CN106664120A - 非接触式led照明灯具和包括非接触式led照明灯具的led照明网络 - Google Patents

Abstract

一种照明网络包括照明网络基站和一个或多个非接触式照明网络组件。该照明网络基站包括：射频（RF）放大器，其将RF电力信号供应给照明网络线对；以及第一电力线通信耦合器，其将照明网络线对耦合到第一电力线路通信设备。非接触式照明网络组件从照明网络线对上的RF电力信号提取电力，并且将照明网络线对耦合到第二电力线通信设备。第一和第二电力线通信设备经由照明网络线对传送网络数据。非接触式照明网络组件可以包括照明灯具（例如，包括一个或多个LED光源）、传感器和/或照明网络接口适配器。

Description

非接触式LED照明灯具和包括非接触式LED照明灯具的LED照 明网络

技术领域

本发明大体针对照明系统、网络和灯具。更具体地，本文公开的各种发明系统和装置涉及非接触式LED照明灯具以及包括一个或多个非接触式LED照明灯具和/或其它非接触式照明网络组件的LED照明网络。

背景技术

数字照明技术，即基于诸如发光二极管（LED）之类的半导体光源的光照，提供了对传统荧光灯、HID灯和白炽灯的可行可替换方案。LED的功能优点和益处包括高能量转换和光学效率、耐久性、较低的操作成本以及许多其它功能优点和益处。LED技术方面的最新进展已经提供了在许多应用中实现各种各样的照明效果的高效且鲁棒的全光谱照明源。包含这些源的一些灯具以照明模块为特征，该照明模块包括能够产生不同颜色（例如红色、绿色和蓝色）的一个或多个LED以及用于独立地控制LED的输出以便生成各种各样的颜色和变色照明效果的处理器，例如如在通过引用并入本文的美国专利号6,016,038和6,211,626中详细讨论。

已经开发了包括多个照明灯具的数字照明网络，每一个照明灯具包括一个或多个LED光源，这些LED光源全部可以连接到一个或多个公共电力线和/或（多个）共享数据线。一些照明网络还可以包括其它照明网络组件，比如照明传感器。

在大多数照明网络中，每一个照明网络组件（例如，照明灯具）包括依赖于连接器系统的基本电力和数据接口，该连接器系统在网络组件和（多个）网络线缆或（多个）导线之间采用物理金属到金属接触。例如，一些已知照明灯具采用绝缘移位接触（IDC），其允许照明灯具在几乎任何期望的位置处快速地且容易地电气连接到照明网络的（多个）线缆或（多个）导线。

然而，采用导电物理接触接收电力并且从照明网络的（多个）线缆或（多个）导线传送数据的照明灯具以及其中部署这样的照明灯具的照明网络，由于导电物理接触的磨损和损坏的缘故易于出现性能退化和故障。这样的磨损或损坏可能例如在接触被暴露于诸如湿气之类的污染物时或者在欠佳的连接条件下操作时发生。作为结果，这些电气接触有时候要求精细处置和/或特殊设计考虑以使得它们更可靠。此外，在一些情况下，照明网络组件反复地被插入或连接到照明网络，例如当它们从一个光网络移动到另一个时，或者当照明网络被重新配置时等等。在该情况下，性能退化或故障可能发生，因为电气接触它们自身一般地还具有关于它们可以被插入或连接的最大次数的限制或规范。

因而，现有技术中需要提供照明灯具以及其它照明网络组件，其在暴露于诸如湿气之类的污染物时或者在欠佳的连接条件下操作时更稳定并且其可以反复地被插入或连接而没有由于关于物理导电接触的磨损而退化。特别地，现有技术中存在针对照明网络组件和照明网络的需要，该照明网络可以允许照明网络组件功能地连接到照明网络，而不需要照明网络的、在照明网络组件与照明网络的电力和信号载体或线之间的任何物理导电接触或连接。

发明内容

本公开针对用于照明网络以及用于照明网络的网络组件的发明方法和装置。例如，本发明可以提供非接触式照明灯具，以及可以采用一个或多个这样的非接触式照明灯具和/或其它非接触式照明网络组件的照明网络。

一般地，在一个方面中，一种照明网络包括：照明网络基站和至少一个非接触式照明网络组件。该照明网络基站包括：射频放大器，其被配置成接收AC市电电力，将AC市电电力转换成射频电力信号，并且将射频电力信号供应给照明网络线对；以及基站电力线通信耦合器，其被配置成将照明网络线对耦合到第一电力线通信设备。该至少一个非接触式照明网络组件沿照明网络线对远离照明网络基站定位，并且包括：至少一个非接触式照明网络组件耦合器，其被配置成从照明网络线对上的射频电力信号提取电力并且将照明网络线对耦合到第二电力线通信设备。基站电力线通信耦合器和非接触式照明网络组件耦合器被配置成经由照明网络线对在第一电力线通信设备与第二电力线通信设备之间传送网络数据。

（多个）非接触式照明网络组件耦合器可以配置成在没有形成到照明网络线对的导电物理接触的情况下从照明网络线对上的射频电力信号（例如，感应地）提取电力，并且在没有形成到照明网络线对的导电物理接触的情况下将照明网络线对（例如，感应地）耦合到第二电力线通信设备。这样的布置消除了对于照明网络线与（多个）非接触式照明网络组件之间的金属到金属连接的需要。

消除对于照明网络线与（多个）非接触式照明网络组件之间的金属到金属连接的需要可以提供下述益处中的一个或多个。

第一，照明网络的可靠性可以增加。照明网络的导线（例如，线对）与（多个）非接触式照明网络组件之间的电气连接得以实现而不需要打破承载网络导线（例如，线对）的线缆的绝缘，并且没有暴露照明网络组件上的金属连接器。这可以消除对于连接器系统周围的密封的任何需要。

第二，可以采用非接触式照明网络组件的照明网络促进模块化光系统的创建。传统地，照明网络组件的重定位将要求线缆修改、连接器更换，或者在一些情况下要求定制线缆的制造。然而，可以采用非接触式照明网络组件的照明网络允许达成这样的重定位，而不需要进行照明网络线与重定位的照明网络组件之间的任何物理的金属到金属的电气连接。作为结果，最终用户可能能够现场配置其安装，而不需要修改线缆或连接。最终用户可能能够简单地将照明网络组件重定位到网络线缆（例如，线对）的任何部分上并且将照明网络组件夹紧就位。这种模块化还允许将各种各样不同的照明网络组件共同定位到相同的照明网络线上，因为不需要支持照明网络组件之间的公共连接器或导线接口。这些照明网络组件简单地需要具有相同的电源和数据传递电路，并且它们在单对网络线上共存。

第三，由于现场可配置照明网络组件的使用以及使用标准构建块在照明网络上选择和改变照明网络组件的位置的便利性，照明网络组件交付时间和库存要求可以放松。

第四，可以采用非接触式照明网络组件的照明网络可以降低针对网络的维护难度。例如，在无接触非接触式照明网络组件的情况下，有可能向系统添加和移除非接触式照明网络组件而同时网络是“活着的”。因为不存在要进行的金属接触，所以不存在用户无意间触碰安装的活着的部分的几率，正如不存在在该过程期间连接以创建火花的机会。而且，当照明网络中的所有非接触式照明网络组件可以从工厂完全密封时，在现场将不需要为了安装、维护或其它原因而打破任何密封。

第五，可以采用非接触式照明网络组件的照明网络可以提供增加的安全性。由于不存在金属到金属连接，所以不存在具有诸如高电阻、搭桥等等之类的问题的连接的风险。这意味着这样的系统可以安装在极端环境中，诸如经历爆炸气体条件的环境、水下等。

第六，可以采用非接触式照明网络组件的照明网络可以提供可靠的高速数据传递。感应数据传递可以支持可靠的高数据速率。非接触式照明网络组件消除了连接器的腐蚀的可能性，连接器存在于采用连接器化的照明网络组件的网络中并且可能引起数据完整性的损失和/或增加的电阻。这样增加的电阻可能由于连接器的磨损和腐蚀的结果而发生的，并且可能引起连接的加热并减小总体网络的效率。消除连接器还消除了接线错误以及的确形成全接触或具有断续接触的电气连接器的可能性。

第七，由于公共共享数据/电源总线的缘故，可以采用非接触式照明网络组件的照明网络可以在灯、传感器、电源等之间提供容易的相互通信，这与采用具有各种类型输入连接器的数据线缆和电力线的照明网络形成对照。

在一些实施例中，至少一个非接触式照明网络组件耦合器包括：电力耦合器，其被配置成从照明网络线对上的射频电力信号提取电力；以及与电力耦合器分离的照明网络组件电力线通信耦合器，其被配置成将照明网络线对耦合到第二电力线通信设备。

