CN102986301B

CN102986301B - 照明系统

Info

Publication number: CN102986301B
Application number: CN201180035675.4A
Authority: CN
Inventors: L.费里; T.J.J.登特尼尔; J.C.塔斯特拉
Original assignee: Koninklijke Philips NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2011-07-18
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2031-07-18
Also published as: US20130119892A1; US9370078B2; CN102986301A; WO2012011038A1; BR112013001420A2; JP2013537685A; EP2596684A1; RU2581653C2; JP5943916B2; RU2013107516A; EP2596684B1

Abstract

提供了一种照明系统100，所述照明系统100包括至少一个照明装置110、120、130和控制单元140，所述控制单元140被布置以用于根据基于每个照明装置的启动特性C_1,2,3的控制逻辑将电力P_1,2,3提供给每个照明装置。由此提供了一种照明系统，其中，所述照明装置的单独的特性在对所述照明装置进行控制时被考虑。因为所述控制逻辑是基于针对所述系统中的所述照明装置的启动特性的，所以作为例子，在所述照明系统中的总的备用电力的减少是可实现的。

Description

照明系统

技术领域

本发明一般地涉及一种包括至少一个照明装置的照明系统，并且更特别地涉及一种包括控制单元的照明系统，所述控制单元用于根据控制逻辑将电力提供给每个照明装置。

背景技术

在常规的照明系统和照明装置（如，灯具）中，当它们不在使用中时，常见的是将光源置于备用模式中。然而在备用模式中，照明装置能够进行有限的功能性。最重要的功能性是倾听即将来临的控制命令，所述控制命令可以请求照明装置唤醒并且转到正常驱动模式。

WO2008/134433公开了一种照明系统，其中，以太网（Ethernet）计算机网络被用来将电力提供给被直接地连接到以太网的一个或多个照明装置。所述系统利用了IEEE标准以太网供电（PoE）。所述照明装置可以包括发光二极管（LED）、荧光灯、高强度放电（HID）灯和/或出口标志。通过经由以太网将电力提供给所述照明装置，到针对所述照明装置的供电电源的单独连接是不必要的。一根以太网电缆因此适用于在所述照明系统中传输数据和电力两者。此外，为了节约能源，能够针对单独的照明装置通过切断其对应的被用于提供电力的以太网端口来实现零备用电力。当照明是不需要的时（诸如下班后等），计算机通过以太网监控和控制照明装置何时应当被断开以保存能量。进一步的功能性（比如，经定时的照明）也可以由计算机控制。

虽然上面描述的系统在实现其目的方面通常是有效的，但是它需要大且复杂的基础设施、以及无所不知的管理计算机。此外，所述系统在操控照明装置的备用和启动方面是相当迟钝的工具，在所述照明装置中，特别是当在所述照明系统的照明装置中采用了多个不同类型的光源时需要不同的驱动。这可以导致照明在房间中的非同步控制以及在照明装置的照明中发生恼人的时间延迟。

发明内容

本发明的目标是提供减轻现有技术的上述缺点中的至少一个的改进的照明系统。

本目标由根据如所附的独立权利要求中定义的本发明的照明系统和方法来实现。优选的实施例在从属权利要求中以及在以下描述和图中被阐述。

因此，根据本发明的第一方面，提供了包括管理计算机的照明系统，所述管理计算机被布置成经由控制单元向至少一个照明装置提供控制命令，其中，所述控制单元被布置成调整控制逻辑以用于基于所述至少一个照明装置的启动特性将电力提供给所述至少一个照明装置。

由此，照明系统被提供，其中所述照明装置的单独的启动特性在对所述照明装置进行控制时被考虑。这是有利的，因为典型地不同照明装置的启动特性可以显著地不同。因为所述控制逻辑是基于针对系统中的照明装置的启动特性的，所以作为例子，在所述照明系统中的总的备用电力的减少是可实现的。在本例子中，所述控制单元具有关于如下的信息：哪些照明装置在从断开状态转到接通状态时具有瞬时切换的能力、以及哪些照明装置将必须在从断开状态切换到接通状态之前被预热或者例如倾斜升温。因此，具有更快切换的照明装置无需增加备用电力。因为备用电力被仅仅提供给特定的照明装置，所以所述照明系统变得消耗较少的能源。此外，因为所述控制逻辑基于启动特性被布置，所以它可以被布置成使照明装置的点亮同步，使得照明在房屋内的平滑同步的启动被实现。

