CN102106188A - 安装灯具的方法和应用该方法的灯具 - Google Patents

Abstract

一种安装灯具的方法，所述灯具是灯具网络的一部分并且所述灯具网络的每一个灯具是无线通信网络的节点，针对所述灯具，该方法包括：从邻近灯具接收（S32）信号；根据所接收的信号生成（S34）指标，其中所述指标分别给出邻近灯具与所述灯具之间的距离的指示；根据所述邻近灯具的各自指标将所述邻近灯具的至少一部分分级（S35）；取决于所述分级的邻近灯具的各自级别提供（S36）用于所述分级的邻近灯具的照明方案。

Description

安装灯具的方法和应用该方法的灯具

技术领域

本发明涉及灯具网络的安装。

更具体地，本发明涉及户外灯具网络，比如要在居住地中安装的灯具网络。

背景技术

在探索节能的过程中，在公共照明且更一般的区域照明中，一个趋势是使用智能照明系统，即当该区域中没有人时将光调暗并且当行人靠近时自动切换到全功率的系统。本领域技术人员理解：智能照明系统，特别是对城市而言，通过仅在必要时照明区域来节省成本和能量。

传统的智能照明系统包括灯具网络、用于检测街上的任何人（汽车、行人、骑摩托车的人等）的存在检测器的系统和用于根据检测器检测到的事件控制/协调灯具的电源的中央电子单元。

中央电子单元与灯具之间的通信可以使用无线通信网络，其中每个灯具是该网络的一个节点。因此，照明阵列和通信网络的空间结构是等价的。

在安装了智能照明系统之后，必需启用（commission）每个灯具。传统而言，这是手动步骤，其中在网络中且针对控制单元标识每个灯具并且将寻址地址分配给每个灯具。

因此，在启用之后，在无线网络与照明阵列之间存在完美的同构，每个灯具具有它已知的无线节点且反之亦然。

然而，重大的缺点是对于安装者而言启用过程是耗时的。例如，启用电工必须选择性地开启多个灯具或多组灯具并且分配给它们一些地址。

为了克服手动启用过程的所述缺点，已经提出了使用接收信号强度指示（RSSI）或飞行时间技术来发现无线网络空间拓扑并且在已知灯具的空间拓扑时将无线网络映射到灯具网络上。

例如，专利申请WO 01/97 466公开了一种通过使用根据连接中所涉及的收发器的信号强度计算的站间距离（range）来确定无线网络配置的方法和一种控制网络中的节点的中央控制单元，所述方法可以用于自动启用过程。

然而，这些类型的距离测量可能会出现误差，并且因此所导出的通信节点的位置经常不精确地匹配灯具布置于其上的格栅或网格布置上的位置。因此，关于每个节点与哪个灯具相关联，存在不确定性。

因此，使用复杂的计算算法来校正误差。

所以，无线网络空间拓扑的发现方法和将其映射到灯具网络的误差校正需要一些强计算过程并且不易产生误差。

发明内容

实现用于智能照明系统的自动初始化过程将是有利的，该自动初始化过程容易使用、不需要强计算并且不易产生误差。

为了更好地解决一个或多个所关注的问题，在本发明的第一方面，一种安装灯具的方法，所述灯具是灯具网络的一部分并且所述灯具网络的每一个灯具是无线通信网络中的节点，针对所述灯具，该方法包括：

