CN109565183A - 用于应急照明单元的自诊断故障识别系统 - Google Patents

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Abstract

一种应急照明装置，包括：外壳，定位在外壳中的光发射器，定位在外壳中并且可操作地连接至光发射器的控制电路，定位在外壳中的指示器灯，以及定位在外壳中并且可操作地连接至指示器灯的故障指示器电路。故障指示器电路配置为：监测光发射器，分析光发射器的启动，以及基于对光发射器的启动的分析启动指示器灯。

Description

用于应急照明单元的自诊断故障识别系统
相关申请
本申请要求于2016年7月29日提交的美国临时专利申请第62/368,286号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
实施例涉及应急照明单元，例如，可以安装在墙壁或天花板上的室内应急照明单元。
背景技术
应急单元，例如出口标志和照明灯具，通常用在公共建筑物中，以在电力故障的情况下指示并照亮例如楼梯和出口的区域。这些灯具通常具有应急备用电源系统，例如电池，其在主电源中断时自动打开应急灯。
一旦安装了应急单元，则必须对其进行周期性保养以确保其适当地运行。保养范围可以例如从简单的电池更换到复杂的高电压电路板的更换。尽管一些单元具有警告用户单元中存在错误或故障的能力，但是确定出确切的原因可能是耗时且昂贵的。
发明内容
根据示范性实施例，一种应急照明装置包括：外壳，定位在外壳中的光发射器，定位在外壳中并且可操作地连接至光发射器的控制电路，以及定位在外壳中并且可操作地连接至控制电路的故障指示器电路。该装置进一步包括：连接至故障指示器电路的第一指示器灯，连接至故障指示器电路的第二指示器灯，以及连接至故障指示器电路的第三指示器灯。其中故障指示器电路配置为启动第一指示器灯以指示多个故障，启动第二指示器灯以指示第一故障，以及启动第三指示器灯以指示第二故障。
另一个实施例提供了一种应急照明装置，其包括外壳和定位在外壳中的光发射器。该装置进一步包括定位在外壳中的故障指示系统，该故障指示系统具有第一指示器灯、第二指示器灯、第三指示器灯以及定位在第一、第二和第三指示器灯上方的漫射器。漫射器具有指示第一故障的第一符号和指示第二故障的第二符号。
另一个实施例提供了一种应急照明装置，包括：外壳，定位在外壳中的光发射器，定位在外壳中并且可操作地连接至光发射器的控制电路，定位在外壳中的指示器灯，以及定位在外壳中并且可操作地连接至指示器灯的故障指示器电路。故障指示器电路配置为：监测光发射器，分析光发射器的启动，以及基于对光发射器的启动的分析启动指示器灯。
另一个实施例提供了一种控制应急照明装置的方法。该方法包括：通过控制器监测应急照明装置的一个或多个特征，并且基于该一个或多个特征启动第一指示器。该方法进一步包括：监测第一指示器的启动，分析第一指示器的启动，以及基于对第一指示器的启动的分析启动第二指示器。
附图说明
通过参考附图对那些示范性实施例的描述，各种示范性实施例的方面和特征将更为显而易见，其中：
图1是示范性照明单元和故障指示系统的底部透视图；
图2是图1的底视图，示出了第一指示器灯已被启动；
图3是照明单元的底部透视图，示出了第二指示器灯已被启动；
图4是照明单元的底部透视图，示出了第三指示器灯已被启动；
图5是移除了漫射器板之后的照明单元的底部透视图；
图6是示出了照明单元的内部的后透视图；
图7是照明单元和故障指示系统的示范性电路图；以及
图8是例示说明照明单元和故障指示系统的示范性方法的流程图。
具体实施方式
应急信令装置，例如应急出口灯，可以包括外壳，该外壳包含一个或多个光发射器、备用电池、充电及控制组件，以及其他其它电气部件。充电及控制组件可以包括控制电路，该控制电路配置为对备用电池充电和当主电源不可用时使电池放电以对灯供电。控制电路还可以配置为运行自诊断，或者以其他其它方式监测一个或多个电气部件中的故障，例如电池、驱动器、充电器等的故障。
故障可能由低电压状况触发。例如，电池电压电平可以与一分钟测试、30分钟测试、60分钟测试以及90分钟测试进行比较。如果电池电压不足以通过一分钟测试，则电池电压低到在应急模式下电池无法对应急照明单元100供电持续一分钟。针对30、60以及90分钟测试进行类似的比较以评估电池能够对应急照明单元100供电多长时间。