此外，本发明构思允许所述控制单元和控制逻辑可以在房屋内被本地实施，其在照明的情况下是特别有利的。也就是说，在一定程度的实践中，照明控制常常是本地的，即传感器或开关触发房间或走廊内的照明装置。所述照明装置被布置在该传感器或开关附近。包括知道照明装置启动特性的控制单元的本照明系统因此适合于对现有照明系统进行扩展。在具有特定照明布置的新区域中的实施方案可以被有利地完成，而不需要升级在整个建筑物上扩展的照明系统。在当中央管理计算机控制建筑物内的灯光时的情况下，本发明的照明系统允许中央计算机仅仅针对特定的照明装置发送单个命令，例如“切换到接通状态”、“切换到断开状态”、“准备切换到接通状态”等，然而关于针对单独的照明装置的启动特性的具体命令由所述控制单元来控制。这为灵活的照明系统做出了准备，所述灵活的照明系统能够管理不同类型的照明装置，并且其易于扩展，因为关于正被安装的实际照明装置的信息在所述控制单元处被本地操控。

根据所述照明系统的实施例，所述控制单元被进一步布置以用于将控制数据提供给每个照明装置，并且所述控制逻辑被进一步布置以用于控制所述控制数据。

根据所述照明系统的实施例，相应的启动特性被与相应的启动时间相关联以用于接通每个照明装置。一个重要的启动特性是针对照明装置的启动时间。照明装置包括发光二极管LED，LED与例如HID灯相比较具有快速的启动时间。因此，包括LED的照明装置可以被彻底地断开并且不必被设置在备用模式中。包括例如HID灯的其它照明装置在它们实际上被命令接通的一刻之前很久就需要被设置在备用模式中。

根据所述照明系统的实施例，所述控制单元被布置成从外部电源接收电力。由此，所述控制单元能够在本地被实施。

根据所述照明系统的实施例，所述控制单元被布置成借助于对每个照明装置的启动时间进行测量来检索针对每个照明装置的相应的启动时间。由此，任何类型的照明装置可以被实施在所述系统中。所述控制逻辑利用了针对每个照明装置的所测量到的启动时间，并且然后可以根据对于所述照明装置的需求来调节针对不同驱动模式的电力设置。

根据所述照明系统的实施例，通过激励（prompt）每个照明装置、或者通过从外部源检索针对每个照明装置的启动特性来检索所述启动特性。所述照明装置本身可以被提供有关于其启动特性的信息，它将这个信息提供给所述控制单元。另一个可能性是例如当对所述系统进行试运行时，所述控制单元从外部源（比如，计算机）检索所述启动特性。这在所述照明装置中允许更简单的通信能力。

根据所述照明系统的实施例，当从外部源检索所述启动特性时，所述系统被布置成接收包括所述启动特性的消息，这个消息根据照明协议（诸如，例如DMX、DALi等）被构建，或者所述系统被布置成接收包括对其中所述启动特性可以被检索到的位置的引用的消息。因此，所述启动特性直接地在消息中被传送，或者替换地，引用（例如，URL）被传送到所述控制单元以指示所述信息可以在哪里被检索到。相比于当在所述消息中发送所有启动特性时，后者具有所述消息长度变得更短的优点。

根据所述照明系统的实施例，所述控制逻辑被布置以用于：如果所述控制单元接收到警报，则将每个照明装置切换进入第一驱动模式，或者如果预定的第一时间设置被满足时，则将每个照明装置切换进入第二驱动模式，或者如果预定的第二时间设置被满足时，则将每个照明装置切换进入第三模式。因此可以针对一天的不同时间采用不同的驱动模式。所述警报可以源自例如运动检测器。所述运动检测器可以被布置以用于检测在房间中的工作站处的移动，在这个情况下台灯应当被接通。预定时间设置例如可以涉及工作时间和下班后。这些是这样的时间段，在所述时间段期间内房屋中的照明需求是不同的。所述时间设置替换地可以由定时器来控制，所述定时器由事件来触发。作为例子，如果人在夜间存在于房间内并且借助于运动检测器被检测到，则在返回到断开状态（对应于例如针对指示夜间或下班后的时间设置所选择的模式）之前，照明装置可以在为以防人返回准备的预定义时间期间内被设置在备用模式中。所述预定义时间可以取决于牵涉到的（一个或多个）照明装置的启动特性。

