收器766可操作进入睡眠模式小睡时间段Tsnqqze，该时间段 大约等于或稍微小于数据包中断时间段T pkt ΒΚΚ。如图22B所示，当发送第四数据包806时， 小睡时间段T恰在t3时间之前结束。换句话讲，小睡时间段T的持续时间足够短，以确保 及时唤醒RF接收器766,从而接收完整发送的第四数据包806。
[0146] 当小睡时间段T结束时，RF接收器766和控制器752被唤醒，并且RF收发器在至 少RF样本时间段T sm KF开始接收RF信号706。因为当遥控器718开始发送第四数据包806 时，RF接收器766和控制器752在t3时间被唤醒，所以接收器能够接收整个数据包。接收 器766持续RF开启时间段T KF，并且可在RF接收事件812期间接收整个数据包806,使得 控制器752能够正确地处理数据包806的数据。因此，因为RF接收器766和控制器752在 小睡时间段T内返回睡眠（并且在等待要发送的下一个数据包的同时没有完全被唤醒和没 有完全供电），从而进一步保存了电池738B的使用寿命。
[0147] 图23是在步骤910中控制器752在响应于RF唤醒信号Vkf W_UP被唤醒之后执行的 RF信号接收程序900的简化流程图。控制器752使用小睡标志来保持追踪RF接收器766 何时进入小睡时间段T的睡眠。如果在步骤912中没有设置小睡标志（即，RF接收器766 还没有进入小睡时间段T)，并且在步骤914中，控制器752没有检测到存在RF信号，则在 步骤916中，控制器752直接返回睡眠，并且退出RF信号接收程序900。然而，如果在步骤 914中控制器752检测到RF信号，则在步骤918中，控制器设置小睡标志，并且在步骤920 中，使RF接收器进入小睡时间段。然后在步骤916中，在退出RF信号接收程序900之前， 控制器752返回睡眠。
[0148] 如果在步骤912中设置小睡标志（即，RF接收器766已进入小睡时间段T的睡 眠），则在步骤922中，控制器752首先清除小睡标志，然后准备接收数字信息。如果在步 骤924中，RF接收器766没有接收到数字信息的开始，则在退出RF信号接收程序900之前， 在步骤926中，控制器752使RF接收器进入RF睡眠时间段T SU) KF的睡眠，并且返回在步骤 916中的睡眠。然而，如果在步骤924中RF接收器766正在开始接收数字信息，则在步骤 928中，控制器752在接收（RX)缓冲器中存储接收的信息，并且在步骤930中，使RF接收器 进入RF睡眠时间段T ap KF的RF睡眠时间段。RF信号接收程序900在控制器752不返回睡 眠的情况下退出。控制器752在处理接收的数字信息之后会返回睡眠。
[0149] 图24是根据本发明的第三实施例的具有多个电动窗帘处理装置1010的射频（RF) 负载控制系统1000的简化视图。第三实施例的各个电池供电的电动窗帘处理装置1010都 与第二实施例的电池供电的电动窗帘处理装置710具有非常相同的结构（如图20所示）。 然后，第三实施例的各个电动窗帘处理装置1010包括电机驱动单元1020，其具有RF收发器 (未示出）而非RF接收器766,使得电动窗帘处理装置可操作，发送和接收RF信号1002。 负载控制系统1000的控制装置可操作，使用数据包时间段T pacxet (例如，大约5毫秒）和数 据包中断时间段Tpkt ΒΚΚ(例如，大约70毫秒）来发送数据包，这与第二实施例中相同。
[0150] 如第二实施例所述，各个电动窗帘处理装置1010可操作，在采样时间段TshJ例 如，大约17. 8毫秒）内启用RF收发器，从而检测当前是否正在发送RF信号1002。各个电 动窗帘处理装置1010可操作，使RF收发器睡眠比数据包时间段T pmet (例如，大约17. 3毫 秒）长很多的RF睡眠时间段TSU) KF，并且启用RF收发器比数据包时间段Tpmet (例如，大约 5毫秒）长很多的RF样本时间段T"，以便保存电池电力。如图23所示，电动窗帘处理 装置1010执行与第二实施例的RF信号接收程序900相同的RF信号接收程序。然而，第三 实施例的电动窗帘处理装置1010在RF样本时间段T sm KF期间在检测到RF信号之后不会 使RF收发器进入小睡时间段T。相反，第三实施例的电动窗帘处理装置1010在RF样本时 间段T"期间，仅仅保持在检测到RF信号之后的状态。
