CN103075698A - 灯泡发光装置和包括这种装置以在家庭环境中监测患者的系统 - Google Patents

灯泡发光装置和包括这种装置以在家庭环境中监测患者的系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103075698A
CN103075698A CN2012103592238A CN201210359223A CN103075698A CN 103075698 A CN103075698 A CN 103075698A CN 2012103592238 A CN2012103592238 A CN 2012103592238A CN 201210359223 A CN201210359223 A CN 201210359223A CN 103075698 A CN103075698 A CN 103075698A
Authority
CN
China
Prior art keywords
emitting device
power
bulb light
drive electronics
motion detector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012103592238A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103075698B (zh
Inventor
P.查托
A.埃尔多斯
G.邵博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN103075698A publication Critical patent/CN103075698A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103075698B publication Critical patent/CN103075698B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
    • F21V23/0442—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches activated by means of a sensor, e.g. motion or photodetectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F21K9/232—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings specially adapted for generating an essentially omnidirectional light distribution, e.g. with a glass bulb
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S9/00—Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply
    • F21S9/02—Lighting devices with a built-in power supply; Systems employing lighting devices with a built-in power supply the power supply being a battery or accumulator
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00—Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/105—Controlling the light source in response to determined parameters
    • H05B47/115—Controlling the light source in response to determined parameters by determining the presence or movement of objects or living beings
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B47/00—Circuit arrangements for operating light sources in general, i.e. where the type of light source is not relevant
    • H05B47/10—Controlling the light source
    • H05B47/175—Controlling the light source by remote control
    • H05B47/19—Controlling the light source by remote control via wireless transmission
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
    • F21W2131/30—Lighting for domestic or personal use
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2107/00—Light sources with three-dimensionally disposed light-generating elements
