CN108139716A - 多输入的触摸式调光照明控制 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于调光照明控制系统的触摸面板设备，该设备包括能够检测触摸输入的触敏表面；检测邻近该设备的感测区域内的环境光水平的光传感器；处理装置，其操作性地连接到所述触敏表面和所述光传感器，用于基于检测到触敏表面上的触摸输入和/或环境光水平来生成控制信号，其中，在使用中，照明线路的总照明输出能够用触摸面板设备来手动控制和/或根据感测区域中的环境光水平被自主控制。

Description

多输入的触摸式调光照明控制
技术领域
本发明涉及一种多输入的照明控制系统和方法，并且具体涉及一种能够响应于一个或多个因素来确定和控制区域的期望光水平的触摸式调光照明控制系统和方法。
专利补充
本申请是对2012年10月12日提交的共同未决的澳大利亚专利申请No.2012325685中公开的发明的改进或变型。
背景技术
本领域中已知触摸式调光照明控制系统，其使用触摸面板来改变单个照明电路的亮度。触摸面板取代了传统的照明开关和旋转式调光控制旋钮。例如，2010年12月2日提交的Huang的第2010/0301682号美国专利申请描述了一种轻触式调光开关，其包括具有安装表面的外壳、安装在安装表面上的平板按钮、调光按钮、跳闸按钮、安装在外壳内的调光器、重置/跳闸装置和调光控制电路。Huang的装置用于通过控制提供给照明电路的电力将提供给单个照明电路的电源接通/断开和/或将灯调暗。
2009年7月28日授予Altonen和Spira的第7,566,996号美国专利公开了一种触摸式调光器，其包括具有平坦前表面的面板，该平坦前表面具有开口，具有触敏表面的边框延伸穿过该开口。边框的前表面正好位于触敏设备的上方，该触敏设备由用户触摸边框的前表面来启动。前表面的下部的启动导致单个照明负载被切换接通/断开。前表面的上部的启动导致照明负载的强度改变。
被共同拥有的第2012325685号澳大利亚专利申请公开了用于调光照明控制系统10的触摸面板设备12，该设备12包括能够检测一个或多个手指沿第一方向和第二方向的移动的触敏表面14，以及用于基于该检测分别生成第一和第二控制信号的处理装置16。在使用中，可以利用相同的触摸面板设备12来控制在第一和第二照明电路之间的负载平衡和两个照明电路的总照明输出。
现有技术的触摸式调光器已倾向于复制由传统机械开关和旋转调光器所提供的控制。本发明被提出用于提供一种多输入触摸式调光照明控制系统和方法，其进一步将触摸式调光器的功能扩展得超出常规机械照明开关和旋转调光器的功能。
本说明书中提及的现有技术被提供仅用于说明性目的，并不应被视为承认这种现有技术是澳大利亚或其他地方的公知常识的一部分。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种用于调光照明控制系统的触摸面板设备，所述设备包括：
能够检测触摸输入的触敏表面；
光传感器，其检测邻近所述设备的感测区域内的环境光水平；
处理装置，其操作性地连接到触敏表面和光传感器，用于基于检测到触敏表面上的触摸输入和/或环境光水平来生成控制信号，其中，在使用中，照明电路的总照明输出能够用触摸面板设备来手动控制和/或根据感测区域中的环境光水平被自主控制。
优选地，所述触摸面板设备还包括：
移动传感器，其操作性地连接到处理装置，所述移动传感器检测在邻近该设备的安装表面的宽角度范围内的感测区域中的移动，其中，在使用中，如果物体进入或离开感测区域，则例如照明电路被自动切换接通或断开。
优选地，所述移动传感器还检测移动物体何时接近所述触摸面板设备，并且如果物体紧邻该设备，则例如触敏表面被照亮以使得更容易在黑暗中定位和操作。
优选地，触摸面板设备还包括：
操作性地连接到处理装置的无线通信模块和天线，用于在无线网络上接收和发送数据，其中在使用中，该设备可以连接到用于家庭自动化的中央HUB。
在另一个实施方案中，触摸面板设备还包括操作性地连接到处理装置的图像产生装置。优选地，图像产生装置是可见光摄像机。有利的，触摸面板设备还包括红外光发射器。有利地，摄像机能够快速识别并跟踪成像区域内的不规则物体的移动，以执行如果、则/否则(if,then/else)操作。优选地，图像产生装置与测量环境光水平的光传感器一体地设置。优选地，图像产生装置与检测移动的运动传感器一体地设置。有利地，摄像机能够对感测区域进行视频监视，其中在使用中，该设备能够用作安全摄像机和/或用于家庭自动化的远程监视。