- 从邻近灯具接收信号；

- 根据所接收的信号生成指标，其中这些指标分别给出邻近灯具与所述灯具之间的距离的指示；

- 根据这些邻近灯具的各自指标将这些邻近灯具的至少一部分分级；

- 取决于所述分级的邻近灯具的各自级别提供用于这些分级的邻近灯具的照明方案。

该方法有利地是分散的。每个灯具自主地确定其环境。

在特定实施例中：

●照明方案被布置成响应于对事件的检测而被触发；

●在接收信号的步骤期间所接收到的每个信号包括对应的邻近灯具的标识符，并且生成指标的步骤根据所述信号的接收能量而执行（process）。

在本发明的另一个方面，一种管理包括根据上述方法安装的灯具的灯具网络的光的方法包括：

- 检测事件，

- 生成对应的检测信号，以及

- 响应于检测信号触发照明方案。

在本发明的另一个方面，一种灯具网络中的灯具包括：

- 收发器，用于向邻近灯具发送信号和从邻近灯具接收信号；

- 连接到收发器的处理装置，用于根据从所述邻近灯具接收到的信号生成邻近灯具与所述灯具之间的距离的指标；

- 用于取决于所生成的指标的值在其他邻近灯具的列表之中对所述邻近灯具进行分级的装置；

- 存储器，用于存储取决于为邻近灯具给出的级别的照明方案。

在特定实施例中：

- 照明方案包括定义所述灯具和所述邻近灯具的照明功率的功率方案，所述灯具进一步包括用于根据功率方案调适它自己的照明功率的功率控制设备；

- 收发器调适为向多个邻近灯具发送信号和从多个邻近灯具接收信号，每个信号包括发出所述信号的灯具的标识符；

- 该信号进一步包括灯具网络的标识符；

- 照明方案为每个邻近灯具定义一个照明水平；

- 在功率方案中提供与每个邻近灯具相关联的功率水平，以使得该邻近灯具的级别越高，灯具的照明功率越低；

- 灯具进一步包括响应于所接收到的、由已经检测到事件的事件检测器发出的检测信号而用于下列操作的装置：

○向每个邻近灯具生成信号以告知所述邻近灯具事件已经发生了；以及

○将每个信号发送到收发器，所述收发器调适为将该信号发送到邻近灯具；

- 功率控制设备进一步调适为在检测器检测到事件时将照明切换到全功率。

- 所述事件检测器调适为检测灯具的照明区域中的存在。

- 所述灯具能够从调适为检测在照明区域的界限处的区域内的存在的第二事件检测器接收检测信号。

- 所述灯具至少包括所述事件检测器；

- 一旦从另一个确定的灯具或从与该确定的灯具相关联的事件检测器接收到确定的信号，所述灯具进一步包括用于管理照明方案的控制器，以使得：

- 在存储器中，读取对应于所确定的灯具的照明方案；

- 应用在步骤a中读取的照明方案。

在本发明的另一个方面，一种灯具网络包括多个上述灯具，其中每个灯具包括用于应用照明方案的装置。

在特定实施例中，灯具网络进一步包括包含事件检测器和收发器的节点，所述节点调适为经由收发器向该网络的至少一个灯具发出在某检测体积中发生事件的信号。

灯具网络将根据环境需要而调适其功耗。因此，节省了能量和成本，并且这些灯具满足了对于CO2减排的经济照明市场要求。

该灯具增加了用户舒适度并减少了光污染。

它们很容易安装：系统是完全自主的，非常容易更改安装。

消息的自动寻址避免了射频通信的一些典型问题。

灯具的安装是抗误差的。事实上，邻近灯具的距离分级可能包含一些误差，比如邻近灯具被检测为比次邻近灯具更近，但实际上是相反的。然而，照明方案可以被定义为使得尽管存在误差，灯具所提供（render）的服务得到实现。

这些灯具可调适到灯具网络的任何配置。

附图说明

本发明的这些和其他方面将根据下文所描述的实施例而变得明显并且参照这些实施例进行阐明，其中：

图1是灯具网络的示意图；

图2是根据一个实施例的灯具的示意图；

图3是根据本发明的一个实施例的初始化过程的流程图；

图4A和图4B是照明方案表；

图5是灯具工作方法的流程图；以及

图6是图1的灯具的照明方案表的编制。

具体实施方式

参照图1，灯具网络1由6个灯具3构成。每个灯具分别由标识符L1、L2、L3、L4、L5和L6标识。每个灯具专用于照明某一区域。可能地，邻近灯具的区域可以重叠以便例如当这些灯具均具有相同水平的功率时在全套灯具上给出均匀光。

如图2所示，这些灯具中的每一个包括由功率控制设备12所控制的照明源10。功率控制设备12能够，例如或者连续地或以预定步进方式（例如全照明功率的50%、70%、80%和90%），从0%（即没有发射光）到100%（即照明源10的全照明功率）来控制灯具的照明功率。