    • F21Y2107/30—Light sources with three-dimensionally disposed light-generating elements on the outer surface of cylindrical surfaces, e.g. rod-shaped supports having a circular or a polygonal cross section
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Abstract

本发明的名称为“灯泡发光装置和包括这种装置以在家庭环境中监测患者的系统”。一种灯泡发光装置包括LED模块（4），LED模块（4）包括LED阵列（10），LED模块（4）与它们的电驱动式LED控制器（9）布置在外壳的内部。装置具有基座、驱动电子器件（2），驱动电子器件（2）包括电源（6）和通过电池管理单元（7）连接到电源（6）上的电池（8）。LED模块（4）由驱动电子器件（2）提供功率。运动检测器（5）设置在外壳的内部，并且连接到驱动电子器件（2）上。通信单元（3）连接到驱动电子器件（2）上。运动检测器（5）的输出信号通过通信单元（3）转送到外部，通信单元（3）包括通信接口（11）和以下的至少一个：用于通过空中来与无线远程站（14）进行无线通信的无线单元（12），以及用于通过基座（1）和电力线电源网络（15）来与有线远程站（16）进行有线通信的电力线单元（13）。

Description

灯泡发光装置和包括这种装置以在家庭环境中监测患者的系统
技术领域
本主题大体涉及用以在家庭环境中监测患者的灯泡发光装置。
背景技术
运动传感器广泛地用于公共建筑和私人家庭两者中。这些传感器的用途非常广泛：它们能用来接通灯，或者能用于安全系统中。检测老人的行动如今越来越重要。大多数65以上的人独自在家生活，而且在大多数情况下，他们患有慢性病，诸如帕金森、阿尔茨海默或痴呆。最高的风险是它们在日常活动期间摔倒，而且那里没人可帮助他们。
可以看出，运动检测在私人家庭中越来越重要。商业性运动检测器主要是其中在运动期间检测身体的辐射热的PIR传感器（被动红外）。特殊的菲涅耳透镜可用于近距离和远距离以及不同的高度。PIR传感器的主要缺点之一是：它们不能检测固定的物体（例如站立着的人），不能测量距离，而且它们不能“看”穿即使薄的物体。
广泛地使用红外传感器，但是考虑到在大多数情况下，灯泡被外壳盖住，这使被动红外传感器不能使用。另外，灯泡发出的热会干扰红外传感器，从而将需要绝缘或特殊的对准。为了使我们的装置能够在尽可能多的状况中使用，应在尽可能最宽的范围（视场）中进行运动检测。考虑到提到的热干涉，它使红外传感器的使用更复杂。
雷达技术是用以在家庭环境中检测运动的另一个选项。雷达能“看”透灯罩，对辐射热不敏感，甚至能看透薄的物体，诸如窗帘等，并且覆盖大的视场。
术语“雷达”大体要理解为意指这样的方法，即，借助于该方法，使用短的电磁波来检测远的物体，以及确定它们的位置和移动。术语雷达是无线电检测和测距的首字母简略词。
完整的雷达测量系统由具有天线、传输路径、反射目标、另外的传输路径（通常与第一个相同）的发送器以及具有天线的接收器组成。可使用两个单独的天线，但是往往仅使用一个来传输和接收雷达信号。
微波大体理解为具有大于2 GHz的频率和小于15 cm（6″）的波长的电磁波。为了技术目的，使用高达大约120 GHz的微波频率—将随技术进步而扩展的极限。发现远高于这个极限的是红外线、可见光和紫外线范围。
微波频率集中用于通信和定位目的。为了防止相互影响和干涉，微波的使用在官方上受到管制。但是，也存在用于工业、科学和医学目的的国际发布的频带（所谓的ISM频带）。目前，这些是以下4个频率范围：2.45 GHz±50 MHz、24.125 GHz±125 MHz、5.8 GHz±75 MHz和61.25 GHz±250 MHz。
常用的雷达方法包括：CW（连续波）雷达（无距离信息）、干涉计雷达（缺点：绝对距离信息为λ/2-周期的）、脉冲雷达、FMCW（频率调制连续波）雷达、反射计雷达、组合方法雷达和TDR（时域反射法）雷达。用于雷达水平测量装备的基本方法是有时由反射计方法支持的脉冲雷达或FMCW雷达。
考虑到上面提到的方法的优点和缺点，脉冲雷达方法满足现在的要求。原理非常简单：传输短的电脉冲包或电波包，在时间t 1  = a/c 之后遇到反射器，并且在总时间t 2  = 2a/c之后被接收回来，其中，a是距离，并且c是光的速度（在我们的情况下，其与传播速度相同）。
PIR和雷达技术两者的主要两个缺点为：
1）它们需要接线，这使这些传感器的安装昂贵，以及
2）它们是可见的，这可能使老人感到不舒服。
具有运动感测功能性的灯装置已经存在，但是运动感测用来开启这些装置中的灯。
市场上存在上百万的运动传感器。它们中的大多数使用PIR（被动红外传感器）来进行运动感测。还存在无线运动传感器，但是在它们的情况下，词语无线意为使用电池来对它们提供功率。不存在其中运动传感器藏在发光装置中的、现有技术中已知的无线运动传感器。从根据本主题的装置的外部，该装置看起来像是一般的灯泡，这有助于隐藏运动传感器。使用雷达作为感测装置对于这个装置也是可行的技术。
存在这样的现有文献，其中雷达与其它传感器结合起来使用，例如名称为“Motion detection systems using CW radar in combination with additional sensors（与附加的传感器结合起来使用CW雷达的运动检测系统）”的美国专利公开No. 2009/0303100。这个解决方案集中于使用雷达来进行可靠的运动检测，但雷达没有隐藏起来，或者集成到发光装置中。但是它使用无线技术来将运动信号传输到远程站。