根据所述照明系统的实施例，所述控制逻辑被进一步布置使得：针对所述第一模式，电力被提供给每个照明装置；针对所述第二模式以及针对具有第一类型的启动特性的每个照明装置，没有电力被提供给该照明装置；针对所述第二模式以及针对具有第二类型的启动特性的每个照明装置，至少一些电力被提供给该照明装置；以及针对第三模式，没有电力被提供给每个照明装置。在这里，所述第二模式可以是这样的备用模式，其中第一类型的启动特性表示快切换照明装置，而第二类型的启动特性表示慢切换照明装置。慢切换照明装置因此被提供有相应可适用的备用电力。

根据所述照明系统的实施例，针对所述第一模式和所述第二模式中的至少一个，控制数据被提供给至少一个照明装置，这是有利的。

根据所述照明系统的实施例，所述第一模式对应于接通所述照明装置，所述第二模式对应于将所述照明装置置于备用中，以及所述第三模式对应于断开所述照明装置，这是有利的。

根据所述照明系统的实施例，到每个照明装置的所述电力和控制数据经由相应的共同电缆被提供，这是有利的，因为它节约了基础设施。

根据所述照明系统的实施例，到所述照明装置的电力和控制数据经由具有以太网供电功能性的以太网被提供，这是有利的。

根据所述照明系统的实施例，到所述照明装置的电力和控制数据经由具有电力线通信的电力线来提供，这是有利的。

根据所述照明系统的实施例，所述照明装置中的每一个都包括发光二极管“LED”、荧光灯、紧凑型荧光灯、高强度放电灯“HID灯”中的一个。因此，本发明构思适用于控制具有不同启动特性的灯类型。

本发明的这些和其它方面、特征以及优点将从在下文中所描述的实施例变得明显，并且将参考在下文中所描述的实施例而被阐明。

附图说明

现在将更详细地并且参考附图对本发明进行描述，在附图中：

图1是根据本发明的照明系统的实施例的示意图；以及

图2是根据本发明的照明系统的实施例的示意图。

具体实施方式

下面的实施例作为例子被提供使得本公开将是透彻的和完整的，并且将本发明的范围完全地传达给本领域的技术人员。相同的标记自始至终指示相同的单元。

图1是根据本发明的实施例的照明系统100的示意图。照明系统100包括控制单元140，用于至少将电力P_1,2,3提供给例如三个单独的照明装置110、120、130。照明装置110、120、130在这里被安装在位于办公楼（未示出）内的办公室内。照明装置110被布置用于提供在桌子上的工作灯光，而照明装置120和130被布置用于提供办公室的背景照明。照明装置110包括LED，而照明装置120和130包括金属卤素灯。金属卤素灯是一种高强度放电（HID）灯。由于它们单独的光源类型，照明装置110和照明装置120、130的启动特性C_1,2,3是完全不同的。启动特性的一个主要量度是针对光源的启动时间。将照明装置120的HID灯作为例子，作为低于操作温度的冷的金属卤素灯不能够立即开始产生其完全的光能力。这是金属卤素灯的内部结构的结果，其通过使电弧穿过气体的混合物来产生光。保持气体的内电弧室中的温度和压力需要时间来达到完全的操作水平。初始氩弧的启动时间有时花费几秒钟，并且取决于灯类型，灯的预热期可以长达五分钟。在这段时间期间，随着各种金属卤素在电弧室内蒸发，灯表现出不同的颜色。此外，对于金属卤素灯来说，如果电力断掉（即使暂时地），电弧将熄灭。对于某些HID灯来说，由于存在于热电弧管中的高压的原因，在数分钟的冷却期已经过去之前恢复所述电弧是不可能的。另外，与完全冷地启动的灯相比，温暖的灯在它达到全亮之前典型地具有较长的启动时间。与HID灯恰相反，基于LED的照明装置具有非常短的启动时间，因为LED点亮非常快。典型的LED将在不到微秒级内达到全亮。因此，照明装置的启动特性不仅涉及在启动期间的光输出的动态以及对应的电流和电压动态，而且还可能涉及例如电极的预热动态，以便为热的HID灯的点燃或冷却时间准备照明装置。