[0151] 如图24所示，负载控制系统1000还包括照明控制设备，例如，通过线电压线路 1005连接到交流电（AC)电源1004的壁挂式变光开关1030。变光开关1030调节分配给 照明负载1032的电功率值，从而控制照明负载的照明强度。变光开关1030可经由RF信 号1002发送并接收数字信息，并且可响应于经由RF信号接收的数字信息，来调节照明负载 1032的照明强度。变光开关1030使用例如大约50%的占空比，来启用RF收发器的采样 时间段Tsm(例如，大约17. 8毫秒），使得变光开关1030启用RF收发器的RF样本时间段 Tsm (例如，大约8. 9毫秒），并且使RF收发器进入RF睡眠时间段Tap KF (例如，大约8. 9毫 秒）。因此，变光开关1030所使用的RF睡眠时间段Tap KF比数据包时间段Tpmet更长，以便 减少变光开关1030所消耗的总功率。
[0152] 负载控制系统1000还包括壁挂式按钮键盘1040和电池供电的台式按钮键盘 1042。壁挂式按钮键盘1040是经由线电压线路1005从交流电压1004供电的，并且台式按 钮键盘1042是电池供电的设备。键盘1040、1042两者经由RF信号1002发送数字信息到 变光开关1030,以便对照明负载1032执行远程控制。此外，各个键盘1040、1042可操作，经 由RF信号1002从变光开关1030接收数字状态信息，以便显示照明负载1032的状态（即， 开/关状态和/或强度水平）。负载控制系统1000还包括电池供电的遥控器1044,其经由 RF信号1002来发送数字信息到变光开关1030,以便对照明负载1032执行远程控制。壁挂 式按钮键盘1040、台式按钮键盘1042和遥控器1044也可通过RF信号1002来发送数字信 息，从而调节电池供电的电动窗帘处理装置1010的当前位置P pkes。此外，电池供电的电动 窗帘处理装置1010可用于发送状态信息到壁挂式键盘1040和台式按钮键盘1042。
[0153] 负载控制系统1000还包括电池供电的无线入住传感器1046,用来检测入住传感 器所安装的空间中的入住率条件（即，居住者存在）或空置条件（即，居住者不在）。入住 传感器1046可响应于检测空间的入住率条件或空置条件，来经由RF信号1002无线地发送 数字信息到变光开关1030。例如，响应于检测空间中入住率条件，入住传感器1046可以发 送数字信息到变光开关1030,从而由变光开关开启照明负载1032,并且响应于检测空间的 空置条件，发送数字信息到变光开关，从而使变光开关关闭照明负载。作为另外一种选择， 入住传感器1046可以实施为控制传感器，使得变光开关1030响应于接收来自空置传感器 的空置命令，而仅仅关闭照明负载1032。在2011年5月10日申请的题为"电池供电的入 住传感器"的共同转让的美国专利申请No. 7,940, 167,在2011年8月30日申请的题为"具 有入住传感器的射频照明控制系统"的美国专利申请No. 8, 009, 042,以及在2009年2月13 日申请的题为"用于空置控制无线传感器的方法和设备"的美国专利申请No. 12/371，027 中已详细地描述了具有入住传感器和空置传感器的RF负载控制系统的实例，这些申请的 全部公开内容通过引用的方式并入本申请中以供参考。
[0154] 负载控制系统1000还包括电池供电的日光传感器1048,用于测量日光传感器所 安装的空间中的环境光强度。日光传感器1048经由RF信号1002无线地发送数字信息到 变光开关1030。例如，如果日光传感器所检测的环境光强度小于设定点的光强度，则日光传 感器1048可以发送数字信息到变光开关1030,增大变光开关1030的光负载强度，并且如 果环境光强度大于设定点的光强度，则减小照明负载1032的强度。例如，日光传感器648 发送的数据包的数据中断时间段T pkt ΒΚΚ可以是可变的，作为所测量的光强度的函数。电池 供电的电动窗帘处理装置1010可用于以经由RF信号1002接收来自入住传感器1046和日 光传感器1048的数字信息，并且调节窗帘处理装置的当前位置。在2010年3月19日申请 的、题为"电池供电的无线日光传感器"的共同转让的美国专利申请No. 12/727, 956,以及在 2010年3月19日申请的、题为"校准日光传感器的方法"的美国专利申请No. 12/727,923 中都完整地描述了具有日光传感器的RF负载控制系统的实例，这些申请的全部公开内容 通过引用的方式并入本申请中以供参考。