灯具是智能照明网络的一部分并且因此包括能够从灯具网络的其他灯具接收和向灯具网络的其他灯具发送无线信号（或其他种类的信号，比如红外信号或超声信号）的无线收发器14。

灯具进一步包括连接到收发器14的处理装置16。处理装置16生成邻近灯具与该灯具之间的距离的指标。该指标可以是灯具与网络中任何邻近灯具之间的相对距离，该相对距离是使用本领域技术人员熟知的RSSI（接收信号强度指示）根据从该邻近灯具接收的信号的增益和/或幅度而计算的。可替代地，处理装置16可以使用飞行时间方法来确定该距离。

灯具还包括用于取决于所生成的指标的值对邻近灯具进行分级的装置17。例如，可以基于根据所接收的信号确定的邻近灯具的相对距离、从最近到最远来对邻近灯具分级。

灯具包括存储器18，该存储器包含定义了邻近灯具与照明功率水平之间的关系的照明方案。然而，给出照明效果（颜色、扩散率、照明模式或形状等）的其他种类的照明方案可以单独地或以其组合方式实现。

例如，照明方案是2列和n行的表，n是邻近灯具的数量：第一列包括灯具标识符，且第二列包括例如以全照明功率的百分比定义的对应的照明效果。

灯具还可以包括事件检测器20。例如，事件检测器20是诸如能够检测运动的红外或微波或可见光相机之类的传感器。例如，它是CMOS或CCD相机。事件检测器20被定位成检测灯具附近的对象/事件。例如，事件检测器20能够检测在灯具的照明区域中站立或行走的人。可替代地，事件检测器20没有位于灯具中而是位于其他地方，并且与该灯具通信且可能与其他灯具通信，特别是当它检测到事件时更是如此。

如图3所示，灯具如下所述被初始化。

在预备步骤期间，例如在制造期间，每个灯具接收唯一标识符和网络标识符。网络标识符用于区分来自网络的灯具成员的信号与其他信号。因此，由灯具发送的每个消息至少包括该网络标识符和该灯具的标识符。在某些情况下，当在区域中仅有一个灯具网络（没有干扰）时，网络标识符可被禁止为不可用的。

在S30中，灯具倾听来自邻近灯具的信号。

当在S32中灯具接收到来自一个邻近灯具的信号时，灯具距离计算器在S34中确定从该灯具到该邻近灯具的距离。

重复步骤S32和S34，直到确定了到邻近灯具的所有相对距离为止。

随后，在S35中，根据邻近灯具的各自指标对这些邻近灯具的至少一部分进行分级。并且，在S36中，将照明功率与每个邻近灯具关联并且存储该关联。例如，灯具包括在灯具制造期间制备和存储的照明方案表。该表具有本文上面所解释的格式。在制造期间，通过考虑第一行指的是最近的邻近灯具，第二行指的是次最近的邻近灯具等等，直到最后一行指的是最远的邻近灯具，已经将照明功率百分比存储在每行上。可替代地，灯具包括用于根据确定的参数生成照明方案的装置，该确定的参数例如是所计算的指标值、在制造期间存储在灯具中其他参数。

图4A示出在这个阶段图1中的灯具L3的照明方案表。

在已经确定了所有邻近灯具的距离之后，例如通过处理装置16将它们从最近到最远地排序。随后，通过在第一行的对应字段中输入最接近灯具的标识符，并且对其他所有行进行类似操作，直到最后一行的对应字段包括最远的灯具标识符为止，完成照明方案表。图4B示出了与图4A相同的照明方案表，但是图4B中填写了灯具标识符。

在该初始化方法期间，自动完成该表。因此安装灯具的人为安装灯具不需要做什么，并且特别地无需知道每个邻近灯具的标识符。

在初始化之后，灯具如下地并且如图5所描述地工作。

灯具在S40中以经济模式启动并且侦听邻近灯具。

在S42中，它从邻近灯具或者与邻近灯具相关联的事件检测器接收信号，该信号告知已经检测到紧邻该邻近灯具的事件。

在S44中，灯具读取其照明方案并且确定与该邻近灯具相关联的照明功率。

在S46中，灯具将其照明源切换到所确定的照明功率并且启动计时器以用于预定的延迟。

在S48中，如果预定的延迟已经过去而没有接收到另一个事件信号，则照明源被切换到经济模式。否则，新事件信号的接收重新设置计时器并且灯具在S44的阶段返回以确定照明功率。

