CN102860133B - 照明控制开关装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进的硬件灯开关和包括至少一个灯开关的系统以及控制/监控方法。该改进的灯开关和系统提供了在开关和远程两者减少能量消耗的更加便捷、灵活和经济的方法。在第一配置中，该改进的灯开关包括：电子开关，具有处理能力的宽带电力线通信（PLC）收发器，其具有唯一MAC地址和TCP/IP堆栈。

Description

照明控制开关装置和系统

版权声明（CopyrightNotice）

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背景技术

自然资源的保护已经成为国家能源运动的主题，节省能源的一个途径是当不使用时关闭照明。这可以通过不依赖人工干预的自动照明控制最有效地实现。网状工作的照明控制已经以某些形式存在超过20年的时间。不过，当前的照明控制解决方案需要额外的布线安装以便重新将电气开关部署到中央面板。电气基础设施的改变产生了安装成本的负担，并且减低或者阻止了针对大多数终端用户可接受的回报方案。当前的解决方案提供范围从低成本、不可靠、独立运动传感器到高端可寻址和网络化系统的照明控制功能的很大变化。这样的高端系统需要大量的金融投资，以及对改造安装过程中出现的不便需承担的义务。这就存在以相对低成本提供高端功能、经济有效的照明控制系统的必要。

发明内容

一方面，本发明提供结合灯开关和例如宽带电力线（BPL）的电力线通信技术的装置。另一方面，本发明提供复杂照明控制所需要的全面可寻址和可靠通信网络，而无需任何电路重新部署或镇流器代替。有利地，建筑物现存的电力传输基础设施可以兼做高速数据网络。除了照明控制的改进之外，本发明与现有高端照明控制系统相比，可以产生超过80%的安装成本降低。还在另一方面，本发明提供与出现的智能电网（SmartGrid）整合的能力。

BPL技术的最新进展已经允许其在众所周知嘈杂的商业和工业电网上的可靠使用。BPL的标准正在发展中，以及通用电力线联盟（UniversalPowerlineAlliance，即UPA）已经设置允许信号重复、IP通信以及动态跳频作为UPA标准收发器标准特性的说明书。一方面，本发明利用UPA标准收发器实施。

附图说明

图1示出根据本发明一个实施例的照明控制器示范性框图。

图2示出根据本发明一个实施例的包括运动检测器的照明控制器示范性框图。

图3示出根据本发明一个实施例的用于具有嵌入式运动检测器的照明控制器逻辑进程和操作顺序的示范性框图。

图4示出根据本发明一个实施例的照明控制器电力供应组件和通信组件的示范性框图。

图5示出根据本发明一个实施例的照明控制器的控制器组件示范性框图。

图6示出根据本发明一个实施例的灯具安装控制器示范性框图。

图7示出根据本发明一个实施例的灯具安装控制器示范性框图。

图8示出根据本发明一个实施例的灯具安装控制器示范性框图。

图9示出根据本发明一个实施例的占用传感器示范性框图。

图10示出根据本发明一个实施例的光传感器示范性框图。

图11示出根据本发明一个实施例的用于照明控制器安装和布线的示范性框图。

图12示出根据本发明一个实施例的用于多控制器安装和布线的示范性框图。

图13示出根据本发明一个实施例的用于多控制器安装和布线的示范性框图。

图14示出根据本发明一个实施例的用于远程开关控制器和灯具安装控制器的安装和布线示范性框图。

图15示出根据本发明一个实施例的用于远程开关控制器和包括调光装置的灯具安装控制器的安装和布线示范性框图。

图16示出根据本发明一个实施例的用于在调光情况中的灯具安装控制器的逻辑进程和操作顺序示范性框图。

图17示出根据本发明一个实施例的系统架构示范性框图。

具体实施方式

展示下列的描述以及在上下文中提供的本发明特定应用是为了使得本领域技术人员能够制作和使用本发明。对公开实施例的各种修改对本领域的技术人员来说是显而易见的，而且本文定义的总体原则也同样适用于不偏离本发明范围的其他实施例和应用。本发明的范围不受各种实施例和例子的限制，其仅受随附权利要求范围限制。另外，本发明不局限于在本说明书中阐述的任何例子，而是仅就本发明众多可能实施例中的某些加以阐述。

执行本发明实施例的程序环境包括通用计算机或者例如手持式计算机的特定用途设备。为了清晰起见，可以省略这样设备的细节（例如，处理器，存储器，数据存储，显示器）。

也应当理解本发明的技术可以利用各种技术实施。例如，本文描述的方法可以由在计算机系统上执行的软件实施，或者或以利用微处理器结合体或者其他专门设计的专用集成电路，可编程逻辑设备，或者它们的各种组合的硬件实施。尤其是，本文描述的方法可以由驻留在合适计算机可读介质上的系列计算机可执行指令实施。合适计算机可读介质可以包括易失性（例如，RAM）和/或非易失性（例如，ROM，磁盘）存储器，载波和传输介质（例如，铜线，同轴电缆，光纤介质）。示范性载波可以采用沿着本地网络、例如因特网的公共接入网络或某些其他通信链接，传输数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。

