CN109479358B - 多灯照明器和操作它的方法 - Google Patents

Abstract

操作多灯照明器中的一组灯的方法，每个灯可操作来发出嵌入有预定编码光消息的各自照度，并且每个灯包括各自的本地控制器；其中该方法包括：在多灯照明器内的灯的本地控制器之间进行通信，以便协调，以致所述编码光消息的不同步实例不从多灯照明器中的灯之中的不同灯进行发射。

Description

多灯照明器和操作它的方法

技术领域

本公开涉及用于在多灯照明器(multi-lamp luminaire)中的一个或多个其他灯之间使用的灯，其中这些灯可操作来发出编码光。例如，这些灯对于传统的荧光管或白炽灯泡而言可以是可改型的(retrofittable)基于LED的替换。

背景技术

照明器（灯具）是包括至少一个用于发出照度(illumination)的灯以及任何相关联的插座、支撑物和/或外罩的设备。照明器可以采取各种各样形式之中的任一种，诸如常规的吊顶或壁挂照明器、落地(free stand)照明器或壁灯(wall washer)或不太常规的形式诸如置入表面或家具中的照度源或任何其他类型的照明设备，用于发出照度到环境中。灯指的是在照明器内的个别发光组件，其中每个照明器可以具有一个或多个发光组件。灯也可以采取许多形式之中的任一种，诸如基于LED的灯、气体放电灯或白炽灯泡。日益流行形式的灯是可改型的基于LED的灯，其包括一个或多个LED作为用于发出照度的装置，但是使之可改型为针对传统的白炽灯泡或荧光管进行设计的照明器。

照明器或甚至个别灯也可以被装配有无线通信接口，从而允许照明器或灯利用从用户设备诸如智能手机、平板计算机、膝上型计算机或台式计算机或无线墙壁开关接收的照明控制命令和/或基于从一个或多个远程传感器接收的传感器读数来远程地进行控制。现今，通信接口能够直接被包括在灯本身内（例如，在用于白炽灯泡或荧光管的可改型替换的端盖(end-cap)中）。例如，这能够允许用户通过用户设备来接通和关闭灯的照度、向上或向下调光(dim)照度水平、改变所发出的照度的颜色和/或创建动态（时变）照明效果。在一种形式中，通信接口被配置成经由本地、短程无线电接入技术诸如Wi-Fi、802.15.4、ZigBee或Bluetooth（蓝牙）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“连接”灯。

进一步已知的是：使用LED 的照度设备可以被用于传送信息。US专利申请US2015/0102733A1例如公开包括LED 的光（源），其中LED 产生光并且能够短暂地例如针对人眼无法感知的持续时间而周期性地被关闭，以便该光光学地接收命令。例如，使用移除控制设备，光学发射的命令能够被发送至该光。照度设备能够使用当前关闭的LED来接收数据并随后相应地配置该光。

一种类型的连接灯是速配（instant-fit）“管形LED”(TLED)灯，其改型为针对传统的荧光管设计的照明器。根据速配TLED方案，现有的固定输出荧光镇流器、TLED灯座以及照明器内所有的电接线也保持不变。经由直截了当的重新装灯(re-lamping)，现有的“哑的”荧光管（或甚至“哑的”TLED管）能够与可调光的连接TLED进行交换，其中每个TLED具有个别的集成的无线电台。

在其他的“智能”或“连接”照明应用中，提供通过调制属性诸如发出光的强度以便编码数据（优选地，以超越人类感知或至少对于人类而言可容忍的足够高的频率）将数据嵌入到由照明器发出的照度中的能力。这有时被称为“编码光”(CL)或“可见光通信”(VLC)。

例如，每个照明器可以被安排成发出对于各自照明器而言独特的（在所谈论的系统内例如在给定建筑物内至少是独特的）不同的各自ID代码。查找表也可以使之可用于移动用户终端，例如，被栖息(host)在服务器上并使之经由本地无线网络和/或因特网而是可用的或被本地存储在用户终端上。查找表将至少一个各自信息块映射至ID之中的每一个，例如，各自照明器的位置。通过使用被置入用户终端中的光传感器（例如，照相机），在用户终端上运行的应用能够检测被嵌入到当前在用户的目前位置（例如，用户将照相机向上指向特定照明器）上遇到的光中的ID。该应用随后访问查找表，以查找被映射至该ID的信息。例如，如果这个信息包括各自照明器的位置，则这能够被当作用户终端（并因此用户）的近似位置。在更复杂的变体中，来自多个附近照明器的光和各自嵌入的ID能够被应用使用来使用所接收的编码光信号的测量（例如接收信号强度、飞行时间和/或到达角）和合适的定位算法（例如三角测量、三边测量、多边测量和/或指纹技术）来计算更精确的位置fix。

这样的技术对于其中基于卫星的定位系统（例如GPS、Galileo或GLONASS）无法穿透的室内定位具有特殊应用。然而，没有什么能够阻止这样的定位技术也用于室外。无论哪种方式，这些定位（即，定域）技术能够被用于许多目的，诸如导航，即，在用户的终端上向用户显示在地图上用户的当前位置，以帮助他/她找到他/他的路；或提供位置相关的服务，例如，用户仅被允许执行某动作，诸如控制照明或加热加热或在被检测到处于某预定义地区内的情况下进行位置相关的付款。

或者，在还进一步应用中，其他的信息可以被映射到ID，诸如基于位置的信息娱乐或广告。或者，作为还另一种可能性，感兴趣的信息能够直接地（明确地）被嵌入到光中而不需要查找。

发明内容

现在考虑其中给定照明器包括不止一个、而是多个单独灯的情况，其中单独控制器和单独编码光发射器被包括在照明器内的每个个别灯中。例如，考虑用于TLED的照明器，其中每个TLED在TLED中个别包括其自己的单独的各自驱动器、控制器、CL调制器和LED。这种场景可以发生，例如，其中照明器本身并没有从头开始(from scratch)进行设计或具体地被升级为容纳合适灯诸如基于LED的灯的“智能”或“连接”照明器，而是其中这样的灯的可改型版本已被改型为仅针对常规的“哑的”荧光管或白炽灯泡进行设计的传统照明器。例如，在典型的办公应用中，每个照明器可以包括四个TLED。基于速配连接的TLED的解决方案因此导致与应用或照明器翻新套件（例如，Philps Evokit 产品）或新的编码光照明器的竞争方案相比而言高四倍数量的无线节点。

照明器典型地也包括腔(cavity)，其中在照明器中具有许多TLED，因此来自不同TLED的光在离开TLED之前将在该腔中进行混合。例如，这个腔典型地被形成在照明器的扩散器壳体内。现在如果所有的TLED控制其自身发出具有不同ID的编码光的话，则这将创建编码光信号将被彼此异相叠加的问题。类似的问题能够与任何类型的改型灯或在给定照明器内具有单独的、独立的编码光控制器和发射器的任何一组灯一起出现。防止这个将是有利的，例如，以致多灯照明器中的可改型灯能够被用于编码光传输，以启用诸如室内定域之类的应用。

因此，根据本公开的一个方面，提供一种用于与多灯照明器中的一个或多个其他灯一起使用的第一灯，每个灯可操作来发出嵌入有预定编码光消息的各自照度；其中第一灯包括：用于发出各自照度的一个或多个发光元件；本地控制器；通信接口，其被配置成使得本地控制器能够与多灯照明器中的一个或多个其他灯之中的每一个其他灯上的对应控制器通信，该通信包括发送和/或接收一个或多个信号；和编码光发射器，其可操作来将编码光消息调制到第一灯的各自照度中；其中本地控制器被配置成：基于经由所述通信接口的通信，与一个或多个其他灯的对应控制器协调，以防止所述编码光消息的不同步实例从多灯照明器中的灯之中的不同灯进行发射。针对这个具有至少两个可供选择的方案：或者这些灯协调来选择相同的消息并且同步来同时发射这个，否则这些灯协调，以致它们之中只有一个发射编码光。

因而，在实施例中，本地控制器被配置，这样所述协调包括：协调，以致第一灯和一个或多个其他灯之中的每一个发射同一编码光消息的各自实例，并且同步所述消息的所有实例以便同时开始进行发射。例如，一个灯基于分布式协议而扮演主灯(master)的角色，并且这个主灯随后决定它指示其他灯也使用的ID，而且然后引起这些灯同步，以便在时间上(in time)对准这些传输。

例如，第一灯典型地将包括机械连接器，用于连接到多灯照明器的互补连接器（优选地，可移除地进行），从而将一个或多个发光元件连接到多灯照明器的电源电路，以便给一个或多个发光元件供电来发出各自照度。在实施例中，第一灯可以进一步包括计时电路，其被配置成使用由电源电路供应的功率的电压和/或电流的周期性变化（例如，通过检测过零点），以便导出对于第一灯和一个或多个其他灯而言共同的时钟信号，其中编码光发射器被配置成将编码光消息的各自实例的开始同步至所述时钟信号，从而将各自消息的开始同步至由一个或多个其他灯发射的消息的开始。

在实施例中，所述计时电路可以包括分频器(divider)，其中编码光发射器被配置成经由分频器导出时钟，以致时钟信号具有比电源的所述周期性变化更低的频率（优选地，至少8、或至少16、或至少32、或至少50或甚至100或更多的倍数，以便将20-100kHz量级的HF镇流器频率转换为1-8kHz或甚至数百或数十Hertz（赫兹）量级的编码光消息重传速率）。

在可供选择的实施例中，本地控制器可以被配置成在其中编码光发射器发射所述消息的编码光传输模式和其中第一灯不发射任何编码光消息的无编码光传输模式中操作第一灯之间进行选择；并且（如所提及的）本地控制器可以被配置，这样所述协调包括：协调，以致多灯照明器中的灯之中只有一个灯发射消息，并且多灯照明器中的灯之中的其他灯都不发射任何编码光，这样如果第一灯将发射所述消息，则本地控制器选择在编码光传输模式中操作第一灯，而如果其他灯之中的一个其他灯将发射消息，则本地控制器选择在无编码光传输模式中操作第一灯。即，照明器中的所有灯商定谁发射编码光。

在这个的特定实施例中，本地控制器可以被配置成在编码光传输模式的多个不同的亚态(substate)中操作第一灯之间进行选择，每个亚态利用不同的调制深度将所述消息调制到各自照度中；并且本地控制器可以进一步被配置成：基于经由通信接口的通信来检测什么数量的其他灯存在于多灯照明器中，以及依赖于检测到的数量在不同的亚态之间进行选择。因而，有利地，整体调制深度（作为相对于来自照明器中的所有灯的总发出照度而言的比例）不必由于只有一个灯发射消息的事实而受损。即，假设所有的灯利用相同的强度发出其各自照度，但是只有一个具有被调制在其中的消息，则发射灯当与较大数量的灯一起在照明器内时将其调制深度设置为与当与较少数量（或甚至没有）其他灯一起在照明器内时的情况相比而言更大的值（例如，在强度方面）。例如，如果发射灯与m个其他非发射灯一起在照明器中，则它将其调制深度增加m倍（例如，在强度方面）。

在进一步实施例中，本地控制器可以被配置成接收指示第一灯和一个或多个其他灯向上或向下调节其各自照度的强度的调光信号；和本地控制器可以进一步被配置，以便响应于调光信号：在第一灯处于编码光传输模式中的情况下，相对于一个或多个其他灯、利用较小的比例来调节从第一灯发出的各自照度（分别向上或向下）；但是在第一灯处于无编码光传输模式中的情况下，相对于发射消息的其他灯之中的一个其他灯、利用较大的比例来调节各自照度（分别向上或向下）。这有利地为来自发射灯的编码光调制保留一些净空(headroom)。

不管用什么方法实现协调，在实施例中，通信接口可以被配置成经由受约束的信令信道来执行所述通信，由此一个或多个信号的传播受到照明器的物理属性的约束，从而限制一个或多个信号仅在同一多灯照明器而不是任何其他照明器中的那些灯之间进行传送。也就是说，灯具对信号具有包含或密闭效应，充当物理屏障或障碍，并且基于这个，能够确保：这些信号被局限于同一照明器内的灯。

