CN101755402B - 用于发射发光设备数据的方法、系统和设备 - Google Patents

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Abstract

所提出的是一种用于发射发光设备数据的方法。该方法包括以下步骤：在发光设备中获取发光设备数据的子集，其中该发光设备数据包括发光设备的信息，使用光从发光设备发射发光设备数据的子集，以及重复上述步骤直到与完整的发光设备数据共同对应的所有子集已经被发射为止。此外还提出了一种相应的发光设备和发光系统。

Description

用于发射发光设备数据的方法、系统和设备
技术领域
本发明涉及一种用于发射发光设备数据的方法、发光设备和发光系统。
背景技术
大型发光系统中使用的发光设备在照明市场中占据了很大份额。在此类系统中，如果能在强度以及颜色乃至波束宽度方面对每一个单独的发光设备进行控制，那么将是非常理想的。随着同一空间或房间中存在的光源数量的增长，在安装过程中指定控制系统与所有发光设备之间的逻辑连接就成了一个非常重要的任务。要想使此类大型发光系统在市场上被接受，用于控制这种大型发光系统的用户友好的方法是非常重要的。
在文档WO2006/077968中提出了一项用于光学通信系统的建议。该光学通信系统包含多个发射端设备，每一个发射端设备都是用给定调制方案来调制信息，并且使用随机定时来发射经过调制的光信号。此外，该光学通信系统还包括接收端设备，用于接收来自发射端设备的发射光。
然而，这种光学通信系统存在一些缺陷，并且无疑是可以改进的。本发明将解决这其中的一些问题。
发明内容
有鉴于上述问题，本发明的目的是提供针对上述文档的改进。特别地，一个目的是提供一种用于解决在发送包含信息的调制光信号时的光闪烁问题的解决方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于发射发光设备数据的方法，该方法包括以下步骤：在发光设备中获取发光设备数据的子集，其中该发光设备数据包括发光设备的信息，从发光设备发射嵌入在照明光中的该发光设备数据的子集，以及重复上述步骤直到联合地对应于完整的发光设备数据的所有子集已经被发射为止。通过划分成发光设备数据子集，有助于减少光的闪烁，特别是在光极度暗淡的时候。
获取步骤可以包括将发光设备数据分成同等大小的子集。
获取步骤可以包括从数据源中检索发光设备数据的子集。
在发射步骤之前，该方法还可以包括以下步骤：将发光设备数据与脉冲宽度调制光组合。举例来说，通过组合脉冲宽度调制光与发光设备数据，还使得能够控制光的强度或光的颜色。
发射同一发光设备数据的子集的后续出现之间的时间差可以等于预定值。
对于完整发光设备数据的后续传输，获取、发射和重复步骤可以重复执行。这些步骤有助于降低因为与其他发光设备冲突而导致的发光设备数据丢失，并且进一步给出发光设备的重复状态。
发射每一个完整发光设备数据之间的时间差可以通过获取随机时间来确定。对完整的所发射的发光设备数据进行随机定时有助于降低与其他发光设备发生冲突并由此导致干扰光中的信息的风险。
发射步骤可以包括时间复用光以及发光设备数据。
根据本发明的第二方面，提供了一种被配置成发射发光设备数据的发光设备，该发光设备包括数据源、光发射器，其中光发射器被配置成从数据源获取发光设备数据的多个子集，所述多个子集联合地对应于完整的发光设备数据，以及该发射器还被配置成发射嵌入在照明光中的发光设备数据的该多个子集中的每一个。
该发光设备还可以被配置成在从数据源获取了每一个子集后发射发光设备数据子集中的每一个子集。这些联合地对应于完整发光设备数据的子集可以被保存，划分成该数据源中的若干子集，由此在发射发光设备数据时只需要较少的处理。