[0155] 负载控制系统1000还包括电池供电的温度控制设备1050(即，恒温器），其可控 制加热和/或冷却系统，例如加热、通风和空调（HVAC)系统1052。温度控制设备1050可 以通过以下方式连接到HVAC系统1052 :HVAC通信链路1054,例如，一个数字通信链路（例 如，RS-485链路、以太网链路或RCnctM连路），或者可通过无线通信链路（例如，射频通信 链路）。温度控制设备1050可以包括内部温度传感器，用于确定温度控制设备的所处的空 间内的当前温度。温度控制设备1050发送合适的数字信息到HVAC系统1052,以对着建筑 物内设定点的当前温度进行控制。可替代地，HVAC通信链路1054可以包括更加传统的模拟 控制链路，用于仅仅开启和关闭HVAC系统1052。温度控制设备1050包括用户界面，例如， 触屏1056,用于显示当前温度和设定点温度，并且用于接收调节设定点温度的用户输入。温 度控制设备1050是可操作的，以接收来自无线温度传感器1056的RF信号1002,用于确定 空间内例如远离温度控制设备1050的位置处的当前温度。此外，各个电动窗帘处理装置 1010的电机驱动单元1020可用于以从内部和/或外部温度传感器160U62发送温度测量 结果到温度控制设备1050。
[0156] 负载控制系统100的各个电池供电的设备（S卩，台式按钮键盘1042、遥控器1044、 入住传感器1046、日光传感器1048和温度控制设备1050)在采样时间段T shJ例如，大约 17. 8毫秒）内启用它们各自的RF收发器，从而检测是否当前正在发送RF信号1002,这些 与针对电动窗帘处理装置1010的上述描述相同。各个这些电池供电的设备使它的RF收发 器睡眠比数据包时间段T pacxet(例如，大约5毫秒）长很多的RF睡眠时间段Tsuj kf，并且启 用RF收发器比数据包时间段ΤΡ_τ(例如，大约17. 3毫秒）短很多的RF采样时间段Tsm KF，以便保持电池电力。
[0157] 负载控制系统1000还包括信号中继器1060AU060B，所述中继器可重新发送任何 接收的数字信息，从而确保负载控制系统的所有控制设备都接收到了所有的RF信号1002。 负载控制系统1000根据系统的物理尺寸，还可包括例如，1至5个信号中继器。负载控制 系统1000的各个控制设备（例如，电动窗帘处理装置1010、变光开关1030、台式按钮键盘 1042、壁挂式按钮键盘1040、入住传感器1046、日光传感器1048和温度控制设备1050)位 于信号中继器1060A、1060B的至少一个的通信范围内。信号中继器1060A、1060B经由插入 插座1064的电源1062由交流电源1004供电。
[0158] 根据本发明的第三实施例，信号中继器之一（例如，信号中继器1060A)充当"主" 中继器（即，主控制器），以便于负载控制系统1000的工作。主中继器1060A具有存储在存 储器中的数据库，其限定了负载控制系统的工作。例如，主中继器1060A可操作，确定哪个 照明负载1032被供电，并且据此使用数据库来控制变光开关1030和键盘1042、1040的任 何视觉指示，从而给负载控制系统1000的用户提供适当的反馈。此外，负载控制系统的控 制设备可用于以发送状态信息到信号中继器1060A、1060B。例如，各个电动窗帘处理装置 1010的电机驱动单元1020可用于以发送代表各个电池电压的幅值的数字信息到信号中继 器1060AU060B，当在电池低电量模式下工作时，发送包括电池低电量指示的数字信息到信 号中继器，或发送代表电动窗帘处理装置的当前位置P pkes的数字信息。
[0159] 如上所述，负载控制系统1000根据系统的物理幅值可以包括1至5个信号中继 器。负载控制系统100的各个控制设备可操作，响应于负载控制系统1000内的信号中继器 的总数Nkptk来调节RF采样时间段TSMa。特别地，各个控制设备可操作，在保持RF采样时 间段TSMPUiF恒定的同时，调节RF睡眠时间段Tsuj KF。控制设备调节各个采样时间段，因为可 以根据负载控制系统1000内的中继器的数量经由RF信号1002来不同地发送数据包。特 别地，数据发送的数据包中断时间段T pkt Bffi可以响应于中继器的数量而变化，从而确保负 载控制系统1000中信号中继器具有足够的时间来传播给定的数据包。因为数据包中断时 间段T pkt Bffi是对各个控制设备的RF睡眠时间段TSU) KF进行定值从而确保RF采样事件与参 照图22B如上所述的数据包发送相一致的因素，所以如果发送的数据包的数据中断时间段 Tpkt跚发生变化，贝丨J RF睡眠时间Tslp KF据此也发生变化。
