CN101395968A - 具有使用光通信的照明单元的照明系统 - Google Patents

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Abstract

描述了一种照明系统和一种操作该照明系统的方法。多个照明单元(10,10’)每个包括,具有用于控制其光输出的照明控制单元(14)的照明元件(12),和用于在通信介质如RF或电力线通信上进行通信的通信单元(16,16’)。所述单元(10,10’)还具有用于从其他照明单元(10,10’)接收光的光接收器(18)。控制器单元(20)连接到光接收器(18),通信单元(16,16’)和照明控制单元(14)。为了实现方便的自动化设置,至少在配置阶段,所述照明单元(10,10’)通过以调制方式操作照明元件(12)来发送信息,而该信息由另一个观察该生成的光的照明单元(10,10’)所接收。根据第一方面,通过导通第一个照明单元中的照明元件(12)并取决于发出的光是否被另外的照明单元所观察到而生成分组信息从而将照明单元(10,10’)分组。根据第二方面,照明单元(10,10’)通过根据调制序列操作照明元件(12)来传输编码数据(78a,78b)并接着在通信介质上传输用编码数据(78a,78b)加密的配置数据,从而形成通信网络并与加入的照明单元(66)进行通信。

Description

具有使用光通信的照明单元的照明系统
本发明涉及一种照明系统,一种在照明系统中使用的照明单元和一种控制照明系统的方法。
本文中的照明系统被理解为包括多个照明单元的系统,连接这些照明单元从而可以适当地控制它们。这种照明系统可以安装在建筑物中,并且除了所安装的照明单元(灯)之外还可以包括其他元件,例如控制元件(例如开关,传感器,高级控制器)等等。
WO-A-2005/096677描述了一种照明系统,其可以用于办公室和会议室。在房间中已知的空间位置安装有照明单元(灯)。每个照明单元包括有线连接或无线连接以与控制单元进行通信。该控制单元被编程为运行自动调试处理。首先,关闭所有照明单元,接着将“导通”命令传送到第一个照明单元从而导通这个照明单元。所述控制器包括光测量单元,控制器通过该光测量单元接收从照明单元发出的光。照明单元的空间位置从所感知的光方向和所感知的强度水平或光强变化推导出来。用这种方法,可以配置在具有几个房间的建筑物内的照明系统,其中在每个房间都安装了控制器单元。
然而,安装照明系统仍然需要一些在当前系统中不能自动进行的配置步骤。这对于需要通过加密保证通信的照明系统特别是如此,这样的系统要求以安全的方式使得加密密钥可用于每个照明单元。
因此,本发明的目的是提供一种照明系统、照明单元和控制照明系统的方法,其允许容易和自动的重配置。
相应地,本发明提供了一种照明系统,其包括多个照明单元(10,10’),每个照明单元包括用于生成光的照明元件(12),用于控制所述照明元件(12)的光输出的照明控制单元(14),用于在通信介质上发送和接收通信信号的通信单元(16,16’),用于从其他照明单元(10,10’)接收光的光接收器(18),以及连接到所述光接收器(18)、通信单元(16,16’)和照明控制单元(14)的控制器单元(20)。
本发明还涉及在根据权利要求1-3之一的系统中使用的照明单元,所述照明单元包括用于生成光的照明元件(12),用于控制所述照明元件(12)的光输出的照明控制单元(14),用于在通信介质上发送和接收通信信号的通信单元(16,16’),用于从其他照明单元(10,10’)接收光的光接收器(18),以及连接到所述光接收器(18)、通信单元(16,16’)和照明控制单元(14)的控制器单元(20)。
本发明还涉及在照明系统中使用的控制元件,所述元件包括用于执行开关、控制或传感器功能的功能元件(24),用于在通信介质上发送和接收通信信号的通信单元(16,16’),用于生成光的照明元件(12),用于控制所述照明元件(12)的输出的照明控制单元(14),和/或用于接收光的光接收器(18),和连接到所述功能元件(24)、光接收器(18)、通信单元(16,16’)和照明控制单元(14)的控制器单元(20)。
此外,本发明涉及一种控制照明系统的方法,所述照明系统包括多个照明单元(10,10’),每个所述照明单元包括用于生成光的照明元件(12),用于在通信介质上进行通信的通信单元(16,16’),和用于从其他照明单元(10,10’)接收光的光接收器(18),其中所述照明单元(10,10’)在所述通信介质上进行通信,并且其中至少在一个配置阶段,至少一个所述照明单元(10,10’)通过以控制方式操作所述照明元件(12)来发送信息,并且至少一个其他照明单元(10,10’)通过观察所生成的光来接收所述信息。
根据本发明的照明系统包括多个照明单元。这些照明单元具有用于生成光的照明元件,和控制照明元件的光输出的相关照明控制单元。进一步地,这里有用于在通信介质上发送和接收通信信号的通信单元,该通信介质优选地为共享介质并且可以是标准通信介质,例如IEEE 802.15.4无线通信或电力线。存在光接收器来从其他照明单元接收光。控制器单元连接到光接收器,通信单元和照明控制单元。
显而易见的是,这种照明单元和包括多个这种照明单元的照明系统因为它们的下述能力而可以容易地被配置,这些能力为:
-控制其本身的光输出,和
-从其他照明单元接收光
-同时在通信介质上进行通信以获得控制和/或校准。
通过这种方法,建立附加的通信信道(光链路),其允许在照明单元之间发送和接收数据。利用除了在通信介质上的通信之外的这种光链路上的数据传输,安全通信的简单和自动建立(自举)变为可能。因为在大多数情况下,光链路的带宽将小于通信介质的带宽,所以对于大多数传输,优选地使用通信介质,而仅仅在光链路上传输补充信息。
在通信介质上的通信优选用于实现在照明单元之间的附加光链路上的通信的校准。术语“校准”可理解为意思是在照明单元之间的光通信的任意类型的时间关联(即哪一个照明单元在什么时间和/或持续多少时间来发送和/或接收光信号),特别是顺序(即照明单元以什么顺序发送和/或接收光信号)。因此,校准允许接收光信号的照明单元适当地解释该信息。
所述照明元件可以包括任意类型的发光元件,例如白炽灯,气体放电灯,荧光灯,LED等等。可能有一个或多个这样的发光元件存在,其可以产生相同或不同颜色的光。这个照明元件的光输出由照明控制单元控制,其可以包括简单地导通或关闭照明元件以及更复杂的调制类型,比如以连续或离散方式改变光通量或颜色或时长或其他参数。
