CN103329629A - 连网照明系统控制 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及连网照明系统控制。具体地说，本发明涉及大型连网照明系统。更具体地说，本发明涉及高效地发送消息以控制连网照明系统中的照明设备。本发明的基本理念是提供一种高效、灵活的多播，具体是指组播消息，这些消息对多个或一组照明设备进行寻址，并且可以通过高效的方式控制已寻址的照明设备，具体方式是：使用函数压缩分布式光设置以便减低通信开销。本发明的实施例涉及一种控制连网照明系统的方法，包括以下步骤：-选择所述连网照明系统中的多个可控照明设备（S10），-将每个所述选定的照明设备的控制信息组合为控制信息集（S12），-选择至少一个预定函数，以便通过将选定的可控照明设备的相关输入与所述控制信息集中的所述选定的可控照明设备的所述控制信息进行关联来压缩所述控制信息集（S14），-创建寻址到所述选定的照明设备并包括有关所述选定的预定函数的信息的多播消息（S16），以及-发送所述已创建的多播消息（S18）。

Description

连网照明系统控制
技术领域
本发明涉及连网照明系统控制。具体地说，本发明涉及大型连网照明系统。更具体地说，本发明涉及高效地发送消息以控制连网照明系统中的照明设备（luminary）。
背景技术
由于LED（发光二极管）照明设备之类光源的新发展导致较高数量的光源，因此连网照明系统在未来会得到特别的发展。包含大量光源或照明设备的连网照明系统也称为大型连网照明系统。
在传统连网照明系统中，使用命令执行控制，这些命令经照明系统通信介质发送来设置（例如）照明设备的亮度级。这些命令可单播，对某个照明设备进行寻址，从而将该照明设备的亮度级设为指定值。备选地，这些命令还可多播，对多个照明设备进行寻址，例如通过组播或广播，对一组照明设备或整个网络（即，照明系统的所有照明设备）进行寻址。但是，所有这些方法都需要发送每个照明设备单独的亮度设置，因此需要大量带宽并限制最终系统的效率和灵活性。
发明内容
因此，本发明的目标是改善对连网照明系统的控制。
该目标通过独立权利要求的主题解决。通过从属权利要求示出进一步的实施例。
本发明的基本理念是提供一种高效、灵活的多播，具体是指组播消息，这些消息可以对多个或一组照明设备进行寻址，并且可以通过高效的方式控制寻址到的照明设备，具体方式是：使用一个或多个函数压缩分布式光设置以降低通信开销。多播消息寻址到的每个照明设备可通过对（多个）函数求值，尤其是位于其位置坐标或地址中的函数来恢复其特定的光设置，并且可以将其照明，尤其是其亮度级设为该操作设置的结果。因此，本发明允许通过多播消息对多个照明设备进行寻址并控制这些照明设备，这样，与指向每个已寻址到的照明设备的单播消息或传统的多播消息相比，减小了对连网照明控制系统网络中传输带宽的需求，通过此方法，可将同一光设置应用于该多播消息已寻址到的所有照明设备，而非单独应用。需要指出，此处的多播消息表示寻址到连网照明系统中的多个照明设备的任何消息，而单播消息仅寻址到一个特定照明设备。组播消息是寻址到连网照明控制系统中一组照明设备的多播消息，广播消息寻址到系统中的所有照明设备。因此，通常术语“多播消息”也包括组播和广播消息。
本发明的实施例提供一种控制连网照明系统的方法，包括以下步骤：
- 选择所述连网照明系统中的多个可控照明设备，
- 将每个所述选定的照明设备的控制信息组合为控制信息集，
- 选择至少一个预定函数以通过将选定的可控照明设备的相关输入与所述控制信息集中的所述选定的可控照明设备的所述控制信息进行关联来压缩所述控制信息集，
- 创建寻址到所述选定的照明设备并包括有关所述选定的预定函数的信息的多播消息，以及
- 发送所述已创建的多播消息。
所述选定的预定函数可将作为选定的可控照明设备的相关输入的照明设备信息和环境信息与所述集合中的所述照明设备的所述控制信息进行关联。
所述照明设备信息可以是照明设备的地址，并且所述地址可以与所述照明设备在空间中的物理位置或所述连网照明系统中的所述照明设备的逻辑排序相关。