在特别优选的实施例中，受约束的信令信道包括给第一灯和一个或多个其他灯供电的电源电路（即，镇流器），通信接口被配置成通过调制由所述电源电路供应的功率的电流和/或电压来执行所述通信，一个或多个信号的传播从而被约束到在与第一灯和一个或多个其他灯相同的多灯照明器内的电源电路。即，利用通过被并入照明器内的电源电路（例如，镇流器）进行信号传送(signal)可以实现受约束的信令信道，即，因此所述信令介质是照明器的电源电路，并且约束该信号的所述物理特征是该信号仅行进通过照明器内的本地电源电路（例如，镇流器）并因此仅被传递至共享同一电源电路的其他灯的事实。例如，发射电路可以被配置成通过调制由第一灯放置在电源电路上的负载来执行所述调制。例如，这个调制可以包括开关键控，由此负载被选择地短接(short)或选择开关电源电路。在实施例中，用于信号传送的电源是镇流器。

可供选择地，然而，受约束的信令介质可以包括编码光、超声波和/或无线电，其中所述一个或多个信号的传播受到照明器的外罩的至少一部分的约束。

在实施例中，第一灯可以采取可改型的基于LED的灯的形式，用于替换荧光管。

根据本文公开的另一方面，提供多灯照明器，其包括根据上面或本文其他地方阐述的任一实施例的第一灯以及一个或多个其他灯。在实施例中，一个或多个其他灯可以采用与第一灯相同的方式进行配置（在上面或本文其他地方阐述的实施例之中的任何一个或多个实施例方面）。

在实施例中，照明器包括第一灯和一个或多个其他灯被安置在其中的共享光学腔。例如，光学腔可以被形成在照明器的扩散器内。

根据本文公开的另一方面，提供一种操作多灯照明器中的一组灯的方法，每个灯可操作来发出嵌入有预定编码光消息的各自照度，并且每个灯包括各自的本地控制器；其中该方法包括：在多灯照明器内的灯的本地控制器之间进行通信，以便协调，以致所述编码光消息的不同步实例不从多灯照明器中的灯之中的不同灯进行发射。

根据本文公开的另一方面，提供一种计算机程序产品，其被收录在计算机可读存储介质上并被配置，以便当在第一灯的本地控制器上运行时执行本地控制器的操作。

在实施例中，第一灯、照明器、方法和/或计算机程序之中的任何一个可以进一步包括根据本文教导之中的任一教导的特性。

附图说明

为了辅助理解本公开和显示如何可以将实施例付诸实践，通过示例来参考附图，其中：

图1是照明系统被部署在其中的环境的示意图说明，

图2是包括多个灯的照明器的示意图说明，

图3是灯的示意框图，

图4是用于具有多个灯的照明器的示意接线图，

图5是镇流器的示意电路图，

图6是另一镇流器的示意电路图，

图7是灯的示意电路图，

图8是显示由灯感测的电流的示意定时图，

图9是灯的示意状态图，

图10a是显示采用不同步方式来自多个灯的编码光消息的传输的定时图，

图10b是显示采用同步方式来自多个灯的编码光消息的传输的定时图，

图11是具有过零检测电路和编码光同步的灯的示意电路图，和

图12是举例说明时钟信号从HF镇流器中的推导的示意定时图。

具体实施方式

下面描述用于针对基于TLED的多灯照明器实现VLC的一些示例性实施例。当两个（或多个）TLED管处于共享光学舱内时，从这两个管输出的光被混合。在这样的场景中，则不采取进一步措施，来自不同TLED管的VLC脉冲将被错误地串接；结果，编码光检测方案不能提取正确的VLC信号。

本文公开的实施例提供为照明器内的所有TLED（或更一般地，灯）设置单个编码光ID并且同步不同的管或灯的编码光发射的机制。或可供选择地，实施例提供协商以便照明器中的灯之中只有单个灯发出编码光ID的机制。无论哪种方式，不同步的编码光传输因而得以避免。在实施例中，灯之间的协调通过经由受到照明器的物理特性约束的通信信道相互进行通信例如通过经由照明器的镇流器进行信号传送来实现，这样通信能够被假定为仅被局限于同一照明器内的那些灯。

系统概述

图1举例说明其中可以实现所公开的技术的示例照明系统。该系统包括被安装或以其他方式被部署在环境2中的一个或多个照明器4，其被安排成发出照度到那个环境2中。环境2可以是室内空间，诸如建筑物的一个或多个房间和/或走廊：或室外空间，诸如公园、花园、道路或室外停车区域；或部分被覆盖的空间，诸如体育场、结构化停车设施或凉亭；或任何其他的空间，诸如船、火车或其他交通工具的内部；或这样的可能性的任何组合。

照明器4之中的每一个包括至少一个各自灯，诸如基于LED的灯、白炽灯泡或高强度放电(HID)灯加上任何相关联的支撑物、壳体或其他这样的外罩。照明器4之中的每一个可以采取任何合适的形式，诸如吊顶或壁挂照明器、落地照明器、壁灯、吊灯；或不太常规的形式，诸如被置入家具、诸如玻璃或混凝土之类的建筑材料或任何其他表面中的嵌入式照明（设备）。一般而言，照明器4可以是用于发出照度到环境2中的任何类型的照度设备。在实施例中，照明器4是被设计成发出适合于照亮环境2的照度的照明器，即，功能照明，被设计并被使用来允许用户在环境2内看见并找到他们的路的设备，从而提供或实质上有助于采用对于那个目的而言足够的规模(scale)的照度。尽管如此，不提供功能照明（或者也提供功能照明），也有可能照明器4是被设计成生成照明效果诸如任务照明、重点照明或情绪照明的设备；例如，被嵌入在表面中的改变颜色的嵌入式照明器。

在图2中显示照明器4之中的一个的示例。每个照明器4包括电源电路10、一个或多个灯12和外罩14。事实上，照明器4之中的至少一个以及在实施例中照明器4之中的一些或所有均包括多个灯12。在这个情况下，照明器4包括照明器的内部电源电路10和用于将多个灯12连接至电源电路10以便给那些灯12供电的插座。例如，通过示例，图2显示同一照明器4中的四个灯12a、12b、12c、12d（但是注意：虽然以下实施例可以依据这个示例来描述，但是这并不是限制并且照明器4可以支持其他数量的灯12）。在本文在同一照明器4中意味着：所谈论的灯共享同一电源电路10和同一外罩14。因此，灯12a-d可以被描述为“同居”在同一照明器4中。一般而言，“外罩”14可以指的是灯具的任何壳体和/或支撑结构。例如，在实施例中，外罩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，加上机械连接到上壳体的多个插座，和用于将由灯12a-d向下发出的照度扩散到环境2中的下扩散元件。然而，在另一示例形式中，“外罩”14可以采取悬挂结构诸如支持多个插座的吊灯式结构的形式（并且壳体元件不一定存在）。

电源电路10连接到上游电源16，例如主电源，并且被配置成基于这个来生成适合于给灯12供电的电源。例如，典型地，电源电路10采取镇流器的形式，即，用于限制供应给其照明器4中的灯的电流的设备。

在实施例中，照明器4中的一个或多个可以均采取荧光照明器的形式，具有用于接受多个荧光管（即，传统的气体放电管）的插座。在这种情况下，灯12a-d可以采取“管形LED”（TLED）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型的基于LED的灯的形式。例如，大多数的办公照明器采用每个灯具2-4个TLED管（可是并不排除：照明器中的一些但不是所有的其他照明器可以仅具有单个TLED）。

表1显示对于EMEA（欧洲、中东和非洲）和NAM（北美）地区而言每个照明器4典型数量的TLED管12和镇流器10的概述。在几乎所有的情形中，每个照明器4只有一个镇流器10存在。在USA，同一灯具内的TLED 12a-d一般被连接至单个荧光镇流器10。

图3举例说明可以代表在参照图2描述的照明器4中使用的灯12a-d之中的任一个的个别TLED灯12。

如所示的，灯12包括（多个）实际的发光元件18，诸如LED的串或其他阵列。灯12也包括至少一个端盖20，并且在TLED代替荧光管的情况下，灯12事实上包括两个端盖20i、20ii。每个端盖20i、20ii包括各自连接器22，用于经由照明器4的插座将灯12连接到镇流器10，并从而将发光元件18连接到由镇流器10供应的功率。在荧光管的情况下，每个连接器22事实上包括两个端子（一对插脚(pin)），这两个端子是接受灯丝的任一端子，可是在TLED替换荧光管的情况下，每个连接器的两个端子典型地为了即时启动灯具而被短接在一起，其中没有灯丝加热（但是，对于编程启动的灯具而言，在这两个插脚之间需要具有一些阻抗）。

此外，灯12的至少一个端盖20i被使用来安置附加组件，其是对于灯12是用于更传统灯诸如荧光管或白炽灯泡的编码光发射、无线控制的和/或基于LED的替换的事实而言特定的组件。这些附加组件包括整流器23和LED驱动器24，用于将由镇流器10（被设计用于给诸如荧光管之类的常规灯供电）供应的功率转换为适于驱动基于LED的发光元件18的功率。整流器23被连接到灯12的（多个）连接器22i、22ii，用于接收由镇流器10供应的AC功率并将其转换为DC。LED驱动器24被连接到整流器23并被安排成进一步将这个转换为近似恒定的（但是在实施例中，可调的）电流源，用于给基于LED的发光元件18（例如，LED串）供电，并从而引起期望的光输出从发光元件18发出。注意：如果由照明器的电源电路10供应的功率已经是DC，则不需要整流器23，但是典型地在可改型的基于LED的灯的场景中，来自照明器自己的电源电路（例如，镇流器）10的功率将的确是AC并因此需要整流。

进一步，端盖20i中的附加组件包括控制器26以及可选地包括采用无线电收发机诸如ZigBee、Wi-Fi、802.15.4或Bluetooth收发机的无线接口28。控制器26可以被实现在存储在灯12的嵌入式存储器中并在灯12的嵌入式处理设备46上运行的软件中，或者控制器26可以被实现在专用硬件电路或可配置或可重构的硬件电路诸如PGA或FPGA中。在实施例中，控制器被实现在软件和专用硬件M1的组合中（参见图7，稍后将更详细进行讨论）。

在实施例中，为了协助安装以便照明器4内的灯12之间的最佳通信，安置附加组件的端盖20i可以被标记有（多个）物理（例如，可见）标记。例如，物理标记可以被提供在无线电设备所处的端上，并且安装者可以被指示去分组照明器内的标记。可供选择地，能够使用颜色编码，其中一个颜色的标记在一个端20i上，并且另一颜色的标记在另一端20ii上。例如，在一个盖上的红点（以及可选地，在另一个盖上的蓝点），并且可以提供相同颜色的盖放在一起的指令。

控制器26被连接到无线接口28和LED驱动器24。控制器26被配置（例如，被编程）成使用无线接口28来接收来自手动或自动照明控制器（未显示）诸如专用远程控制设备、无线墙壁开关或墙面板或者在如同智能手机、平板计算机、膝上型计算机或台式计算机之类的用户终端上运行的照明控制应用的照明控制命令。在响应中，控制器26随后控制驱动器24以便根据接收的控制命令来控制发光元件18的光输出。例如，这可以包括将光接通或关闭、将光输出向上或向下调光、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能够调节被供应给发光元件18中的LED的电流电平以便调光光输出，和/或能够调节被供应给发光元件18中的LED之中不同颜色的LED或子阵列的电流电平以便调节光输出的整体颜色。

可供选择地或附加地，在分布式系统中，照明器4之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/或占用传感器（未显示），和/或一个或多个无线传感器可以被放置在环境2中的别处。在这种情况下，控制器26可以被配置成使用无线接口28来接收来自例如在同一照明器4和/或相邻照明器4中的一个或多个传感器的传感器读数。在响应中，控制器26随后能够根据（多个）传感器读数来控制发光元件18的光输出，例如，以便在传感器检测到环境光水平超过阈值或没有占用者存在于预定附近地区内时将光调暗或关闭，或者当传感器检测到环境光水平低于阈值或占用者存在于附近区域中时将光调亮或接通（或者更一般地，控制可以基于更复杂的分布式控制算法，其基于来自多个传感器的传感器读数来计算调节）。

在进一步实施例中，控制器26也可以被配置成使用无线接口28来发送状态报告给照明控制器（未显示），例如报告迄今为止的燃烧时间(burning hour)、报告灯的操作温度和/或报告故障。

