CN101444144B - 集成的照明控制模块和电源开关 - Google Patents

Abstract

一种照明系统(300)，包括：光源(320)和开关(310)，所述开关配置成接收输入电源(305)并提供开关电源。控制模块(340)配置成接收所述开关电源并且控制所述光源(320)。控制模块(340)进一步配置成，响应所述开关(310)在预先确定的时间周期内不止一次的触发，向所述光源(320)提供所述开关电源。

Description

集成的照明控制模块和电源开关

技术领域

本发明涉及照明系统和方法，例如用于响应在预定的时间周期内不止一次地触发开关而使灯接通。

背景技术

图1和2分别表示典型的照明系统100、200。这样的原始的家用或商用的照明系统是有线系统，其中开关110、210通过接线连接到主电源，例如在美国是交流110伏，在许多其它国家是交流220伏。开关110、210通过接线115、215进一步地连接到光源或包括光源在内的照明器120、220，例如在图1中表示的定位在天花板上的照明器120。此外或可替换地，如图2所示，开关210还可以通过接线215连接到壁装电源插座230(称之为转换电源插座(switched outlet))。在这种情况下，将光源/照明器220插入转换电源插座230。触发开关110/210使之接通/断开，将使电源接通/断开，因此使光源120、220接通/断开。

新的家用照明控制系统正在大量涌现，以便提供更大的灵活性，例如远距离地使灯接通/断开。绝大多数新的家用照明控制系统是由消费者安装的，而不是由专业安装人员安装的。其结果是，现有的/原有的照明系统不能连接到新的系统。随着原有的照明系统的扩展，由于现有的/原有的照明控制系统与附加的控制和/或照明系统并行但两个系统又没有有效地连接，所以产生的问题越来越多。增加照明控制但又没有与现有的控制有效地集成，将在经由原有的和新的照明控制系统这两者对于灯进行控制的过程中，使用户产生混乱和困难。

例如，如果光源是经由原有的开关110、210(如图1-2中所示的)切换的，并且消费者用新模块代替所述光源，该新模块能够(远距离)控制连接到该新模块的光源，则要通过开关110、210提供加到新模块上的电源。开关110、210提供开关电源(switched power)，该开关电源来自主电源(例如交流110伏)，或者来自其它源，比如从主电源转换/得到的直流电源。触发开关110、210使其断开从而使灯120、220断开，还将使到新模块的电源断开，从而可能产生问题。

对于消费者而言，如果有的客户不熟悉新的照明控制系统，问题和困惑甚至于可能变得更大。客户希望通过触发一次通常是在门的角落附近的开关，使黑暗房间的灯点亮，如图1-2所示。由于不了解新的照明控制系统，所以客户会惊奇地发现，当例如只触发开关110、220一次至接通位置时，灯并不点亮。于是，例如由消费者代替专业安装人员安装系统所得到的好处却带来了一些问题，比如以上所述的问题，其中包括使新的控制系统断电并使其不运转(下面将描述)，以及当触发墙壁开关110、220一次至认定的接通位置时，不能接通灯。

因此，需要一种易于安装和使用的新的照明控制系统，它能将用户的困惑减至最小。于是，本发明的系统和方法的一个目的是提供使用方便和安装简单的照明控制。

发明内容

这个目的和其它的目的是通过如下的系统和方法实现的，所述的系统和方法包括光源和开关，所述开关配置成接收输入电源(power)并提供开关电源。控制模块配置成接收开关电源并且控制光源。控制模块进一步配置成在响应预定时间周期内开关的不止一次的触发(即例如两次触发)时向光源提供开关电源。