通信单元在通信介质上进行通信。这包括不局限于视线(如光)和允许双向通信的通信类型,比如射频(RF)通信或电力线通信。现在已知有许多不同的协议,根据这些协议可以组装这样的通信。如果协议提供了节点之间的传输转发(多跳),则不必要求每个照明单元都能够物理上接收由每个其他照明单元直接(一跳)发射的信号。如下面将要进一步说明的那样,一个优选的实施例是使用根据在IEEE802.15.4上的“ZigBee”网络栈的RF接口。
光接收器可以是具有接收由其他照明单元的照明元件发射的光的能力的任意类型的元件。例如仅使用简单的光电二极管通过阈值鉴别器来检测任意入射光的存在或缺失是可能的。可替代地,使用其他类型的光敏元件也是可能的。在光接收器中可存在超过一个光敏元件,例如可以从中接收光的每个方向一个光敏元件。对接收器的进一步修改是可能的,以便例如它可以被选择为对应于入射光的具体带宽,或它能对光相对于任何种类的背景照明(例如通过阳光或其他人工光)的改变作出反应。
最后,控制器单元可以是能够至少从光接收器接收信号、将控制命令发送到照明控制单元以及在通信单元上发送/接收命令的任意类型的处理单元。通过提供只作为接口的控制器单元,在通信单元上转发来自光接收器的输入信号,以及响应于通过通信单元接收的命令来控制照明控制单元,有可能发送很少的机载情报到照明单元。可替代地,还有可能使用具有足够内存的微控制器和本地实现照明单元行为的编程,这在结合有关优选实施例的说明中将变得明显。
照明系统可以安装在建筑物中。照明系统不必仅仅局限于照明单元,而可以包括其他元件,比如控制元件(开关,调光器或复杂控制单元,比如PC,传感器元件等等)。
根据本发明的控制元件包括使得控制元件能够在通信介质上进行通信的通信单元。此外,该控制单元包括功能元件。这个元件使得控制元件能够执行其特定控制功能。该功能元件可以是或包括一个或多个开关元件、控制元件(例如微处理器)、或用于感测传感器值的传感器元件。
控制元件进一步包括用于生成光的照明元件,其与用于控制光输出的照明控制单元相关联,或包括用于接收由照明单元发射的光的光接收器或其他控制元件,或包括照明元件和光接收器二者。控制元件的控制器单元连接到功能元件、光接收器(如果存在)、和照明控制单元(如果存在)。该控制器单元对控制元件的功能元件进行操作。它使得控制元件能够执行在网络内的开关、控制或传感功能,在通信介质上传送其功能元件的输出。
应该注意,带有照明元件和光接收器二者的控制元件具有照明单元(加上附加功能元件)的所有特性。因此,这种控制元件可以被看作一种(特殊)类型的照明单元,以便上面和下面描述的关于照明单元的所有说明也可以适用于这种控制元件。
照明单元的分组(clustering)
在本发明的第一个优选实施例中,在配置步骤期间,照明单元被分为一个或多个组。特别地,如果照明系统安装在具有多个房间的建筑物中,那么照明单元应该这样分组以使得在相同分组中的所有照明单元位于相同的房间中,反之亦然,以便从单个控制点(例如开关)控制整个分组是可能的。这些分组反映了照明单元观察由其他照明单元发射的光的能力。这可以通过(优选地在首先关闭所有照明元件之后的)下列处理获得:
-导通第一照明单元的照明元件,以及
-取决于那些照明单元观察到由第一照明单元的照明元件发射的光来生成分组信息,。
以这种方式,有可能根据照明单元安装的拓扑结构自动地生成分组信息。优选地,为多个照明单元重复这些步骤,其中每次导通不同的照明单元。为系统中所有照明单元重复这些步骤是进一步优选的,但不是绝对必需的。
可以控制分组期间的操作,和/或分组信息以分散方式(即在多个照明单元中)或以集中方式(即在一个中央设备中)进行存储。
如果以集中方式执行分组,则中央设备可以是具有通信单元的中央单元。该中央单元经通信介质发送命令以触发所述步骤。至少一个但优选所有观察到由第一照明单元发射的光的照明单元将这个作为检测信息报告给中央单元,即是否观察到光。中央单元处理该检测信息以生成并存储分组列表。
如果以分散方式执行分组,则照明单元自己组织根据上述步骤的操作。为获得校准,它们可以在通信介质上通信。所生成的分组信息可以作为分组表格存储在存储装置中,其中该存储装置为一个或多个照明单元的一部分。对于有效的分散操作,优选所有照明单元都包括用于分组表格的存储装置。然而,应该注意的是,可用于一个单元的分组信息不需要是完整的,即描述系统中所有照明单元的分组。代之以,优选局限为与个别照明单元相关的分组信息,例如相同分组中的所有照明单元的标识符列表。
安全网络配置
在进一步的优选实施例中,附加的光通信信道用于自动却安全的安装(自举)安全通信。
为了例如通过加密在共享介质上确保安全通信,需要自举相关的安全机制,其特别地意指建立第一(“初始”)秘密(例如其被直接用作密钥,或用于进一步加密消息交换的认证)。
而在照明单元安装之后,不容易预测在共享介质(其没有被局限于一个房间,或甚至一个建筑物)上的通信范围的边界,光传播的特性将光通信限制在建筑物内的单个房间中。
为安全自举的目的,在配置阶段期间被证明在相同房间内的设备可以安全地假定为被认证了。通过传输编码数据(例如包括所述初始秘密)而采用这些特征,并用于在照明单元可用的光通信链路上的安全自举。以这种方式,只有在相同房间中的设备被认证,而在网络通信范围内但在房间外的设备没有被认证。
假定已经配置了一部分网络来开始配置。应该注意的是,从广义上来说,甚至单个照明单元也可以被认为是网络,虽然网络一般包括多个照明单元(节点)。因此,相同的机制可应用于在第一(对)节点之间建立网络。网络中的照明单元(以及可能的其他类型节点,例如控制单元)被配置为在通信介质上通信。
为了允许(例如新安装的)照明单元加入网络,编码数据在光链路上发送。该编码数据用在自举安全(例如作为初始秘密)中,并且可以用作例如对称加密密钥,非对称加密密钥对,可以从中在在照明单元中中计算出部分或完整对称或非对称密钥的部分数据。例如,所述编码数据可以用于加密消息交换的认证(例如Diffle-Hellman)。
通过在照明单元“导通”阶段期间以最简单的情形对编码数据进行“根据光线(in light)”编码并根据这些控制照明元件,使得编码数据从加入的照明单元传输到至少一个已经在网络中配置的照明单元(网络节点),或从网络节点传输到该加入的照明单元,或者二者均可。更一般而言,通过“调制序列”(以广义来理解)实现所述解码,该“调制序列”包括照明参数(强度,颜色等)随时间的任意类型改变。优选地,该序列涉及随时间变化的光通量。作为简单的实例,可以使用开/关按键。
