CN105917589B

CN105917589B - Dc轨道照明系统控制

Info

Publication number: CN105917589B
Application number: CN201480059383.8A
Authority: CN
Inventors: A.J.戴维伊
Original assignee: Koninklijke Philips NV
Current assignee: Signify Holding BV
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2018-11-02
Anticipated expiration: 2034-10-27
Also published as: RU2672576C2; JP2016538751A; EP3063877B1; RU2016120747A3; EP3063877A1; RU2016120747A; PL3063877T3; WO2015063029A1; US20160255703A1; CN105917589A; US9591731B2

Abstract

本发明总体上涉及DC轨道照明系统的控制。所提出的解决方案实现了一种基于诸如NFC之类的近场RF技术的使用的用于DC轨道照明系统的控制系统。该解决方案通过利用DC轨道在其上具有诸如近场RF信号之类的高频信号时的意外表现来延伸近场RF技术提供的有限范围而实现。所提出的解决方案可以要求对于DC轨道照明系统的不那么繁琐的控制，因为可以基于支持近场RF的设备的单一“触摸”而控制（多个）灯架。

Description

DC轨道照明系统控制

技术领域

本发明总体上涉及DC轨道照明系统的控制。

背景技术

DC轨道照明系统被看作下一代智能照明解决方案的部分。事实上，DC轨道照明系统包括由线性电源供电的金属轨道，一个或多个灯架（lamp holder）可以沿着该轨道在任何点附接到该电源。这种布置提供了添加、移除或者重新定位灯架的大的效率和灵活性。

已经提出了若干解决方案以控制这样的DC轨道照明系统。例如，符合“新兴联盟（Emerge Alliance）”规范的系统允许基于范围可达100m的诸如Zigbee之类的低功率无线标准控制DC轨道照明系统。在这种情况下，系统中的每个灯将需要是支持Zigbee的。

然而，随着移动设备（例如智能电话、平板计算机）中近场RF（射频）通信技术的出现，应当预期的是，其用户将期望能够利用来自其设备的简单“触摸”动作控制各种各样的产品、装备和系统。自然，对于控制DC轨道照明系统，也期望是这样。

虽然近场RF技术提供了灵活性，但是它们的范围通常只能达到几厘米。因此，控制DC轨道照明系统的一个或多个灯头可能相当繁琐，因为要求近场RF控制器与（多个）灯架之间非常接近。因此，提供使用近场RF技术控制DC轨道照明系统的手段将是有利的。

发明内容

本申请提供了一种如所附权利要求书中所述的使用近场RF技术控制DC轨道照明系统的系统和方法。从属权利要求中阐明了本申请的具体实施例。

本申请的某些实施例包括一种用于通过DC电源供电的轨道照明系统的控制系统，并且其中该轨道照明系统包括一根从第一端延伸到第二端的细长传导轨道，该轨道用于将DC电源的DC电压分量供应给适于附接到该轨道的至少一个灯架。控制系统包括可操作来至少基于DC供电电压和接收的近场射频RF信号在轨道的第一端产生组合信号的组合单元。近场RF信号包括至少一个控制命令，所述控制命令适于通过位于离第一端与第二端之间的轨道第一距离处的通信适配器控制所述至少一个灯的操作，其中第一端位于离第二端第二距离处，该第二距离充分大于第一距离。

在本申请的实施例中，进一步包括用在控制系统中的通信适配器。该通信适配器包括感应耦合器，该耦合器适于在沿着轨道的给定位置与流到轨道上的组合信号的磁场感应耦合。通信适配器进一步包括耦合到感应耦合器并且可操作来从感应获得的组合信号中提取控制命令的处理单元。

本申请的其他实施例包括与通信适配器相组合的灯架。该灯架可操作来耦合到通信适配器。该灯架包括适于至少基于控制命令控制与其耦合的灯的控制单元。

在本申请的某些实施例中，它包括与控制系统相组合的非接触通信装置。该非接触通信包括与近场RF信号发射器耦合的感应耦合器，所述发射器可操作来通过该感应耦合器发射近场RF信号。

本申请的某些实施例也包括一种控制通过DC电源供电的轨道照明系统的方法，其中该轨道照明系统包括至少一根从第一端延伸到第二端的细长传导轨道，该轨道用于将DC电源的DC电压分量供应给适于附接到该轨道的至少一个灯架。该方法包括基于至少DC供电电压和接收的近场射频RF信号的组合在轨道的第一端产生组合信号。近场RF信号包括至少一个控制命令，所述控制命令适于通过位于离第一端与第二端之间的轨道第一距离处的通信适配器控制所述至少一个灯架的操作，其中第一端位于离第二端第二距离处，该第二距离充分大于第一距离。