优选地，触敏表面能够检测触摸输入沿第一方向和第二方向的移动。优选地，触敏表面能够检测触摸输入在水平方向(X轴)和竖直方向(Y轴)上的移动。通常，由处理装置生成的控制信号基于检测到的触摸输入在触敏表面上在X方向和Y方向上的移动的组合。优选地，触摸输入在Y轴方向上的垂直移动导致生成如下控制信号，该控制信号改变提供到至少一个照明电路的电力以改变亮度。触摸输入在X轴方向上的水平移动导致生成如下控制信号，该控制信号改变提供到至少一个照明电路的电力以改变色温。
有利地，与由无线网络接入点形成的无线网络有关的无线证书被无线传输到触摸面板设备。优选地，无线模块和天线被配置用于WiFi协议。优选地，来自至少一个传感器的数据被传输并存储在与无线网络连接的辅助设备上。
优选地，触摸面板设备还包括用于在启用和非启用之间切换至少一个照明电路的控制状态的通道选择电路。优选地，通道选择电路的接口与触敏表面是一体的。通常，通道选择电路包括三个触摸拨动开关(toggle switch，转换开关)。
优选地，第一照明电路和第二照明电路之间的负载平衡以及第一照明电路和第二照明电路的总照明输出能够经由辅助电子设备被远程控制。
优选地，无线通信模块和天线能够无线中继。优选地，多个类似的触摸面板设备能够通过辅助电子设备链接，使得所链接的触摸面板设备将所有电路作为单个电路来控制。
根据本发明的另一方面，提供了一种触摸式调光照明控制方法，其响应于触摸面板设备用于控制照明电路，所述方法包括以下步骤：
检测触摸面板设备的触敏表面上的触摸输入；
检测邻近触摸面板设备的感测区域内的环境光水平；和
基于检测到身上触敏表面上的触摸输入和/或环境光水平来生成控制信号，其中，在使用中，照明电路的总照明输出能够用触摸面板设备来手动控制和/或根据所述感测区域中的环境光水平被自主控制以在感测区域中实现期望的光水平。
优选地，触摸调光控制方法还包括以下步骤：检测触摸输入在触敏表面上保持静止的持续时间。有利地，触摸调光控制方法还包括以下步骤：检测至少一个触摸输入的先前轻击和当前轻击之间的时间差。优选地，触摸调光控制方法还包括以下步骤：检测在触敏表面上的至少一个触摸输入的位置。通常，触摸调光控制方法还包括以下步骤：检测在触敏表面上的多个同时触摸输入。
优选地，检测在感测区域中的环境光水平，使得局部化的高或低照明强度值被识别并被忽略。通常，感测区域中的期望光水平是通过一个或多个因素确定的，所述一个或多个因素包括环境光水平、所述感测区域内的运动、输入功能或附加输入特性。有利地，自动控制期望的光水平使得在用户所期望的频率下执行电路亮度调节。
优选地，检测环境光水平的步骤执行如果、则/否则操作。
优选地，触摸调光控制方法还包括以下步骤：检测在感测区域内的移动以执行如果、则/否则操作。优选地，触摸调光控制方法还包括以下步骤：检测至少一个物体的接近度以执行如果、则/否则操作。
优选地，至少一个触摸输入的多个连续轻击切换照明电路的电力状态。有利地，在触敏表面上保持触摸输入长达设定的持续时间执行如果、则/否则操作。优选地，在触敏表面上保持触摸输入长达设定的持续时间执行预配置的操作。
优选地，触摸调光控制方法还包括以下步骤：基于事件发生的可能性分析由至少一个传感器生成的数据、设备日志历史或附加输入特性以增量式地学习和预测何时执行操作。优选地，用户能够确认或拒绝自主操作，使得使用所述确认或拒绝来提高未来预测的准确性。通常，由至少一个传感器生成的数据、设备日志历史或附加输入特性包括家庭自动化系统。优选地，触摸调光控制方法还包括以下步骤：分析由至少一个传感器生成的数据、设备日志历史或附加输入特性以确定减少能量消耗的多种不同手段。
本说明书中使用的术语“照明电路”是指在单个电路中连接的一个或多个灯。然而，请注意，一个照明设备或灯具可以包括一个或多个照明电路。
在整个说明书中，除非上下文另有要求，否则表述“包括(comprise)”或比如“包括(comprises)”或“包括(comprising)”之类的变体将被理解为暗示包含所陈述的整体或一组整体，但不排除任何其它整体或一组整体。同样地，表述“优选地(preferably)”或比如“优选(preferred)”之类的变体将被理解为暗示所述整体或一组整体是期望的但对本发明的实施而言不是必需的。
附图说明
参照附图，通过仅作为示例给出的触摸式调光照明控制系统的多个具体实施方案的以下详细描述，将更好地理解本发明的本质，在附图中：
图1例示了根据本发明的触摸式调光照明控制系统的第一实施方案；
图2是图1的触摸式调光照明控制系统中的触摸面板设备的功能模块电路图；
图3(a)、(b)、(c)、(d)、(e)和(f)例示了优选与图1的触摸调光控制系统一起使用的不同控制冲程；
图4(a)、(b)、(c)、(d)、(e)和(f)分别例示了图1的触摸调光控制系统中采用的触摸面板的一个优选实施方案的立体图、后视图、侧视图、截面图、前视图和俯视图；