高级光源(例如LED)能够使用高级的光调制特性来传输信息。它们可以通过改变例如光强或频率或时长或上述的任意组合的其他关参数来产生复杂的时变照明模式。这当然会需要合适的光接收器,其能够测量已调制的参数。随着照明元件和光接收器的日益复杂,在光链路上携带更高数量的信息更为容易。
在优选实施例中,已经配置的网络节点之一被选择为记录员的角色。由于在共享介质上的通信的范围和传播一般会不同于在光链路上的范围和传播,不是所有的网络节点都能够在光链路上与加入的照明单元进行通信。因此,在加入的照明单元的视线中的已配置照明单元被选为记录员。这是通过已经在通信介质上通告的所述加入照明单元在光链路上发送检测信号(例如调制它的照明元件的操作)来实现。如果网络节点接收到检测信号,这表示在这个节点和加入的照明单元之间的光通信是可能的。因此,该节点可以被选为记录员,以便随后在该记录员和加入的照明单元之间交换所述编码数据。如果超过一个网络节点接收到检测信号,则在它们当中选择记录员。这可以通过网络(标准通信介质)内部的通信而实现。
在加入的照明单元和网络节点之间的编码数据交换优选是双向的。因此,编码数据可以包括从加入的照明单元传输到网络节点的第一编码,和从网络节点传输到加入的照明单元的第二编码。第一和第二编码数据可以例如相互异或,连接,用一个哈希另一个等从而创建(至少是暂时的)初始共享秘密,其经光链路来安全地建立。在优选实施例中,这个数据元素用于口令认证Diffie-Hellman密钥交换协议(或任何其他非对称密钥协议),而该协议是为了更好的性能而在通信介质上在记录员与加入的节点之间执行的。所述数据元素还可以直接用于创建安全密钥等级结构,例如ZigBee Trust Centre MasterKey(ZigBee信任中心主密钥)。
根据下面描述的实施例并且参照下面描述的实施例,本发明的这些和其他方面的特性和/或优点将是明显的。
附图说明
现在将参照附图详细描述本发明的优选实施例,其中:
图1示出了带有RF通信单元的照明单元的第一实施例的示意图;
图2示出了带有电力线通信单元的照明单元的第二实施例的示意图;
图3示出了具有安装在建筑物中的照明单元的照明系统的实施例的象征表示;
图4示出了开关单元的示意图;
图5示出了中央单元的示意图;
图6给出了具有安装在建筑物中的照明单元的照明系统的实施例的象征表示;
图7示出了在照明系统配置期间的网络中通信的象征表示。
优选实施例描述
图1示出了照明单元10的第一实施例的示意性表示。照明单元10包括照明元件12,其如上所述可以是任意类型的照明元件。在本实例中,照明元件12是用于照亮房间的卤素灯。提供了照明控制单元14以通过导通或关闭和/或使调暗照明元件来控制来自照明元件12的光通量。提供通信单元16作为RF通信接口,在本实例中,IEEE802.15.4上的ZigBee网络栈用于RF通信和控制。在这个实例中,RF通信用作标准通信介质。存在光接收器18,在本实例中其包括多个发光二极管。照明控制单元14,通信单元16和光接收器18连接到控制器单元20,其为运行本地存储的操作程序的微控制器。电源22连接到照明单元中的所有单元和元件。将会说明,存储器/可选地可以存在储存器/存储单元26。
照明单元10可以经由RF接口与相同类型的其他照明单元以及包括ZigBee/IEEE802.15.4接口的其他设备(例如传感器,开关,控制器)进行通信。图1中示出类型的多个照明单元可以被配置为形成网络,其中根据ZigBee/IEEE 802.15.4协议来组织标准通信介质(RF)上的通信,其包括寻址,介质接入,冲突检测等,以及所接收到的网络消息的转发(导向其他节点(多跳通信))。在RF网络中,网络节点是可唯一和均匀地寻址的。这些唯一的地址可以被物理地硬编码在RF通信单元16中(作为IEEE 802.11中的MAC地址)或它们可以是在加入网络时分配的逻辑地址(例如在ZigBee中的短ID)。
图2示出了照明单元10’的第二实施例,其在除了通信单元16’之外的所有方面都与图1的照明单元10相同,该通信单元16’在第二实施例中是电力线通信。照明单元10’(和其他节点)的网络经由在总线连接22上调制的信号来进行通信。在这个实例中,电力线通信充当标准通信介质。这里又假定针对寻址,组网,介质接入等等组织在标准通信介质上的通信。
照明系统
图3示出了带有两个房间32,34的建筑物30的一部分的象征表示。在建筑物30中,安装的照明系统包括照明单元40,42,44,46,48,50,52,54以及开关36,38(以及将在以后说明的中央单元56)。照明单元40-54是如上结合图1所述的RF控制的照明单元。它们安装在房间32,34的天花板上,其中它们的照明元件12用作房间照明。
在图4中示出了开关36,38的示意表示。为执行它们作为控制元件的功能,提供了外部访问开关24。该开关的状态(开/闭)由控制器单元20读出。对于在标准通信介质上的通信,它们包括RF通信单元16。进一步地,开关36,38包括与照明单元10相同的元件,即照明元件12(其在开关36,38的情形中仅仅为一个LED),照明控制单元14,RF通信单元16,光接收器18和控制器单元20。
应该注意到,虽然图4的实例示出了照明元件12和光接收器18二者,但是可替代地的是有可能仅仅存在这两个元件中的一个。
在建筑物30中,进一步存在中央单元56。图5示出了中央单元56的示意性表示,其包括早已在上面结合照明单元10描述的一些元件:RF通信单元16和控制器单元20。中央单元56进一步包括用于存储分组表的存储单元26.存储单元26可以是任意类型的、可由微控制器20访问(读/写)的永久或易失性存储器。这个中央单元56要被理解为逻辑实体,其包括上述元件。其它的物理实现应该不受限制,即该中央单元56可以是PC(带有存储器和控制器),经一些通信介质(例如更长距离的技术,例如以太网,802.11,因特网)连接到网关节点,将所传输的信息转换为由照明单元40-54通信模块18(例如ZigBee/IEEE 802.15.4)使用的通信介质。