[0160] 图25是负载控制系统1000的任何控制设备（例如，电机驱动单元1020)可以执 行的RF采样率选择程序1100的简化流程图。通常，可以在配置电机驱动单元1012的过程 中执行采样率程序1100。在负载控制系统1000中存在至少一个信号中继器（例如，信号 中继器1060A)的情况下，信号中继器会发送信息到电机驱动单元1020,以通知电机驱动单 元在负载控制系统中中继器N kptk的总数。在步骤1110中，电机驱动单元1020确定它是否 收到包括中继器数量Nkptk的数据包。在电机驱动单元1020没有收到这种数据包的情况下， 则电机驱动单元假定它在不包括信号中继器的负载控制系统中工作。因此，在退出RF采样 率选择程序1100之前，在步骤1112中，电机驱动单元1020使用第一 RF睡眠时间段值Tsuj KF1 (例如，大约17. 8毫秒）作为RF睡眠时间段TSULKF。
[0161] 如果电机驱动单元1020收到了包括中继器的数量Nkptk的数据包，则在步骤1114 中，电机驱动单元确定中继器的数量N kptk是否大于3。如果在步骤1114中，中继器的数量 Nkptk不大于3,则在退出采样率选择程序1100之前，电机驱动单元1020使用第一睡眠时间 段值T ap KF(即，大约17. 8毫秒）作为RF睡眠时间段TSU) KF。在步骤1114中，如果中继器 的数量Nkptk大于3,则在步骤1116中，在退出RF采样率选择程序1100之前，电机驱动单元 1020使用第二RF睡眠时间段值T suj KF2 (例如，大约16. 3毫秒）作为RF睡眠时间段Tap KF。 RF采样率选择程序1100确保了电机驱动单元1020响应于负载控制系统1000中的中继器 的数量来调节它的RF采样率T SMa，从而优化了可靠性、响应时间和电池使用寿命。负载控制 系统1000的其他电池供电的设备（即，台式按钮键盘1042、遥控器1044、入住传感器1046、 日光传感器1048和温度控制设备1050)也可以执行RF采样率选择程序1100。
[0162] 负载控制系统1000的控制设备的RF收发器的特征在于用于检测发送的RF信号 1002的信号强度阈值。特别地，负载控制系统1000的各个控制设备的RF收发器的特征在 于具有可调节的信号强度阈值。图26是例如一个电机驱动单元1020的RF收发器的各种 信号强度阈值的简化视图。特别地，图26图示了 RF收发器的两个信号强度阈值：第一阈值 (例如，扩展的电池阈值）以及具有比第一阈值的幅值更小的第二阈值（例如，扩展范围的 阈值）。第一和第二阈值1160、1170维持在最近的信号中继器（例如，信号中继器1060A、 1060B之一）的本底噪声1180与信号强度1150之间。虽然参照图26描述了电动窗帘处理 装置1020,但是负载控制系统1000的其他电池供电的设备（即，台式按钮键盘1042、遥控 器1044、入住传感器1046、日光传感器1048和温度控制设备1050)也可以具有RF收发器， 该收发器具有可调的信号强度阈值。
[0163] 在各个电机驱动单元1020的配置或设置过程中，用户可以进行操作来选择具有 第一阈值1160亦或第二阈值1170的RF收发器的信号强度。当使用第二阈值1170来检测 RF信号1002时，RF收发器可操作，检测可以提高RF收发器的范围性能的更低信号强度的 RF信号（即，RF收发器可以检测从位于更远的控制设备所发送的RF信号）。然而，第二阈 值1170可以使得RF收发器对噪声事件更加敏感，因为本底噪声1080偶尔会超过第二阈 值。在RF采样时间段T sm KF期间，每当RF收发器接收到超过第二阈值1170的任何RF能 量（RF信号1002、RF噪声等），RF收发器就唤醒电机驱动单元1020的控制器，使得控制器 消耗额外的功率，最终减少电机驱动单元的电池的使用寿命。当RF收发器使用第一阈值 1160来检测RF信号1002时，RF收发器不太可能检测到信号强度更小的RF信号，但是不容 易受噪声事件的影响。因为RF收发器仅仅对超过第一阈值1160的RF能量（RF信号1002、 RF噪声等）时产生响应，所以RF收发器不会像当使用第二阈值1170时一样频繁地唤醒控 制器。因此，当RF收发器使用第一阈值1160时，可以进一步延长电池的寿命。
