CN105122945B - 防篡改日光捕获系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于控制日光捕获系统中的照明设备的方法。当用户篡改传感器以便降低所测量的光水平并且因此增加照明设备的光强度时，检测到所述篡改。基于该篡改检测，而基于设定值（例如70%调光）控制照明设备的光强度。

Description

防篡改日光捕获系统

技术领域

本发明大体涉及日光捕获系统领域，并且具体地涉及防篡改日光捕获系统领域中的控制设备、方法和计算机程序产品。

背景技术

从例如美国专利号5648656已知日光捕获系统，该专利公开了一种控制房间中的人造光水平以及日光水平二者（例如通过控制百叶窗）的系统。某些日光捕获系统允许用户超驰光强度设置；这样的系统的示例在美国专利号8197093中公开。当用户超驰光强度设置以与默认光强度设置相比较地增加光强度时，这样的系统可能达不到实现预期的能量节省。为了确保满足能量节省，某些系统不允许用户本地地超驰默认设置。用户可以尝试通过篡改日光捕获系统、限制这样的日光捕获系统所实现的能量节省来规避这样的约束。因此存在针对改进的日光捕获系统的需要。

发明内容

发明人已经认识到，例如办公室建筑物中的人们将在日光捕获系统不允许用户（本地地）超驰默认设置时篡改这样的系统的传感器以增加光水平。这样的篡改包括阻挡传感器的视野、向传感器应用材料以（部分地）阻挡光的检测等。本发明的目的是提供一种用于控制日光捕获系统中的照明设备的改进的控制设备。该目的通过提供一种用于控制操作性耦合到控制设备的至少一个照明设备的光强度的控制设备而实现。控制设备包括：输入，其被布置用于从操作性耦合到输入的光传感器接收光水平测量结果；以及控制器，其被布置用于基于经由输入所接收的至少一个光水平测量结果来确定光传感器是否已经被篡改；并且还被布置成如果已经确定光传感器已被篡改则根据后备模式控制至少一个照明设备，并且如果已经确定光传感器尚未被篡改则根据日光捕获模式控制至少一个照明设备；其中后备模式包括基于控制器可访问的存储程序来控制至少一个照明设备的光强度，并且其中日光捕获模式包括基于至少一个光水平测量结果来控制至少一个照明设备的光强度。

根据本发明的控制设备的实施例中，确定光传感器是否已经被篡改包括将至少一个光水平测量结果与光传感器暗电流值进行比较。

根据本发明的控制设备的另一实施例中，确定光传感器是否已经被篡改包括：经由输入接收第一光水平测量结果的第一步骤；控制至少一个照明设备以增加或减小光强度的第二步骤；经由输入接收第二光水平测量结果的第三步骤；以及将第一光水平测量结果与第二光水平测量结果进行比较的第四步骤。

根据本发明的控制设备的又一实施例中，确定光传感器是否已经被篡改包括将第一时间段中经由输入所接收的第一光水平测量结果与第二时间段中经由输入所接收的第二光水平测量结果进行比较；其中第一时间段的末尾与第二时间段的开头至少间隔一分钟。

根据本发明的控制设备的另外的实施例中，控制器还被布置成基于确定光传感器是否已经被篡改来控制音频或视觉指示器。

根据本发明的控制设备的又另外的实施例中，控制器还被布置成向外部监控系统传送指示光传感器是否已经被篡改的信号。

根据本发明的控制设备的又另外的实施例中，控制设备还包括操作性耦合到控制设备的输入的光传感器。

根据本发明的控制设备的又另外的实施例中，控制设备是还包括操作耦合到控制设备的至少一个照明设备的日光捕获系统的一部分。

本发明的另一目的是提供一种用于控制日光捕获系统中的照明设备的改进的方法。该目的通过提供一种用于控制日光捕获系统中的至少一个照明设备的光强度的方法来实现。该方法包括以下步骤：从光传感器接收光水平测量结果；确定光传感器是否已经被篡改；以及如果光传感器尚未被篡改则在日光捕获模式中控制至少一个照明设备，并且如果传感器已经被篡改则在后备模式中控制至少一个照明设备；其中后备模式包括基于存储程序控制至少一个照明设备的光强度；并且其中日光捕获模式包括基于至少一个光水平测量结果来控制至少一个照明设备的光强度。