继续，控制单元140被布置为针对照明装置的供电电源的网关。控制单元140被布置为连接到外部电源150（其在图1中用虚线图示）的智能本地中间交换机。控制单元140进一步包括用于根据以下实施例中的至少一个的、用于检索关于单独的照明装置110、120、130的信息的电路。

根据所述照明系统的实施例，控制单元140被布置成借助于测量照明装置110、120、130的相应的启动时间进行来检索针对每个照明装置110、120、130的相应的启动时间。控制单元140包括测量单元（未示出），其能够检测针对在照明系统中被采用的照明装置的启动时间。这可以例如通过分析在照明装置的启动时的电力消耗来实现。可以采用其它检测方法，比如例如检测在启动期间来自照明装置的光，所述光借助于布置在与控制单元进行通信中的光传感器（未示出）来检测。在所述照明系统的实施例中，对针对照明装置的启动时间和/或其它启动特性的测量在照明装备被安装时作为试运行步骤被完成，和/或可以被以预定的时间间隔频繁地完成。

根据所述照明系统的实施例，控制单元140被布置成通过激励每个照明装置来检索启动特性，所述每个照明装置被布置成在有或没有请求的情况下将启动特性数据C_1,2,3发送到控制单元140。因此，照明装置本身包含了关于其启动特性的数据。这样，被安装在照明系统内的任何新的照明装置能够将其启动特性发送到控制单元。启动特性数据可以以适当的协议格式被直接地传送。替换地，启动特性数据通过引用被接收。这样的引用的例子是装置的MAC地址，其然后能够被用来从数据库中检索启动特性数据，或者借助于URL，可以随其得到启动特性数据。

根据所述照明系统的实施例，控制单元被布置成从外部源检索针对每个照明装置的启动特性。控制单元140是连接到管理计算机160（其在图1中用虚线图示）的照明系统的实施例。控制单元140然后针对这样的消息而激励管理计算机160，所述消息包括控制单元140被连接到的照明装置的启动特性。替换地，通过人类行为的直接试运行是可能的。所述试运行可以由具有启动特性的中央数据库或经由URL来协助。替换地，完整的照明系统计划可在中央管理计算机160中得到（例如照明设计计划），并且作为例子，控制单元140根据所述计划能够推断出附着到控制单元的端口x₁的照明装置110是“快切换”类型。

包括启动特性数据的消息还可以从系统中的其它实体被接收，并且与根据照明系统的可适用的照明协议所构建的消息一起被传送。替换地，特性可以从那里被检索到的引用（例如，URL）可以被集成在所述消息中。

替换地，通过试运行者的人类行为将所需要的启动特性直接地试运行到控制单元中。

因此，针对单独的照明装置110、120、130的所测量到的或检索到的启动特性在控制单元140中被利用来调整控制逻辑。例如，如果启动某照明装置花费了较长时间，则控制单元宁愿将该照明装置置于备用中然后完全地关闭它。其它启动特性（比如，例如启动电力的适当斜坡（ramping））可以形成针对单独的照明装置的控制逻辑的一部分。这样，控制单元140在照明系统中的较高级别处（诸如在管理计算机160处）与任何高级控制逻辑独立地来管理照明装置110、120、130的电力。

为了举例说明根据所述照明系统的实施例的控制逻辑，以下方案被采用。所述方案基于观测到的业务量（例如，对存在于房屋中的人的观测），以及另外基于在控制单元140中采用的控制逻辑。采用针对照明装置110、120、130的三个不同的驱动模式：ON（接通）、STANDBY（备用）以及OFF（断开）。第一模式ON包括接通照明装置110、120、130。在本例子中，第一模式由警报发起，所述警报从连接到照明系统的运动检测器（未示出）被输出。如果人进入办公室，则灯光应该立即被接通。如果没有人存在于房间中，并且这是在白天期间，更特别地在第一预定时间设置（例如，在上午7点与下午7点之间）内，则第二模式STANDBY被激活。在本模式下，出于以下两个重要原因照明装置被设置在备用：为了允许照明装置倾听即将来临的控制数据，以及为了允许快速切换进入照明装置的接通状态。第二模式只要没有人进入办公室就是激活的。对于第二模式，在相应照明装置上的设置基于单独的照明装置的启动特性被选择。当人最后进入办公室时，这由如上所描述的运动检测器来检测，并且第一模式因此被激活。第一模式否决第二模式，使得照明装置被接通。