本发明的系统和方法利用了终端用户的期望的行为，例如当意图是要接通灯时。当灯断开时，用户想要接通一个或多个灯，则用户将要触发灯的开关一次。如果新的光控制模块的电源在响应光开关的触发一次时被切断或者中断，则所述一个或多个灯将不会接通并保持断开，即便在与新的光控模块相关的遥控器起作用的时候也是如此。然而，由于用户不理解所述一个或多个灯不能接通的原因，所以普通的用户总是要再一次地触发灯开关。控制模块将检测不止一次触发开关的这个序列(sequence)，并且接通所述一个或多个灯。

从下面提供的详细描述中，本发明的系统和方法的另外的应用领域将变得显而易见。应该理解，详细描述和特定实例虽然示出了本发明的系统和方法的示例性实施例，但目的只是在于说明，不是为了限制本发明的范围。

附图说明

从下面的描述、所附的权利要求书和附图中，将会更好地理解本发明的设备、系统和方法的这些和其它的特点、方面、和优点，其中：

图1表示典型的照明系统；

图2表示另一个典型的照明系统；以及

图3表示按照本发明一个实施例的照明系统。

具体实施方式

下面的对于某些示例性实施例的描述在本质上只是示例性的，决不是旨在对于本发明、它的应用、或使用有所限制。在下面的对于本发明的系统和方法的实施例的详细描述中，参照对于形成本说明书一部分的附图，附图中借助图解的方式表示可以实现所述的系统和方法的特定实施例。这些实施例的描述足够详细，能够使本领域技术人员将这里公开的系统付诸实践，并且可以理解，还可以应用其它的实施例，在不偏离本发明的系统的构思和范围的条件下，可以进行结构上的和逻辑上的变化。

因此，下面的详细描述不是限制性的，本发明系统的范围只由所附的权利要求限定。图中标号的前边的数字在这里通常对应于附图的编号，只是由相同的标号代表在多个图中出现的相同部件例外。而且，为清楚起见，省去了对于公知的设备、电路和方法的详细描述，这样做不会使对于本发明的系统的描述不清楚。

图3表示按照一个实施例的照明系统300，其中包括智能控制模块340。具体来说，将开关310配置成可以响应触发来切换电源使之接通/断开。说明性地，开关310切换来自主电源305(如交流110伏或交流220伏)的电源。当然，开关310可以切换任何其它的电源类型或者电源。

将开关310的输出(称之为开关电源)直接提供给控制模块340。可选地，可以将开关电源提供给电源插座330，电源插座330例如可以是与图2所示的转换电源插座230类似的墙壁转换电源插座。在图3中以虚线表示出了可选的转换电源插座330。接收开关电源的控制模块340连接到光源或照明器，照明器包括或容纳光源320。说明性地，将控制模块340配置成可以附着到照明器上，例如用螺丝拧到照明器上，而不是光源上。又将光源附着到(例如用螺丝拧到)控制模块340上，于是可以提供简单的安装。

将控制模块340配置成控制连接到该模块的一个或多个灯320，而与开关310无关。例如，通过开关310使灯320接通，开关310可以是原来的开关，其包括在原来的照明系统之内。控制模块340例如可由遥控器350控制。控制模块340和遥控器350可以经由任何通信链路(如有线的或无线的)链接或连通。当然，无线通信是更加方便的，因为它不需要附加连线将控制模块340连接到遥控器350和/或另外的开关上。无线通信可以是任何合适的方式，例如可以通过射频(RF)、红外(IR)、声纳、光学等。例如，可以使用短程无线协议，例如蓝牙、Zigbee、Z-wave、X10等。

显然，关于本说明书，对于通信领域的普通技术人员显而易见的是，在控制模块340和遥控器350中可以包括各种元件，例如一个或多个发射器、接收器、收发器、天线、调制器、解调器、转换器、双工器、滤波器、多路复用器等，为了不使对于本发明的系统和方法的描述含糊不清，不再对这些元件进一步描述。还可以提供包括处理器370和存储器380在内的系统控制器360，其中该处理器执行存储在存储器中的指令，存储器还可以存储其它的数据，如与光源的控制有关的预先确定的或可编程的设定值，其中包括使灯接通/断开的可编程时间，对于可被控制以改变自其发出的光的属性的光源，系统控制器可以改变光的属性，例如强度(即，使光暗淡的功能)、颜色、色调、饱和度等等。

