CN102461339B - 用于半同步指示的推送比特 - Google Patents

Abstract

一种借助于遥控器在多个光源中选择光源的方法包括：遥控器通过全向发射指示多个光源中的每个光源发射包含代码的定向信号，该代码对于每个光源是唯一的；遥控器从光源接收定向信号；以及遥控器基于接收的定向信号选择多个光源中的一个光源。再者，该方法包括：远离光源产生将被光源发射的代码；以及遥控器向每一个光源指示将发射远程确定的代码中的哪一个。

Description

用于半同步指示的推送比特

技术领域

本发明涉及照明系统的远程控制，且更具体而言涉及借助于遥控器在多个光源中选择特定光源。

背景技术

在具有能够与遥控器通信的若干独立光源的照明系统中，希望的控制特征是能够仅通过使用遥控器指向光源且操作诸如按钮等控制机制来控制独立光源的光输出。

然而，为了实现这点，遥控器必须能够识别用户实际指向多个光源中的哪一个。已经研发了一些方法，其中每个光源借助于调制其通常光输出或者借助于调制分离代码发射元件（诸如IR-LED（红外发光二极管））或射频发射器（例如60GHz的定向发射器）而在定向信号中发射不同代码。根据某一准则，选择该遥控器最主要接收的代码。例如，该准则可能是“最小入射角”或“最强光信号”等。

例如，公报WO 2007/095740公开了一种照明系统，其中每个光源配置成在收到遥控器命令时发射代表其唯一标识符即代码的信标信号。即，遥控器向光源发射命令该光源发射信标信号的指令，该信标信号是定向信号。信标信号被集成到常规光源发射的光中。遥控器配置成接收光且从中提取信标信号。存在与这种照明系统相关的问题。

一个问题涉及同步。遥控器同时命令若干光源发射其代码。为了使得遥控器能够彼此分离接收的代码，该遥控器装配有以一种方式或其他方式关联从不同光源接收的光信号的电路。为了获得哪个光源是最突出光源的可靠结果，希望光信号在预期的时间点且基本同时地被遥控器接收。

另一问题涉及光源的数目。当数目增长时，需要更多的代码。为了保持合理程度的正交性，代码的长度线性地增长。较长的代码需要较长的时间来发射，或需要光源中较快的代码产生硬件/软件。

此外，存在不同类型的遥控器，诸如基于简单光电二极管的遥控器和采用照相机的更高级的遥控器。这些不同类型的遥控器在使用不同类型的代码时最好地工作。为了实际有用，光源将必须装配有用于信标的多代码机制，这一点是麻烦的。

发明内容

本发明的一个目的是克服这些问题中的至少一些，且提供简化编码的照明系统控制。

因为代码通过遥控器远离光源产生且提供到光源，光源并不需要在制造时装配有用于光信号的多编码机制或甚至是任意编码机制。再者，不存在增加光源数目的问题，因为代码适应于远离控制器的光源的数目。根据本方法的一个实施例，遥控器本身产生将被光源发射的代码。因而不需要其他设备用于光源的完全控制。此外，因为遥控器为光源提供预定代码符号的集合，该集合包括至少一个代码符号，光源不需要知道关于编码、代码长度等任何信息。

根据本方法的一个实施例，每个代码由一个或更多代码符号的序列组成，且遥控器指示光源在不同的时间发射代码符号，每次发射一个代码符号，且指示发射哪个代码。这一点是有利的，这是因为光源仅需要能够发射单个符号。

根据本方法的一个实施例，预定代码符号的集合根据光源总数中的变化动态地更新。由此，代码产生容易适应于照明系统中的瞬时需要。

根据本方法的一个实施例，该方法还包括从具有幅度和频率之一的主要特征的一组代码符号中选择代码符号。这些特征典型地涉及光产生且因此容易借助于光源的现有结构产生光信号。

根据本方法的一个实施例，该方法包括在产生代码之前询问光源其性能。以这种方式，可以使得代码适应于最少装配的光源的性能，由此例如提供尽可能简单的代码或具有产生更复杂代码的选项，这二者可能都是需要的。

根据本方法的一个实施例，该方法包括针对不同光源的子集产生具有不同特性的代码。由此编码可能更加有效。例如，即使光源的数目增加，代码的复杂度能够保持在低级别，或者如果与询问相组合，光源能够分成不同性能级别的组，且能够产生具有对应于不同性能的不同级别复杂度的代码。