该过程可以在任何时间被灯具的检测器所进行的事件检测所中断。在事件检测时，灯具将其照明功率切换到全功率并且将事件信号发送到邻近灯具。在事件被检测到时，灯具有规律地发送事件信号以告知邻近灯具它们必须停留在它们当前的照明功率。当不再检测到事件时，可能地在由例如每当检测到事件时被重置的嵌入时钟所确定的预定延迟之后，灯具返回到经济模式。

为了说明该过程，图6是图1的灯具的所有照明方案表的汇总。

当一个灯具广播它看到用户的消息时，它将它自己切换到全功率。基于该照明方案表，在看到用户的灯具的邻近灯具中，最靠近的2个灯具切换到90%。在灯具表的位置3和5之间的灯具切换到60%到80%。并且，默认地，在大于6的位置处的灯具停留在经济模式。

在图6中，在行的各端部的灯具L1和L6的表不同于其他表之处在于，灯具仅仅对于其最近的邻近灯具切换为90%。这是将在行的端部处的特定位置考虑在内。因此，在安装中，通过仅仅考虑灯具的相对位置，可以根据灯具网络的几何形状来调适照明方案表而无需知道灯具标识符。

在图6的实施例中，照明方案取决于灯具的位置而不同以显示所公开的方法和灯具的灵活性。然而，在制造期间对于所有灯具安装相同的照明方案，这经常是足够的。事实上，如果灯具L1和L6使用与灯具L2到L5（其中级别为2的邻近灯具暗示90%而不是80%的照明功率）相同的表，对用户而言没有差别。

照明方案的另一个实施例是通过相对距离定义照明功率，其与邻近灯具的数量无关。例如，照明方案可以是：

- 对于比50米更近的每个邻近灯具，照明功率为100%；

- 对于50米与300米之间的每个邻近灯具，照明功率为70%；

- 对于比300米更远的每个邻近灯具，不考虑它们并且停留在经济模式。

本领域技术人员理解，利用该照明方案，相对距离上的误差对于行走在被灯具网络照明的街道上的用户而言几乎无关紧要。

在一个实施例中，每当存在通信时灯具分析并确定所述距离。因此，照明方案表可以在任何时间调整。该实施例有利地仅仅通过安装新灯具、定义正确的网络标识符和存储其准备好的照明方案而授权灯具的替换或添加。其他灯具只要从新灯具接收到消息就在它们的表中增加该新灯具。

例如为了预期区域的照明，可能有用的是检测灯具的其他事件检测器的范围之外发生的事件。

在一个实施例中，灯具网络还包括一些特定节点，这些节点仅仅包括向灯具和/或至少一个事件检测器发送信号的收发器。因此，邻近灯具记录这些节点相对于其他节点的存在性和距离。如果这些节点之一包括事件检测器，则该事件检测器被定位以使得能够检测确定的灯具照明区域中发生的事件并且因此与该确定的灯具相关联，或者检测在其他区域中中发生的事件。事件检测器检测事件并发送事件信号，邻近灯具能够根据它们的照明方案作出反应，这取决于与事件检测器相关联的确定灯具或取决于在照明方案表中分配给检测器事件的特定位置。

灯具网络还可以包括这样的一些灯具，所述灯具没有存储照明方案而是仅仅用于在不同功率水平之间切换的开关或一系列开关或没有开关（因此保持相同的功率水平）。

尽管在附图和前面的描述中已经详细说明并描述了本发明，但是这样的说明和描述被认为是说明性的或示范性的而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。

例如，在与照明节点相同的模型上可以容易地开发远程控制以发起初始化过程。

本领域技术人员理解，本公开的实施例可以集成到具有中央控制设备的智能照明系统中以生成和/或接收普通的和/或维护命令信号，比如在自然光足够时发射的光输出信号、从灯具接收到的修理请求信号以告知维护人员等等。灯具节点起到转发器的作用以将消息从中央控制设备发送到整个网络。