图5是用于图2的触摸面板设备的处理装置中采用的典型控制算法的流程图；
图6是图2的触摸面板设备的拨动开关区域内的手动命令的流程图；
图7是图2的触摸面板设备的处理装置中使用的用于基于环境光水平自主地调节亮度的典型控制算法的流程图；
图8是图2的触摸面板设备的处理装置中使用的用于基于移动自主地调整状态或亮度的典型控制算法的流程图；
图9是图2的触摸面板设备的处理装置中使用的用于预测何时执行操作并改善预测准确性的典型控制算法的流程图；和
图10是根据本发明的用于触摸式调光照明控制系统中的触摸面板设备的第二实施方案的处理装置中采用的典型控制算法的流程图。
具体实施方式
如图1至4所示，根据本发明的触摸式调光照明控制系统10的第一实施方案包括具有触敏表面14的触摸面板设备12。触敏表面14能够检测触摸输入在第一方向和第二方向上的移动。所检测到的触摸输入通常是由人的手指提供的触摸输入，但也可以是由另外的物体提供的触摸输入。控制系统10还包括用于基于这一检测生成控制信号的处理装置16。处理装置16通常是可编程电子设备，比如PLC或EEPROM，其控制根据预设控制程序生成的控制信号的逻辑。图5至9以流程图形式例示了在处理装置16中采用的用于基于检测到的触敏表面14上的触摸输入和其他输入的移动来生成控制信号的典型控制程序和控制例程。处理装置16可以结合在设备12内，或者可以在设备的外部来提供。
优选地，触摸面板设备12还包括实时检测在感测区域内的环境光水平的环境光传感器13。光传感器13一般设置在触摸面板设备的前表面，与触敏表面14区域相邻，(也参照图4)，并且操作性地连接到处理装置16使得感测区域内的亮度可以基于一个或多个因素被自主调整以执行“如果，则，否则”操作。图7以流程图形式例示了响应于由光传感器13在步骤170检测到的环境光水平用于处理装置16的典型控制算法。处理装置16能够在步骤172识别并忽略局部的高或低的光强度水平，以防止光传感器13对环境光水平的错误测量。在步骤174，系统对所检测到的环境光水平是否处于满足用户要求的值进行检测。由光传感器13对环境光水平的这一检测持续一段时间，该段时间在步骤176中已经被预设为测量时间延迟。基于根据用户需求配置的预设使用规则并且响应于光传感器13，如果处理装置16检测到环境光水平在设定的时间量(测量时间延迟)内不处于期望水平，则其在步骤178处相应地调整亮度。
当系统10检测到感测区域中的环境光水平高于期望值时，该算法确保照明电路的功耗保持最小。当环境光水平低于期望值时，该算法用作维持感测区域内的期望光水平的手段。亮度的改变不能发生得过于频繁以至于影响用户，因此自动控制期望的光水平使得电路亮度调节在用户期望的频率下进行。期望的光水平可以被配置为响应于多个因素(比如一天中的时间或以无线方式传送到设备的其他外部事件)而改变。例如，由于不同的任务，用户在晚上时可能比在上午需要更少的光照。外部事件可包括比如打开感应区域内的电视机的行为，由此该设备已被配置为在电视机使用时使灯变暗。
优选地，触摸面板设备12还包括运动传感器15，该运动传感器15一般也设置在触摸面板设备的前表面上，与触敏表面14的有源区域相邻，该运动传感器15在与设备12的安装表面相邻的宽角度范围内检测在感测区域中的移动。运动传感器15检测在感测区域内的移动，使得可以响应于一个或多个因素自主地调节照明电路状态或亮度。运动传感器15还操作性地连接到处理装置16，使得可以基于一个或多个因素自主地调节感测区域内的亮度以执行“如果，则，否则”操作。
图8以流程图的形式例示了响应于运动传感器15在步骤180检测到的移动用于处理装置16的典型控制算法。在步骤182处，系统检测所检测到的移动是否处于满足用户要求的值。运动传感器15对移动的这种检测持续一段时间，该段时间在步骤184中已经被预设为测量时间延迟。所检测到的移动可以用作触发以基于预设使用规则维持期望光水平，所述预设使用规则是根据用户要求配置的。例如，如果运动传感器检测到物体已经进入感测空间，并且系统检测到环境光水平没有在设定的时间量(测量时间延迟)内处于期望的水平，则其在步骤186相应地调整亮度。与光传感器13一样，运动传感器15输出可以与多个因素组合以维持在感测区域内的期望光水平。
运动传感器15可以用于检测在感测区域内的人数、他们的位置和他们的移动方向。运动传感器可以用于提供对于安全服务而言的使用数据。例如，如果在空间内检测到运动并且安全警报处于启用状态，则可以将通知发送到安全软件。