所述照明设备信息还可以从以下项中选择：照明设备类型、照明设备方位、照明设备角度、照明设备位置、照明设备颜色类型。
所述环境信息可以从以下项中选择：时间、室温、亮度级、入住率（room occupancy）、室内活动。有关所述选定的预定函数的信息可以包括对所述选定的预定函数的指示或所述选定的预定函数。
所述选定的预定函数可以进行参数化，并且所述多播消息进一步可以包括所述选定的预定函数的参数。
所述选定的预定函数可以从以下组中选择：
- 阶梯函数，并且有关所述选定的预定函数的信息包括所述函数的开始值和所述函数的逐次值之间的差别；
- 多项式（具体指低次多项式）；
- 周期函数，并且有关所述选定的预定函数的信息包括基本函数以及方向或周期。
选定的照明设备的所述控制信息包括以下一项或多项：亮度（intensity）值；调光值；颜色设置值；束宽度；束方向。
所述已创建的多播消息可以包括：
- 网络前缀字段，其标识发送所述多播消息的所述网络，
- 消息类型字段，其将所述消息标识为多播消息，
- 照明设备相关信息字段，其标识所述连网照明系统中的一个照明设备或一组照明设备，以及
- 特征字段，其标识预定函数和所述预定函数的参数。
所述多播消息通过无线通信协议ZigBee™或6LoWPAN（低功率WPAN（无线个域网）上的IPv6）或CoRE进行发送。
所述至少一个用于压缩所述控制信息集的函数可以依赖于使用用于在光环境中控制照明的计算机程序进行计算以满足特定照明需求的参数，其中所述计算机程序包括
- 所述光环境的目标光分布，
- 针对多个参数计算光源的照明设置以获取所述光环境中的所述目标光分布的优化过程，以及
- 根据多个参数，将所述光源的所述照明设置建模为函数的建模过程。
本发明的进一步实施例涉及连网照明系统中的照明控制器，其中包括：
- 存储器，其存储用于实现此处描述的本发明的方法的程序，
- 处理器，其被所述存储装置中存储的所述程序配置为实现此处描述的本发明的方法，以及
- 发送器，其在连网照明系统的网络上发送所述处理器创建的多播消息。
本发明的更进一步的实施例涉及一种处理用于控制连网照明系统的多播消息的方法，所述消息通过前面描述的本发明的方法创建，所述方法包括以下步骤：
- 判定包含在所述多播消息中的有关所述选定的预定函数的信息，
- 通过使用与可控照明设备相关的输入，根据所述预定函数判定控制信息，以及
- 将所述判定的控制信息输出到所述可控照明设备。
本发明的再进一步的实施例涉及连网照明系统中的照明设备，其中包括：
- 接收器，其从连网照明系统的照明控制器接收消息，
- 存储器，其存储用于实现此处描述的本发明的方法的程序，以及
- 控制器，其被所述存储装置中存储的所述程序配置为实现上面描述的本发明的方法，以及根据由所述控制器通过已接收的多播消息判定的输出控制信息，设置所述照明设备创建的照明。
本发明的另一实施例提供一种可使处理器执行此处指定的根据本发明的方法的计算机程序。
根据本发明的进一步的实施例，可以提供存储根据本发明的计算机程序的记录载体，例如，CD-ROM、DVD、存储卡、磁盘、因特网存储器件或适合于存储可进行光访问或电子访问的计算机程序的类似数据载体。
本发明的这些和其它方面将参考下面描述的实施例进行阐述并由此变得显而易见。
下面将参考示例性实施例更详细地描述本发明。但是，本发明并不限于这些示例性实施例。
附图说明
图1示出根据本发明带有照明控制器和照明设备的连网照明系统的实施例；
图2示出根据本发明压缩图1的连网照明系统内照明设备的控制信息的函数实施例；
图3示出根据本发明压缩图1的连网照明系统内照明设备的控制信息的进一步函数实施例；以及
图4示出根据本发明控制连网照明系统的方法实施例的流程图。
具体实施方式
在下文中，功能上类似或相同的部件可以具有相同的参考标号。
下文中使用的术语“照明系统”指示连网照明系统，即，该照明系统带有通过有线和/或无线网络，将所有包含一个或多个照明控制器的照明设备连接在一起的网络。