发光设备可以包括固态光源。固态光源允许很好地控制光的属性，例如强度、极化和颜色。
发光设备可以被配置成使用脉冲宽度调制、强度调制或是其组合来对光进行调制。
根据本发明的第三方面，提供了一种发光系统，其包括如上所述的至少一个发光设备，并且还包括接收机，其中该接收机被配置成接收从该至少一个发光设备中的至少一个发射的且联合地对应于完整发光设备数据的发光设备数据子集，对接收到的发光设备数据子集进行处理，以便获取完整的发光设备数据，从而接收来自该至少一个发光设备中的至少一个的信息。
该系统可以包括多个发光设备，并且所述多个发光设备中的每一个的时钟可以相互异步。换句话说，不同发光设备的时钟不需要是同步的。异步时钟有助于降低发光设备和接收机中的硬件成本。
发光系统还可以包括与发光设备相连的控制单元，该控制单元被配置成接收来自接收机的发光设备数据，使用发光设备数据来定位发光设备，以及对发光设备发射的光进行控制。
通常，除非在这里另有明确定义，否则权利要求书中使用的所有术语都是依照其在技术领域中的通常含义来解释的。除非另有明确定义，否则，针对“一/该[部件、设备、元件、装置、步骤等]”的所有引用都被开放地解释成是指所述部件、设备、元件、装置、步骤等等的至少一个实例。除非明确陈述，否则这里公开的任何方法的步骤是不必按照所公开的确切顺序执行的。
从以下的详细公开、附加的从属权利要求以及附图中可以清楚了解本发明的其他目标、特征和优点。
附图说明
通过下文中参考附图而对本发明实施例进行的说明性和非限制性的详细描述，可以更好地理解本发明的上述以及附加目标、特征和优点，其中相同的参考数字将会用于相似的部件，其中：
图1显示的是根据本发明实施例的方法流程图；
图2显示的是根据本发明实施例的发光设备的框图；
图3显示的是包含了图2发光设备的发光系统的框图；以及
图4显示的是示出了可以在图2发光设备中实施的照明图案的随时间传播的图示；
图5显示的是根据本发明实施例的方法流程图。
具体实施方式
图1显示了根据本发明实施例的方法流程图。
在<获取发光设备数据子集>步骤1，从数据源检索发光设备数据的子集。在本发明的一个实施例中，发光设备数据子集在存入数据源时被分成子集。在一个实施例中，完整的发光设备数据是作为一个数据项存储在数据源中的。然后，将发光设备数据分成子集，其中每一个子集都被独立处理。发光设备数据子集可以具有相同的大小或是不同的大小。
发光设备数据可以包括报头、发光设备数据部分以及校验和。
如果通过脉冲宽度调制来控制发光设备的光强度，那么在给出了一个周期中的平均强度的情况下，通过将发光设备数据分成子集，将减少光的闪烁，特别是在光极度暗淡的时候。
在<组合发光设备数据>步骤2，将发光设备数据与经过脉冲宽度调制的光相组合，从而产生组合光信号。
上述实施例使用了脉冲宽度调制来对光进行调光或是控制RGB发光设备的色点。很明显，占空比同样可以选定成固定的值，由此，光的控制是通过强度调制执行的，而通-断切换则主要用于交换发光设备数据。此外，经过脉冲宽度调制和经过强度调制的光还可以组合。
在<发射发光设备数据子集>步骤3，发射发光设备数据的组合子集。发光设备数据子集是作为(经过调制的)光发射的。在一个实施例中，发射机是固态发光设备，例如发光二极管(LED)。
在有条件的<完成发射完整的发光设备数据>步骤4，确定是否已经发射了共同对应于完整发光设备数据的所有子集。如果已经发射了所有子集，则该处理继续执行<等待随机时间>步骤6。另一方面，如果尚未发射所有子集，则该处理继续执行<等待预定时间量>步骤5。
在<等待预定时间量>步骤5，该处理休止预定量的等待时间直到根据上述的<获取>、<组合>、<发射>和<完成>步骤发射了下一发光设备数据子集。
