CN108029181B - 照明器内多个无线通信灯单元的自动分组 - Google Patents
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Abstract
一种供照明器中使用的第一灯,所述第一灯包括:发送电路,其被配置为经由受约束信号通知信道传送一个或多个信号,和/或接收电路,其被配置为经由受约束信号通知信道接收一个或多个信号,由此信号的传播受照明器的物理特性约束;以及控制器,其被配置为基于这一个或多个信号经由受约束信号通知信道的传送和/或接收,检测到一个或多个其他第二部件(例如,其他灯)与第一灯存在于相同的照明器中,并基于所述一个或多个信号的传送和/或接收来识别所述一个或多个第二部件。
Description
技术领域
本公开涉及启用(enabled)无线通信的灯的布置,例如用于传统荧光管或白炽灯泡的可改装的(retrofittable)基于LED的替换。
背景技术
照明器(灯具)是包括用于发出照明的至少一个灯、以及任何相关联的插座、支架和/或外壳的设备。照明器可以采取各种形式中的任何形式,例如常规的天花板或壁挂式照明器、独立式照明器或洗墙灯、或诸如构建在家具表面或制品中的照明源的较不常规的形式、或用于发出照明到环境中的任何其他类型的照明设备。灯是指照明器内的个体照明部件,每个照明器可以存在一个或多个灯。灯还可以采取许多形式中的任何形式,例如基于LED的灯、气体放电灯或白炽灯泡。日益流行的灯的形式是可改装的基于LED的灯,其包括一个或多个LED作为发出照明的装置,但变成可改装为针对传统白炽灯泡或荧光管设计的照明器。
照明器或甚至个体的灯还可以配备无线通信接口,该通信接口允许照明器或灯被通过从诸如智能电话、平板电脑、膝上型计算机或台式计算机或无线墙壁开关的用户设备接收的照明控制命令来远程地控制;和/或基于从一个或多个远程传感器接收的传感器读数而远程地控制。现今,通信接口可以直接包括在灯自身内(例如在白炽灯泡或荧光管的可改装替换的端盖中)。例如,这可以允许用户通过用户设备来接通和关闭灯的照明、使照明水平调亮或调暗、改变发出的照明的颜色和/或创建动态(时变)的照明效果。在一种形式中,通信接口被配置为:经由诸如Wi-Fi、802.15.4、ZigBee或蓝牙等本地短距离无线电接入技术来接收照明控制命令和/或共享传感器数据。这样的灯有时可以被称为“已连接的”灯。
一种类型的已连接的灯是即时拟合的(instant-fit)“管式LED”(TLED)灯,其改装成针对传统荧光管设计的照明器。根据即时拟合TLED方法,照明器内的现有的固定输出的荧光灯镇流器、TLED灯座以及所有电线保持不变。经由直截了当地换灯(re-lamping),现有的“哑”荧光管(或甚至是“哑”TLED管)可以用可调光的已连接的TLED调换,每个已连接的TLED均具有单独的、集成的无线的无线电装置。
然而,用TLED等替换办公室中的所有老式灯管的项目将需要调试过程。
考虑以每个照明器为基础的无线照明器布置的调试过程,其中无线接口包括在每个照明器的外壳中(与无线接口包括在每个个体的无线灯中形成对比)。要做到这一点,调试技术人员必须站在他或她打算调试的每个照明器的下面(或在其可见的附近),并在调试工具(例如专用调试设备、或在诸如智能电话、平板电脑或膝上型计算机的移动用户终端上运行的调试应用)的用户界面上选择他或她认为是那个照明器的东西。调试工具然后广播包括所选照明器的标识符在内的调试请求,并且作为响应,具有该标识符的照明器将发出可见指示(例如,通过经由它的(多个)灯或单独的指示器灯闪烁)。这样,技术人员可以检查所选照明器是否确实是他或她打算调试的照明器。如果是这样,那么技术人员向调试工具确认这一点,并且作为响应,该工具将经确认的照明器添加到无线网络用于在随后的操作阶段中对灯进行控制。调试技术人员然后针对每个要调试的照明器(例如办公室中的每个照明器)重复这个过程。
作为备选,有时在调试过程期间也应用指向方法来识别特定的照明器。一个示例是红外遥控器直接指向以红外接收机为特征的照明器。另一种方法是通过将高功率手电筒照射到特定照明器的日光传感器中来选择照明器。
US 2012/0043909公开了一种LED照明器电源,其将危险的线路电力与LED照明器隔离开。
WO 2012/131631公开了一种用于对联网的控制系统的设备进行自动调试的方法,所述联网的控制系统包括若干设备,其中每个设备能够经由通信装置与其他设备通信。
US 2013/221858公开了一种ad-hoc照明器控制系统,其与附近的照明器通信以识别照明器簇。
WO 2014/118676公开了一种用于对照明系统内的光源进行自动分组的方法。
发明内容
现在考虑无线接口被包括在每个单独的无线灯中的情况。在典型的办公室应用中,每个照明器包括四个TLED。与应用了无线照明器翻新套件(例如Philips Evokit产品)或新的无线照明器的竞争方法相比,即时拟合的已连接的基于TLED的解决方案因此导致四倍高的无线节点数量。因此,由于每个空间的数量非常高的无线节点,用于已连接的TLED的目前的现有技术解决方案将导致非常高的调试工作量。即调试技术人员将不得不通过以下方式来针对每个灯而不仅仅是每个照明器执行上述步骤,即:站在每个单独的灯下或其可见的邻近空间并使其闪烁来确认它的身份,然后使每个灯单独地加入控制网络。调试技术人员还可能不得不识别哪些灯是相同照明器的一部分,以便允许它们在调试阶段结束之后作为一组来进行控制(例如调光)。此外,这样的过程典型地需要熟练度相当高的调试技术人员。
根据本发明的各个方面,提供了用于检测灯是否在相同照明器中以及用于识别那些灯的装置、方法和计算机程序。这可以用于检测相同照明器中的灯用于调试目的,和/或用于诸如在稍后阶段检测替换灯之类的其他目的。
因此,根据本公开的第一方面,提供了供照明器中使用的第一灯,所述第一灯包括:发送电路,其被配置为经由受约束信号通知(constrained signalling)介质传送一个或多个信号,和/或接收电路,其被配置为经由受约束信号通知介质接收一个或多个信号,由此所述信号的传播受所述照明器的物理特性约束;以及控制器,其被配置为基于所述一个或多个信号经由所述受约束信号通知介质的传送和/或接收,检测到一个或多个其他第二灯与所述第一灯存在于相同的照明器中,并基于所述一个或多个信号的传送和/或接收来识别所述一个或多个第二灯。
也就是说,充当物理屏障或障碍的灯具对信号有包含或限制效果,并且基于此,第一灯上的控制器可以被配置为推断该一个或多个第二灯在相同照明器中的存在,并识别那些灯。
在一个具体优选的实施例中,这是通过以下方式实现的,即:经由合并在照明器内的电源电路(例如镇流器)发信号,即所述信令介质是照明器的电源电路,并且限制信号的所述物理特性是信号仅行进通过照明器内的本地电源电路(例如镇流器),并因此仅被传达到共享相同电源电路的其他灯的事实。
然而可替换地,受约束信号通知介质可以包括编码光、超声波和/或无线电,所述一个或多个信号的传播受所述照明器的外壳的至少一部分约束。
在实施例中,第一灯可以至少包括所述发送电路,所述发送电路被配置为向所述一个或多个第二灯中的每一个至少传送所述信号中的相应信号,并且控制器可以被配置为基于响应于所述相应信号的传送而从一个或多个第二灯中的每一个接收回响应消息以检测所述第二灯。优选地,第一灯包括用于经由除所述受约束信号通知介质之外的另一个(例如无线)介质接收消息的替代接口(例如,无线接口),并且控制器被配置为使用所述替代接口来经由所述另一个介质接收所述响应消息。这另一个介质可以是不经受由照明器施加的物理约束(根本不受约束、或至少受到较小程度的约束)的介质。例如,无线接口可以是ZigBee、Wi-Fi或蓝牙接口。
在其中受约束信号通知介质包括所述相同照明器内用于向所述第一灯和第二灯供应电力的电源电路的实施例中,所述发送器被配置为通过调制由所述电源电路供应的电力来执行所述发送,由此所述一个或多个信号的传播被约束到与第一灯和第二灯相同照明器内的电源电路。
发送电路可以被配置为通过调制由第一灯置于电源电路上的负载来执行所述调制。例如,该调制可以包括开关键控,由此负载可以被选择性地短路,或选择性地接入电源电路和从电源电路断开。
在可替代的或附加的实施例中,第一灯可以至少包括所述接收电路,所述接收电路被配置为经由所述受约束信号通知介质从所述一个或多个第二灯中的每一个至少接收所述信号中的相应信号,并且控制器可以被配置为基于在相应的接收到的信号中的每一个中传达的消息来识别所述一个或多个第二灯。
在所述受约束信号通知介质包括在所述相同照明器内用于向所述第一灯和第二灯供应电力的电源电路的实施例中,所述一个或多个信号的传播由此被约束到与第一灯和第二灯相同照明器内的所述电源电路;并且所述接收电路被配置为通过检测由所述照明器的电源电路所供应的电力中的调制来接收所述信号。
在实施例中,第一灯可以被配置为使用两个或更多方法的组合来检测哪些灯处于相同的照明器中。也就是说,发送电路可以被配置为经由多个不同信令介质中的每一个传送相应的一个或多个信号,和/或接收电路可以被配置为经由多个不同信令介质中的每一个接收相应的一个或多个信号,每一个介质是所述信号的传播由此受照明器的物理特性约束的介质;并且所述控制器可以被配置为基于经由所述多个信令介质中的每一个传送的一个或多个信号的传送和/或接收来检测和识别所述一个或多个其他第二灯是在与所述第一灯相同的照明器中。
在实施例中,用于信号通知的电源是镇流器。在实施例中,第一灯可以采用用于荧光管的可改装LED替换的形式,所述镇流器是用于为荧光管供电的镇流器。
在实施例中,第一灯可以包括用于经由除了所述受约束信号通知介质之外的另一无线介质从多个其他灯中的每一个接收相应信标的无线接口(例如,ZigBee、Wi-Fi或蓝牙),所述多个其他灯包括但不限于所述一个或多个第二灯;并且控制器可以被配置为使用无线接口来测量来自所述多个其他灯中的每一个的相应信标的接收信号强度,以基于接收信号强度来从所述多个灯中确定灯的子集,然后使用经由所述受约束信号通知介质传送和/或接收的一个或多个信号来从所述子集中检测和识别所述一个或多个第二灯。例如,可以将子集选为其信标以高于阈值信号强度接收的那些灯,或者可以选为其信标以最强信号强度被接收的N个灯(其中N是预定整数)。
在实施例中,受约束信号通知信道也可以被用于检测对于被替换的灯的替换。也就是说,在实施例中:第一灯和第二灯中的每一个可以被配置为经由无线网络通信;第二灯中的至少一个可以包括替换部件,所述替换部件是先前在照明器中使用的那个灯的前一实例的替换;以及第一灯的控制器还可以被配置为基于所述信号中的至少一个经由所述受约束信号通知信道的传送和/或接收,自动将所述替换灯检测为替换,并且自动地使替换灯在替换后加入所述无线网络。
可替换地或附加地,第一灯的控制器可以被配置为:基于至少一个另外的信号经由所述受约束信号通知信道的传送和/或接收而自动在照明器内检测替换灯是针对所述一个或多个第二灯中的一个的未来替换,并作为响应自动地使替换灯加入所述无线网络。
根据本文公开的另一个方面,提供了一种包括第一灯和一个或多个第二灯的照明器,其中所述第一灯包括:发送电路,其被配置为经由受约束信号通知介质传送一个或多个信号,和/或接收电路,其被配置为经由受约束信号通知介质接收一个或多个信号,由此所述信号的传播受所述照明器的物理特性约束;以及控制器,其被配置为基于所述一个或多个信号经由所述受约束信号通知介质的传送和/或接收,检测到所述一个或多个其他第二灯与所述第一灯存在于相同的照明器中,并基于所述一个或多个信号的传送和/或接收而识别所述一个或多个第二灯。
根据本文公开的另一个方面,提供了一种用于操作照明器内的第一灯的计算机程序产品,所述计算机程序产品包括包含在计算机可读存储介质上、和/或可从计算机可读介质下载的代码,并且该代码被配置为使得当在第一灯上运行时执行以下操作:经由受约束信号通知介质从第一灯传送一个或多个信号,和/或经由受约束信号通知介质在第一灯处接收一个或多个信号,由此所述信号的传播受所述照明器的物理特性约束;以及基于所述一个或多个信号经由所述受约束信号通知介质的传送和/或接收,检测到所述一个或多个其他第二灯与所述第一灯存在于相同的照明器中,并基于所述一个或多个信号的传送和/或接收来识别所述一个或多个第二灯。
根据本文公开的另一个方面,提供了一种调试照明器的方法,所述照明器包括第一灯和一个或多个第二灯,所述方法包括:经由受约束信号通知介质从第一灯传送一个或多个信号,和/或经由受约束信号通知介质在第一灯处接收一个或多个信号,由此所述信号的传播受所述照明器的物理特性约束;以及基于所述一个或多个信号经由所述受约束信号通知介质的传送和/或接收,检测到所述一个或多个第二灯与所述第一灯存在于相同的照明器中,并基于所述一个或多个信号的传送和/或接收来识别所述一个或多个第二灯。
根据本文公开的另一个方面,提供了供在照明器中使用的第二灯,所述第二灯包括:接收电路,其被配置为经由受约束信号通知介质从第一灯接收信号,由此信号的传播受到照明器的物理特性约束;以及控制器,其被配置为检测所述信号的接收并基于所述信号识别第一灯。在实施例中,第二灯还包括用于经由除所述受约束信号通知介质之外的另一(例如,无线)介质传送消息的替代接口(例如,诸如ZigBee接口的无线接口);其中所述控制器可以被配置为通过经由所述另一介质向所述第一灯发送识别所述第二灯的消息,而使用所述替代接口对通过所述受约束信号通知介质接收的所述信号进行响应。
在实施例中,第一灯、第二灯、系统、方法和计算机程序中的任何一个可以进一步包括根据本文教导中的任一个的特征。
根据本文公开的另外的方面,为了减小调试的负担,因此将期望提供不需要单独调试每个灯的调试过程。例如,这可以在前期开始调试时被用于对在给定照明器中安装的所有TLED或其他这样的可改装的灯进行自动预分组,以便允许它们作为一组进行调试,并且优选地还允许它们随后在操作阶段经由单个无线地址进行控制。
以下提供了用于基于TLED的无线系统或其他这样的启用无线通信的灯(例如会议室中的射灯或酒店大厅中的聚光灯)的系统的自动分组和调试方法,其可以允许诸如调试代理商或增值经销商(VAR)的用户更容易地组织到无线照明控制(例如对无线控制的基于LED的灯)的整个端到端迁移。甚至可以由低成本雇员来执行安装,原因在于在实施例中,从用户的角度来看,它仅需要涉及简单的换灯。例如,本文公开的调试过程可以用于“存量和流量(stock-and-flow)”业务(其中“存量和流量”既涉及经由批发渠道的销售也涉及使用“适度训练”的换灯劳动力而不是电工和训练有素的调试专家)。
除了新的TLED安装项目等之外,在实施例中,本文所公开的过程还允许对损坏的TLED(或其他这样的灯)进行“开箱即用(out-of-the box)”现场替换,从而实现在不牵涉远程控制或调试专家的情况下的自动分组。
此外,除了在相同照明器中安装或更换TLED或其他无线灯之外,在实施例中,本文公开的调试过程还可以应用于其中适合将一簇灯作为一组来对待的其他情况。作为一个示例,考虑一个房间,诸如厨房,其具有聚光灯或其他类似任务灯的离散簇,例如橱柜下的一簇光斑、工作台面岛上的一簇光斑等。另一个示例是带有许多蜡烛式灯泡的大枝形吊灯。作为另一个示例,诸如办公室的房间的不同区域中的灯可以被视为一组,例如每个小隔间一组。
根据本文公开的一个方面,提供了一种用作多个启用无线通信的灯中的一个的第一灯,启用无线通信的灯中的每个相应灯可以用第一模式和第二模式操作,在第一模式中该相应灯对于调试工具呈现为等待调试,在第二模式中该相应灯对于调试工具没有呈现为等待调试,每个灯被配置为作为调试过程的一部分以第一模式开始(即,每个灯被配置为参与调试过程,并且在其参与调试过程的开始,每个灯以第一模式开始)。例如,第一模式可以是ZigBee Light Link协议或其他这样的ZigBee协议的新出厂(Factory New)(FN)模式,第二模式可以是ZigBee Light Link协议或其他ZigBee协议的非FN模式。
第一灯被配置为执行以下步骤。首先,第一灯触发灯中的第二的一个或多个灯切换到第二模式(例如非FN模式),使得在调试过程期间,一个或多个第二灯将不会对调试工具呈现为等待调试。优选地,第一灯被配置为以基于与第一灯在相同的空间限定的组(例如相同的空间簇)内的方式来选择待处理的一个或多个第二灯。也就是说,基于具有与第一灯的一定预定空间关系,例如,根据一些预定义的接近度测试,诸如在相对于第一灯限定的相同预定义空间区域内,来选择一个或多个第二灯。在特别有利的应用中,第一灯被配置为执行所述一个或多个第二灯的触发,以基于它们与第一灯位于相同照明器中而切换到第二模式。即一个或多个第二灯是由第一灯检测到的与第一灯(见下文)处于相同照明器中的那些灯。
在所述触发一个或多个第二灯切换到第二模式之后,第一灯在第一模式(例如FN模式)下操作自身,使得第一灯对于调试工具将呈现为等待调试,由此向调试工具联合地表示第一灯和第二灯。第一灯然后代表所述一个或多个第二灯与调试工具交互,以便将第一灯和第二灯作为一组进行调试(对于由第一灯进行的这种交互存在多种选项,不管是通过初始地只是与工具接触以发起所述工具与第二灯之间的调试,还是通过在协调第二灯的调试中发挥更大的作用)。
因此,通过人为地操纵新出厂模式(或类似的),有可能提供自动的“预调试”,由此这些灯自动被作为一组处理用于调试的目的,让一个灯(第一灯)充当其他灯的代表。有利的是,相同的组(例如,相同照明器)中的一个或多个第二照明器(例如,相同照明器)因此对调试工具是隐藏的,并且从执行调试的用户的角度来看,该过程可以基于每个组(例如每个照明器)进行。
在实施例中,响应于加入预定无线联网协议(例如ZigBee Light Link协议)的无线网络,每个相应灯被配置为切换到第二模式(例如,非FN模式)。在这种情况下,第一灯可以被配置为通过发出第一消息来执行所述一个或多个第二灯向第二模式(例如,非FN模式)的切换,所述第一消息使第二灯加入由第一灯根据所述无线联网协议创建的第一无线网络,从而使第一灯和第二灯切换到第二模式(例如,非FN模式);并且在第一模式(例如FN模式)下操作的第一灯的所述步骤可以包括:在第一灯和第二灯向第二模式(例如非FN模式)的所述切换之后,第一灯退出第一无线网络,以使其自身返回第一模式(例如FN模式),并从而对于调试工具来说是可发现的。
在实施例中,第一灯可以被配置为检测由所述多个灯中的一个或多个灯中的每一个发出的第二消息(例如,ZigBee信标),每个第二消息传达相应灯的属性(例如,诸如其地址的标识符);并且第一灯可以进一步被配置为通过将第一灯的对应属性与在检测到的第二信号中的一个或多个的每一个中接收到的属性进行比较来确定是否成为用于调试过程目的的主设备,并且以作为主设备为条件来执行以上预调试步骤。即:充当其相同组中的一个或多个第二灯的代表的第一灯也充当主设备,并且为了调试目的而将其相同组(例如,相同照明器)中的一个或多个第二灯视为从设备,使得它将指令其相应的第二灯去执行一个或多个动作作为调试过程的一部分。第一灯基于分布式协议将其自身选为主设备,由此每个灯将指派给自己的值与在它们的信标中接收到的、指派给其他灯的相同属性的值进行比较。例如,主设备可以是具有那些检测到的地址中的最低地址的灯。
在实施例中,第一灯被配置为使得在所述第一灯和第二灯的调试之后,允许另一照明器或组中的所述多个灯中的下一个灯变成主设备,以便对另一照明器或组中的灯进行调试。第一灯通过在来自第一灯的消息中指示(不管它回到第一模式和发信标的事实)第一灯已经是主设备来实现这一点。因此它将不再被分布式协议考虑用于选择下一个主设备。
在组的基础上所执行的调试可以包括多个可能的调试操作中的一个或多个。
例如,第一灯可以被配置为:例如经由第一无线网络(例如,在第一灯与第二灯之间创建的本地ZigBee网络),或者经由诸如编码光或负载调制的其他手段(参见后面的内容)来接收一个或多个第二灯的标识符。所述与调试工具的交互然后可以包括第一灯向调试工具报告一个或多个第二灯的标识符。替换地,所述交互可以包括代表第一灯和第二灯接收来自调试工具的请求;并且第一灯可以被配置为作为响应来经由第一无线网络向一个或多个第二灯发送消息,使得一个或多个第二灯向调试工具报告它们自己的相应标识符。
作为另一个示例,所述交互可以包括代表第一灯和第二灯接收来自调试工具的请求;并且第一灯可以被配置为作为响应来使第一灯和第二灯中的一个或多个向调试工具的用户产生可见指示,共同地指示第一灯和第二灯的分组(例如,仅第一灯闪烁,或者第一灯使第一灯和第二灯一起闪烁)。这使用户能够确认正被调试的照明器或灯组确实是用户所预期的照明器或组,并且确认正被调试的灯组的物理位置。
作为另一示例,与调试工具的所述交互可以包括:第一灯加入第二无线网络,并且还使一个或多个第二灯退出第一无线网络以便加入第二无线网络,第二网络用于一旦调试过程结束便对灯进行控制。第二网络可以使用与第一网络相同的无线联网协议,例如,它可以是另一个ZigBee网络。该第二网络可以是合并了多个照明器或组的灯的更广的网络。它稍后在操作阶段被使用来允许灯被控制(例如,基于来自照明控制器的命令和/或来自一个或多个无线传感器的传感器读数而调光)。
在另一些实施例中,所述与调试工具的交互可以包括:由调试工具指派用于经由第二无线网络联合控制所述第一灯和所述一个或多个第二灯的组地址。
在又一些实施例中,第一灯可以被进一步配置为执行以下步骤:在调试过程之后,检测对相同照明器或组中的一个或多个第二灯中的一个灯的替换(在替换第二灯中的所述一个灯后,所述替换灯以第一模式开始),并使替换灯加入第二无线网络(并且由此还使替换灯切换到第二模式,例如非FN模式)。优选地,第一灯还被配置为使替换灯被添加到组地址。因此,替换灯被分配到灯惯常属于的(多个)相同的组,并完全接管已损坏灯的角色。
要注意的是,在任何给定的实施例中,可以单独或组合应用上述组调试操作(涉及与调试工具的交互)中的任意一个或多个。此外,在实施例中,这些中的任何一个可以响应于来自调试工具的请求而被执行,并且在涉及多个这样的调试操作的情况下,它们中的任何一个可以响应于来自调试工具的相同请求消息、或来自工具的单独请求而被执行。
根据本文公开的另一个方面,提供了一种照明器,其包括第一灯和一个或多个第二灯,这些灯中的每个相应灯可以在第一模式和第二模式下操作,在第一模式中所述相应灯对于调试工具呈现为等待调试,在第二模式中所述相应灯对于调试工具不呈现为等待调试,这些灯中的每一个被配置为在第一模式中开始调试过程;其中所述第一灯被配置为执行以下步骤:触发所述灯中的第二的一个或多个灯去切换到所述第二模式,使得在调试过程期间,所述一个或多个第二灯对于所述调试工具将不呈现为等待调试;在一个或多个第二灯向第二模式的所述切换之后,在所述第一模式下操作,使得所述第一灯对于所述调试工具将呈现为等待调试;以及代表所述一个或多个第二灯与调试工具交互,以便将第一灯和第二灯作为一组进行调试。
根据本文公开的另一个方面,提供了一种系统,所述系统包括多个启用无线通信的灯,所述灯包括第一灯和一个或多个第二灯,这些灯中的每个相应灯可以在第一模式和第二模式下操作,在第一模式中所述相应灯对于调试工具呈现为等待调试,在第二模式中所述相应灯对于调试工具不呈现为等待调试,并且这些灯中的每一个被配置为在第一模式中开始调试过程;其中所述第一灯被配置为执行以下步骤:触发所述灯中的第二的一个或多个灯去切换到所述第二模式,使得在调试过程期间,所述一个或多个第二灯将对于所述调试工具不呈现为等待调试;在一个或多个第二灯向第二模式的所述切换之后,在所述第一模式下操作,使得所述第一灯对于所述调试工具将呈现为等待调试;以及与所述调试工具进行交互,以便让第一灯和第二灯作为一组进行调试。
根据本文公开的另一个方面,提供了一种用于操作多个启用无线通信的灯的方法, 这些灯中的每个相应灯可以在第一模式和第二模式下操作,在第一模式中所述相应灯对于调试工具呈现为等待调试,在第二模式中所述相应灯对于调试工具不呈现为等待调试;所述方法包括以下步骤:使所述灯中的每一个在第一模式中开始调试过程;使所述灯中第二的一个或多个灯切换到所述第二模式,使得在调试过程期间,所述一个或多个第二灯将对于所述调试工具不呈现为等待调试;在一个或多个第二灯向第二模式的所述切换之后,在所述第一模式下操作,使得所述第一灯对于所述调试工具将呈现为等待调试;以及使用第一灯与所述调试工具进行交互,以便让第一灯和第二灯作为一组进行调试。
根据本文公开的另一个方面,提供了一种计算机程序产品,其用于操作作为多个启用无线通信的灯之一的第一灯,这些灯中的每个相应灯可以在第一模式和第二模式下操作,在第一模式中所述相应灯对于调试工具呈现为等待调试,在第二模式中所述相应灯对于调试工具不呈现为等待调试,并且灯中的每一个被配置为参与在第一模式中开始的调试过程;其中计算机程序产品包括包含在计算机可读存储介质和/或可从其下载的代码,且所述代码被配置为使得当在第一灯上运行时执行以下步骤:触发所述灯中的第二的一个或多个灯去切换到所述第二模式,使得在调试过程期间,所述一个或多个第二灯对于所述调试工具将不呈现为等待调试;在一个或多个第二灯向第二模式的所述切换之后,在所述第一模式下操作第一灯,使得所述第一灯对于所述调试工具将呈现为等待调试;以及与所述调试工具交互,以便让第一灯和第二灯作为一组进行调试。
在实施例中,第一灯、照明器、系统、方法和计算机程序中的任何一个可以进一步包括根据本文中的教导中的任一个的特征。
此外,要注意的是,本公开的范围还可以扩展到其他部件而不仅仅是灯的调试,和/或扩展到检测一个或多个其他部件是否处于与灯相同的照明器中。因此,在相关于灯所描述的上述方面中的任何一个的任何上述实施例中、或本文中提到灯的任何地方,该灯可被更一般地理解为部件。在任何方面的实施例中,第一灯确实是灯,但是在叙述一个或多个第二灯的场合,这些灯可以更一般地理解为一个或多个第二部件。例如,一个或多个第二部件可以包括这样的一个或多个部件,即它们可以被发现为与第一灯一起被容纳在照明器中,例如烟雾探测器部件、安全摄像机、用于驱动灯的驱动器和/或用于为第一灯供电的诸如应急电池之类的电池。
在实施例中,这后一方面可以结合上文或本文其它地方公开的任何其他方面或实施例的特征中的任何特征来使用,或者可以与这些相独立地使用。特别地,要注意的是,涉及部件更换的这个方面可以与本文公开的任何初始调试特征一起使用,或者与不同的调试过程一起使用;和/或替换灯的检测可以利用这里公开的用于检测灯或部件是否处于相同照明器中的机制、或不同的检测机制(例如,基于预先存储的灯到照明器的映射的查找)来实现。
根据另一个方面,提供了一种被配置为执行上述方法的第一灯。根据另一个方面,提供了包括该第一灯和一个或多个其他部件的照明器。
附图说明
为辅助对本公开的理解并示出可以如何将实施例付诸实践,通过示例的方式参考所附附图,在附图中:
图1是其中部署了照明系统的环境的示意图示,
图2是包括多个灯的照明器的示意性框图,
图3是灯的示意性框图,
图4是包括多个灯的照明器的示意性布线图,
图5是镇流器的示意性电路图,
图6是另一镇流器的示意性电路图,
图7是灯的示意性电路图,
图8是示出由灯感测到的电流的示意性时序图,以及
图9是灯的示意性状态图。
具体实施方式
以下提供了一种自动调试方法,用于对驻留在相同照明器内的多个已连接的TLED管或其他这样的无线灯进行自动分组。在实施例中,自动分组方法是在以下见解之上建立的:驻留在照明器内的TLED被连线到一个共享的荧光灯镇流器。为了利用这一点,对TLED共享相同镇流器的验证是经由由一个主TLED印记到镇流器上的有意的负载改变样式来执行。荧光灯镇流器所经历的负载改变——取决于镇流器类型——导致荧光灯镇流器向照明器内其他从属TLED提供的镇流器频率和/或灯电流的偏移。在检测到由主TLED引起的频率或电流偏移样式后,一个或多个从属TLED中的每一个可以肯定地推断它与主TLED共享相同的镇流器并且因此它是与主TLED一起在该照明器内的。
以下公开还提供了针对TLED优化的网络加入机制。初始地,仅主的已连接的TLED作为新出厂(Factory New)灯对于安装者可见。一旦安装者将主TLED添加到由照明桥或遥控器设立的ZigBee网络中,就使驻留在相同照明器内的从属TLED也能够加入相同的ZigBee网络,而无需向安装者要求任何附加的动作。本公开进一步提供了一种“基于镇流器负载下降的(ballast-load-drop-based)”自动分组方法,其目的是在无需要求安装者干预的情况下替换损坏的已连接的TLED。
为了提高TLED自动分组的速度,优选地该过程以更快和更少的侵入性(但也较少确定性)的评估方法开始。也就是说,首先,相同照明器内的TLED可以被假设成很可能位于与最接近的邻居照明器的典型间隔相比相对较小的“无线”邻近空间内。因此,基于无线电RSSI(或可替代地,编码光),TLED可以被分组到诸如“很可能在相同照明器内”、“可能在相同照明器内”、“不可能在相同照明器内”的桶(bucket)中。然后,从初始的基于RSSI的TLED桶开始,该方法继续进行以使用负载调制来肯定地确定TLED中的哪些被连接到共享的荧光灯镇流器,并且因此必然位于相同照明器内。
所提出的自动调试方法特别适用于对位于一个照明器内的已连接的TLED进行自动分组。尽管如此,虽然实施例可以通过图示的方式根据TLED进行描述,但要注意的是,本文公开的技术也可以应用于其他类型的无线灯的分组,所述无线灯是举例而言,诸如用于传统白炽灯泡的可改装的基于LED的替换的其他类型的基于LED的灯、或甚至是非基于LED的灯。
现在关于图1至8更详细地描述一些示例实施例。
图1图示了可以在其中实施所公开的技术的示例照明系统。该系统包括安装在环境2中、或者以别的方式部署在环境2中的一个或多个照明器4,其被布置为将照明发射到所述环境2中。环境2可以是诸如建筑物的一个或多个房间和/或走廊的室内空间;或诸如公园、花园、道路或室外停车区等的室外空间;或诸如体育馆、结构化停车设施或露台等被部分覆盖的空间;或诸如轮船、火车或其他车辆内部的任何其他空间;或这些可能性的任意组合。
照明器4中的每一个包括至少一个相应的灯,例如基于LED的灯、气体放电灯或白炽灯泡,加上任何相关联的支架、壳体或其他这样的外壳。照明器4中的每一个可以采取任何合适的形式,例如天花板或壁挂式照明器、独立式照明器、洗墙灯、枝形吊灯或较不常规的形式,例如构建在家具制品、诸如玻璃或混凝土的建筑物材料或任何其他表面中的嵌入的照明。通常,照明器4可以是用于将照明发射到环境2中的任何类型的照明设备。在实施例中,照明器4是被设计为发射适于照亮环境2(即,功能性照明)的照明的照明器——其被设计和使用以允许用户在环境2内各处查看并找到他们的道路的设备,在对于该目的适当的规模上提供照明或实质上对这样的照明做贡献。尽管如此,替代于提供功能性照明(或不但提供功能性照明),也有可能的是:照明器4是被设计成产生诸如任务照明、重点照明或情绪照明之类的照明效果的设备;例如改变颜色的、被嵌入表面中的嵌入照明器。
图2中示出了照明器4之一的示例。每个照明器4包括电源电路10、一个或多个灯12和外壳14。事实上,照明器4中的至少一个,并且在实施例中照明器4中的一些或全部,各自包括多个灯12。在这种情况下,照明器4包括照明器的内部电源电路10以及用于将多个灯12连接到电源电路10以便为那些灯12供电的插座。例如,通过示例的方式,图2示出了相同照明器4中的四个灯12a、12b、12c、12d(但要注意的是,尽管可以根据该示例描述以下实施例,这不是限制性的,并且照明器4可以支持其他数量的灯12)。在本文中处于相同照明器4中意味着所讨论的灯共享相同的电源电路10和相同的外壳14。因此,灯12a-d可以被描述为在相同照明器4中“同居”。通常,“外壳”14可以指灯具的任何壳体和/或支撑结构。例如在实施例中,外壳14可以包括用于安装在天花板上的不透明的上壁和/或侧壁壳体,加上机械地连接到上壳体的多个插座以及用于漫射由灯12a-d向下发射到环境2中的照明的下漫射元件。然而,在另一个示例形式中,“外壳”14可以采取悬挂结构的形式,例如支撑多个插座的枝形吊灯式结构(并且不一定存在壳体单元)。
电源电路10连接到例如市电电源的上游电源16,并被配置为基于此产生适合于为灯供电的电源。例如,典型地,电源电路10采取镇流器——即用于限制供应给在其照明器4中的灯的电流的设备——的形式。
在实施例中,一个或多个照明器4可以各自采取荧光照明器的形式,所述荧光照明器具有用于接纳多个荧光管的插座。在这种情况下,灯12a-d可以采取“管状LED”(TLED)的形式,即被设计成替换针对传统荧光管设计的常规荧光照明器中的荧光管的可改装的基于LED的灯。例如,大多数办公室照明器每个灯具需要2至4个TLED管(尽管不排除一些(但非全部)其他照明器可以只有单个TLED)。
表1示出了针对EMEA(欧洲、中东和非洲)以及NAM(北美)地区的每个照明器4的TLED管12和镇流器10的典型数量的概要。在几乎所有情况下,每个照明器4仅存在一个镇流器10。在美国,相同灯具内的TLED 12a-d总是连接到单个荧光灯镇流器10。
图3图示了单独的TLED灯12,其可以表示关于图2描述的照明器4中使用的灯12a-d中的任何灯。
如所示的,灯12包括实际的照明元件18,例如LED串或其他阵列。灯12还包括至少一个端盖20,并且在TLED替换荧光管的情况下,灯12实际上包括两个端盖20i、20ii。每个端盖20i、20ii包括相应的连接器22,用于将灯12经由照明器4的插座连接到镇流器10,并且从而将照明元件18连接到由镇流器10供应的电力。在荧光管的情况下,每个连接器22实际上包括作为接收灯丝的任一端子的两个端子(一对管脚),然而在TLED替换荧光管的情况下,由于需要两个端子是荧光管的特定要求、而不一定与基于LED的灯相关,所以每个连接器的两个端子通常被短接在一起(参见稍后关于图4的讨论)。
此外,灯12的至少一个端盖20i被用于容纳额外部件,这些额外部件是特定于以下事实的部件,即:灯12是无线控制的和/或是针对诸如荧光灯管或白炽灯泡等的更传统的灯的基于LED的替换。这些额外部件包括整流器23和LED驱动器24,用于将镇流器10(被设计用于为诸如荧光管的常规灯供电)供应的电力转换为适合于驱动基于LED的照明元件18的电力。整流器23连接到灯12的(多个)连接器22i、22ii,用于接收由镇流器10供应的AC电力并将其转换为DC。LED驱动器24连接到整流器23并被布置为进一步将这个转换为用于为基于LED的照明元件18(例如LED串)供电的大致恒定的(但在实施例中可调节的)电流供应,并且由此使得从照明元件18发出期望的光输出。注意:如果由照明器的电源电路10供应的电力已经是DC,则不需要整流器23,但是通常在可改装的基于LED的灯的情形下,来自照明器自身的电源电路(例如镇流器)10的电力将确实是AC,且因此需要整流。
此外,端盖20i中的额外部件包括控制器26和无线电收发器形式的无线接口28,例如ZigBee、Wi-Fi、802.15.4或蓝牙收发器。控制器26可以用存储在灯12的嵌入式存储器中、并且在灯12的嵌入式处理设备46上运行的软件来实现,或者控制器26可以用专用硬件电路或诸如PGA或FPGA的可配置或可重新配置的硬件电路来实现。在实施例中,控制器以软件和专用硬件M1的组合来实现(参见图7,稍后将更详细地讨论)。
在实施例中,为了帮助安装以进行照明器4内的灯12之间的最佳通信,容纳额外部件的端盖20i可以用一个或多个物理(例如可见的)标记进行标记。例如,可以在无线电装置所位于的末端处提供物理标记,并且可以指令安装者对照明器内的标记进行分组。可替换地,可以使用颜色编码,在一端20i处具有一种颜色的标记并且在另一端20ii处具有另一种颜色的标记。例如,一个盖上是红点(以及可选地另一个盖上是蓝点),并且可以提供具有相同颜色的盖相搭配的指令。
控制器26连接到无线接口28和LED驱动器24。控制器26被配置(例如,编程)以使用无线接口28接收来自手动或自动照明控制器(未示出)的照明控制命令,照明控制器例如是专用的遥控设备、无线墙壁开关或墙壁面板或在类似智能电话、平板电脑、膝上型计算机或台式计算机的用户终端上运行的照明控制应用。作为响应,控制器26于是控制驱动器24,以便根据所接收的控制命令来控制照明元件18的光输出。例如,这可以包括将灯打开或关闭、使光输出调亮或调暗、改变光输出的颜色、或创建动态(时变)照明效果。例如,控制器26可以调整供应给照明元件18中的LED的电流水平以便对光输出进行调光,和/或可以调整供应给照明元件18中的LED的不同颜色的LED或LED子阵列的电流水平,以便调整光输出的整体颜色。
替代地或附加地,在分布式系统中,照明器4中的每一个可以包括一个或多个传感器,诸如环境光传感器和/或占位传感器(未示出),和/或一个或多个无线传感器可以放置在环境2中的其他地方。在这种情况下,控制器26可以被配置为使用无线接口28接收来自例如相同照明器4和/或相邻照明器4中的传感器中的一个或多个的传感器读数。作为响应,控制器26于是可以根据(多个)传感器读数来控制照明元件18的光输出,例如当传感器检测到环境光水平超过阈值或在预定的邻近空间内不存在占据者时调暗或关闭灯,或者当传感器检测到环境光水平低于阈值或在邻近空间内存在占据者时调亮或打开灯(或者更一般地,控制可以基于更复杂的分布式控制算法,该算法基于来自多个传感器的传感器读数来计算调整)。
在另外的实施例中,控制器26还可以被配置为使用无线接口28来向照明控制器(未示出)发送状态报告,例如以报告迄今为止的燃烧小时数、报告灯的工作温度、和/或报告故障。
然而,为了能够执行上面讨论的各种活动等,这首先需要对灯12进行调试。也就是说,灯12需要被识别并且加入诸如ZigBee、Wi-Fi、802.15.4或蓝牙网络的无线网络。该无线网络然后提供手段,通过该手段,每个灯12上的无线接口28可以随后在操作阶段中接收来自照明控制器(未示出)的照明控制命令、接收来自(多个)传感器的传感器读数和/或向照明控制器发送状态报告。下面将根据ZigBee进行描述,但将意识到的是这不一定是限制性的。
根据本文公开的实施例,控制器26被配置为在操作阶段之前参与调试过程。调试涉及灯12中的一个或多个与由执行调试的用户8所使用的调试工具6进行交互。调试工具6可以采取任何合适的形式,例如专用的遥控单元、或在诸如智能电话、平板电脑或膝上型计算机的用户终端上运行的调试应用。要注意的是,调试工具通常与随后在操作阶段中控制灯12的照明控制器(未示出)不是相同的设备,然而也不排除这种可能性。
用户8使用调试工具6来至少激励他或她希望拉入控制网络中的每个照明器4的调试,然而根据本文的实施例,剩余过程的一些或全部可以在灯12与调试工具6之间以自动的方式继续进行。
每个灯12上的控制器26被配置为能够以新出厂(FN)模式或非新出厂(非FN)模式操作其各个灯12,并在这些模式之间进行切换。例如,这些可以是ZigBee Light Link协议的FN模式和非FN模式。在FN模式中,灯12对于调试工具6呈现为等待调试。例如,这可以通过由控制器26使用其相应无线接口28来反复(例如周期性地)发出告知相应灯12正在等待调试的信标来实现。可替代地,这可以由控制器26通过以下方式来实现,即:将其自身设置为响应从工具6广播的询问,以响应:灯12正在等待调试。在非FN模式下,灯12不这样。例如,控制器26不发出任何信标,或者至少不发出将灯12告知为等待调试的信标(例如,它可以停止发出某些信标,或者改变其信标的内容,以不宣称相应灯正在等待调试)。可替换地,控制器26可以将其自身设置为某个模式,其中它不响应从工具6广播的询问,或者用灯12正在等待调试的响应进行响应。
因此,当灯12在FN模式中时,调试工具6将灯12检测为等待调试,并通过调试工具6的用户界面将其像这样显示给用户8。另一方面,在非FN模式中,调试工具6将不会把灯12视为等待调试,并且因此将不会通过调试工具6的用户界面将其像这样显示给用户8。
在实施例中,等待调试意味着至少等待加入无线网络(例如ZigBee网络)以用于操作阶段中的后续控制的目的。因此,在实施例中,每个灯12上的控制器26被配置为当处于FN模式时发出上述信标,但当处于非FN模式时停止发出所述信标,或者在替换实施例中,被配置为改变它响应来自调试工具广播的、搜寻等待调试的灯12的询问的方式。通过例示的方式,可以根据前一实施方式来描述以下示例,其中FN模式控制相应灯12是否发出信标(或者至少它是否发出告知它正等待调试的某种类型的信标)。在后一实施方式中,如果调试工具6发送出对于开放网络的提议(offer),则主灯的控制器26将对该提议做出反应,但是从属灯将忽略该提议。
本文实施例利用的另一性质是,根据诸如ZigBee Light Link标准的ZigBee标准配置的灯将在其加入ZigBee网络时自动从FN模式切换到非FN模式。因此,根据本文的实施例,使灯加入和离开临时网络可用于人为地操纵FN模式。
根据本文公开的示范性技术,灯12中的每个灯上的控制器26被配置为服从分布式主-从协议,由此它以分布式方式(不涉及通过集中控制器的协调)确定其本身是否为了调试的目的而成为主设备或从设备。该协议被布置为使得每个照明器4中的一个且仅一个灯12a将成为主设备,并且该相同照明器14中的所有其他灯12b、12c、12d将是相应主设备12a的从设备(注意,本文仅通过示例的方式将被标记为12a的灯描述为主设备——通常,主设备可以是相同照明器4中的任何灯12a-d)。稍后将更详细地讨论用于检测哪些灯12a-d是在相同照明器内的技术。
成为主设备的灯12a的控制器26然后人为地操纵其从设备12b-d的FN模式,以隐藏除主设备12a以外的全部设备而不在调试工具6的用户界面中向用户8显示。这是通过让主设备12a使从属灯12b-d加入由主设备创建的临时无线(例如ZigBee)网络来实现的。此外,主灯12a的控制器26代表作为一组的其自身及其从设备12b-12d来执行一个或多个调试操作。因此从用户的角度来看,调试仅针对每个照明器4而不是每个单独的灯12执行,在向调试工具6报告从设备12b-12d的标识符以及使从设备加入网络中所涉及的调试完全是“幕后”执行的。
以下描述了针对以下情况的示范性工作流程,其中在自动分组开始之前,照明器4内的所有TLED管12a-d被新安装(即新出厂(FN))。这是通过示例的方式、针对具有N个灯具4、每个灯具4具有四个TLED管12a-12d、被调试到ZigBee网络中的房间而举例说明的。在以下描述灯12执行某一操作的场合中,可以假设在适当的情况下在其相应控制器26的控制下使用相应无线接口28执行该操作。
首先,将4倍N的新出厂(FN)TLED管12分别插入N个照明器灯具4中。初始地,每个FNTLED 12检测不到ZigBee网络(或者仅检测到具有低于阈值接收强度的一个网络或多个网络,它可以假设所述阈值接收强度必定来自另一个照明器或甚至另一个房间——参见稍后描述的“分桶”特征)。
然后环境2中的每个TLED 12以FN模式开始启动新ZigBee网络(注意:在那时系统内不需要存在桥或遥控调试设备6)。这意味着环境2中的每个灯12传送信标以传达它是正搜寻邻居的新灯的事实。这些信标包括独特的标识符号码(例如TLED的64比特ZigBee地址)。所有TLED 12也侦听这些信标,并相对它们自己的地址来分析其他TLED 12的地址。具有最低地址的单个TLED 12a通过调制它置于镇流器上的负载,通过将其64比特ZigBee地址调制到将它连接到镇流器10上的镇流器线路上,来启动自动调试的第二阶段(稍后将更详细地讨论)。所有其他TLED 12检查它们从镇流器10接收的电力是否正被调制。如果是这样,这些TLED 12b-d各自抓取它已经经由镇流器负载调制所接收到的64比特地址。该64比特地址是主TLED 12a在其自己的照明器4中的ZigBee地址。要注意的是,灯12可能不会在完全相同的时间全部打开并且开始该过程。合法地讲,照明器4的电力在换灯期间应关闭,所以如果遵循该规则,这些灯将在换灯之后一起打开,并因此同时开始该过程。在实践中,并不总是遵循该规则,但尽管如此,只要灯4被配置为在加电之后继续搜寻潜在的主设备或从设备达某一有限窗口,所描述的过程就仍将工作。
用于选择主设备的替代方法将是在接通市电16电源之后使用随机超时,在此之前允许每个TLED 12启动其无线电装置28。无线电装置28首先起作用的TLED 12成为主设备并启动网络。如果TLED 12仍未经调试,则TLED管12的随机超时特征在某一时间段(例如一个月)后被禁用。然而,这种随机超时方法是不那么优选的:该过程花费时间,且此外很难为小型网络和大型网络两者定尺寸(dimension)(网络越大,所需的启动延迟将越长)。而负载调制直接有成效,并适用于任何网络大小。
无论以何种手段挑选主设备和从设备,从属TLED 12b-d中的每一个随后加入ZigBee主TLED设备12a的ZigBee网络(使从设备中的每一个切换到非FN模式并停止发信标)。主TLED 12a注意到一个或多个TLED 12b-d已加入其网络。由主设备12a使用该网络从其从设备12b-d获得独特的号码(例如6位远程重置代码),其中这些稍后在调试过程期间用于将从属TLED 12b-d拉入由安装者远程(调试工具)6设立的ZigBee网络中。
在已经确定TLED 12中的哪些位于相同照明器4中之后,主TLED 12a保存其从属TLED邻居12b-12d的独特地址连同网络参数和密钥。主TLED 12a退出它为它的从设备12b-d创建的网络并返回FN模式,以便对调试工具6显示为等待调试。然而,它将它的从属TLED12b-d留在该新创建的网络中,使得它们不会对调试工具6显示。因此,主设备12a充当它的从设备12b-d的代表。
随着主设备12a已经返回到FN模式,这意味着它将再次开始发信标。为了避免在分布式协议中它被考虑用于选择下一个主设备,它因此在其信标的一个或多个中指示它已经充当主设备。
通常关于信标,TLED 12需要一种机制来传达某独特的ID、它们的存在以及它们是否已经按每个照明器4分组。正常的ZigBee信标尤其包含它们网络的扩展PAN ID,但不提供空间或机制去包括TLED 12可能需要交换的其他信息。因此,以下替代方法之一可以被用于指示返回到FN模式的主设备12a是否已经是主设备(已经将灯12b-12d分组到其相应的照明器中)。
第一种可能性是使用ZigBee上的私下定义的通告消息。根据这种方法,每个灯12启动其自己的ZigBee网络,而不开放来让其它设备加入那个网络。在整个调试过程中一次或多次地(作为初始发信标和/或稍后发信标),每个TLED 12定期(在某个预定义的间隔)在其自己的网络上发送PAN间通告消息,其包含与当前目的相关的信息(例如,MAC地址、在照明器内作为与从属TLED相对的主TLED的指示、是否已经发生了对照明器中的从属TLED的自动分组)。对于其余时间,它在它自己的信道或所有信道上侦听(参见下面的注释)来自其他TLED 12的类似消息。每个新出厂的TLED都侦听其无线电范围内的所有这样的消息,并相应地动作(参见文本的其余部分)。如果TLED 12已经执行了自动分组,它就相应地调整其通告消息的内容。在调试完成之后,可以针对诸如替换TLED中的一个的使用情况继续发送通告消息(稍后将更详细地讨论)。
上述操作可以通过所有TLED 12在它们全都知道的某个ZigBee信道上执行(因为设备仅需要在一个信道上侦听而最简单)、或者每个TLED可以挑选在随机的ZigBee信道上执行(这意味着每个设备需要在所有信道上侦听——或多或少涉及更多的信道,但允许在所有ZigBee信道上的良好散布)。
第二种可能性是使用经修改的信标。这与上面的第一种可能性类似,但替代于使用ZigBee规范中定义的信标的通告消息,将协议字节设置为与现有系统使用的值(00 =ZigBee Pro等)不同的值。在有效载荷中,携带各种信息(与相关于上述第一种可能性所描述的相同)。
第三种可能性是使用除ZigBee以外的另一协议的、除ZigBee信标以外的替代类型的信标。这是对以上第一种可能性和第二种可能性的变型,但所讨论的信息是在可替换的信标(例如 BLE(蓝牙低功耗)iBeacon中传送的。
无论第一主设备12a采用哪种手段指示它已经是主设备,其他照明器4中尚未被自动分组的其他TLED 12接着,注意到它们不再接收到来自第一照明器中的该主设备TLED12a的信标,这一指示没有被给出。这意味着另一个TLED 12现在将具有最低的独特号码,对于其照明器4将其自身指派为主设备角色,并针对该照明器重复以上过程。重复整个过程直到每个照明器4中的相应主TLED 12已经完成这些步骤为止。
要注意的是:可选地,上述的过程流可以通过以下方式来扩增,即:使用信标的接收信号强度的度量(例如,接收信号强度指示符(RSSI)),以便通过检测具有足够高信号强度的那些来帮助选择照明器4内的管邻居(tube neighbour)12b-12d。也就是说,RSSI可用于加速TLED自动调试过程。具有低于预定阈值的RSSI的信标可以被忽略,使得多个照明器4(例如在大型开放式办公室中)可以在同一时间运行上述自动分组过程,独立地验证哪些TLED 12确实容纳在相同照明器4内。单独的RSSI对于充分肯定地识别驻留在相同照明器4内的TLED 12不一定足够可靠。因此,在实施例中,RSSI仅用于创建TLED 12的基于RSSI的桶(即候选子集),例如那些很可能在相同照明器中的TLED 12、或那些或许在相同照明器中的TLED 12。基于这些桶,然后使用第二识别机制——例如使一个主TLED 12a的电负载短路并且检测照明器内的另一个从属TLED 12b-d处的镇流器负载变化——以更可靠地确定哪些TLED 12确实容纳在相同照明器4内。
在调试流程的下一阶段,安装用户(人员)8参与到调试中。安装用户8在其调试工具6上看到每个照明器4显示的仅一个FN灯12(即主TLED)。如果用户8希望将这些可见的FN灯12a中的一个的照明器4包括在他或她正在创建的网络中,则他或她在调试工具6的用户界面中选择该灯12a。这使调试工具6向所选灯12a发送调试请求。作为响应,该灯12a例如通过使其照明元件18来闪光向用户8提供可见指示。用户8因此可以看到他或她选择的灯12a确实在他或她打算调试的照明器4中。如果是这样,用户经由调试工具6的用户界面确认这一点,使调试工具6将主TLED包括到其ZigBee网络中(即,为了在后续操作阶段中对灯12进行控制的目的而创建的更宽的ZigBee网络)。主TLED 12a还告知调试工具6关于它的三个非FN TLED从设备12b-d(包括它们的独特的ID,例如ZigBee地址)。从属TLED 12b-d然后加入由调试工具(或照明桥)设立的ZigBee网络。针对这一点至少存在三种选项。
第一选项是让调试工具6使用从属TLED的独特的ID来使用6个数字的重置码将从属灯12b-d拉入其网络中。这些可以由调试工具6广播以使从属TLED 12b-d再次成为FN并且加入调试工具的远程网络。
作为第二选项,主TLED 12a临时返回到旧网络(它与其从设备12b-d创建的网络),并使用这个旧网络向其从属TLED 12b-d传送新网络(由调试工具6创建的网络)的参数。从属TLED管12b-d然后切换到新网络,并且主TLED管12a也返回到调试工具6的新网络。
在第三选项中,调试工具6指令主TLED 12a向其从属TLED 12b-d发送“远程重置”。主TLED 12a临时返回旧网络并向其从属TLED 12b-d传送“远程重置”,使得从属TLED 12b-d再次成为FN。主TLED管12a然后返回调试工具6的网络。调试工具6搜寻新设备并找到三个从属TLED 12b-d。
因此,主灯和从灯12a-d全部被共同地拉入由调试工具6创建的无线网络(例如ZigBee网络),使得随后可以在操作阶段中经由该网络对灯12a-12进行控制。无论使用什么选项,优选地调试工具6还将组地址(例如,ZigBee组地址)指派给相同照明器4中的灯12a-12d(向每个相应照明器分配不同的相应组地址)。该组地址然后允许控制设备(未示出)通过广播一个或多个控制消息来一起控制灯12a-d,每个控制消息仅具有单个组地址作为目的地址(而不是将单独的消息传送到每个灯的单独地址)。例如,根据ZigBee消息可以用组标识符进行广播,由此仅包含该标识符(即在该组中)的灯12将做出反应。当被指派时,调试工具6将组地址传送给主设备12a和从设备中的每一个。在操作中,每个灯12a-12d于是侦听具有该组地址的任何消息,并相应地做出反应。然而要注意的是,并不一定需要具有针对照明器内所有TLED的组地址。可替换地,一旦调试过程结束,就有可能通过每个TLED自身的单独地址来简单地对每个TLED寻址。
因此以上描述了可以通过其来调试新安装的照明器4的布置的机制。其中可以使用自动分组的另一种情况是在初始调试阶段结束并且操作阶段已经开始之后的晚些时候,在给定照明器4中的单独TLED 12中的一个被替换时。下文描述了替换照明器4中的非FNTLED管12之一的工作流程。这种已连接的TLED现场替换旨在不牵涉远程控制或调试专家的情况下,对替换TLED 12进行“开箱即用”自动调试。自动分组过程可以通过新出厂的已连接的TLED管12和经由开关进行市电电压16的一次电力通断循环(power-cycle)的组合来触发。可替换地,换灯的人可以主动触发针对替换管的自动调试(例如,在10秒内的五次市电开关拨动(toggle))。
替换TLED的自动调试如下地进行。新安装的TLED(例如12b的替换)通过调制其置于镇流器10上的负载而向镇流器10发送信号。相同照明器4中的其他TLED 12a、12c、12d在由镇流器10供应给它们的电力中收听到该消息。这些TLED 12a、12c、12d中的一个开放其网络(例如具有最低独特地址的那个TLED、或已经成为照明器4的主设备的TLED 12a)。新TLED于是加入该网络。主TLED 12a在新的TLED中编程适当的ZigBee组,使它以与被替换的TLED12b相同的方式起作用。
这假设调试工具6已经将照明器4中的所有TLED 12a-d分配到单个ZigBee组。使照明器4内的所有TLED 12a-d在同一组中对于该替换使用情况非常有利,原因在于那样就可以将保留的旧TLED 12a、12c、12d的ZigBee组号直接重用于新的替换TLED。与ZigBee组地址不同,正常的ZigBee地址没有这种特性:新的替换TLED将总是具有与旧TLED不同的16比特地址。
上述机制可能会包含超时,以防没有谁对请求进行应答。或者作为一种替代方案,新的TLED可以通过ZigBee发送对由其他(多个)TLED 12a、12c、12d——或者至少照明器4的主设备12a——监控的网络的请求,并进行应答。同样在此处,经由镇流器线路的信令可以(并且优选地)被用于验证两者都在相同照明器4中。对于TLED现场替换,这种关于想要加入照明网络的“争取中的(aspirant)”无线节点是否确实连接到荧光管镇流器10的验证也充当安全机制——它仅当物理上处于与网络的现有成员12a相同的照明器4中的情况下才能加入,从而避免流氓设备为了例如试图破坏照明的恶意目的而加入。共享相同的荧光管镇流器10在若干方式下是对用于消费者应用的触摸链接(touchlinking)机制的TLED市场模拟。在消费者应用中,配对过程需要遥控器与灯泡的物理接近,以防止恶意新网络部件例如从外壳14的外部与灯配对。同样地,本公开的实施例通过以下方式使得现有灯12a能够对新ZigBee部件的加入网络的授权进行评估,即:验证声称是TLED的新无线部件确实连线到与现有已连接的TLED 12a相同的镇流器10上,并且因此确实是替换TLED而不是另一个恶意无线设备。
综上所述,图9给出了示出根据本公开的实施例的灯12的不同可能状态的状态图。如上所讨论的,每个灯在首次通电时以“开箱即用”状态54开始使用期,在“开箱即用”状态54中它执行分布式协商协议以确定是成为主设备还是从设备。然后,基于这一点,灯中的一个12a转变到主状态56,而相同照明器中的其他灯各自转变到从状态58。尽管第一灯12a处于主状态56而第二灯12b-d处于从状态58,主设备12a一并代表第一和第二灯12a-d与调试工具交互,以便发起将那些灯12a-d作为一组来调试的一个或多个步骤。最后,在调试结束后,主灯和从灯12a-12d均转变到它们可用于它们的最终目的(即用于照亮环境2)的操作状态(操作阶段)60,并经由调试工具所建立的ZigBee网络或其他这样的无线网络而被控制(例如,被调光、用于设置彩色照明场景等)。在操作状态60中,如上所述,每个灯12监视用于潜在替换灯的信号。
要注意的是,(a)灯是否为FN(“新出厂”)模式与(b)它是否处于“开箱即用”、主设备、从设备、或是处于最终操作状态是相区别的变量。这可以通过考虑当灯是主设备时,它在FN和非FN之间切换、以及同样当灯是从设备时,它也可以在FN和非FN之间切换看出——因此(a)和(b)是单独可控的因素。因此,本文公开的技术涉及故意并且人为地操纵FN状态,使得它不仅仅指示是否新“开箱即用”,还被用于控制向调试工具6呈现相同照明器4中多个灯12中的哪些的额外目的。
与仅基于RSSI的自动分组相比,使用经由镇流器对信号的负载调制可以是特别有利的。例如在美国,照明器对于照明器4的上顶部和侧壁总是具有连续的金属外壳。照明器的金属侧壁阻挡容纳在不同照明器4中的TLED 12之间的直接无线路径(在相同的平面中)。结果,容纳在两个不同照明器4中的TLED 12之间的无线衰减通常比容纳在相同照明器4内的距离为15-20cm的两个相邻TLED更强。然而,对于比相邻照明器4之间的通常安装距离小的情况,在某些情况下由照明器金属侧壁引起的衰减不足以防止来自不同照明器的已连接的TLED管12的意外自动分组(例如,如果照明器的金属侧壁中的穿出孔的位置正好靠近在TLED的无线电装置28)。此外,TLED管12中的每一个可以使其无线电装置28位于管12的端盖20i的仅一个中。因此,将存在50%的可能性是:位于相同照明器4内的两个相邻TLED管12a、12b将由安装者安装为令无线电装置28位于这些管12的相反端处。将天线28放置在TLED的中间可以克服这个问题。然而,从TLED硬件角度来看,已连接的TLED中的优选无线电位置是在端盖20内。
为确保足够的鲁棒性,因此优选借助于RSSI对TLED 12“分桶”,然后使用第二分组方法来肯定地确定哪些TLED 12位于相同照明器4内。
针对第二种自动分组方法至少存在两个选项。如上所述,一个实施例是主TLED12a管通过调制它置于镇流器10上的负载而经由镇流器10发信号(例如,发信号通知其独特的ID)。然后其他TLED 12b-d查看以检测由相同照明器4内的、它们的姐妹TLED所引起的负载转变。这将在稍后更详细地讨论。
然而,作为可替代的实施例,已连接的TLED 12中的每一个可以具有集成的光传感器,其可用于允许从设备12b-d检测由位于相同照明器4内的主TLED 12a发出的光调制图样(和/或从设备12b-d可以发出将由主设备12a检测的光图样)。光传感器可以是预先存在的日光传感器、或用于所公开的检测目的的专用光传感器。主设备12a将选择性地关闭照明器4内的灯,以帮助主TLED管接收来自其邻居12b-d的编码光消息而不受到其自身光的干扰。编码光可用于检测哪些灯12处于相同照明器中,因为照明器4的外壳14起到至少部分地阻挡编码光信号的作用——因此相同照明器4中的灯12a-d将接收彼此的信号,但不接收那些来自其他照明器4中的灯12的信号。为了促进这一点,灯12的光传感器和/或位置可以被特别地布置,使得给定照明器4中的给定灯12的光传感器仅接收、或至少主要地接收来自相同照明器4中的灯的光。例如,光传感器可以布置为面朝上以检测从相应照明器外壳14的内部中的上反射元件反射的光。甚至可以使用其他媒介作为通过其检测灯12是否在相同照明器中的手段而应用类似的原理:例如,每个灯12可以发出被外壳14阻挡的超声信号,或者每个灯12可以发出无线电信号,该无线电信号被照明器外壳14的侧面周围的金属元件阻挡(使得可以从照明器4下方的控制器或调试工具6接收信号,而不从安装在相同的天花板上的其他照明器接收信号)。
作为附加特征,在实施例中,通过针对每个TLED 12使用光传感器,有可能识别照明器4内的TLED管12a-d的相对定位。这实现了定向的照明扫掠(sweep)过照明器4内的四个TLED 12a-d(从左到右、或从右到左)。该动态旋转的光束可以使得在相邻照明器4之间识别方向性成为可能,这可以实现在房间级别的自动调试。在该方法中,容纳在相同照明器4内的TLED 12顺序地从照明器的左侧至右侧接通它们的光。同时,相邻照明器中的TLED的LED保持关闭,但利用光感测装置来检测在这些相邻照明器内的TLED管的顺序接通期间、在地板上产生的光勒克斯水平(light lux level)。点亮的TLED管在物理上越接近接收TLED,地板上的光越多。基于在这些管的步进式开关期间检测到的地板上的勒克斯水平,TLED管(在熄灯模式中)可以推断执行扫掠光的相邻照明器实际上位于其右侧还是其左侧。
现在在下面描述用于有意调制由主设备12a置于镇流器10上的负载的技术的示范性实施方式,以便在由镇流器10供应的电力中将样式发信号通知给相同照明器4中的灯12a-d 。
如所讨论的,荧光照明器4通常采用连线到一单个镇流器10的若干TL管12a-d。图4中示出了用于瞬时启动(IS)镇流器10的典型布线图。在TL管12的每一端处,两个管脚22被通过分流(shunt)灯座短接。照明器4中的第一灯12a的一端处的管脚22a,i经由第一蓝线30a连接到镇流器10,并且第二灯12b的一端处的管脚22b,i通过第二条蓝线30a连接到镇流器10(如果照明器中存在多于两个灯,以此类推)。在另一端处,管脚22a,ii和22b,ii(等)全部连接在一起并经由相同的红线32连接到镇流器10。镇流器10自身经由黑线34和白线36连接到市电16。
图5和图6示出了用于为荧光管供电的不同类型的镇流器10的示例。通过示例的方式,这些是NAM区域中用于瞬时启动(IS)镇流器的主导拓扑,即自激振荡(SO)电路(参见图5)和电流馈送半桥谐振电路(参见图6)。
图5示出了典型的高频(HF)荧光灯镇流器。该镇流器10包括EMI(电磁干扰)滤波器38,该EMI滤波器38被布置为接收上游市电电源16,并且对其进行滤波以产生经滤波的电源并且阻止由镇流器产生的干扰返回至市电。镇流器10还包括PFC(功率因数校正)输入级40,其被连接以接收来自EMI滤波器38的经滤波的电源,并且对经滤波的电源执行功率因数校正以便产生经功率因数校正的电源。该电路进一步包括谐振输出级42,其被连接以从功率因数校正级40接收经功率因数校正的电源。该电路以自激振荡模式工作,以便基于接收到的经功率因数校正的电源来产生被用于为荧光管(或它们的TLED替换12)供电的最终电源。谐振电路42中的两个晶体管由变压器T1的辅助绕组驱动。输出通常与市电16隔离。镇流器10因此在T1的次级绕组两端产生大约600V的HF电压。电容器C1和C2分别与灯12a、12b中的每一个串联连接。电容器C1、C2充当镇流元件并对灯电流进行控制。
在最近的产品中,半桥(HB)谐振电路由于其节省费用而变得更受欢迎。典型的HB荧光灯镇流器拓扑在图6中被示出。该电路类似于图5的电路,但用HB电路44替代SO谐振电路42。HB电路44通常由集成电路(IC)控制。输出不与市电16隔离。
现在将关于图7更详细地描述用于经由诸如图5和图6所示的或其它的镇流器10来传送和接收信号的一些示范性技术的细节。
图7示出了示例灯12,所述示例灯12用于执行负载调制,以便经由镇流器10发信号、并且还经由从镇流器10接收的电源去检测来自其他灯12的这种信号。在实施例中,照明器4中的一个、一些或全部中的灯12中的每个灯可以根据图7配置。
如图7中所示,灯12包括整流器23,整流器23包括二极管D1、D2、D3、D4的布置,其被布置为经由灯12的管脚22从镇流器10接收AC电源,并且将其转换成DC电源。各种形式的整流器本身对于本领域技术人员是已知的,并且整流器23不一定必须采取图7中所示的形式(尽管它很可能这样做)。灯12进一步包括LED驱动器24,LED驱动器24被布置为接收来自整流器23的DC电力,并且基于此生成去往基于LED的照明元件18(LED串或阵列)的恒定或近似恒定的电流。然而要注意的是,本文中所提到的恒定电流不一定意味着电流不可调节。相反,灯24包括控制器26,例如包括被布置为执行灯12的嵌入式固件的微控制器46。此外,灯12包括无线接口28,例如,ZigBee、Wi-Fi、802.15.4或蓝牙接口(以上已经主要根据ZigBee示例进行了描述)。微控制器46连接到无线接口28并连接到LED驱动器24。它被布置为经由无线接口28接收例如起源于照明控制器或一个或多个无线传感器(未示出)的消息,并基于此确定光输出水平,照明元件18要以该光输出水平发出光。微控制器46然后将该光输出水平指示给LED驱动器24,并且作为响应,LED驱动器24将电流设置为适当的水平以实现期望的光输出。因此由LED驱动器24供应的电流恒定,原因在于,对于由控制器26指示的给定光输出,LED驱动器24确保电流近似恒定。此外,要注意的是,在使用脉冲宽度调制(PWM)调光等的情况下,恒定电流是指平均电流。此外,在实施例中,基于LED的照明元件28可以包括不同颜色的、独立可控的LED或LED的子阵列。在这种情况下,控制器26和LED驱动器24还可以单独设置每个不同颜色的LED或子阵列的输出电平,以便控制光输出的颜色。
为了经由镇流器10发信号,灯12的内部控制器26还包括晶体管开关M1形式的发送电路,该晶体管开关M1连接以能够在微控制器46的控制下调制由相应的灯12置于镇流器10上的负载。在所示的示例实施例中,这通过在负载两端(例如在LED驱动器24或照明元件18两端)并联连接晶体管M1的源极和漏极(或集电极和发射极)来实现,其中晶体管M1的栅极(或基极)连接至控制器26。这允许控制器26通过控制晶体管M1的栅极(或基极)来选择性地使负载短路。当它这样做时,这导致通过镇流器10反馈回的“呃逆(hiccough)”,其可以在由相同照明器4中的其他灯12接收的电力中被检测到。通过根据合适的预定代码(参见下文)控制短路,因此有可能经由镇流器10向相同照明器4中的其他灯12发信号。
为了能够感测到来自相同照明器4中的其他类似灯12的这样的信号,图7的灯12还包括连接在整流器23和LED驱动器24之间的感测电路50(尽管它可以潜在地被连接在电路的其它部分中)。该电路50被配置为检测由镇流器10供应的电力中用信号通知的“呃逆”的样式,并将检测到的信号供应给控制器26以进行解码。感测电路50可以被配置为通过感测所接收电力的电流、电压和/或频率中的调制来感测所接收电力中的调制。例如,在实施例中,感测电路50是电流感测电路。
因此,控制器26可以经由镇流器10传送信号,并且还根据本文公开的各种调试流程步骤对这些信号起作用,以便对相同照明器4中的灯12a-d执行自动分组。
为了开始TLED分组方法,一个主TLED灯12a(例如出自很可能共享相同照明器4的TLED的桶)发起自动分组过程。在自动分组过程中,该主TLED灯12a开始LED负载分流(loadshunt)过程,并且以预定义的频率和占空比(如由微控制器46所确定的)打开和闭合开关M1。从属TLED灯12b-d中的每一个经由其内部电流检测单元50感测灯电流中的改变。当主TLED灯12a执行这种编码的分流动作时,镇流器10的负载条件改变并且镇流器偏离其正常操作点。结果,组中剩余的TLED灯12b-d从镇流器10接收更多或更少的电力。改变的大小和方向取决于荧光灯镇流器的拓扑,但是在任何情况下,改变对于从属TLED 12b-d将是明显的。从属TLED灯借助于灯内的检测单元50来感测该改变。因为镇流器10是电流源,所以由主TLED 12a灯执行的编码的短路是安全动作并且将不会损害镇流器10或任何TLED灯12a-d。
负载短路功能性可以在TLED 12内以低成本实现,例如使用如图7中图示的分流开关M1。在每个TLED 12中,将该分流开关M1的一个实例放置在整流器23之后(该开关M1可以事实上已经存在于现有的TLED 12中用于脉冲宽度调制调光目的)。当M1闭合时,灯输入被短路并且来自镇流器10的电流被旁路而不向LED负载18输送电力。为了检测由其他TLED 12发送的代码,将电流检测块50的实例插入到每个TLED灯12的主电流回路中。经由该检测块50感测镇流器电流和频率中的经编码的改变,并且将提取的信号馈送到TLED 12内的板载微控制器46。相同的微控制器26也控制分流开关M1。
要注意的是,在实施例中,灯丝电路52i、52ii可以被分别包括在TLED 12的两侧上的输入端22i、22ii处,以模拟真实荧光管灯的灯丝。该电路52可以例如是功率电阻器,或者可以对于即时启动镇流器保持开路。灯丝电路52因此将传递用信号通知的代码而不会对该信号有任何影响。
图8图示了根据本文公开的实施例的由从属灯12b-d接收的时域t中的(在调节之后)镇流器电流I的示例形状。上部草图显示正常操作期间的电流,由此从属TLED 12a-d接收的镇流器电流处于稳定水平。主TLED灯12a然后以分组过程开始并将编码的样式强加到镇流器10上。因此,如图8的下部草图中所图示的,由从属TLED 12b-d接收的电流包含调制信号样式,具有等于主灯的分流频率的频率。分流频率可以例如在1-10Hz的范围内,或者在几百Hz到几kHz的范围内(优选地避免市电频率,以使就市电频率成分来说的不想要的干扰最小)。
有若干方式让电流检测单元50检测编码调制样式。在第一选项中,检测是通过感测平均电流值的改变来完成的。首先,感测信号经由低通滤波器进行平均。然后,该值由微控制器46读取并与标称值进行比较。微控制器46然后判定这是否代表来自与其自身的相应灯12共享公共镇流器10的另一个灯12的信号。例如,每个从属灯12b-d可以在镇流器10上侦听来自主设备12a的、标识主设备的信号,并且如果从设备12b-d检测到这个,则相应从设备12b-d经由无线接口28对主设备12a进行回复,以向主设备12a通知该从设备的身份(例如地址)。或者以相反的方式操作,主设备12a可以在镇流器10上侦听通过镇流器10从从设备12b-d接收到的、用于向主设备12a标识它们自身的信号。
作为对于检测的第二、可替代或附加选项,检测可以通过测量接收到的调制的频率来完成。如果需要,主TLED灯12a甚至可以通过调制频率、占空比等向从属灯12b-d发送一些基本消息。该第二选项比上述第一选项更精确,因为不同的镇流器电路拓扑导致TLED电流的不同调制深度。因此,第一选项使用的平均值检测方法比第二选项更易于出错(尽管不一定不能用)。
关于被用来经由上面公开的镇流器负载修改方案用信号通知信息的编码方案,各种编码方案都是可能的。例如,主TLED 和从属TLED 12a-d之间的基于镇流器的通信信道可以利用诸如莫尔斯码、曼彻斯特编码或脉冲位置调制等的二进制编码方案。用信号通知的信息可以包括一些或全部传送灯的64比特的独特ZigBee地址(或其他独特的标识符),可选地连同一些其他比特,例如头标比特、开始和停止比特,和/或可能的检错或纠错比特。在某些实施例中,该通信信道还可以允许例如,通过增加一个字节的“操作码”来发送额外的信息。可以使从属灯12b-d能够向主设备12b-d确认它们已经接收到信号,这或者是经由镇流器10或者是经由无线接口28返回。在发信号之后,主设备12返回到FN模式,并如先前所讨论的与调试工具6接洽。
要注意的是,通过镇流器10的信号通知也可以经由调制LED 18的亮度范围的仅一部分(例如,在100%和80%之间的光输出之间)而不是全部100%至0%(熄灯)调制来实现。类似于编码光类型编码,这种100%-80%调制可以甚至在稍后的操作阶段被利用于基于镇流器负载改变的“边信道”,其在正常照明操作期间对端用户不可见。
在自动分组完成之后,主和从属TLED灯12a-d二者直到它们已经被安装者8调试才能被控制。在TLED 12a-d被自动分组但尚未进行调试的状态期间,存在关于挑选哪些光水平的若干选项。在一个实施例中,主灯12a和从灯12b-12d被自动设置在不同的光水平处,以使得对(第一)安装者8而言能够进行关于自动配对是否正确完成的快速的可见检查。
将意识到,已经仅通过示例的方式描述了上述实施例。
例如,上面公开的调试流程也可以与其他协议一起使用,而不仅仅是ZigBee或ZigBee Light Link。最基本地,新出厂模式是其中灯12对于调试工具6呈现为新的、即呈现为等待调试的模式,而非新出厂模式是其中灯12对于调试工具6未呈现为新的模式。其他协议可能已经合并或可能被修改为合并一对类似的模式,并且也可以通过以下方式来获益,即:使用人工操纵新出厂模式(或类似模式)的原理来作为调试过程的一部分而联合地表示相同照明器4中的灯12a-d。
此外,在上文中,已经描述了主设备12a通过在镇流器10上发信号,然后经由无线网络(例如ZigBee网络)形式的另一种介质接收这些其他灯的标识符,来检测相同照明器4中的其他灯12b-12d。但可替代地,从设备12b-d也可以改而经由镇流器10(例如各自在随机的时间发送其响应,或者使用载波侦听多路访问技术)来反向响应。或者作为另一种替代方案,从设备12b-d可以初始地经由镇流器10将它们的身份发信号通知给主设备(而无需首先等待来自主设备的信号)。而且,用于确定哪个灯将成为主设备的协议可以经由其他手段来实现,而不仅仅是无线电信标;例如经由镇流器10或经由编码光或超声波。此外,可以使用用于选择主设备的可替代的协议:例如,主设备不一定必须是具有最低地址的灯,而可以改而是具有最高地址的灯,或者是根据其他规则挑选的地址(或更一般的ID)。或者,选择甚至不需要基于地址或标识符,而是可以改而基于信标中的某个其他属性,例如每个信标中的单独的优先级指示符(使得具有最高优先级的灯成为主设备)。
此外,调试流程不限于对相同照明器4中的灯12a-d进行分组。更一般地,所公开的调试流程还可以与其他确定要被分组的灯12的方式一起使用,而不仅仅基于检测是否在相同照明器4中。例如,对灯进行分组的其他原因可以包括将房间内的灯簇或区域分组。在这种情况下,有可能将灯12布置为各自发出包括相应灯12的标识符的诸如编码光信号、无线电信号或超声信号的信号(信号不必由相应外壳14阻碍);并且为了测量接收信号强度(例如,RSSI)或飞行时间(ToF)而布置每个灯12也侦听来自其相邻灯的其他灯的信号。通过将这些测量收集在一起(或者在灯12的主灯上或者在诸如调试工具6或照明桥的中央设备上),有可能检测不同灯12之间的相对距离并且由此推断环境2中的灯12的拓扑,以便检测哪些要在相同的簇中考虑。
相反地,所公开的用于检测灯是否处于相同照明器中的技术可以与其他调试流程一起使用,而不一定涉及对新出厂模式等的操纵,或者确实是在可能希望检测照明器是在相同照明器4中的任何其他情况中使用(例如,用于审计目的,或者在没有特定的调试阶段的情况下作为一组以ad-hoc方式控制)。
此外,除了图7所示的开/关(输入/输出)方法之外,还有调制负载的其他可能性,其中开关M1用于将负载在零负载或全负载之间切换。例如,可替代地,LED 18和/或驱动器24可以保持连接在电路中并且不被完全短路,但是可以包括与LED 18和/或驱动器24串联或并联的可切换或可变的电阻或阻抗,并且微控制器46可以控制该可切换或可变的电阻或阻抗以便调制负载。或者更一般地,其他电力线通信技术可以对于本领域技术人员是可用的。此外,所公开的调制电力的技术不仅可以应用于镇流器10的上下文中,而且可以应用于任何其他电源电路,例如包括变压器的电路。
还要注意,为了避免疑惑,本文使用的术语“无线灯”或类似术语是指灯能够无线通信的事实,而不是指它不需要插入以接通电源。通常无线灯可以通过任何手段供电,例如通过市电电力或电池供电,例如TLED管可以由容纳在照明器内的应急照明电池供电。
此外,本申请中的术语信标不限于ZigBee信标,而是也可以是由灯反复发出的任何消息,例如查找开放网络的消息(或暴露开放网络的任何消息)。另一种替代方法是:设备将取决于其主/从状态而对开放网络的提议做出响应或不响应。在这种情况下,灯仅侦听,并且不发送信标本身。相反,如果调试工具发送开放网络的提议,主设备将对该提议做出反应,但从设备将忽略该提议。
此外,要再次注意的是,本公开的范围还可以扩展到其他部件而不仅仅是灯的调试。因此,在本文中提到灯的任何地方,这可以被更一般地理解为部件。例如,越来越多的人正在使用诸如ZigBee(等)的无线装置来在部件之间进行通信,这些部件甚至是在给定照明器内。这些部件可以包括以下各项中的一个或多个:例如烟雾探测器部件、安全摄像机、用于驱动(多个)照明器的灯的驱动器和/或用于为(多个)第一灯(和/或其他部件)供电的应急电池之类的电池,或各种各样的其他可能性中的任意一种。本文的任何教导可以扩展到包括至少一个灯和一个或多个其他类型部件的一组部件的调试,例如,以检测哪些部件是在与灯相同的照明器中,部件中的每一个以与上述灯12a-12d类似的方式配置(至少就调试协议运行正常而论)。
权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制范围。
Claims (17)
1.一种照明器(4),包括第一灯(12a)和一个或多个其他第二灯(12b、12c、12d),所述第一灯包括:
接收电路(50),其被配置为经由受约束信号通知信道接收一个或多个信号,由此所述信号的传播受所述照明器的物理特性约束;以及
控制器(46),其被配置为基于所述一个或多个信号经由所述受约束信号通知信道的接收,检测到所述一个或多个其他灯与所述第一灯存在于相同的照明器(4)中,并基于所述一个或多个信号的接收来识别所述一个或多个第二灯。
2.根据权利要求1所述的照明器,其中,所述接收电路(50)被配置为经由所述受约束信号通知信道从所述一个或多个第二灯(12b、12c、12d)中的每一个至少接收所述信号中的相应信号,并且其中控制器(46)被配置为基于在相应的接收到的信号中的每一个中传达的消息来识别所述一个或多个第二灯(12b、12c、12d)。
3.根据权利要求2所述的照明器,其中,所述受约束信号通知信道包括在所述相同照明器(4)内用于向所述第一灯和所述一个或多个第二灯(12a、12b、12c、12d )供应电力的电源电路(10),所述一个或多个信号的传播由此被约束到与所述第一灯和所述一个或多个第二灯相同的照明器(4)内的电源电路;并且其中所述接收电路(50)被配置为通过检测由所述照明器的电源电路所供应的电力的电流和/或电压中的调制来接收所述信号。
4.根据权利要求3所述的照明器,其中,所述电源(10)包括镇流器,所述接收电路(50)被配置为经由所述镇流器接收所述一个或多个信号。
5.根据权利要求4所述的照明器,其中,至少所述第一灯(12a)采用用于荧光管的可改装LED替换的形式,所述镇流器(10)是用于为荧光管供电的镇流器。
6.根据权利要求1、2或5中任一项所述的照明器,其中,所述受约束信号通知信道是经由编码光、超声波和/或无线电,所述一个或多个信号的传播受所述照明器(4)的外壳(14)的至少一部分约束。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的照明器,其中:
所述第一灯(12a)和一个或多个第二灯(12b、12c、12d)中的每一个被配置为经由无线网络进行通信;
所述一个或多个其他灯中的至少一个包括替换灯,所述替换灯是先前在照明器(4)中使用的那个灯的前一实例的替换;以及
所述第一灯的控制器(46)还被配置为基于所述信号中的至少一个经由所述受约束信号通知信道的接收,自动将所述替换灯检测为替换,并且自动地使替换灯在替换后加入所述无线网络。
8.根据权利要求6所述的照明器,其中:
所述第一灯(12a)和一个或多个第二灯(12b、12c、12d)中的每一个被配置为经由无线网络进行通信;
所述一个或多个其他灯中的至少一个包括替换灯,所述替换灯是先前在照明器(4)中使用的那个灯的前一实例的替换;以及
所述第一灯的控制器(46)还被配置为基于所述信号中的至少一个经由所述受约束信号通知信道的接收,自动将所述替换灯检测为替换,并且自动地使替换灯在替换后加入所述无线网络。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的照明器,其中:
所述第一灯(12a)包括无线接口(28),用于经由除所述受约束信号通知信道之外的另一无线信道从多个其他灯(12)中的每一个接收相应信标,所述多个其他灯包括但不限于所述一个或多个第二灯(12b、12c、12d);以及
所述控制器(46)被配置为使用所述无线接口测量来自所述多个其他灯中的每一个的相应信标的接收信号强度,以基于所述接收信号强度从所述多个灯中确定灯的子集,然后使用经由所述受约束信号通知信道传送的一个或多个信号来从所述子集中检测和识别所述一个或多个第二灯。
10.一种照明器(4),包括第一灯(12a)和一个或多个其他第二灯(12b、12c、12d),所述第一灯包括:
发送电路(M1),其被配置为经由受约束信号通知信道传送一个或多个信号,由此所述信号的传播受所述照明器的物理特性约束;
替代接口,用于经由除所述受约束信号通知信道以外的另一信道接收消息;以及
控制器(46),其被配置为基于所述一个或多个信号经由所述受约束信号通知信道的传送、和经由所述替代接口从所述第二灯中的每一个接收回响应于所述一个或多个信号的传送的响应消息,检测到所述一个或多个其他灯与所述第一灯存在于相同的照明器(4)中,并基于所述一个或多个信号的传送和响应消息的接收来识别所述一个或多个第二灯。
11.根据权利要求10所述的照明器,其中,所述受约束信号通知信道包括所述相同照明器(4)内用于向所述第一灯和所述一个或多个第二灯(12a、12b、12c、12d)供应电力的电源电路(10),并且其中所述发送器(M1)被配置为通过调制由所述电源电路供应的电力的电流和/或电压来执行所述传送,由此所述一个或多个信号的传播被约束到在与所述第一灯和一个或多个第二灯相同的照明器(4)内的电源电路。
12.根据权利要求11所述的照明器,其中,所述发送电路(M1)被配置为通过调制由所述第一灯(12a)置于所述电源电路(10)上的负载(18)来执行所述调制。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的照明器,其中:
所述第一灯(12a)包括无线接口(28),用于经由除所述受约束信号通知信道之外的另一无线信道从多个其他灯(12)中的每一个接收相应信标,所述多个其他灯包括但不限于所述一个或多个第二灯(12b、12c、12d);以及
所述控制器(46)被配置为使用所述无线接口测量来自所述多个其他灯中的每一个的相应信标的接收信号强度,以基于所述接收信号强度从所述多个灯中确定灯的子集,然后使用经由所述受约束信号通知信道传送的一个或多个信号来从所述子集中检测和识别所述一个或多个第二灯。
14.一种照明器(4),包括第一灯(12a)和一个或多个其他第二灯(12b、12c、12d),所述第一灯包括:
发送电路(M1),其被配置为经由受约束信号通知信道传送一个或多个信号,由此所述信号的传播受所述照明器的物理特性约束;
接收电路(50),其被配置为经由受约束信号通知信道接收消息,由此所述信号的传播受所述照明器的物理特性约束;以及
控制器(46),其被配置为基于所述一个或多个信号经由所述受约束信号通知信道的传送、和经由所述接收电路从所述第二灯中的每一个接收回响应于所述一个或多个信号的传送的响应消息,检测到所述一个或多个其他灯与所述第一灯存在于相同的照明器(4)中,并基于所述一个或多个信号的传送和响应消息的接收识别所述一个或多个第二灯。
15.一种对照明器(4)进行调试的方法,所述照明器(4)包括第一灯(12a)和一个或多个第二灯(12b、12c、12d),所述方法包括:
经由受约束信号通知信道在所述第一灯处接收一个或多个信号,由此所述信号的传播受所述照明器的物理特性约束;以及
基于所述一个或多个信号经由所述受约束信号通知信道的接收,检测到所述一个或多个第二灯与所述第一灯存在于相同的照明器(4)中,并基于所述一个或多个信号的接收来识别所述一个或多个第二灯。
16.一种对照明器(4)进行调试的方法,所述照明器(4)包括第一灯(12a)和一个或多个第二灯(12b、12c、12d),所述方法包括:
经由受约束信号通知信道从所述第一灯传送一个或多个信号,由此所述信号的传播受所述照明器的物理特性约束;
经由替代接口在所述第一灯处从所述第二灯的每个第二灯接收响应于所述一个或多个信号的传送的响应消息;以及
基于所述一个或多个信号的传送和响应消息的接收,检测到所述一个或多个第二灯与所述第一灯存在于相同的照明器(4)中,并基于所述一个或多个信号的传送和响应消息的接收来识别所述一个或多个第二灯。
17.一种对照明器(4)进行调试的方法,所述照明器(4)包括第一灯(12a)和一个或多个第二灯(12b、12c、12d),所述方法包括:
经由受约束信号通知信道从所述第一灯传送一个或多个信号,由此所述信号的传播受所述照明器的物理特性约束;
经由所述受约束信号通知信道在所述第一灯处从所述第二灯的每个第二灯接收响应于所述一个或多个信号的传送的响应消息;以及
基于所述一个或多个信号经由所述受约束信号通知信道的传送和响应消息的接收,检测到所述一个或多个第二灯与所述第一灯存在于相同的照明器(4)中,并基于所述一个或多个信号的传送和响应消息的接收来识别所述一个或多个第二灯。
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