术语“照明设备”指示带有控制界面（即，用于根据通过连网照明系统的网络从照明控制器接收的控制命令控制照明的电子电路）的光源。照明设备可以包括一个，甚至多个光源，例如多个由同一控制电路控制的LED。照明设备不必一定在一个单元中包含控制电路和（多个）光源，例如将它们包含在一个外壳内，而是也可以将控制电路置于外部，例如通过总线接口控制多个光源。
根据本发明在连网照明系统中发送的消息可以包括命令，例如指示照明设备将它们的照明设为指定的亮度或颜色或色度或类似的指标。命令包括照明设备的照明设置控制信息。消息包括头部和有效负载。消息的有效负载可以包括使照明设备例如设置其亮度级的命令。
在未来的几年内，照明系统将基于以下各种原因而得到发展：(i) 诸如LED照明设备之类光源的新发展导致较高数量的光源，(ii) 照明设备间无线通信功能得到发展，以及 (iii) 新用户和新系统对用户舒适度、无缝交互、或能耗降低方面的需求。
这些发展和需求今天正在引入多环境（包括办公室、宾馆或家庭）中使用的照明系统的部署方式、交互方式和控制方式的多个方面改变。由于照明系统包括非常多的设备，因此，传统上用于安装系统和与系统交互的方法已经过时，对光源进行单独管理变得不切实际或缓慢。目前需要其它方法，在不必控制系统内众多照明设备中的每一设备的情况下，以智慧、温和的方式管理多个光源。
这些问题与智能LED改装灯（sLrL）具有密切的关联。在这种sLrL系统中，将为智能灯配备无线接口和新的控制算法，允许它们发现、识别附近的传感器设备并与之协作。这些系统的特征之一就是能够创建复杂的光设置或持续适应外部光分布（日光）以降低能量需求。
在这种大型照明系统中，需要将多个光源设为特定的光设置。在该设置中，大型照明系统通常由照明控制器进行管理。在某些安装中，照明控制器的范围可被限于房间级。对于下面的描述，假设照明控制器可与照明环境中的每个光源进行通信并发送应该立即采用或在给定时刻采用的给定光设置。进一步考虑，照明控制器可能希望控制整个网络（n个节点）或包括q（q<n）个节点的部分网络。节点是连网照明系统的光源或照明设备。
目前，有大量方法用于实现此目的。首先，在传统的连网照明系统中，命令被发送到各个照明设备以将照明设备上的光设为某一指定的设置。但是，如果连网照明系统非常大并包括大量照明设备（如上所述），则这种程序的效率便太低，因为包括命令的消息需要发送到系统中的所有照明设备。这样做非常耗时，会使用通信介质上的大量带宽，并可能导致巨大的抖动，因为这些命令中的第一命令的接收时间可能远远晚于最后一个命令的接收时间。这样反过来又导致照明系统出现视觉瑕疵，因为多组灯具的开关会严重不同步。后面这个缺点有时被称为爆米花效应。可能需要实现同步算法来解决此问题，但实现过程比较复杂并增加整个系统的开销和延时。
有些通信介质通过一个命令提供寻址到通信网络中的一组节点的多播消息。例如，如果网络为总线型网络，则网络中的所有节点都能接收所发送的命令。此类总线型网络的实例包括DALI（数字可寻址照明接口）系统和无线系统。但是，另外当并非所有节点位于通信范围内时，可能需要Mesh（格网）通信或多跳通信，网络可以提供某些多播消息，它比将一系列单播消息发送到各个灯具更有效。例如，某些IP（网际协议）网络提供灵活、高效的多播机制。
备选地，某些标准允许为照明设备分配组地址。在这种情况下，可使用第二方法，可将光设置命令发送到这个组地址。该命令可使具有这个组地址的所有照明设备根据该命令设置光值。此操作可提高效率，因为仅一个命令需要是多播。但是，这些方法缺乏适应环境照明条件所需的灵活性。例如，如果对亮度级设置命令进行组播，所有灯具呈现同一亮度级。如果场景为组播，则必须对场景进行预编程。但是，不可能针对所有可能的环境照明条件预先编程场景，因为照明设备可处理的场景数量具有上限，预先编程场景会包含大量工作。事实上，在实践中，只用两个场景（例如）编程白昼适应，这在节能方面具有巨大损失。
因此，上面描述的技术未能提供足够的工具来使照明度连续适应环境条件，除了通过发送许多单播命令之外。此方法的缺点是及其低效并且引起了上述问题。