在<等待随机时间>步骤6，该处理会在重复执行步骤1-6之前休止随机或伪随机时间量。这个随机时间间隔可以为零。在一个实施例中，发光设备数据是连续发送的。该处理通常会在执行该处理的环境(例如发光设备)被切断的时候结束。
图2显示的是根据本发明实施例的发光设备的框图。发光设备7包括数据源8、调制器9和光发射器10。数据源8可以包括静态部分和/或动态部分。例如，静态部分可以包含光源标识符代码，由此可以对光源进行识别。动态部分可以包括发光设备状态之类的数据，例如光发射器10的寿命长度、色点数据或是温度数据。光发射器10可以是固态发光设备，例如LED设备。调制器9从数据源8检索发光设备数据，其中该调制器调制光发射器10发射的光11，并且所述调制可以是脉冲宽度调制。光发射器10发出的光11包括与发光设备数据有关的信息。在一个实施例中，光11在电磁频谱的紫外线、可见光或红外部分中。
图3显示的是发光系统12的框图，其中该系统包括发光设备7、互连网络13、接收机14、控制单元15以及至少一个电源单元16。发光设备7使用从该至少一个电源单元16接收的功率来发光。举例来说，所述至少一个电源单元16可以是市电电源(mains source)或直流电源。发光设备7发出的光11被调制并包含发光设备数据，发送该发光设备数据，其中每一个新发光设备数据(完整集合)之间存在随机时间。接收机14检测所述光。该接收机14包括解码器，该解码器对发光设备7发出的光信号进行解码，以便借助发光设备数据来识别相应的发光设备，也就是说，发光设备数据包含了设备标识代码。在一个实施例中，接收机14还可以包括用于感测发光设备7发出的光强度的传感器。接收机14还连接到互连网络13。控制单元15经由互连网络13连接到发光设备7以及接收机14。控制信号可以经由无线通信传递，其中举例来说，所述无线通信可以基于Zigbee标准、IEEE802.15.4或是任何IEEE802.11标准。根据本发明的这个实施例，在发光设备7中安装了接收机。在这个实施例中，发光设备的时钟不需要被同步，也就是说，时钟是可以异步的。互连网络也可以是有线的，或者可以是有线与无线网络的组合。
图4显示的是示出了可以在图2的发光设备中实施的照明图案的随时间传播的图示。每一个发光设备都使用了具有周期T1的系统时钟。在一个实施例中，每一个发光设备的平均占空比d可以处于范围ε＜d＜1-ε中，其中ε是一个大于零的任意小的正数。更进一步，低于100Hz的谱分量是非常微弱的。在任何T1间隔期间，发光设备的照明或是接通或是切断。假设T1比经过脉冲宽度调制的光源的典型脉冲宽度短若干数量级。在一个实施例中，T1＝1μs。在一个实施例中，复用照明脉冲与发光设备数据。
持续时间间隔T2＝N1T1被称为T2块并且可以等于调光步骤数目，N1是一个整数。N2是构成一个T3帧的T2块的数量。在T3帧中发射K比特的发光设备数据的消息。该消息可以始于每一个T2块中的相同位置，其中在帧中，发光设备为其发光设备数据消息选择随机起始位置。例如在一个T2块中，发射发光设备数据41的子集，并且在接下来的T2块中发射发光设备数据42的另一个子集。
在一个实施例中，发光设备数据的传输可以与T2块和T3帧异步。
为了防止来自环境照明中的低频分量的干扰，可以使用每信道比特两个连续的T1时钟周期(也就是“01”或“10”)作为双相调制来传送该消息。
在实践中，不同发光设备7具有不同的T1定时。在一个实施例中，接收机14过采样输入光11，并且找到用于检测信号净荷的同步。
图5显示的是根据本发明实施例的方法流程图。
在<获取发光设备数据子集>步骤51中，从数据源8检索发光设备数据的子集。在本发明的一个实施例中，在被存入数据源8时，发光设备数据子集被分成了子集。在一个实施例中，完整的发光设备数据是作为一个数据项存储在数据源中的。然后，将发光设备数据分成子集，其中每一个子集都被独立处理。发光设备数据的子集可以具有相同的大小或是不同的大小。