在操作中,照明系统为房间32,24提供了房间照明。照明单元40-54以网络进行组织,其中通过RF链路传输控制命令。这包括开关命令,例如从开关36到房间32中所有照明单元发出的开关命令。作为对这些控制命令的响应,来操作这些照明单元,即响应于开关36,38中的开关元件24的开关状态来导通或关闭照明元件12。
为提供这个功能,必需提供照明系统的完整安装和配置。在下面,将说明如何实现自动配置。
自动分组
第一方面是自动分组机制。所提出的分组机制的目标是获得整个照明网络的子网拓扑结构,其准确地反映了照明单元环境(建筑物30)的建筑学拓扑结构。该协议依赖于两个通信模式:RF通信和光通信。
通过使用中的RF通信技术(如在本实例中的ZigBee(IEEE802.15.4))的(标准化)发现和自动配置特征,网络节点,即照明单元40-54和开关36,38,能找到所有它们的“邻近节点”(例如在相同房间内)与它们的“逻辑相近性”无关。光通信允许将“邻近节点”的列表限制在那些仅仅光学可见的节点,即位于相同房间内的那些节点(没有隐藏在墙壁或天花板之后)。即使照明单元安装在架子上、在隐藏的天花板内或其它不能被直接“看见”的地方,这种单元的一些光通量例如经过墙壁反射也能在房间内某些地方被观察到,以及通过适当选择光接收器18,这些光通量也能由其他照明单元观察到。
如上所述,网络节点不仅包括具有在建筑物30中用作房间照明的相对较强的照明元件12的照明单元40-54,而且开关36,38也是网络节点且包括(辅助的)照明元件,其在正常操作中用于例如状态控制或在便于黑暗中找到开关。这个照明单元连同光接收器18一起在分组阶段中使用来将开关36,38分配到正确的分组,以便在后续的操作中,例如开关确定在相同房间内而不是在其他房间内的所有照明单元的操作。可替代地,开关可以仅装备有光接收器18而没有照明元件12,来接收来自照明单元40-54的光通信。可替代地,开关可以仅装备有照明元件12而没有光接收器18,从而发送要由照明单元40-54接收的光信号。如下面在“可能变体”中所述的那样,关于光通信(发送或接收或二者兼具)的控制元件的性能会要求这些过程的相应修改。
自动分组算法的第一实施例:中央协调
在第一实施例中,中央单元是照明系统网络中的节点。中央单元56装备有控制器单元20,该控制器单元与在这个实施例中可能是非常简单的照明单元40-54或开关36,38中的控制器单元20相比,可以执行更复杂的计算。中央单元56还包括用于保持所有网络节点列表和用于存储分组列表的存储装置26。
假定每个网络节点都知道中央单元56的地址(以及在多跳网络中,至少到中央单元的路由的开始点)。我们进一步假定中央单元56知道将要搜索的地址空间,即它具有关于经由RF网络相关联的所有节点的完整列表(具有它们的MAC地址或其他序列号),和/或它知道将要使用的逻辑地址空间(例如由ZigBee树形寻址参数定义的那些)。如果中央单元56的角色与ZigBee PAN-Coordinator(网络协调器)的角色相结合,则这可以很容易完成。
中央单元56控制调试机制如下:
0.中央单元56通过发送网络范围的“准备分组”消息(例如对于用于分组过程的执行时间,关闭所有灯并告诉它们忽略来自其他控制设备的输入)来触发分组过程。该中央单元可以自动被触发或由用户的交互而触发。
逐个地,中央单元56选择每个网络节点“i”并经RF链路向它发送分组消息,起具有语义:>“i”,introduce yourself(介绍你自己)<,其中“i”取值在照明单元40-54以及开关36,38的所有标识符之间。
在接收到这个分组消息之后,节点“i”:
-经过RF链路,广播(具有受限的广播范围)包括其地址/标识符的>hello“i”<消息,
-为光学信令的目的,在预定时间段内(“光导通周期”)导通其照明元件12。
在接收到>hello“i”<消息之后,每个节点“n”检查是否它也使用它的光传感器检测到由节点“i”发射的光:如果检测到该光,则节点“n”将具有节点“i”和节点“n”地址的单播“hello response”消息发送到中央单元56。如果没有检测到该光,这不发送消息。
当接收到“hello response”消息(多个)时,中央单元56将每个节点“n”的地址加入到节点“i”的分组成员列表中。可选地,中央单元56可以从将要被引入/分组的节点列表中删除每个节点“n”(因为其已经属于节点“i”的分组),从而缩短仍要被引入/分组的节点列表,即减少执行分组过程所需的流量和时间。可替代地,中央单元56可以将节点“i”添加到每个节点“n”的分组成员列表中。而且,中央单元56可以填充在“hello response”消息(多个)内的节点“i”以及每个节点“n”的分组成员表条目。这有两个优点:一方面,用更少的操作(并因此更少的流量)来填充列表,而另一方面,在两个节点之间只是单向存在光链路的情况下,它们的拓扑关联仍然可以发生。
对将要被引入的节点列表中的任意下一个节点重复该过程,直到把所有节点都分配到分组为止。
中央单元56给每个分组分配唯一的标识符,例如为之分配组地址;它可以是例如MAC,NKW或应用层多播/组地址或在独立标头字段中携带的分组标识符。然后,它向这个分组中的每个节点告知所分配的名称。
这可以通过以单播或广播消息来寻址每个节点来完成(该消息的有效负载列出了属于给定分组的所有节点以及分组标识符)。每个节点存储该分组标识符,并且可选地它还更新分组成员列表。
根据第一实施例的实例
在图3示出的方案中,由中央单元56在“准备分组”消息之后启动分组算法,这通过首先发送分组消息(在RF上)到照明单元40,照明单元接着广播>hello“40”<消息(在RF上)(包括照明单元的标识符“40”)并且导通它的照明元件12来启动。该光只能由在相同房间32中的网络节点即节点42,48,50,36观察到。
所有节点40-54和36,38已经接收到hello“40”<广播消息。但是只有那些观察到光的节点向中央单元56返回报告。根据这些报告,中央单元56生成了第一照明单元的分组列表并分配分组标识符:
CLUSTER#1(分组#1)
节点“40”
节点“42”
节点“48”
节点“50”
节点“36”
然后,中央单元56选择要被寻址的下一个节点。当它可以简单地选择下一个可用节点时,它将会跳过已经分组的节点(即那些包含在分组#1的分组列表中的节点)并寻址节点44。再次,节点44被触发在RF上通信并且导通它的照明元件,而来自房间34中的所有节点的报告将生成第二分组列表:
CLUSTER#2(分组#2)
节点“44”
节点“46”
节点“52”