应该理解，可以通过任何类型的链接，例如包括有线的或无线的一个或多个链接，将照明系统300的各种部件按照可操作的方式相互耦合(其中包括系统控制器360)。例如，开关310可以由它自己的遥控器按照无线的方式进行控制，以提供开关电源。此外，可选地或者除了遥控器350以外，可以将另外的单元配置成与控制模块340通信并且控制所述的控制模块340。这些另外的单元可以是下述单元中的一个或多个：个人数字助理(PDA)、移动电话、膝上型计算机或个人计算机等，它们可以用作或者被编程以用作系统控制器360和/或遥控器350。

发光二极管(LED)是特别适合于可控地提供改变属性的光的光源，因为发光二极管可容易地配置成提供具有变化的颜色、强度、色调、饱和度和其它属性的光，并且发光二极管通常具有用于控制和调节各种光属性的电子驱动电路。然而，可以使用能够提供各种属性(例如各种强度水平、不同颜色、色调、饱和度等)的光的任何可控光源，如白炽灯、荧光灯、卤素灯或高强度放电(HID)灯等等，它们可以具有镇流器或驱动器，以便控制各种光属性。

描述下面的情况是为了更好地理解本发明的照明系统和方法。假定在房间里，通过开关310使得与控制模块340相连的一个或多个灯320接通，但通过控制单元340(例如在遥控器350的控制下)使灯320断开。在这种情况下，开关310处在接通位置，因此向控制模块340提供开关电源，但灯320是断开的。例如当天黑时用户进入了这个房间，他希望灯点亮。用户接触门附近的墙壁，灯开关一般设在这里，他的目的是寻找灯开关310(如在黑暗中)。

用户找到了墙壁开关310并且触发它以接通一个或多个灯302。因为墙壁开关310先前的状态是接通的，所以触发墙壁开关310将断开开关电源，从而切断电源或者使智能控制模块340断电。当然，灯将不会接通。用户或许会感觉到困惑，再一次触发开关310，这是当触发开关希望点亮灯但灯并未点亮的情况下的一个典型的反应。

智能灯开关或控制模块340识别到用户要接通灯的企图，因此接通灯320。控制模块340的这样一种反应或识别可以基于一个或多个参数，例如基于在预定的时间周期内的不止一次(例如两次)的触发开关310的序列。可以将这个切换序列参数(例如在短时间内切换两次)与一个或多个其它参数组合，以便得到更好的结果，其它参数例如：

(a)当用户进入房间并希望接通灯320时，由于开关310的第一次触发引起的控制模块340的电源中断/断开的时间周期。可以使用任何合适的电源中断时间周期，这个时间周期可以是预先确定的和/或可编程的。例如，预先确定的控制模块340的供电中断时间周期可以在100毫秒(ms)和1秒之间。

这样的时间周期(或者其它的可以使用的时间周期)适合滤除电源失灵(glitch)，该电源失灵比如是瞬间断开，这时的电源由于照明系统外部的原因在短时间间隔内中断，例如，比如由于点亮的原因加到主电源305上的电源的短时间供电中断，该电源失灵还例如是瞬时浪涌或尖锋和/或有意地断开开关310以便从控制模块340上去除电源的情况。

于是，在检测在这个时间周期内开关310的触发序列(比如两次或更多次触发)时，控制模块340接通灯320。在触发序列使开关310处在断开位置的情况下，切断加到控制模块340上的电源，控制模块340或其它部件(如系统控制器360)可以使开关310起作用(在开关310配置成可以被遥控的情况下)，由此向控制单元340提供开关电源，而控制单元340又向一个或多个灯320提供开关电源，于是接通一个或多个灯320。