此外，如果没有人存在于房间中，并且这是下班后，在这里使用第二预定时间设置（其为在下午7点与上午7点之间）来定义，则第三模式OFF被激活。如容易地理解的那样，上面描述的预定时间设置可以被设置为任何期望的时间设置并且在数量上可以被扩展。

控制逻辑被进一步布置使得：针对第一模式ON，电力P_1,2,3被提供给每个照明装置110、120、130来将它们全部点亮。针对第二模式STANDBY，对于为LED类型的并且因此具有短启动时间的照明装置110，没有电力P₁被提供。对于为HID类型的并且因此具有较长启动时间的照明装置120和130，可应用于使HID灯保持在备用模式中的相应电力水平P₂和P₃被提供，从所述备用模式发起电弧花费较短时间。针对第三模式OFF，没有电力被提供给照明装置110、120、130中的任何一个。

在所述照明系统的实施例中，针对第一模式ON，除被提供给照明装置的电力之外，控制数据被提供给至少一个照明装置。作为例子，控制单元140的控制逻辑被设置成发送控制数据D_1,2,3，所述控制数据D_1,2,3包括用于归因于某些日光存在于办公室内而将照明装置光强度调光到它们全光强度值的75%的指令。调光的百分比和日光准则可以作为设置被输入控制逻辑。替换地，所述系统包括至少一个光检测器，用于对存在于办公室内的光的强度进行测量，以使得照明装置的调光可以基于所检测到的光强度被计算。控制数据可以进一步包括例如用于改变色温的指令。因此，取决于激活的类型或一天的某个时间，所述照明系统被布置成例如在一天的清早提供较冷的激活灯光，或者临近关门时间提供较暖的更令人轻松的灯光。控制数据的另一例子是取决于用户的位置提供针对工作照明的指令。

在所述照明系统的实施例中，控制单元140被布置成从外部电源150接收电力，外部电源150在图1中用虚线示出。外部电源在实施例中简单地是建筑物内的市电，其被利用来将电力提供给大量照明装置。由于控制单元140中的控制逻辑的数字命令，所提供的电力被控制并且照明装置可以被设置为例如备用模式。在替换的实施例中，外部电源150是备用电力，其在存在市电故障时被激活。

在照明系统200的实施例中，如图2中示意性地图示的那样，不同驱动模式的偏好被设置并且由总体管理计算机160控制。也就是说，应用于整个房屋的数据可以经由管理计算机160（或中央控制器）被控制，所述数据可以包括例如用于操控例如办公时间、假日、夜间照明区域（即具有不同的预定时间设置的区域）的期望的照明设置的信息和逻辑设置，然而针对房屋的相应子区域（例如，两个部门）中的单独的照明装置111-115和121-124的设置可以在单独的控制单元140、140’处被直接地操控。控制单元140、140’被布置为本地中间交换机，其与管理计算机160进行通信以用于接收总的（较高级）逻辑设置。在这里控制单元140’被进一步连接到外部电源150，所述外部电源150是用于在市电故障情况下提供紧急照明的备用电力。

根据所述照明系统的实施例，现在参考图1，到照明装置110、120、130的电力P_1,2,3和控制数据D_1,2,3经由具有以太网供电功能性（PoE）的以太网被提供。以太网供电标准（IEEE802.3af）定义了电源与负载之间的交互。负载在这种情况下是照明装置。经由以太网供电电缆供应的数据被用来控制照明装置的驱动属性，并且电力根据控制单元140的当前控制逻辑被提供。到每个照明装置110、120、130的一根以太网电缆因此将控制数据和电力两者传输到相应的照明装置。如上文中所讨论的那样，以太网电缆还可以被用来在进行激励或者测量时传送针对照明装置110、120、130的启动特性C_1,2,3。

根据所述照明系统的实施例，到照明装置的电力和控制数据经由具有电力线通信的电力线被提供，所述电力线以和针对poE所描述的方式类似的方式进行工作，在这个意义上，到单独的照明装置的控制数据和电力可以在一根共同的电缆上被输送。