另一组解决方案集中于将运动传感器集成到照明器材中，以在检测到运动时接通灯。它们全部都使用基于PIR的运动检测器：名称为“Decorative Lighting Fixture for Motion Detection（用于运动检测的装饰性照明器材）”的美国专利No. 5,442,532，或名称为“Motion detector assembly for use with a decorative coach lamp（用于装饰性客车灯的运动检测器组件）”的美国专利No. 5626417，或名称为“Lighting fixture control device（照明器材控制装置）”的美国专利No. 5,814,945，或名称为“PIR motion detector for a decorative lantern（用于装饰性灯的PIR运动检测器）”的美国专利No. 6,943,687，或名称为“Decorative lighting fixture with hidden motion detector（具有隐藏式运动检测器的装饰性照明器材）”的美国专利No. 7,488,941。这些解决方案中的大多数也集中于隐藏运动检测器，但它们中没有一个是无线的。名称为“Hidden PIR motion detector with mirrored optics（具有镜像光学器件的隐藏式PIR运动检测器）”的美国专利No. 6,346,705直接集中于隐藏PIR运动检测器的另一个可行方式。
使用雷达技术的优点之一在于，其视角非常广。存在其中示出了此类运动检测器的名称为“Motion detector with extra-wide angle mirrored optics （具有超广角镜像光学器件的运动检测器）”的美国专利No. 6,348,691的公开，其集中于使用PIR检测器来实现360度视角。这个文献描述了如何实现这个目标，但是它没有集成到装置中，也没有使用无线技术。
如今能看到许多尝试是将新型发光装置或任何非传统的照明方法集成到传统形状的灯泡中。这些尝试重要的原因在于，许多消费者仍然偏爱旧的传统梨形灯泡。名称为“Lamp bulb with stretchable lamp beads therein（其中具有可伸缩的灯珠的灯泡”）的美国专利No. 6,523,978示出了集成到便利的灯泡中的灯珠。这个解决方案的各方面之一在于，能拆开灯泡，从而能调节灯珠的形状。
在传感器和远程监督站之间存在两种通信方式：
存在用以满足这个要求的不同的实施例，但是我们能将它们分成主要的两组：无线和有线。
主要的已知无线通信类型（在2.4 GHz频率范围中）是：蓝牙、WiFi和ZigBee。已知前两种技术具有高的功率消耗，并且考虑到即使在灯关闭的情况下，我们也想检测运动，最佳选择是使用专门为以下情况而设计的ZigBee技术：装置定期“醒来”、发送短的消息并然后再次进入到睡眠模式中。
在灯关闭的情况下，装置能由电池提供功率。在这种情况下，我们不能使用电力线通信；唯一的方式是使用无线通信，优选ZigBee技术。它安全得多，而且它更好地满足最新的要求。
在下面简要地概述ZigBee技术。
ZigBee网络由一个协调器、全功能装置（FFD，也称为路由器）和简化功能装置（RFD，也称为终端装置）组成。协调器在网络上是唯一的，并且在一个网络中允许有仅一个实例。FFD和RFD装置两者能接收和发送信号，但是FFD能具有子装置，而FFD则处于体系的底层（在末端）。对FFD的重要要求是，它们需要连续的电源，所以在大多数情况下，它们插入墙上插座（电力线）中，不允许有电池。
网络拓扑能为星形、网状或簇树型。在ZigBee网络的拓扑之中，网络信道和网络号（panID）最佳地描述ZigBee网络。网络信道的范围从信道11（2405 MHz）至26（2480 MHz），并且网络号是唯一的16位数。在同一信道上可存在具有不同网络号的两个网络，但是如果有空闲的无噪声信道，则不建议这种情况。
信标和非信标模式：在非信标激活的网络中，ZigBee路由器典型地使它们的接收器持续地活动，从而需要更稳定可靠的电源。但是，这允许有其中一些装置持续地接收的异类网络，而其它网络则仅在检测到外部刺激时才传输。
在信标激活的网络中，ZigBee路由器传输周期信标，以确认它们存在于其它网络节点中。节点在信标之间可休眠，从而减少它们的工作循环，以及延长它们的电池寿命。信标间隔可为从15.36毫秒（250千比特/秒）至786.432秒（20千比特/秒）的范围。但是，以长的信标间隔进行低的工作循环需要精确的定时，这可与低的产品成本的需要有冲突。
能容易地看到的是，使用非信标模式是有意义的：在灯处的ZigBee节点可不断地接收，因为它连接到电源上，而由电池提供功率的灯开关将保持睡眠，直到开关动作为止。然后开关醒来，对灯发送命令，接收确认，并且回到睡眠状态。在这种网络中，如果不是ZigBee协调器，灯节点将至少为ZigBee路由器；开关节点典型地是ZigBee终端装置。
有线通信仅能在电力线上连网（称为电力线通信、电力线连网（PLN）），因为需要附加的接线而没有任何意义。这种技术在市场上已经存在。我们必须确保电力线在物理上没有隔离。下面的选项是可用的：
-装置持续地处于其电源电压，不需要电池，并且灯开关仅发送开/闭信号。这个方法的缺点在于它不安全，因为有连续的高电压供应。
-能在不使装置持续地供电的情况下使用这个方法，仅需要确保灯和协调器之间的连接是连续的。这个方法的缺点在于不能在现有电路中实现它，因为传统的灯开关在物理上隔开了开关装置。
在下面简要地概述电力线连网。
以许多方式使用术语电力线连网：电力线通信或电力线载波（两者简称为PLC）、电力线数字用户线路（PDSL）、主通信、电力线远程通信（PLT）、电力线连网（PLN），或电力线上的宽带（BPL），但是它们全部都表示同样的意思：在也用于电功率传输的导体上传送数据。