根据本发明的方法的实施例中，确定光传感器是否已经被篡改包括将至少一个光水平测量结果与光传感器暗电流值进行比较。

根据本发明的方法的另一实施例中，确定光传感器是否已经被篡改包括：接收第一光水平测量结果的第一步骤；控制至少一个照明设备以增加或减小光强度的第二步骤；接收第二光水平测量结果的第三步骤；以及将第一光水平测量结果与第二光水平测量结果进行比较的第四步骤。

根据本发明的方法的又一实施例中，确定光传感器是否已经被篡改包括将第一时间段中所接收的第一光水平测量结果与第二时间段中所接收的第二光水平测量结果进行比较；其中第一时间段的末尾与第二时间段的开头至少间隔一分钟。

根据本发明的方法的另外的实施例中，该方法还包括基于确定光传感器是否已经被篡改来控制音频或视觉指示器的步骤。

根据本发明的方法的又另外的实施例中，该方法还包括向外部监控系统传送指示光传感器是否已经被篡改的信号的步骤。

本发明的目的是提供一种用于控制日光捕获系统中的照明设备的改进的计算机程序产品。该目的通过提供一种用于控制日光捕获系统中的至少一个照明设备的光强度的计算机程序产品来实现，该计算机程序产品包括用于在所述产品运行于计算机上时执行根据本发明的方法的任何实施例的步骤的软件代码部分。

本发明的以上和其它特性、特征和优点将从以下结合附图做出的详细描述变得明显，该附图通过示例的方式图示出本发明的原理。该描述仅出于示例的考虑而给出，而不限制本发明的范围。以下引用的参考图是指附图。

附图说明

在以下附图中：

图1示意性地示出了包括根据本发明的控制设备的日光捕获系统的实施例；

图2示意性地示出了包括根据本发明的控制设备和光传感器的日光捕获系统的另一实施例；

图3示意性地示出了根据本发明的方法的实施例；

图4示出了根据本发明的包括光传感器的控制设备的实施例；

图5示意性地示出了根据本发明的包括光传感器的控制设备的另一实施例，并且其中光传感器已经被篡改。

具体实施方式

在图1中，示出了包括根据本发明的控制设备100的日光捕获系统S的实施例。控制设备100包括输入105和控制器110。输入被布置成从光传感器130接收信号120。控制设备100和光传感器130可以被提供在单个外壳中或者可以是分离的单元。控制设备100可以操作性耦合到一个光传感器130或多个光传感器。由光传感器130发送给控制设备100的信号120涉及光水平测量结果。附加数据可以被包括在信号120中（例如状态信息或者关于运动、占据或存在检测的数据），并且可以基于光传感器130自动发送（推送）信息给控制设备100或者控制设备100从（轮询）光传感器130请求信息而发送信号120。此外，信号120可以经由有线（例如专用或共享控制线缆、UTP线缆）或无线连接（例如ZigBee或802.11兼容无线连接）而发送，并且信号可以直接地或者经由一个或多个其它设备（诸如建筑物管理系统或路由器）而发送。关于光水平测量结果的信号120可以周期性地发送（例如在光水平测量结果改变时，基于时间间隔，在检测到存在时）或者连续地发送（例如关于所测量的光强度的模拟信号）。