在一些实施例中，至少一个非接触式照明网络组件至少包括第二非接触式照明网络组件。第二非接触式照明网络组件包括：第二非接触式照明网络组件耦合器，其被配置成从照明网络线对上的射频电力信号提取电力；并且将照明网络线对耦合到第三电力线通信设备。基站电力线通信耦合器和第二非接触式照明网络组件耦合器被配置成经由照明网络线对在第一电力线通信设备与第三电力线通信设备之间传送网络数据。

在一些实施例中，照明网络进一步包括多个照明网络组件，其中每一个照明网络组件具有网络中的对应地址，并且其中照明网络基站和照明网络组件被配置成根据以太网协议经由照明网络线对传送网络数据。

在一些实施例中，照明网络包括多个非接触式照明网络组件，该多个非接触式照明网络组件包括含有至少一个发光二极管（LED）光源的至少一个非接触式照明网络组件以及含有至少一个传感器的至少一个非接触式照明网络组件，其中含有至少一个传感器的该至少一个非接触式照明网络组件被配置成经由照明网络线对向照明网络基站传送传感器数据，其中照明网络基站被配置成经由照明网络线对向含有至少一个LED光源的至少一个非接触式照明网络组件传送照明数据，其中该照明数据表示用于至少一个LED光源的至少一个操作参数，并且其中该照明数据响应于传感器数据而生成。

在一些实施例中，照明网络进一步包括远离照明网络基站定位的阻抗端子，其中照明网络基站设置在照明网络线对的第一端处，并且其中阻抗端子在与照明网络线对的第一端相对的照明网络线对的第二端处跨照明网络线对连接。

在一些实施例中，至少一个非接触式照明网络组件进一步包括：至少一个发光二极管（LED）光源；以及照明驱动器，其被配置成由从射频电力信号提取的电力供电并且利用所提取的电力来驱动至少一个LED光源。

在这些实施例的一些版本中，至少一个非接触式照明网络组件进一步包括第二电力线通信设备，其中第二电力线通信设备连接到至少一个非接触式照明网络组件耦合器并且被配置成经由在照明网络线对上承载的电力线通信信号而从照明网络基站接收至少一些网络数据。

在这些实施例的一些版本中，所接收的网络数据包括表示用于至少一个LED光源的至少一个操作参数的照明数据，其中至少一个非接触式照明网络组件进一步包括由从射频电力信号提取的电力供电的控制器，其中控制器连接到第二电力线通信设备的输出，并且其中控制器的输出信号被提供给照明驱动器以便响应于照明数据而控制照明驱动器的操作。

在一些实施例中，至少一个非接触式照明网络组件进一步包括：第二电力线通信设备，其中第二电力线通信设备连接到至少一个非接触式照明网络组件耦合器；以及数据输入/输出端口，其被配置成与在至少一个非接触式照明网络组件外部的设备传送网络数据的至少部分。

在这些实施例的一些版本中，至少一个非接触式照明网络组件进一步包括电力转换器，其被配置成接收从射频电力信号所提取的电力并且进一步被配置成从至少一个照明网络组件的电力输出端口输出AC电力。

在这些实施例的一些版本中，至少一个非接触式照明网络组件进一步包括传感器，其被配置成感测运动、环境光、烟雾、温度、气体、图像、音频、位置和压力中的至少一个，并且响应于它而产生传感器数据；以及第二电力线通信设备，其中第二电力线通信设备连接到至少一个非接触式照明网络组件耦合器并且被配置成经由在照明网络线对上承载的电力线通信信号而传送传感器数据。

在另一个方面中，非接触式照明网络组件包括：电力线通信设备；以及至少一个非接触式照明网络组件耦合器，其被配置成从在照明网络线对上承载的射频电力信号提取电力，并且进一步配置成将照明网络线对耦合到电力线通信设备。电力线通信设备连接到至少一个电力线通信耦合器并且被配置成经由在照明网络线对上承载的电力线通信信号而传送网络数据。

（多个）非接触式照明网络组件耦合器可以配置成从在照明网络线对上承载的射频电力信号提取（例如，感应地）电力而没有形成到照明网络线对的导电物理接触，并且将照明网络线对耦合（例如，感应地）到电力线通信设备而没有形成到照明网络线对的导电物理接触。

在一些实施例中，至少一个非接触式照明网络组件耦合器包括：电力耦合器，其被配置成从照明网络线对上的射频电力信号提取电力；以及与电力耦合器分离的照明网络组件电力线通信耦合器，其被配置成将照明网络线对耦合到电力线通信设备。

在一些实施例中，非接触式照明网络组件进一步包括：至少一个发光二极管（LED）光源；以及照明驱动器，其被配置成由从射频电力信号提取的电力供电并且利用所提取的电力来驱动至少一个LED光源。

在这些实施例的一些版本中，网络数据包括表示用于至少一个LED光源的至少一个操作参数的照明数据，并且非接触式照明网络组件进一步包括由从射频电力信号提取的电力供电的控制器，其中控制器连接到电力线通信设备的输出，并且其中控制器的输出被提供给照明驱动器以便响应于照明数据而控制照明驱动器的操作。

在一些实施例中，非接触式照明网络组件进一步包括电力转换器，其被配置成接收从射频电力信号提取的电力并且进一步配置成从照明网络组件的电力输出端口输出AC电力。

在这些实施例的一些版本中，非接触式照明网络组件进一步包括数据输入/输出端口，其被配置成与在照明网络组件外部的设备传送网络数据的至少部分。

在这些实施例的一些版本中，非接触式照明网络组件进一步包括传感器，其被配置成感测运动、环境光、烟雾、温度、气体、图像、音频、位置和压力中的至少一个，并且响应于它而产生传感器数据，其中电力线通信设备连接到至少一个非接触式照明网络组件耦合器并且被配置成经由在照明网络线对上承载的电力线通信信号而传送传感器数据。

在又一个方面中，一种操作照明网络的方法包括：采用至少一个非接触式耦合器来从在照明网络线对上承载的射频电力信号提取电力，并且将照明网络线对耦合到电力线通信设备；以及经由在照明网络线对上承载的电力线通信信号而在电力线通信设备与另一电力线通信设备之间传送网络数据。

非接触式耦合器可以从照明网络线对上的射频电力信号提取（例如，感应地）电力而没有形成到照明网络线对的导电物理接触，并且可以将照明网络线对（例如，感应地）耦合到电力线通信设备而没有形成到照明网络线对的导电物理接触。

在一些实施例中，采用至少一个非接触式耦合器包括：采用非接触式电力耦合器来从照明网络线对上的射频电力信号提取电力；并且采用与电力耦合器分离的非接触式照明网络组件电力线通信耦合器来将照明网络线对耦合到电力线通信设备。

在一些实施例中，该方法进一步包括：从由至少一个非接触式耦合器提取的电力产生DC电压；将DC电压提供给照明驱动器以对照明驱动器供电；以及利用所提取的电力来驱动至少一个LED光源。

在这些实施例的一些版本中，网络数据包括表示用于至少一个LED光源的至少一个操作参数的照明数据，并且其中该方法进一步包括：将DC电压提供给连接到第二电力线通信接收器的输出的控制器；并且采用该控制器来响应于照明数据而控制照明驱动器的操作。

在一些实施例中，该方法进一步包括感测运动、环境光、烟雾、温度、气体、图像、音频、位置和压力中的至少一个，并且响应于它而产生传感器数据；以及经由至少一个非接触式耦合器通过在照明网络线对上承载的电力线通信信号传送传感器数据。

在一些实施例中，该方法进一步包括：响应于传感器数据而生成照明数据；以及经由在照明网络线对上承载的电力线通信信号而传送照明数据。

在仍旧另一个方面中，一种装置包括：射频放大器，其被配置成接收AC市电电力，将AC市电电力转换成射频电力信号，并且将射频电力信号供应到照明网络线对上；以及基站电力线通信耦合器，其被配置成将照明网络线对耦合到第一电力线通信设备。

在一些实施例中，基站电力线通信耦合器被配置成经由照明网络线对在装置与至少一个照明网络组件之间传送网络数据。

在这些实施例的一些版本中，基站电力线通信耦合器被配置成经由在照明网络线对上承载的电力线通信信号而从至少一个照明网络组件传送至少一些网络数据，其中所传送的网络数据包括表示用于至少一个照明网络组件的至少一个LED光源的至少一个操作参数的照明数据。

在这些实施例的一些版本中，基站电力线通信耦合器被配置成经由在照明网络线对上承载的电力线通信信号而从至少一个照明网络组件接收至少一些网络数据，其中所接收的网络数据包括响应于所感测的运动、所感测的环境光、所感测的烟雾、所感测的温度、所感测的气体、所感测的图像、所感测的音频、所感测的位置和所感测的压力中的至少一个而生成的传感器数据，并且照明数据响应于传感器数据而生成。