与此相对，根据本发明的多播（广播）消息允许在不使用场景的情况下，灵活地将照明设备的亮度级设为单独且与众不同的值。
在下文中，假设利用提供高效的多播/广播的网络技术实现照明控制网络。如此处描述的那样，其实例包括总线型网络，例如，DALI网络和无线网络。ZigBee和常见的IP协议提供高效的多播过程。
本发明提供高效的过程进行有效的照明设置（照明设备的控制信息）多播/广播，其中由照明控制器（而非将包含信息Ii的大小为Wi的单播消息Ui发送到每个光源i（其中i=1,…,q (n)））执行以下步骤：
首先，压缩要分布的信息集Si，其中Si={I1,…,Iq (n)}
第二，构建并发送将寻址到q (n)节点的多播/广播消息
第三，网络中的每个光源组合已收到的多播/广播消息、其自身对应于照明设备信息的值（例如位置或标识信息）和其自身环境信息的值（例如温度、室内人数）以计算其应该采用的特定光配置。
已经指出，直接的多播（或广播）方法包含在多播（或广播）消息中发送单播消息的内容。但是，此方法不会减小必须发送的信息的大小∑Wi。
相反，本发明提出将信息的大小压缩为函数F的形式，以使函数的大小小于单播消息的大小，即WF < ∑Wi。此类函数的实例包括周期函数F(x,y) = F(x+Tx, y+Ty)，其中Tx和Ty分别为X和Y轴方向上的空间周期，以便通过求灯具位置上的F(x,y)的值来计算灯具的光设置。多播（或广播）消息通过在消息的有效负载中包括函数F或该函数的指示来构建。最后，光源根据函数F来调整其光设置。为此，给定光源在根据其位置、坐标、地址或与光源有关的其它信息判定的给定点P上求该函数的值。
另一实例是函数F(x,y,T,t,E)，其中函数依赖于位置信息和室内温度T、时间t以及由外部源E导致的光量。这样允许网络控制器广播采取函数F的形式的基本配置，并且照明设备将根据一天中的特定时刻以及温度和日光来调整其光设置。此环境信息可以在每个照明设备的本地获得（例如，通过温度或光传感器），也可定期广播。
根据本发明创建的多播消息还可以包含多个函数，其中每个函数用于控制照明设备的一个参数。例如，多播消息可以包含一个函数来控制照明亮度，包括进一步的函数来控制照明颜色。
图1示出连网照明系统10，该系统包括照明控制器14和多个照明设备22（例如，安装在办公室中）构成的网络。照明控制器14可以将消息发送到每个照明设备22，此消息可以包括它所寻址的照明设备22的控制信息。控制信息可以包括针对所寻址到的照明设备22的必要光设置的命令，例如将其照明亮度设为特定级别。
例如可以由被配备有专用照明控制软件的PC（个人计算机）实现的照明控制器14包括存储软件的存储器16（例如，ROM、RAM、闪存、SSD、HDD、CD、DVD）和处理器18（例如，标准PC处理器或照明系统的专用微处理器），该处理器通过软件进行配置以控制照明设备22所创建的照明。照明控制器14进一步包括发送器20，用于通过网络将消息发送到照明设备22。发送器20例如可以适应于根据有线或无线通信技术进行通信，尤其是根据以下一种或多种标准或技术：ZigBee™、WiFi™、Bluetooth®、以太网、DALI、启用IP功能的网络，例如6LoWPAN/CoRE。
每个照明设备22适合于从照明控制器接收消息并根据已接收的消息中包含的控制信息设置其照明。为接收消息，照明设备22包括接收器24。照明设备22进一步包括存储器（例如，ROM、RAM、闪存）和控制器26（例如，微控制器），该控制器通过存储器中存储的程序配置为处理已接收的消息并根据已处理的消息中包含的控制信息以及通过消息处理获取的控制信息设置照明设备22创建的照明。
在连网照明系统10中，每个照明设备22具有唯一的地址，例如MAC（媒体访问控制）层地址，或IP地址（如果系统10的网络为基于IP的网络）。此外，系统10中的每个照明设备22的地址可以与照明设备的逻辑排序相关，如图1中的照明设备的矩阵排列以及列（1-5）索引与行（A-E）索引所示：例如，位于矩阵左下角的照明设备22在矩阵中的逻辑位置是“E1”， 而位于右上角的照明设备22的逻辑位置是“A5”。照明设备22的地址与逻辑位置之间的关系可存储在照明控制器14中，例如在调试系统10期间存储。