控制设备100中的控制器110可以基于经由输入105接收信号120而确定光传感器是否已经被篡改。控制器110可以将信号105与光传感器的暗电流值（即在传感器没有主动地暴露给光时所接收的信号）进行比较。作为示例，当信号105等于光传感器暗电流值或者降至与光传感器的暗电流值有关的阈值以下时，控制器110可以确定光传感器130已经被篡改。比较可以包括比较第一光水平测量结果（例如勒克斯水平）或电力测量（例如电压、功率、电阻）与第二光水平或电力测量结果。这样的比较可以在控制器110确定光传感器130已经或尚未被篡改之前做出一次或多次。确定光传感器130是否已经被篡改可以是离散确定（即光传感器已经被篡改或者光传感器尚未被篡改），或者其可以是非离散确定（例如基于光传感器130已经被篡改的比例或可能性）。光传感器的暗电流可以存储在控制设备100中（例如控制器110可访问的未示出的存储器单元中），包括在从光传感器130所接收的或从另一设备（未示出）可访问的，诸如经由互联网从服务器可访问的信号120中。光传感器的暗电流值可以是单个静态值或者可以例如本地地（例如通过拨码开关或者通过将光传感器130与控制设备100配对）或集中地（例如经由建筑物管理系统）选择。作为另一示例，如果控制设备100可以与多个类型的光传感器组合使用，则用于提供信号120的具体光传感器130的暗电流值可以基于控制设备100识别光传感器130而进行下载。光传感器的暗电流值可以是静态的或动态的（例如自学习的）。类似地，与光传感器的暗电流值相关的阈值可以本地地或集中地存储、设定或控制并且可以是静态的或动态的。这样的阈值可以是预确定的值，或者可以与暗电流值有关（例如加上或减去暗电流值的某一百分比）或从光传感器130所接收的信号120的值的范围有关（例如最小和最大值或最小和典型操作值）。

在另一示例中，控制器110通过生成被布置为增加或减小至少一个照明设备150的光强度的照明设备控制信号140来确定光传感器130是否已经被篡改。控制器110将信号120中所包括的第一和第二光水平测量结果进行比较，其中第一光水平测量结果是在控制器110增加或减小照明设备150的光强度之前得到的，并且第二光水平测量结果是在控制器110已经增加或减小照明设备150的光强度之后得到的。如果不存在第一和第二光水平测量结果之间的差异或者如果所述差异不超过阈值，则控制器110可以确定光传感器130已经被篡改。控制器110可以做出该比较一次或多次以例如排除其它影响（例如测量误差、从照明设备150之外的另一光源所接收的光对光传感器130的影响）。作为示例，控制器110可以被布置成在每一次做出比较时增加或减小至少一个照明设备150的光强度（例如得到第一光水平测量结果，将光强度增加10%，得到第二光水平测量结果、将光水平测量增加附加的10%，得到第三光水平测量结果；以及比较三个光水平测量结果）。其它选项包括使控制器110关断或接通至少一个照明设备150，作为确定光传感器130是否已经被篡改的一部分，或者使控制器110以特别型式（例如不大可能存在于所接收的日光中的型式或者最小化针对用户的不舒适性或可察觉性的型式）更改至少一个照明设备的光强度水平。控制设备100生成被布置用于控制至少一个照明设备150的光强度的照明设备控制信号140。照明设备控制信号140可以被布置成控制例如由至少一个照明设备150发射的光的调光因子（例如接通/关断、调暗至70%的光强度）、频率（例如包括闪烁）、颜色（例如改变色温、所发射的颜色的分布）或方向。作为另外的示例，控制设备100然后可以通过比较在频率从50Hz改变到100Hz、色温从软白色改变到硬白色、在某一颜色的光中添加尖峰（例如保持如由用户感知的光的颜色基本上相同，还增加一个或多个颜色的存在）或改变光的方向（例如改变射束的焦点、朝向光传感器130引导光）之前和之后的信号120来确定光传感器130是否已经被篡改。在又一示例中，控制设备100生成被布置用于在至少一个照明设备150所发射的光中包括编码光（即嵌入数据的调制光发射）的照明设备控制信号140。控制器110然后可以基于接收到该编码光（例如所接收的编码光信号的质量）来确定光传感器130是否已经被篡改。