节点“54”
节点“38”
中央单元56发送带有两个分组列表的广播RF消息,以便通知所有节点,它们是那个分组的一部分并可以它们存储该信息。
这个简单的实例表明,如何在没有任何网络节点的拓扑和设置的背景知识的情况下,可以自动生成完整的分组信息。
第一实施例的可能变体
关于如何可以实现根据第一实施例的分组算法,有许多可能的替代方法和扩展:
“光导通周期”可以在>hello“i”<消息在标准通信介质上发送之后立即或过一段时间开始。例如,对于同时进行的RF和光通信而言,“光导通周期”的持续时间,即照明单元应当导通从而被视线内的所有网络节点适当地检测到的最小时间段可以计算如下:“光导通周期”=(2*r)*RTT,其中r等于“无线广播距离”=广播跳点的数量,而RTT表示每一跳的无线往返时间。
如果中央单元56合并分组列表,则这可能是有利的。可能发生不是所有在一个分组中的节点对于其他节点都是直接可见,或例如广播范围太小,且不能到达在一个分组中的每个节点,或由于复杂的房间结构(例如L型)。此外,对于(部分)相同的分组可以存在几个条目。因此,会找到相同分组的各个部分(应该共享“分组成员列表”中的一些节点)并将相连接的子分组合并为一个分组的算法可能是有利的。这个算法可以直接实现。
在上述步骤3中,而不是响应于中央单元56,而是所有节点“n”可以响应于节点“i”,而节点“i”接着可以将其“分组成员”列表转发给中央单元56。这将减少到中央单元56的长距离(即多跳)的通信量。
取决于控制节点(例如传感器,致动器,控制器,计算机等)的光通信性能,可以通过单独基于对已接收的光信号(如果没有可用的照明元件12)的它们的“hello response(响应)”消息,或可替代地基于照明单元对它们的>hello“i”<消息的响应(如果没有可用的光接收器18),由中央单元56进行它们到分组的分配。为了相应地修改该过程,这些控制节点的光通信能力至少对中央单元是已知的。
自动分组算法的第二实施例:分布式协作
与第一实施例相反,这里不存在中央单元。而是每个网络节点维护它自己的分组表格,该表格包括分组标识符和分组成员列表。每个网络节点包括分组表格存储器26(如图1,图2所示)。
我们假定使用了一些MAC协议,例如使用信标信号等。开始时,分组表格是空的而且没有设置分组标识符。
以下列步骤中自动地实施分组:
第一网络节点(照明单元或开关)通过发送网络范围的“准备分组”消息(例如对于分组过程的执行时间,关闭所有灯并告诉它们忽略来自其他控制设备的输入)。第一照明单元可以是例如PAN协调器,或由用户触发的照明单元,或只是任何其他任意选择的节点;其被自动触发或由用户交互触发。
然后第一网络节点在RF链路上发送作为有限范围广播分组消息的下列信息:
-被选择的分组标识符(这可以是随机数,顺序号或从节点本身的标识符导出,在后面的情况中,需要节点地址中的至少1位信息来区分单个节点和分组);
-照明单元本身的标识符(如果无法根据基础协议层得到);
-在协议中的指定后续者的标识符,即引入它自己的下一个节点。该后续节点在发送节点的先前未被分组的无线近邻中选择。如果没有后续者可以指定,仅仅发送该消息而在后续者字段中没有或有广播地址,并且近邻将会根据底层MAC规则(例如带有随机返回延迟,假定在MAC上任何冲突都是可检测的)来试图访问该介质。
当发送上面定义的分组消息时(或之后立即),该第一节点使用光信号传输,即导通其照明元件12达预定义的“光导通周期”时长。
所有节点检查在RF和光接收器二者上的输入。它们的操作依赖于在RF或光链路上接收的信号:
接收到无线分组消息和光信号二者的节点将来自分组消息的分组标识符存储为“它们的”分组标识符并且将发送者/介绍自己的节点的标识符存储在“它们的”分组表格中。
仅接收无线分组消息(且没有光信号)的节点将发送者/介绍自己的节点的标识符存储为不属于“它们的”分组(例如在另一个列表中,“非成员列表”,或将其标记为已经看见并属于不同的分组),从而避免将来寻址该节点。
指定为后续者的节点(照明单元或开关)创建下一个分组消息并作为有限范围的广播来发送,其内容依赖于它是否接收到光信号,并且也依赖于它是否已经是分组的一部分。
如果指定的后续者节点能够从前任节点接收无线和光信号二者,则它的分组消息包括相同的分组ID,它自己的标识符和从它的近邻中选出的后续者节点。选择后续者的算法应该防止选择已经在分组过程中传输过的节点(即那些早已在“自己的”分组表格或非成员列表中列出的节点)。
如果指定的后续者节点没有接收到前任节点的光信号,并且如果它还不属于任何分组(即既还没有接收任何其他光信号又没有经过分组过程),则它的分组消息包括新分组ID,它自己的标识符和来自它的(但没有被分组的)近邻当中的后续者。
如果指定的后续者节点没有接收到前任节点的光信号并且早已属于某个分组(即它先前接收到一些分组消息,并具有同时的光信号传递),则它的分组消息包括它已经属于的分组的分组ID,它自己的标识符和来自它的(但没有被分组的)近邻当中的后续者。
然后,它也导通其照明单元。
应该注意到,替代方案b)和c)涉及这样的情况:其中后续者不是相同分组的一部分(因为它没有接收到光信号)。作为如上面在步骤b)和c)中所描述的继续的替代,可以重复对后续者的选择以试图在相同的分组内找到后续者。为了实现这个,被选为后续者但没有接收到光信号的节点应该经RF链路以单播响应前任节点(或只保持沉默),从而前任节点能够从这种“否定应答”中检测该分组的边界,并且重新发送带有改变的后续者的分组消息。这将允许查找属于一个分组的所有节点;对于下一个分组,如在下面的步骤4和5所述,将自动重新触发该过程。如果使用这个实现选项,可以缩短用于重新触发的暂停时间,即以适应每个分组期望的节点数量(例如20-50)。
错误处理:在暂停时间(例如n*“光导通周期”+为避免冲突的附加随机返回延迟;其中n可以是缺省的或网络规模相关的)之后根本还没有被联系的节点发送伴随着如上所述的光信号传输的带有下列参数的分组消息:
-分组ID=未被选择(例如广播或零)
-(可选地它自己的ID)
-后续者ID=未被选择(例如广播或零)。
接收到光和无线信号的每个(已经分组的)网络节点应当在RF链路上应答包括分组ID和被设置为触发节点ID的后续者ID的传输。如果新分组的节点仍然有一些尚未分组的近邻,它可以如步骤1中的处理那样继续分组过程。