电力线通信的众多优点之一是，它能在电压传输的每个阶段、在高电压传输线和低电压传输线处使用。必须小心谨慎，因为变压器典型地阻止恰当的信号传播。由于功率布线系统原本意于传输AC功率，所以在传统使用中，电力线电路仅具有有限的传送较高频率的能力。传播问题会限制电力线通信的使用。
对于PLN还有术语：家庭插电（HomePlug），而且还存在被称为家庭插电电力线联盟（HomePlugPower line Alliance）的联盟，其为电子器件制造商、服务提供商和零售商的集团，他们建立符合各种电力线通信技术（称为家庭插电）的标准，并且测试成员的装置，以使其符合各种电力线通信技术。
PLN的速度比得上老的常见的无线和有线通信系统：家庭插电1.0具有14 Mbps的数据速率，家庭PNA 2.0具有10 Mbps，而IEEE 802.11b具有11 Mbps，并且IEEE 802.11a具有55 Mbps。为了进行完整的比较，ZigBee网络具有250千比特/秒的理论数据速率。
通信信道的重要参数是信号噪声比，SNR：SNR=（接收到的功率）/（噪声功率）。信号清晰度在很大程度上受到连接到传输线（信道）上的装置（负载阻抗）的影响。这是仍然难以在大距离中使用PLN的原因。
需要提供一种功能性扩展的、用以在家庭环境中监测患者的灯泡发光装置，其具有如传统灯泡那样的基座，并且能够代替在目前的照明设备中使用的传统灯泡。因而，它能在需要时更换回传统灯泡。还需要以最小的附加技术投资在装置和远程站之间通信的能力。
发明内容
在实施例中，提出一种灯泡发光装置，其包括：LED模块，其具有成LED阵列的LED光源，LED阵列与它们的电驱动式LED控制器一起布置在至少部分地透明的外壳的内部；基座，其附连到外壳上用以插入到标准的灯座中；驱动电子器件，其功率输入为电连接到基座上的电源，驱动电子器件进一步包括通过电池管理单元连接到电源上的电池，并且LED模块的功率输入连接到驱动电子器件的功率输出上。另外，在外壳的内部提供运动检测器，运动检测器的功率输入电连接到驱动电子器件的功率输出上，并且通信单元也电连接到驱动电子器件的功率输出上。运动检测器的输出信号通过通信单元转送到灯泡发光装置的外部，通信单元包括通信接口和以下的至少一个：用于通过空中来与无线远程站进行无线通信的无线单元，以及用于通过基座和电力线电源网络来与有线远程站进行有线通信的电力线单元。
在另一个实施例中，提出一种用以在家庭环境中监测患者的系统，其包括如前面描述的那样的灯泡发光装置。在该系统中提供电源。系统进一步包括连接到电源上且接收来自开门检测器和灯开/闭开关的信号的处理单元，并且以下的至少一个连接到处理单元上，以将数据传输到灯泡发光装置以及从灯泡发光装置传输出数据：
置于灯泡发光装置附近的无线调制解调器，
置于电力电源网络中的有线调制解调器。
附图说明
现在将参照附图来详细地描述主题，其中：
图1是根据本文描述的主题的照明灯泡的简图的实施例的示意性框图，
图2是根据本文描述的主题的、侧视图中的照明灯泡的第一实施例，
图3是根据本文描述的主题的、侧视图中的照明灯泡的第二实施例，以及
图4是根据本文描述的主题的、内置在用于家庭健康护理的系统中的照明灯泡的实施例的示意性框图。
部件列表
1 基座 2 驱动电子器件
3 通信单元 4 LED模块
5 运动检测器 6 电源
7 电池管理单元 8 电池
9 LED控制器 10 LED阵列
11 通信接口 12 无线单元
13 电力线单元 14 无线远程站
15 电力线电源网络 16 有线远程站
20 灯泡 21 开门检测器
22 开/闭开关 23 处理单元
24 通信接口 25 无线调制解调器
26 电源网络 27 有线调制解调器
28 电源 30 LED阵列
31 基座 35 运动检测器
37 外壳 40 LED阵列
41 基座 45 运动检测器
48 外壳    
具体实施方式
图1将实施例显示为对LED照明灯泡结构提供运动检测器的功能框图。该结构包括灯泡基座1、连接的功率模块2、两者都连接到功率模块2上的通信模块3、LED模块4，以及也由功率模块2提供功率且控制通信模块3的运动检测器5。在图1中示出的实施例中，功率模块2包括将电能转送到电池管理单元7的电源6，电池管理单元7负责内置电池8的充电和放电。充电将是处于基座1插入到其中的插座的接通状态的情况，而放电是为了在LED模块4未被赋能时，在断开状态期间运行运动检测器5和通信模块3。通信模块3包括驱动无线单元12和/或电力线单元13的通信接口11。在不同的实施例中，能提供无线单元12和电力线单元13中的至少一个，或者备选地提供它们两者。电池管理单元7仅在接通状态期间驱动LED模块4，LED模块4包括LED控制器9和LED阵列10。因而，发光功能和检测功能的运行是独立地分开的。运动检测器5永久地接收电功率，因为基本持续地需要检测功能。但是，在一些备选实施例中，可在不从基座1的插座中移除基座1的情况下关闭检测功能。例如通过可选的远程电力线或无线控制能实现这一点。
所有这些列举的功能构件都是已知的，并且常用于照明和通信行业中。
根据图2中示出的实施例的灯泡发光装置具有包围LED阵列30且还包围相关联的电路的外壳37。虽然被示为具有类似球形形状，但是外壳37可备选地形成为对LED阵列30和控制电路（即，驱动电子器件2、通信单元3和LED控制器9，在这个视图中未显示这些构件）提供保护以使它们不受环境状况（液体、腐蚀性物质、盐雾等）的影响或使它们不暴露于环境状况的任何其它形状。运动检测器35也包括在外壳37内。在这个实施例中，运动检测器35与基座31相反地朝向。
在实施例中，LED阵列30具有如图2中示出的那样的多个细长的LED板。沿着LED阵列30的LED的数量仅是例示，其能针对实际需要进行调节。
图3显示了关于外壳48的备选设计。LED阵列40与上面提到的电路以及运动检测器45一起布置在至少部分地透明的外壳48的内部。这表示外壳48的一些部分在一些实施例中可为不透明的，诸如例如反射器表面。在这个实施例中，外壳48为圆锥形状。