如果发光设备的光强度是受脉冲宽度调制控制的，那么在给出了周期上的平均强度的情况下，通过将发光设备数据分成子集，将减少光的闪烁，特别是在光极度暗淡的时候。
在<发射发光设备数据步骤>52，用经过脉冲宽度调制的光来发射发光设备数据，由此产生组合的光信号。

Claims (12)

1.一种用于发射发光设备数据的方法，该方法包括以下步骤：
在至少一个发光设备(7)中的一个发光设备中获取(1，51)发光设备数据的多个子集，该发光设备数据包含与完整的发光设备数据有关的信息，
从该至少一个发光设备(7)中的所述一个发光设备发射(3，52)嵌入在照明光中的发光设备数据的多个子集中的每一个，以及
重复上述步骤，直至发射了联合地对应于完整的发光设备数据的所有子集为止，
其中获取(1，51)步骤包括从数据源(8)检索发光设备数据子集；
在接收机中接收从该至少一个发光设备中的至少一个发射的且联合地对应于完整发光设备数据的发光设备数据子集，
对接收到的发光设备数据子集进行处理，以便获取完整的发光设备数据，从而接收来自发光设备的信息；
在与该发光设备相连的控制单元中接收来自接收机的发光设备数据，
使用该发光设备数据来定位该至少一个发光设备，以及
对从该至少一个发光设备发射的照明光进行控制。
2.根据权利要求1的方法，其中获取(1，51)步骤包括将发光设备数据分成同等大小的子集。
3.根据权利要求1的方法，在发射(3，52)步骤之前还包括以下步骤：组合(2)发光设备数据和脉冲宽度调制光(11)。
4.根据权利要求1的方法，其中发射(3，52)同一发光设备数据的子集和发射(3，52)同一发光设备数据的后续子集之间的时间差等于预定值。
5.根据权利要求1-4中任意一项的方法，其中对于完整发光设备数据的后续发射(3，52)，获取(1，51)、发射(3，52)和重复步骤被重复执行。
6.根据权利要求1的方法，其中发射(3，52)每一个完整发光设备数据之间的时间差是通过获取随机时间(6)确定的。
7.根据权利要求1的方法，其中发射步骤包括对照明光和发光设备数据进行时间复用。
8.一种发光系统(12)，包括：
被配置成发射发光设备数据的至少一个发光设备(7)，该发光设备(7)包括：数据源(8)和光发射器(10)，其中该光发射器(10)被配置成从该数据源获取发光设备数据的多个子集，所述多个子集联合地对应于完整的发光设备数据，以及该光发射器(10)还被配置成发射嵌入在照明光中的发光设备数据的该多个子集中的每一个；
接收机(14)，该接收机被配置成：接收从该至少一个发光设备(7)中的至少一个发射的且联合地对应于完整发光设备数据的发光设备数据子集；对接收到的发光设备数据子集进行处理，以便获取完整的发光设备数据，从而接收来自该至少一个发光设备(7)中的至少一个的信息；以及
控制单元(15)，该控制单元与该至少一个发光设备(7)相连并且被配置成：接收来自接收机(14)的发光设备数据；使用该发光设备数据来定位该至少一个发光设备(7)；以及对从该至少一个发光设备(7)发射的照明光进行控制。
9.根据权利要求8的发光系统(12)，其中光发射器(10)还被配置成在从数据源(8)获取了发光设备数据子集中的每一个子集后发射所述每一个子集。
10.根据权利要求8或9的发光系统(12)，其中光发射器(10)包括固态光源。
11.根据权利要求8或9的发光系统(12)，其中光发射器(10)被配置成使用脉冲宽度调制、强度调制或是其组合来对照明光进行调制。
12.根据权利要求8的发光系统(12)，其中该至少一个发光设备(7)中的每一个的时钟相互异步。
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