根据本方法的一个实施例，借助于单个广播一次指示若干光源。由此，与单独的指令操作相比，用于指令操作的时间消耗缩短，且光源的发射至少一定程度地同步。

根据本发明的另一方面，提供一种布置为实施该方法的照明系统。该照明系统提供与方法的优点对应的优点。

注意本发明涉及权利要求书中所记载特征的所有可能组合。

附图说明

现在将参考示出本发明（多个）实施例的附图将更详细地描述本发明的这些和其他方面。

图1是照明系统的示意说明。

图2是根据本发明的遥控器和光源的一个实施例的示意性框图。

图3是根据方法和照明系统的一个实施例的照明系统中代码发射的时序图。

图4和5是根据本发明选择光源方法的实施例的流程图。

具体实施方式

参考图1，根据本发明照明系统的一个实施例包括若干光源（LS）1和用于控制光源的设置的遥控器（RC）3。

为了解释遥控器3和光源1之间的通信，图2示出遥控器（RC）3以及光源（LS）1的一个实施例的框图。光源1包括控制单元5、与控制单元5连接的RF（射频）模块7、与控制单元5连接的光元件驱动器9以及与光元件驱动器9连接的包括至少一个光元件的光元件11的集合。

遥控器3包括控制单元15、与控制单元15连接的控制机制17、与控制单元15连接的全向发射器（在该实施例中为连同射频接收器而包含在RF模块19中的RF（射频）发射器）以及与控制单元15连接的定向信号接收器（此处为光接收器21）。控制机制17包括诸如触摸屏或多个按钮的用户接口。遥控器3布置为使用以下方式与光源通信：（i）一方面，在全向信道上借助于RF模块7、19的RF通信，以及（ii）另一方面，借助于光元件11和接收器21在定向信道上的光通信，该定向信道也是从光源1到遥控器3单向的。此外，遥控器3包括连接到光接收器21和控制单元15的信号比较电路以及包括在RF模块19中且连接到信号比较电路的发射指示器。

根据控制照明系统的方法的一个实施例，当用户指向光源1且按下控制按钮17以改变光源1的设置时，遥控器3借助于RF模块19经由无线射频通信开始与若干光源1通信。若干光源1代表照明系统中所有光源1或光源1的子组。更具体而言，遥控器3全向地向光源1发射指令，告诉它们发射包括代码的定向信号（此处为光信号），该代码对于每个光源1是唯一的。发射的指令中包含不同的代码。在该RF通信中，遥控器3采用针对每个光源1唯一且在制造时产生的基本标识或地址。对于本领域技术人员而言这本身是已知的，且例如这种地址被称为MAC地址。遥控器3在下面描述的前期调试中学习这些地址。

参考图4的流程图，在本方法的一个实施例中，在步骤101中，远离光源（LS）1产生代码。在该实施例中，遥控器（RC）3产生代码，但是备选地照明系统能够包括产生代码且将它们发送到遥控器3的中央设备。当用户使用遥控器3指向光源且按下按钮17以设置光输出时，执行下面的过程。在步骤102中，遥控器3接收用户输入且在步骤103中借助于其RF模块19向光源1全向地发射代码以及用于发射代码的命令。当每个光源1在其RF模块7接收该发射命令和相应的单独代码时，在步骤104，光源1定向地发射借助于光元件11的集合接收的作为光信号的代码。然后，遥控器3进而在步骤105在光检测器21接收光信号且检测代码，且在步骤106执行选择过程以识别遥控器3指向哪个光源1。当光源1被选择时，在步骤107，遥控器3向该光源1发射新设置。

根据另一实施例，代码由代码符号组成，这些代码符号也被称为码片。遥控器3一次向光源1发射一个符号。这一点是有利的，原因在于对于光源性能的需求可以保持相对低，这是由于它们仅需要发射单个符号，即代码的片段而不是全部代码。作为实例，假设遥控器3产生两个不同代码符号S1和S2，其中S1="0"且表示“没有光”，S2="1"且表示“全部光”，且假设每个代码由4个符号组成。此外，假设存在3个光源LS1、LS2和LS3且遥控器产生分别用于LS1、LS2和LS3的代码c₁={S1,S1,S2,S2}、c₂={S1,S2,S1,S2}和c₃={S2,S1,S1,S2}。

在步骤112（图5），当用户按动设置按钮时，在步骤113，遥控器3通过经由全向信道发射命令{LS1发射S1，LS2发射S1，LS3发射S2}指示光源1发射其相应第一符号。在步骤114，每个相应光源定向地发射其符号。在步骤115，遥控器3测量检测的响应。

遥控器3使用命令{LS1发射S1，LS2发射S2，LS3发射S1}指示光源1发射其第二符号。同样，在步骤116-118，遥控器3测量检测的响应。

执行类似于第2项但是使用根据上面所产生代码的符号的两个其他操作，然后发射代码中的所有符号，且在步骤120，遥控器3能够如下面举例说明根据某一准则最后确定多个光源1中的哪一个光源是最突出的，且该光源被确定为遥控器3指向的那个光源。