当在本文中用于本公开的目的时，术语“LED”应当被理解为包括能够响应于电信号而产生辐射的任何电致发光二极管或者其他类型的基于载流子注入/结的系统。因此，术语LED包括但不限于响应于电流而发射光的各种基于半导体的结构、发光聚合物、有机发光二极管（OLED）、电致发光带等等。特别地，术语LED指的是可以被配置成生成红外光谱、紫外光谱以及可见光谱（通常包括从近似400纳米到近似700纳米的辐射波长）的不同部分中的一个或多个中的辐射的所有类型的发光二极管（包括半导体和有机发光二极管）。LED的一些示例包括但不限于各种类型的红外LED、紫外LED、红色LED、蓝色LED、绿色LED、黄色LED、琥珀色LED、橙色LED和白色LED（下面进一步讨论）。还应该领会，LED可以被配置和/或控制以生成具有针对给定光谱（例如，窄带宽、宽带宽）的各种带宽（例如，半高全宽或FWHM）和在给定通用颜色类别内的各种各样的主波长的辐射。

例如，被配置成生成基本白色光的LED（例如，白色LED）的一种实现方式可以包括若干管芯，这些管芯分别发射不同的电致发光光谱，其以组合方式混合以形成基本上白色光。在另一种实现方式中，白光LED可以与磷光体材料相关联，该磷光体材料将具有第一光谱的电致发光转换为不同的第二光谱。在该实现方式的一个示例中，具有相对较短波长和窄带宽光谱的电致发光“泵浦”磷光体材料，其进而辐射具有稍微更宽光谱的更长波长辐射。

还应该理解，术语LED不限制LED的物理和/或电气封装类型。例如，如上所讨论的，LED可以指具有被配置成分别发射不同辐射光谱的多个管芯（例如，其可以单独可控或可以不单独可控）的单个发光设备。而且，LED可以与磷光体相关联，该磷光体被视为LED（例如，一些类型的白色LED）的组成部分。一般而言，术语LED可以指封装的LED、未封装的LED、表面安装的LED、板载芯片LED、T-封装安装LED、径向封装LED、功率封装LED、包括某种类型的包装和/或光学元件（例如，漫射透镜）的LED等等。

术语“光源”应被理解为指各种各样的辐射源中的任何一种或多种，包括但不限于基于LED的源（包括如上所定义的一个或多个LED）、白炽源（例如白炽灯、卤素灯）、荧光源、磷光源、高强度放电源（例如钠蒸汽、汞蒸汽和金属卤化物灯）、激光器、其他类型的电致发光源、火焰发光源（例如火焰）、蜡烛发光源（例如气灯罩、碳弧辐射源）、光致发光源（例如气体放电源）、使用电子饱和的阴极发光源、电流发光源、晶体发光源、运动发光源、热发光源、摩擦发光源、声致发光源、辐射发光源和发光聚合物。

给定的光源可以被配置成生成可见光谱内、可见光谱外或两者组合的电磁辐射。因此，术语“光”和“辐射”在本文中可互换地使用。此外，光源可以包括作为集成组件的一个或多个过滤器（例如滤色器）、透镜或其它光学组件。而且，应当理解，光源可以被配置用于各种各样的应用，包括但不限于指示、显示和/或光照。“光照源”是特别地被配置成生成具有足够强度的辐射以有效照射内部或外部空间的光源。在该上下文中，“足够强度”是指在空间或环境中生成的在可见光谱中的足够辐射功率（在辐射功率或“光通量”方面，单位“流明”经常被用来表示在所有方向上来自光源的总光输出）以提供环境光照（即，可以被间接感知并且可以例如在被完全或部分感知之前被各种各样的居间表面中的一个或多个反射的光）。

术语“光谱”应当被理解成是指由一个或多个光源产生的辐射的任何一个或多个频率（或波长）。因此，术语“光谱”不仅指可见范围中的频率（或波长），而且指红外、紫外和整个电磁光谱的其它区域中的频率（或波长）。而且，给定的光谱可以具有相对窄的带宽（例如具有基本上很小频率或波长分量的FWHM）或相对宽的带宽（具有各种相对强度的若干频率或波长分量）。还应当领会，给定的光谱可以是两个或更多其它光谱混合的结果（例如，混合分别从多个光源发射的辐射）。

为了本公开的目的，术语“颜色”与术语“光谱”可互换使用。然而，术语“颜色”一般地主要用来指由观察者可感知的辐射属性（尽管该使用并不旨在限制该术语的范围）。因此，术语“不同颜色”隐含地指具有不同波长分量和/或带宽的多个光谱。还应当领会，术语“颜色”可以结合白色和非白色光两者使用。

术语“色温”在本文中一般结合白光使用，尽管这种使用并不旨在限制该术语的范围。色温基本上是指白光的特定颜色内容或深浅（shade）（例如，泛红、泛蓝）。给定辐射样本的色温常规地根据辐射与所讨论的辐射样本基本上相同的光谱的黑体辐射器的以开尔文度（K）为单位的温度来表征。黑体辐射器色温一般落在从大约700 K（典型地被视为对人眼第一可见的）到超过10,000 K的范围内；白光一般在1500-2000 K以上的色温处被感知。

较低色温一般地指示具有更显著的红色分量或“更暖的感觉”的白光，而较高色温一般地指示具有更显著的蓝色分量或“更冷的感觉”的白光。作为示例，火具有大约1,800 K的色温，常规白炽灯泡具有大约2848 K的色温，清早的日光具有大约3,000K的色温，并且阴天正午的天空具有大约10,000K的色温。在具有大约3,000K色温的白光下观看的彩色图像具有相对微红的色调，而在具有大约10,000K色温的白光下观看的相同彩色图像则具有相对微蓝的色调。

术语“照明灯具”在本文中用于指特定形状因子、组装或封装的一个或多个照明单元的实现方式或布置。术语“照明单元”在本文中被用来指包括相同或不同类型的一个或多个光源的装置。给定的照明单元可以具有各种各样的用于光源的安装布置、壳体/外壳布置和形状、和/或电气和机械连接配置中的任意一种。此外，给定的照明单元可以可选地与涉及光源的操作的各种其它组件（例如，控制电路）相关联（例如，包括、耦合到这些其他组件和/或与其一起封装）。“基于LED的照明单元”指单独地或与其它非基于LED的光源组合地包括如上所讨论的一个或多个基于LED的光源的照明单元。“多通道”照明单元是指包括被配置成分别生成不同辐射光谱的至少两个光源的基于LED或非基于LED的照明单元，其中每个不同源光谱可以被称为多通道照明单元的“通道”。

术语“控制器”在本文中一般地用于描述涉及一个或多个光源的操作的各种装置。控制器可以以许多方式（例如用专用硬件）来实现，以执行本文所讨论的各种功能。“处理器”是控制器的一个示例，其采用可以使用软件（例如微代码）编程以执行本文所讨论的各种功能的一个或多个微处理器。控制器可以采用处理器或不采用处理器来实现，并且也可以实现为执行一些功能的专用硬件和执行其它功能的处理器（例如，一个或多个编程的微处理器和相关联的电路）的组合。在本公开的各种实施例中可以采用的控制器组件的示例包括但不限于常规的微处理器、专用集成电路（ASIC）和现场可编程门阵列（FPGA）。

在各种实现方式中，处理器或控制器可以与一个或多个存储介质（在本文中一般地被称为“存储器”，例如，易失性和非易失性计算机存储器，诸如RAM、PROM、EPROM以及EEPROM、软盘、压缩盘、光盘、磁带等）相关联。在一些实现方式中，存储介质可以用一个或多个程序来编码，所述一个或多个程序当在一个或多个处理器和/或控制器上执行时执行本文中所讨论的功能中的至少一些。各种存储介质可以固定在处理器或控制器内或者可以是便携式的，使得存储在其上的一个或多个程序能够被加载到处理器或控制器中以便实现本文中所讨论的本发明的各个方面。术语“程序”或“计算机程序”在本文中以通用意义被用来指能够被用于对一个或多个处理器或控制器进行编程的任何类型的计算机代码（例如，软件或微代码）。

术语“可寻址的”在本文中用于指一种设备（例如，一般光源、照明单元或灯具、与一个或多个光源或照明单元相关联的控制器或处理器、其它非照明相关设备等），其被配置成接收预期用于多个设备（包括它自己）的信息（例如数据）并且选择性地对预期用于它的特定信息做出响应。术语“可寻址的”通常与联网环境（或者“网络”，下文进一步讨论）结合地使用，其中多个设备经由某种或某些通信介质耦合在一起。

在一个网络实现方式中，耦合到网络的一个或多个设备可以充当用于耦合到网络的一个或多个其它设备的控制器（例如，以主/从的关系）。在另一实现方式中，联网环境可以包括被配置成控制耦合到网络的设备中的一个或多个的一个或多个专用控制器。一般地，耦合到网络的多个设备中的每一个都可以访问一个或多个通信介质上存在的数据；然而，给定设备可以是“可寻址的”，因为它被配置成基于例如分配给它的一个或多个特定标识符（例如，“地址”）来选择性地与网络交换数据（即，从网络接收数据和/或向网络传输数据）。