(b)多个控制模块340’、340”当中只有一个控制模块340被断开和接通而其它的控制模块都不断开和接通的情况，其中所述多个控制模块340’、340”相互通信，或者通过系统控制器360被监控。这样滤除了电源断电(power drop outs)，该电源断电将切断加到所有控制模块上的电源。当然，可选地或者附加地，通过系统控制器360和/或控制模块340，可以监控来自主电源305的电源，以确定电源断电或电源中断(power outage)。

(c)天黑时当用户进入房间触发开关310时的情况。可以使用与控制模块340和/或系统控制器360通信(有线的或无线的)的传感器380来检测黑暗度。传感器380可以与控制模块340和/或系统控制器360集成在一起。当然，在断开状态被解释为房间是“黑暗”的时候(即使并非如此)，光源320的状态也是可以检测的。更加具体地说，这样的解释很可能获得用户的正确意图，即，使灯接通(不管房间是否黑暗)。

因此，基于用户希望或想要接通灯的这一结论，例如在默认的设置(比如默认的强度等等)下，本系统和方法将接通灯。

鉴于这里的描述，正如本领域技术人员所认识到的，还可以提供各种不同的改进。存储器380可以是用于存储应用数据以及其它数据的任何类型的设备。应用数据和其它数据由系统控制器360或处理器370接收，将其配置成按照本发明的系统和方法来执行操作动作。

本发明方法的操作动作特别适合由计算机软件程序来实现，例如优选包含与所述方法的各个步骤或动作对应的模块的计算机软件程序。这样的软件当然可以在计算机可读介质中实施，例如集成芯片、外围设备或存储器，所述存储器比如是耦合到系统控制器360的处理器370或者耦合到控制模块340的处理器的存储器380或其它存储器。

计算机可读介质和/或存储器380可以是任何可记录介质(如RAM、ROM、可擦除存储器、CD-ROM、硬盘驱动器、DVD、软盘、或存储卡)，或者可以是传输介质(如包括光纤在内的网络、万维网、电缆、和/或例如使用时分多址访问、码分多址访问或其它无线通信系统的无线信道)。可以使用能够存储适合与计算机系统一起使用的、已知的或已开发的任何介质，来作为计算机可读介质和/或存储器380。

也可以使用附加的存储器。计算机可读介质、存储器380、和/或任何其它的存储器可以是长期的、短期的、或者是长期和短期组合的存储器。这些存储器将处理器370配置成实现这里公开的方法、操作动作、和功能。存储器可以是分布式的或局部的，处理器370(可以提供附加的处理器)可以是分布式的或者是单个的。存储器可以实施为电的、磁的或光学的存储器，或者实施成这些或其它类型的存储装置的任意组合。而且，应该足够广义地理解术语“存储器”，以便包含在由处理器访问的可寻址空间中能够读出或写入地址的任何信息。根据这个定义，例如网上信息也在存储器380的范围内，因为处理器370可以获取来自网络的信息。

处理器370和存储器380可以是任何类型的处理器/控制器和存储器，例如在U.S.2003/0057887中所描述的，其全部内容在此引入作为参考。处理器370能够响应对于开关310的触发序列的检测来提供控制信号和/或执行操作，并且执行存储在存储器380中的指令。处理器370可以是专用的或通用的一个或多个集成电路。此外，处理器370可以是按照本发明的系统工作的专用处理器，或者可以是多个功能中仅一个进行操作以按照本发明的系统工作的通用处理器。处理器可以利用程序部分、多个程序段进行操作，或者可以是利用专用的或多用的集成电路的硬件设备。用来识别用户的存在和身份的上述系统中的每一个可以与另外的系统结合起来利用。

当然，应该理解，上述实施例或方法中的任何一个都可以与一个或者与一个或多个其他实施例或方法进行组合，从而提供对于发现并且使用户与特定个性相匹配的更进一步的改进，并提供相关的建议。