最后，在步骤121，遥控器向所选择的光源发射新设置。

图3中说明用于选择光源的该实例的时序图。因为遥控器3确定何时发射符号，因此照明系统被自动同步。一般地，该同步行为对于操作而言是正确的。然而，查看非常精确的时标，实际在全向信道中和在光源1中的命令处理中将出现一些延迟。为了确保当进行适当的测量时实际在检测器21接收代码符号，在来自遥控器3的命令的发射和接收的代码符号或上述第一实施例的代码的测量之间使用典型地几毫秒量级的偏置。此外，光源不需要知道代码，这是因为它们简单地在被遥控器3命令时发射符号。这意味着光源1不需要知道系统中存在多少其他光源等。因为遥控器3确定符号的长度或码片速率，光源1既不需要知道正交代码也不需要知道非正交代码。

作为优化，根据本方法的一个实施例，使得各个光源发射其第n个代码符号的命令被组合到单个广播中而不是向m个光源发射m个单独的消息。这最小化在任意无线信道上存在的到达时间中的延迟。在进一步的优化中，第一广播之后用于完成代码的广播可以仅仅对相对于前一广播的变化编码。例如，参考上面的实例和图3，遥控器3将发射{LS1:S1;LS2:S1;LS3:S2}、{LS2:S2;LS3:S1}、{LS1:S2;LS2:S1}和{LS2:S2;LS3:S2}。

可应用的另一特征是定义遥控器3在发射最后符号之后将发射的“恢复正常”命令，这是因为光源1不知道特定符号是否将是最后一个符号。当接收“恢复正常”命令时，光源1将恢复到其在第一代码符号广播之前的设置。优点在于，遥控器3不需要向每一个光源1发送单独的消息以使其恢复到其原先的设置。另外或作为备选，还存在暂停，使得如果光源1没有接收到代码符号广播命令达一预定时间周期，光源1自动地恢复其原始设置，该预定时间周期例如可以为1秒或几秒的量级。

关于遥控器3对于来自光源1的所接收光信号执行的测量和计算，它们能够根据任意有用的当前已知或未来的方法执行。例如，已知的方法是基于测量入射角，其中如未公开的申请PCT/IB2009/052353中所公开，其中具有最小入射角的光源被遥控器3选择。另一方法是基于光强，其中具有最强强度的光源被遥控器3选择。

在用户能够开始设置光源1之前，必须在遥控器3和光源1之间发生一些基本的信息交换。这在调试阶段中完成。在调试期间，遥控器3获取关于照明系统中光源数目、关于光源固有标识的细节以及关于其性能的信息。这种信息用于产生合适的代码和代码符号，这些代码或代码符号优选地（但不是必须的）应被选择从而获得尽可能短的代码或由于其他原因是有效的代码。当产生时，遥控器3向光源发射关于代码符号的信息。因而，例如根据一个实施例，调试阶段如下。

1.将光源加电。

2.每个光源1借助于其RF模块在全向信道上广播消息，表明它需要调试。光源1包括其基本标识，诸如MAC地址。

3.在采用基本标识的同时，遥控器3询问光源其性能。例如，遥控器3可以询问每个光源该光源可以创建的PWM频率、光源的最小/最大光输出强度是多少、包括多个主光元件的光源的可达颜色空间等。

4.考虑光源1的性能、容纳光源的数目以及光源自己的接收器类型，遥控器3确定合适的符号集合和代码集合。

5.遥控器向光源1发射符号（也称为字母表）的定义。对于遥控器指示光源在一个操作中发射整个代码而不是一次发射一个符号的实施例中，遥控器附加地为光源提供每个相应的代码。

当前优选地，在照明系统的初始启动时且在当照明系统被添加新光源时字母表必须改变的情况中，执行这些调试步骤。然而，仅需要在光源的数目增长超过某一阈值时改变字母表。因此，大部分时间执行适于添加单个新光源的步骤1至5，这是因为其余光源已经具有必须的信息。该其余光源仅在代码的当前集合不能容纳一个更多的光源时才需要更新。

存在执行调试的备选方式。例如，调试可以在每次开启光源时发生。

关于诸如用于RF通信和光通信二者的发射技术，本领域技术人员的一般知识是有用且恰当的，因此在此处不做详细描述。然而，应当提及，对于遥控器能够设置光源中的PWM（脉冲宽度调制）频率和占空比的应用，对于光传输，使用TDMA（时分多址）、FDMA（频分多址）或CDMA（码分多址）将是有利的。在这种应用中，例如，光源1可以具有LED（发光二极管）光元件，且更具体而言具有诸如R（红色）、G（绿色）和B（蓝色）LED光元件的多个主光元件。无论如何，为了从光源1发射代码，执行一些类型的光输出的调制，诸如幅度调制或者在上述实例中使用的开关调制。如本领域技术人员所理解，尽可能选择调制的种类，使得用户不在发射的光中觉察到任意闪烁。