必须阐明的是，许多其它不同的外壳形状也能适用。例如，能使用椭圆或管状外壳。不必列举出所有可行的变形。
基座31、41能为通常使用的爱迪生型，但是也可应用任何其它类型。外壳37、48和基座31、41一体地连结在一起，以对灯泡的内部元件形成封闭的保护壳。虽然外壳37、48和基座31、41之间的紧密配合对于保护灯泡的内部元件不受环境状况的影响是有用的，但是，白炽灯中需要的真空密封在这里不是必要的。
图1中指示的电力线单元13和无线单元12能接收/传输信号：例如接收开/闭和变暗（亮度控制）信号、传输运动信号、电池控制信号等。根据使用LED控制器9的PWM（脉宽调制）信号而接收到的信号来使LED阵列10变暗。
在其中电力线单元13和无线单元12两者均包括在灯泡发光装置中的实施例中，通信接口11的主要作用之一是在有线模式和无线模式之间切换。大体使用无线连接来传输信号，但是，定期对无线频带进行“测错（sniffing）”，以确定通信量和噪声最小的无线信道。如果没有可用的这种无线信道，则通信接口11切换到有线模式。通信接口11的另一个任务是并行地处理以无线模式和有线模式到达的消息，以及过滤掉可能的冲突。
电路的所有部分都连接到驱动电子器件2上以便提供功率。这个单元对不同的部件分配功率，并且管理直接连接到电池管理单元7上的电池8的充电/放电。它在充电期间接收电流，并且在电池运行模式中传输电源电压。
沿着LED阵列10的LED能分组。当在降低亮度模式中使用灯泡发光装置，以及在夜晚期间将灯泡发光装置用作警戒灯时，这个实施例是有用的，因为不需要PWM信号来减弱照明。
运动检测器5能实现为PIR或雷达传感器。
图4显示了如前面描述的那样的灯泡发光装置20可如何集成到用以在家庭环境中监测患者的系统中的示例。在灯泡发光装置20之外，该系统进一步包括开门检测器21和灯开/闭开关22。电源28能对处理单元23提供连续的电功率，处理单元23接收来自开门检测器21和灯开/闭开关22的信号。处理单元23以无线或有线的方式传输对应的控制信号。无线调制解调器25通过通信接口24连接到处理单元23上，以将数据传输到灯泡发光装置20，以及被置于灯泡发光装置20附近。所述附近取决于情形，在自由空间中可为例如高达30米。有线调制解调器27被置于电力线电源网络26中，以便也将数据传输到灯泡发光装置20。能在实施例中消除无线通信设施和有线通信设施中的一个，但是，也能在同一系统中使用两者。
无线调制解调器25在实施例中是ZigBee路由器。
也可发送针对灯泡发光装置20的变暗信号的开/闭开关22在大多数情况下位于门的附近。因而，开/闭开关22能配备有常规的小型PIR（被动红外）运动传感器，因为它能够非常良好地察看到人进入或离开房间。这种运动传感器能以或者电池运行的形式或者由电源电压提供功率的形式集成到系统中。通过在灯泡发光装置20处于电池运行模式，或者在房间里没有人时关闭灯的情况下关闭图1的运动检测器5，与开门检测器21结合的这个实施例能用来优化指定的灯泡发光装置20的运行。
通信接口24的主要任务之一不仅是检测运动，而且还将这个运动信号发送给中央单元。
从有线和无线两者的角度来考虑已经提到的方法，人们能使用混合技术：在灯泡发光装置20接通的情况下，灯泡发光装置20将通过电源网络26使用电力线连网来传输运动信号，并且在灯泡发光装置20关闭的情况下，灯泡发光装置20将使用ZigBee技术在无线调制解调器25中传输信号。
即使灯泡发光装置持续地处于电力线电压，也需要电池8（参见图1）来防止ZigBee网络在停电的情况下崩溃。如之前提到的那样，如果灯接通，将对电池充电。甚至小容量的电池8就足以确保即使在灯关闭的情况下，运动信号也将安全地输送到协调器。
内置电池8的容量甚至能足以使灯泡发光装用作引导灯。流过少量（1-3个）LED的电流小得足以使电池在清晨之前不放电。在这种情况下，我们应确保灯定期地接通，以防止电池8完全放电。
如果灯泡发光装置20起ZigBee路由器的作用，就能在ZigBee网络中恰当地使用灯泡发光装置20，因为假设灯泡发光装置20持续地连接到电源电压上。当集成到具有大量装置的较大型ZigBee网络中时，能使用这种路由器。路由器的主要作用是，如果信号对于直接的协调器-装置连接太弱，加强需要的无线信号。另外，灯泡或灯座、电枢大体位于房间中的天花板的中间，这是用于加强房间内部的ZigBee装置的信号的最佳位置。
对前述公开中描述的装置提供了运动传感器的功能性，该运动传感器不需要附加的接线，其安装方便，并且装置本身对于住户几乎“不可见”。运动检测器集成到存在于公寓或套间的内部的各个房间和每个房间中的装置中。这些装置的一个实施例是灯泡，该灯泡已经设有运动传感器所需的一些特征，例如电源线和安装点。本发明提供类似于传统灯泡那样易于更换和安装的装置。
本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及实行任何结合的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例具有不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构要素，则它们意于处在权利要求的范围之内。

Claims (15)

1. 一种灯泡发光装置，包括：LED模块（4），其具有成LED阵列（10）的LED光源，所述LED阵列（10）与它们的电驱动式LED控制器（9）一起布置在至少部分地透明的外壳（17，18）的内部；基座（1），其附连到所述外壳（17，18）上用以插入到标准的灯座中；驱动电子器件（2），其功率输入为电连接到所述基座（1）上的电源（6），所述驱动电子器件（2）进一步包括通过电池管理单元（7）连接到所述电源（6）上的电池（8），并且所述LED模块（4）的功率输入连接到所述驱动电子器件（2）的功率输出上，所述灯泡发光装置的特征在于，