然而，为了能够执行上面讨论的各种活动或诸如此类，这首先需要灯12进行调试。也就是说，灯12需要被识别并被加入无线网络，诸如ZigBee、Wi-Fi、802.15.4或Bluetooth网络。这个无线网络随后提供每个灯12上的无线接口28能够接着用于在操作阶段中接收来自照明控制器（未显示）的照明控制命令、接收来自（多个）传感器的传感器读数和/或发送状态报告给照明控制器的装置。下面将依据ZigBee来描述，但是将领会到：这不一定是限制。

防止不同步传输

所期望的将是在可改型的基于LED的灯诸如TLED等等中也包括编码光功能，例如，以便基于编码光速配TLED启用针对食品和大型零售业的室内定位应用。通过针对编码光应用诸如室内定位而利用速配TLED或其他这样的改型灯，这通过重新装灯而不是替换或翻新照明器4本身而有利地允许照明系统的更快升级来包括编码光功能。下面的实施例可以依据TLED通过示例来描述，但是将领会到：一般而言，类似的教导能够应用于其他的可改型的基于LED的灯（例如，针对白炽灯泡的替换）或应用于编码光发射灯。

在实施例中，所期望的将是提供TLED产品，其发出对于TLED被安装在其中的照明器而言是独特的固定工厂设置的VLC代码。相对于组件成本和安装方便两者而言，VLC TLED的吸引力是底层TLED平台的高成本竞争力。给非智能TLED添加编码光功能导致相当有限的成本上升，大约10%额外BOM（材料清单）成本；其与由于室内定域零售应用而生成的潜在价值相比而言是低的。可选地，编码光版本的基于ZigBee的无线TLED也可以是有吸引力的，例如，对于作为更容易调试的使能器(enabler)而言。

发出VLC代码的编码光TLED在被应用于只有单管照明器诸如裸灯(bare battenlight)的安装时工作良好。然而，如果两个TLED被放置在共享光学舱内，则来自这两个管的光将被混合。由于来自不同管的VLC脉冲将被错误地串接，编码光检测方案不能提取这些管的VLC信号。再次，类似的评论也可以适用于其他类型的编码光发射灯。

为了解决这个问题，本公开的实施例提供将同一光学室内的所有管分组（优选地，自动分组）并随后自动同步其编码光图案的机制。例如，过程可以如下：

I）确定哪些灯12位于同一照明器4内（或自动地基于确定空间接近度(proximity)，或利用其他手段，诸如经由调试工具，例如ZigBee或NFC近场通信配置工具）；

II）对于被发现在同一照明器4内的灯12a-12d之中的两个（或所有）灯，分配相同的编码光ID（例如，经由调试工具，诸如ZigBee或NFC工具）；和

III）通过在同一照明器中的灯之间进行通信，同步这些灯12a-12d的编码光发射图案。可供选择地，这些灯12a-12d可以协商，这样它们之中只有一个灯发出编码光，而其他的灯仅发出未编码照度。

在实施例中，这些灯的空间接近度利用从一个TLED发出并由另一个检测到的信号的接收信号强度或飞行时间的测量来检测。用于确定空间接近度的信号能够是可见光、不可见光、无线电、热、音频或超声信号。或在这个的变体中，可以通过在“受约束的信令信道”上从至少一个灯12a发出信号来检测空间接近度，从而信号的传播受到照明器4的物理属性的约束，这样它仅被那些被发现在同一照明器中的其他灯12b-12d接收。这样，这些灯12能够检测其与哪些其他灯共享照明器4。

在实施例中，该（或某）受约束的信令信道也可以被使用来执行相互协调所需的在照明器4内的灯12a-12d之间的通信，以确保它们同时发出相同的代码或照明器4中只有一个灯发出代码。

图11举例说明根据本文公开的实施例的示例TLED电路。除了已参照图3所描述（以及稍后参照图7所描述）的组件之外，该电路还包括编码光调制器76和调制器开关70以及可选地包括过零检测器72和采用计数器形式的分频器74。调制开关被耦合到一个或多个发光元件（在这种情况中，LED）18，例如，与之串联耦合。编码光调制器76被耦合到调制开关70并被安排成切换该调制开关70，以便从而调制属性，诸如由一个或多个发光元件18发出的照度的强度。微控制器46被耦合到编码光调制器76并被配置成控制它，以便调制经由调制开关70由一个或多个发光元件18发出的照度。特别地，微控制器46被配置成控制调制器76来调制照度，以便将消息（即，数据或信号）嵌入到照度中，例如，将充当照明器4的ID的代码。

注意：虽然在图11中为了示意的目的而显示开-关开关，但是在实施例中，调制不需要包括在全开和全关之间而是在两个非零水平之间诸如、比方说在标称强度的+10%和-10%之间切换照度。或在其他实施例中，可以使用两个以上的水平，或者甚至能够使用连续可变的调制。各种编码光编码方案本身对于本领域技术人员来说将是已知的并因此不在此详尽地进行重复。

在实施例中，编码光调制器76被配置成从由镇流器10供应给灯12的电压和/或电流中的高频(HF)振荡中导出时钟信号，并且根据这个时钟信号对编码光消息的传输进行计时。为此，在实施例中，过零检测器72被耦合到连接到镇流器10的输入线22之一，并被配置成每当在从镇流器10在这个线22i/ii上供应的正弦变化的电压或电流中检测到过零点时输出肯定断言(assertion)（逻辑真信号）。优选地，过零检测器72的输出被耦合到包括计数器的分频器74的输入。在这个情况下，每当从过零检测器72输出肯定断言时，计数器74被计时。计数器74具有某预定数值计数器长度，例如，如果它是四比特计数器，则它具有长度16，即，它从零到15循环通过16个计数器值。每当计数器74围绕这个数量的计数循环时，它输出肯定断言（逻辑真信号）至编码光调制器76。因而，计数器74将从过零检测器72输出的信号的频率（其等于镇流器的HF频率的两倍）除以预定数字诸如16。编码光调制器76可以被配置成发射由分频器74的输出重复触发的编码光消息，即每个来自分频器74的肯定断言一次（每个逻辑真一次）。注意：虽然在此依据TLED的镇流器10来描述，但是相同的原理能够应用于任何的具有至其电源循环或周期性组件的灯。

在第一类别的实施例中，在不同灯12a-12d上的微控制器46被配置成相互协调，以便同步这些灯12a-12d的编码光发射。在特定实施例中，这么做所牵涉的通信可以通过经由“受约束的信令信道”的通信来实现。也就是说，通信信道受到照明器的物理特性的约束，这样该信号的传播受到照明器的物理属性的限制。因而，该信号仅由同一照明器4内的那些灯12a-d而不是可以存在于在所谈论的照明器4外部的环境中的其他灯12来接收。例如，这可以借助于被调制到给各自照明器中的各自组的灯12a-12d供电的电源电路的电压和/或电流中的信号（例如，经由镇流器10的负载变化）来实现。作为另一示例，受约束的信道能够通过使用编码光、无线电或超声波进行信号传送来实现，其中照明器4的外罩的至少一部分被安排为屏蔽来阻止信号在照明器4外部的传播。稍后将更详细讨论用于实现受约束的信令信道的示例的细节。

因而，如果灯12（或更确切地说，其微控制器46）通过这个信道发出信号，则能够假定：只有同一照明器中的其他灯将接收它们。类似地，如果信号由灯12通过这样的信道来接收，则能够假定这个（信号）来自同一照明器4中的另一灯。因而，通过在这样的信道上进行通信，对于灯12检测到哪些其他灯是同一照明器4中的其同胞而言是有可能的。例如，灯12可以被配置成通过以下来检测相邻灯组件：在调试时在受约束的信道上从那个组件接收到信号，或者响应于在旧灯在调试之后在稍后阶段被替换时检测到新灯。

此外，在实施例中，灯12（或更确切地说，其各自微控制器46）被安排成在这种类型的信道上相互通信，以便执行在同一照明器4中的灯12a-12d之间所需的协调，以确保它们全部发出相同的编码光消息。遗留荧光镇流器10的HF输出随后能够被使用来例如基于上面描述的技术来导出同步时钟信号。因为只有被连接到同一荧光镇流器10的灯被暴露于这个镇流器的功率输出，所以这意味着：它们全部利用相同的时间对准来导出相同的同步时钟信号，并因此每一个被触发来同时发射编码光消息的其各自实例。根据这个的一种实现方式，如所提及的，过零检测器72可以被安排成检测荧光镇流器10的高频输出的过零点，并且计数器74可以被使用来降低同步信号的频率（例如，通过将HF振荡除以一整数）。

作为这个的可供选择的变体，同步可以通过在该（或某）受约束的信令信道上从一个灯12a到其他灯12b-d进行信号传送来实现，例如，再次经由电源电路10的电压和/或电流的调制。在这种情况下，在一个主灯（例如，12a）上的控制器46被配置成主动发送同步信号给照明器中的其他灯12b-12d，该同步信号指示被主灯12a使用来发射编码光消息的其各自实例的定时，并且其他灯12b-d（或更确切地说，其控制器46）使用该同步信号来计时该消息的其各自实例的传输以便与来自主灯12a的消息的传输相一致。

也注意：虽然优选的实施例使用受约束的信令信道来检测哪些灯在同一照明器中和执行在这些灯之间进行协调所牵涉的通信两者，但是这在所有可能的实施例中并不是必不可少的。可供选择地，例如，受约束的信令信道可以仅在调试时最初被使用来检测哪些灯12在同一照明器4中，并随后基于此，作为调试过程的一部分，那些灯在RF无线网络诸如Wi-Fi或ZigBee网络内的地址可以被确定。这些地址随后可以与具有那些地址的灯共享照明器的指示一起被存储在每个灯12访问的位置上（例如，每个灯在其自己的嵌入式存储器中本地存储每个其他灯的地址，或这些地址在诸如每个灯12可访问的服务器之类的位置上被集中存储在灯-照明器映射数据库中）。然后，一旦这些网络地址被知晓并被存储，在同一照明器4中的灯12上的微控制器46能够使用这些来经由各自的无线接口28在RF网络例如Wi-Fi或ZigBee网络上相互通信。

或作为进一步可供选择的方案，完全不需要使用受约束的信令信道。例如，可以通过从这些灯中的至少一个（例如，12a）发出无线信号并随后测量距离相关的属性诸如在信号的范围内在每一个其他灯12上接收的信号的接收信号强度或飞行时间来检测灯之间的接近度。例如，这能够是RF、超声波、可见光、红外或紫外信号。基于在照明器4中的灯之间的距离的预定知识，则灯的控制器46或调试工具或者调试技术人员能够确定哪些灯12a-12d被发现在同一照明器4中并存储这些灯的地址。作为还另一可能性，哪些灯12共享照明器能够基于被嵌入在每个灯12中的近场通信(NFC)技术来检测或能够由调试技术人员手动确定。

优选实施例的一步步描述现在如下。

第一步是识别同一灯具4内的一个主灯。这能够以多种方式来实现，例如，借助于经由NFC的安装程序操作或借助于自动化处理诸如经由受约束的信令信道来实现。在实施例中，每个给定灯12能够操作在或主或从模式中。在主模式中，灯12生成同步和可选地生成编码光ID，而在从模式中，灯12从主灯接收同步信号和ID。

在实施例中，灯12上的微控制器46被配置成根据分布式协议来操作，以确定它们之中的哪个变成主灯以及哪些是从灯。选择可以在调试时进行一次，或以持续进行方式进行，例如，周期性地或响应于某事件，诸如照明器4内的旧灯被新灯替换。