[0164] 第一和第二阈值1160U170可以是预定值。例如，第一阈值1160可以具有大 约-90dBm的值，并且第二阈值1170可以具有大约-97dBm的值。作为另外一种选择，在电 机驱动单元1020的配置过程中，可以自动地确定RF收发器的可调节的阈值。例如，RF收发 器可用于检测本底噪声1080的平均幅值，并且还能够检测最近的信号中继器1060AU060B 的信号强度1150的幅值，然后提供这些幅值到电机驱动单元的控制器。然后控制器可以计 算用于RF收发器的阈值的最佳值，该最佳值会保存电池的使用寿命并且提供合适的范围 性能。例如，控制器可以把本底噪声1180的幅值与最近的信号中继器的信号强度1150的幅 值的总和减半，以计算RF收发器的阈值的值。此外，在RF收发器的计算的阈值太靠近（例 如，在-5dBm内）本底噪声1180的情况中，负载控制系统1000可用于促使用户例如通过编 程界面（未示出）来增加另一个信号收发器到系统。通过增加另一个信号收发器到系统， 可以增加最近的信号收发器的信号强度的幅值，因此增加 RF收发器的计算的阈值。因此， 可以进一步延长各个电机驱动单元1020的电池使用寿命。
[0165] 在负载控制系统1000的配置过程期间，各电机驱动单元1020被指定特定的频率 信道，使得各个电机驱动可以接收在这些频率信道上所发送的RF信号1002。在正常操作过 程中，各电机驱动单元1020会检测在各个支配频率信道上发送的任何信息的数据包，甚至 不包括被编址到电机驱动单元的数据包数据。如之前所述，一旦各电机驱动单元1020的RF 收发器开始检测在指配频率信道上发送的数据包，RF收发器就会唤醒电机驱动单元的控 制器。然后控制器会处理数据包，以确定它是否必须调节电动窗帘处理装置110的当前位 置P pkes。在数据包不是被编址到电机驱动单元1020的情况下（例如，数据包包括仅仅用于 变光开关1030的信息），控制器不会采取进一步动作，并且会返回睡眠。然后，因为控制器 被唤醒以处理数据包，所以控制器所消耗的功率不必要且消极地影响了电机驱动单元1020 的电池的使用寿命。
[0166] 因为负载控制系统1000包括很多可操作的以发送和/或接收RF信号1002的设 备，所以在系统中可以有非常多的、定期发送的数据包。许多这些数据包可以不被编址到电 机驱动单元1020,并且因此，不需要由各电机驱动单元的的控制器来处理。根据本发明的一 方面，电池供电的电动窗帘处理装置1010可以被配置成仅接收在备用信道上发送的RF信 号1002,该信道不同于负载控制系统1000的其他设备所使用的信道。
[0167] 图27是负载控制系统1000的主中继器（例如，信号中继器1060A)所执行的RF监 测程序1200的简化流程图。在步骤1210中，主反射器1060A配置负载控制系统1000的所 有控制设备以使用给定的频率信道（例如，频率信道A)。在步骤1212中，主中继器1060A 可操作，监测在正常工作期间在给定的时间范围内发送的RF数据包的数量N。在步骤1214 中，主中继器1060A将RF数据包的数量N与预定的最大数N mx进行比较以确定负载控制系 统1000在频率信道A上是否具有高信息量。如果在步骤1214中RF数据包的数量N大于 预定的最大值N mx，则主中继器1060A配置所有电池供电的电动窗帘处理装置1010为仅接 收备用频率信道（例如，频率信道B)。另外，主中继器1060A在不改变电池供电的电动窗帘 处理装置1010的信道配置的情况下，仅仅退出RF监测程序1200。作为另外一种形式，主中 继器1060A可以仅仅配置所有的电池供电的电动窗帘处理装置1010,来使用备用频率信道 (即，频率信道B)，以代替执行RF监测程序1200。
[0168] 图28是当正在使用备用信道时在正常操作过程中由负载控制系统1000的信号中 继器（例如，信号中继器1060A)所执行的RF信号接收程序1300的简化流程图。在步骤 1310中，信号收发器1060A接收在频率信道A上发送的数据包。在步骤1312中，信号中继 器1060A确定接收的数据包是否被编址到电池供电的电动窗帘处理装置1010的至少一个。 如果数据包不是被编址到电池供电的电动窗帘处理装置1010的至少一个（例如，数据包被 编址到变光开关1030)，则在退出RF信号接收程序1300之前，在步骤1314中，中继器1060A 仅仅在信道A上发送数据包。然而，如果信号中继器1060A确定接收的数据包是被编址到 电池供电的电动窗帘处理装置1010的至少一个，则在步骤1316中，信号中继器将其频率信 道从信道A改变成信道B，并且在步骤1318中，在频率信道B上发送接收的数据包到电池供 电的电动窗帘处理装置1010。最后，在步骤1320中，信号中继器1060A将其频率信道从信 道B改变成信道A，并且退出RF信号接收程序1320。