在又一示例中，控制器110比较第一和第二光水平测量结果，其中第一光水平测量结果是基于在第一时间段中从光传感器130所接收的信号120，并且第二光水平测量结果是基于在第二时间段中从光传感器130所接收的信号120。第一和第二时间段可以选择成增加光传感器130从照明设备150之外的另一光源接收的光的光水平已经改变的可能性。作为示例，光传感器130可以安装在具有窗户170的房间160（例如办公室房间、仓库房间、试衣间）中，通过该窗户170接收到来自环境光源180（例如太阳）的光。该环境光源180的光水平可以随时间变化，例如云可能遮挡进入窗户170的阳光，太阳的运动可能影响进入窗户170的光的方向和量，或者街灯接通或关断可能影响进入窗户的光的量。控制器110可以将第一和第二时间段选择成接近在一起（例如间隔一分钟或几分钟）、远离彼此（例如间隔半小时或一天），或者基于日夜节奏选择所述时间段（例如间隔半天，在白天期间的第一时间段和在夜晚期间的第二时间段）。再次，控制器110可以使用多个光水平测量结果以降低光传感器130已经被篡改的错误肯定或错误否定确定的几率。作为示例，控制器110可以以一分钟间隔得到第一组光水平测量结果并且如果在第一和第二光水平测量结果之间没有检测到差异或检测到小差异，则在五分钟之后得到第三测量结果。

确定光传感器130是否已经被篡改的这些和其它方法可以例如彼此组合地使用。控制器110可以比较间隔数分钟得到的第一和第二光水平测量结果，并且基于结果决定比较白天和夜晚的光水平测量结果。如果系统（未示出）中存在多个光传感器，则控制器110可以比较从各个光传感器（例如接近在一起或示出光水平测量结果中的类似型式的传感器）所得到的光水平测量结果。此外，控制器110可以被布置成存储光水平测量结果以包括历史数据，例如以便实现增加的准确度。

在该示例中，控制设备100还被布置用于基于光传感器130是否已经被篡改来生成照明设备控制信号140。在第一示例中，当已经确定光传感器130已经被篡改时，控制设备100将至少一个照明设备150调光至预定水平（例如70%），并且如果尚未确定光传感器130已经被篡改，则基于从光传感器130所接收的光水平测量结果来将至少一个照明设备150调光至可变水平。如果光传感器130已经被篡改则控制设备100操作至少一个照明设备150所处于的模式在此被指示为后备模式，并且在已经确定光传感器130尚未被篡改时控制设备100操作所处于的模式在此被指示为日光捕获模式。这些模式仅出于解释的目的而如此命名。完全可能的是，默认模式为后备模式，存在多个其它模式，或控制设备100在单个模式中操作，例如使用基于光传感器130已经被篡改的可能性的比例。

后备模式包括控制器110基于存储程序生成照明设备控制信号140。在图1中，控制器110包括存储程序（例如嵌入在微控制器中）；控制器110可访问的这样的存储程序的其它示例包括以下存储程序：存储在控制器110可访问的存储器单元（未示出）中，由控制设备100可操作性耦合到的或通过互联网（未示出）可访问的建筑物管理系统（未示出）提供。存储程序可以被布置用于使控制器110根据固定设置（例如调光至70%光强度）、基于一个或多个变量的设置（例如基于时间信号而在白天期间调光至50%并且在其余时间调光至70%，基于天气类型而在晴朗情况下调光60%或者在多云情况下调光80%）而生成照明设备控制信号140，并且仍旧可以基于一个或多个光水平测量结果，例如如果已经确定光传感器130已经被篡改，但是仍旧提供可以用作日光捕获的基础的信号120。在另一示例中，存储程序触发控制器110以使用来自其它光传感器（即光传感器130之外的另一光传感器，从其已经确定它已经被篡改）的光水平测量结果。存储程序可以包括改变调光因子（例如以提供能量节省，提供与环境法律或法规的兼容）、改变频率（例如包括闪烁以阻止篡改光传感器130或者提供触发器以用于使用户调用维护）、改变颜色（例如改变颜色以增加光生成的效率，或者改变颜色以使得光传感器130已经被篡改是可察觉的）或提供发射光所依据的不同方向（例如以便提供桌面照明，但是通过限制非作业相关照明而节省能量）。