在实施例中，分布式协议可以牵涉在不同灯12a-12d上的微控制器46之间进行协商。在实施例中，这个协商可以经由受约束的信令信道（例如，通过经由镇流器10进行信号传送）来进行，这样这些灯12知道它们正在同一照明器4中的仅仅其邻居之间进行协商。可供选择地，如果在同一照明器4内的灯12a-12d的地址相对彼此（或更确切地说，其微控制器46）是已知的，则协商可以经由其他装置诸如经由无线RF网络和无线接口28来进行。在一些特定实施例中，确定哪个灯12是主灯可以牵涉在每个灯12开始进行信号传送之前各自的随机延迟；直至随机延迟周期结束的（时间）点为止，在每个给定灯12上的微控制器46不得不收听(listen to)来自同一照明器4中的其他灯的信号，并且首先收听到信号的变成主要的。灯12可以遵循针对碰撞避免的ALOHA协议。稍后将更详细描述用于选择照明器4内的哪个灯12将变成主灯以及哪些灯将变成从灯的特定示例协议。然而，这并不是限制，并且一般而言，本领域技术人员将意识到其他合适的分布式主-从协议，一组组件能够利用这些协议来确定它们之中的哪一个将是主组件以及哪些将变成该主组件的从组件。

下面将进行描述，就好像第一灯12a已被选择变成主灯并且一个或多个其他灯12b-d已被选择变成从灯。然而，将领会到，这仅是通过举例说明：在实施例中，每个灯12a-d在新鲜“开箱即用（out of the box）”时被相同地配置，并且每个灯可以具有变成主灯的平等机会。

作为在选择主灯之后的第二步，主灯12a将启动同步（例如，在上电之后）。除了同步编码光发射之外，主灯12a还可以可选地设置单个编码光ID将由照明器4内的所有灯12a-d发出。在实施例中，这些动作中的每一个优选地通过在受约束的信令信道上从主灯12a的微控制器46到从灯12b-d的各自微控制器46的信号传送来实现，诸如通过将信号调制到共享电源中例如经由镇流器10来实现。可供选择地，然而，这能够经由其他装置诸如经由无线RF网络和无线接口28来实现，如果同一照明器4内的灯12a-12d的地址对于彼此是已知的话。

作为第三步，主灯12a和从灯12a-12d中的每一个使用镇流器10的HF输出作为时钟信号来确保：灯12a-12d的VLC信号随着时间的推移而保持同步。这在图11和图12中进行举例说明。

如所显示的，每个灯12的过零检测器72的输入在来自镇流器10的各自功率输入线之一上被耦合到点A。过零检测器72通过感测在灯12的输入整流器上的电压来检测HF电源中的过零点。来自A的这个检测信号接近方波，但是过零检测器也被配置成将方波的边缘转换为脉冲，在图12中被贴上“zcd”标签。

然而，典型的HF镇流器输出频率在20kHz至100kHz之间。这个频率对于简单的编码光应用来说是太高的。为了解决这个，计数器74被安排来基于HF信号生成较低频率脉冲流“sync_ck”。也就是说，zcd信号脉冲被用作计数器74的输入时钟信号，其计时计数器74以便随着每个输入脉冲递增一，直至预定上值，在此之后，计数器74重置并再次从预定下值、典型地从零开始计数（或者同样地，计数器能够从上值倒数至下值）。计数器74被配置成每次它在上值和下值之间循环时在其输出上生成脉冲，因而在比由过零检测器72供应的更低的频率上生成一系列脉冲。

计数器74的输出被用作用于VLC调制器76的同步时钟信号。例如，假设计数器是m比特计数器。随后，同步信号的频率是镇流器输出频率除以2^m。为了VLC的可靠操作，同步信号应该优选地具有数十Hertz的量级。作为示例实现方式，实施例可以使用2KHz符号时钟，其中24比特被持续重复，包括16比特数据和8比特CRC。因此，每个消息花费35ms（毫秒）（大约智能手机照相机的帧时间）。

每当主灯和从灯12a-12d中的每一个上的编码光调制器76检测到来自计数器74的输出的脉冲时，它被触发来发出由主灯12a分配的编码光消息的实例。因而，每个实例的开始在时间上与其他实例对准。进一步，当每个从灯上的每个微控制器被主灯指示发射相同的消息（例如，相同的ID码）时，则来自主灯和从灯12a-12d中的每一个的消息的每个发出实例是相同的，每个具有相同的长度并且每个包括相同序列的相同符号（例如，比特）。调制开关70调制LED电流并因此调制由灯12生成的光。因而，通过使得被连接到相同镇流器的所有灯使用相同的HF信号来生成VLC的同步信号，有可能使用来自镇流器的HF输入信号作为用于保持来自灯12诸如TLED的编码光消息被同步的手段。

这在图10b中进行举例说明，与显示不同步情况的图10a形成对比。如果没有同步，则即使灯12a-12d被安排成发出相同的代码（或这可能不被保证），来自不同灯12a-12d的代码的实例将全部在不同的时间开始进行发射。当灯12a-12d也在共享同一光学腔（例如，相同的扩散器）的同一照明器中时，则来自不同灯12a-12d的携带有代码的光将被破坏性地混合在一起，并且该代码对于编码光检测器检测和解码而言因此可能是困难的或甚至是不可能的。然而，利用如图10b所示的同步，该代码的实例被建设性地相加，并因此检测是可能的。

在上面的可选变体中，灯12中的每一个也可以被装备有石英钟（未显示）。然而，灯12a-d诸如TLED管的石英钟相对于彼此而漂移(drift)。在实施例中，每个灯12a-12d中的编码光调制器76可以被安排来基于石英钟对消息传输进行计时，但是也定期地例如每小时、基于在各自微控制器46之间在受约束的信令信道上交换的信号来同步在同一照明器4内的灯12a-d的编码光信号。

在第二可供选择类别的实施例中，上面的第二步可以被省略。在那种情况下，在确定照明器4内的主灯12a之后，则不同步来自该照明器中的多个不同灯12a-12d的传输，反而只有这个主灯12a发出编码光，而从灯12b-d仅发出没有编码光的恒定照度输出。例如，主灯可以明确地指示从灯不发射编码光，或者从灯可以被配置成隐含地明白：一旦它们已确定它们应该进入从模式，则它们就不应该发射编码光。

再次，在实施例中，强加这个事态(this state of affairs)而在主灯12a与从灯12b-d之间所牵涉的通信可以在受约束的信令信道上例如通过将信号调制到由灯10共享的电源中诸如经由镇流器10来进行。可供选择地，这个通信能够经由其他的装置诸如经由无线RF网络和各自的无线接口28来进行，如果同一照明器4内的灯12a-12d的地址相对于彼此是已知的话。

注意：在这个第二类别的一些实施例中，可以采取附加的措施来确保照明器4的照度功能不会由于只有一个灯12a且没有其他的灯12b-d在发射编码光消息的事实而受损。

例如，在实施例中，微控制器46可以被配置，这样当控制主灯12a发射编码光而其他灯处于“无发射(no-emission)”模式中时，则微控制器46将检测多少灯12a-12d存在于同一照明器4中并且相应地适配(adapt)由主灯12a发出的编码光的调制深度（调制深度是被调制来表示消息的符号的属性典型地强度的最大和最小调制水平之间的差值，即，因此最大强度和最小强度之间的差值）。也就是说，主灯12a被配置成将其调制深度设置为单灯水平的2、3、……或k倍，如果照明器4中的灯12的数量分别是2、3、……或k的话。这个的原因是：调制深度应该优选地定标(scale)，以使之在由照明器4中的其他灯12b-d发出的未编码光的量之中是可检测的。例如，在两个TLED的情况下，主TLED将把其调制深度调节为其正常或标称值的两倍（独自发射时将使用的深度的两倍），以致主与从TLED的组合的总调制深度达到该应用所期望的值，并且保持相同比例的总的光水平，就好像只有一个TLED目前正在正常或标称值上发出编码光。

在可供选择或附加的实施例中，微控制器46可以被配置，这样其针对调光命令的响应取决于它当前是扮演发射编码光消息的主角色还是不发射编码光消息的从角色（其中调光命令能够来自用户输入设备诸如调光器开关或在用户终端上运行的照明控制应用，或来自自动照明控制装置，诸如来自集中式建筑物或照明控制器或来自本地或远程传感器）。特别地，微控制器46被配置，这样它在其灯12a为主灯时以较少程度来调光其照度输出而在其灯12b-d为从灯时以较大程度来调光其照度输出，但是这样对于来自所组合的照明器4中的所有灯12的调光命令的整体响应仍然符合调光命令（即，仍然利用调光命令所指定的量将总照度向上或向下调光）。这个的原因是：如果具有k个灯被调光并且这些灯在发出编码光，则具有用于编码光（振幅）调制的（每灯）净空变得太低的危险。为了避免此，可能所期望的是在这些灯之中协调调光。因此，灯12（或更确切地说，其微控制器46）可能会选择一个或两个灯较少调光，以便保持用于编码光发射的净空，并且以便补偿其他灯中的一些灯更多调光。这在光在退出照明器4之前通过诸如扩散器之类的元件被混合时是特别相关的（因此在其中灯12就在眼前的情况下，不太相关）。

在还进一步可供选择或附加的实施例中，对于只有一个灯12a发出编码光并且其他灯12b-d被设置为“无发射”的情况，灯12的微控制器46可以被配置成提供自动故障转移。也就是说，其他灯12b-d上的微控制器46被配置成检测是否编码光发射灯12a出故障（例如，经由受约束的信令信道或经由RF无线网络来检测这个），而如果是这样的话，操作以致“无发射”灯12b-d中的一个灯开始发射编码光（使用协商或分布式协议来确定在照明器中具有两个以上灯的情况下哪一个灯，例如在受约束的信令信道或RF无线网络上进行协商）。并且，如果坏掉的灯12a被工厂新灯替换的话，不需要由调试人员采取动作。

自动分组&主/从角色

下面描述调试方法，其在其他方面(amongst other aspects)包括分布式协议，用于选择多灯照明器4中的多个灯12a-12d之中的哪个灯将充当主灯（或“领导”）以及哪个灯将充当从灯（或“跟随者”）。所描述的用于选择主和从灯的协议可以被使用，不管是否下面描述的其他特性随之一起而来，以便确定哪个灯12将为了决定编码光ID的目的而变成主灯（在其中照明器4中的所有灯12都发出ID的实施例中），或者在其将发射其他灯的编码光消息的意义上哪个是主灯（在其中照明器4中的灯12之中只有一个灯发出ID的实施例中）。决定谁将是主灯的过程可以在调试阶段期间和/或在调试之后以特别的（ad-hoc）方式被执行，例如周期性地或响应于新灯添加到照明器中（重新装灯）而被触发。

下面也描述可以用于在调试时检测哪些灯12a-d共享相同的照明器4并且用于自动分组这些灯的可选过程。

如所提及的，一种类型的连接灯是速配“管形LED”（TLED）灯，其改型为针对传统荧光管设计的照明器。根据速配TLED方案，现有的固定输出的荧光镇流器、TLED灯座以及还有照明器内的所有电接线保持不变。经由直截了当的重新装灯，现有的“哑的”荧光管（或甚至“哑的”TLED管）能够与可调光的连接TLED进行交换，其中每个TLED具有个别的集成的无线电台。

然而，利用TLED或类似物替换办公室中所有的老式管的项目将需要调试过程。

考虑调试其中在每个照明器基础上在每个照明器的外罩中包括无线接口的无线照明器的安排的过程（而不是无线接口被包括在每个个别无线灯中）。为了这样做，调试技术人员不得不站在他或她打算调试的每个照明器的下方（或在其可见附近），并选择他或她认为是在调试工具（例如，专用调试设备或在移动用户终端诸如智能手机、平板或膝上型计算机上运行的调试应用）的用户界面上的那个照明器。调试工具随后广播包括所选择的照明器的标识符的调试请求，并且在响应中具有那个标识符的照明器将发出可见指示（例如，通过经由其（多个）灯或单独的指示器光进行闪烁）。这样，技术人员能够检查是否所选择的照明器的确是他或她打算调试的照明器。如果是的话，技术人员随后向调试工具确认此，并且在响应中，该工具将确认的照明器添加到无线网络，以便在后续的操作阶段中控制这些光。调试技术人员然后针对将要调试的每个照明器（例如，办公室中的每个照明器）重复这个。

作为可供选择的方案，有时指向方法也被应用来在调试过程期间识别具体照明器。一个示例是直接指向以红外接收器为特征的照明器的红外远程控制。另一方法是通过使得高功率的火炬光(torchlight)照耀到具体照明器的日光传感器来选择照明器。

现在考虑其中在每个个别的无线灯中包括无线接口的情况。在典型的办公室应用中，每个照明器包括四个TLED。基于速配连接TLED的解决方案因此导致比应用或无线照明器翻新套件（例如，Philps Evokit 产品）或新的无线照明器的竞争方案相比而言高四倍数量的无线节点。因而，由于每个空间非常高数量的无线节点，所以用于连接TLED的目前现有技术解决方案将导致非常高的调试工作。即，调试技术人员将不得不针对每个灯而不只是针对每个照明器、通过站立在每个个别灯的下方或可见附近并使之闪烁以确认其身份、随后个别地将每个灯加入到控制网络来执行上述步骤。调试技术人员也可能不得不识别哪些灯是同一照明器的一部分，以便允许它们在调试阶段结束之后作为一个组来控制（例如，调光）。进一步，这样的过程典型地需要技能相对高的调试技术人员。

下面提供用于正驻留在同一照明器内的多个连接TLED管或其他这样的无线灯的自动分组的自动调试方法。在实施例中，自动分组方法建立在驻留在照明器内的TLED被接线到一个共享荧光镇流器的见识之上。为了利用此，经由利用一个主TLED压印(imprint)到镇流器上的有意负载变化图案来执行TLED共享同一镇流器的验证。由荧光镇流器所经历的负载变化取决于镇流器类型而导致由荧光镇流器朝向照明器内其他的从TLED提供的镇流器频率和/或灯电流的移位(shift)。依据由主TLED引起的频率或电流移位图案的检测，一个或多个从TLED之中的每一个能够确定无疑地推断出：它共享相同的镇流器并因此它在与主TLED相同的照明器内。

下面公开也提供针对TLED优化的网络加入机制。最初，只有Master ConnectedTLED（主连接TLED）对于安装者作为Factory New（工厂新）灯而是可见的。一旦安装者将Master TLED添加到由照明桥或远程控制建立的ZigBee网络，驻留在同一照明器内的从TLED则被启用来也加入相同的ZigBee网络而不需要来自安装者的任何附加动作。本公开进一步提供“ballast-load-drop-based（基于镇流器负载降低）”自动分组方法，其目的在于替换损坏的连接TLED而不要求安装者干预。

为了增加TLED自动分组的速度，优选地，该程序利用更快且更少侵入性（但是也不太确定性）评价方法来开始。也就是说，首先，与针对最近邻居照明器的典型间距相比而言，在同一照明器内的TLED能够被假定为可能在相对小的“无线”附近地区内。因此，基于无线电RSSI（或可供选择地，编码光），TLED可以被分组成桶(bucket)，诸如“有可能在同一照明器内”、“或许在同一照明器内”，“不可能在同一照明器内”。然后，从初始的基于RSSI的TLED桶开始，该方法继续使用负载调制来确定无疑地确定TLED之中哪些TLED被连接到共享荧光镇流器并因此肯定位于同一照明器内。

根据本文公开的实施例，控制器26被配置成在操作阶段之前参与调试过程。调试牵涉这些灯12之中的一个或多个与正在执行调试的用户8所使用的调试工具6交互。调试工具6可以采取任何合适的形式，诸如专用远程单元或在诸如智能手机、平板或膝上型计算机之类的用户终端上运行的调试应用。注意：调试工具典型地不是与照明控制器（未显示）相同的设备，其中照明控制器接着在操作阶段中控制灯12，尽管那种可能性也不被排除。

用户8使用调试工具6来至少发起他或她希望拉入控制网络的照明器4之中的每一个的调试，尽管根据本文公开的实施例，该过程的剩余部分的一些或全部随后可以采用自动化的方式在灯12和调试工具6之间继续进行。

每个灯12上的控制器26被配置成能够以或工厂新（FN）模式或非工厂新（非FN）模式来操作其各自的灯12，并在这些模式之间切换。例如，这些可以是ZigBee Light Link协议的FN和非FN模式。在FN模式中，灯12对于调试工具6而言显现为等待调试。例如，这可以通过控制器26使用其各自的无线接口28重复地（例如，周期性地）发出信标来实现，其中信标广告：各自灯12正在等待调试。可供选择地，这可以通过以下来实现：控制器26将它自己设置成响应来自工具6的查询广播以回答：灯12正在等待调试。在非FN模式中，灯12不这样做。例如，控制器26并不发出任何信标或至少不发出将灯12广告为等待调试的信标（例如，它能够停止发出某些信标或改变其信标的内容，以便不声明：各自灯在等待调试）。可供选择地，控制器26可以将它自己设置成其中它不响应来自工具6的查询广播或利用灯12正在等待调试的响应来回答的模式。

因而，当灯12处于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的用户界面向用户8如此显示它。另一方面，在非FN模式中，调试工具6将不会把灯12看作等待调试并因此将不通过调试工具6的用户界面向用户8如此显示它。

在实施例中，等待调试至少意味着：为了在操作阶段中的后续控制的目的，等待被加入无线网络（例如，ZigBee网络）。因此，在实施例中，每个灯12上的控制器26被配置成：当处于FN模式中时发出上述信标，但是当处于非FN模式中时停止发出所述信标，或在可供选择的实施例中，改变它响应来自搜索等待调试的灯12的调试工具的查询广播的方式。通过举例说明，可以依据以前的实现方式来描述下面示例，其中FN模式控制是否各自灯12发出信标（或至少是否它发出某种类型的广告它正在等待调试的信标）。在后面的实现方式中，如果调试工具6发出针对开放网络的提议(offer)，主灯的控制器26将对该提议做出反应，但是从灯将忽略该提议。

本文的实施例所利用的另一属性是：根据ZigBee标准诸如ZigBee Light Link标准配置的灯在它加入ZigBee网络时将自动地从FN模式切换到非FN模式。因此，根据本文的实施例，引起灯加入和离开临时网络能够被使用来人为操纵FN模式。

根据本文公开的示例性技术，在这些灯12之中的每一个上的控制器26被配置成遵守分布式主-从协议，由此它以分布式方式（而不牵涉由集中式控制器进行的协调）确定它自己为了调试的目的而将变成主还是从（控制器）。该协议被安排，这样每个照明器4一个且只有一个灯12a将变成主灯，并且同一照明器4中的所有其他灯12b、12c、12d将变成各自主灯12a的从灯（注意：被贴上12a标签的灯在本文仅通过示例而被描述为主灯，一般地，主灯能够是同一照明器4中的灯12a-d之中的任一灯）。稍后将更详细讨论用于检测哪些灯12a-d在同一照明器内的技术。

变成主灯的灯12a的控制器26随后人为操纵其从灯12b-d的FN模式，以便在调试工具6的用户界面中隐藏除了主灯12a之外的所有灯而不显示给用户8。这通过使得主灯12a引起从灯12b-d加入由主灯创建的临时无线（例如ZigBee）网络来实现。进一步，主灯12a的控制器26代表它自己及其从灯12b-d作为一个组来执行一个或多个调试操作。因而，从用户的观点来看，调试仅针对每个照明器4而不是每个个别灯12来执行，其中在向调试工具6报告从灯12b-12d的标识符并将这些从灯加入网络中所牵涉的调试被完全“在幕后”执行。

下面描述针对其中在自动分组开始之前照明器4内的所有TLED管12a-d新近被安装的情形的示例性工作流程，即Factory New(FN)。这通过示例针对具有N个灯具4的房间来举例说明，其中每个灯具具有四个TLED管12a-12d，其被调试进ZigBee网络。在下面描述灯12执行某操作的情况下，可以假定这是在其各自控制器26的控制下、在适当时使用各自无线接口28来执行。

首先，四倍于N个工厂新(FN)TLED管12分别被插入N个照明器灯具4中。最初，每个FN TLED 12检测到没有ZigBee网络（或只有具有低于阈值的接收强度的一个或多个网络，能够假定其必须来自另一照明器或甚至另一房间，参见稍后描述的“桶装(bucketing)”特性）。

环境2中的每个TLED 12随后在FN模式中开始启动新的ZigBee网络（注意：没有桥或远程控制调试设备6需要在那个时间存在于该系统内）。这意味着：环境2中的每个灯12发射传送信标，其传送它是搜索邻居的新灯的事实。这些信标包括独特的标识符号码（例如，TLED的64比特ZigBee地址）。所有的TLED 12也收听这些信标，并相对于其自己的地址来分析其他TLED的地址。具有最低地址的单个TLED 12a通过将其64比特ZigBee地址调制到将它连接到镇流器10的镇流器线上、通过调制它放置在镇流器上的负载来启动自动调试的第二阶段（稍后将更详细讨论）。所有其他的TLED 12检查是否它们从镇流器10接收的功率在被调制。如果是的话，这些TLED 12b-d各自抓住(grab)其经由镇流器负载调制已接收的64比特地址。这个64比特地址是在它自己的照明器4中的主TLED 12a的ZigBee地址。注意：这些灯12并非在完全相同的时间全部接通并开始该过程。从法律上说，照明器4的功率在重新装灯期间应该是关闭的，因此如果这个规则被遵守，则这些灯在重新装灯之后将全部一起被接通并因此同时开始该过程。在实践中，这个规则并非总是被遵守，但是尽管如此，只要这些灯4被配置成在上电之后继续搜索针对某有限窗口而言潜在的主或从灯，所描述的过程将仍然起作用。

用于选择主灯的可供选择方案将是在给干线(mains)16上电之后使用随机超时，在此之前每个TLED 12被允许启动其无线电设备28。无线电设备28在其上面首先是激活的TLED 12变成主TLED并启动网络。TLED管12的随机超时特性在某时间周期例如一个月之后被禁用，如果TLED 12仍然未被调试的话。然而，这个随机超时方案不是太优选的：该过程花费时间，并且另外，难以针对小型和大型网络两者来标注尺寸(dimension)（网络越大，所需的启动延时将更长）。然而，负载调制直接地且对于任何网络大小起作用。

不管用什么方法来挑选主和从，从TLED 12b-d中的每一个接着加入ZigBee主TLED设备12a的ZigBee网络（引起这些从设备之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。这个网络被主12a使用来从其从12b-d获得独特号码（例如，6数字远程重置码），其中这些稍后在调试过程期间被使用来将从TLED 12b-d拉入由安装程序远程（调试工具）6建立的ZigBee网络。

在已确定TLED 12中的哪些位于同一照明器4内之后，主TLED 12a连同网络参数和秘钥一起保存其从TLED邻居12b-12d的独特地址。主TLED 12a退出它为其从12b-d创建的网络并回到FN模式，以便向调试工具6显现为等待调试。然而，它将其从TLED 12b-d留在这个新近创建的网络中，以致它们不向调试工具6显现。因此，主12a充当其从12b-d的代表。

由于主12a已返回到FN模式，所以这意味着：它将再次开始发信标。为了避免在用于选择下一主设备的分布式协议中考虑此，因此在其信标之中的一个或多个中指示：它已充当主设备。

一般地，就发信标而言，TLED 12需要一种机制来传送某独特ID、其存在以及是否它们已按照明器4被分组了。正常的ZigBee信标尤其包含其网络的扩展PAN ID，但是并不提供空间或机制来包括TLED 12可能需要交换的其他信息。因此，下面的可供选择方法之一可以被使用来指示是否返回到FN模式的主12a已是主设备（已分组其各自照明器中的灯12b-12d）。

第一种可能性是在ZigBee上使用私下定义的公告消息。根据这个方案，每个灯12开始它自己的ZigBee网络而对于其他设备加入那个网络而言不是开放的。在整个调试过程中的一个或多个时间（作为初始发信标和/或稍后），每个TLED 12定期地（以某预定义的间隔）在它自己的网络上发送PAN间公告消息，其包含对于目前目的而言相关的信息（例如MAC地址、是照明器内的主-从TLED的指示、是否利用照明器中的从TLED的自动分组已发生）。对于剩下的时间，它在或它自己的信道或所有的信道（参见下面注释）上收听来自其他TLED12的类似消息。每个工厂新TLED收听在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已执行自动分组，它相应地调节其公告消息的内容。在调试完成之后，发送公告消息可以针对诸如替换这些TLED之一的用例来继续（稍后更详细讨论）。

上面能够利用所有的TLED 12在其全部已知的ZigBee信道上进行执行（因为设备需要仅在一个信道上收听而最容易），或每个TLED能够在随机ZigBee信道上挑选（这意味着：每个设备需要在所有的信道上收听，稍微更多牵涉到，但是允许在所有ZigBee信道上好的传播）。

第二种可能性是使用修改的信标。这类似于上面的第一种可能性，而不是公告消息使用如在ZigBee规范中定义的信标，协议字节被设置为与用于现有系统的值不同的值（00=ZigBee Pro，等等）。在有效载荷中，各种信息（与针对上面第一种可能性所描述的相同）被携带。

第三种可能性是使用除了ZigBee之外的另一协议的除了ZigBee信标之外的可供选择类型的信标。这是上面的第一和第二种可能性的变体，但是所谈论的信息在可供选择的信标例如BLE（Bluetooth Low Energy）iBeacon中被发射。

无论用什么方法第一主12a指示它已成为主设备，还没有被自动分组的其他照明器4中的其他TLED 12则注意到：在这个指示没有被给出的情况下，它们不再从第一照明器中的主TLED 12a接收信标。这意味着：另一TLED 12现在将具有最低的独特号码，给它自己分配针对其照明器4而言的主角色，并且针对这个照明器重复上面的过程。整个过程重复，直至每个照明器4中的各自主TLED 12已完成这些步骤。

注意：可选地，上面描述的过程流程可以通过使用信标的接收信号强度的测量例如接收信号强度指示符（RSSI）来增强，以便通过检测具有足够高的信号强度的管邻居来帮助选择照明器4内的管邻居12b-12d。也就是说，RSSI能够被使用来加速TLED自动调试过程。具有低于预定阈值的RSSI的信标能够被忽略，以致多个照明器4（例如，在大型开放式办公室中）能够同时运行上面的自动分组过程，独立地验证哪些TLED 12的确被安置在相同的照明器4内。对于以充分的确定性来识别驻留在同一照明器4内的TLED 12而言，RSSI独自不一定是足够可靠的。因此，在实施例中，RSSI仅被使用来创建TLED 12的基于RSSI的桶（即，候选子集），例如，有可能在同一照明器内的那些TLED，或可能在同一照明器内的那些TLED。基于这些桶，第二识别机制则被使用，例如，短接一个主TLED 12a的电负载和检测在照明器内的另一从TLED 12b-d上的镇流器负载变化，以便更可靠地确定哪些TLED 12确实被安置在同一照明器4内。

在调试流程的下一阶段中，安装用户（人）8参与调试。安装用户8在他的调试工具6上看见每个照明器4只有一个FN灯12被显示（即，主TLED）。如果用户8希望将这些可见的FN灯12a之一的照明器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的用户界面中选择那个灯12a。这引起调试工具6向所选择的灯12a 发送调试请求。在响应中，这个灯12a例如通过使其发光元件18闪光来给用户8提供视觉指示。用户8因而能够看到：他或她选择的灯12a的确在他或她打算调试的照明器4中。如果是这样的话，用户经由调试工具6的用户界面来确认此，引起调试工具6将主TLED包括在其ZigBee网络中（即，为了在后续操作阶段中控制灯12的目的而创建更宽的ZigBee网络）。主TLED 12a还告诉调试工具6关于其三个非FN TLED从设备12b-d（包括其独特ID，例如ZigBee地址）。从TLED 12b-d然后加入利用调试工具（或照明桥）建立的ZigBee网络。具有针对此的至少三个选项。

第一选项是：对于调试工具6而言，使用从TLED的独特ID将从灯12b-d拉入其使用6数字重置码的网络中。这些能够由调试工具6进行广播，以使得从TLED 12b-d再次变成FN并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（它创建的具有其从12b-d的网络）并使用这个来向其从TLED 12b-d发射新网络（利用调试工具6创建的网络）的参数。从TLED管12b-d然后切换到新网络，并且主TLED管12a也回到调试工具6的新网络。

在第三选项中，调试工具6指示主TLED 12a发送“远程重置”至其从TLED 12b-d。主TLED 12a临时回到旧网络并发射“远程重置”至其从TLED 12b-d，引起从TLED 12b-d再次变成FN。主TLED管12a然后回到调试工具6的网络。调试工具6搜索新设备并找到三个从TLED12b-d。

因而，主和从灯12a-d全部一起被拉入利用调试工具6创建的无线网络（例如，ZigBee网络），以致这些灯12a-12能够接着在操作阶段中经由那个网络来控制。不管使用什么选项，优选地，调试工具6也分配组地址（例如，ZigBee组地址）给同一照明器4中的灯12a-12d（给每个各自照明器分配不同的各自组地址）。这个组地址随后允许控制设备（未显示）通过广播一个或多个控制消息来一起控制这些灯12a-d，其中每个控制消息仅具有单个组地址作为目的地址（而不是发射单独消息给每个灯的个别地址）。例如，根据ZigBee，消息能够与组标识符一起被广播，由此只有包含这个标识符（即，在这个组中）的灯12将作出反应。在被分配时，调试工具6将组地址传送到主12a和每一个从灯。在操作中，每个灯12a-12d随后收听具有该组地址的所有消息，并且相应地作出反应。然而，注意：不一定要求具有针对照明器内的所有TLED的组地址。可供选择地，一旦调试过程结束，利用每个TLED自己的个别地址来简单寻址每个TLED是可能的。

因而上面描述能够用于调试新近安装的照明器4的安排的机制。其中可以使用自动分组的进一步情形是：在给定照明器4中的个别TLED 12之一被替换时，在初始调试阶段结束以及操作阶段已开始之后的稍后时间。下面描述用于照明器4中的非FN TLED管12之一的替换的工作流程。这个连接TLED现场替换的目标在于替换TLED 12的“开箱即用”自动调试而不牵涉远程控制或调试专家。自动分组过程能够通过工厂新连接TLED管12与干线电压16的功率循环(power-cycling)的组合一次经由开关而被触发。可供选择地，重新装灯的人可以主动触发针对替换管的自动调试（例如，10秒内5次干线开关切换）。

替换TLED的自动调试如下继续进行。新近安装的TLED例如针对12b的替换通过调制它放置在镇流器10上的负载来发送信号至镇流器10。同一照明器4中的其他TLED 12a、12c、12d在由镇流器10供应给它们的功率中听见这个消息。这些TLED 12a、12c、12d之中的一个打开其网络（例如，具有最低独特地址的TLED，或已变成照明器4的主设备的TLED12a）。新的TLED随后加入该网络。主TLED 12a编程新的TLED中适当的ZigBee组，因此它以与被替换的TLED 12b相同的方式起作用。

这假定：调试工具6已将照明器4中的所有TLED 12a-d分配到单个ZigBee组。使得照明器4内的所有TLED 12a-d在同一组中对于这个替换用例而言是非常有利的，因为剩余旧的TLED 12a、12c、12d的ZigBee组号码随后能够直接被重新用于新的替换TLED。不同于ZigBee组地址，正常ZigBee地址不具有这个特征：新的替换TLED将总是具有与旧的不同的16比特地址。

上面的机制可以包括在无人应答请求时的超时。或作为可供选择方案，新的TLED可以在ZigBee上发送针对网络的请求，其由其他的（多个）TLED 12a、12c、12d或照明器4的至少主12a来监视和应答。也在此，经由镇流器线的信号传送能够（且优选地）被用于验证两者在同一照明器4内。对于TLED现场替换，关于是否想要加入照明网络的“有野心的”无线节点确实被连接到荧光管镇流器10的这个验证也用作安全机制，它只能在它物理地位于与网络的现有成员12a相同的照明器4中时加入，因而避免流氓设备出于恶意目的诸如企图破坏照明而加入。共享同一荧光管镇流器10是采用若干方式类似于用于消费者应用的触摸链接机制的TLED市场。在消费者应用中，配对程序要求远程控制与灯泡的物理接近度，以防止恶意的新网络组件与例如来自外罩14的外部的灯的配对。以相同的方式，通过验证声称是TLED的新的无线组件确实被接线在与现有连接TLED 12a相同的镇流器10上并因此确实是替换TLED而不是另一恶意的无线设备，本公开的实施例使得现有灯12a能够评估新的ZigBee组件加入网络的授权。

对上面进行概述，图9给出显示根据本公开的实施例的灯12的不同可能状态的状态图。每个灯在第一次被上电时在“开箱即用”状态54中开始寿命(start life)，在“开箱即用”状态中它执行分布式协商协议来确定是变成主设备还是从设备，如上所讨论的。然后，基于此，这些灯之一12a转变到主状态56，而同一照明器中的其他灯均转变到从状态58。当第一灯12a处于主状态56中并且第二灯12b-d处于从状态58中时，主灯12a代表第一和第二灯12a-d一起与调试工具交互，以便启动一个或多个步骤作为一个组来调试那些灯12a-d。最后，在调试结束之后，主灯和从灯12a-12d两者转变到操作状态（操作阶段）60，在该状态中它们可用于其最终目的，即，被使用来照亮环境2，并且经由ZigBee网络或利用调试工具建立的其他这样的无线网络来控制（例如被调光、被使用来设置彩色照明场景等等）。在操作状态60中，每个灯12监视针对潜在替换灯的信号，如上所讨论的。

注意：是否（a）灯是FN（“Factory New”）模式是不同于是否（b）它处于“开箱即用”、主、从或在最后操作状态中的单独变量。这通过考虑以下而能够看到：在一个灯是主灯时，它在FN和非FN两者之间切换，并且也在一个灯是从灯时，它也能够在FN和非FN之间切换，因此（a）和（b）是单独可控因素。因而，本文公开的技术牵涉有意且人为操纵FN状态，以致它不仅指示是否新近“开箱即用”，而且还被用于控制在同一照明器4中的多个灯12之中的哪些灯显现给调试工具6的额外目的。

受约束的信令信道

经由镇流器进行信号传送的负载调试的使用与仅基于RSSI的自动分组相比而言可能是特别有利的。例如，在USA，照明器总是具有用于照明器4的上顶部和侧壁的连续金属外壳。照明器的金属侧壁阻挡被安置在不同照明器4中的TLED 12之间的直接无线路径（在同一平面中）。结果，在被安置在两个不同照明器4中的TLED 12之间的无线衰减典型地强于被安置在同一照明器4内的在15-20cm（厘米）距离上的两个相邻TLED的无线衰减。然而，为了小于相邻照明器4之间的通常安装距离，由照明器金属侧壁引起的衰减在某些情况下将不足以防止来自不同照明器的连接TLED管12的偶然自动分组（例如，如果在照明器的金属侧壁中的冲孔正好位于TLED的无线电设备28的旁边）。另外，TLED管12中的每一个可以使得其无线电设备28位于管12的仅仅一个端盖20i中。因此，以下将具有50%似然性：位于同一照明器4内的两个相邻TLED管12a、12b将由安装者安装，其中无线电设备28在管12的相对端上。在TLED的中间放置天线28可以克服这个问题。然而，从TLED硬件的角度来看，连接TLED中优选的无线电设备位置是在端盖20内。

为了确保足够的健壮性，因此优选的是利用RSSI的帮助来“桶装”TLED 12，并且随后使用第二分组方法来确定无疑地确定哪些TLED 12位于同一照明器4内。

对于第二自动分组方法，具有至少两个选项。如上所提及的，一个实施例是：主TLED 12a管通过调制它放置在镇流器10上的负载经由镇流器10来进行信号传送（例如，信号传送其独特ID）。其他的TLED 12b-d随后查看来检测由其在同一照明器4内的姐妹TLED引起的负载转变。这将稍后更详细来讨论。

然而，作为可供选择的实施例，连接TLED 12之中的每一个可以具有集成的光传感器，其能够被使用来允许从12b-d检测由位于同一照明器4内的主TLED 12a发出的光调制图案（和/或从12b-d能够发出将由主12a检测的光图案）。光传感器可以是预先存在的日光传感器或用于所公开检测目的的专用光检测器。主12a将选择性地关闭照明器4内的光，以帮助主TLED管接收来自其邻居12b-d的编码光消息而没有来自它自己光的干扰。编码光能够被使用来检测哪些灯12在同一照明器内，因为照明器4的外罩14用于至少部分地阻挡编码光信号，因此同一照明器4中的灯12a-d将接收彼此的信号，但不接收来自其他照明器4中的灯12的信号。为了促进此，灯12的光传感器和/或位置可以被具体安排，以致只有给定照明器4中的给定灯12的光传感器或至少主要地接收来自同一照明器4中的灯的光。例如，光传感器可以安排成面朝上来检测从各自照明器外罩14的内部中的上反射元件反射的光。类似的原理甚至能够使用其它的媒体作为用于检测是否灯12在同一照明器中的手段来加以应用：例如，每个灯12可以发出被外罩14阻挡的超声信号，或每个灯12可以发出被照明器外罩14四周的金属元件阻挡的无线电信号（这样能够从照明器4下方的控制器或调试工具6而不是从安装在同一天花板上的其他照明器中接收信号）。

作为附加特性，在实施例中，通过使用每个TLED 12的光传感器，有可能识别TLED管12a-d在照明器4内的相对定位。这启用跨越照明器4内的四个TLED 12a-d的定向照明扫描(sweep)（从左至右，或从右至左）。这个动态旋转光束可以使之有可能识别相邻照明器4之间的方向性，其可以启用房间水平上的自动调试。在这个方案中，被安置在同一照明器4内的TLED 12从照明器的左侧到右侧顺序地接通其光。同时，相邻照明器中的TLED的LED保持被关断，但是利用光传感装置检测在相邻照明器内的TLED管的顺序接通期间引起的地板上的光勒克斯(lux)水平。所点亮(light-up)的TLED管在物理上越接近接收TLED，在地板上的光就将越多。基于在这些管的逐步切换期间在地板上所检测到的勒克斯水平，TLED管（在关灯模式中）能够推断出执行扫描光的相邻照明器实际上是位于其右侧还是其左侧。

现在下面描述用于有意调制由主12a放置在镇流器10上的负载以便在由镇流器10供应给同一照明器4中的灯12a-d的功率中信号传送图案的技术的示例性实现方式。

如所讨论的，荧光照明器4典型地采取若干TL管12a-d接线到一个单个镇流器10。用于即时启动(IS)镇流器10的典型接线图如图4所示。在TL管12的每一端上，两个插脚22被分流灯座短接。在照明器4中的第一灯12a的一端上的插脚22a,i经由第一蓝线30a被连接到镇流器10，而在第二灯12b的一端上的插脚22b,i通过第二蓝线30a被连接到镇流器10（等等，如果在照明器中具有两个以上的灯）。在另一端上，插脚22a,ii和22b,ii（等等）全部一起被连接并且经由同一红线32被连接到镇流器10。镇流器10本身经由黑线34和白线36被连接到干线16。

图5和图6显示用于给荧光管供电的镇流器10的不同类型的示例。通过示例，这些是在用于Instant Start（即时启动）(IS)镇流器的NAM区域中的占主导地位的拓扑结构，即，自振荡(SO)电路（参见图5）和电流馈送半桥谐振电路（参见图6）。

图5显示典型的High Frequency（高频）(HF)荧光镇流器。这个镇流器10包括EMI（电磁干扰）过滤器38，其被安排成接收上游干线电源16，并且过滤这个以产生过滤的电源和阻挡由镇流器生成的返回至干线的干扰。镇流器10也包括PFC（功率因素校正）输入级40，其被连接来接收来自EMI过滤器38的过滤的电源，并对过滤的电源执行功率因数校正以便产生功率因数校正的电源。该电路进一步包括谐振输出级42，其被连接来接收来自功率因数校正级40的功率因数校正的电源。这个电路在自振荡模式中工作，以便基于所接收的功率因数校正的电源来生成用于给荧光管（或其TLED替换12）供电的最终电源。谐振电路42中的两个晶体管利用变压器T1的辅助绕组来驱动。输出典型地与干线16隔离。镇流器10因而跨越T1的二次绕组而生成大约600V（伏特）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充当镇流元件并控制灯电流。

在最新产品中，半桥(HB)谐振电路由于其成本节约而变得更受欢迎。典型的HB荧光镇流器拓扑结构如图6所示。这个电路与图5的相类似，但是SO谐振电路42被HB电路44替换。HB电路44典型地利用集成电路(IC)来控制。输出不与干线16隔离。

现在参照图7更详细描述用于经由诸如图5和图6所示的或其他的镇流器10发射和接收信号的一些示例性技术的细节。

图7显示示例灯12，用于执行负载调制以便经由镇流器10进行信号传送，并且也经由从镇流器10接收的电源来检测来自其他灯12的这样的信号。在实施例中，在照明器4的一个、一些或所有之中的每个灯12可以根据图7来配置。

如图7所示，灯12包括整流器23，其包括二极管D1、D2、D3、D4的安排，其被安排成经由灯12的插脚22接收来自镇流器10的AC电源，并将这个转换为DC功率。各种形式的整流器本身对于本领域技术人员来说是已知的，并且整流器23不一定必须采取图7所示的形式（尽管这可能做得很好）。灯12进一步包括LED驱动器24，其被安排成接收来自整流器23的DC功率并且基于此来生成恒定或近似恒定的电流给基于LED的发光元件18（LED串或阵列）。然而，注意：如本文所提及的恒定电流并不一定意味着：电流不是可调的。相反，灯24包括控制器26，例如包括被安排成执行灯12的嵌入式固件的微控制器46。进一步，灯12包括无线接口28，例如ZigBee、Wi-Fi、802.15.4或Bluetooth接口（上面主要依据ZigBee示例进行描述了）。微控制器46被连接到无线接口28和LED驱动器24。它被安排成经由无线接口28接收例如源自照明控制器或一个或多个无线传感器（未显示）的消息，并基于此来确定发光元件18将用于发出光的光输出水平。微控制器46然后将这个光输出水平指示给LED驱动器24，并在响应中，LED驱动器24将电流设置到合适水平来实现所期望的光输出。由LED驱动器24供应的电流因此是恒定的，原因在于：对于由控制器26指示的给定光输出而言，LED驱动器24确保该电流是近似恒定的。并且，注意：在其中使用脉宽调制(PWM)调光或诸如此类的情况下，恒定电流指的是平均电流。进一步，在实施例中，基于LED的发光元件28可以包括不同颜色、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也可以个别地设置每个不同颜色的LED或子阵列的输出水平，以便控制光输出的颜色。

为了经由镇流器10进行信号传送，灯12的内部控制器26进一步包括采用晶体管开关M1形式的发射电路，其被连接，以便能够在微控制器46的控制下调制由各自灯12放置在镇流器10上的负载。在所显示的示例实施例中，这通过将晶体管M1的源级和漏极（或集电极和发射极）跨越负载例如跨越LED驱动器24或发光元件18与连接到控制器26的晶体管M1的门极（或基极）并联连接。这允许控制器26通过控制晶体管M1的门极（或基极）选择性地短路负载。当它这么做时，这引起“呃逆(hiccough)”被反馈通过镇流器10，其在由同一照明器4中的其他灯12接收的功率中是可检测到的。通过根据合适的预定代码来控制短接（见下文），因而有可能经由镇流器10信号传送至同一照明器4中的其他灯12。

为了能够感测来自同一照明器4中的其他类似灯12的这样的信号，图7的灯12进一步包括被连接在整流器23和LED驱动器24之间的传感电路50（尽管它能够潜在地被连接在电路的其他部分中）。这个电路50被配置成检测在由镇流器10供应的功率中“呃逆”的信号传送的图案，并将检测到的信号供应给控制器26用于解码。传感电路50可以被配置成通过感测所接收的功率的电流、电压和/或频率中的调制来感测所接收的功率中的调制。例如，在实施例中，传感电路50是电流传感电路。

因而，控制器26能够经由镇流器10发射信号并且也根据本文所公开的各种调试流程步骤对这样的信号起作用，以便执行同一照明器4中的灯12a-d的自动分组。

为了开始TLED分组方法，一个主TLED灯12a（例如，来自有可能共享同一照明器4的一桶TLED）启动自动分组过程。在自动分组过程期间，这个主TLED灯12a开始LED负载分流过程，并且以（如由微控制器46所确定的）预定义频率和占空比来打开和关闭开关M1。从TLED灯12b-d之中的每一个经由其内部的电流检测单元50来感测灯电流的变化。当主TLED灯12a执行这个编码分流动作时，镇流器10的装载条件变化并且镇流器偏离其正常操作点。结果，该组中其余的TLED灯12b-d接收来自镇流器10的或多或少的功率。变化的大小和方向取决于荧光镇流器拓扑结构，但是在任何情况下，变化对于从TLED 12b-d而言将是引人注意的。从TLED灯利用灯内的检测单元50来感测这个变化。因为镇流器10是电流源，所以由主TLED12a灯执行的编码短接是安全动作并且将不损坏镇流器10或TLED灯12a-d中的任何一个。

负载短接功能能够例如利用如图7所示的分流开关M1以低成本在TLED 12内实现。在每个TLED 12中，这个分流开关M1的实例被放置在整流器23之后（为了脉宽调制调光目的，这个开关M1事实上可以已存在于现有TLED 12中）。当M1关闭时，灯输入被短接并且来自镇流器10的电流被旁路而不传送功率至LED负载18。为了检测由其他TLED 12发送的代码，电流检测块50的实例被插在每个TLED灯 12的主电流环路中。镇流器电流和频率的编码变化经由这个检测块50来感测，并且所提取的信号被馈送到TLED 12内的机载微控制器46。同一微控制器26也控制分流开关M1。

注意：在实施例中，灯丝电路52i、52ii可以分别被包括在TLED 12的两侧上的输入22i、22ii上，以便模仿真实荧光管灯的灯丝。这个电路52可以例如是功率电阻器，或可以针对即时启动镇流器而保持打开。灯丝电路52因此将传递信号传送的代码而对信号没有任何影响。

图8举例说明根据本文公开的实施例由从灯12b-d接收的镇流器电流I在时域t中（在调节后）的示例形状。顶部草图(sketch)显示在正常操作期间的电流，由此被从TLED12a-d接收的镇流器电流在稳定水平上。主TLED灯12a然后利用分组过程开始并将编码的图案强加在镇流器10上。结果，如在图8的底部草图中所举例说明的，被从TLED 12b-d接收的电流包含具有的频率等于主灯的分流频率的调制信号图案。分流频率能够例如在1-10Hz范围中或在几百Hz至几kHz的范围中（优选地，干线频率被避免，以最小化由于干线频率分量引起的不必要干扰）。

具有若干方式用于电流检测单元50检测编码调制图案。在第一选项中，通过感测平均电流值的变化来完成检测。首先，所感测的信号经由低通滤波器来平均。随后该值被微控制器46读取并与标称值进行比较。微控制器46然后决定是否这代表来自与其自己的各自灯12共享共同镇流器10的另一灯12的信号。例如，每个从灯12b-d可以在镇流器10上收听来自主灯12a的识别主灯的信号，而如果从灯12b-d检测到这个，各自从灯12b-d经由无线接口28来回答主灯12a以便将从灯的身份（例如，地址）通知主灯12a。或者反过来操作，主灯12a可以在镇流器10上收听从从灯12b-d接收的通过镇流器10向主灯12a识别它们自己的信号。

作为用于检测的第二、可供选择或附加的选项，可以通过测量所接收的调制的频率来完成检测。如果需要的话，主TLED灯12a甚至能够通过调制频率、占空比等等来发送一些基本消息至从灯12b-d。这个第二选项比上面的第一选项更准确，因为不同的镇流器电路拓扑结构导致TLED电流的不同调制深度。第一选项所使用的平均值检测方法因此比第二选项更容易出错（尽管不一定非得如此）。

就上面公开的用于经由镇流器负载修改方案来信号传送信息的编码方案而言，各种编码方案是可能的。例如，在主和从TLED 12a-d之间基于镇流器的通信信道可以利用二进制编码方案，诸如Morse（莫尔斯）代码、Manchester（曼彻斯特）编码或脉冲位置调制等等。信号传送的信息可以包括一些或所有发射灯的64比特独特ZigBee地址（或其他的独特标识符），可选地，连同一些其他的比特，诸如标题比特、开始与停止比特和/或可能的错误检测或校正比特。在某些实施例中，这个通信信道也可以允许例如经由“opcode（操作码）”的字节的添加来发送附加的信息。从灯12b-d可以被启用来向主灯12b-d确认：或经由镇流器10或经由无线接口28返回，它们已接收到信号。在信号传送之后，主灯12返回到FN模式并且与调试工具6衔接(engage)，如前所讨论的。

注意：在镇流器10上的信号传送也能够经由仅调制LED 18的亮度范围的一部分（例如，在100%和80%光输出之间）而不是全100%至0%（关灯）调制来实现。类似于编码光类型编码，这个100%-80%调制甚至稍后可以被利用在用于基于镇流器负载变化的“侧信道(sidechannel)”的操作阶段中，其在正常发光操作期间对于终端用户而言是不可见的。

在自动分组完成之后，主和从TLED灯12a-d二者不能被控制，直到它们已被安装者8调试为止。具有关于哪些光级将在其中TLED 12a-d被自动分组但是还没有被调试的状态期间挑选的若干选项。在一个实施例中，主灯12a和从灯12b-d被自动设置在不同的光水平上，以启用针对（第一）安装者8的关于是否自动配对被正确完成的快速视觉检查。

进一步实施例

将领会到：仅通过示例描述了上面的实施例。

例如，虽然上面已依据每个灯12中的微控制器46执行各种各自功能进行描述了，但是将领会到：控制器46的任何软件或硬件实现方式能够被使用来实现相同的功能。例如，所描述的微控制器46的功能反而可以被实现在运行在多个处理器上的软件中或在专用硬件电路中或在可配置或可重新配置电路诸如PGA或FPGA中。

进一步，上面公开的调试流程也能够与其他的协议一起来使用，而不仅仅ZigBee或ZigBee Light Link。最根本地，工厂新模式是其中灯12对于调试工具6来说显现为新的即显现为等待调试的模式，而非工厂新模式是其中灯12对于调试工具并不显现为新的模式。其他的协议可能不得不或可以被修改来合并类似配对的模式，并且也能够通过使用人为操纵工厂新模式（或诸如此类）来共同代表在同一照明器4中的灯12a-d作为调试过程的一部分而受益。

进一步，在上面，已描述：通过在镇流器10上进行信号传送，随后经由采用无线网络（例如，ZigBee网络）形式的另一介质反向接收那些其他灯的标识符，主灯12a检测同一照明器4中的其他灯12b-12d。但是，可供选择地，从灯12b-d反而也能够经由镇流器10来响应（例如，每一个随机发送其响应，或使用载波侦听多址技术）。或者作为另一可供选择方案，从灯12b-d能够最初经由镇流器10将其身份信号传送给主灯（而不首先等待来自主灯的信号）。并且，用于确定哪个灯将变成主灯的协议能够经由其他装置而不只是无线电信标来实现；例如，经由镇流器10或经由编码光或超声波来实现。此外，能够使用用于选择主灯的可供选择的协议：例如，主灯不一定是具有最低地址的灯，但是反而能够是具有最高地址或根据某一其他规则选择的地址（或更一般而言，ID）的灯。或者，该选择甚至不需要基于地址或标识符，并且反而能够基于信标中的某一其它属性，诸如每个信标中单独的优选级指示符（这样具有最高优选级别的灯变成主灯）。

进一步，调试流程不限于分组同一照明器4中的灯12a-d。更一般而言，所公开的调试流程也能够与其他的确定将要分组的灯12的方式一起来使用，而不仅仅基于检测是否在同一照明器4中。例如，分组灯的其他原因能够包括分组房间内的灯的簇或区域。在这样的情况中，有可能将灯12安排成均发出包括各自灯12的标识符的信号诸如编码光信号、无线电信号或超声信号（而那个信号不一定被各自外罩14阻碍）；并且将每个灯12安排成也收听来自其相邻灯中的其他灯的信号，以便测量接收信号强度（例如，RSSI）或飞行时间(ToF)。通过一起收集这些测量（或在这些灯12之中的主灯上或在中央设备诸如调试工具6或发光桥上），有可能检测在不同灯12之间的相对距离并从而推定出环境2中的灯12的拓扑结构，以便检测哪些灯将被认为在同一簇中。

相反地，所公开的用于检测是否灯在同一照明器中的技术可以与其他的调试流程一起来使用，而不一定牵涉工厂新模式或诸如此类的操纵，或实际上在任何其他的情形中可能期望检测：灯在同一照明器4中（例如，出于审计目的，或为了以特别的方式作为一个组来控制而没有具体的调试阶段）。

进一步，具有其他的用于调制负载的可能性，除了图7所示的开/关（进/出）方案之外，由此开关M1被使用来在或零或全负载之间切换负载。例如，可供选择地，LED 18和/或驱动器24可以保持被连接在电路中并且没有被完全短接，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可以控制这个可切换或可变的电阻或阻抗，以便调制负载。或更一般而言，其他的电力线通信技术对于本领域技术人员而言可以是可用的。此外，所公开的调制功率的技术可以不仅应用于镇流器10的上下文中，而且还可以应用于任何其他的电源电路例如包括变压器的电路中。

也注意：为了避免疑义，如本文所使用的术语“无线灯”或诸如此类指的是以下事实：灯能够无线地通信，而非它不需要插入电源。一般而言，无线灯可以利用任何装置来供电，诸如利用干线功率或利用电池来供电，例如，TLED管可以利用被安置在照明器内的紧急照明电池来供电。

进一步，在这个申请中的术语信标并不被限制为ZigBee信标，并且也能够是利用灯重复发出的任何消息，例如，寻找开放网络的消息（或暴露开放网络的任何消息）。另一可供选择的方法是：设备取决于其主/从状态而将或将不响应开放网络的提议。在这种情况下，这些灯仅收听并且本身不发送信标。相反，如果调试工具发送开放网络的提议，则主设备将对该提议作出反应，而从设备将忽略它。

根据附图、公开内容和所附的权利要求书的研究，本领域技术人员在实践所请求保护的发明时能够明白和实现针对所公开实施例的其他变体。在权利要求书中，词“包括”并不排除其他的元件或步骤，并且不定冠词“一”并不排除多个。单个处理器或其他的单元可以履行在权利要求书中叙述的若干项的功能。在互不相同的从属权利要求中叙述某些措施的纯粹事实并不指示：这些措施的组合不能被有益使用。计算机程序可以被存储/被分布在合适的介质上，其中合适的介质诸如光学存储介质或固态介质，其与其他硬件一起来供应或作为其他硬件的一部分来供应，但是也可以采用其他的形式诸如经由因特网或其他的有线或无线电信系统来分发计算机程序。权利要求书中的任何参考符号不应被解释为限制该范畴。

Claims (14)

1.一种第一灯，用于与多灯照明器中的一个或多个其他灯一起使用，每个灯可操作来发出嵌入有预定编码光消息的各自照度；

其中第一灯包括：

用于发出各自照度的一个或多个发光元件；

本地控制器；

通信接口，其被配置成使得本地控制器能够与多灯照明器中的一个或多个其他灯之中的每一个上的对应控制器通信，所述通信包括发送和/或接收一个或多个信号；和

编码光发射器，其可操作来将编码光消息调制到第一灯的各自照度中；

其中本地控制器被配置成：基于经由所述通信接口的通信，与一个或多个其他灯的对应控制器协调，以防止所述编码光消息的不同步的实例从多灯照明器中的灯之中的不同灯进行发射，本地控制器被配置，以致所述协调包括以下之中的任一：

a）协调，以致第一灯和一个或多个其他灯之中的每一个发射同一编码光消息的各自实例，并且同步所述消息的所有的实例以便同时开始进行发射，或者

b）协调，以致多灯照明器中的灯之中只有一个灯发射消息，并且多灯照明器中的灯之中的其他灯都不发射任何编码光，这样如果第一灯将发射所述消息，则本地控制器选择在其中编码光发射器发射所述消息的编码光传输模式中操作第一灯，而如果其他灯之中的一个其他灯将发射该消息，则本地控制器选择在其中第一灯不发射所述消息的无编码光传输模式中操作第一灯。

2.根据权利要求1所述的第一灯，包括机械连接器，用于连接到多灯照明器的互补连接器，从而将一个或多个发光元件连接到多灯照明器的电源电路，以便给一个或多个发光元件供电来发出各自照度。

3.根据权利要求2所述的第一灯，其中本地控制器被配置成通过a）来执行所述协调；并且其中第一灯进一步包括计时电路，其被配置成使用由电源电路供应的功率的电压和/或电流的周期性变化，以便导出对于第一灯和一个或多个其他灯而言共同的时钟信号，

其中编码光发射器被配置成将编码光消息的各自实例的开始同步至所述时钟信号，从而将各自消息的开始同步至由一个或多个其他灯发射的消息的开始。

4.根据权利要求3所述的第一灯，其中所述计时电路包括分频器，其中编码光发射器被配置成经由分频器导出时钟，以致时钟信号具有比电源的所述周期性变化更低的频率。

5.根据权利要求1所述的第一灯，其中：

本地控制器被配置成通过b）来执行所述协调；

本地控制器被配置成在编码光传输模式的多个不同亚态中操作第一灯之间选择，每个亚态利用不同的调制深度将所述消息调制到各自照度中；和

本地控制器进一步被配置成：基于经由通信接口的通信来检测什么数量的其他灯存在于多灯照明器中，并且依赖于检测到的数量在不同的亚态之间选择。

6.根据权利要求5所述的第一灯，其中本地控制器被配置成接收指示第一灯和一个或多个其他灯向上或向下调节其各自照度的强度的调光信号；和

其中本地控制器进一步被配置，以便响应于调光信号：在第一灯处于编码光传输模式中的情况下，相对于一个或多个其他灯、利用较小的比例来调节从第一灯发出的各自照度，但是在第一灯处于无编码光传输模式中的情况下，相对于发射消息的其他灯之中的一个其他灯、利用较大的比例来调节各自照度。

7.根据任一前述权利要求所述的第一灯，其中通信接口被配置成经由受约束的信令信道来执行所述通信，由此一个或多个信号的传播受到照明器的物理属性的约束，从而限制一个或多个信号仅在同一多灯照明器而非任何其他照明器中的那些灯之间进行传送。

8.根据权利要求2所述的第一灯，其中受约束的信令信道包括给第一灯和一个或多个其他灯供电的电源电路，通信接口被配置成通过调制由所述电源电路供应的功率的电流和/或电压来执行所述通信，一个或多个信号的传播从而被约束到与第一灯和一个或多个其他灯相同的多灯照明器内的电源电路。

9.根据权利要求7所述的第一灯，其中受约束的信令信道包括给第一灯和一个或多个其他灯供电的电源电路，通信接口被配置成通过调制由所述电源电路供应的功率的电流和/或电压来执行所述通信，一个或多个信号的传播从而被约束到与第一灯和一个或多个其他灯相同的多灯照明器内的电源电路。

10.根据权利要求1-6、8和9之中任一权利要求所述的第一灯，其中第一灯采取可改型的基于LED的灯的形式，用于替换荧光管。

11.一种多灯照明器，其包括根据任一前述权利要求所述的第一灯和一个或多个其他灯。

12.根据权利要求11所述的多灯照明器，其包括第一灯和一个或多个其他灯被安置在其中的共享光学腔。

13.根据权利要求12所述的多灯照明器，其中光学腔被形成在扩散器内。

14.一种操作多灯照明器中的一组灯的方法，其中该组灯包括多灯照明器中的第一灯和一个或多个其他灯，每个灯可操作来发出嵌入有预定编码光消息的各自照度，并且每个灯包括各自的本地控制器；

其中该方法包括：

在多灯照明器内的灯的本地控制器之间进行通信，以便协调，以致所述编码光消息的不同步的实例不从多灯照明器中的灯之中的不同灯进行发射，

所述协调包括以下之中的任一：

a）协调，以致第一灯和一个或多个其他灯之中的每一个发射同一编码光消息的各自实例，并且同步所述消息的所有的实例以便同时开始进行发射；或者

b）协调，以致多灯照明器中的灯之中只有一个灯发射消息，并且多灯照明器中的灯之中的其他灯都不发射任何编码光，这样如果第一灯将发射所述消息，则本地控制器选择在其中编码光发射器发射所述消息的编码光传输模式中操作第一灯，而如果其他灯之中的一个其他灯将发射该消息，则本地控制器选择在其中第一灯不发射所述消息的无编码光传输模式中操作第一灯。

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