[0169] 图29是根据本发明的第四实施例的具有通过数字通信链路1466连接在一起的两 个信号中继器1460AU460B的RF负载控制系统1400的简化图。第一信号中继器1460被 配置成仅使用主频率信道A经由RF信号1002来发送和接收数据包，并且第二信号中继器 1460B被配置成仅使用备用频率信道B经由RF信号1002来发送和接收数据包。第一和第 二信号中继器1460AU460B可经由数据通信链路1466来彼此发送设置信息，数字通信链路 可以包括例如有线通信链路，如RS-485链路或以太网链路，或者可替代地可以包括无线通 信链路，如RF通信链路。
[0170] 在第一信号中继器1460A接收在信道A上发送的并被编址到电池供电的电动窗帘 处理装置1010的至少一个的数据包的情况下，信号中继器1460A经由数字通信链路1466 发送数字信息（例如，包括来自数据包的数据）到第二信号中继器1460B。在接收到来自数 字通信链路1460B的信息时，第二信息中继器1460B使用替代频率B经由RF信号1002发 送数据包到电池供电的电动窗帘处理装置1010。第二信号中继器1460B发送到电动窗帘处 理装置1010的数据包包括与第一信号中继器1460A所接收的数据包相同（或相似）的数 据。因此，电池供电的电动窗帘处理装置1010仅接收在与负载控制系统1000的其他设备 所使用的信道不同的备用频率信道B上发送的RF信号1002,以便进一步保存电池供电的窗 帘处理装置的电池使用寿命。
[0171] 在2009年3月6日申请的题为"具有多种安装装置的电池供电的无线遥控器"的 共同转让的美国专利申请No. 12/399, 126,在2009年8月22日申请的、题为"从射频遥控 器对照明预设值进行编程的方法"的美国专利申请No. 7, 573, 208以及在2008年2月19日 申请的、题为"射频负载控制系统的通信协议"的美国专利申请No. 12/033, 223中更加详细 地描述了电池供电的遥控器和RF控制系统的实例，这些申请的全部公开内容通过引用的 方式全部并入本申请中以供参考。
[0172] 图30和31是根据本发明的第五实施例的电动窗帘处理装置1510的透视图。第 五实施例的电动窗帘处理装置1510包括窗帘盒1514,所述窗帘盒能在水平方向上被拉出 远离窗户104,然后旋转到允许接触电池138的可操作位置。电动窗帘处理装置1510包括： 位于窗帘盒1514的顶部上方的顶部安装托架1515以及容纳在安装托架中的板子1519。用 户可以进行操作以从窗户104拉出窗帘盒1514,使得板子1519滑动通过安装托架1515,如 图30所示。然后板子1519能够相对于安装托架1515枢转，使得窗帘盒1514的顶部朝着 使用者旋转，以允许接触位于窗帘盒中的电池138,如图31所示。
[0173] 图32A和图32B分别是根据本发明的第六实施例的电动窗帘处理装置1610的透 视图和右侧视图，所述电动窗帘处理装置具有安装托架1670,用于将电动窗帘处理装置旋 转到操作位置。图33A和图33B分别是根据本发明的第六实施例的电动窗帘处理装置1610 的透视图和右侧视图，其中所述电动窗帘处理装置1610处于该操作位置。在正常工作期 间，电动窗帘处理装置1610的窗帘盒114被保持在锁定位置（如图32A和32B)。
[0174] 电动窗帘处理装置1610的各安装托架1670包括一个释放按钮1672,所述释放按 钮可以被致动（例如，按下）以从锁定位置释放窗帘盒114,使得窗帘盒可以旋转到操作位 置并且可以接触电池138,如图33A和33B。释放按钮1672位于窗帘盒114的上方，并且稍 微伸出到窗帘盒的内侧122的上方，使得在安装了电动窗帘处理装置1610时部分地隐藏了 按钮。释放按钮1672上可以标有合适的文字（例如，"按下"），以告知用户从锁定位置释 放电动窗帘处理装置1610所需的动作。窗帘盒114可以旋转到操作位置，该操作位置与全 开位置P fu^mn与全关位置PFma_之间的蜂窝式遮阳面料112的位置无关。窗帘盒114 具有足够柔性，使得安装托架1670的按钮1672可以一次一下的致动，以便从锁定位置释放 窗帘盒。因此，将电动窗帘处理装置1610从锁定位置释放以进入操作位置不需要工具。作 为另外一种选择，释放按钮1672可以实施为拉条式，或者电动窗帘处理装置1610可以包括 需要工具来解锁的插销。为了适应更大尺寸的蜂窝式遮阳面料和更长的窗帘盒，可以沿着 窗帘盒114的长度设置额外的安装托架1670(即，安装托架提供可扩展方案）。