在所述外壳（17，18）的内部提供运动检测器（5），所述运动检测器（5）的功率输入电连接到所述驱动电子器件（2）的功率输出上，并且通信单元（3）也电连接到所述驱动电子器件（2）的功率输出上，所述运动检测器（5）的输出信号通过所述通信单元（3）转送到所述灯泡发光装置的外部，所述通信单元（3）包括通信接口（11）和以下的至少一个：用于通过空中来与无线远程站（14）进行无线通信的无线单元（12），以及用于通过所述基座（1）和电力线电源网络（15）来与有线远程站（16）进行有线通信的电力线单元（13）。
2. 根据权利要求1所述的灯泡发光装置，其中，所述运动检测器（5）是PIR传感器。
3. 根据权利要求1所述的灯泡发光装置，其中，所述运动检测器（5）是雷达传感器。
4. 根据权利要求1所述的灯泡发光装置，其中，所述通信单元（3）包括无线单元（12）和电力线单元（13）两者。
5. 根据权利要求4所述的灯泡发光装置，其中，所述通信接口（11）适于响应于检测到现有的无线信道而在所述有线通信模式和所述无线通信模式之间切换。
6. 根据权利要求1所述的灯泡发光装置，其中，所述驱动电子器件（2）适于通过PWM信号驱动来使所述LED阵列（10）变暗。
7. 根据权利要求6所述的灯泡发光装置，其中，所述驱动电子器件（2）由所述通信单元（3）从第一类远程站接收到的变暗信号控制。
8. 根据权利要求1所述的灯泡发光装置，其中，所述电池管理单元（7）适于管理所述电池（8）的充电和放电。
9. 根据权利要求1所述的灯泡发光装置，其中，所述基座（1）为爱迪生型。
10. 根据权利要求1所述的灯泡发光装置，其中，所述驱动电子器件（2）还由通过所述无线单元（12）和所述电力线单元（13）中的至少一个而接收到的附加的外部控制信号控制。
11. 根据权利要求10所述的灯泡发光装置，其中，所述外部控制信号是开门检测器（21）的传输的信号。
12. 根据权利要求1所述的灯泡发光装置，其中，所述LED模块（4）的功率输入连接到所述电池管理单元（7）的第一功率输出上，从而提供切换的电功率，并且所述运动检测器（5）和通信单元（3）的功率输入电连接到所述电池管理单元（7）的第二功率输出上，从而提供连续的电功率。
13. 根据权利要求1所述的灯泡发光装置，其中，所述外壳（18）为圆锥形形状。
14. 根据权利要求1所述的灯泡发光装置，其中，所述外壳（17）为类似球形形状。
15. 一种用以在家庭环境中监测患者的系统，包括灯泡发光装置（20），所述灯泡发光装置（20）包括：LED模块（4），其具有成LED阵列（10）的LED光源，所述LED阵列（10）与它们的电驱动式LED控制器（9）一起布置在至少部分地透明的外壳（17，18）的内部；基座（1），其附连到所述外壳（17，18）上用以插入到标准的灯座中；驱动电子器件（2），其功率输入为电连接到所述基座（1）上的电源（6），所述驱动电子器件（2）进一步包括通过电池管理单元（7）连接到所述电源（6）上的电池（8），并且所述LED模块（4）的功率输入连接到所述驱动电子器件（2）的功率输出上，在所述系统中提供了电源（28），所述系统的特征在于，
所述灯泡发光装置（20）包括设置在所述外壳（17，18）的内部的运动检测器（5），所述运动检测器（5）的功率输入电连接到所述驱动电子器件（2）的功率输出上，并且通信单元（3）也电连接到所述驱动电子器件（2）的功率输出上，所述运动检测器（5）的所述输出信号通过所述通信单元（3）转送到所述灯泡发光装置的外部，所述通信单元（3）包括通信接口（11）和以下的至少一个：用于通过空中而与无线远程站（14）进行无线通信的无线单元（12），以及用于通过所述基座（1）和电力线电源网络（15）而与有线远程站（16）进行有线通信的电力线单元（13）；所述系统进一步包括连接到所述电源（28）上且接收来自开门检测器（21）和灯开/闭开关（22）的信号的处理单元（23），并且以下的至少一个连接到所述处理单元（23）上，以将数据传输到所述灯泡发光装置（20）或者从所述灯泡发光装置（20）传输出数据：
置于所述灯泡发光装置（20）附近的无线调制解调器（25），
置于电力电源网络（26）中的有线调制解调器（27）。
CN201210359223.8A 2011-09-30 2012-09-25 灯泡发光装置和包括这种装置以在家庭环境中监测患者的系统 Active CN103075698B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11462019.8 2011-09-30
EP11462019A EP2574840A1 (en) 2011-09-30 2011-09-30 Bulb lighting device and system comprising such device to monitor patients in home environment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103075698A true CN103075698A (zh) 2013-05-01
CN103075698B CN103075698B (zh) 2016-08-24

Family

ID=47143194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210359223.8A Active CN103075698B (zh) 2011-09-30 2012-09-25 灯泡发光装置和包括这种装置以在家庭环境中监测患者的系统

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9255700B2 (zh)
EP (1) EP2574840A1 (zh)