日光捕获模式包括其中从光传感器130所接收的光水平测量结果是用于生成照明设备控制信号140的基础的模式。作为示例，控制器110可以访问查找表（未示出），查找表使光水平测量结果与调光因子相关。作为另一示例，可以使用多个变量，诸如控制器110访问天气预报、个人偏好或其它数据，并且将这样的数据与光水平测量结果组合为用于生成照明设备控制信号140的基础。此外，日光捕获模式可以包括控制器110生成照明设备控制信号140，其被布置用于控制至少一个照明设备150的光强度水平之外的一个或多个其它因素，诸如：改变频率（例如以增加用户舒适性）、改变颜色（例如以提供用于使用户感知到由至少一个照明设备150所提供的组合光和来自环境光源180的进入窗户170的光的基本上恒定的光颜色）、或者提供发射光所依据的不同方向（例如使至少一个照明设备150的光聚焦于接收少量日光的区域上）。其它选项（未示出）包括控制设备100具有音频指示器（例如用于发射蜂鸣的扬声器）和/或视觉指示器（例如指示器光），控制器110可以在已经确定光传感器130已被篡改时接通它。此外，控制设备100可以被布置成向外部监控系统（未示出）（例如建筑物管理系统）传送指示光传感器130已经被篡改的信号。

用户可以以许多方式篡改光传感器130，诸如覆盖光传感器（例如用胶带封住其、在其之上放置一件衣物）或者阻挡其视场（例如靠近其放置物体）以限制到达它的光的量或者限制光传感器检测光水平中的改变的能力。篡改还可以包括用户将光源直接指向光传感器130（例如在用户想要至少一个照明设备150调暗或关断时）。在另外的示例中，控制器110可以在其中光传感器130已经被篡改的情况与其中光传感器130损坏或不可用的情况之间进行区分。同样地，尽管图1示出单个控制设备100，但是控制设备100的特征可以在日光捕获系统S的多个组件中实施。

在图2中，作为示例，日光捕获系统S包括控制器210,230，其在以下方面进行分布：光传感器200包括控制器210以确定其是否已经被篡改，并且控制设备100中的控制器230中包括其它功能性。光传感器200然后可以向控制设备100发送信号220，其中信号220包括光水平测量结果或者光传感器200已经被篡改的指示。如果信号220包括光传感器200已经被篡改的指示，则控制设备100中的控制器230可以简单地转到后备模式，或者如果信号220不包括光传感器200已经被篡改的指示，则控制设备100中的控制器230可以简单地转到日光捕获模式。类似于图1的控制设备，图2的控制设备然后可以例如在日光捕获模式中使用光传感器200的光水平测量结果以对房间160中的至少一个照明设备150进行调光以便考虑通过窗户170进入房间160的来自环境光源180的光。

图3示出了根据本发明的方法的示意性表示，其包括三个步骤：（1）在步骤300中从光传感器接收光水平测量结果，（2）在步骤310中确定光传感器是否已经被篡改；以及（3）在步骤320或330中控制至少一个照明设备。控制至少一个照明设备的步骤可以例如在图3中包括两个选项：在步骤320中根据日光捕获模式控制至少一个照明设备，或者在步骤330中根据后备模式控制至少一个照明设备。根据本发明的方法的其它实施例可以包括这些或者一个或多个其它模式中的一个。

图4示出了天花板安装式控制设备400的底视图，诸如Philips OccuSwith，其包括光传感器410。在该示例中，光传感器410包括从控制设备400的外部可见的光学元件，实际传感器位于控制设备400后面。根据本发明的控制设备和方法可以在OccuSwitch之外的其它设备（例如其它光或占据传感器、多目的设备诸如相机或移动电话）中实施。这样的设备可以安装在其中将得到光水平测量结果的房间内部或者另一位置处（例如集成在窗户中、在窗户外部）。