在连网照明系统10中，可以存在其它因照明设备而异的照明设备信息。此照明设备信息可以与照明设备及其配置的内在参数相关，例如照明设备的方位（例如，面向墙壁还是面向地板），相对于天花板垂线的角度、光束的宽度（如果照明设备允许自适应光束宽度）、照明设备类型。
在连网照明系统10中，照明设备可以访问环境信息，例如时间、室温、外部光量、室内用户数、室内用户类型、环境中执行的活动类型等。
接下来，参考图4介绍根据本发明的实施例使用多播消息控制照明设备，该图示出控制照明设备的方法流程图。所述方法可以由照明控制器14执行，通过存储器16中存储的程序实现，具体由控制器14的处理器18执行。在图1中，选择行“A”中的照明设备22进行控制并将它们分为一组（参考标号为12，图4中的方法步骤S10）。在步骤S12，将选定照明设备组12中的照明设备的控制信息组合为控制信息集。然后，在步骤S14，选择压缩控制信息集的预定函数。该预定函数可以依赖于通过计算满足特定照明需求的参数。这些参数可使用用于在光环境中控制照明的计算机程序来计算。该程序可以包括光环境的目标光分布。可通过优化过程针对多个参数计算光源的照明设置以获取光环境中的目标光分布。建模过程可以根据多个参数将光源的照明设置建模为函数。预定函数将有关选定的照明设备的输入（例如，网络地址或逻辑位置）与控制信息集中的照明设备控制信息进行关联。之后，在步骤S16，创建多播消息，该多播消息被寻址到选定的照明设备12，并在步骤S18，使用所应用的网络协议（例如，IP或ZigBee™）通过系统10的网络将多播消息发送到选定的照明设备12。
照明设备22处理已接收的多播消息，就像下面简要描述的那样：它通过处理消息的有效负载，根据多播消息判定有关选定的预定函数的信息，其包含函数本身或该函数的指示。如果它包含函数的指示，则照明设备22从其内部存储加载所指示的预定函数。接着，照明设备22使用与照明设备有关的输入，根据预定函数判定控制信息。该输入例如可以通过消息中包含的位置信息（例如，用于控制的主要照明设备的位置）推导出，或者该输入可以是照明设备在连网照明系统中的逻辑位置或通过GPS坐标或其网络地址（例如，IP或MAC地址）判定的绝对位置。照明设备使用所判定的输入和预定函数计算其控制信息，例如其光设置（例如，亮度值）。
在下文中，介绍本发明的两个方面，即：
方面1：使用哪种函数F，以及如何将这些函数编码到多播消息内包含的命令中。
方面2：在方案中使用哪种位置坐标或地址作为函数的输入。
使用方面1和方面2的可能的实施例的组合提供各种方法来指定要在照明控制标准中使用的命令，该照明控制标准使用多播（或广播）将照明设备的亮度级设为单独且与众不同的值，各种组合的功能和效率不同，并且易于使用。
下面介绍方面1和2的一些可能的选项。
方面2考虑在求函数的值时使用的地址。照明设备的硬件通常提供设备的硬件地址（例如，MAC地址）。另一选项使用调试系统时产生的地址获取。这些地址可以与照明设备在空间中的物理位置相关，更加与照明设备的逻辑排序（例如，图1所示的系统中使用的逻辑地址）相关。此类地址的选项在下面列出。
通常，在调试时，向照明设备提供它们的GPS位置，该位置可以是物理空间中的坐标。
作为扩展，多播消息的命令指定函数的原点，照明设备使用其相对于该原点的坐标。另外，可以使用其坐标和原点的函数，例如到原点的距离。
当建立多播组时，可以对组中的照明设备进行排序，照明设备可以在求函数的值时使用自己的预定顺序。
通常，照明设备以某种重复模式进行排列，例如线性排列（例如，户外）、网格（例如，办公环境，参考图1）或分层的或六边形网格。可以根据照明设备的位置（例如，它在网格中的坐标，或它在线性排列中的序号）为这种常规排列中的照明设备分配逻辑地址。然后可使用该逻辑地址。
再次，作为扩展，命令可指定函数的逻辑原点，照明设备使用其相对于该逻辑原点的逻辑坐标。另外，可以使用其坐标和原点的函数，例如到原点的距离。
接下来，介绍方面1，即，使用哪种函数以及如何将该函数编码到多播消息的命令中。在下文中，列出多个可能的选项：
此方法可以基于照明设备上存储的预定函数的数量。命令然后可以索引适当的函数，例如通过数字。
此外，函数可以进行参数化，以使命令额外地包括参数。
函数可以是阶梯函数。当预计光设置在相互靠近的照明设备上平缓变化时，这种阶梯函数可以通过指定开始值，和逐次值之间的差别有效地进行编码（例如，如图2所示）。
备选地，再次利用预计光设置在相互靠近的照明设备上平缓变化，可以通过多项式指定函数。优选地使用低次多项式降低通信要求，但是本发明并不限于此。
最后，函数可以是周期函数，以便将基本函数与诸如方向或周期之类的其它参数一起提供（例如，如图3所示）。
使用这些可能的选项的组合，实现各种方式来指定将在照明控制标准中使用的命令，该标准使用多播将照明设备的亮度级设为单独且与众不同的值。各种组合的功能和效率不同，并且易于使用。
图2示出一维阶梯函数F阶梯的图表作为预定函数的实例。该函数可以选择用于调整图1所示系统中照明设备22构成的组12的照明亮度（函数的输入是组12中的照明设备的逻辑位置，函数的输出是亮度级）。多播消息中包含的唯一信息可以是阶梯函数本身或阶梯函数的指示，以及逻辑位置“A3”。当组12中的照明设备接收多播消息时，它可以根据其位置以及根据阶梯函数调整其照明亮度。这一点由图2中的图表示出，其中位于逻辑位置“A3”上的照明设备将其亮度级调整为最大值“4”，而在组12中紧挨着该照明设备的邻近照明设备（位于逻辑位置“A2”和“A4”上）将它们的亮度级调整为最大值-1（阶梯-1），即，调整为3，并且位于逻辑位置“A1”和“A5”上的照明设备将它们的亮度级调整为最大值-2=2（“A3”与“A1”或“A5”的距离为2，因此阶梯为-2）。因此，不是通过命令发送5个单播消息以设置照明设备组12的亮度级，而是将一个多播/组播消息消息发送到照明设备组12，该消息包含的信息少于仅包含所有逻辑位置和照明设备组12的各个亮度值的多播/组播消息。
另一预定函数周期函数F周期的实例在图3中示出。可选择该函数以使用一个命令调整系统10中所有照明设备的亮度级。多播消息必须只包含周期函数本身或该周期函数的指示，将列1作为周期的开始。当照明设备接收多播消息时，它可以根据周期函数和开始列判定其亮度级。例如，逻辑位置“A1”至“E1”、“A3”至“E3”以及“A5”至“E5”上的所有照明设备可以根据周期函数及其列“1”、“3”和“5”判定它们的照明亮度应被设为“0”，而逻辑位置“A2”至“E2”和“A4”至“E4”上的照明设备根据周期函数及其列“2”和“4”判定它们的照明亮度应被设为“2”。
另一实例是函数I(,x,y,t,T,E)，该函数定义如下：
I(x,y,t,T,E)=
Iwork(0.9x+0.8y)(1+(t-t0)/t0)(1+(E-E0)/E0) 如果8 am < t <20 pm
Imin 如果 20 pm < t <8 am
在此，我们可以看到，每个照明设备将自动根据时间、室温和外部光温度（环境性质）适配其光设置。同一函数允许每个照明设备根据其位置（x,y）选择特定的光设置。与这些位置变量关联的特定系数例如可以取决于室内的特定窗户分布，这些窗户在具有高x或y值的位置上需要更多光。
在下文中，简要列出针对三种不同类型场景的三个主要方法，这些方法基于本发明的上述一般理念：
场景1：多播到由q个节点的集合以创建个性化亮点 — 这种场景的产生源于携带个性化标记（例如，智能电话）的用户，该用户根据某些给定的偏好使用这种场景在其周围环境中适配光设置。用户例如可以进入其智能手机上安装的照明控制软件以在其位置上创建个性化亮点。智能手机软件然后例如可以使用内置GPS接收器判定位置，选择“个性化亮点”函数并创建包含选定的函数和用户实际位置的多播消息。可以例如使用某一无线发射技术（例如，WiFiTM）将该多播消息从智能手机发送到照明系统的网络。照明系统中的每个照明设备然后可以通过处理已接收的多播消息来判定其亮度。照明设备例如可以从已接收的消息中提取“个性化亮点”函数或从内部存储的预定函数集加载它。然后，它可以根据消息中包含的用户位置计算它与用户位置的距离，并使用所计算的距离作为“个性化亮点”函数的输入以计算其照明度。
场景2：通过广播，在整个环境中创建给定的光设置，这种用例的产生例如源于办公室场景，其中光源应该在给定的时刻采取给定的光图案（light pattern）以降低耗能量。
场景3：通过广播，在整个环境或整个光源网络中创建给定的周期光设置，这种用例的产生源于用于装饰的大型光源安装。在这种用例中，希望允许光源根据给定的照明图案快速调整其光设置（如上面参考图2介绍的那样，其中在网格中排列的照明设备通过单个多播消息被设为周期光图案）。
即使上面的描述重点在于将照明设备设为某亮度值，但是相同的原理可应用于将照明设备调暗到某一值的命令，或者以其它方式指定某动力效应的命令。另外，这些原理还可应用于将光设为某颜色（颜色的混合），而非某亮度值。
接下来，描述可以在连网协议中传输的根据本发明的多播消息的格式实施例。一般而言，消息包括头部和有效负载。头部包括诸如目标地址之类的字段，有效负载包括传输的信息。在多播环境中，定义多播地址，该地址可由节点用于决定它是否是消息的目标。这可通过构建包含在消息头部中的目标地址来做到，如下所示。
类型消息 X Y 特征
字段“类型消息”将表示地址类型（单播、多播、广播）。它可以使用两个位来表示。例如，00可用于标识网络中的单播消息；01标识多播消息，11标识广播消息。
在多播消息（01）的情况下，两个附加字段“X”和“Y”可以标识主要照明设备的X和Y坐标，该主要照明设备例如定义用于在坐标（x, y）周围创建个性化亮点的函数F的原点。这两个字段可以包含灯具或照明设备的逻辑位置，也可以包含诸如GPS坐标之类的绝对位置。
最后，字段“特征”定义多播地址的特定特性。例如，如果定义宽度为W的照明设备（x, y）周围的个性化亮点，字段“特征”可以包括第一子字段以标识多播类型（例如，个性化亮点）， 后跟指示宽度的另一字段。如下所示：
多播类型 宽度
此类构造可应用于现有的无线通信协议，例如ZigBee™或6LoWPAN。例如，在6LoWPAN中，可以定义照明IP网络，其中所有设备的地址具有相同的网络前缀。接下来，单播地址具有标识单播消息的0。
网络前缀 00 ？？？
例如，01在网络前缀之后使用，后跟字段“X”、“Y”和“特征”，如上所述。
网络前缀 01 X Y 特征
例如，
网络前缀 01 1010 0011 000||011
指示中央照明设备位于位置（10, 3）中，并应该使用radio等于3的多播函数0。
最后，通过在网络前缀之后添加多个1来构建广播消息。
网络前缀 11 1111....11
本发明可应用于连网照明系统并用于改善连网照明系统的控制，因为定义了高效的消息格式来控制连网照明系统中的多个照明设备。本发明是照明控制标准（例如，ZigBee™或6LoWPAN）中的标准化命令（命令集）或消息的基础。许多部署场景将通过使用此类命令或消息获益。
本发明的至少某些功能可通过硬件或软件执行。在通过软件实现的情况下，可使用单个或多个标准的微处理器或微控制器处理实现本发明的单个或多个算法。
需要注意，单词“包括”不排除其它元素或步骤，单词“一”或“一个”不排除存在复数个。此外，权利要求中的任何参考符号都不应为视为对本发明范围的限制。

Claims (18)

1. 一种控制连网照明系统（10）的方法，包括以下步骤：
- 选择所述连网照明系统中的多个可控照明设备（12）（S10），
- 将每个所述选定的照明设备的控制信息组合为控制信息集（S12），
- 选择至少一个预定函数，以便通过将选定的可控照明设备的相关输入与所述控制信息集中的所述选定的可控照明设备的所述控制信息进行关联来压缩所述控制信息集（S14），
- 创建寻址到所述选定的照明设备并包括有关所述选定的预定函数的信息的多播消息（S16），以及
- 发送所述已创建的多播消息（S18）。
2. 根据权利要求1的方法，其中所述选定的预定函数将作为选定的可控照明设备的相关输入的照明设备信息和环境信息与所述集合中的所述照明设备的所述控制信息进行关联。
3. 根据权利要求2的方法，其中
- 所述选定的预定函数将作为选定的可控照明设备的相关输入的作为照明设备信息的照明设备地址和环境信息与所述集合中的所述照明设备的所述控制信息进行关联，以及
- 所述地址与所述照明设备在空间中的物理位置或所述连网照明系统中的所述照明设备的逻辑排序相关。
4. 根据权利要求3的方法，其中所述照明设备信息从以下项中选择：照明设备类型、照明设备方位、照明设备角度、照明设备位置、照明设备颜色类型。
5. 根据权利要求2、3或4的方法，其中所述环境信息从以下项中选择：时间、室温、亮度级、入住率、室内活动。
6. 根据上述任一权利要求的方法，其中
- 有关所述选定的预定函数的信息包括对所述选定的预定函数的指示或所述选定的预定函数。
7. 根据上述任一权利要求的方法，其中
- 所述选定的预定函数可以进行参数化，并且所述多播消息进一步包括所述选定的预定函数的参数。
8. 根据上述任一权利要求的方法，其中所述选定的预定函数从以下组中选择：
- 阶梯函数，并且有关所述选定的预定函数的信息包括所述函数的开始值以及所述函数的逐次值之间的差别；
- 多项式；
- 周期函数，并且有关所述选定的预定函数的信息包括基本函数以及方向或周期。
9. 根据上述任一权利要求的方法，其中选定的照明设备的所述控制信息包括以下一项或多项：亮度值；调光值；颜色设置值；束宽度；束方向。
10. 根据上述任一权利要求的方法，所述已创建的多播消息包括：
- 网络前缀字段，其标识发送所述多播消息的所述网络，
- 消息类型字段，其将所述消息标识为多播消息，
- 照明设备相关信息字段，其标识所述连网照明系统中的一个照明设备或一组照明设备，以及
- 特征字段，其标识预定函数和所述预定函数的参数。
11. 根据权利要求10的方法，其中所述多播消息通过无线通信协议ZigBee™或6LoWPAN或CoRE进行发送。
12. 根据上述任一权利要求的方法，其中所述至少一个用于压缩所述控制信息集的函数依赖于使用用于在光环境中控制照明的计算机程序进行计算以满足特定照明需求的参数，其中所述计算机程序包括
- 所述光环境的目标光分布，
- 针对多个参数计算光源的照明设置以获取所述光环境中的所述目标光分布的优化过程，以及
- 根据多个参数，将所述光源的所述照明设置建模为函数的建模过程。
13. 一种连网照明系统中的照明控制器（14），包括
- 存储器（16），其存储用于实现权利要求1至12中任一项的方法的程序，
- 处理器（18），其被所述存储装置中存储的所述程序配置为实现权利要求1至12中任一项的方法，以及
- 发送器（20），其在连网照明系统的网络上发送由所述处理器创建的多播消息。
14. 一种处理多播消息以控制连网照明系统的方法，所述消息通过权利要求1至12中任一项的方法创建，所述方法包括以下步骤：
- 判定包含在所述多播消息中的有关所述选定的预定函数的信息，
- 通过使用与可控照明设备相关的输入，根据所述预定函数判定控制信息，以及
- 将所述判定的控制信息输出到所述可控照明设备。
15. 连网照明系统中的照明设备（22），其中包括：
- 接收器（24），其从连网照明系统的照明控制器接收消息，
- 存储器（28），其存储用于实现权利要求14的方法的程序，以及
- 控制器（26），其被所述存储装置中存储的所述程序配置为实现权利要求14的方法，以及根据由所述控制器通过已接收的多播消息判定的输出控制信息，设置所述照明设备创建的照明。
16. 一种可使处理器执行根据上述权利要求1至12中任一项或权利要求14的方法的计算机程序。
17. 一种存储根据权利要求16的计算机程序的记录载体。
18. 一种被编程为执行根据权利要求1至12或权利要求14的方法的计算机。
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