最后，上述的讨论仅仅旨在说明本发明的系统，不应该解释为将所附权利要求限制至任何特定的实施例或实施例组。于是，尽管参照具体的示例性实施例尤为详细地描述了本发明的系统，但还应该认识到，本领域的普通技术人员在不偏离下面权利要求书中提出的本发明系统的广义和预想的构思和范围的条件下，还可以设计出许多改进和可替换实施例。因此，说明书和附图被认为是说明性的，并不是旨在限制所附的权利要求的范围。

在解释所附的权利要求的过程中，应该理解：

a)术语“包括”并不排除存在除指定权利要求中列举的元件或动作以外的其它元件或动作；

b)在元件前边的术语“一个”并不排除存在多个这样的元件；

c)在权利要求中的任何附图标记并不限制权利要求的范围；

d)几个“装置”可以由相同的物品、或硬件或软件实施的结构或功能表示；

e)所公开的任何元件都可以包括硬件部分(如包括分立的和集成的电子电路)、软件部分(如计算机编程)、或者它们的任意组合；

f)硬件部分可以包括模拟部分和数字部分中的两者或其中之一；

g)除非另有特殊说明，任何所公开的设备或者其部分可以组合在一起，或者分成另外的部分；以及

h)除非特别指出，并不需要动作或步骤的特定顺序。

Claims (11)

1.一种照明系统(300)，包括：

光源(320)；和

控制模块(340)，配置成接收开关电源和远程控制信号，并且配置成控制所述光源(320)；

其中所述控制模块(340)进一步配置成：

响应于接收的远程控制信号，通过是否向所述光源(320)提供所述开关电源来使所述光源(320)接通/断开；以及

在响应于接收的所述远程控制信号而不向所述光源(320)提供所述开关电源时，响应于检测到在所述接收的开关电源中的中断，如果所述电源中断的长度在预先确定的时间周期内，则接通所述光源(320)。

2.根据权利要求1的照明系统(300)，还包括：

开关(310)，配置成接收输入电源(305)并提供所述开关电源。

3.根据权利要求1的照明系统(300)，其中所述预先确定的时间周期是在100毫秒和1秒之间。

4.根据权利要求1的照明系统(300)，其中所述预先确定的时间周期适合于滤除中断所述输入电源(305)的电源失灵。

5.根据权利要求1的照明系统(300)，其中所述控制模块(340)进一步配置成：当所述光源(320)和所述开关(310)中的至少一个的环境具有减小的亮度时，向所述光源(320)提供所述开关电源。

6.根据权利要求5的照明系统(300)，还包括传感器(380)，所述传感器(380)配置成检测所述减小的亮度。

7.根据权利要求1的照明系统(300)，其中所述控制模块(340)进一步配置成：当所述输入电源(305)保持连续接通时，向所述光源(320)提供所述开关电源。

8.根据权利要求1的照明系统(300)，其中将所述控制模块(340)进一步配置成：当至少一个附加控制模块(340′)具有从另外的开关电源提供的连续电源时，向所述光源(320)提供所述开关电源。

9.根据权利要求8的照明系统(300)，还包括系统控制器(360)，所述系统控制器(360)配置成监控所述控制模块(340)和所述至少一个附加控制模块(340′)的电源输入。

10.根据权利要求1的照明系统(300)，还包括遥控器(350)，所述遥控器(350)配置成控制所述控制模块(340)从而使所述光源(320)接通/断开。

11.一种在根据权利要求1至10之任一的照明系统(300)中控制光源(320)的方法，包括如下动作：

在响应于接收的远程控制信号而不向所述光源(320)提供开关电源时，通过在预先确定的时间周期内触发开关(310)两次，提供向所述照明系统(320)的控制模块(340)提供的开关电源；和

在所述光源(320)断开时，响应于所述触发动作，向所述光源(320)提供电源。

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