本发明涉及用于照明设施或建筑物的装置。本发明还涉及用于照明设施或建筑物的系统。本发明进一步涉及用于生产该装置的方法。本发明进一步涉及照明设施或建筑物的方法。本发明进一步涉及控制和/或监控设施中照明装置的方法。本发明进一步涉及当计算机可读存储介质的存储指令在一个或更多计算机上执行时，促使计算机完成设施中控制和/或监控照明装置方法的在计算机可读介质上存储的指令。

因此，一方面，本发明提供可寻址灯控制器，其包括：至少一个继电器；电力线通信模块；以及处理器。可寻址灯控制器可以进一步包括人工超越控制。人工超越控制可以由在空间中的用户致动。控制器可以进一步包括显示调整控制器功能的数据的嵌入式网页。该嵌入式网页可以允许所述数据由用户改变。该控制器可以进一步包括至少一个电压输入。可寻址灯控制器进一步包括至少一个感应元件。该至少一个感应元件可以从由下列组成的组中选择：被动式红外传感器，以及光水平传感器。该至少一个感应元件可以安装在远离控制器的位置，而且可以与所述控制器存在逻辑关系。该至少一个感应元件可以进一步包括用于所述至少一个感应元件人工调节的至少一个电位器。

在另一方面，本发明提供用于照明空间的系统，其包括：连接到电力线网络的至少一个可寻址灯控制器；至少一个灯具；其中所述至少一个灯具耦合到至少一个可寻址灯控制器；以及其中所述至少一个可寻址灯控制器经配置在没有额外布线安装的情况下，代替现有标准灯开关。该系统可以进一步包括前端，至少一个以太网到电力线路由器，至少一个网页服务器，至少一个以太网到电力线路由器/页面服务器的组合，或者至少一个镇流器，以及其中所述镇流器连接到至少一个可寻址灯控制器。

仍在另一方面，本发明提供控制空间照明的方法，其中该方法包括：检测在空间的运动；检查在可寻址灯控制器中继电器的状态；当继电器通电时启动时间延迟倒计时；在时间延迟届满时将继电器断开；检查用于环境光水平的光水平传感器；将所述环境光水平和用户定义的设置点作比较；当环境光水平低于用户定义的设置点时，激励继电器。该方法可以进一步包括：当时间延迟倒计时启动时发送操作状态到管理机构。

还在另一方面，本发明提供控制空间照明的方法，其中该方法包括：检测在空间中的运动；检查耦合到可调光镇流器的模拟输出的状态；当激励模拟输出时启动时间延迟倒计时；在时间延迟届满时将模拟输出逐渐降低到零；检查用于环境光水平的光水平传感器；将所述环境光水平和用户定义的设置点作比较；在设置的持续时间将模拟输出保持在设置值；检查时间延迟倒计时的届满时间；以及当环境光水平低于用户定义设置点时，逐渐上升模拟输出直到环境光水平匹配于用户定义的设置点。该方法可以进一步包括：致动人工超越控制；再次检查模拟输出的状态；当未激励模拟输出时再次检查用于环境光水平的光水平传感器；以及当激励模拟输出时，将模拟输出逐渐降低到零。

在另一方面，本发明提供存储指令的计算机可读介质，当指令在一个或更多计算机上执行时，使计算机执行上述空间中控制照明的方法。

有利地，本发明不需要额外布线的安装，以及利用建筑物现有的电力输送基础设施。例如，本发明提供现有照明镇流器的可寻址性和控制，而不需要代替它们。本发明提供通常在商业和居民空间中发现的布线配置，其包括：开关的3线电力；灯具的3线电力，开关的2线电力；3和4路开关；以及调光应用。

在本发明的一个实施例中，其提供和标准单个联动灯开关近似尺寸的照明控制开关装置（后文中，称为“照明控制器”或者“控制器”），并且包括电工在灯开关中期望发现的例如用于固定设备到接线盒的标准安装支架的标准元件。

安装包括用本发明的控制器代替现有灯开关。参考图11，布线方法是对所有符合国家电气规范（NFPA70）灯开关相同的3线安装标准，其合并于此作为参考（图中的地线省略）。当秉持相同安全措施时，从接线盒移去现有面板和开关。下一步，控制器可以提供三根（3）--6颜色编码的外部引线，外部引线利用标准线螺母或保持行业最佳实践的其他方法附着于接线盒中已有电线。一旦正确接线，控制器以和原来开关相同的方式固定到接线盒，并且标准装饰风格的面板安装在设备上。