优选地，触摸面板设备12还包括一般设置在触摸面板设备的前表面上的接近传感器，与触敏表面14的有效触摸区域相邻，所述接近传感器检测移动物体何时接近触摸面板设备。接近传感器检测移动物体何时靠近设备，使得随着物体接近设备可以启用其他功能。例如，当处于黑暗环境中时，一个功能可以是逐渐照亮触摸面板或界面的特定部分，以便于用户定位和操作设备。这样可以最大限度地降低待机功耗，防止与不期望的光线相关的问题，并且由于其能够对人的在场做出响应，所以其为设备提供与人相关的功能。
有利地，接近传感器与运动传感器15的功能集成在一起，以形成组合的运动和接近传感器15，并且可以是例如红外运动和接近传感器。
图像生成装置(例如摄像机)可以被包括在触摸面板设备12中，用于远程安全监测或活动追踪。优选地，该设备具有发射红外光的装置，因此摄像机在低照明环境中起作用。摄像机可以被并入设备中以取代环境光传感器13、移动和接近传感器15。这被设计为使设备的复杂性最小化，改善鲁棒性并降低成本。
触摸面板设备12可以分别或同时控制多个照明电路的电源状态、亮度和色温以及平衡。为了控制多个照明电路，设备12优选地包括多个电路拨动开关17，所述多个电路拨动开关17一般也设置在触摸面板设备的前表面上，在与触敏表面14的有效触摸区域相邻的拨动开关区域中(参照图1和4(e))。当拨动开关17处于启用状态时，通过触摸面板上的手动输入来控制相应的照明电路，即拨动开关包括通道选择电路，该通道选择电路用于将至少一个照明电路的控制状态在启用状态和非启用状态之间切换。在所例示的实施方案中，提供了三个拨动开关17a、17b和17c，并且经由通道选择电路可被控制的照明电路的数量是三个。例如，如果第二拨动开关17b和第三拨动开关17c启用，并且用户在触敏表面14上向下滑触，如果处于接通电力状态，则第二和第三照明电路同时变暗。在优选实施方案中，这些拨动开关使用触摸输入并且与触摸面板设备12的触敏表面14一体地设置。
系统10通常还包括分别响应于第一和第二控制信号用于分别控制第一和第二照明电路的第一和第二照明控制装置18a和18b。照明控制装置18是用于控制灯具的标准成品部件。例如，如果灯具是具有12伏卤素或紧凑型荧光灯(CFL)灯泡的筒灯，则照明控制系统可以包括用于将主电源电压转换为12伏的变压器、用于减小或增加电压以及由此减小或增加灯泡的电力的调光器，以改变照明输出的强度。调光器通常采用硅控整流器或晶闸管，而非电位计或可变电阻器，以响应于输入控制信号改变输出电力。
在所例示的实施方案中，第一和第二照明电路被实施在单个双输出照明设备或灯具20中。灯具20具有第一和第二照明灯泡(不可见)，因此实际上是处于一个照明设备中的第一和第二照明电路。灯具20中的每个灯泡通常额定处于不同的色温，例如，一个处于3000k，另一个处于5000k。5000k灯泡通常会产生更白的“冷”色温光，而3000k灯泡会产生更黄的“暖”色温光。在使用中，第一和第二照明电路之间的负载平衡和这两个照明电路的总照明输出可以利用相同的触摸面板设备12来控制。
应当理解的是，照明控制系统可以用于控制两个或更多个照明电路及其对应的照明控制装置。每个照明电路可以包括在一个电路中连接的一个或多个照明灯泡。
通常，触敏表面14能够检测触摸输入在第一和第二垂直方向上的移动。有利地，触敏前表面14能够检测触摸输入在水平方向(X轴)和竖直方向(Y轴)上的移动。
优选地，由处理装置16生成的第一和第二控制信号是基于检测到的触摸输入在X方向和Y方向上在触敏表面14上的移动的组合。因此，例如，触摸输入在Y轴方向上的垂直移动可以导致生成第一和第二控制信号，所述第一和第二控制信号将两个照明电路的电力(以及因此亮度)改变到完全相同的程度，而触摸输入在X轴方向上的水平移动可以导致生成第一和第二控制信号，所述第一和第二控制信号将第一和第二照明电路的电力分别改变到不同的程度。触摸输入在对角线方向上的移动因此会导致第一和第二控制信号中的这些亮度变化的组合。
在所例示的实施方案中，触敏设备12的输出1连接到第一照明电路A，第一照明电路A在这一实例中是灯具20中的3000k灯泡，并且触敏设备12的输出2连接到第二照明电路B，第二照明电路B在这一实例中是灯具20中的5000k灯泡。如图3(a)中所示，当触敏表面14被轻击一次时，由设备12生成的控制信号是对各个照明控制装置18的简单接通/断开信号，用于将灯泡切换为接通或断开。处理装置16检测到来自触摸表面14的信号是单击(图5中的步骤102)，并将灯相应地切换为接通或者断开(图5中的步骤104)。
如图3(b)中所示，当利用触摸输入在水平方向(X轴)上从左向右滑触所述触敏表面14时，按照图5中的步骤106和108，处理装置16生成第一和第二控制信号，该第一和第二控制信号导致负载(电力输出)的平衡从第一照明电路移动到第二照明电路(3000k到5000k或从较暖到较冷的色温)。另一方面，当利用触摸输入在水平方向(X轴)上从右到左滑触所述触敏表面14时，按照图5中的步骤110和112，处理装置16生成第一和第二控制信号，该第一和第二控制信号导致负载(功率输出)的平衡从第二照明电路移动到第一照明电路(5000k到3000k或从较冷到较暖的色温)。结果是色温范围在3000k到5000k之间。
如图3(c)中所示，当利用触摸输入在垂直方向(Y轴)上从上向下滑触所述触敏表面14时，按照图5中的步骤114和116，处理装置16生成第一和第二控制信号，该第一和第二控制信号导致到第一照明电路和第二照明电路的总电力输出(3000k和5000k)从100％亮度减小到0％亮度。另一方面，当利用触摸输入在垂直方向(Y轴)上从下向上滑触所述触敏表面14时，按照图5中的步骤118和120，处理装置16生成第一和第二控制信号，该第一和第二控制信号导致到第一照明电路和第二照明电路的总电力输出(3000k和5000k)从0％亮度增加到100％亮度。
如图3(d)中所示，当利用触摸输入在对角线方向上从左上向右下滑触所述触敏表面14时，处理装置16生成第一和第二控制信号，该第一和第二控制信号导致灯具20的亮度和色温降低。另一方面，当利用触摸输入在对角线方向上从右上向左下滑触所述触敏表面14时，处理装置16生成第一和第二控制信号，该第一和第二控制信号导致灯具20的亮度降低且色温升高。
系统10还能够检测用于将多个照明电路在接通/断开状态之间切换的触摸输入的次数。因此，例如，如果在图5的步骤122处检测到如图3(e)中所示的双击，并且如果在步骤124处检测到触摸输入的次数为“1”，即一次双击，则在步骤126c处将照明电路1转换为接通/断开。如果在步骤124处检测到触摸输入的数量为“2”，即两次双击，则在步骤126b处将照明电路2转换为接通/断开。如果在步骤124处检测到触摸输入的次数为“>2”，例如，三次双击，则在步骤126a处将照明电路3转换为接通/断开。
除了检测在触敏表面14上在X-Y方向上的触摸输入移动/距离之外，系统还必须能够检测触摸输入在其表面上保持静止的持续时间，如图3(f)中所示，该持续时间用于控制基于“轻击并保持”的功能。如果在步骤128处检测到“轻击并保持”触摸输入，则在步骤130处检测保持的持续时间或长度。必须检测持续时间，使得系统能够辨别短时间保持(1.2s-3s)和长时间保持(>3s)。这意味着短时间保持将用于快速接通或断开所有电路。因此，如果在步骤130处检测到短时间保持，并且在步骤132处确定任何照明电路都处于接通状态，则在步骤134处将所有电路切换到断开(参照图5和6)。另一方面，如果在步骤130处检测到长时间保持，则所有启用电路进入已经由用户预先配置以满足其要求的自定义照明模式。
也可以经由拨动开关区域或通道选择电路中的拨动开关17来控制多个照明电路。图8中例示了用于通道选择电路的典型控制算法。如果系统在步骤140处从触摸拨动开关检测到信号，则在步骤142和146处确定一种类型的触摸输入。如果在步骤142处检测到拨动开关17之一上的“单击”触摸输入，则在步骤144处将相应的照明电路转换到启用/非启用状态。如果在步骤146处检测到在拨动开关17之一上的“轻击并保持”的触摸输入，则在步骤148处确定保持的持续时间或长度。如果在步骤148处检测到的持续时间“短”(1.2s-3s)，则在步骤150处将相应的照明电路转换到启用/非启用状态。如果在步骤148处确定的持续时间“长”(>5s)，则在步骤154处系统检测是否所有三个拨动开关17都被保持。如果“是”，则在步骤156处系统进入无线配置模式。如果“否”，则在步骤158处系统进入自定义模式。类似地，如果在步骤148处确定的持续时间为“中等”(3s-5s)，则在步骤152处系统也进入自定义模式。
自定义照明模式可以扩展到多个设备，因此设备必须能够无线地发送和接收命令。与其他命令类似，可以依赖于一个或多个外部输入(比如一天中的时间或一周中的某一天)通过相同的命令(“长时间保持”)来进入不同的自定义模式。例如，工作日上午的自定义模式可能会是打开对于准备上午工作所必需的灯光，而周六晚上的自定义模式可能会是将房屋公共区域内的所有灯光改变为暖色温并将其调暗至20％以进行娱乐活动。
自定义照明模式可以响应于各种触摸输入，例如：
前一轻击和当前轻击之间的时间差，用于双击功能；
触摸输入的位置，使得相同的触摸面板可以用于选择(经由拨动开关)和控制照明电路；和
多个同时触摸输入，用于两指功能和三指功能。
触摸屏设备使辅助电子设备能够控制所连接的电路(权利要求26)。这用于经由Web界面或移动应用程序对家庭自动化或安全服务进行远程照明控制。该功能使得能够经由可用于改善用户体验的外部软件将多个设备链接在一起(权利要求28)，即有时可能有利的是使建筑物内的所有灯(或其一部分)受单个开关控制，其中每个触摸装置控制所有灯。该功能可以根据预设的规则或事件制定。例如，如果检测到唯一的居住者正朝着建筑物的出口行走，则系统可以将所有设备链接在一起，使得可以利用单一动作将它们关闭。
有利地，触摸面板设备12也可以是蓝牙启用的。如图3(e)中所示，处理装置16可以被设计为对在触敏表面14上的双击、轻击和保持触摸输入进行阐释，以生成信号来启用在设备12中的蓝牙接口用于在设备12中接收来自外部蓝牙启用设备(诸如具有用于设置时间、自动节奏等的应用程序的iPhone)的程序指令。蓝牙接口还可以用于提供对触摸面板设备12的远程控制。
优选地，触摸面板设备12还具有用于将设备12连接到替代的外部调光和色温控制装置(比如举例而言的自动智能照明控制系统)的多个输入和输出(见图1)。这样的系统可以被设置为根据自然昼夜节律、季节以及一天中的时间来改变照明的亮度和色温。
优选地，触摸面板设备12还包括无线通信模块和天线19(在图1中不可见)，其操作性地连接到处理装置16用于在无线网络上接收和发送数据，其中在使用中，所述设备可以连接到用于家庭自动化的中央集线器和/或可以用作无线中继器。无线通信模块和天线19用于在无线网络上接收和发送数据，使得可以使用传感器输出和外部输入来自主调整电路状态、亮度和色温。设备12能够接收与无线网络相关的安全证书，而不需要在触摸面板上显示。在优选实施方案中，该设备被配置用于WiFi协议。在这一实施方案中，该设备还可以被配置为充当无线中继器以根据用户需求来扩展WiFi网络的范围(所有设备12都具有这一能力，但是仅有限数量的设备会将其启用以防止对网络造成不必要的干扰)。
有利地，触摸式调光照明控制系统和方法包括用于基于发生的可能性分析由至少一个传感器生成的数据、设备日志历史或附加输入特性的算法，以使软件能够增量式地学习和预测何时执行操作。图9以流程图形式例示了用于预测何时执行操作并提高预测准确度的算法。传感器数据是指在步骤200处从光传感器、运动传感器和接近传感器或摄像机收集的实时数据(步骤170、175、180等)以识别当前环境状态。
当系统10识别用户由于当前环境状态而可能输入命令并且执行在步骤220处检测到的在给定时间范围内由用户纠正的动作时，发生增量学习。如果在步骤201处检测到存在与在步骤200处识别的当前环境状态相匹配的用户定义的操作，则在步骤204处执行该操作。如果在步骤201处检测到不存在与当前环境状态相匹配的用户定义的操作，则在步骤206处相对于日志历史分析当前环境状态。设备日志历史是指过去如何使用设备12的记录。可以参照当前环境状态、一天中的时间、一周中的天数、季节等分析这一日志历史数据(步骤185)以识别用户输入特定命令的可能性。在步骤208处还分析当前环境状态，因为它涉及附加的输入特性。附加的输入特征可以包括规则、触发器、校正或用户已经输入的用于改进设备预测的任何其他数据。
基于这些分析，系统在步骤210处尝试识别该操作是否具有很高的发生可能性。如果系统将该操作标识为具有高发生可能性，则其前进到执行在步骤212处的操作。用户有机会在设定的时间范围内校正操作。如果系统在步骤214处检测到用户已经在设定的时间范围内进行了校正，则系统在步骤216处识别并记录该操作是不正确的，并且因此会减小如果当前识别出的相同的环境状态将来再次出现时的发生可能性。
另一方面，如果系统在步骤214处检测到用户没有在设定的时间范围内进行校正，则系统在步骤216处识别并记录该操作是正确的，并且因此增加了如果当前识别出的相同的环境状态将来再次出现时的发生可能性。如果预测被认为是正确的，则可以将其记录为当前环境状态的正确行为并在未来进行。如果不正确，则其有助于提高未来预测的准确性。这不应被视为是对预测的绝对确认/拒绝。
预计触摸式调光照明控制系统将用于更全面的家庭自动化或安全监测系统。在这些系统内，将通过辅助设备利用来自其他子系统的附加信息对收集到的数据进行分析，以确定正确的操作。类似地，预计该系统将被单独使用或用于更全面的系统中以分析能源消耗并执行自动化预测以使建筑物内的能量使用最小化。
设想了本发明的另一些变化，包括关于对触摸面板设备的触摸面板进行触摸的动作的变化，以产生不同的照明效果。图10是根据本发明的用于触摸式调光照明控制系统中的触摸面板设备的第二实施方案的处理装置中采用的典型控制算法的流程图。在步骤32处感测到触摸输入之后，在步骤34处确定触摸输入的类型。这一实施方案的触摸面板设备和触敏表面在设计上与触摸面板设备12和触敏表面14类似。可以提供通过向触敏表面提供不同类型的触摸输入而根据触摸面板启用的附加设置。如果在步骤34处检测到触摸输入为“小”触摸，例如通过利用轻触来触摸该触敏表面，则处理装置首先在步骤40处检测触摸式调光照明控制系统的电力状态。如果系统处于“断开”状态，则忽略触摸输入。
另一方面，如果系统处于“接通”状态，并且在步骤42处保持触摸输入，然后在步骤44处在垂直方向(Y轴)上检测到移动，则在步骤46处调整亮度。如果在步骤44处检测到的移动处于水平方向(X轴)上，则在步骤48处调整色彩平衡。如果触摸输入被释放超过设定的持续时间，则退出改变模式。
如果在步骤34处检测到触摸输入是“多点触摸型”触摸，例如通过用两个或更多个手指触摸该触敏表面，则在步骤38处，处理装置首先检测触摸式调光照明控制系统的电力状态。如果系统处于“断开”状态，则忽略触摸输入。另一方面，如果系统处于“接通”状态，并且在步骤50处保持触摸输入然后在步骤52处在垂直方向(Y轴)上检测到移动，则在步骤54处调整接通/断开倾斜速度(ramping speed，斜坡速度)。
如果在步骤34处检测到触摸输入是“大”触摸，例如通过用重触摸来触摸该触敏表面，则处理装置在步骤36处简单地转换触摸式调光照明控制系统的电力状态，而不改变设置。
现在已经详细描述了调光照明控制系统和方法以及触摸面板设备的优选实施方案，明显的是所描述的实施方案相对于现有技术提供了许多优点，包括以下内容：
(i)单个触摸面板设备可以代替用于控制多个照明电路的多个现有技术机械开关和旋转调光器。
(ii)亮度和色温都可以通过单个触摸面板设备来控制。
(iii)利用简单的触摸控制可以实现亮度和色温的无限多种组合。
(iv)通过改变一个或多个手指按压触摸面板设备的方式，可以实现例如在照明亮度和色彩平衡方面的不同效果。
相关领域技术人员将轻易明了的是，在不脱离本发明的基本发明构思的情况下，除了已经描述的那些实施方案之外，可以对前述实施方案进行各种修改和改进。例如，尽管所例示的实施方案的触摸面板设备是独立的照明控制设备，但其也可以被集成到智能建筑物控制系统的软件和触摸屏中，用于控制气候、照明、安全、A/V和建筑物中的其他电气系统。因此，应当领会，本发明的范围不限于所描述的具体实施方案。

Claims (43)

1.一种用于调光照明控制系统的触摸面板设备，所述设备包括：
能够检测触摸输入的触敏表面；
光传感器，其检测在邻近所述设备的感测区域内的环境光水平；
处理装置，其操作性地连接到所述触敏表面和所述光传感器，用于基于检测到所述触敏表面上的所述触摸输入和/或环境光水平来生成控制信号，其中，在使用中，照明电路的总照明输出能够用所述触摸面板设备来手动控制和/或根据所述感测区域中的环境光水平被自主控制。
2.根据权利要求1所述的触摸面板设备，还包括：
移动传感器，其操作性地连接到所述处理装置，所述移动传感器检测在邻近所述设备的安装表面的宽角度范围内的感测区域中的移动，其中，在使用中，如果物体进入或离开所述感测区域，则例如所述照明电路被自动切换接通或断开。
3.根据权利要求2所述的触摸面板设备，其中，所述移动传感器还检测移动物体何时接近所述触摸面板设备，并且如果所述物体紧邻所述设备，则例如所述触敏表面被照亮以使得更容易在黑暗中定位和操作。
4.根据权利要求1所述的触摸面板设备，还包括：
操作性地连接到所述处理装置的无线通信模块和天线，用于在无线网络上接收和发送数据，其中在使用中，所述设备能够连接到用于家庭自动化的中央HUB。
5.根据权利要求1所述的触摸面板设备，还包括操作性地连接到所述处理装置的图像产生装置。
6.根据权利要求5所述的触摸面板设备，其中，所述图像产生装置是可见光摄像机。
7.根据权利要求6所述的触摸面板设备，还包括红外光发射器。
8.根据权利要求6所述的触摸面板设备，其中，所述摄像机能够快速识别并跟踪在成像区域内的不规则物体的移动，以执行如果、则/否则操作。
9.根据权利要求5或6所述的触摸面板设备，其中，所述图像产生装置与测量环境光水平的光传感器一体地设置。
10.根据权利要求9所述的触摸面板设备，其中，所述图像产生装置与检测移动的运动传感器一体地设置。
11.根据权利要求6所述的触摸面板设备，其中，所述摄像机使得能够实现对所述感测区域的视频监视，其中，在使用中，所述设备能够用作安全摄像机和/或用于家庭自动化的远程监视。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的触摸面板设备，其中，所述触敏表面能够检测触摸输入沿第一方向和第二方向的移动。
13.根据权利要求6所述的触摸面板设备，其中，所述触敏表面能够检测触摸输入在水平方向(X轴)和垂直方向(Y轴)上的移动。
14.根据权利要求7所述的触摸面板设备，其中，由所述处理装置生成的所述控制信号是基于检测到的所述触摸输入在所述触敏表面上在X方向和Y方向上的移动的组合。
15.根据权利要求8所述的触摸面板设备，其中，所述触摸输入在Y轴方向上的垂直移动导致生成如下控制信号，所述控制信号改变提供到至少一个照明电路的电力以改变亮度。
16.根据权利要求8所述的触摸面板设备，其中，触摸输入在X轴方向上的水平移动导致生成如下控制信号，所述控制信号改变提供到至少一个照明电路的电力以改变色温。
17.根据权利要求4所述的触摸面板设备，其中，与由无线网络接入点形成的无线网络相关的无线证书被无线传输到所述触摸面板设备。
18.根据权利要求17所述的触摸面板设备，其中，所述无线模块和天线被配置用于WiFi协议。
19.根据权利要求17所述的触摸面板设备，其中，来自至少一个传感器的数据被传输并存储在与所述无线网络连接的辅助设备上。
20.根据权利要求1所述的触摸面板设备，还包括用于在启用和非启用之间切换至少一个照明电路的控制状态的通道选择电路。
21.根据权利要求20所述的触摸面板设备，其中，所述通道选择电路的接口与所述触敏表面是一体的。
22.根据权利要求21所述的触摸面板设备，其中，所述通道选择电路包括三个触摸拨动开关。
23.根据权利要求1所述的触摸面板设备，其中，第一照明电路和第二照明电路之间的负载平衡以及所述第一照明电路和所述第二照明电路的总照明输出能够经由辅助电子设备被远程控制。
24.根据权利要求4所述的触摸面板设备，其中，所述无线通信模块和天线能够无线中继。
25.根据权利要求1所述的触摸面板设备，其中，多个类似的触摸面板设备能够通过辅助电子设备链接，使得所链接的触摸面板设备将所有电路作为单个电路来控制。
26.一种触摸调光控制方法，其响应于触摸面板设备用于控制照明电路，所述方法包括以下步骤：
检测所述触摸面板设备的触敏表面上的触摸输入；
检测在邻近所述触摸面板设备的感测区域内的环境光水平；和
基于检测到所述触敏表面上的触摸输入和/或环境光水平来生成控制信号，其中，在使用中，所述照明电路的总照明输出能够用所述触摸面板设备来手动控制和/或根据所述感测区域中的环境光水平被自主控制以在所述感测区域中实现期望的光水平。
27.根据权利要求26所述的触摸调光控制方法，还包括以下步骤：检测触摸输入在所述触敏表面上保持静止的持续时间。
28.根据权利要求26所述的触摸调光控制方法，还包括以下步骤：检测至少一个触摸输入的先前轻击和当前轻击之间的时间差。
29.根据权利要求26所述的触摸调光控制方法，还包括以下步骤：检测所述触敏表面上的至少一个触摸输入的位置。
30.根据权利要求26至29中任一项所述的触摸调光控制方法，还包括以下步骤：检测所述触敏表面上的多个同时触摸输入。
31.根据权利要求26所述的触摸调光控制方法，其中，检测所述感测区域中的所述环境光水平，使得局部化的高或低照明强度值被识别并被忽略。
32.根据权利要求31所述的触摸调光控制方法，其中，感测区域中的期望光水平是通过一个或多个因素确定的，所述一个或多个因素包括环境光水平、所述感测区域内的运动、输入功能或附加输入特性。
33.根据权利要求26所述的触摸调光控制方法，其中，自动控制期望的光水平使得在用户所期望的频率下执行电路亮度调节。
34.根据权利要求26所述的触摸调光控制方法，其中，检测环境光水平的步骤执行如果、则/否则操作。
35.根据权利要求26所述的触摸调光控制方法，还包括以下步骤：检测所述感测区域内的移动以执行如果、则/否则操作。
36.根据权利要求26所述的触摸调光控制方法，还包括以下步骤：检测至少一个对象的接近度以执行如果、则/否则操作。
37.根据权利要求26所述的触摸调光控制方法，其中，至少一个触摸输入的多个连续轻击切换照明电路的电力状态。
38.根据权利要求26所述的触摸调光控制方法，其中，在所述触敏表面上保持触摸输入长达设定的持续时间执行如果、则/否则操作。
39.根据权利要求26所述的触摸调光控制方法，其中，在所述触敏表面上保持触摸输入长达设定的持续时间执行预配置的操作。
40.根据权利要求11至39中任一项所述的触摸调光控制方法，还包括以下步骤：基于事件发生的可能性分析由至少一个传感器生成的数据、设备日志历史或附加输入特性以增量式地学习和预测何时执行操作。
41.根据权利要求40所述的触摸调光控制方法，其中，用户能够确认或拒绝自主操作，使得使用所述确认或拒绝来提高未来预测的准确性。
42.根据权利要求40所述的触摸调光控制方法，其中，由所述至少一个传感器生成的数据、所述设备日志历史或所述附加输入特性包括家庭自动化系统。
43.根据权利要求40所述的触摸调光控制方法，还包括以下步骤：分析由所述至少一个传感器生成的数据、所述设备日志历史或所述附加输入特性以确定减少能量消耗的多种不同手段。
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