本文中所使用的术语“网络”是指促进信息在耦合到网络的任何两个或更多设备之间和/或多个设备之中的输送（例如，用于设备控制、数据存储、数据交换等）的两个或更多设备（包括控制器或处理器）的任何功能互连。如应当容易领会，适合用于互连多个设备的网络的各种实现方式可以包括各种各样的网络拓扑中的任一种并且采用各种各样的通信协议中的任一种。此外，在根据本公开的各种网络中，两个设备之间的任何一个连接可以表示两个系统之间的专用连接，或者可替换地可以表示非专用连接。除了承载预期用于这两个设备的信息之外，这样的非专用连接可以承载未必预期用于这两个设备中的任一个的信息(例如，开放网络连接)。另外，应当容易领会，如本文中所讨论的设备的各种网络可以采用一个或多个无线、有线/线缆和/或光纤链路来促进遍及网络的信息输送。

如本文中所使用的术语“用户接口”是指人类用户或操作者与一个或多个设备之间的接口，其实现了该用户与设备之间的通信。可以在本公开的各种实现方式中采用的用户接口的示例包括但不限于，开关、电位计、按钮、表盘、滑动器、鼠标、键盘、小键盘、各种类型的游戏控制器（例如操纵杆）、追踪球、显示屏、各种类型的图形用户接口（GUI）、触摸屏、麦克风以及可以接收某种形式的人类生成刺激并且响应于此而生成信号的其它类型的传感器。

如本文中所使用的术语“非接触式”是指用于在照明网络的信号载体（例如，线对）与可操作地或功能地连接到该照明网络的组件之间递送电信号和/或电力的导电物理接触（例如，金属接触）的缺失。如本文中所使用，“非接触式连接”是指组件与第二组件（或（多个）信号线）之间在不使用导电（例如，金属）物理接触的情况下的电气连接，其运送电气信号，例如数据或电力。这样的非接触式连接的示例是感应传导，其中经由诸如变压器或电气线圈之类的耦合器以感应地向或自组件运送电气信号或电力。

如本文中所使用的术语“照明网络组件”是指作为照明网络的部分可操作的功能组件。在非限制性的情况下，照明网络组件的示例包括照明灯具、传感器和照明网络接口适配器。

应当领会，前述的概念与下文更详细地讨论的附加概念的所有组合（假如这样的概念并不相互矛盾）被预期作为本文中所公开的发明主题的一部分。特别地，在本公开结尾处出现的所要求保护的主题的所有组合被预期作为本文中所公开的发明主题的一部分。还应当领会，也可能出现在通过引用并入的任何公开中的本文明确采用的术语应当被赋予与本文中所公开的特定概念最一致的含义。

附图说明

在附图中，贯穿不同视图，相同参考符号一般是指相同部分。而且，附图未必按照比例，相反地一般将重点放在说明本发明的原理上。

图1图示了照明网络的示例实施例。

图2A和2B图示了用于照明网络的非接触式照明灯具的两个示例实施例。

图3A和3B图示了用于照明网络的照明网络接口适配器的两个示例实施例。

图4A和4B图示了用于照明网络的照明传感器模块的两个示例实施例。

具体实施方式

如上文所讨论，采用物理导电接触以接收电力和数据的照明灯具以及其中部署这样的照明灯具的照明网络，在接触被暴露于诸如湿气之类的污染物时或者在欠佳的连接条件下操作时或者在照明灯具一次又一次地插入或连接到照明网络时，由于对物理导电接触的磨损和损坏而易于性能退化和故障。

更一般地，申请人已经认识和领会到，将有益的是提供照明网络组件（例如，照明灯具）和照明网络，其可以允许照明网络组件功能地连接到照明网络，而不需要照明网络组件与照明网络的电力和信号载体或线之间的任何物理导电接触。

鉴于上文所述，本发明的各种实施例和实现方式针对诸如非接触式照明灯具之类的非接触式照明网络组件以及采用一个或多个这样的非接触式照明网络组件的照明网络。此处，要理解到，当照明网络和照明网络组件被称为“非接触式”时，这是指用于在（多个）照明网络信号载体（例如，照明网络线对）与可操作地或功能地连接到该照明网络的照明网络组件之间递送电气信号和/或电力的导电物理接触（例如，金属接触）的缺失。这不排除照明网络组件可以包括到某种其它外部设备的某种其它导电物理接触的可能性。

图1图示了照明网络100的示例实施例。照明网络100包括经由照明网络线对115连接到多个非接触式照明网络组件的照明网络基站110，照明网络线对115作为用于照明网络100的电力和信号载体而操作。在图1的照明网络100中，非接触式照明网络组件包括照明灯具120、照明网络接口适配器130和照明传感器模块140。照明网络100可以是发光二极管（LED）照明网络。

尽管图1图示了包括两个照明灯具120、一个照明网络接口适配器130和一个照明传感器模块140的照明网络100的实施例，但是应当理解到，一般地，照明网络可以包括任何数目的非接触式照明网络组件及其组合，其仅由诸如照明网络线对的最大长度、照明网络线对中的导体的厚度或量规（gauge）、可以经由照明网络线对供应的电力水平、所要求的照明灯具的操作效率、照明网络线对的数据或通信能力等等之类的约束条件限制。关于照明网络的这些约束条件的影响将在下文关于示例配置更加详细地说明。

如图1中所图示，照明网络基站110包括射频（RF）放大器111、电力线通信（PLC）耦合器113和电力线通信（PLC）设备114。在各种实施例中，照明网络基站110可以包括其它元件，包括例如控制器或处理器。

RF放大器（RFA）111被配置成从AC市电10接收AC市电电力，将AC市电电力转换成射频（RF）电力信号，并且将射频电力信号供应给照明网络线对115。

在一些实施例中，AC市电电力可以包括在处于100-277伏的电压范围中的电压下的50Hz到60Hz。

RFA 111可以操作成产生RF带中的各种各样频率范围中的一个或多个中的RF电力信号，包括非常低的频率（VLF-或者3kHz到30kHz）、低频率（LF-30kHz到300kHz）、中等频率（MF-300kHz到3MHz）；高频率（HF-3MHz到30MHz）或者RF带中的更高频率范围。然而，特别地，要理解到，RF放大器111和RF电力信号不会在诸如红外、可见或紫外带之类的光学频带中操作。在一些实施例中，RFA 111可以在照明网络基站110的输出处输出具有大约20kHz的频率和260VAC的电压水平的RF电力信号。在一些实施例中，RFA 111可以具有1千瓦的输出功率水平。然而，要理解到，可以在照明网络100中采用其它电压水平、功率水平和频率，并且这些数字仅被提供来说明具体实施例。

PLC设备114被配置成与外部数据通信设备20通信以与之交换数据（即，从其接收数据和/或向其传输数据）。一般地，从外部数据通信设备20接收的数据可以以各种各样的格式接收，包括例如以太网、DMX、DALI、无线和模拟格式（例如，模拟调光信号）等。在该情况下，有益地，PLC设备114可以配置成将所接收的数据转换成通过照明网络基站110经由照明网络线对115传送给一个或多个照明网络组件（例如，一个或多个照明灯具120和/或一个或多个照明网络接口适配器130）的网络数据。在一些实施例中，外部数据通信设备20可以包括计算机、用户接口、无线接收器、到另一照明网络的连接等。在一些实施例中，照明网络基站110可以包括控制器或处理器，其可以与PLC设备114结合地操作以在针对用于经由照明网络线对115传送数据的电力线通信（PLC）信号的数据格式（例如，以太网分组）与其它各种数据格式之间转换数据，其它各种数据格式例如为以太网、DMX、DALI、无线和模拟格式（例如，模拟调光信号）等。在一些实施例中，外部数据通信设备20和/或照明网络基站110的处理器可以执行一个或多个软件算法以作为用于照明网络100的照明控制器而操作，从而控制照明网络100的一个或多个照明灯具120的操作。这样的操作的示例将在下文描述。

PLC耦合器113被配置成将PLC设备114耦合到照明网络线对115。PLC耦合器113可以是电感耦合器，其将PLC设备114耦合到照明网络线对115而没有形成到照明网络线对115的导电物理接触。在各种实施例中，PLC耦合器113可以包括电感器、变压器或电气线圈。在一些实施例中，PLC耦合器113被配置成将PLC信号从PLC设备114耦合到线对115上，由此PLC信号承载网络数据，例如用于控制一个或多个照明灯具120的一个或多个光源（例如，基于LED的光源）的一个或多个操作参数的照明数据。

PLC信号可以在RF带中的各种各样频率范围中的一个或多个中操作，但是不在诸如红外、可见或紫外带之类的光学频带中操作。在该情况下，看到PLC耦合器113不是光耦合器。在一些实施例中，PLC信号可以在2-68MHz的频率范围中的一个或多个频率下操作于照明网络线对115上。在一些实施例中，PLC信号可以包括以太网信号。在一些实施例中，PLC信号可以在大约200Mbps的数据速率下通过照明网络线对115传送数据。