因此，由合格技术员的物理安装不需要特定的训练，并且需要最少量的时间完成安装（大约8分钟）。因此，外形因素对更低安装成本做出贡献。

在图1和图2中示出的实施例详细说明与控制器可以包括的感应元件相关的逻辑。

照明控制器包括两个功能区：通信和人工超越控制（例如，通过人工按下的方式）。控制器可以包括额外的功能区，例如感应区。控制器的感应元件可以包括几种类型的空间感应，例如可用LUX（勒克斯）水平，以及被动式红外（“PIR”）感应。参考图1，在一个实施例中，控制器100可以包括具有人工或者软件方式配置的可调节设置点的光水平传感器150。人工调节可以由位于靠近，例如后面，人工超越控制或人工按钮140的一个或者更多电位器提供。光水平传感器150的功能是确定在空间181中的可用光，并且基于允许激励在电路上灯具180的条件。变压器（XFMR）120给控制器供电，其优选地是将120VAC转换为5VDC用于内部电子器件的降压型变压器。在其他实施例中，XFMR120组件还可以是指工作在110/120VAC到220/240/277VAC的配电电源，或者可选择地工作在220/240/277VAC和374VAC的配电电源，而且可以包括用于信号注入的额外电路。因此，在图中，组件XFMR120还可以代表电源和信号注入。因此，但是为了简单和简洁起见，该图仅仅是指XFMR120。

正如本领域的技术人员所理解的，照明控制器的变化对于不同照明配置是可取的。参考图2，控制器101是这样变化的一个例子，其可以额外包括接收穿过单个菲涅尔（Fresnel）透镜红外发射阵列的PIR传感器151，并且检测具有人的热标记特征的物体的运动。若相对于环境具有一些不同的热标记特征，从一个红外区到另一个红外区穿过空间181，则将在传感器中感应出电压。根据这个感应，在关闭位置的继电器130，例如机械继电器或者电子固态继电器，将反转状态并激励在那个电路上的灯具180。可以内部数字化PIR传感器151的电压，并且处理为替代模拟电压的数字流。

同时，可以启动在逻辑中心109的控制器101中的时间延迟。在时间延迟结束时，若在空间181没有感应到更多的运动，继电器130将断开（de-energize），并且灯将关闭。若传感器151在时间延迟期间记录到运动，那个倒计时将重新开始。传感器的灵敏度和每个控制器101的时间延迟可以通过人工控制或以软件控制。可以通过位于靠近，例如后面，人工超越控制140的一个或更多电位器提供人工调节。在控制器101中的感应元件有效地消除浪费照明的使用，以及使得照明系统能够自动响应环境条件的改变。

控制器100、101可以包括板上BPL通信堆栈110，其可以作为经由BPL收发器IP性能的小页面服务器。控制器100、101可以提供显示调整控制器功能变量和常量的嵌入式页面，使得用户可以监控和配置控制器。这个页面可以通过每个控制器的IP地址访问。

控制器100、101和前端页面服务器之间的通信存在至少两个功能目的。首先，开关可以将在空间的任何状态改变的状态传输返回到前端。其二，开关接收从前端200发出的任何预定命令或控制命令并对此做出响应。

本发明的控制器是可寻址的，而且还可以相互直接通信。例如，单个控制器可以用于控制一个或更多其他控制器。

可以将小控制面板放在控制器主盖的后面。控制面板允许合格用户在控制器的单机模式和网络模式之间切换。控制面板还允许其他参数的人工操纵，例如PIR灵敏度，时间延迟设置，以及光水平设置点。

控制器100、101的人工超越控制140可以直接驻留在其裸露表面上，而且可以是以允许人工操控的任何外形。优选地，人工超越控制将保留与在标准装饰风格灯开关中摇臂开关或按钮一样的外观。一旦用户在空间181按下时，人工超越控制140将反转继电器130的当前状态，将灯已经是关闭状态地方的灯打开，并且将灯已经是打开状态地方的灯关闭。继电器130自身可以闭锁，使得在断电的情况下，在断电之前已经被激励的灯具180在没有任何命令或进一步干预的情况下，一旦电力恢复将再一次被加电。