上面，已经描述了根据如在所附权利要求中定义的本发明的照明系统和方法的实施例。这些应当被视为仅仅是非限制性的例子。如由技术人员所理解的那样，在本发明的范围内许多修改和替换的实施例是可能的。

应当指出，出于本申请的目的，以及特别地对于所附权利要求，词“包括”不排除其它单元或步骤，词“一”或“一个”不排除多个，这本身对于本领域的技术人员而言将是明显的。

Claims

1.一种照明控制系统，其包括控制单元和管理计算机（160），所述管理计算机被布置成经由所述控制单元（140）将控制命令提供给多个具有启动时间的照明装置（110, 120,130），其中，所述控制单元被布置成调整在所述控制单元中采用的控制逻辑以用于基于相应的启动时间（C_1,2,3）将电力（P_1,2,3）提供给所述多个照明装置，所述相应的启动时间是所述多个照明装置的启动特性，并且其中所述控制逻辑被设置成：基于所述多个照明装置的启动特性，确定所述多个照明装置中的每一个照明装置在从断开状态切换到接通状态之前是否需要增加备用电力。

2.根据权利要求1所述的照明控制系统，其中，所述控制单元（140）被进一步布置以用于将控制数据（D_1,2,3）提供给每个照明装置（110, 120, 130），并且其中所述控制逻辑被进一步布置以用于控制所述控制数据。

3.根据权利要求1或2所述的照明控制系统，其中，所述控制单元（140）被布置成从外部电源（150）接收电力。

4.根据权利要求1或2所述的照明控制系统，其中，所述控制单元被布置成借助于对每个照明装置的启动时间进行测量来检索针对每个照明装置的相应的启动时间。

5.根据权利要求1或2所述的照明控制系统，其中，针对每个照明装置的相应的启动时间是通过激励每个照明装置、或者通过从外部源检索针对每个照明装置的所述相应的启动时间被检索到的。

6.根据权利要求5所述的照明控制系统，其中，当从外部源检索针对每个照明装置的相应的启动时间时，所述照明控制系统被布置成接收包括所述相应的启动时间的消息，这个消息根据照明协议被构建，或者所述照明控制系统被布置成接收包括对其中所述相应的启动时间可以被检索到的位置的引用的消息。

7.根据权利要求1所述的照明控制系统，其中，所述控制逻辑被布置以用于：如果所述控制单元接收到警报，则将每个照明装置切换进入第一模式，或者如果预定的第一时间设置被满足，则将每个照明装置切换进入第二模式，或者如果预定的第二时间设置被满足，则将每个照明装置切换进入第三模式。

8.根据权利要求7所述的照明控制系统，其中，所述控制逻辑被进一步布置使得：

- 针对所述第一模式，电力被提供给每个照明装置；

- 针对所述第二模式并且针对具有第一类型的启动特性的每个照明装置，没有电力被提供给该照明装置；

- 针对所述第二模式并且针对具有第二类型的启动特性的每个照明装置，至少一些电力被提供给该照明装置；以及

- 针对所述第三模式，没有电力被提供给每个照明装置。

9.根据权利要求8所述的照明控制系统，其中，针对所述第一模式和所述第二模式中的至少一个，控制数据被提供给所述多个照明装置。

10.根据权利要求7、8或9所述的照明控制系统，其中，所述第一模式对应于接通所述照明装置，所述第二模式对应于将所述照明装置置于备用中，以及所述第三模式对应于断开所述照明装置。

11.根据权利要求2所述的照明控制系统，其中，到每个照明装置（110, 120, 130）的所述电力和控制数据经由相应的共同电缆被提供。

12.根据权利要求2所述的照明控制系统，其中，到所述照明装置的电力和控制数据经由具有以太网供电功能性的以太网被提供。

13.根据权利要求2所述的照明控制系统，其中，到所述照明装置的电力和控制数据经由具有电力线通信的电力线被提供。

14.根据权利要求1或2所述的照明控制系统，其中，所述照明装置中的每一个都包括发光二极管“LED”、荧光灯、高强度放电灯“HID灯”中的一个。

15.一种照明系统，包括根据任一前述权利要求所述的照明控制系统和每个照明装置。