[0175] 图34A是处于锁定位置的电动窗帘处理装置的其中一个安装托架1670的放大透 视图。图34B是处于操作位置的安装托架1670的放大透视图。安装托架1670包括固定安 装部分1674和旋转部分1675,该旋转部分经由轴杆1676可旋转地连接到安装部分1674。 安装部分1674被配置成经由通过安装孔1678接收的螺钉，而被固定到垂直表面（例如，墙 壁）上，或经由通过安装孔1679接收的螺钉，而被固定到水平表面（例如，天花板或窗口的 顶部）上。旋转部分1675被配置成经由唇部1680和夹子1682而连接到电动窗帘处理装 置1610的窗帘盒114。特别地，窗帘盒114的内侧122被配置成停靠在唇部380 (如图33A 所示）上，并且窗帘盒的外侧124的底侧被配置成卡扣到夹子1682中。当使用者致动释放 按钮1672时，旋转部分1675可操作，绕着轴杆1676枢转，因此朝着使用者旋转窗帘盒114 的顶部到操作位置，使得可以接触到电池138。
[0176] 如图32B所示，旋转部分1675枢转所围绕的轴杆1676位于窗帘盒114下方，使得 当从锁定位置释放电动窗帘处理装置1610时，不管窗帘盒中是否安装了电池138,窗帘盒 的重心都使得窗帘盒的顶部自发地向下旋转（即，不需要使用者在物理上朝着使用者转动 窗帘盒的顶部）。当电动窗帘处理装置1610处于全开位置Pfu^ien时，轴杆1676位于配重 元件116上方（即，在蜂窝式遮阳面料112后方），使得使用者无法看到安装托架1670。
[0177] 各个安装托架1670还包括盘簧1684(图34A)，盘簧卷绕在轴杆1676上，并且包 括：内侧支腿1685,位于旋转部分1675的内侧；以及外侧支腿（未示出），位于安装部分 1674的外侧。当从锁定位置释放窗帘盒114并且旋转部分1675绕着轴杆1676旋转到操作 位置时，盘簧1684用于使电动窗帘处理装置1610实现受控的运动。内侧支腿1685与旋转 部分1675接触，并且外侧支腿与安装部分1674接触，以朝着安装部分偏置旋转部分。盘簧 1684的大小被配置成窗帘盒114自发地向下旋转，但不会旋转到电池138会从窗帘盒跌落。 由于使用者可以单独地致动安装托架1670的按钮1672以使窗帘盒114移动到操作位置， 使用者仅需要一只手将电动窗帘处理装置1610移动到操作位置，并且取放电池138 (即，另 一只手可以让使用者自己平衡，例如，通过抓住梯子）。
[0178] 各个安装托架1670还包括连接到各个按钮1672的锁定机构1686 (图34B)。锁定 机构1686将旋转部分1675锁定在锁定位置，并且响应于释放按钮1672的致动，而释放旋 转部分以允许窗帘盒114移动到操作位置。图35A是处于锁定位置的一个安装托架1670的 俯视图，更详细地示出了锁定机构1686。图35B是安装托架1670的俯视图，释放按钮1672 被致动以从锁定位置释放旋转部分1675。锁定机构1686包括缺口 1688,缺口被配置成与旋 转部分1675的锁定表面1690(图34B)接触以将旋转部分保持在锁定位置。锁定机构1686 还包括细长的弹簧构件1692,弹簧构件被配置成推斥安装部分1674的壁面1694,由此保持 缺口 1688对着锁定表面1690锁定。当朝着安装托架1670推动释放按钮1672,锁定机构 1686绕着铆钉1695旋转，销钉1696移动通过通道1698,以引导锁定机构的运动，并且弹簧 构件1692对着所述壁面1694弯曲。因此，锁定机构1686的缺口 1688不再接触旋转部分 1675的锁定表面1690,使得旋转部分和窗帘盒114能够绕着轴杆1676自由地旋转。