在某些控制系统中，人工命令依赖于轮询和与用于授权的主/中心控制器的管理关系。本发明不需要网络通信打开或者关闭在开关上的灯。在控制器100、101上的人工超越控制140可以与控制继电器130电气互锁。只要控制器100或者101是被加电的，继电器130将根据人工超越控制140的致动而致动。这允许在安装、配置和/或使能任何系统软件或网络管理功能之前，控制器100、101安装并起作用。有利地，就项目管理和实际实施情况而言，本发明创建了最小停机时间的环境。而且，在任何操作环境下，房间的占有者可以独立于控制系统而具有对照明环境的完全控制。没有必要基于逻辑关系或基于网络关系，来打开或关闭在空间181内的灯或者灯具，这对于用户经验和安全考虑方面来说是很重要的。

优选地，控制器采用使用总是返回到空挡位置致动器的开关，以便补偿将与极性敏感开关冲突的任何网络超越控制。

在其他实施例中，控制器可以包括沿人工超越控制140的薄LED条。更加优选地沿着人工超越控制140的底部。LED可以是三色的（红色-蓝色-绿色），而且可以通过前端软件的配置属性操控，以便与用户沟通信息。

可以内部完成运动检测（利用运动检测器），或者用于外部运动检测器的数字输入（例如，24V），或者利用一个输入和一个输出建立与外部运动检测器和灯传感器的通信完成运动检测。在一个实施例中，控制器可以包括额外的传感器或者检测器，例如被动式红外（passiveinfra-red，即PIR）运动检测器。优选地，PIR传感器151可以直接位于人工超越控制开关或按钮的下面。

控制器100、101使各种操作模式成为可能。例如，在“人工打开/自动关闭”模式中，PIR传感器151能够配置成在时间延迟结束时仅仅断开继电器130。这允许房间的占有者在促使PIR传感器151激励灯具作为感应有占有者的结果之前，确定房间中的环境光线对其目标是否是足够的。另一个模块可以包括“人工打开/人工关闭”，其超越控制控制器100、101的自动功能，有效将其和任何网络断开。控制器可以进一步包括网络-人工开关以使能网络或使网络失去能力。控制器可以额外包括自动开、自动关开关，其允许控制器基于配置自动开关灯，允许控制器通过激励继电器130迫使灯打开，允许控制器通过断开继电器130迫使灯关闭。

还可以通过软件中配置属性包括另一个“自动开/自动关”模式，其提供全自动的灯具180控制。参考图3，其示出用于包括PIR传感器151的控制器101的“自动开/自动关”控制的感应逻辑。最初（步骤300），PIR传感器151没有检测到运动（步骤301），没有激励继电器130并使其保持关闭（步骤302），当PIR传感器151检测到运动时，检查继电器130是否被激励（步骤304），若继电器130已经被激励，则复位时间延迟倒计时（步骤307）。随着延迟倒计时的逝去（步骤308），再次检查继电器是否被激励（步骤309），若是的话，断开继电器（步骤311）。在步骤309，若未激励继电器130，其保持关闭（步骤302）。

当在步骤304发现未激励继电器130时，检查光水平传感器150，可用光是否在用户定义的勒克斯设置点之上（步骤313），若是的话，则允许继电器130保持关闭（步骤302）。若在步骤313发现可用光低于用户定义的勒克斯设置点，激励继电器130（步骤315），启动时间延迟倒计时（步骤316），并且发送操作状态到管理机构（步骤317）。步骤315,316和317可以以任何顺序发生或并行发生。管理机构可以是由管理人员配置的任何前端。

在另一个实施例中，控制器可以包括板上的额外继电器。例如，两继电器设计允许房间中两个水平的照明，其中第一水平将打开每个连接的灯具，而第二个水平仅仅打开更少数量的连接灯具。两个电路可以利用相同人工超越控制按钮控制。例如，按一下可以激励第一电路，按第二下可以激励第二电路，以及按第三下可以断开上述两者。

所有必要的功能作为主要市场国家和地区说明书的要求，例如空气间隙开关，也可以合并到控制器中。

因此，控制器可以基于空间几个条件控制在空间中驻留的照明灯具状态，其中包括：占有，环境光线，时间表参考以及建筑物的总体电力消耗。

有利地，控制器处理几个电路的配置，其包括：单开关，电力到开关；多联动开关，电力到开关；用于分区域照明的主控制器；以及双电路开关（singlegang,powertoswitch;multi-gang,powertoswitch;mastercontrollerforsub-zonedlighting;anddualcircuitswitching）。控制器可以构造成使其在任何电压环境中操作，例如范围从110V到277V或者220到347V。

参考图4，在一个实施例中，可以由三种板构建照明控制器：(i)用电力线190给控制器和接口提供电力的电源板400，其中高电压部分包括在内；（ii）调制解调器板450，利用电力线作为传输介质，使得本地控制器和中央系统之间的通信可行；以及（iii）提供控制器逻辑功能的控制器板500。逻辑功能可以包括但不限于，和以下的接口：用户的机械，时间，光和运动灵敏度调整，打开/自动/关闭，人工/自动以及暂时开关，运动检测，以及光感应。