其他接收到这种新分组消息的尚未分组的节点应该等待该响应分组消息,并随后(如果没有新的分组消息随后),在如步骤4那样处理之前等待预定的暂停时间。
如果在预定的暂停时间(例如5分组时间片)内没有对步骤4描述的分组消息的响应,则触发节点就应该选择新的分组标识符并如步骤1一样继续进行。
根据第二实施例的实例
在图3(但没有中央单元56)显示的方案中,我们假定网络节点50触发了分组过程。它在RF链路上发送了下列分组消息:
Clustering Message(分组消息)[cluster#1(分组#1),node(节点)“50”,successor node(后续者节点)“48”]
以及同步地导通其照明元件12达“光导通周期”。由于照明单元50安装在房间32中,光只能由相同房间32中的网络节点观察到,即节点40,42,48和36观察到。因此,这些节点存储下列分组信息:
节点40,42,48,36的分组信息(CLUSTER INFORMATION OF NODES40,42,48,36)
分组标识符#1
节点50
只接收到RF消息而没有光信号传递的节点将分组节点50添加到它们的非成员列表中:
节点44,46,52,54,38的非成员列表(NON-MATES-LIST OF NODES44,46,52,54,38)
节点50
然后,指定的后续者通过发送分组消息[cluster#1(分组#1),node(节点)“48”,successor node(后续者节点)“42”]来继续进行分组,并导通其照明单元12。这导致下列列表条目:
节点40,42,48,50,36的分组信息(CLUSTER INFORMATION 0FNODES 40,42,48,50,36)
分组标识符#1
节点50
节点48
节点44,46,52,54,38的非成员列表(NON-MATES-LIST OF NODES44,46,52,54,38)
节点50
节点48
继续这个过程,直到所有网络节点都被寻址并且没有其他的后续者可以选择为止,最后产生下列分组列表:
节点40,42,48,50,36的分组信息(CLUSTER INFORMATION OFNODES 40,42,48,50,36)
分组标识符#1
节点50
节点48
节点40
节点42
节点36
节点44,46,52,54,38的分组信息(CLUSTER INFORMATION OFNODES 44,46,52,54,38)
分组标识符#2
节点52
节点44
节点38
节点46
节点54
自动分组的两个实施例的可能变体
关于根据任意实施例的分组算法如何实现的问题,还有一些替代的方法和扩展:
“光导通周期”的时长可以计算为:发送时间+介质传输延迟+在接收节点处的处理延迟。接着,可以将预定的时长选择为高于这个最短时间,例如1s。
可能需要该算法来区分照明单元和可能在它们的范围内而没有照明元件12的其他网络节点(例如传感器,致动器,控制器,计算机等)。这可以例如通过将“节点类型”字段加入到在射频上发送的分组帧内的设备地址中来实现。然而,这可能已经被底层网络栈所覆盖(例如已经由ZigBee提供的设备和服务发现机制)。
可能需要该算法来将仅具有单向光通信能力,即没有光接收器18或没有照明元件12的其它网络节点(例如传感器,致动器,控制器,计算器,等等)进行分组。取决于这些控制元件的光通信能力,所述协议可以进行改变以仅仅基于由照明单元对它们的分组消息的检测或通过附加消息来将它们分别分配给分组。为了相应地改变该过程,这些控制节点的光通信能力必须至少对它们的近邻节点是已知的,这例如经由包含在分组消息内的能力字段来实现。
集中式和分散式算法的特点可以相结合,其中要被分组的节点“i”首先广播>hello“i”<消息,随后从它的分组成员“n”接收“helloresponse(响应)”消息,并仅仅随后将单播“clustering message(分组消息)”发送到后续者节点,其中根据由分布式算法定义的规则来选择该后续者节点(优选不是组员)。
在上面的优选实施例中,RF和光通信进行交织。然而,如果每个照明单元能够对光进行调制以便它携带信息(例如以开/关密码序列、光通量调制,颜色或持续时间改变形式),那么它可以例如在光链路上传输其唯一ID。然后,在触发“准备分组”消息的接收之后,如果节点能够另外同意分组顺序(假定“分组时间片时长”是公知的,其为照明单元经光通信将它自己“介绍”到网络上说需要的预期最大时长),则任何在标准通信介质上的进一步通信不是必需的。可以用各种方法选择分组顺序。如果节点以某种类型逻辑结构进行组织(例如在ZigBee中:以PAN协调器作为根的树),则分组算法可以遵循这个逻辑结构,(例如在ZigBee实例中:从PAN协调器开始向下到叶节点)。可替代地,可以部署分层次寻址的ZigBee方案:每个节点在网络拓扑中被唯一标识,可以将用于每个照明单元或开关的预定时间片指定为例如节点地址乘以“分组时间片”。取代节点地址,可以使用随机选择的数。同样,可以使用本领域公知的任何调度算法(例如遵循“泛洪算法(flooding algorithm)”的概念)。
虽然在上述说明中的所有照明单元40-54在RF链路上进行通信,可替代地,有可能使用图2所示类型的照明单元,其在电力线通信单元16’上通信。
安全网络配置
根据本发明的第二方面,照明单元(以及诸如开关,传感器,控制器之类的其他网络节点)可以以安全的方式自动地组织成网络。通过使用光通信实现安全,其中该光通信由于光传播特性而限制在有界的拓扑区域内,例如由(非透明)墙壁限定的房间内。
为此,需要网络节点在光链路上传输一些信息量。对于光通量不能非常频繁地改变(例如HID灯)的简单单色照明元件12,这能通过控制该光导通时长以便与所需信息(例如如果要被传输的信息是“198”,则可以将灯导通达198个10ms时间片,即1.98s)相匹配来实现。这要求光接收器18能够测量光信号的时长(例如利用计时器或计数器)。这是优选的实施例,因为这个简单的方法也适用于任何其他光源。
对于可以允许缓慢通量改变(例如白炽灯)的简单单色照明元件12,例如可以使用慢速导通/关闭键控,其例如具有2s的位时长(如果时间不是问题的话)。这将要求光接收器18能够读取这个开/关键控(例如将它存储在移位寄存器中)。
最后,对于非常灵活的光源(例如LED),可以通过改变光的其他参数,例如光强或频率或时长或上述的任意组合而产生复杂的时变照明模式。这当然会要求能够测量经调制参数的合适的光接收器18。