照明网络线对115包括一对导电线并且可以作为传输线而操作，该传输线具有在RF频带中的RF电力信号和PLC信号的（多个）操作频率下的特性阻抗。在各种实施例中，照明网络线对115可以包括双绞线、同轴线缆等。在一些实施例中，RFA 111的输出阻抗可以被选择成以照明网络线对115的特性阻抗操作。在该情况下，端子块150可以被选择成具有与RFA111的输出阻抗匹配的阻抗。在一些实施例中，端子块150可以省略，这可能导致照明网络100的退化的性能，例如降低的效率。在一些实施例中，除照明网络线对115之外，照明网络100可以采用其它线、导线或信号载体。

在图2A-B、3A-B和4A-B中分别图示了照明灯具120、照明网络接口适配器130和照明传感器模块140的示例实施例的进一步细节。

图2A图示了用于照明网络的照明灯具200的示例实施例。照明灯具200可以是图1的照明灯具120的一个实施例。照明灯具200可以被称为非接触式照明灯具，因为它被配置成可操作地或者功能地连接到照明网络100而没有到照明网络线对115的任何导电物理接触（例如，金属接触）以用于在照明网络线对115与照明灯具200之间递送电气信号（例如，数据信号）和/或电力。照明灯具200包括电力耦合器121、电力转换器122、电力线通信（PLC）耦合器123、电路线通信（PLC）设备124、基于发光二极管（LED）的照明单元125、照明驱动器126、控制器127和一个或多个传感器128。

电力耦合器121可以是电感耦合器，并且被配置成从照明网络线对115上的RF电力信号提取电力而没有形成到照明网络线对115的导电物理接触。在各种实施例中，电力耦合器121可以包括电感器、变压器或电气线圈。如上文指出，RF电力信号在RF带中的各种各样频率范围中的一个或多个中操作，但不是在光学带中操作的光学信号。在该情况下，看到电力耦合器121不是光耦合器。

电力转换器122被配置成将由电力耦合器从照明网络线对115上的RF电力信号提取的电力转换成期望形式以供照明灯具200使用，例如以向PLC设备124、基于LED的照明单元125、照明驱动器126、控制器127和/或传感器128中的一个或多个供电。在一些实施例中，电力转换器122包括AC/DC转换器，其将高频AC信号（例如，在20kHz处）转换成稳定的DC电压，作为用于PLC设备124、基于LED的照明单元125、照明驱动器126、控制器127和/或传感器128中的一个或多个的供电电压。在一些实施例中，电力转换器122可以包括整流器、降压转换器、线性电压调控器和/或电力转换器的其它常见元件。

PLC耦合器123被配置成将PLC设备124耦合到照明网络线对115。PLC耦合器123可以是电感耦合器，其将PLC设备124耦合到照明网络线对115而没有形成到照明网络线对115的导电物理接触。在各种实施例中，PLC耦合器123可以包括电感器、变压器或电气线圈。在一些实施例中，PLC耦合器123被配置成向PLC设备124耦合承载在照明网络线对115上的电力线通信（PLC）信号。PLC信号可以承载网络数据，例如用于控制基于LED的照明单元125的一个或多个操作参数的照明数据。在一些实施例中，PLC耦合器123被配置成向照明网络线对115上耦合由PLC设备124产生的电力线通信（PLC）信号。PLC信号可以承载网络数据，例如如下文所讨论的由传感器128生成的感测数据。如上文指出，PLC信号可以在RF带中的各种各样频率范围中的一个或多个中操作，不在诸如红外、可见或紫外带之类的光学频带中操作。在该情况下，看到PLC耦合器123不是光耦合器。

PLC设备124连接到PLC耦合器123。PLC设备124还连接到控制器127。在各种实施例中，PLC设备124可以包括数据接收器、数据传输器或数据收发器。在一些实施例中，PLC设备124可以经由PLC 123从照明网络线对115接收网络数据，例如用于控制基于LED的照明单元125的一个或多个操作参数的照明数据，并且将网络数据供应给控制器127。在一些实施例中，PLC设备124可以从控制器127接收网络数据，例如由传感器128生成的感测数据，并且可以产生PLC信号，其传送网络数据并且可以通过PLC耦合器123耦合到照明网络线对115上。

基于LED的照明单元125可以包括一个或多个LED光源。在一些实施例中，基于LED的照明单元125可以是多通道照明单元。当基于LED的照明单元125包括多于一个LED光源时，在各种实施例中，LED光源可以具有彼此相同或不同的颜色。例如，在各种实施例中，LED光源可以包括一个或多个红色LED光源、一个或多个蓝色LED光源、一个或多个绿色LED光源和/或一个或多个白色LED光源。在一些实施例中，可以控制各种LED光源的相对光输出水平以使得基于LED的照明单元125输出具有诸如强度、颜色和/或色温之类的期望特性的光。在一些实施例中，可以由控制器127响应于由照明灯具200作为网络数据而经由PLC耦合器123和PLC设备124从照明网络线对115接收的照明数据而控制各种LED光源的相对光输出水平。在一些实施例中，照明灯具200可以包括多于一个基于LED的照明单元125。

照明驱动器126连接到电力转换器122、基于LED的照明单元125和控制器127。照明驱动器126被配置成在控制器127的控制之下从电力转换器122向基于LED的照明单元125供应电力。在一些实施例中，照明驱动器126可以包括一个或多个脉冲宽度调制器（PWM），其可以用于响应于来自控制器127的一个或多个PWM信号而控制供应给基于LED的照明单元125的一个或多个LED的电流。取决于对特定照明灯具200而言期望的是什么，各种各样的配置可以用于照明驱动器126。

在一些实施例中，控制器127可以包括处理器（例如，微处理器）和存储器，该存储器存储用于处理器的编程指令以使处理器执行一个或多个例程或算法来控制照明驱动器126和/或与（多个）传感器128和PLC设备124对接。

控制器127连接到PLC设备124、照明驱动器126和（多个）传感器128。如上文指出，控制器127可以从PLC设备124接收输出信号，其中该输出信号传送由PLC耦合器123从照明网络线对115提取的网络数据。该网络数据可以包括表示用于基于LED的照明单元125和/或基于LED的照明单元115的LED光源中的一个或多个的一个或多个操作参数的照明数据。这样的参数的示例可以包括调光水平、占空比、照明图案、颜色等。响应于所接收的照明数据，控制器127可以生成并且向照明驱动器126供应一个或多个输出信号以控制照明驱动器126的操作，该照明驱动器进而控制基于LED的照明单元125的一个或多个操作参数。在一些实施例中，控制器127可以输出一个或多个PWM控制信号以控制由照明驱动器126供应给基于LED的照明单元125的一个或多个LED光源的电流的水平，由此控制由（多个）LED光源输出的光的强度。

在一些实施例中，控制器127可以从（多个）传感器128接收传感器数据，并且可以将该传感器数据供应给PLC设备124以便作为网络数据而包括在通过PLC耦合器123耦合到照明网络线对115上的PLC信号中，如上文所讨论。在一些实施例中，传感器数据可以从照明灯具200传送到照明网络基站110和/或照明网络100的一个或多个其它非接触式照明网络组件。

（多个）传感器128可以感测一个或多个环境条件并且响应于它而产生传感器数据。（多个）传感器128可以感测下述中的一个或多个：与照明灯具200相关联的运动、环境光、烟雾、温度、气体、图像（静止或运动）、音频、位置和压力，并且响应于它而产生传感器数据，其可以作为网络数据而由PLC设备124并且作为PLC信号而由PLC耦合器123传送到照明网络线对115上。在一些实施例中，照明灯具200可以不包括任何传感器128。

在照明灯具200的一些实施例中，分离的电感耦合器可以被用于从照明网络线对115接收PLC信号，并且将PLC信号注入到照明网络线对115上。

图2B图示了用于照明网络的照明灯具201的另一示例实施例。照明灯具201可以是图1的照明灯具120的一个实施例。照明灯具121可以被称为非接触式照明灯具，因为它被配置成可操作地或者功能地连接到照明网络100而没有到照明网络线对115的任何导电物理接触（例如，金属接触）以用于在照明网络线对115与照明灯具201之间递送电气信号（例如，数据信号）和/或电力。

照明灯具201与上文描述的照明灯具200相同，其中具有以下差异。特别地，取代照明灯具200的分离的电力耦合器121和PLC耦合器123的是，照明灯具201采用单个照明网络组件耦合器221以从照明网络线对115上的射频电力信号提取电力而没有形成到照明网络线对115的导电物理接触，并且将照明网络线对115耦合到第二电力线通信设备224以便与照明灯具201传送PLC信号而没有形成到照明网络线对115的导电物理接触。在该情况下，在一些实施例中，第二电力线通信设备224可以包括变压器（例如，RF变压器）和/或滤波器以用于使承载网络数据的PLC信号在照明网络线对115之上与在照明网络线对115上承载的射频电力信号分离。