CN (1) CN103075698B (zh)
WO (1) WO2013046017A2 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2925091B1 (en) * 2014-03-27 2019-09-04 Tridonic GmbH & Co KG Spotlight LED module and light module
US11163056B2 (en) 2015-12-10 2021-11-02 Raytelligence Ab Radar detector for monitoring of bodily functions
US9820358B2 (en) * 2015-12-21 2017-11-14 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Motion sensor light, surveillance system and surveillance method
TWI587068B (zh) * 2016-06-17 2017-06-11 晶睿通訊股份有限公司 燈泡型監視器
US20180063784A1 (en) * 2016-08-26 2018-03-01 Qualcomm Incorporated Devices and methods for an efficient wakeup protocol
US10383201B1 (en) * 2017-01-04 2019-08-13 Sirqul, Inc. Smart mesh electrical socket
CN109068464A (zh) * 2018-09-20 2018-12-21 中国民用航空总局第二研究所 一种基于无线物联网通信技术的助航灯具控制器及方法
EP3709669A1 (en) * 2019-03-13 2020-09-16 Koninklijke Philips N.V. Recommending whether a subject monitoring system uses a wireless communication mode
EP3825971A1 (en) * 2019-11-25 2021-05-26 Jan Jakubik A motion sensor equipped with a radio transmitter

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4858083A (en) * 1987-12-25 1989-08-15 Yasuo Wakimoto Color changeable photo-decorative pencil torch
US20070109782A1 (en) * 2003-07-02 2007-05-17 S.C. Johnson And Son, Inc. Structures for color changing light devices
CN201652117U (zh) * 2010-05-10 2010-11-24 汤火忠 无线遥控充电式led装置
US20100327766A1 (en) * 2006-03-28 2010-12-30 Recker Michael V Wireless emergency lighting system

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5442532A (en) 1993-07-30 1995-08-15 Pace Control Technologies, Inc. Decorative lighting fixture for motion detection
FR2740245B1 (fr) * 1995-10-24 1997-12-26 Saubade Jacques Dispositif pour capter et transmettre des images, et installation de telesurveillance comportant un tel dispositif
US5626417A (en) 1996-04-16 1997-05-06 Heath Company Motion detector assembly for use with a decorative coach lamp
US5814945A (en) 1997-10-16 1998-09-29 Hsu; Keen Lighting fixture control device
US6346705B1 (en) 1999-03-02 2002-02-12 Cordelia Lighting, Inc. Hidden PIR motion detector with mirrored optics
US6348691B1 (en) 1999-12-30 2002-02-19 Cordelia Lighting, Inc. Motion detector with extra-wide angle mirrored optics
DE20018435U1 (de) 2000-10-27 2001-02-22 Shining Blick Enterprises Co., Ltd., Taipeh/T'ai-pei Glühbirne mit darin enthaltenen biegbaren Lampenbirnchen
US6943687B2 (en) 2002-03-07 2005-09-13 Eml Technologies Llc PIR motion detector for a decorative lantern