由此得到的安全水平不仅取决于在光链路上传输的信息量,而且取决于这个信息如何用于安全自举。
在加入节点和“记录员”之间的认证优选地是相互的,因此优选,在二者之间的每一个方向通过光链路传输信息。在信息交换之后,用合适的方法,例如按位异或,哈希,连接等组合两个信息片。
由此得到的编码数据可以多种方式用于安全自举。它能例如根据SPEKE(D.Jablon.ACMSIGCOMM,vol.26,no.5,第5-26页,1996年10月,Strong Password-Only Authenticated Key Exchange)或DH-EKE算法(S.M.Bellovin和M.Merritt,“Encrypted KeyExchange:Password-Based Protocols Secure Against DictionaryAttacks”,Proceeding of I.E.E.E.Symposium on Research inSecurity and Privacy,Oakland,1992年5月)来口令认证在标准通信介质上的Diffie-Hellman交换。它可以用在任何形式的口令认证密钥协议中(S.M.Bellovin和M.Merritt,“Encrypted Key Exchange:Password-Based Protocols Secure Against Dictionary Attacks”,Proceeding of I.E.E.E.Symposium on Research in Security andPrivacy,Oakland,1992年5月)。它也可以用于推导作为成对主密钥的密钥(例如ZigBeeTrust Centre Master Key(ZigBee信任中心主密钥)),或可以用作从记录员到加入节点传输配置信息的(暂时)加密密钥(例如主密钥,网络密钥等),或可以用作成对主密钥(例如ZigBee Trust Centre Master Key(ZigBee信任中心主密钥))。取决于网络所要求的安全和密度水平,可以相应选择合适的机制。
在第一步骤中,在加电之后,未配置的网络节点以“发现模式”启动。在这个阶段,节点首先尝试经由标准通信介质与已有网络相关联。
如果节点能检测到已有网络,则它使用标准化的机制(例如ZigBee/IEEE 802.15.4)将自己通告给所述网络,并继续进行安全自举过程。
如果节点不能检测到任何已有网络,则它在它自己上创建网络,这例如通过发出ZigBee信标消息,或任何其他合适的自我宣告消息并听取也尚未配置的节点的发现消息来进行。如果它检测其他的未配置的节点,它继续进行安全自举过程。
每当新节点的自我宣告消息(“I’m new(我是新的)”)被已配置的网络节点接收时,这个已配置节点承担用于加入节点的“挑战者”角色并发送广播消息到网络中,以表示新节点要求配置。
可选地,从这个时间点开始直到完成(或中断)配置为止,不会接收进一步的配置要求。
挑战者将“信号”命令发送到新节点,同时触发它以在光链路上发送预定义的信息。
只有不存在阻碍加入节点和其他网络节点之间的光传输的障碍物(例如墙和天花板)时,所述信息才可由网络节点观察到。应该注意到,在相同的建筑物或甚至在相同房间中,有可能是网络中的一些但不是所有配置的节点可以观察到所述序列(例如在L型房间中)。
那些已经在光链路上接收到信息的已配置网络节点将这个事件报回到挑战者。然后,挑战者选择它们中之一(例如报告事件的第一个节点),并指派该节点承担相对于加入节点的“记录员”角色(要注意,记录员角色也可以由“挑战者”节点本身来承担)。
记录员建立与新设备的安全关系。为了在安全模式(即具有对新节点的认证)下完成这个,经过光链路在新节点与记录员之间交换信息。因为光链路被限制于房间的物理边界,所以在该配置步骤期间在相同房间中存在的、被安全地假定为真实的节点会被认证。安全网络配置的实例
图6显示了建筑物70的象征表示。在建筑物70内部,有图1所示类型的四个照明单元60,62,64,66。它们是简单的卤素灯,所以们使用光时长控制用于在光链路上传输信息。这四个照明单元中的三个照明单元60,62,64已经被配置为ZigBee网络。
图7显示了配置期间的信号交换,其中RF消息显示为虚线而光信号传输被显示为实线。照明单元66用“hello”消息72开始。从已配置的照明单元60,62,64中选择照明单元62作为挑战者。挑战者62在网络上广播“信号”命令74,其使得加入节点66导通它的照明元件12达56*10ms=560ms来编码预定值“56”(消息76),并且网络节点60,64准备接收光通信。
消息76只被节点60,64观察到,而没有被节点62观察到。显然,节点62没有到加入节点66的光连接。节点60,64将它们对消息76(“56”)的观察报告给挑战者62,而挑战者62选择节点60作为记录员R。
记录员60生成第一随机数“183”,并通过导通其照明单元12达1.83ms时长而将该随机数传输到加入的照明单元66(消息78a)。加入的照明单元66接收并存储该消息78a。接着,它生成随机数“027”并将它作为消息78b传输。然后,记录员60和加入节点66合并随机序列(在这个实例中通过简单连接)从而具有共享密码“183027”。
接下来,这个密码被用作临时密钥,其随后被用于加密在标准通信介质上从记录员发送到加入节点的配置数据80(ZigBee/IEEE802.15.4的Trust Centre Master Key(信任中心主密钥))。如果该密钥长度不够,则可以对该值“183027”进行哈希以获得临时密钥。
安全网络配置的可能变体
关于如何可以实现根据任意实施例的分组算法,也存在一些可替代的方法和延伸:
由加入的照明单元66响应于“信号”消息而传输的信息不需要是固定的预定序列。可替代地,在这个序列中编码在通信中使用的数据(例如加入照明单元的MAC-地址(部分))也是可能的。
尽管在上面的说明中,所有照明单元都在RF链路上进行通信,但可替代地,使用图2显示类型的照明单元也是可能的,其在电力线通信单元16’上进行通信。
尽管在前面的实例中,已经分别描述了本发明的两个方面,这两个方面的结合当然是可能的。因此,使用在光链路上进行认证的安全网络配置的照明系统可以进一步使用上述自动分组过程之一来将节点配置成组。