本申请的这些和其他方面根据下文描述的实施例将是清楚明白的，并且将参照这些实施例进行阐述。

附图说明

所提出的解决方案的另外的细节、方面和实施例将仅仅通过示例的方式参照附图进行描述。在附图中，相同的附图标记用来标识相同或者功能相似的元素。图中的元素为了简单和清楚起见而被图示出，并且不一定按比例绘制。

图1为依照本申请一个实施例的DC轨道照明系统的示意图。

图2A-2B为依照本申请的组合单元的示意性框图。

图3为依照本申请一个实施例的方法的示意性流程图。

具体实施方式

由于图示出的本申请的实施例在大多数情况下可以由本领域技术人员已知的电子组件和电路组成，因而不会在任何比认为理解和领会本申请的底层概念所需的程度更大的程度上解释细节，以便不混淆本申请的教导或者从本申请的教导分心。

然而，为了清楚起见，迅速被提醒的是，近场RF通信器通过射频天线生成的磁场的调制进行通信。因此，近场RF通信器要求一个近场RF通信器的天线存在于另一个近场RF通信器的天线通过发射RF信号（例如13.56MHz信号）而生成的交变磁场内，以便使得RF信号的磁场能够在RF通信器之间感应耦合。例如，可以调制RF信号以便允许控制和/或其他数据的传送。最后，如上面所解释的，近场RF通信通常范围可达几厘米。此外，为了简单起见并且为了正确理解本申请，以下的详细描述将把NFC（近场通信）标准看作一种示例性的近场技术。然而，通信系统领域的技术人员将会理解，所提出的解决方案也可以在诸如例如RFID（射频标识技术）之类的具有相似特性的其他近场技术中实现。

参照图1，其中概略性地示出了依照本申请一个实施例的一种示例性DC轨道照明系统1000。所示的DC轨道照明系统1000包括：

- 一个DC电源100；

- 一根细长的传导轨道110；

- 一个组合单元120；

- 一个或多个通信适配器130；

- 一个或多个灯架140，例如灯插座，其适于附接到轨道110；

- 一个近场RF信号提供器150；以及

- 一个非接触通信装置160，例如智能电话或者平板计算机。

在所示的图1的示例中，DC电源100可以对应于用来对轨道照明系统供电的常规DC电源。例如，DC电源100可以包括将来自AC供电装置的传入高电压（例如110V/220V）转换成低电压（例如24V）的AC-DC转换器或变压器。

如图1所示，细长传导轨道110从第一端111延伸到第二端112，其中第一端111位于离第二端112预定距离处。在一个实施例中，该预定距离充分大于诸如NFC之类的近场RF技术可实现的范围。细长传导轨道110典型地但是非限制性地为诸如铝之类的导电材料。轨道110可操作来将DC电源的DC电压分量供应给适于附接到该轨道140的至少一个灯架140。在实施例的示例中，轨道110可以包括适于连接到诸如接地之类的参考电位的第一导轨部件和适于连接到DC电源100的第二导轨部件。例如，第一和第二导轨部件可以彼此平行并且间隔希望的距离。在实施例的其他示例中，匹配的端接负载（terminating load）180可以可操作地耦合到例如轨道110的第二端112，其中匹配的负载的阻抗等于轨道110的特性阻抗。这样的布置可以用来形成包含的电磁场，以便最小化驻波并且将基本上恒定的电磁场提供到轨道110上。

在图1中，DC轨道照明系统1000适于由至少包括组合单元120的控制系统控制。事实上，组合单元120可操作来至少基于DC供电电压和接收的NFC信号在例如轨道的第一端111处产生组合信号20。NFC信号10包括适于控制至少一个灯架140的操作的至少一个控制命令。上述控制通过位于离第一端与第二端之间的轨道110给定距离处的通信适配器130执行。例如，该给定距离可以对应于诸如NFC之类的近场RF技术可实现的范围（例如数厘米）。在一个实施例中，该给定距离充分低于轨道110的第一端111与第二端112之间存在的预定距离。