US6933854B1 (en) 2003-04-04 2005-08-23 Lorenzo Burgess Security bulb assembly
US7777430B2 (en) * 2003-09-12 2010-08-17 Terralux, Inc. Light emitting diode replacement lamp
US20050276051A1 (en) 2004-05-26 2005-12-15 Caudle Madeline E Illumination system and method
CN2812148Y (zh) * 2005-05-09 2006-08-30 陈仕群 带有摄像功能的应急及紧急报警灯泡
EP1946146A2 (en) 2005-10-14 2008-07-23 BAE SYSTEMS Information and Electronic Systems Integration Inc. Motion detection system using cw radar in combination with additional sensors
US7488941B2 (en) 2006-07-03 2009-02-10 Eml Technologies Llc Decorative lighting fixture with hidden motion detector
AT505882A1 (de) * 2007-10-03 2009-04-15 Hierzer Andreas Bewegungsgesteuerte leuchte
WO2010111733A1 (en) * 2009-03-29 2010-10-07 Paul Groom Self powered led illuminator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4858083A (en) * 1987-12-25 1989-08-15 Yasuo Wakimoto Color changeable photo-decorative pencil torch
US20070109782A1 (en) * 2003-07-02 2007-05-17 S.C. Johnson And Son, Inc. Structures for color changing light devices
US20100327766A1 (en) * 2006-03-28 2010-12-30 Recker Michael V Wireless emergency lighting system
CN201652117U (zh) * 2010-05-10 2010-11-24 汤火忠 无线遥控充电式led装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20130082598A1 (en) 2013-04-04
EP2574840A1 (en) 2013-04-03
WO2013046017A3 (en) 2013-05-30
CN103075698B (zh) 2016-08-24
WO2013046017A2 (en) 2013-04-04
US9255700B2 (en) 2016-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103075698B (zh) 灯泡发光装置和包括这种装置以在家庭环境中监测患者的系统
US10911144B2 (en) LED light broad band over power line communication system
US9655189B2 (en) LED light control and management system
US9807857B2 (en) Illumination control system
US9258864B2 (en) LED light control and management system
CN103503377B (zh) 用于对电气器具进行编码和链接以得到控制和状态报告的方法和装置
CN105114830A (zh) 传感器装置
US20120086561A1 (en) Outdoor lighting system
CN109479358A (zh) 从多灯照明器中发出编码光
EP2625928A2 (en) Outdoor lighting system
US11183772B2 (en) Embedded downlight and radar system
CN103957638A (zh) 具有安防功能的智能家居led灯
WO2012096528A2 (ko) 저전력 무선 통신 모듈을 이용한 ｌｅｄ 조명 제어 방법 및 시스템
Ayub et al. A practical approach of VLC architecture for smart city
CN206283699U (zh) 远程智能灯控系统
KR20130030925A (ko) Ｌｅｄ 조명기구의 가시광 무선통신을 이용한 그룹제어 디밍시스템
KR20190047385A (ko) 조명 시스템 및 그 제어방법
JP2002289370A (ja) 照明システム
JP6017839B2 (ja) 滞在式連動型人感スイッチ
JP4627914B2 (ja) 照明装置
JP2003308726A (ja) 人感センサー付照明アダプタ装置
WO2021094778A1 (en) Iot device and system
CN110376904A (zh) 一种智能家居系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant