CN104704919A - 用于具有分布式安排、更具体地用于灯操作装置的负载的控制系统以及用于将该系统投入运行的方法 - Google Patents

Abstract

在用于将用于具有分布式安排的多个负载(10)、具体地用于灯操作装置的控制系统(1)投入运行的方法中，通过传感器单元(50)确定与该负载(10)的安排和/或位置有关的位置信息，并且该位置信息被该传感器单元(50)传输至该负载(10)并由该负载存储。

Description

用于具有分布式安排、更具体地用于灯操作装置的负载的控制系统以及用于将该系统投入运行的方法

本发明涉及一种用于委任控制系统的方法，该控制系统用于多个分布式负载，这些负载具体地可以是照明控制装置。另外，本发明涉及一种用于委任这种控制系统的方法。

现代且复杂的建筑具有大量用于控制和监控建筑中的安装设施的装置。这不仅在控制系统尽可能多地辅助控制有待协调的操作功能时为居民或使用者增加了方便，而且建筑服务设备的设计还影响建筑安全、可靠性和能量及成本效率。尤其在复杂的建筑比如像医院、机场或还有其他公共建筑中设置了大量可控制的照明设备。对于可以灵活地且具有成本效益地适配的系统的需求是不可避免的，尤其当将多功能媒体或自动化系统添加至混合物时。

使用地址控制单独的负载(例如大小可调的照明系统中的照明控制装置)，该地址被单独地分配给每个负载，并且中央控制单元可以通过该地址操作所述负载。在这个过程中，优选地向照明控制装置分配所谓的操作地址，除其他信息之外，该照明控制装置还将建筑的各有待照明的区域内的光源的安排考虑在内。这种分配通常还包括将安排在各房间里的光源组合分组的附加设施，这些群组可以由中央控制单元共同地操作。

使能控制装置的单独控制的用于照明控制装置的控制系统现在通常根据“DALL”标准(数字可寻址照明接口)而工作。这是照明行业开发的用于在中央控制单元和分布式负载之间传输数字控制命令的接口。然后，多达64个照明装置或控制装置(每个可单独地寻址)可以经由已知的DALL总线连接至控制器。由于当相应的照明控制装置被布置并且安装在照明系统中时它们仍然不具有操作地址，必须做为初始化程序的一部分来分配此操作地址，这必须如下文所描述的那样根据DALL标准来执行。

在不考虑其空间安排的情况下安装了所有照明控制装置之后，用于单独照明装置的控制装置首先连接至DALL总线，即，连接至公共控制线。随后向照明控制装置提供电压导致每个照明控制装置本身生成单独的随机地址。然后，从中央控制器下发照明控制装置用其随机地址进行上报的命令，由此，根据特殊算法，内部地在该控制器内创建所有控制装置的列表，并且该列表还包括关于哪些随机地址或原始地址可以用于联系每个装置的信息。

然而，因为这个随机地址还未考虑照明控制装置的空间安排，然后在随后的步骤中将预期用于随后的操作的操作地址分配给每个装置。这是通过中央控制器最初调用第一随机地址来完成的，这导致相应的照明装置对其本身进行标识，因此例如将其灯打开。现在，个人必须确定此照明装置位于哪个房间。一旦确定了位置，就对控制中心做出适当的响应。然后另一个人将进行上报的照明装置的位置和分组输入该控制器，其结果是此照明装置然后被分配适当的操作地址，即，将照明装置的位置考虑在内的操作地址。以此方式一个接一个地处理所有的随机地址，直到所有的照明装置都被分配了操作地址。每个操作地址被保存在具体照明控制装置的相应存储器中，并且明显地还被存储在中央控制单元中。

EP 0 766 881 A1和EP 0 433 527 A1披露了可媲美的程序，这些程序用于向大小可调的照明系统中的照明控制装置分配操作地址。所有这些已知方法基于以下原则：最初出于标识的目的由未将位置考虑在内的原始或随机地址调用照明控制装置，并且在确定了照明装置的实际位置之后，则将新的操作地址分配给此照明装置。

因此，从现有技术已知的这些解决方案的缺点具体为：虽然单独负载能够通过其原始或随机地址用中央控制器对其本身进行标识，其方式为使得控制器和负载之间的单独通信是可能的，但在独立步骤中仍然必须确定每个负载的位置，从而分配有意义的操作地址。

因此，本发明的目的是定义一种新颖的委任这种控制系统的方式，此方式执行起来更简单和快速。

通过一种用于委任控制系统的方法实现该目的，该方法具有权利要求1的特征。另外，本发明还涉及一种根据权利要求10所述的相应控制系统。还根据本发明提出了一种如权利要求17所述的传感器单元。从属权利要求的主题包含本发明的有利发展。

根据本发明的解决方案提供了：传感器单元用于确定反映负载的位置或安排的位置信息，并且该传感器单元然后将此位置信息传输至该负载，该负载存储所述位置信息。

因此，根据本发明提出了一种用于委任控制系统的方法，该控制系统用于多个分布式负载，具体用于照明控制装置，在该方法中，传感器单元用于确定与负载的位置或空间安排有关的位置信息，并且该传感器单元将该位置信息传输至该负载，该负载存储所述位置信息。为此，该传感器单元优选地被放置在相关负载附近，并且该传感器单元的位置被确定为位置信息。

通过根据本发明每个负载保存与其位置有关的信息，可以使得用于分配操作地址的程序显著地更简单和更快速，同时仍然能够很大程度上依靠目前为止所提供的用于委任系统的方法。因此，在根据本发明的方法或系统中还可以提供的是，所有负载在单独的原始或随机地址下向中央控制器进行上报。然而，现在可以提供的是，做为这种用控制器进行的标识的一部分，还可以传输相关位置信息。在这个过程中，或者每个负载可以在控制器通过原始或随机地址和所做的相关请求进行联系之后或者早在第一次传输原始或随机地址的时候传输位置信息。位置信息本身将甚至可以构成原始地址，因为负载一般具有不同的位置并且因此应该可以使用此位置信息在这些负载之间唯一地区分。不论怎样传输位置信息，控制器然后都仍然能够联系每个负载并且另外还具有其位置的知识。基于此位置信息，然后可以创建操作地址(优选地，自动化操作地址)并将其分配给负载。因此，在此可以免除来自现有技术的解决方案中所需的中间步骤，即在中央控制器已经请求所述负载输出视觉信号之后确定每个单独负载的位置。

关于连接至系统的负载的位置信息对于中央控制器而言可立即获得的事实总的来说还可以用于更方便的系统控制。因此，例如，该控制器可以被设计成用于基于位置信息提供这些负载的安排的图形表示。在之前从现有技术已知的解决方案中，这甚至可以仅以极其复杂方式实现，或必须手动地向系统提供相关信息。相比之下，控制器现在可以立即呈现照明装置的安排。如果将这种表示与关于建筑的设计附加信息(例如，建筑计划)组合，实际上可以获得极其清楚和逼真的进一步本质上提高系统的易用性的表示。

本发明的另一有利发展导致，在负载是照明控制装置的情况下，可以就考虑日光而言对照明控制装置的控制进行优化。在这种情况下，还再次优选地由传感器单元确定日光信息连带位置信息。此日光信息指示例如通过窗户进入的光以什么样的方式影响有待由相应的照明装置照亮的区域内的光照水平。然后，可以再次将此日光信息传输至照明控制装置，其中，在随后的系统操作过程中，或者照明控制装置在实现所接收到的命令时将此日光信息考虑在内，或者在生成传输至该照明控制装置的命令时已经将此日光信息考虑在内。在这种情况下，因此可以针对每个单独的照明装置单独地将日光在有待照明的区域上的影响范围考虑在内。在这种情况下可以最佳地将把日光考虑在内的光输出考虑在内，具体地没有相应控制系统和对大量光照水平传感器的关联使用，这具体就照明系统的节能而言也是非常有利的。

在每种情况下，可以具体地无线地(优选地通过所谓的近场通信)将位置信息以及(如果适用的话)日光信息传输至负载。然而，如果适用的话，负载和传感器单元之间的使用线缆的暂时连接也将是可能的。尽管如此，无线信息传输明显地是有利的，尤其是当仅可以困难地访问例如被安排在相对高的房间或大厅的天花板上的照明装置(或一般地，负载)时。

传感器单元本身应该能够尽可能准确地确定位置。如果负载位于封闭空间的外部，这起初不会导致问题，并且因此GPS可以用来确定位置。然而，由于根据本发明的方法旨在具体适用于用于建筑等的照明的照明系统，传感器单元还应该能够确定负载在建筑内的位置。然而，此类技术已经可用并且然后涉及使用大量的传感器，例如加速度传感器、压力传感器、陀螺仪等。最终，因此然后必须将传感器单元适当地定位在负载附近，从而确定负载的位置并且然后将信息传送至负载。

在下文中将参照附图更详细地解释本发明，在附图中：

图1 示出了根据本发明实施的照明系统的一段；

图2 示意性地示出了照明系统中的负载的实施例；

图3 示出了确定负载的位置的程序；以及

图4和图5 示出了根据本发明的用于分配操作地址的方法的两个变体。

在下文中将使用用于对建筑进行照明的大小可调的照明系统的示例对本发明进行解释。然而，应当提及的是，本发明决不限于用于照明控制装置或照明装置的控制系统。例如，根据本发明的解决方案一般可以用于目的在于大量设备的远程控制的建筑自动化系统。因此，除了照明控制装置之外，术语“负载”还包括例如百叶窗、暖通空调设备和/或监控设备。

做为根据本发明的方法的示例应用，图1示出了建筑100的一部分，其中，因此使用包括多个照明装置8₁–8₁₂的照明系统1，这些照明装置分布在建筑100的不同房间中。具体地，所描绘的建筑100的段示出了两个房间105₁和105₂，这两个房间中的每一个房间分别安排有四个照明装置8₁–8₄和8₅–8₈。这两个房间105₁和105₂经由走廊105₃彼此连接，同样打算沿着这条走廊实现照明，在这种情况下使用所描绘的四个进一步的照明装置8₉–8₁₂。所有的照明装置8₁–8₁₂经由公共总线系统2连接至中央控制单元5，在目前情况下假定通信经由中央控制器5和照明装置8₁–8₁₂之间(更准确地，控制器5和照明装置8₁–8₁₂的控制装置之间)的总线系统2的DALL标准而发生。话虽如此，只要存在使用适当地址以允许中央控制器5和单独照明装置8₁–8₁₂之间的数据传送的设施，明显地同样可以提供任何其他类型的通信。本示例应用未示出向照明装置8₁–8₁₂供电的附加导线，其中，在已知的电源线通信的上下文中，明显地同样可以经由供电网络本身执行中央控制器5和照明装置8₁–8₁₂之间的数据传送。

如在本发明所基于的照明系统中，同样在向照明装置8₁–8₁₂的单独的控制装置分配操作地址的情况下，在系统1的随后操作过程中，这些控制装置可以经由这些操作地址接收命令，这些命令一般用于例如调整光照水平或用于打开或关闭照明装置8₁–8₁₂。因此，每个负载或每个照明控制装置10包括控制单元11，如图2的图解中所示，该控制单元连接至收发器或接口12，经由该收发器或接口与总线2进行连接并且交换数据。相应的地址信息被存储在控制单元11的或照明控制装置10的存储器15中，从而使得负载10可以标识控制信号的预期接收方是否到达总线2。然后，在控制单元11中以适当的方式处理到达命令。这具体意味着，经由电源端子13提供的电源电压被转换成合适的电流以便对光源16进行操作，在这种情况下，以多个LED的形式实现该光源。负载10的存储器15中所存储的操作地址在此具体还将负载10在建筑1内的位置考虑在内，从而便于对照明装置8₁–8₁₂的高效且清晰的控制。具体地，此操作地址还可以包括群组关联的定义，例如以便共同控制房间内的所有照明装置。

到目前为止，例如由所有用中央控制器标识其本身的负载通过第一步中的单独的原始地址如序言中所描述的那样分配操作地址。然后，这些负载被一个接一个请求输出视觉信号，然后，适当的人员必须确定目前正标识其本身的照明装置所处的位置，以便委任该系统。然后，必须将此信息反馈至控制中心，并且在为此照明装置分配合适的操作地址时将该信息考虑在内。

可以通过根据本发明的解决方案相当地简化这种相对复杂的程序。如图3中的图解中所示，本文中根据本发明的理念在于提前确定负载的位置(在照明装置8和照明控制装置10的情况下也一样)，以及将此位置保存在照明控制装置10的存储器15中。然后，可以直接将位置信息传输至中央控制器，并且在分配操作地址时将该位置信息考虑在内。因此，在这种情况下可以免除对当前发出视觉信号的照明装置进行定位的艰苦过程。

图3通过举例示出了位于房间的天花板上的照明装置8，使用根据本发明的传感器单元50确定该照明装置的位置。此传感器单元50为此定位于照明装置8附近，并且能够与照明装置8的控制装置10无线地通信。例如根据蓝牙标准的连接将成为可能，优选地，使用“近场通信”(NFC)。这意味着，当适当地将传感器单元50放置于照明装置8附近时，不管附加照明装置是否位于房间内，都直接建立两个单元之间的连接。根据图2的图解，根据本发明实施的照明控制装置10因此包括用于无线通信的附加装置17。

优选地，传感器单元50被实现成便携式装置(例如，智能手机)，并且必须能够尽可能准确地确定照明装置8的位置。确切地说，传感器单元50确定其本身的位置并且然后将此位置传输至照明装置8或照明控制装置10，这是为什么传感器单元50应该置于充分地接近照明装置8并且优选地在各情况下相对于照明装置置于定义的取向或方向的原因。因此，传感器单元50必须能够尽可能准确地确定位置。如果传感器单元50被安排在封闭建筑的外部，这起初不会造成问题，因为例如在这种情况下可以使用GPS来确定位置。然而，对于在房间或建筑内使用的基本应用而言，必须另外使用进一步的传感器，可以通过这些传感器确定位置。在这种情况下，具体从现有技术已知除GPS信息之外还使用来自进一步的传感器(具体地，加速度传感器、压力传感器、陀螺仪等)的信息。此类装置是从现有技术已知的并且在本文中可以相应地使用。

然后可以如下根据图4中的图解进行用于向大小可调的照明系统中的照明装置分配操作地址的方法，根据本发明对该方法进行修改：

在第一步骤S1中，使用传感器单元确定每个负载的位置，并将其存储在负载的存储器中。如已经提到的，这是优选地通过位于每个照明装置附近的传感器单元完成的，并且将然后所检测到的位置通过近场通信无线地传输至照明装置或其照明控制装置，该照明装置或其照明控制装置然后将此信息存储在存储器中。

在随后的步骤S2中，中央控制器请求系统中的所有负载对其本身进行标识，与之前的情况一样。根据从现有技术已知的各算法，然后，照明控制装置将其原始或随机地址传输至中央控制器，其结果是，该中央控制器在内部具有所有连接负载连同其原始或随机地址的完整列表，并且因此能够单独地联系每个照明控制装置。

在下一步骤S3中，中央控制器然后使用可获得的原始或随机地址与单独的负载联系，并且请求此负载传输所述负载中所存储的位置信息。然后，控制器基于此位置信息分配操作地址，并且将此地址传输给该负载，该负载同样存储该地址以用于后续操作。此操作地址具体将照明装置在建筑内的位置考虑在内，并且可以例如同样包括群组关联，从而随后便于方便对单独照明装置的逻辑控制。重复此步骤S3，直到已经为每个负载分配了操作地址。一旦完成了该步骤，系统就可运行，即，现在可以联系照明装置并且可以在为其分配的操作地址下对其进行控制。

该方法的描述示出了，在这种情况下，可以极其简单和高效地分配操作地址。具体地，无需经由原始地址和用视觉信号标识自身来寻找单独联系的照明装置，以及通知中央控制器此照明装置的位置。因此，根据本发明的方法更加快速地导致预期结果，即为照明装置分配有意义的操作地址。

图5示出了图4中所示的根据本发明的方法的替代性变体，其中，再次在这种情况下，在第一步骤S11(同样在步骤S1中)确定照明装置或负载的位置并将其存储在其存储器中。随后的步骤S12与上文所描述的步骤S2也完全一样，在该步骤中，所有的负载经由其原始或随机地址向中央控制器上报。

在下一步骤S13中，再次经由其原始或随机地址、以及由中央控制器所检索到的其位置信息单独地联系这些负载。然而，在这种情况下，不直接分配操作地址。相反，首先检索所有负载的位置，直到该中央控制器具有所有的信息。直到随后的步骤S14，然后才基于此位置信息定义操作地址，并将这些操作地址单独地传输至所有的负载，由此结束该方法。

此第二变体的优点是，所有照明装置的位置首先被确定，并且因此在分配实际操作地址之前对于中央控制器而言是已知的。关于建筑内的照明装置的安排的信息的这个整个集合在某些情形下会导致更加有意义的操作地址分配，因为它可立即标识哪些照明装置位于彼此附近并且因此应该被分配例如至共同的群组。关于这一点，还可能的是在中央控制器已经收集了所有位置信息之后，首先进行对建筑内的照明装置的安排的图形表示，并且然后此图形表示辅助人类使用者对照明装置进行分组并且定义操作地址。然而，类似地，还可以由控制器基于位置信息自动地直接定义操作地址。

做为图5中的方法的进一步的变体，将还可以组合步骤S12和S13。因此，在这种情况下，在标识的过程中，负载不仅可以将原始或随机地址还可以同时将位置信息发送给中央控制器。位置信息本身甚至将可以构成原始地址，前提是保证两个负载不具有完全相同的位置。

具体当(如在图1的示例性实施例中)负载是照明控制装置时，出现根据本发明的解决方案的具体发展。对照明系统的(能量)高效控制在这种情况下还应该总是将通过窗户进入建筑的光的效果考虑在内。在图1的示例中，其中针对房间105₁和105₂示出了窗户正面101，日光的效果明显地对前面的照明装置8₃、8₄、8₇、和8₈比离窗户101更远的照明装置8₁、8₂、8₅和8₆具有更强的影响。即，如果打算以特定的光照水平照亮房间105₁和105₂，则由于日光的影响，位于更接近窗户101的照明装置与安排在更加远离窗户的照明装置相比运行于更低的光照水平。

对于这种“日光控制”，根据当前的现有技术针对每个地板、外观和照明装置行执行“日光测量”，在日光测量中测量外部光的影响。然后，在分配其操作地址之后，根据这些测量结果为这些照明装置分配“日光因数”。然后，结合来自位于建筑外部的“日光传感器”的值确定用于操作照明装置的实际控制值。

根据本发明的具体优选的发展，用于确定照明装置的或一般地负载的位置的传感器单元50现在再次还优选地用于获取每个位置的日光测量值。这意味着，除了用于位置确定的传感器之外，传感器单元50还包括用于日光测量的装置。然后，再次通过近场通信或经由通往相关联的照明控制装置的线缆确定连带每个位置信息确定的日光测量值并将其存储在此。

然后，在照明系统的随后的操作过程中，可以将单独分配给每个照明装置的日光信息考虑在内。这可以由相关联的控制装置本身基于此日光信息确定上述日光因数来完成，并且如果适用的话，还将来自日光传感器的信息考虑在内，相应地实现进入控制命令，即，实现合适的控制值，从而控制相关联的光源。可替代地，照明控制装置还可以将日光信息连带位置信息传输至控制中心。当向照明控制装置传输合适的控制命令时，控制中心则可能已经将此日光信息考虑在内。将日光信息传输至控制中心在此的有利之处在于，这可以进而包括在建筑的上述图形表示的照明系统中。因此，不仅是单独的照明装置的位置，还可以示出日光对每个照明装置的影响。同时，此发展还导致与之前已知的解决方案相比对日光控制的优化，因为现在不再仅仅做为单独的照明装置行的平均来确定日光信息，而且针对每个照明装置还单独地考虑了室外光的影响。

最后，因此使用根据本发明的方法可以更加高效且简单地委任大小可调的控制系统。本发明同样无需限于用于安排在建筑内部的负载的控制系统。该方法还可以用同样的方式用于位于建筑外部的负载，例如用于街道照明等的照明装置。而且，本发明同样不限于其中负载经由总线或控制线连接至中央控制器的系统，但当无线地(例如，通过无线电或使用红外信号)进行系统的节点之间的通信时还可以使用本发明。

Claims (18)

1.一种用于委任控制系统(1)的方法，该控制系统用于多个分布式负载(10)，具体地用于照明控制装置，

其中，一个传感器单元(50)用于确定与该负载(10)的安排或位置有关的位置信息，并且该传感器单元(50)将该位置信息传输至该负载(10)，该负载存储所述位置信息。

2.如权利要求1所述的方法，

其特征在于

为了确定该位置信息，该传感器单元(50)被定位于接近该相关负载(10)，并且该传感器单元(50)的位置被确定。

3.如权利要求1或2所述的方法，

其特征在于

这些负载(10)连接至一个中央控制器(5)并且被设计成用于通过一个单独的原始或随机地址向该控制器(5)标识它们本身。

4.如权利要求3所述的方法，

其特征在于

做为该系统(1)的一次初始化的一部分，该中央控制器(5)请求这些负载(10)通过其相应的原始或随机地址标识它们本身，其中

·该原始或随机地址至少部分地包含该负载(10)中所存储的该位置信息，或

·这些负载(10)传输该位置信息连带其原始或随机地址，或

·在传输该原始或随机地址之后，当该控制器(5)随后通过该原始或随机地址进行联系时，这些负载(10)传输该位置信息。

5.如权利要求4所述的方法，

其特征在于

该中央控制器(5)基于该位置信息将多个操作地址分配给这些负载(10)。

6.如权利要求4或5所述的方法，

其特征在于

该控制器(5)被设计成用于基于所收集的位置信息提供这些负载(10)的安排的一种图形表示。

7.如前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于

该位置信息被无线地传输至这些负载(10)。

8.如权利要求1至6所述的方法，

其特征在于

该位置信息被使用一条线缆传输至该负载(10)。

9.如前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于

这些负载(10)是照明控制装置，并且日光信息连带该位置信息优选地同样通过该传感器单元(50)被确定并且被传输至该照明控制装置，其中，在该系统的操作过程中

·该照明控制装置在实现多个所接收到的命令时将该日光信息考虑在内，或

·在生成多个被传输至该照明控制装置的命令时该日光信息被考虑在内。

10.一种用于多个分布式负载(10)、具体地用于照明控制装置的控制系统(1)，该控制系统具有至少一个控制器(5)，该至少一个控制器优选地经由一条控制线(2)连接至每个负载(10)，

其特征在于

这些负载(10)被设计成用于接收并存储与该具体负载(10)的位置有关并由一个独立的传感器单元(50)所确定的信息，并且用于将该位置信息传输至该控制器(5)。

11.如权利要求10所述的控制系统，

其特征在于

做为该系统(1)的一次初始化的一部分，该中央控制器(5)被设计成用于请求这些负载(10)通过一个相应的原始或随机地址标识它们本身，其中

·该原始或随机地址至少部分地包含该负载(10)中所存储的该位置信息，或

·这些负载(10)被设计成用于传输该位置信息连带其原始或随机地址，或

·这些负载(10)被设计成用于在传输该原始或随机地址之后当该控制器(5)随后通过该原始或随机地址进行联系时传输该位置信息。

12.如权利要求11所述的系统，

其特征在于

该中央控制器(5)被设计成用于基于该位置信息将多个操作地址分配给这些负载(10)。

13.如权利要求11或12所述的系统，

其特征在于

该控制器(5)被设计成用于基于所收集的位置信息提供这些负载(10)的安排的一种图形表示。

14.如权利要求10至13中任一项所述的系统，

其特征在于

该位置信息被无线地传输至这些负载(10)。

15.如权利要求10至13中任一项所述的系统，

其特征在于

该位置信息被使用一条线缆传输至该负载(10)。

16.如权利要求10至15中任一项所述的系统，

其特征在于

这些负载(10)是照明控制装置并且被设计成用于接收并且存储连带该位置信息而确定的日光信息，其中，在该系统的操作过程中

·该照明控制装置在实现多个所接收到的命令时将日光信息考虑在内，或

·在生成多个被传输至该照明控制装置的命令时该日光信息被考虑在内。

17.一种用于如权利要求10至16中任一项所述的系统的传感器单元(50)，

其特征在于

该传感器单元(50)被设计成用于确定与一个负载(10)的安排或位置有关的位置信息，并且将所述位置信息传输至该负载(10)。

18.如权利要求17所述的传感器单元，

其特征在于

该传感器单元(50)还包括用于获取日光信息并且用于将此日光信息传输至该负载(10)的装置。