在一些实施例中，照明网络组件耦合器221可以是电感耦合器。

图3A图示了用于照明网络的照明网络接口适配器300的示例实施例。照明网络接口适配器300可以是图1的照明网络接口适配器130的一个实施例。照明网络接口适配器300可以被称为非接触式照明网络接口适配器，因为它被配置成可操作地或者功能地连接到照明网络100而没有到照明网络线对115的任何导电物理接触（例如，金属接触）以用于在照明网络线对115与网络接口适配器300之间递送电气信号（例如，数据信号）和/或电力。照明网络接口适配器300包括电力耦合器131、电力转换器132、电力线通信（PLC）耦合器133、电力线通信（PLC）设备134、控制器137、数据输入/输出（I/O）接口138和电力输出端口139。

元件131、133、134分别类似于已经在上文详细描述的元件121、123、124。因此将不重复其描述。

控制器137可以包括处理器（例如，微处理器）和存储器，存储器存储用于处理器的编程指令以使得处理器执行一个或多个例程或算法来与PLC设备134和数据I/O接口138对接。

控制器137连接到PLC设备134和数据I/O接口138。控制器137可以从PLC设备134接收输出信号，其中输出信号传送由PLC耦合器133从照明网络线对115提取的网络数据。网络数据可以包括用于照明网络100的一个或多个照明灯具的照明数据和/或来自照明网络100的一个或多个照明灯具和/或传感器的传感器数据。

在一些实施例中，控制器137可以从数据I/O接口138接收网络数据，并且可以将该网络数据供应给PLC设备134以便包括在由PLC耦合器133耦合到照明网络线对115上的PLC信号中。在一些实施例中，该网络数据可以从照明网络接口适配器300传送到照明网络基站110和/或照明网络100的一个或多个其它非接触式照明网络组件。

电力转换器132被配置成将由电力耦合器131从照明网络线对115上的RF电力信号提取的电力转换成期望形式以供照明网络接口适配器300使用，例如以向PLC设备134、控制器137和/或数据I/O接口138中的一个或多个供电。在一些实施例中，电力转换器132包括AC/DC转换器，其输出稳定的DC电压作为用于PLC设备134、控制器137和/或数据I/O接口138中的一个或多个的供电电压。在一些实施例中，电力转换器122可以包括整流器、降压转换器、线性电压调控器和/或AC/DC转换器的其它常见元件。

在一些实施例中，电力转换器132进一步被配置成将由电力耦合器131从照明网络线对115上的RF电力信号提取的电力转换成期望形式以便由照明网络接口适配器300的电力输出端口139输出。在一些实施例中，电力转换器132可以从电力输出端口139输出AC电力15，例如在100-277伏的电压范围中的电压下在50Hz到60Hz处的AC市电电压。在该情况下，电力转换器132可以包括DC/AC转换器，例如电力逆变器。一些实施例可以省略用于供应AC电力15的电力输出端口139，在该情况下电力转换器132可以省略DC/AC转换器。

数据I/O接口138从外部数据通信设备25接收数据和/或将经由照明网络线对115接收的网络数据供应给外部数据通信设备25。在一些实施例中，外部数据通信设备25可以包括照明网络基站，其扩展照明网络100或者对于第二照明网络而言“菊链式”链接到照明网络100。在各种实施例中，可以以各种各样的格式与外部数据通信设备25交换数据，包括例如以太网、DMX、DALI、无线和模拟格式。在该情况下，有益地，PLC设备134可以配置成将所接收的数据转换成网络数据，其由照明网络基站110经由照明网络线对115传送到一个或多个非接触式照明网络组件（例如，一个或多个照明灯具120和/或一个或多个照明网络接口适配器130）。在一些实施例中，外部数据通信设备25可以包括计算机、用户接口、无线接收器、到另一照明网络的连接等。

照明网络接口适配器300的各种实施例可以提供以下功能中的一个或多个：将电感电力转换或调适成传统AC电力（例如，AC市电电力）；将电感电力转换或调适成DC电力输出；将网络数据转换或调适成DMX、以太网、无线、近场通信（NFC）、蓝牙和/或其它数据格式；充当用于第二照明网络的数据转发器。

在照明网络接口适配器300的一些实施例中，可以采用分离的电感耦合器以用于从照明网络线对115接收PLC信号，并且将PLC信号注入到照明网络线对115上。此外，尽管没有具体地图示，但是在一些实施例中，照明网络接口适配器300可以包括一个或多个传感器，诸如上文描述的传感器128。

图3B图示了用于照明网络的照明网络接口适配器301的另一示例实施例。照明网络接口适配器301可以是图1的照明网络接口适配器130的一个实施例。照明网络接口适配器301可以被称为非接触式照明灯具，因为它被配置成可操作地或者功能地连接到照明网络100而没有到照明网络线对115的任何导电物理接触（例如，金属接触）以用于在照明网络线对115与照明网络接口适配器301之间递送电气信号（例如，数据信号）和/或电力。

照明网络接口适配器301与上文描述的照明网络接口适配器300相同，其中具有以下差异。特别地，取代照明网络接口适配器300的分离的电力耦合器131和PLC耦合器133的是，照明网络接口适配器301采用单个照明网络组件耦合器331以从照明网络线对115上的射频电力信号提取电力而没有形成到照明网络线对115的导电物理接触，并且将照明网络线对115耦合到第二电力线通信设备334以便与照明网络接口适配器301传送PLC信号而没有形成到照明网络线对115的导电物理接触。在该情况下，在一些实施例中，第二电力线通信设备334可以包括变压器（例如，RF变压器）和/或滤波器以用于使承载网络数据的PLC信号在照明网络线对115之上与在照明网络线对115上承载的射频电力信号分离。

在一些实施例中，照明网络组件耦合器331可以是电感耦合器。

图4A图示了用于照明网络的照明传感器模块400的示例实施例。照明传感器模块400可以是图1的照明传感器模块140的一个实施例。照明传感器模块400可以被称为非接触式照明传感器模块，因为它被配置成可操作地或者功能地连接到照明网络100而没有到照明网络线对115的任何导电物理接触（例如，金属接触）以用于在照明网络线对115和照明传感器模块400之间递送电气信号（例如，数据信号）和/或电力。照明传感器模块400包括电力耦合器144、电力转换器142、电力线通信（PLC）耦合器143、电力线通信（PLC）设备144、控制器147、数据输入/输出（I/O）接口148和传感器428。

元件141、142、143、144分别类似于已经在上文详细描述的元件121、122、123、124。因此将不重复其描述。

控制器147可以包括处理器（例如，微处理器）和存储器，存储器存储用于处理器的编程指令以使得处理器执行一个或多个例程或算法来与PLC设备144和数据I/O接口148和/或传感器428对接。

控制器147连接到PLC设备144和数据I/O接口148。控制器147可以从PLC设备144接收输出信号，其中输出信号传送由PLC耦合器143从照明网络线对115提取的网络数据。该网络数据可以包括用于改变传感器428的操作参数的照明命令数据。

控制器137可以经由数据I/O接口148从传感器428接收传感器数据，并且可以将该传感器数据供应给PLC设备144以便作为网络数据而包括在由PLC耦合器143耦合到照明网络线对115上的PLC信号中。在一些实施例中，该网络数据可以从照明传感器模块400传送到照明网络基站110和/或照明网络100的一个或多个其它非接触式照明网络组件。

（多个）传感器428可以感测下述中的一个或多个：与传感器模块400相关联的运动、环境光、烟雾、温度、气体、图像（静止或运动）、音频、位置和压力，并且响应于它而产生传感器数据，其可以作为PLC信号（例如，分组化数据）而由PLC设备144和PLC耦合器143传送到照明网络线对115上。

在一些实施例中，可以采用分离的电感耦合器以用于从照明网络线对115接收PLC信号，并且将PLC信号注入到照明网络线对115上。此外，尽管没有具体地图示，但是在一些实施例中，照明网络接口适配器300可以包括一个或多个传感器，诸如上文描述的传感器128。

图4B图示了用于照明网络的照明传感器模块401的另一示例实施例。照明传感器模块401可以是图1的照明传感器模块130的一个实施例。照明传感器模块401可以称为非接触式照明灯具，因为它被配置成可操作地或者功能地连接到照明网络100而没有到照明网络线对115的任何导电物理接触（例如，金属接触）以用于在照明网络线对115与照明传感器模块401之间递送电气信号（例如，数据信号）和/或电力。

照明传感器模块401与以上描述的照明传感器模块400相同，其中具有以下差异。特别地，取代照明网络接口适配器300的分离的电力耦合器141和PLC耦合器143的是，照明传感器模块401采用单个照明网络组件耦合器441以从照明网络线对115上的射频电力信号提取电力而没有形成到照明网络线对115的导电物理接触，并且将照明网络线对115耦合到第二电力线通信设备434以便与照明传感器模块401传送PLC信号而没有形成到照明网络线对115的导电物理接触。在该情况下，在一些实施例中，第二电力线通信设备434可以包括变压器（例如，RF变压器）和/或滤波器以用于使承载网络数据的PLC信号在照明网络线对115之上与在照明网络线对115上承载的射频电力信号分离。