图5示出了其中光传感器（未可见）已经被篡改的图4的控制设备400。非透明带510已经用于遮挡光传感器。

应当指出的是，以上提及的实施例说明而非限制本发明，并且本领域技术人员将能够设计可替换实施例而不脱离随附权利要求的范围。在权利要求中，置于括号之间的任何参考标记不应解释为限制权利要求。词语“包括”不排除权利要求中没有列出的元件或步骤的存在。元件之前的词语“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。本发明可以借助于包括若干分立元件的硬件以及借助于适当编程的计算机而实施。在枚举若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以由一个并且同一项硬件或软件来体现。词语第一、第二和第三等的使用不指示任何排序。这些词语要被解释为名称。不意图要求动作的特定顺序，除非明确指示。

Claims (8)

1.一种用于控制操作性耦合到控制设备（100）的至少一个照明设备（150）的光强度的控制设备（100），包括：

- 输入（105），其被布置用于从操作性耦合到输入（105）的光传感器（130）接收光水平测量结果；以及

- 控制器（110,210,230），其被布置用于基于经由输入（105）所接收的至少一个光水平测量结果来确定光传感器（130）是否已经被篡改，并且还被布置用于如果已经确定光传感器（13）已经被篡改则根据后备模式控制至少一个照明设备（150），并且如果已经确定光传感器（130）尚未被篡改则根据日光捕获模式控制至少一个照明设备（150）；

其中后备模式包括基于控制器可访问的存储程序来控制至少一个照明设备（150）的光强度；并且其中日光捕获模式包括基于至少一个光水平测量结果来控制至少一个照明设备（150）的光强度，

其中控制器（110,210,230）被布置用于基于比较至少一个光水平测量结果与以下各项中的任意项来确定光传感器（130）是否已经被篡改：

- 光传感器暗电流值，

- 第三光水平测量结果，其中第三光水平测量结果是在至少一个照明设备（150）已经被控制以增加或降低光强度之后经由输入（150）所接收的，

- 第二光水平测量结果，其中第二光水平测量结果是在第二时间段中经由输入（150）所接收的，并且其中至少一个光水平测量结果是在第一时间段中经由输入（150）所接收的；并且其中第一时间段的末尾与第二时间段的开头至少间隔一分钟。

2.如权利要求1所述的控制设备（100），其中控制器（110,200,230）还被布置成基于确定光传感器是否已经被篡改来控制音频或视觉指示器。

3.如前述权利要求中任一项所述的控制设备（100），其中控制器（110,210,230）还被布置成向外部监控系统传送指示光传感器（130）是否已经被篡改的信号。

4.如权利要求1-2中任一项所述的控制设备（100），还包括操作性耦合到控制设备的输入（105）的光传感器（130）。

5.一种包括如权利要求4所述的控制设备（100）的日光捕获系统（S），还包括操作性耦合到控制设备（100）的至少一个照明设备（150）。

6.一种控制日光捕获系统中的至少一个照明设备的光强度的方法，包括以下步骤：

- 从光传感器接收光水平测量结果（300）；

- 确定光传感器是否已经被篡改（310）；以及

- 如果传感器尚未被篡改则在日光捕获模式中控制至少一个照明设备（320），并且如果光传感器已经被篡改则在后备模式中控制至少一个照明设备（330）；

其中后备模式包括基于存储程序控制至少一个照明设备的光强度；并且其中日光捕获模式包括基于至少一个光水平测量结果来控制至少一个照明设备的光强度，

其中确定光传感器是否已经被篡改的步骤（310）包括以下各项中的任意：

- 比较至少一个光水平测量结果与光传感器暗电流值，

- 接收第三光水平测量结果；控制至少一个照明设备以增加或降低光强度；接收第四光水平测量结果；并且比较第三光水平测量结果与第四光水平测量结果，第三光水平测量结果指示光强度被增加或降低之前的光水平，第四光水平测量结果指示光强度被增加或降低之后的光水平；

- 比较在第一时间段中所接收的第一光水平测量结果与在第二时间段中所接收的第二光水平测量结果；其中第一时间段的末尾与第二时间段的开头至少间隔一分钟。

7.如权利要求6所述的方法，还包括基于确定光传感器是否已经被篡改来控制音频或视觉指示器的步骤。

8.如权利要求6-7中任一项所述的方法，还包括向外部监控系统传送指示光传感器是否已经被篡改的信号的步骤。