本领域技术人员应当意识，本发明绝不限制于上述优选实施例。相反，所附权利要求书范围内的很多修改和变型是可行的。除了上述内容，一些其他实例如下。

远离光源产生的符号能够根据光源性能而针对不同光源是不同的。例如，在照明系统中，可以存在具有简单固件和/或硬件的较旧光源以及具有提供更多控制可能性的明显更加高级的固件和/或硬件的较新光源。

此外，遥控器能够装备为在产生字母表时考虑周围环境。例如，如果存在诸如太阳或非调制人工光源的静止干涉源，则其可以被检测和考虑。

照明系统可以布置为使得遥控器能够指定相对于指向之前强度的每个符号的强度，例如+10%/-10%，以限制光输出的调制的可见性。尤其对于纯FDMA方案，在选择过程之前不需要改变幅度，除非幅度处于零值，且代码发射能够做得虚拟地（virtually）不可见。

作为另一备选，为了促进光源和遥控器的调试，存在光源可以支持的多种预定配置，例如，简单的开/关配置、还能够进行PWM频率调制的配置等。受询问时，光源报告其支持的（多种）配置。

在一个备选实施例中，遥控器发射的指令包括光源应当发射代码符号的时间周期。

在另一实施例中，遥控器布置为测量接收的光信号的信噪比，且适当地改变光源的代码以改善该信噪比。

根据一个备选实施例，在遥控器和光源中，用于全向通信的RF模块反而是IR（红外）模块。

根据一个备选实施例，从光源到遥控器的定向发射借助于诸如IR LED的IR设备执行。另一备选是采用RF定向发射器，诸如60GHz RF发射器。例如，当光源是太慢而无法直接调制的白炽灯时可以应用这些备选。

根据一个备选实施例，当光源是诸如多信道LED的多信道光源时，能够借助于多信道中的单个信道执行信号发送。例如，在RGB LED灯中，仅R信道可以用于产生定向信号。

Claims (13)

1.一种借助于遥控器在多个光源中选择光源的方法，包括：

－遥控器通过全向发射指示多个光源中的每个光源发射包含代码的定向信号，该代码对于每个光源是唯一的；

－遥控器从光源接收定向信号；以及

－遥控器基于接收的定向信号选择多个光源中的一个光源；

－远离光源产生将被光源发射的代码；以及

－遥控器向每一个光源指示将发射远程产生的代码中的哪一个，其特征在于每个产生的代码由一个或更多代码符号的序列组成，并且遥控器向每一个光源指示将发射远程产生的代码中的哪一个的步骤包括：

－遥控器指示光源在不同的时间发射代码符号，一次发射一个代码符号，且指示在何时发射哪个代码符号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中遥控器执行代码的产生。

3.根据权利要求1所述的方法，包括：

－遥控器为光源提供预定代码符号的集合，该集合包括至少一个代码符号。

4.根据权利要求3所述的方法，其中预定代码符号的集合根据光源总数中的变化动态地更新。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，包括：

－从具有幅度和频率之一的主要特征的一组代码符号中选择代码符号。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，包括：

－在产生代码之前询问光源其性能。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，包括：

－针对光源的不同子集确定具有不同特性的代码。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，包括：

－在单个广播中指示若干光源。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，包括：

－在测量接收的定向信号时，遥控器适应地改变光源的代码，从而改善信噪比。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中产生代码以创建TDMA系统、FDMA系统和CDMA系统中至少一个。

11.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，包括：

－在选择一个光源之后，遥控器指示光源恢复到其在所述选择光源之前具有的设置。

12.一种包括遥控器和多个光源的照明系统，布置为在多个光源中选择光源，其中：

－遥控器包括全向发射器且布置成借助于全向发射器指示光源发射包括代码的定向信号，该代码对于每个光源是唯一的；

－遥控器包括定向信号接收器，且布置为从光源接收定向信号；以及

－遥控器包括与定向信号接收器连接的信号比较电路，且布置成基于接收的定向信号选择多个光源中的一个光源；

－照明系统包括代码产生装置，该代码产生装置布置为远离光源产生将被光源发射的代码；以及

－遥控器布置为向每一个光源指示将发射远程产生的代码中的哪一个，其特征在于每个代码由一个或更多代码符号的序列组成，并且遥控器布置为指示光源在不同的时间发射代码符号，每次发射一个代码符号，且指示将发射哪个代码。

13.根据权利要求12所述的照明系统，其中遥控器布置为执行代码的产生。