位于前面板的人工超越控制开关140切换电力继电器130的开关。可以在利用专用电路的硬件中或者利用软件控制器的软件中实施切换和锁定。

根据该模式，当在设定时间后未检测出运动时，运动检测器可以开启继电器或者关闭继电器，其由靠近人工超越控制开关140的、位于靠近前面板的时间调整设定。可以利用也靠近暂时开关的、位于前面板的灵敏度调整改变运动灵敏度。

若环境光线高于由靠近暂时开关的、位于前面板的光调整设定的值，则自动打开可以被阻止。人工超越控制开关打开/自动/关闭，超越控制该开关的自动功能。

利用电力线使开关与中央系统的通信可行。但只是在开关处于自动模式时，可以监控和超越控制继电器的状态和本地调整。

参考图4，电源板400包括滤波器和执行线电压调节的浪涌保护401，以避免电磁干扰（EMI）产生和高压放电的损害。24V电源403将范围为85到305V或220到347VAC的可调线电压402转换为具有最大输出功率为4瓦的24VDC（404）。5V电源405将直流24VDC转换为具有最大输出电流为1安培的5VDC（406）。提供电力继电器130并且连接24VDC电源403以及控制器板500。电力继电器130缺省状态是断开的，而且还连接到灯具180，镇流器等。电力继电器130优选地是10A，277V或347VAC继电器。将调制解调器浪涌保护407连接到在调制解调器板450上的调制解调器滤波器458，并且保护电力线调制解调器454免受高压放电。

调制解调器板450包括1.4V电源451，其将5V转换为给电力线调制解调器454供电的最大输出电流为2安培的1.4V（452）。提供集成电力线调制解调器454，其优选地包括RAM和快闪存储器。提供调制解调器接口456以整合用于传输和接收的信号调节器。提供调制解调器458作为被动式信号滤波器。

参考图5，控制器板500包括低噪音3.3V电源501，其将5V转换为3.3V（453），最大输出电流为0.3安培，提供给处理器502、以及快闪存储和位于调制解调器板的RAM存储器。优选地，整合处理器502并使其能够运行应用程序软件和完成控制器的所有逻辑功能。控制器利用电力线调制解调器454作为透明网桥和中央系统实施通信协议。提供光传感器150以测量环境光线。可选地，可以提供热电式或被动式红外运动检测器151，优选地连同菲涅尔（Fresnel）透镜检测和环境温度不同的身体运动。运动检测器将运动量数字传输到处理器502。可以提供可调节电位器155并且连接处理器502，以便用户可以设定需要的时间值、光线值和灵敏度值。提供开关141并且连接处理器502以切换在自动打开/关闭和迫使打开/关闭之间或与人工之间的功能。提供继电器逻辑控制电路503以驱动电力继电器130，继电器逻辑控制电路503与处理器502接口，并且为暂时开关131（其用作人工超越控制140）执行防反弹以及其他辅助功能。提供暂时开关131并且连接继电器逻辑控制503，以便用户能够独立于控制器致动继电器（即，打开/关闭灯光）。

在本发明的另一个实施例中，远程开关控制器设置为低成本、远程开关设备，其可以在电力供应不位于开关联动（switchgang）中的布线配置中提供灯具致动。远程开关控制器可以具有像照明控制器的类似外壳，但是将不包括感应元件（例如，光传感器）。远程开关控制器还可以具有作为开关装置的暂时接触开关。可以包括人工按钮和三色LED。LED颜色可以由开关板上的跳线确定，而不是通过软件配置确定。远程开关控制器107可以坐落在控制器100下面，如图12和图13所示（或者如图17所示的控制器101），或者如图14和图15所示，在下面详细描述的灯具安装控制器102下面。可以以和如图12所示2线配置的或如图13所示3线配置的普通灯开关相同的方式安装远程开关控制器107。因此，当一个或更多远程开关控制器107与上述设备中的任意一个配对时，远程开关控制器107为任何数量不同的多路切换场景提供了解决方案，而且为占有者提供与照明系统的单点互动。有利地，对可能将采用的远程开关控制器107数量没有实际限制。进一步地，如图12所示的示范性配置可以忽略传统多路开关（称为“旅行者”）之间存在第三线的使用，从而降低了安装的复杂程度。

在本发明的另一个实施例中，提供了灯具安装控制器102，其用于两个功能配置。参考图6，其示出当电力施加到灯具180上而不是开关上时，灯具安装控制器102与远程开关控制器107接口于打开/关闭的场景中。从远程开关控制器107发送的信号直接馈给灯具安装控制器102板上120V通用输入，接着触发在板上闭锁继电器130的响应以控制给镇流器20的电力。