总之，上述问题可以通过延伸NFC提供的有限范围来解决。这通过利用轨道110的无意（unintentional）传输线特性而成为可能。事实上，实验表明，轨道110在输送诸如近场RF技术中使用的信号之类的高频信号（例如10MHz、13.56MHz、20MHz和30MHz）时充当传输线。因此，看起来诸如NFC信号之类的AC信号可以通过最初只是被设计为承载DC信号的传导轨道110传输。

参照所示的图1的示例，组合单元120可操作地耦合到DC电源100、轨道110和适于承载NFC信号10的通信接口170。在实施例的示例中，组合单元120可以是AC/DC组合器，例如偏置T型接头（即偏置T网络）。即，组合单元120可以操作来将来源于DC电源100的DC供电电压与NFC信号10线性耦合并且进一步将得到的组合信号20输出到轨道110上。

现在参照图2A，其中概略性地示出了依照本申请一个实施例的组合单元120的示例性框图。所示的组合单元120包括一个电感器121、第一电容器122和第二电容器123。即，第一电容器122用来防止NFC信号10进入DC电源100，而电感器121和第二电容器123的组合用来防止DC电流进入近场RF信号提供器150。在图2A的示例中，组合单元120优选地但是非限制性地在其一端111、112耦合到轨道110。

现在参照图2B，其中概略性地示出了依照本申请另一个实施例的组合单元120的另一个示例性框图。所示的组合单元120包括上面在图2A中描述的相同组件。然而，在图2B中，组件121、122和123沿着轨道110分布。即，第一电容器122位于近场RF信号提供器150与轨道110一端之间，以便防止NFC信号10进入DC电源100。相比之下，电感器121和第二电容器123的组合沿着轨道位于DC电源100与轨道110之间，以便防止DC电流进入近场RF信号提供器150。在图2B的示例中，组合单元120的组件沿着轨道分布。这种布置因此允许DC电源位于沿着轨道110的任何地方。在该实施例中，组合单元将使NFC信号10与流到轨道110上的DC供电电压相组合。

返回参照图1，通信接口170在一端可操作地耦合到组合单元120，并且在另一端可操作地耦合到近场RF信号提供器150。在实施例的示例中，通信接口可以是同轴电缆或者双绞线电缆，其可以适合承载诸如NFC信号之类的高频信号。在所示的图1中，近场RF信号提供器150包括第一感应耦合器151，该耦合器适于与通过近场RF信号提供器150外部的第二感应耦合器161传输的NFC信号10的磁场感应耦合。例如，第二感应耦合器可以与至少NFC发射器一起被包括在非接触通信装置160中，所述NFC发射器可操作来通过第二感应耦合器161发射NFC信号10。在一个示例中，第一感应耦合器151可以位于离第二感应耦合器161选定距离处，其中该选定距离基本上等于轨道110的第一端111与第二端112之间存在的预定距离。在实施例的示例中，感应耦合器151、161可以为天线，其被配置成暴露于NFC信号10并且调制接收的NFC信号10，使得调制的信号可以由相应的收发器接收。

基于以上所述，在DC轨道照明系统100处于运行中的情况下，非接触通信装置160的用户可以通过使非接触通信装置160近距离接近近场RF信号提供器150而生成NFC“触摸”事件。响应于NFC“触摸”事件，在第一感应耦合器151与第二感应耦合器161之间将感应耦合NFC信号10。之后，通过通信接口170将NFC信号10输送至组合单元120，其中NFC信号10将与来源于DC电源100的DC供电电压线性组合，以便将得到的组合RF信号10输出到轨道110上。此外，无线通信领域的技术人员已知的是，通过轨道承载且与组合信号20关联的RF能量的至少一部分从轨道110向外辐射，轨道110因此充当传输线。

返回参照图1，用在控制系统中的通信适配器130位于离轨道110给定距离处，并且包括：

- 第三感应耦合器131，其适于在沿着轨道110的给定位置处与流到轨道上的组合信号20的磁场感应耦合。

在实施例的示例中，感应耦合器131可以为天线，其被配置成暴露于NFC信号10并且调制接收的NFC信号10，使得调制的信号可以由相应的收发器接收。因此，通信适配器能够获得组合信号20的至少一部分。