在一些实施例中，照明网络组件耦合器441可以是电感耦合器。

在照明网络100的一些实施例中，照明灯具120、照明网络接口适配器130和/或照明传感器模块140可以包括具有照明网络100中的对应网络地址（例如，唯一地址）的地址组件。在该情况下，照明网络100可以利用通信协议进行操作，该通信协议将特定网络数据呈送（address）到特定照明网络组件和/或照明网络基站110。这样的网络数据可以例如分组化并且包括指示发送和/或预期的接收者组件的地址的头文件。在一些实施例中，可以采用错误校正来改进经由照明网络线对115的数据通信的可靠性。可以将任何各种各样的公知通信技术应用于经由照明网络线对115传送的PLC信号和网络数据。在一些实施例中，照明灯具120、照明网络接口适配器130和照明传感器模块140中的每一个可以具有对应的介质访问控制（MAC）地址，并且经由照明网络线对115传送的分组化网络数据可以包括报头，其包括传输特定分组和/或作为特定分组的预期接收者的照明网络组件或者照明网络基站的MAC地址。

为了说明照明网络100的各种参数之间的权衡，现在将描述照明网络100的一个具体实施例。应当理解，这些参数是示例性的并且不以任何方式限制本发明。

在一个实施例中，RFA 111输出承载1000瓦功率的RF电力信号，并且每一个照明网络组件限于最大20瓦。在该情况下，可以由照明网络100容纳的照明网络组件或“节点”的最大数目将是50。由RFA 111提供的RF电力信号的线电压在该实施例中可以在100和260伏之间，并且由RFA 111供应的电流可以是大约13.6安培。如果具有4mm标准直径的线缆被用于照明网络线对115，则照明网络线对115可以扩展到高达50米的长度，并且照明网络100的该特定实施例的总体电力效率的范围可以从75%到94%。

这些参数可以以各种方式权衡以获得用于任何特定应用或安装的最佳解决方案。例如，总的系统功率可以通过增大用于照明网络线对115的线缆的直径而增大。用于每一个照明网络组件的最大可允许的电力消耗可以在较少的节点被准许的情况下增大和/或通过增大用于照明网络线对115的线缆的直径而增大。总体电力效率可以通过增大由RFA 111提供的驱动电压和/或通过减小针对每一个照明网络组件所允许的最大电力和/或通过增大用于照明网络线对115的线缆的直径而改进。此外，可以使用一个或多个照明网络接口适配器130和附加照明网络基站110通过菊链照明网络一起扩展由照明网络覆盖的区域的长度。

有益地，在一个实施例中，照明网络组件可以放置在沿照明网络线对115的任何地方——如所期望的那样靠近在一起或者远离开。此外，由于照明网络组件是非接触式的，所以它们可以反复移动或重定位，而没有由磨损或受损的电气接触所造成的性能退化或故障。

现在将描述操作诸如照明网络100之类的照明网络的方法的示例操作。这些操作中的一些可以由诸如照明网络基站110之类的照明网络基站执行，并且一些操作可以由照明网络组件执行，诸如（取决于操作）照明灯具120、照明网络接口适配器130和/或照明传感器模块140。

方法可以包括采用RF放大器111来将AC市电电力转换成射频电力信号并且将射频电力信号供应给照明网络线对115的操作。该方法还可以包括将照明网络线对115耦合到第一电力线通信设备114而没有形成到照明网络线对115的导电物理接触的操作，以便在第一电力线通信设备114与照明网络100的一个或多个照明网络组件120、130和/或150之间经由照明网络线对115传送网络数据。

该方法可以包括以下操作：采用照明网络组件120、130或140的至少一个耦合器来从在照明网络线对115上承载的射频电力信号提取电力而没有形成到照明网络线对115的导电物理接触，并且将照明网络线对115耦合到第二电力线通信设备而没有形成到照明网络线对115的导电物理接触。该方法可以包括经由在照明网络线对115上承载的电力线通信信号在第一电力线通信设备114与第二电力线通信设备之间传送网络数据的操作。

在一些实施例中，采用至少一个耦合器的操作包括：采用电力耦合器121、131或141来从照明网络线对115上的射频电力信号提取电力而没有形成到照明网络线对115的导电物理接触；并且采用与电力耦合器121、131或141分离的照明网络组件电力线通信耦合器123、133或143以将照明网络线对115耦合到第二电力线通信设备，而没有形成到照明网络线对115的导电物理接触。

在一些实施例中，该方法进一步包括以下操作：从所提取的电力产生DC电压；将DC电压提供给照明驱动器126以对照明驱动器126供电；以及利用所提取的电力驱动至少一个LED光源125。

在一些实施例中，网络数据包括表示用于（多个）LED光源125的至少一个操作参数的照明数据，并且该方法进一步包括：将DC电压提供给第二电力线通信接收器的输出；并且响应于照明数据而控制照明驱动器的操作。

在一些实施例中，该方法还包括以下操作：例如经由传感器模块140感测运动、环境光、烟雾、温度、气体、图像、音频、位置和压力中的至少一个，并且响应于它而产生传感器数据；以及经由在照明网络线对115上承载的电力线通信信号而传送传感器数据。例如，传感器数据可以传送到照明网络基站110，其中可以将它供应给用于照明网络100的照明控制器（例如照明网络基站110的处理器和/或外部数据通信设备20）以用于控制照明网络100的一个或多个照明灯具120的操作。

在一些实施例中，该方法还包括以下操作：响应于传感器数据而生成照明数据；并且经由在照明网络线对115上承载的电力线通信信号而传送照明数据。在一些实施例中，用于照明网络100的照明控制器，例如外部数据通信设备20和/或照明网络基站110的处理器，可以采用照明控制算法中的传感器数据以确定照明网络100的照明灯具120的LED光源125的一个或多个照明参数。（多个）照明参数可以格式化成照明数据，其然后可以由照明网络基站110经由照明网络线对115传送给照明网络100的一个或多个照明灯具120。

尽管本文描述和图示了若干本发明实施例，但是本领域普通技术人员应当容易设想用于执行所述功能和/或获得所述结果和/或本文描述的优点中的一个或多个的各种各样的其他装置和/或结构，并且每种这样的变型和/或修改被认为处于本文描述的本发明实施例的范围之内。更一般地说，本领域技术人员应当容易领会，本文描述的所有参数、尺寸、材料和配置意指是示例性的并且实际的参数、尺寸、材料和/或配置将取决于针对其使用本发明教导的特定一个或多个应用。本领域技术人员应当认识到或者能够仅仅使用例行实验确定本文描述的特定本发明实施例的许多等效物。因此，应当理解的是，前述实施例仅仅通过实例而给出，并且在所附权利要求书及其等效物的范围内，可以与特别描述和要求保护的实施例不同地实施本发明实施例。本公开的本发明实施例针对本文描述的每种单独的特征、系统、物品、材料、工具包和/或方法。此外，如果这样的特征、系统、物品、材料、工具包和/或方法不相互不一致，那么两个或更多这样的特征、系统、物品、材料、工具包和/或方法的任意组合都包含在本公开的发明范围内。

本文限定和使用的所有定义都应当被理解为支配字典定义、通过引用合并的文献中的定义和/或定义的术语的普通含义。

除非有相反的明确说明，在本文的说明书和权利要求书中使用的不定冠词“一”应当被理解为表示“至少一个”。

在本文的说明书和权利要求书中使用的短语“和/或”应当被理解为表示这样结合的元素（即在一些情况下合取存在并且在其他情况下析取存在的元素）中的“任一个或二者”。利用“和/或”列出的多个元素应当以相同的方式进行解释，即这样结合的元素中的“一个或多个”。除了由“和/或”子句特定地标识的元素之外，可选地可以存在其他元素，不管其与特定地标识的那些元素有关还是无关。因而，作为非限制性示例，当与诸如“包括”之类的开放式语言结合地使用时，对“A和/或B”的引用可以在一个实施例中是指仅A（可选地包括除B之外的元件）；在另一实施例中是指仅B（可选地包括除A之外的元件）；在又一实施例中是指A和B二者（可选地包括其它元件）等。

当在本文的说明书和权利要求书中使用时，“或者”应当被理解为具有与上面定义的“和/或”相同的含义。例如，当分开列表中的项目时，“或者”或“和/或”应当被解释为包括，即包括至少一个，但是也包括若干元素或元素列表中的超过一个元素，以及可选地附加的未列表项目。只有相反地明确说明的项目，例如“仅仅其中一个”或“恰好其中一个”或者当用在权利要求书中时，“由…组成”将表示包括若干元素或元素列表中的恰好一个元素。一般地，如本文中所使用的术语“或”仅应当在前面有诸如“任一个”、“其中之一”、“仅其中之一”或“恰好其中之一”之类的排他性术语时才解释为指示排他性的可替换方案（即“一个或另一个而不是二者”）。当在权利要求中使用时，“基本上由...构成”应当具有其如在专利法领域中所使用的普通含义。