参考图7，在调光的场景中，在灯具安装控制器102中提供具有模拟输出132的灯具安装控制器103，并且通过相同的120V通用输入连接远程开关控制器107。从灯具安装控制器103的模拟输出132直接接线到任意标准可调光镇流器21上的0-10V或4-20mA输入端。

在任意一个场景中，可以安装灯具安装控制器（102或103）到任意荧光灯镇流器布线槽中。

优选地，灯具安装控制器102、103包括控制器100、101的相同电力线通信和页面服务器能力。不管是在打开/关闭应用还是在可调光应用中，灯具安装控制器102、103可以发送状态更新或使用历史返回中央页面服务器。灯具安装控制器还响应于来自前端的超越控制状态的改变，无论是在打开/关闭还是在环境光水平设置点上。类似于照明控制器100，当一个或更多远程开关控制器107和/或照明控制器100、101结合一起使用时，对于在空间的灯具安装控制器102、103的人工操作，网络通信不是必要的。

灯具安装控制器用于几种电路配置，包括电力到灯具；中央接触面板；可寻址分区；以及双电路切换。灯具安装控制器可以构建成操作在例如范围从110V到277V或220V到347V的任何电压环境中。灯具安装控制器可以通过脉冲宽度调制区分打开/关闭命令和调光控制。进一步地，灯具安装控制器可以提供例如三路电路或四路电路的多电路切换。

可以提供灯具安装控制器用于布线槽，也称为荧光灯管的镇流器隔间中的安装。就安装设备而言，灯具安装控制器的安装不同于照明控制器。可以给灯具安装控制器提供安装标签用于在标准布线槽上的简单黏贴。点连接与图14中示出的照明控制器相似。在灯具部分15的布线槽中，布线配置用于单个设备，镇流器20自身。在引进第二设备时，该电路需要布线拼接，但不会危及系统完整性。灯具安装控制器102的安装需要最少量时间完成（对于合格技术员大约12分钟）。在图15示出的布线配置用于调光安装，即，利用连接镇流器21的灯具安装控制器103，通过镇流器调光信号19的控制来调光。

由于其将安装的位置，灯具安装控制器需要外围组件在给定空间中起作用以诠释占有者的命令。灯具安装控制器可以与远程开关控制器，以及占用传感器和在下面进一步描述的勒克斯传感器接口，以收集来自空间的信息，如同在下面进一步描述的图16示出的示范性逻辑互动。灯具安装控制器还可以在其接收网络命令来激励继电器后，充当激励继电器的网络使能切换机制。继电器可以用于开关包括但不限于，镇流器，电动机，泵，加热器，冷却器和风扇的不同设备。应当理解图中参考的灯具180或镇流器20、21，也可以参考其他可切换设备，例如电动机，泵，加热器，冷却器和风扇。

在另一个实施例中，照明控制器或灯具安装控制器还可以包括用于外部运动和光检测器的数字输入，以及用于给外部运动和光检测供电的24VDC输出。

参考图9，在本发明的一个实施例中，提供远程PIR占用传感器装置105用于空间结构或空间目的不允许占用传感器/开关结合（后文中称为“占用传感器”）的地方。占用传感器105可以，优选地通过与照明控制器和/灯具安装控制器中至少一个的主/从属逻辑关系，与网络上的任何装置通信。传感器可以是墙上安装的或者吸顶安装设备，仅需要用于功能和通信的电力和中性线。其他传感器可能需要电力线和中性线用于供电以及两根双绞低压线用于返回到照明控制器和/或灯具安装控制器的信号通信。

参考图10，在本发明的另一个实施例中，提供远程光传感器装置106用于日光收集系统（后文中称为“勒克斯传感器”）。勒克斯传感器106测量空间中的现有光线量，其后，利用其BPL通信堆栈110，可以传输那个信息到在网络上的任何装置，优选地传输到至少一个灯具安装控制器。灯具安装控制器可以缓慢地增加房间中的光水平来补充现有的环境光线直到达到所需要的照度设置点。勒克斯传感器106使用和占用传感器105相似的吸顶安装外壳或墙上安装外壳和相似的配线。

占用传感器105和勒克斯传感器106两者都是可以在电力线内以类似方式附加到本发明其他装置的吸顶式和/或墙上安装设备。它们还可以是需要电力和信号通信线（4）以接口照明控制器和/或灯具安装控制器的非通信设备。