在前面,将会意识到单数引用被认为也包含复数且反之亦然,并且对特征或设备的特定数量的引用不被解释为将本发明限制于特征或设备的这个特定数量上。同时,比如“包括”,“包含”,“有”,“具有”,“并入”等表达被解释为非排他性的,即这种表达被解释为不排斥其他项目的存在。
虽然已经结合特定实施例描述了本发明,但其不受限制于在这里提出的特定形式。相反地,本发明的范围仅仅由附加权利要求所限制。
权利要求中包括参考符号,然而所包含的参考符号仅仅是为了清晰的原因,而不应该被解释为对本权利要求的范围的限制。

Claims (14)

1.照明系统,包括:
-多个照明单元(10,10’),每个照明单元包括
-照明元件(12),用于生成光,
-照明控制单元(14),用于控制所述照明元件(12)的光输出,
-通信单元(16,16’),用于在通信介质上发送和接收通信信号,
-光接收器(18),用于从其他照明单元(10,10’)接收光,
以及
-控制器单元(20),连接到所述光接收器(18),通信单元(16,16’),和照明控制单元(14)。
2.根据权利要求1的照明系统,其中
-所述照明单元(10,10’)中的所述控制器(20)被编制为操作所述照明单元(10,10’)从而通过下列步骤将所述照明单元(10,10’)分成一个或多个分组:
-在第一照明单元中,导通照明元件以发射光,
-取决于所发射的光是否被所述其他照明单元的光接收器观察到,来生成分组信息,
-在所述通信介质上进行所述通信单元(16,16’)之间的通信以实现校准。
3.根据权利要求1的照明系统,其中
-所述照明单元(10,10’)中的所述控制器(20)被编制为操作所述照明单元(10,10’)以形成通信网络并与加入的照明单元(66)通信,这通过下列步骤进行:
-通过控制其照明元件(12)根据表示编码数据(78a,78b)的调制序列发射光,将所述编码数据(78a,78b)从所述加入的照明单元(66)传输到所述网络中的至少一个所述照明单元,和/或从所述网络中的至少一个所述照明单元传输到所述加入的照明单元(66),
-以及使用所述编码数据(78a,78b)在通信介质上建立安全的通信。
4.在根据权利要求1-3其中之一的系统中使用的照明单元,所述照明单元包括
-照明元件(12),用于生成光,
-照明控制单元(14),用于控制所述照明元件(12)的光输出,
-通信单元(16,16’),用于在通信介质上发送和接收通信信号,
-光接收器(18),用于从其他照明单元(10,10’)接收光,
以及
-控制器单元(20),连接到所述光接收器(18),通信单元(16,16’),和照明控制单元(14)。
5.在根据权利要求1-3其中之一的照明系统中使用的控制元件,所述元件包括
-功能元件(24),用于执行开关,控制或传感器功能,
-通信单元(16,16’),用于在通信介质上发送和接收通信信号,
以及
-用于生成光的照明元件(12)和用于控制所述照明元件(12)的输出的照明控制单元(14),和/或用于接收光的光接收器(18)
以及
-控制器单元(20),连接到所述功能元件(24),光接收器(18),通信单元(16,16’),和照明控制单元(14)。
6.控制照明系统的方法,
-所述照明系统包括多个照明单元(10,10’),每个照明单元包括
-照明元件(12),用于生成光,
-通信单元(16,16’),用于在通信介质上通信,
-以及光接收器(18),用于从其他照明单元(10,10’)接收光,
-其中所述照明单元(10,10’)在所述通信介质上通信,以及
-其中,至少在配置阶段,至少一个所述照明单元(10,10’)通过以受控制方式操作所述照明元件(12)来发送信息,以及至少一个其他照明单元(10,10’)通过观察所生成的光来接收所述信息。
7.根据权利要求6的方法,其中
-通过下面的步骤将所述照明单元(10,10’)分为一个或多个分组:
-在第一照明单元中,导通照明元件以发射光,
-取决于所发射的光是否被所述其他照明单元(10,10’)的光接收器(18)观察到来生成分组信息。
8.根据权利要求7的方法,其中
-对于多个照明单元重复所述步骤,其中每次导通不同的照明单元(10,10’)的照明元件(12)。
9.根据权利要求7或8的方法,其中
-所述照明系统安装在带有多个房间(32,34)的建筑物(30)中,以及
-所述照明单元(10,10’)被分成多个分组,其中在相同房间中的所有照明单元被分配给相同的分组。
10.根据权利要求7-9中任意一个的方法,其中
-所述照明系统还包括中央单元(56),该中央单元(56)包括至少一个用于在所述通信介质上进行通信的通信单元(16,16’),
-其中所述中央单元(56)在所述通信介质上将命令发送到所述照明单元以实施所述步骤,
-以及其中至少一个所述照明单元发送检测信息到所述中央单元(56),该信息表示是否观察到所发射的光,
-以及其中所述检测信息用于生成所述分组信息,
-以及所述分组信息存储在所述中央单元(56)处。
11.根据权利要求7-10中任意一个的方法,其中
-所述照明单元中的至少一个还包括用于存储分组表格的存储装置(26),
-其中所述组信息的至少部分存储在所述分组表格中。
12.根据权利要求6的方法,其中
-形成通信网络的所述照明单元(10,10’)中的一个或多个与加入的照明单元(66)进行通信,这通过下列步骤进行:
-通过控制其照明元件以根据与所述编码数据(78a,78b)相对应的调制发射光,来将编码数据(78a,78b)从所述加入的照明单元(66)传输到所述网络中的至少一个所述照明单元,和/或从所述网络中的至少一个所述照明单元传输到所述加入的照明单元(66),
-以及使用所述编码数据(78a,78b)来在通信介质上建立安全的通信。
13.根据权利要求12的方法,其中
-所加入的照明单元(66)通过控制其照明元件(12)以调制序列发射光来发送检测信号(74),
-从所述网络中的所述照明单元中选择记录员(R),其通过观察从所述加入的照明单元(66)发射出的光来接收检测信号。
-以及在所述记录员(R)和所述加入的照明单元(66)之间交换所述编码数据(78a,78b)。
14.根据权利要求12或13的方法,其中
-所述编码数据包括至少第一编码(78a),其从所述网络中的所述照明单元传输到所述加入的照明单元(66),
-以及第二编码(78b),其从所述加入的照明单元(66)传输到所述网络中的所述照明单元。
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