此外，通信适配器130也包括：

- 处理单元，例如微处理器或者微控制器，其耦合到第三感应耦合器131并且可操作来从感应获得的组合信号20中提取控制命令。

事实上，如上所述，组合信号20中包括的NFC信号10包括适于控制至少一个灯架140的操作的至少一个控制命令。

在图1的示例中，灯架140可操作来耦合到通信适配器130。即，灯架可以是常规灯架，其可以适于可操作地与通信适配器130相组合进行耦合。然而，在实施例的示例中，灯架140也可以是包括通信适配器130的单个单元，使得整个单元适于附接到轨道110。参照图1，灯架包括至少一根连接线141，该连接线可以用来输送DC电压离开轨道110，以便对灯架140供电。例如，连接线141也可以用来承载控制命令。此外，灯架140可以包括控制单元，该控制单元适于至少基于控制命令控制与其耦合的灯190。例如，控制命令可以包括关断命令、接通命令、调光级别命令或者颜色命令。然而，轨道照明系统领域的技术人员将会领会，在不脱离本申请的范围的情况下可以设想其他类型的命令。尽管在实施例的示例中，控制命令可以针对单个灯架140，但是它也可以针对一组灯架140。后一特征高度依赖于所使用的近场RF标准。例如，当前版本的NFC标准不支持组播，从而不可能将控制命令发送至一组灯架140。相比之下，RFID标准能够这样做，因为组播在该标准中可用。不管人们是否想要使用NFC标准组播控制命令，都可以存在例如通过使用NFC/RFID转换器实现该目的的可能性。在该实施例中，灯架140应当是支持RFID的，因为RFID信号将被发送至轨道上。NFC/RFID转换器将基于NFC信号10连同一些附加的组播信息而产生RFID信号。这样的附加组播信息可以通过位于支持NFC的设备上的软件应用程序确定，其中用户可以选择灯架140列表来控制。

现在参照图3，其中概略性地示出了依照本申请一个实施例且关于图1的DC轨道照明系统的控制系统的方法的流程图。

在S200中，如上文中例如在组合单元120的级别已经解释的基于NFC信号10和DC供电电压产生组合信号20。稍后，通过充当传输线的轨道110传输组合信号20。

在S210中，如上文中已经解释的，例如在通信适配器130的级别感应获得流到轨道110上的组合信号20的磁场的至少一部分。

然后，在S220中，如上文中例如在通信适配器130的级别已经解释的，从感应获得的组合信号20的磁场中提取至少一个控制命令。

在S230中，如上文中例如在灯架140的级别已经解释的，基于提取的控制命令控制至少一个灯架140。

技术人员将会领会，所提出的解决方案实现了一种基于诸如NFC之类的近场RF技术的使用的用于DC轨道照明系统的控制系统。该解决方案通过延伸近场RF技术提供的有限范围而实现。事实上，应当领会，本申请利用了DC轨道在让诸如近场RF信号之类的高频信号流到其上的同时可以表现为传输线的意外特性。所提出的解决方案可以要求对于DC轨道照明系统的不那么繁琐的控制，因为可以基于支持近场RF的设备的单一“触摸”而控制一个或多个灯架。此外，可以降低无线污染和干扰，因为控制信号仅仅沿着轨道而不是在例如整个房间辐射。

当然，上面的优点是示例性的，并且这些或其他优点可以通过所提出的解决方案实现。此外，技术人员将会领会，不是上面说明的所有优点都一定由本文中描述的实施例实现。

实现同一功能的任何设备布置实际上是“关联的”，使得希望的功能被实现。因此，本文中组合以实现特定功能的任何两个设备都可以被看作彼此“关联”，使得希望的功能被实现，而不管架构或者中间设备如何。同样地，这样关联的任何两个设备也可以被视为彼此“可操作地连接”或者“可操作地耦合”以便实现希望的功能。

此外，本领域技术人员将会认识到，上面描述的操作之间的边界仅仅是说明性的。多个操作可以组合成单个操作，单个操作可以分布在附加的操作中，并且操作可以在时间上至少部分重叠地执行。而且，可替换的实施例可以包括特定操作的多个示例，并且在各个不同的其他实施例中，操作顺序可以改变。