当在本文的说明书和权利要求书中使用时，涉及具有一个或多个元素的列表的短语“至少一个”应当被理解为表示选自该元素列表的元素中的任何一个或多个的至少一个元素，但是不一定包括该元素列表内特别地列出的每一个元素的至少一个并且不排除该元素列表中的元素的任何组合。这个定义也允许可选地可以存在与短语“至少一个”涉及的元素列表内特别地标识的元素不同的元素，不管其与特别地标识的那些元素有关还是无关。因而，作为非限制性示例，“A和B中的至少一个”（或者等同地“A或B中的至少一个”，或者等同地“A和/B中的至少一个”）可以在一个实施例中是指至少一个（可选地包括多于一个）A而没有B存在（并且可选地包括除B之外的元素）；在另一实施例中是指至少一个（可选地包括多于一个）B而没有A存在（并且可选地包括除A之外的元素）；在又一实施例中是指至少一个（可选地包括多于一个）A以及至少一个（可选地包括多于一个）B（并且可选地包括其它元素）等。

还应当理解的是，除非有相反的明确说明，在本文所述的包括超过一个步骤或动作的任何方法中，该方法的步骤或动作的顺序不一定限于该方法的步骤或动作被记载的顺序。

在权利要求书中以及在上面的说明书中，所有过渡短语（例如“包括”、“包含”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉有”、“拥有”、“构成”等等）都应当被理解为开放式的，即表示包含但不限于。如美国专利局专利审查程序手册2111.03节中所阐述，只有过渡短语“由…组成”和“基本上由…组成”分别应当是封闭式的或者半封闭式过渡短语。

Claims (20)

1.一种照明网络，包括：

照明网络基站，其包括：

射频放大器，其被配置成接收AC市电电力，将AC市电电力转换成射频电力信号，并且将射频电力信号供应给照明网络线对，以及

基站电力线通信耦合器，其被配置成将照明网络线对耦合到第一电力线通信设备；以及

至少一个非接触式照明网络组件，其沿照明网络线对远离照明网络基站定位，其中所述至少一个非接触式照明网络组件包括：

至少一个非接触式照明网络组件耦合器，其被配置成从照明网络线对上的射频电力信号提取电力，并且将照明网络线对耦合到第二电力线通信设备，

其中基站电力线通信耦合器和所述至少一个非接触式照明网络组件耦合器被配置成经由照明网络线对在第一电力线通信设备与第二电力线通信设备之间传送网络数据。

2.权利要求1所述的照明网络，其中所述至少一个非接触式照明网络组件耦合器包括：

电力耦合器，其被配置成从照明网络线对上的射频电力信号提取电力；以及

与电力耦合器分离的照明网络组件电力线通信耦合器，其被配置成将照明网络线对耦合到第二电力线通信设备。

3.权利要求1所述的照明网络，其中所述至少一个非接触式照明网络组件包括至少第二非接触式照明网络组件，其中第二非接触式照明网络组件包括至少第二非接触式照明网络组件耦合器，其被配置成从照明网络线对上的射频电力信号提取电力，并且将照明网络线对耦合到第三电力线通信设备，

其中基站电力线通信耦合器和第二非接触式照明网络组件耦合器被配置成经由照明网络线对在第一电力线通信设备与第三电力线通信设备之间传送网络数据。

4.权利要求1所述的照明网络，进一步包括远离照明网络基站定位的阻抗端子，其中照明网络基站设置在照明网络线对的第一端处，并且其中阻抗端子在与照明网络线对的第一端相对的照明网络线对的第二端处跨照明网络线对连接。

5.权利要求1所述的照明网络，其中所述至少一个非接触式照明网络组件进一步包括：

至少一个发光二极管（LED）光源；以及

照明驱动器，其被配置成由从射频电力信号提取的电力供电并且利用所提取的电力来驱动所述至少一个LED光源。

6.权利要求5所述的照明网络，其中所述至少一个非接触式照明网络组件进一步包括第二电力线通信设备，其中第二电力线通信设备连接到所述至少一个非接触式照明网络组件耦合器并且被配置成经由在照明网络线对上承载的电力线通信信号而从照明网络基站接收至少一些网络数据。

7.权利要求6所述的照明网络，其中所接收的网络数据包括表示用于所述至少一个LED光源的至少一个操作参数的照明数据，其中所述至少一个非接触式照明网络组件进一步包括由从射频电力信号提取的电力供电的控制器，其中控制器连接到第二电力线通信设备的输出，并且其中将控制器的输出信号被提供给照明驱动器以便响应于照明数据而控制照明驱动器的操作。

8.权利要求1所述的照明网络，其中所述至少一个非接触式照明网络组件进一步包括：

第二电力线通信设备，其中第二电力线通信设备连接到所述至少一个非接触式照明网络组件耦合器；以及

数据输入/输出端口，其被配置成与在所述至少一个非接触式照明网络组件外部的设备传送网络数据的至少部分。

9.权利要求8所述的照明网络，其中所述至少一个非接触式照明网络组件进一步包括：

传感器，其被配置成感测运动、环境光、烟雾、温度、气体、图像、音频、位置和压力中的至少一个，并且响应于它而产生传感器数据；以及

第二电力线通信设备，其中第二电力线通信设备连接到所述至少一个非接触式照明网络组件耦合器并且被配置成经由在照明网络线对上承载的电力线通信信号而传送传感器数据。

10.一种非接触式照明网络组件，包括：

电力线通信设备；以及

至少一个非接触式照明网络组件耦合器，其被配置成从在照明网络线对上承载的射频电力信号提取电力，并且进一步被配置成将照明网络线对耦合到电力线通信设备，

其中电力线通信设备连接到所述至少一个电力线通信耦合器并且被配置成经由在照明网络线对上承载的电力线通信信号而传送网络数据。

11.权利要求10所述的非接触式照明网络组件，其中所述至少一个非接触式照明网络组件耦合器包括：

电力耦合器，其被配置成从照明网络线对上的射频电力信号提取电力；以及

与电力耦合器分离的照明网络组件电力线通信耦合器，其被配置成将照明网络线对耦合到电力线通信设备。

12.权利要求10所述的非接触式照明网络组件，进一步包括：

至少一个发光二极管（LED）光源；以及

照明驱动器，其被配置成由从射频电力信号提取的电力供电并且利用所提取的电力来驱动所述至少一个LED光源。

13.权利要求11所述的非接触式照明网络组件，其中网络数据包括表示用于所述至少一个LED光源的至少一个操作参数的照明数据，其中该非接触式照明网络组件进一步包括由从射频电力信号所提取的电力供电的控制器，其中控制器连接到电力线通信设备的输出，并且其中将控制器的输出被提供给照明驱动器以便响应于照明数据而控制照明驱动器的操作。

14.权利要求10所述的非接触式照明网络组件，进一步包括电力转换器，其被配置成接收从射频电力信号提取的电力并且进一步被配置成从非接触式照明网络组件的电力输出端口输出AC电力。

15.权利要求10所述的非接触式照明网络组件，进一步包括数据输入/输出端口，其被配置成与在非接触式照明网络组件外部的设备传送网络数据的至少部分。

16.权利要求10所述的非接触式照明网络组件，进一步包括传感器，其被配置成感测运动、环境光、烟雾、温度、气体、图像、位置和压力中的至少一个，并且响应于它而产生传感器数据，其中电力线通信设备连接到所述至少一个非接触式照明网络组件耦合器并且被配置成经由在照明网络线对上承载的电力线通信信号而传送传感器数据。

17.一种操作照明网络的方法，包括：

采用至少一个非接触式耦合器从在照明网络线对上承载的射频电力信号提取电力，并且将照明网络线对耦合到电力线通信设备；以及

经由在照明网络线对上承载的电力线通信信号而在电力线通信设备与另一电力线通信设备之间传送网络数据。

18.权利要求17所述的方法，进一步包括：

从由所述至少一个非接触式耦合器提取的电力产生DC电压；

将DC电压提供给照明驱动器以对照明驱动器供电；以及

利用所提取的电力来驱动至少一个LED光源。

19.权利要求18所述的方法，其中网络数据包括表示用于所述至少一个LED光源的至少一个操作参数的照明数据，其中该方法进一步包括：

将DC电压提供给连接到第二电力线通信接收器的输出的控制器；以及

采用控制器来响应于照明数据而控制照明驱动器的操作。

20.权利要求17所述的方法，进一步包括：

感测运动、环境光、烟雾、温度、气体、图像、音频、位置和压力中的至少一个，并且响应于它而产生传感器数据；以及

经由所述至少一个非接触式耦合器而通过在照明网络线对上承载的电力线通信信号传送传感器数据。