本领域技术人员在实践所要求保护的发明时通过研究附图、公开内容和所附权利要求能够理解并实现对所公开的实施例的其他变形。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件，且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。

Claims (18)

1.一种安装灯具的方法，所述灯具是灯具网络的一部分并且所述灯具网络的每一个灯具是无线通信网络的节点，针对所述灯具，该方法包括：

- 从邻近灯具接收（S32）信号；

- 根据所接收的信号生成（S34）指标，其中所述指标分别给出邻近灯具与所述灯具之间的距离的指示；

- 根据所述邻近灯具的各自指标将所述邻近灯具的至少一部分分级（S35）；

- 取决于所述分级的邻近灯具的各自级别，提供（S36）用于所述分级的邻近灯具的照明方案。

2.根据权利要求1的方法，其中所述照明方案被布置成响应于事件的检测而被触发。

3.根据权利要求1的方法，其中

- 在接收信号的步骤期间所接收到的每个信号包括对应的邻近灯具的标识符，

- 生成指标的步骤根据所述信号的接收能量而执行。

4.管理包括根据权利要求2的方法安装的灯具的灯具网络的光的方法，包括：

- 检测事件，

- 生成对应的检测信号，以及

- 响应于所述检测信号触发照明方案。

5.一种灯具网络中的灯具，包括：

- 收发器（14），用于向邻近灯具发送信号和从所述邻近灯具接收信号；

- 连接到收发器的处理装置（16），用于根据从所述邻近灯具接收到的信号生成所述邻近灯具与所述灯具之间的距离的指标；

- 用于取决于所生成的指标的值在其他邻近灯具的列表之中对所述邻近灯具进行分级的装置（17）；

- 存储器（18），用于存储取决于向邻近灯具给定的级别的照明方案。

6.根据权利要求5的灯具，其中所述照明方案包括定义所述灯具和所述邻近灯具的照明功率的功率方案，所述灯具进一步包括用于根据所述功率方案调适它自己的照明功率的功率控制设备。

7.根据权利要求5的灯具，其中所述收发器调适为向多个邻近灯具发送信号和从多个邻近灯具接收信号，每个信号包括发出所述信号的灯具的标识符。

8.根据权利要求7的灯具，其中该信号进一步包括灯具网络的标识符。

9.根据权利要求5的灯具，其中所述照明方案定义用于每个邻近灯具的一个照明水平。

10.根据权利要求6和9的灯具，其中与每个邻近灯具相关联的功率水平在功率方案中提供，以使得该邻近灯具的级别越高，所述灯具的照明功率越低。

11.根据权利要求5-10中任一项的灯具，其中灯具进一步包括用于响应于所接收到的、由已经检测到事件的事件检测器发出的检测信号而进行下列操作的装置：

a．向每个邻近灯具生成信号以告知所述邻近灯具一事件已经发生了；以及

b．将每个信号发送到收发器，所述收发器调适为将该信号发送到邻近灯具。

12.根据权利要求6和11的灯具，其中所述功率控制设备进一步调适为在检测器检测到事件时将照明切换到全功率。

13.根据权利要求11的灯具，其中所述事件检测器调适为检测在灯具的照明区域中的存在。

14.根据权利要求13的灯具，其中所述灯具能够从第二事件检测器接收检测信号，该第二事件检测器调适为检测在照明区域的界限处一区域中的存在。

15.根据权利要求13或14的灯具，其中所述灯具至少包括所述事件检测器。

16.根据权利要求5的灯具，进一步包括控制器，该控制器用于一旦从另一个确定的灯具或从与所述确定的灯具相关联的事件检测器接收到确定的信号时管理照明方案，以使得：

a．在存储器中，读取对应于所述确定的灯具的照明方案；

b．应用在步骤a中读取的照明方案。

17.一种灯具网络，包括多个根据权利要求5的灯具，其中每个灯具包括用于应用照明方案的装置。

18.根据权利要求17的灯具网络，进一步包括包含事件检测器和收发器的节点，所述节点调适为经由该收发器向网络的至少一个灯具发出在某一检测体积中发生一事件的信号。

Images