然而，其他修改、变化和替换方式也是可能的。因此，说明书和附图应当在说明性而非限制性意义上进行考虑。

在权利要求书中，置于括号之间的任何附图标记都不应当被解释为限制了权利要求。措词“包括”并没有排除存在权利要求中列出之外的其他元素或操作。此外，当在本文中使用时，术语“一”或“一个”被限定为一个或者超过一个。再者，权利要求书中诸如“至少一个”和“一个或多个”之类的引导性短语的使用不应当被解释为隐含通过不定冠词“一”或“一个”引入另一个权利要求元素将包含这样的引入的权利要求元素的任何特定权利要求限制为包含仅仅一个这样的元素的发明，即使同一权利要求包括引导性短语“一个或多个”或者“至少一个”以及诸如“一”或“一个”之类的不定冠词。对于定冠词的使用，这同样成立。除非另有说明，诸如“第一”和“第二”之类的术语用来任意地区分这样的术语所描述的元素。因此，这些术语不一定意在表明这样的元素的时间或者其他优先次序。特定措施记载在相互不同的从属权利要求中的仅有事实并不意味着这些措施的组合不可以加以利用。本申请范围在下面的权利要求及其等同物中限定。此外，说明书和权利要求书中使用的附图标记并不限制要求保护的本申请的范围。

Claims

1.一种控制系统，包括通过DC电源（100）供电的轨道照明系统（1000），该轨道照明系统包括至少一根细长的传导轨道（110），所述轨道从第一端（111）延伸到第二端（112）以用于将DC电源的DC供电电压分量供应给适于附接到轨道（110）的至少一个灯架（140），该控制系统包括：

- 组合单元（120），其可操作来：

- 组合DC供电电压分量以及至少接收的近场射频RF信号（10），从而产生组合信号（20），该近场RF信号包括至少一个控制命令；并且

- 在轨道的第一端传输组合信号，以便基于控制命令感应控制所述至少一个灯架的操作。

2.权利要求1所述的控制系统，进一步包括：

- 匹配的端接负载（180），其耦合到轨道的第二端，其中匹配的负载的阻抗等于轨道的特性阻抗。

3.权利要求1或2所述的控制系统，其中轨道包括适于连接到参考电位的第一导轨部件和适于连接到DC电源的第二导轨部件，第一和第二导轨部件彼此平行并且间隔第一距离。

4.权利要求1或2所述的控制系统，进一步包括可操作地耦合到组合单元并且适于提供近场RF信号的近场RF信号提供器（150）。

5.权利要求4所述的控制系统，其中近场RF信号提供器包括：

- 第一感应耦合器（151），其适于与通过近场RF信号提供器外部的第二感应耦合器（161）传输的近场RF信号的磁场感应耦合；以及

- 通信接口（170），其允许与组合单元耦合并且适于输送接收的近场RF信号。

6.权利要求1或2所述的控制系统，进一步包括非接触通信装置（160），该非接触通信装置包括与近场RF信号发射器耦合的第二感应耦合器，所述发射器可操作来通过第二感应耦合器发射近场RF信号。

7.一种通信适配器（130），用于权利要求1、2、3、4、5或6的控制系统，包括：

- 第三感应耦合器（131），其适于在沿着轨道的给定位置与流到轨道上的组合信号的磁场感应耦合，以产生感应获得的组合信号；以及

- 处理单元，其耦合到第三感应耦合器并且可操作来从感应获得的组合信号中提取控制命令。

8.权利要求7所述的通信适配器，进一步适于位于离第一端与第二端之间的轨道第三距离处，其中第一端位于离第二端第四距离处，该第四距离充分大于第三距离。

9.权利要求7或8所述的通信适配器，进一步包括可操作地耦合到通信适配器的灯架（140），该灯架包括适于至少基于控制命令控制与其耦合的灯的控制单元。

10.一种控制通过DC电源供电的轨道照明系统（1000）的方法，该轨道照明系统包括至少一根从第一端（111）延伸到第二端（112）的细长传导轨道（110），该轨道用于将DC电源的DC供电电压分量供应给适于附接到该轨道（110）的至少一个灯架（140），该方法包括：

- 组合DC供电电压分量以及至少接收的近场射频RF信号（10），从而产生组合信号（20），该近场RF信号包括至少一个控制命令；

11.权利要求10所述的方法，进一步包括：

- 利用匹配的负载端接轨道的第二端，该匹配的负载具有等于轨道的特性阻抗的阻抗。

12.权利要求10或11所述的方法，进一步包括：

- 在沿着轨道的给定位置感应获得流到轨道上的组合信号的磁场；以及

- 从获得的组合信号中提取控制命令。

13.权利要求10或11所述的方法，其中控制命令包括关断命令、接通命令、调光级别命令或者颜色命令。

14.权利要求10或11所述的方法，其中控制命令针对单个灯架。

15.权利要求10或11所述的方法，其中控制命令针对一组灯架。