[0179] 虽然参照具有蜂窝式遮阳面料112的电池供电的电动窗帘处理装置描述了本发 明，但是本发明的概念可以应用于其他类型的电动窗帘处理装置，例如，卷帘、布帘、罗马 帘、百叶帘和张力辊窗帘系统。在2006年1月10日公布的题为"电动窗帘控制系统"的共 同转让的美国专利No. 6, 983, 783中更加详细地描述了卷帘系统的实例，该专利的全部公 开内容通过引用的方式全部并入本申请中以供参考。在2006年2月7日公布的、题为"电 动布帘拉动系统"的共同转让的美国专利No. 6, 994, 145中更加详细地描述了布帘系统的实 例，该专利的全部公开内容通过引用的方式全部并入本申请中以供参考。在2010年3月20 日提交的、题为"电动罗马帘系统"的共同转让的美国专利申请No. 12/784,096中更加详细 地描述了罗马帘系统的实例，以及在2011年9月15日提交的、题为"电动百叶帘系统"的 共同转让的美国专利申请No. 13/233,828中更加详细地描述了百叶帘系统的实例，这些申 请的全部公开内容通过引用的方式全部并入本申请中以供参考。还有在2011年11月15 日公布的、题为"独立的张力辊窗帘系统"的共同转让的美国专利No. 8, 056, 601中更加详 细地描述了张力辊窗帘系统的实例，该专利的全部公开内容通过引用的方式全部并入本申 请中以供参考。
[0180] 在2009年8月11日提交的、题为"使居住者干扰最小化的电动窗帘处理装置的自 动控制方法"的共同转让的、共同待审的美国专利申请No. 12/563, 786,和在2010年7月28 日提交的、题为"具有节能模式的负载控制系统"的美国专利申请No. 12/845, 016中更加详 细地描述了控制电动窗帘处理装置的附加程序，这些申请的全部公开内容通过引用的方式 全部并入本申请中以供参考。
[0181] 虽然结合本发明的特定实施例描述了本发明，但是许多其他变型和修改以及用途 对本领域的技术人员都是显而易见的。因此，优选的是，本发明不是由本文中的特定公开内 容进行限制，而是由所附权利要求书进行限制。
【权利要求】
1. 一种电动窗帘处理装置，包括： 窗用覆盖材料，所述覆盖材料可在全开位置与全关位置之间以及所述全开位置与所述 全关位置之间的任一位置移动； 传动轴； 至少一个拉绳，所述拉绳绕着所述传动轴被可旋转地接收，并且延伸到所述覆盖材料 的底部，用于升起并降下所述覆盖材料； 电机驱动单元，所述电机驱动单元具有连接到所述传动轴的电机，所述电机驱动单元 可操作，通过旋转所述传动轴来升起和降下所述覆盖材料，所述电机驱动单元具有传感器 装置，所述传感器装置连接到所述传动轴，用于感测所述传动轴的运动，并且用于确定所述 覆盖材料的底部位置，所述电机驱动单元具有连接到所述传感器装置的控制单元，用于根 据所述传感器装置的至少一个传感器信号，确定在所述全开位置与所述全关位置之间的所 述覆盖材料的底部的位置； 其中所述覆盖材料可以由用户将所述覆盖材料手动定位在所述全开位置与所述全关 位置之间的任何位置处，并且其中所述传感器装置提供所述至少一个传感器信号到所述控 制单元，使得当手动调节所述覆盖材料时，所述控制单元能够确定所述覆盖材料的位置。
2. 如权利要求1所述的电动窗帘处理装置，进一步包括： 电池，所述电池用于给所述电机驱动单元供电，并且其中当所述电池被去除时，所述传 感器装置继续提供传感器信号到所述控制单元。
3. 如权利要求1所述的电动窗帘处理装置，进一步包括： 辅助弹簧组件，所述辅助弹簧组件连接到所述传动轴，用于在与所述拉绳在所述传动 轴上提供的转矩的方向相反的方向上提供转矩。
4. 一种根据权利要求1所述的电动窗帘处理装置包括：所述控制单元进一步包括具有 睡眠模式的微处理器，所述微处理器在所述睡眠模式期间使用减小的电量，以保存电池电 量； 当通过手动的方式使所述窗帘处理装置运动时，所述电机产生电动势，所述电动势连 接到所述控制单元的输入，并且使得所述微处理器从所述睡眠模式改变成工作模式，由此， 当手动调节所述覆盖材料时，所述控制单元接收并处理所述传感器信号，来确定所述覆盖 材料的位置。
【文档编号】H04W52/02GK104329008SQ201410483953
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2012年3月8日 优先权日:2011年3月11日
【发明者】杰森·O·亚当斯, 爱德华·J·布莱尔, 安德鲁·K·库尼, 索米亚·杰恩, 大卫·A·柯比, 斯蒂芬·伦迪, 贾斯汀·J·米尔塔, 丹尼尔·W·米斯塔兹, 小罗伯特·C·纽曼, 小彼得·W·奥格登, 乔纳森·L·罗, 陈·M·武, 贾斯汀·M·泽赫特 申请人:路创电子公司