参考图16，其示出灯具安装控制器103在“自动打开”模式控制可调光镇流器21的逻辑，其中具有感应控制和人工超越控制两者中的任意一个触发灯具照明。通过连接的占用传感器105的输入（输入600），PIR持续监控运动。在图17中的网络结构用虚线221象征示出占用传感器105到灯具安装控制器103的逻辑连接。若在步骤601无运动被检测到，则模拟输出将保持关闭（步骤602）。当在步骤601检测到运动时，首先检查模拟输出是否被激励（步骤604），若是的话，复位时间延迟倒计时（步骤606）。在时间延迟逝去时，检查模拟输出是否被激励（步骤608），若是的话，模拟输出逐渐下降到零（步骤610）。若在步骤608模拟输出未被激励，其保持关闭（步骤602）。

当在步骤601检测出运动并且在步骤604模拟输出未被激励时，勒克斯（LUX）传感器（输入614）的输入用于检查空间中的可用光是否在用户定义的勒克斯设置点之上（步骤613），若是的话，则模拟输出值将保持设置持续时间“t”秒钟（步骤617），之后检查PIR激活时间延迟是否逝去（步骤618）。优选地，步骤617的持续时间“t”秒钟与勒克斯传感器输入扫描率相对应。若在步骤618检查PIR激活时间延迟还没有逝去，则程序返回到步骤613重新检查空间中的可用光。若在步骤618PIR激活时间延迟已经逝去，模拟输出降低到零（步骤623）。

在远程开关控制器超越控制被激活的任何时间（输入620），检查模拟输出是否被激励（步骤621）。若未激励，则程序返回到步骤613以检查空间中的可用光。若已经激励，模拟输出降低到零（步骤623）。

正如本领域技术人员所理解，根据勒克斯设置点，通过逐渐增加镇流器输出，仅在空间中提供必要的光水平。

通信堆栈硬件类似于所描述的照明控制器100或101，并且不同于网络中包含在固件中的变量。

灯具安装控制器可以反映照明控制器的功能，因此不管建筑物中物理安装和布线任何变化，系统的功能将保持一致。

参考图8，在本发明的另一个实施例中，灯具安装控制器可以额外包括多个继电器130以提供中央接触面板的控制。正如特定例子所示，用户可以在可选的情景中在灯具安装控制器104上施加四个输出144，从而使单位电路的成本降低。可以提供一个或更多线电压脉冲输入160以接口一个或更多远程开关控制器107，从而允许从一个或更多位置的多电路控制。

日光采集系统（DH）结合感应和调制控制给终端用户随时提供足够的光照，而且在此过程中节省能量。DH系统包括光水平（或勒克斯）传感器，调制控制器，以及人工超越控制开关。DH系统的目标是在给定的占有空间中满足用户定义的照度设置点。勒克斯传感器从空间收集关于环境可用光量的信息。基于上述信息，控制器调制人工光源，得以补充环境光源，从而满足设置点。若环境可用光大于设置点，控制器完全断开灯具。对于这样的DH系统，灯具安装控制器103例如，可以作为像调制控制器，向上或向下调节镇流器以满足空间需求。

本发明可以提供独立的远程感应装置以提供额外的功能和便利。例如，灯开关的位置可以在门的后面，或在不面对其控制空间占有部分的墙上。因此，单独的远程传感器对补充在不合适位置的照明控制器安装是可取的。由于本发明的远程传感器装置包括上述相同BPL通信堆栈，所以它们可以远离灯开关位置方便地安装，该BPL通信堆栈包括远程的超越控制命令来调节灵敏度。

在一个实施例中，本发明采用标准XML，其由oBIX标准（OASISOpenBuildingInformationeXchangeTechnicalCommittee，即OASIS开放建筑信息交换技术委员会）定义，用于所有通信。该标准合并于此以供参考。这提供了适宜于OEM市场和低成本实施的、灵活的、基于IP的功能。

例子的系统结构包括各种开关，控制器和在图17示出的本发明传感器。可以通过到以太网路由器210以及到以太网223的电力线（220），分段网络信息流通量，以太网路由器210以及以太网223中的每个能够支持BPL通信设备的子网络。相同网络上设备之间的逻辑结合221允许独立传感器（例如，占用传感器105、勒克斯传感器106）和其相应的控制器直接通信（例如，灯具安装控制器102、103、104）。

在一个实施例中，本发明通过电力线宽带（BroadbandOverPowerline，即BPL）网络提供通信能力。由于BPL网络能够建立健壮到足以应付在多数商业和工业电力线环境中发现的随机感应干扰，明显不同于之前尝试的电力线网络照明解决方案。商业和工业空间比居住环境支持更重的装备。冷却器，泵，变频驱动器和其他工业和制造设备全都产生在电力线基础设施中的高水平感应噪声。

