CN106717125A - 照明系统的无线控制 - Google Patents

Abstract

公开一种用来无线地控制和配置照明器具阵列的通信协议。协议允许一组灯具或单个灯具的动态照明使得所述协议可以支持单播、多播和广播通信。所述协议使智能照明器具能够在无线网络中被自动发现。所述协议还可以用于自动配置网络参数，并且还可以使照明器具的固件或其他本地存储器升级。另外，所述协议可以用于控制媒体投影设备和/或服务器，以基于在正被照射的区域处本地选择的场景来改变媒体内容。照明和媒体可以借助于照明特性和媒体播放来共同地限定或者以其他方式提供总体“场景”。

Description

照明系统的无线控制

相关申请的交叉引用

本申请是2014年9月18日提交并且标题为“Wireless Control of Lighting Systems”的美国专利申请号14/490,124的国际申请并且要求其优先权，所述美国专利申请号14/490,124通过引用以其整体被并入在本文中。

技术领域

本申请一般地涉及照明（lighting）系统，并且更具体地涉及用于动态调整通用照明的技术。

背景技术

光用来变换人类感知的能力是一种常常被利用来最大化戏剧性效果、引起对比和引出情感的强大工具。摄影者、餐厅老板和电影摄影师——仅举几例，采用各种光操纵技术来通过控制光的位置、量和散布（dispersion）而利用这些效果。常常，这些技术包括人造照明的使用。这样的人造光可以例如通过一般照明设备，诸如现代基于LED的灯或传统光源诸如白炽灯泡来提供。然而，利用人造光来重新创建某些效果（诸如自然光）可能是一个挑战。同样地，待照明的一些区域可能需要自然（或环境光）以及柔和照明（例如，模拟的烛光闪烁）的复杂混合。

附图说明

图1是图示根据本公开的实施例的包括控制器和多个节点的动态灯光系统（dynamic light system）的框图。

图2示出根据本公开的实施例的动态发现、配置和控制动态灯光系统的节点的方法。

图3是示出根据本公开的实施例的动态灯光系统的控制器与N个节点之间的通信的顺序协议图。

图4是根据本公开的实施例的被配置成经由自限定用户接口来控制动态灯光系统的示例控制器。

图5图示根据在本公开中提供的技术和方面的被配置成执行用于动态调整照明的各种过程的计算系统。

通过阅读连同在本文中描述的图取得的下面的详细描述，将更好理解本实施例的这些和其他特征。不意图按照比例绘制附图。在绘图中，可以用相似的数字来表示在各个图中图示的每个相同或几乎相同的部件。为了清楚的目的，在每个绘图中可能不是每个部件都被标记。

具体实施方式

公开一种用来以可靠同步方式无线地控制和配置大的照明器具阵列的通信协议。该协议允许一组灯具（light fixture）或单个灯具的动态照明使得该协议可以支持单播、多播和广播通信。该协议使智能照明器具能够在无线网络中被自动发现。在实施例中，该协议可以支持每个照明器具多个通道，并且还可以处理CIE XYZ颜色模型以基于器具的色域来重新优化和再现颜色。该协议还可以用于自动配置网络参数，并且还可以使照明器具的固件或其他本地存储器升级。另外，该协议可以用于控制媒体投影设备和/或服务器（如果适用的话），以基于在正被照射（illuminate）的区域处本地选择的场景来改变媒体内容。照明和媒体可以借助于照明特性和媒体播放来共同地限定或者以其他方式提供总体“场景”。

一般概述

如先前解释的，利用人造光来重新创建某些效果（诸如自然光）并向给定区域提供适合的照明方案可能是一个挑战。因为该原因，一般不存在对场景照明的“一刀切（one sizefits all）”方法，并且相反每个场景都需要光源的仔细选择、放置和滤波以实现期望的效果。另外，为了独立地或同步地控制一组LED器具，操作员或物理设备比如开关或手持设备通常必须在通信过程的等待时间和/或可靠性上妥协。例如，为了在没有给定协议的情况下创建自动化光序列，将必须按顺序发送多个分组，每个分组都包含有特定光样式（lightpattern）的信息。同样地，为了使给定LED器具的固件升级，固件（存储器芯片）通常必须被从其位置物理地除去/断开，然后被使用编程设备编程或烧制（flash）。

因此，并且根据本公开的实施例，公开一种用来以可靠同步方式无线地控制和配置大的照明器具阵列的通信协议。该协议允许一组灯具或单个灯具的动态照明使得该协议可以支持单播、多播和广播通信。该协议使照明器具（诸如具有某种程度的本地智能的LED器具或任何其他照明器具）能够在网络中被自动发现。在实施例中，该协议基于TCP/IP协议并且可以支持多个LED器具，每个LED器具都具有多个通道（例如，每个多达15个通道）。该协议还可以处理CIE XYZ颜色模型以基于器具的色域来重新优化和再现颜色。该协议还可以用于自动配置典型网络参数，并且还可以用于使照明器具的固件或其他本地存储器升级。

另外，该协议可以用于控制媒体投影设备和/或服务器（如果适用的话），以基于在正被照射的区域处本地选择的场景来改变媒体内容。为此，照明和媒体可以借助于照明特性和媒体播放来共同地限定或者以其他方式提供总体“场景”，所述媒体播放可以包括例如数字图片幻灯片展示或其他图像、视频和/或音乐或其他音频（例如，海洋声音、办公室声音、夜总会声音等等）。在一些这样的实施例中，执行该协议的照明系统可以被配置成基于预限定虚拟环境来动态地照射区域。预限定虚拟环境例如可以是从虚拟环境集合随机选择或由用户选择的，或者由系统做出的基于自动选择的观察（借助于传感器，诸如分别操作地耦合到语音/声音分析和图像分析模块的麦克风和相机）。

在一个示例情况下，照明系统包括一个或多个节点，其包括通信耦合到无线通信网络的一个或多个灯光组件和媒体设备。也通信耦合到该网络的控制器被配置成发现并配置网络上的各种照明和媒体设备，并且有效地控制由节点提供的（一个或多个）场景。在某些情况下，该系统还包括用户接口（UI），其允许用户与控制器交互并且控制场景选择过程。在一个示例实施例中，UI是基于触摸屏的，并且可以在任何适合的计算系统诸如在似亭子或工作站的区域中部署的计算机系统，或者无线计算设备诸如平板电脑或智能手机上实现。在任一种这样的情况下，UI都提供直观的用户接口并且将该计算系统通信耦合到控制器，所述控制器又无线地控制照明和媒体以供应所选场景。在一些实施例中，UI正在其上执行的计算系统包括控制器。在其他实施例中，控制器可以是单独的计算系统，并且UI计算系统可以通过有线或无线连接而通信耦合到控制器，如将领会到的那样。然后由控制器提供的场景控制数据可以被无线地传送到无线网络上的各种照明/媒体节点。如本文中所使用的，场景控制数据一般指的是预限定值的集合，其当被一个或多个节点执行时，可以使特定虚拟环境被照射或以其他方式呈现在区域内。在某些情况下，预限定值包括例如定时信息、颜色刺激值和媒体文件信息。如根据本公开将领会到的，场景控制数据可以被转化成或者以其他方式包括使照明系统生成目标场景或虚拟环境的指令。

一旦已经经由UI选择了场景，并且根据实施例，每个节点从控制器接收基于与所选场景相对应的场景控制数据的指令或其他数据以重新创建与该所选场景相关联的虚拟环境。如根据本公开将领会到的，场景控制数据可以包括照射和/或媒体播放数据。例如，在某些情况下，与场景相关联的照射数据可以包括指令或控制信号，其用来使基于预限定特性（例如，强度、颜色）和时间间隔的各种光品质输出特定光样式。替换地，或者除以上之外，与场景相关联的媒体数据可以包括可以经由给定节点被投影或以其他方式显示的静止图像和/或电影，以及可以经由该给定节点在听觉上呈现的音频文件播放。在其他情况下，与场景相关联的媒体数据可以包括被选择用于经由给定节点播放的静止图像、电影和/或音频文件的存储器位置，使得当需要时目标媒体内容可以被访问。在任何这样的情况下，场景控制数据可以被执行以有效地使每个节点重新创建所选虚拟环境或该环境的一部分，视情况而定。例如使用TCP/IP协议以及一个或多个无线接入点来无线地实现控制器与多个节点之间通过网络的通信。

在实施例中，控制器包括应用或者以其他方式与该应用通信耦合，该应用可在移动计算设备（例如，平板电脑、膝上型计算机或智能手机）上执行并被配置成将许多预限定虚拟环境以场景控制数据的形式存储在移动计算设备的存储器中。在某些情况下，可以从提供可用于下载的许多虚拟环境的所谓“应用商店”或web服务（本地，或经由广域网）接收用于一个或多个不同虚拟环境的场景控制数据。替换地，或者除以上之外，用于可用虚拟环境中的至少一些的场景控制数据可以被导出，或者另外基于用户输入或用户限定的场景。如根据本公开将领会到的，这样的用户生成的场景控制数据可以被上传到远程应用商店或者其他存放处，使得它可以被具有类似配置的照明系统的其他人下载和使用，如果想要这样的话，也许在某些情况下对此进行收费。

根据实施例，该控制器被配置成借助于通信协议无线地发现通信耦合到无线网络的每个照明和媒体设备。例如，每个照明和媒体设备可以被配置有与特定无线接入点相对应的服务集标识符（SSID）和认证密钥，该特定无线接入点使用TCP/IP协议栈促进那些设备与控制器之间的网络通信。在该示例中，组成无线网络上的节点的各种照明和媒体设备被配置成接收和处理TCP/IP消息以便允许它们通过控制器的可发现性、管理和操作（场景）控制。如根据本公开将领会到的，发现可以不仅包括节点设备和相关联地址（例如，IPv4/IPv6）的标识，而且还包括例如节点类型（例如，照明节点、媒体节点或包括照明和媒体二者的混合节点）、照明和/或投影能力（例如，（一个或多个）光色、光强度范围、显示分辨率、显示刷新率、分贝范围和媒体类型播放能力诸如MPEG、JPEG或MP3）、以及相关联的固件信息（例如，修订版（revision）、大小和用于防篡改的散列）。

一旦发现完成，然后控制器就可以对所发现的节点执行各种管理功能。管理功能可以包括例如设置至少一个可编程参数，诸如组标识符（GID）、唯一标识符（UID）、唯一照明系统标识符（USID）、SSID和密码短语。根据本公开，其他管理功能将是显而易见的。例如，管理功能可以包括执行设备的固件的远程升级。在这些示例中的每个中，控制器可以在发现节点时、或者基于限定的进度表、或者基于用户输入来自动执行这些管理功能。

在场景控制期间，并且根据实施例，控制器将包括场景控制数据的有效负荷的消息无线地单播或广播到每个节点，其又使（一个或多个）对应的照明/媒体设备根据场景控制数据执行照射和/或媒体（基于图像和/或音频的内容）的呈现。如先前所解释的，场景控制数据可以包括导致预限定序列的光和媒体输出的场景指令的列表。例如，指令可以包括动态光样式（或效果），其当被节点执行时，使灯光组件发出各种光特性达预限定时间间隔。在一些实施例中，光特性可以包括在场景指令内限定的CIE XYZ三刺激值，节点可以基于其色域（或颜色输出能力）解译和优化该CIE XYZ三刺激值。在其他实施例中，场景指令可以通过例如提供RGB和RGBY值来明确地为节点指导颜色通道输出。将领会到，可以在本文中公开的各种方面和实施例中利用许多其他颜色模型。所以，本文中公开的场景控制数据或指令的某些方面包括灵活的方法，可以通过所述灵活的方法来无线地控制节点以输出动态光样式。这些动态光样式当被节点执行时可能形成可识别的或基于主题的或另外期望的光样式。一些示例光样式包括烛光闪烁、频闪照明效果、日光照明、夜总会模式、办公室模式和海滩模式，在此仅举几例。可以提供许多基于主题的照明效果，如根据本公开将领会到的。

场景指令还可以包括要渲染的一个或多个媒体文件（例如，.wav、.mp3、.mpeg、.mov等等），或者目标媒体文件位于哪里的指示使得它可以被节点访问用于播放。在任何这样的情况下，配置有媒体播放设备的节点然后可以以如由场景指令限定的次序和持续时间来渲染媒体文件。在某些情况下，场景指令可以是对于每个节点而言唯一的，或者对于两个或更多节点的组而言唯一的。在任一种情况下，一旦节点接收到场景指令，节点就可以丢弃任何先前接收到的场景指令并且基于新的场景指令来发起照射和/或媒体播放。为此，场景指令可以封装节点无限期地照射和/或呈现内容直到控制器通过后续场景改变或关闭请求中断为止所必要的所有指令。每个节点根据它们相应的场景指令照射和/或呈现媒体的聚集效果可以产生在照明系统的给定区域内重新创建的完全沉浸的虚拟环境。

应该领会到，许多应用在这样的照明系统的范围内并且可以包括例如服装零售商店中的更衣室、夜总会、贸易展览展台、保龄球馆、或期望虚拟环境的选择性照射的实际上的物理空间。

动态灯光系统体系架构

本文中公开的示例实施例包括动态灯光系统，其能够发现、配置和控制许多节点来根据预定虚拟环境照射区域。图1是图示根据本公开的实施例的一个这样的示例动态灯光系统100的框图。如可以看到的，该系统100包括控制器106和对于控制器106而言可经由无线接入点102访问的多个节点108、110、112和114。尽管在图1中仅示出四个节点，但是将领会到：取决于诸如系统的复杂性和可用网络带宽的因素，可以存在任何数目的节点（一个或多个节点）。如在该示例实施例中进一步示出的，控制器106是用户104可以用来执行如本文中提供的各种功能和过程的平板设备。

控制器106的特定示例实施例是将依次讨论的图5的计算设备500。在一些实施例中，控制器106是触摸屏设备并且可以执行应用，其被配置成接收用户输入并且经由天线与无线接入点102无线地通信。在该实施例中，控制器106可以被配置有用户接口屏幕或者以其他方式被配置成结合该用户接口屏幕操作，该用户接口屏幕使用户104能够选择场景，并有效地控制节点108-114，并且在不通过协议自动地执行的程度上执行节点108-114的发现和配置。在一个特定实施例中，根据有时被称为Wi-Fi的IEEE 802.11协议来实现控制器106与节点108-114之间的通信。然而，根据本公开将显而易见的是：能够无线地发现节点108-114并且将包括场景控制数据或场景指令的有效负荷递送到那些节点的其他适合的无线通信协议。其他示例无线协议包括蓝牙和ZigBee。

在实施例中，节点108-114中的每个都被物理定位在区域（诸如房间、大厅等等）内以提供照射和/或媒体的呈现。在一种情况下，节点的物理位置仅由接入点102的可操作范围限制。因此，只要节点保持在无线接入点102的通信范围内，节点实际上就可以被设置在区域中的任何地方，或者通过固定线路连接被连接到网络。在某些情况下，给定节点可以被配置有能够产生具有恒定或可调整颜色特性的光的一个或多个灯光组件。在这些情况下，灯光组件可以被配置有可以用来执行场景指令的一个或多个颜色通道。例如，节点可以被配置成通过利用荧光体转换（PC）的照明组件来产生具有可调整色温（通常以相关色温（CCT）来度量）的白光。在该实例中，节点可以被配置有作为发出蓝色或近紫外光的管芯的一个颜色通道，其可以与附加颜色通道（诸如具有发出黄色的荧光体或任何其他适合的荧光体的那些）组合。替换地，给定节点可能被配置成使用许多颜色通道配置中的彩色LED（例如，红色、绿色和蓝色（RGB））的组合（例如，每种颜色是不同的颜色通道），以产生具有变化的色温的白光。为此，可能利用一个或多个颜色输出技术（混合、下变频等等）以许多方式来使给定节点配置有变化数目的颜色通道以产生期望的输出。此外，在一些实施例中，照明组件可以被配置有在给定区域均匀地发出环境光的漫射器。在实施例中，节点108-114中的至少一个被配置有投影设备，诸如LCD平板屏幕或能够渲染视觉图像的任何投影设备（例如，投影仪灯）。应该领会到，节点可以由多于一个照明组件或投影设备组成。例如，在某些情况下，给定节点可以包括多个基于LED的照明组件以及一个LCD屏幕。在该示例中，节点在动态灯光系统100的背景（context）内可以表现为两个或更多逻辑节点，以便促进独立地控制该节点内的每个设备。在实施例中，节点108-114中的每个可以包括计算设备诸如图5的计算设备500或者某种程度的智能。在一些示例情况下，节点108-114中的每个包括可编程设备，诸如Arduino或其他单板计算机或微控制器。每个微控制器具有与一般计算设备（诸如图5的计算设备500）的硬件和能力类似的硬件和能力，但具有添加的定制：被专门编程或可以其他方式配置以独立地（在没有来自集中控制系统的正在进行的指令的情况下）定期执行一个或多个专门的自动化功能。此外，诸如光引擎和发光体的照明组件有时被配置有这样的本地智能，如媒体设备可能是的那样。因此，每个节点可以具有可以被通信协议利用（leverage）的可编程智能。

仍参考图1，节点108-114中的每个包括唯一地标识动态灯光系统100内的节点的UID，以及将节点关联到特定的节点组的GID。在实施例中，UID可以由控制器106在发现节点之后设置。同样地，控制器106可以基于用户输入和/或一个或多个因素诸如例如节点类型、颜色通道配置、物理位置标识符和媒体播放能力来将两个或更多节点关联到一个组。为此，控制器106可以将协议消息单播/广播/多播到灯光系统100内的单个节点、一组节点或所有节点，其中每个节点都能够接收消息并且基于逻辑标识符（UID、GID、USID等等）确定消息与节点有关。

动态灯光系统过程

如以上参考图1所讨论的，本公开的一些实施例包括涉及动态灯光系统100内的节点的管理和控制的过程。在一些实施例中，这些管理和控制过程由图1的控制器106执行。图2描绘根据本公开的实施例的一个这样的示例方法200，其包括涉及动态发现、配置和控制动态灯光系统100的节点的子例程过程（或模式）。如以上所讨论的，节点可以被配置成接收并处理来自控制器106的标准化的或专有的协议消息。尽管下面的实施例和示例包括二进制协议（例如，封装在UDP分组中的邻近数据结构）的特定实例，但是不公开不被如此限制。在一些实施例中，可以以包括例如XML、JSON等等的许多其他格式来实现该协议。方法200在动作202中开始。

在动作204中，由控制器106来执行发现过程。可以响应于例如用户输入或者当各种智能节点被通电时（例如，使用比如Wi-Fi或蓝牙的无线协议的自发现特征）自动地执行发现过程。在实施例中，在动作206-208中执行后续过程之前执行发现过程204一次。在其他实施例中，可以以自动化的或手动的方式定期地执行发现过程204以确定附加节点的存在并相应地分配逻辑标识符。在任何这样的实施例中，发现过程204可以通过控制器106经由网络广播一个或多个轮询分组（或发现分组）以发现通信耦合到相同网络的所有控制器、节点和内容服务器来开始。如图3中所示出的，图示发现过程204期间的示例通信序列。如所示出的，控制器106异步地将轮询分组广播到N个节点302。在实施例中，经由UDP广播消息将轮询分组发射到网络上的所有节点（1：N）。在该实施例中，接收轮询分组的每个节点回复控制器106以指示它们的存在以及与控制器106的兼容性。如所示出的，多于一个节点可以响应轮询分组，并且用轮询分组下面的一系列点通信线来图示该N：1通信。响应于轮询分组，任何数目的节点可以通过轮询应答（PollReply）分组响应。在某些情况下，轮询应答分组包括节点配置参数，诸如例如IP地址、监听端口、GID、UID、USID、节点类型和固件版本。在实施例中，控制器106可以将在轮询应答分组中接收到的配置参数存储在存储器或数据库中。在该实施例中，控制器可以基于节点的UID（或诸如GID、USID等等的参数的组合）来对配置参数编索引，并且稍后在后续过程中检索该配置参数。在某些情况下，控制器106可以向每个节点提供确认，证实节点在动态灯光系统100中登记。在一些实施例中，节点可以在接收到确认之后在某一预限定时间段内不再响应轮询请求，以避免网络拥塞。应该指出的是，第一次发现节点时，可能需要由控制器106来更新配置参数中的一些以确保每个节点都被分配唯一的ID（例如，不被现有节点共享）并且具有兼容的固件版本。同样地，控制器106还可以基于用户输入和/或其他因素（诸如，如以上讨论的节点配置）来将节点与不同的组ID相关联。在任何这样的情况下，可以在动作206的配置过程中执行这些配置改变，如下面讨论的。在某些情况下，控制器106可以等待预限定时间量（例如，3秒）以用于在退出发现过程204之前所有节点都应答。

在实施例中，节点可以在视觉上显示其关于动态灯光系统100的操作状态。例如，第一次接通节点时，该节点可以经由其灯光组件发出红光直到证实网络连通性为止。在该示例中，节点然后可以例如从发出红颜色切换到发出黄颜色，以表明网络连通性。如果节点被配置有有效的SSID和密码短语，则这样的颜色改变可能用于表明事件，诸如Wi-Fi网络的成功关联。在另一示例中，节点可以通过发出特定颜色、光样式或效果诸如闪光、脉动等等来指示密码短语是无效的或者任何其他节点的错误状态。动态灯光系统100的用户或技术人员可以被训练以识别在错误的背景内颜色和/或样式意味着什么，并且采取适当的校正动作。

返回到图2，方法200包括在发现过程204期间发现一个或多个节点之后在动作206中的配置过程的可选执行。在一个实施例中，控制器106可以通过接收用户输入和/或自动确定更新应该发生来发起节点的配置参数的更新（例如，以对每个节点唯一地寻址）。实际上可以经由控制器106来更新节点的任何配置参数，其包括例如要绑定到的IP地址、用于控制分组的节点应该监听的端口、节点所关联的GID、节点的UID、节点所属于的USID、节点类型、SSID、密码短语等等。此外，控制器106可以基于确定节点的当前固件不兼容/过时来更新节点的固件。图3图示在配置过程206期间在控制器106与N个节点302之间发生的示例通信序列。如所示出的，配置分组被发射到节点（例如，经由单播消息发送），以改变节点的配置参数。在某些情况下，配置分组包括要更新的多个配置值。在其他情况下，配置分组包括要更新的配置值的子集。在任何这样的情况下，节点响应于接收到配置分组以及应用配置改变来答复（配置应答（ConfigReply））控制器106。在一些实施例中，控制器106可以以异步（例如，并行）的方式发起对两个或更多节点的改变。

返回到图2，可以由控制器106来执行动作208中的场景控制过程。在实施例中，基于控制器106从例如用户输入接收到场景选择来执行场景控制过程208。在该实施例中，场景选择对应于将在动态灯光系统100的区域中被照射的预限定虚拟环境。如以上讨论的，预限定虚拟环境由场景控制数据组成，该场景控制数据包括限定照明特性、定时和要被渲染的媒体内容的预限定值的集合。控制器106又用由包括预限定值的场景指令组成的有效负荷来构造数据分组。在实施例中，控制器106可以基于限定约束（某些光/投影指令应该由满足预限定准则的特定节点来执行）的场景数据来构造将特定节点或节点组作为目标的数据分组。例如，预限定准则可以包括特定类型或位置的灯光组件和/或投影设备应该接收特定场景指令的规则（以逻辑的形式）。在该示例中，节点可以被配置有一种类型的灯光组件并且满足预限定准则，所述类型的灯光组件理想地被配置（例如，具有特定数目的颜色通道和颜色能力）用于某些场景指令。如以上所讨论的，场景指令实际上可以包括任何动态光样式，诸如烛光闪烁、日出、故障路灯、或者也许霓虹灯的辉光，在此仅举几例。所以，在某些情况下，场景数据可以用来基于节点的相应配置来标识能够照射特定光样式的所述节点。在某些情况下，场景指令由CIE XYZ三刺激值组成。应该领会到，三刺激值理想地适合控制具有变化的颜色通道配置的节点，因为与通道特定的（控制每个颜色通道的特定混合）比较，CIE XYZ模型是以结果为导向的（确保输出特定颜色）。换句话说，接收CIE XYZ值的节点可以基于其相关联的灯光组件的色域来优化和再现期望的颜色。相反地，就哪些颜色通道应该用来产生特定输出来说，场景指令可以是明确的。例如，一些节点可以被配置有具有3、4或10+颜色通道的灯光组件。为此，基于控制器106知道每个节点的通道组成，场景指令可以例如由RGB或RGBY颜色值组成。在另一示例中，场景指令包括用于播放的媒体内容，诸如静止图像、电影和/或伴随声道，其最适合由包括投影设备和/或扬声器的节点渲染。在该示例中，场景指令可以不仅包括用来播放的媒体内容而且包括到充当内容服务器的节点的位置（例如，URI）。所以，在某些情况下，具有投影设备的节点可以是具有实现对媒体内容进行流式传输/从其他服务器下载该媒体内容以便渲染该媒体内容的能力的恰好足够的硬件和资源的“基本框架（bare-bone）”。在任何这样的示例中，控制器106将用于节点的场景指令封装到一个或多个数据分组中并且通过单播、或多播/广播发射所述数据分组，以便发起场景改变。在一些实施例中，一旦节点接收到其场景指令，场景的照射和/或投影就立即由节点发起。在某些情况下，节点用确认来响应场景指令。在实施例中，控制器106可以通过向节点108-114发射结束场景（EndScene）请求来暂停场景。图3图示在场景控制过程208期间在控制器106与N个节点302之间发生的示例通信序列。如所示出的，由控制器106将包含场景指令的一个或多个分组发送到一个节点、或一组节点。在某些情况下，将包含场景指令的分组并行（异步）发送到所有节点。一旦被接收，接收节点然后就可以将确认发射回到控制器106。在某些情况下，一旦控制器106接收到确认，就没有另外的场景控制分组可以被发送到确认节点，以便最小化网络拥塞。如以上所讨论的，并且根据实施例，节点108-114继续无限期地照射场景。所以，尽管控制器106最初用于选择特定场景（或虚拟环境）并且命令节点，但是动态灯光系统100可以继续照射场景，即使控制器不再与网络相关联（例如，超出范围、关掉、暂停等等）。应该领会到，这样的布置实现一种分散动态灯光系统，其能够有结合力地命令任何数目的节点（以及其中的节点配置）以便通过光样式（例如，环境、动态等等）的分布式照射和媒体播放（静止图像、视频和音频播放）来重新创建虚拟环境。

示例系统实现和使用实例

通过示例可以更好理解本文中公开的一些方面和实施例。现在在额外参考图1-3的情况下参考图4，根据本公开的实施例图示了被配置成控制动态灯光系统的示例控制器400。如所示出的，控制器400是平板计算机系统并且可以包括如以上关于图1的控制器106讨论的方面和实施例。在场景选择之前，控制器400可以执行发现过程204以确定连接到相同网络的一个或多个节点的存在和配置。例如，控制器400可以被连接到无线接入点102并且具有带有与一个或多个节点相同的对应子网的IP地址（例如，192.168.1.X的IP地址）。在该实例中，控制器400可以广播发现轮询分组（例如，使用UDP），其封装数据结构，如在表A中所概述的；

表A

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如在表A中所示出的，轮询分组可以包括允许接收节点在发现过程204期间响应的若干元素。例如，静态的以空结尾的字符串可以被包括为轮询分组中的报头以允许接收器标识分组是否有效，或也许它是否通过与动态灯光系统100无关的过程被错误地发送到监听器的端口。诸如分组类型的附加字段允许接收器确定已经接收到什么类型的分组。通常，例如，每个节点被配置成基于表B的值来识别分组类型。尽管表B包括用于灯光指令和媒体指令的单独的分组，但是应该认识到这些场景控制分组一般被称为“场景指令（SceneInstruction）”分组，如以上关于图2和3以及它们相关联的描述所讨论的。轮询分组的其他参数允许节点基于协议版本字段容易地确定与消息的兼容性并且基于所提供的IP地址和端口来直接答复控制器。传输结束（EOT）序列使分组结束。如在表C中所示出的，轮询应答可以包含可用于被远程配置的节点的每个可配置参数；

表B

表C

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如在表C中所示出的，轮询应答分组可以包含类似于包括在轮询分组中的那些的字段。控制器400可以接收并检查每个轮询应答分组的内容以确定节点在网络上的存在以及它们对应的配置参数。这些参数可以包括例如节点类型指示符、UID、GID、USID和固件的当前版本。而且，诸如节点的当前IP地址、监听端口和协议版本的参数被提供给控制器106以为了在后续过程期间方便并且以确定节点与由控制器106实现的协议版本兼容。在某些情况下，多于一个动态灯光系统可以利用相同网络，并且因为该原因，属于特定动态灯光系统的节点可以容易地由SUID标识。如以上所讨论的，第一次发现节点时，可能需要由控制器400更新参数中的一些以确保每个节点都被分配唯一的标识符（UID）并具有兼容的固件版本。同样地，控制器400还可以基于用户输入和/或因素（诸如物理节点位置、光输出能力、投影能力等等）来将节点与不同的GID关联。

返回到示例情况，一旦节点已经响应并且它们的相关联配置参数已经被接收到并存储，控制器400就可以执行配置过程206。如以上参考图1-2所讨论的，可以通过用户输入、或也许当节点被发现时自动地发起节点的配置。在任一种情况下，控制器400可以发送与在表C中概述的数据结构几乎相同的配置分组。然而，附加的字段也可以被包括，诸如节点可能在向控制器400发送后续响应之前使用以便降低网络拥塞的延迟间隔。另外，可以包括字段，其向节点指示哪个字段已被控制器400改变并且应该相应地被更新。这样的字段可以是位字段，其设置标志，该标志允许节点快速确定哪个配置参数被控制器400更新。

在发现过程204之后，以及在可选地执行配置过程206之后，可以执行场景控制过程208。用“应用”运行来描绘控制器400，其包括渲染一个或多个虚拟环境表示图块（tile）402的自限定用户接口。在实施例中，虚拟表示以及对应的场景数据可以已经从例如web服务、“应用”商店或外部存储设备（诸如USB插入装置）下载。如所示出的，虚拟环境表示图块402包括日光场景404、夜晚城市场景406和日落场景408。控制器400然后可以接收用户输入（例如，通过对控制器400的触摸屏的适当放置的轻敲，或者用于非触摸屏配置的鼠标点击），其指示已经选择特定虚拟环境表示。如以上所讨论的，然后可以由控制器400对场景数据解析，并且将其封装为一个或多个分组中的场景指令。在表D中概述包括用于灯光组件节点的场景指令的一个示例分组；

表D

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如在表D中所示出的，场景指令分组包括与轮询和轮询应答分组的字段类似的字段。为此，基于分组内的各种字段，单个场景指令分组可以被发射到一个节点、或一组节点。附加的字段可以出现以用于添加的方便和功能。例如，表D还包括允许多个动态灯光系统的同步的系统标志。例如，考虑到特定区域包括若干不同的动态灯光系统以及它们的相关联节点。进一步地，考虑到每个不同的动态灯光系统利用相同的网络。通过设置系统标志（例如，设置成0x00），单个场景指令分组可以被所有动态灯光系统利用以使它们的照射输出同步，并因此照射相同虚拟环境。而且在给定的场景指令内，分组可以是所限定的指令有效负荷字段内的指令的阵列和指令类型（例如，CIE XYZ、RGB、RGBY等等）的限定。如所示出的，指令的阵列可以被动态地确定尺寸并且仅受例如网络的MTU限制。在一个实施例中，指令的阵列是可能通过通道（例如，当提供RGB/RGBY值时）或者CIE XYZ值的列表索引的指令的序列。此外，指令可以包括指示时间间隔（例如，以毫秒计）的首字节或尾字节。在一个特定示例中，考虑具有RGBY颜色通道配置的四通道灯光组件。在该示例中，0xFF 0x00 0x00 0x000x03 0xE8的二进制序列将产生1000ms的红颜色输出。在该示例二进制阵列中，时间间隔是最后两个字节（0x03E8），其中字节1-4对应于相应的颜色通道红色（0xFF）、绿色（0x00）、蓝色（0x00）和黄色（设置成十进制0）。所以，任何数目的这些二进制序列可以在指令有效负荷字段内，并且当按顺序执行时产生基于时间间隔输出的特定光样式。同样地，考虑具有相同四通道灯光组件、但替代地在CIE XYZ场景指令分组的背景下的另一示例。在该示例中，指令有效负荷字段可以包括阵列CIE XYZ值和时间间隔。例如，第一四字节可以是浮点值并且对应于X三刺激值，第二四字节可以是浮点值并且对应于Y三刺激值，并且下一四字节可以是浮点值并且对应于Z三刺激值，其中最后字节是时间间隔。所以，当按顺序执行时，CIEXYZ值的阵列也可以产生被输出的特定光样式。如以上所讨论的，CIE XYZ值特别良好地适合用于具有N个节点的动态灯光系统，因为值可以由节点来解译以输出特定颜色，而不管每个节点的特定颜色通道配置如何。

在一些示例情况下，可以存在具有投影设备的一个或多个节点。在这些情况下，场景指令分组可能定义限定媒体文件或静态场景ID值的有效负荷以便渲染特定图像、电影等等。在一种情况下，媒体文件可能包括路径，其用以诸如从充当内容服务器的节点检索用于播放的媒体文件。在另一情况下，媒体文件已经存在于节点上并且可以通过文件名称、全路径或预限定场景ID来引用。在还有其他情况下，可以标识任何数目的媒体文件，用于以其之间的预限定时间间隔来播放。在这些情况下，时间间隔可以限定在渲染场景指令内的下一媒体文件之前应该渲染每个媒体文件多久。

所以，应该领会到，场景指令分组可能封装节点继续照射（和媒体渲染）所必要的所有指令，而不管控制器（诸如控制器400）是否保持通信耦合到网络。然而，控制器400也可以按需要通过发射场景指令分组来连接不断地控制场景。

系统

图5图示根据在本公开中提供的技术和方面的被配置成执行用于发现、管理和控制动态灯光系统内的多个节点的计算系统500。如可以看到的，计算系统500容纳处理器502、数据存储设备504、存储器506、网络接口508、IO接口510和互连元件512。为了执行本文中提供的至少一些方面，处理器502接收并执行导致例程的执行以及数据的操纵的一系列指令。在某些情况下，处理器是至少两个处理器。在某些这样的情况下，处理器可以是多个处理器或具有变化数目的处理内核的处理器。存储器506可以是随机存取（RAM）并且被配置成存储指令的序列和在计算系统500的操作期间使用的其他数据。为此，存储器506可以是易失性或非易失性存储器（诸如动态随机存取存储器（DRAM）、静态存储器（SRAM）或闪速存储器等等）的组合。网络接口508可以是实现基于网络的通信的任何接口设备。这样的网络接口的一些示例包括以太网、蓝牙、光纤通道、Wi-Fi和RS-232（串行）。数据存储设备504包括任何计算机可读和可写的非暂时性存储介质。存储介质可以具有在其上存储的限定可以由处理器502执行的计算机程序的指令的序列。此外，存储介质一般可以将数据存储在存储设备504的文件系统内的邻近和非邻近数据结构中。存储介质可以是光学盘、闪速存储器、固态驱动（SSD）等等。在操作期间，计算系统500可以使存储设备504中的数据被移动到存储器设备诸如存储器506，从而允许更快的访问。I/O接口510可以是能够进行数据输入和/或输出的任何数目的部件。这样的部件可以包括例如显示设备、触摸屏设备、鼠标、键盘、麦克风、外部设备（USB、火线等等）和扬声器。互连元件512可以包括计算系统500的部件之间的任何通信信道/总线并且遵照标准总线技术诸如USB、IDE、SCSI、PCI等等来操作。

尽管在一个特定配置中示出计算系统500，但是可以由具有其他配置的计算系统来执行方面和实施例。如以上所讨论的，一些实施例包括控制器106，其包括平板设备。因此，许多其他计算机配置和操作系统在本公开的范围内。例如，计算系统500可以是具有移动操作系统的适当计算设备（例如，Android设备）。在其他示例中，计算系统500可以实现Windows®或Mac OS®操作系统。可以使用许多其他操作系统，并且示例不限于任何特定操作系统。

根据本公开许多变化和配置将是显而易见的。例如，本发明的一个实施例提供一种计算设备。该设备包括存储器、显示器、被配置成与无线网络耦合的网络接口设备、以及处理器，该处理器被耦合到存储器、显示器和网络接口并且被配置成执行场景控制过程，该场景控制过程被配置成接收与用于由照明系统呈现的目标虚拟环境相对应的场景控制数据，该场景控制过程还被配置成基于场景控制数据来确定场景指令的序列并且将该场景指令的序列发送给通信耦合到网络的一个或多个照明系统节点。在某些情况下，该处理器还被配置成执行发现过程，其被配置成发现一个或多个节点，其中该发现过程还被配置成存储从所述一个或多个被发现的节点接收到的配置参数，并且其中该配置参数包括所述一个或多个被发现的节点的照射或投影能力，并且其中该配置参数还包括物理位置标识符、颜色通道配置、组标识符、唯一节点标识符、节点类型、灯光系统标识符和固件版本中的至少一个。在某些情况下，场景控制过程被配置成从可经由网络访问的web服务下载与虚拟环境相对应的场景控制数据。在某些情况下，场景指令的序列包括颜色刺激值和时间间隔。在一个这样的情况下，颜色刺激值包括红绿蓝（RGB）值、红绿蓝黄（RGBY）值和三刺激值中的至少一个。在另一这样的情况下，颜色刺激值和时间间隔包括与目标虚拟环境相关联的预限定动态光样式。在一个这样的情况下，预限定动态光样式是基于主题的。在某些情况下，指令的序列包括媒体文件的标识符。

另一实施例提供一种用于动态地照射区域的方法。该方法包括：向无线网络上的多个节点发送发现请求，其中至少一个节点包括被配置成照射节点外部的区域的灯光组件；响应于发现请求而接收与所述至少一个节点相对应的配置参数；接收与用于至少部分由灯光组件呈现的目标虚拟环境相对应的场景控制数据；以及基于场景控制数据和配置参数向所述至少一个节点发送指令的序列。在某些情况下，发送发现请求包括广播用户数据报分组（UDP）。在某些情况下，所接收的配置参数包括物理位置标识符、颜色通道配置、组标识符、唯一节点标识符、节点类型、灯光系统标识符和固件版本中的至少一个。在某些情况下，目标虚拟环境是可使用灯和媒体播放呈现的（presentable）。在某些情况下，接收与目标虚拟环境相对应的场景控制数据还包括：经由显示器显示多个虚拟环境表示；以及基于所述多个虚拟环境表示中的一个的用户选择来确定目标虚拟环境。在某些情况下，指令的序列包括颜色刺激值和时间间隔，其中该颜色刺激值包括红绿蓝（RGB）值、红绿蓝黄（RGBY）值和三刺激值中的至少一个。在一个这样的情况下，颜色刺激值和时间间隔包括与所选虚拟环境相关联的预限定动态光样式。

另一实施例提供一种灯光组件。该灯光组件包括：多通道光源，其被配置成照射灯光组件外部的区域；网络接口，其被配置成与无线网络耦合；以及处理器，其被耦合到多通道光源和网络接口。该处理器被编程或以其他方式配置成：经由网络接收第一场景指令，该第一场景指令包括多个颜色刺激值以及用于输出每个颜色刺激值的对应时间间隔；以及控制多通道光源来基于第一场景指令内的指令次序以及对应时间间隔按顺序输出所述多个颜色刺激值中的每个颜色刺激值。该某种情况下，按以下各项中的至少一个：所述多个颜色刺激值包括至少一个三刺激值；该灯光组件被配置成基于多通道光源的色域来优化三刺激值的输出；以及依据颜色通道来对所述多个颜色刺激值编索引。在某些情况下，第一场景指令还标识媒体文件，并且处理器还被配置成控制媒体播放设备呈现媒体文件。在某些情况下，处理器还被配置成基于网络连通性来改变多通道光源的输出颜色。在某些情况下，处理器还被配置成经由网络接收经更新的配置参数以及应用该经更新的配置参数。

为了说明和描述的目的已经呈现本发明的实施例的上述描述。其不意图是详尽的或者将本发明限制于公开的精确形式。根据本公开，许多修改和变化是可能的。意图本发明的范围不由该详细描述限制，而是由附于其的权利要求限制。

Claims (20)

1.一种计算设备，包括：

存储器；

显示器；

被配置成与无线网络耦合的网络接口设备；

处理器，其被耦合到存储器、显示器和网络接口并且被配置成执行场景控制过程，所述场景控制过程被配置成接收与用于由照明系统呈现的目标虚拟环境相对应的场景控制数据，所述场景控制过程还被配置成基于场景控制数据来确定场景指令的序列并且将所述场景指令的序列发送给通信耦合到网络的一个或多个照明系统节点。

2.权利要求1所述的计算设备，其中所述处理器还被配置成执行发现过程，其被配置成发现一个或多个节点，其中所述发现过程还被配置成存储从所述一个或多个被发现的节点接收到的配置参数，并且其中所述配置参数包括所述一个或多个被发现的节点的照射或投影能力，并且其中所述配置参数还包括物理位置标识符、颜色通道配置、组标识符、唯一节点标识符、节点类型、灯光系统标识符和固件版本中的至少一个。

3.权利要求1所述的计算设备，其中所述场景控制过程被配置成从可经由网络访问的web服务下载与虚拟环境相对应的场景控制数据。

4.权利要求1所述的计算设备，其中所述场景指令的序列包括颜色刺激值和时间间隔。

5.权利要求4所述的计算设备，其中所述颜色刺激值包括红绿蓝（RGB）值、红绿蓝黄（RGBY）值和三刺激值中的至少一个。

6.权利要求4所述的计算设备，其中所述颜色刺激值和时间间隔包括与目标虚拟环境相关联的预限定动态光样式。

7.权利要求6所述的计算设备，其中所述预限定动态光样式是基于主题的。

8.权利要求1所述的计算设备，其中所述指令的序列包括媒体文件的标识符。

9.一种用于动态地照射区域的方法，所述方法包括：

向无线网络上的多个节点发送发现请求，其中至少一个节点包括被配置成照射节点外部的区域的灯光组件；

响应于发现请求而接收与所述至少一个节点相对应的配置参数；

接收与用于至少部分由灯光组件呈现的目标虚拟环境相对应的场景控制数据；以及

基于场景控制数据和配置参数向所述至少一个节点发送指令的序列。

10.权利要求9所述的方法，其中发送发现请求包括广播用户数据报分组（UDP）。

11.权利要求9所述的方法，其中所接收的配置参数包括物理位置标识符、颜色通道配置、组标识符、唯一节点标识符、节点类型、灯光系统标识符和固件版本中的至少一个。

12.权利要求9所述的方法，其中所述目标虚拟环境是可使用灯和媒体播放呈现的。

13. 权利要求9所述的方法，其中接收与目标虚拟环境相对应的场景控制数据还包括：

经由显示器显示多个虚拟环境表示；以及

基于所述多个虚拟环境表示中的一个的用户选择来确定目标虚拟环境。

14.权利要求9所述的方法，其中所述指令的序列包括颜色刺激值和时间间隔，其中所述颜色刺激值包括红绿蓝（RGB）值、红绿蓝黄（RGBY）值和三刺激值中的至少一个。

15.权利要求14所述的方法，其中所述颜色刺激值和时间间隔包括与所选虚拟环境相关联的预限定动态光样式。

16.一种灯光组件，包括：

多通道光源，其被配置成照射灯光组件外部的区域；

网络接口，其被耦合到无线网络；以及

处理器，其被耦合到多通道光源和网络接口，并且被配置成：

经由网络接收第一场景指令，所述第一场景指令包括多个颜色刺激值以及用于输出每个颜色刺激值的对应时间间隔；以及

控制多通道光源来基于第一场景指令内的指令次序以及对应时间间隔按顺序输出所述多个颜色刺激值中的每个颜色刺激值。

17.权利要求16所述的灯光组件，其中按以下各项中的至少一个：

所述多个颜色刺激值包括至少一个三刺激值；

所述灯光组件被配置成基于多通道光源的色域来优化三刺激值的输出；以及

依据颜色通道来对所述多个颜色刺激值编索引。

18.权利要求16所述的灯光组件，其中所述第一场景指令还标识媒体文件，并且处理器还被配置成控制媒体播放设备呈现媒体文件。

19.权利要求16所述的灯光组件，其中所述处理器还被配置成基于网络连通性来改变多通道光源的输出颜色。

20.权利要求16所述的灯光组件，其中所述处理器还被配置成经由网络接收经更新的配置参数以及应用所述经更新的配置参数。