本发明可以在每个设备中包括BPL模块。该模块是标准的，而且仅在对每个实施例是唯一的机械特性上不同。虽然BPL通信模块可以保持不变，每个实施例的性能可以由补充的硬件和固件限定。连接到BPL网络的每个设备将依赖固化在其处理器中的固件程序。这个固件将提供一系列操作以及称为网络变量的数据点词汇，网络将使用它们来发布命令和监控状态。BPL模块可以包括例如像介质存取控制（MAC）地址的唯一的硬件地址。当设备在系统中安装和可操作时，网络允许用户下载新的固件版本到设备中。这个固件的例子版本是可用的支持行业标准协议，例如XML/SOAP，BACNetIP，BACNetMSTP，Modbus,LON,TCP/IP，SNMP和OBiX。允许灵活协议的优势是可以支持行业内发现的大多数前端。

BPL模块可以包括额外特性的额外端口，例如允许无线和电力线通信桥接的无线设备集成。

Claims (15)

1.一种可寻址控制器，其包括：

外壳，其被构建以可安装到接线盒并且被设置以至少容纳以下：

(i)人工开关，(ii)至少一个电力继电器，(iii)电力线通信模块，以及(ⅳ)继电器逻辑控制电路，

其中所述电力线通信模块通过中性线和电力线与电力线网络通信并且所述电力线通信模块可操作以从所述电力线网络接收命令且将对应于所述命令的信号通信至所述继电器逻辑控制电路，并且

其中所述继电器逻辑控制电路是可操作的以根据所述命令或所述人工开关的致动或所述命令和所述人工开关的所述致动的组合中的任一者控制所述至少一个电力继电器，其中所述命令和所述人工开关的所述致动引起所述继电器逻辑控制电路反转所述至少一个电力继电器的当前状态。

2.根据权利要求1所述的可寻址控制器，进一步包括处理器，其可操作以产生嵌入式页面并将所述嵌入式页面通信至所述电力线网络上，所述嵌入式页面包括对应于所述可寻址控制器的调整和功能的数据。

3.根据权利要求2所述的可寻址控制器，其中所述嵌入式页面经配置以允许所述数据被改变。

4.根据权利要求1所述的可寻址控制器，进一步包括至少一个感应元件，其与所述继电器逻辑控制电路通信，所述继电器逻辑控制电路进一步可操作用于比较由所述至少一个感应元件测量的值并基于所述比较控制所述至少一个电力继电器。

5.根据权利要求4所述的可寻址控制器，其中所述至少一个感应元件从占用传感器和光水平传感器组成的组中选择。

6.根据权利要求4所述的可寻址控制器，其中所述至少一个感应元件安装在远离所述可寻址控制器的位置，并且与所述可寻址控制器有逻辑关系。

7.根据权利要求4所述的可寻址控制器，其中所述至少一个感应元件的设置点是可调整的。

8.根据权利要求1所述的可寻址控制器，进一步包括：

调光控制器，其可操作用于改变通过至少一个模拟输出提供的电压，所述电压根据从所述电力线网络接收到的调光控制命令而被改变。

9.一种用于照明空间的系统，其包括：

连接到电力线网络的至少一个可寻址控制器；

至少一个灯具，其接收由所述至少一个可寻址控制器控制的电力；以及

其中所述可寻址控制器包括：

外壳，其被构建以可安装到接线盒并且被设置以至少容纳如下：

(i)人工开关，(ii)至少一个电力继电器，(iii)电力线通信模块，以及(ⅳ)继电器逻辑控制电路，

所述电力线通信模块通过中性线和电力线与所述电力线网络通信并且所述电力线通信模块可操作以从所述电力线网络接收命令且将对应于所述命令的信号通信至所述继电器逻辑控制电路，

所述继电器逻辑控制电路是可操作的以根据所述命令或所述人工开关的致动或所述命令和所述人工开关的所述致动的组合中的任一者控制所述至少一个电力继电器，其中所述命令和所述人工开关的所述致动引起所述继电器逻辑控制电路反转所述至少一个电力继电器的当前状态，从而控制所述至少一个灯具。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述系统进一步包括前端。

11.根据权利要求9所述的系统，其中所述系统进一步包括至少一个IP到电力线路由器。

12.根据权利要求9所述的系统，其中所述系统进一步包括至少一个页面服务器。

13.根据权利要求9所述的系统，其中所述系统进一步包括至少一个以太网到电力线路由器/页面服务器的组合。

14.根据权利要求9所述的系统，其中所述系统进一步包括至少一个镇流器，以及其中所述镇流器连接到所述至少一个可寻址控制器。

15.根据权利要求9所述的系统，其中所述系统进一步包括：

调光控制器，其可操作用于改变通过至少一个模拟输出提供的电压，所述电压根据从所述电力线网络接收到的调光控制命令而被改变。