自测试诊断故障状况还包括电池断开故障(例如，电池与应急照明单元断开)、电池故障(例如，电池容量或电池电压过低)、充电器故障(例如，体电荷电压超过期望电压+/-10％的时间过长[例如，15个小时以上])、LED驱动器故障(例如，LED串电压在零伏特或其附近)、灯泡故障，以及负载获悉故障。识别灯泡故障包括启用驱动器模块并且在正常运行时监测LED串电压。LED串电压被连续地监测，并且如果LED串电压在期望电压范围之外(例如，+/-1伏特)，则触发灯泡故障。负载获悉故障与应急照明单元无法确定或获悉用于应急照明单元的适当或正常负载(例如，LED串电压)有关。
当识别出自测试诊断故障状况时，可以使用特定的LED闪光模式来向用户指示故障。故障灯可以是闪烁以信号通知故障的双色LED。闪烁的长度和数量是可以向用户信号通知特定故障的代码。这种系统可能具有缺点。代码确定起来可能令人混淆并且需要可能不常能获得的参考卡。色盲的人还可能无法区分LED颜色的差异。
和应急出口照明装置有关的其它细节包含在美国专利申请系列第14/955,497和15/130,415号中，其全部内容通过引用以其整体并入本文。
根据各种示范性实施例，一种应急信令装置包括具有简化的故障指示的替代故障信令系统。在示范性实施例中，故障信令系统具有指示电池需要更换的第一信号和指示整个单元应当更换的第二信号。
图1至图4示出了一种应急出口灯装置10的示范性实施例，其包括外壳12，外壳具有一对光发射器14、电池盒16以及故障指示系统18。故障指示系统18可以定位在外壳的底壁20上，从而在单元被放置在墙壁或其它支持物上允许容易地看见故障指示。
故障指示系统18包括漫射器22和定位在漫射器22后方的一个或多个(例如，三个)指示器灯(即，LED)。漫射器22可以是大体上平坦的板，该板具有一个或多个透明或半透明部分，该一个或多个透明或半透明部分具有标识符号。第一指示器灯24可以是双色LED，其能够通过一系列的闪烁光(例如，红色或绿色的闪烁光)向用户信号通知大范围的故障代码。第二指示器灯26可以是定位在漫射器22的更换电池符号28后方的更换电池指示器。第三指示器灯30可以是定位在漫射器22的更换单元符号32后方的更换单元指示器。
图5示出了移除了漫射器22以暴露LED 24、26、30。LED可以是白色的以消除与色盲有关的任何问题，尽管还可以使用不同的颜色。符号还可以是有色的以通过漫射器22赋予光颜色。外壳12包括围绕第二和第三指示器LED 26、30的一个或多个锥形开口34以帮助引导发射的光。
通过利用指示器，故障状态对于地板上的用户是轻易可见和可理解的，并且用户不需要在进行自测试之后交叉参考双色LED的闪光代码与闪光代码描述表来确定单元上出现了故障。
图6示出了外壳12的内部。指示器灯24、26、30可以连接至故障指示器电路板40。故障指示器电路板40可以连接至控制电路板(未示出)。在示范性实施例中，故障指示器电路板40能够翻译或解释来自控制电路板的故障。故障指示器电路板40确定该故障是否需要更换电池或者更换整个单元并启动适当的指示器。除此之外，或者单独地针对其它故障，第一指示器24可以发射适当的代码以指示单元所存在的更为具体的问题。
图7示出了针对故障指示器电路板的示范性电路示意图。除了其它之外，应急出口灯装置10包括电压输入50、第一控制器55、第二控制器60、充电器LED 65、第一指示器灯24、第二指示器灯26以及第三指示器灯30。可以在电压输入50处接收标称电压并将其提供给应急出口灯装置10的各个部件。
第一控制器55电和/或可通信地连接至应急出口灯装置10的各种模块或部件。例如，第一控制器55连接至第二控制器60、充电器LED 65、第一指示器灯24以及天线85。第一控制器55包括硬件和软件的组合，硬件和软件除了其它方面之外可操作为监测和/或控制应急出口灯装置10的操作。
在一些实施例中，控制器55电和/或可通信地连接至一个或多个传感器，该一个或多个传感器感测装置的一个或多个特征。在一个实施例中，传感器是配置为感测装置的一个或多个温度(例如，外壳12内的温度、外壳12外部的环境温度、电池温度等)的温度传感器。在其它实施例中，传感器可以是配置为监测一个或多个电气特征的电传感器。例如，传感器可以监测装置10的一个或多个部件(例如，电池、指示器、光发射器、对装置10的主电压输入等)的电气特征(例如，电压、电流、功率等)。
在一些实施例中，第一控制器55包括多个电气和电子部件，它们向第一控制器55和应急出口灯装置10中的部件和模块提供电力、操作控制和保护。例如，除了其它方面之外第一控制器55包括处理单元和存储器。在一些实施例中，第一控制器55部分地或完全地在半导体(例如，现场可编程门阵列[“FPGA”]半导体)芯片，例如，通过寄存器传输级(“RTL”)设计工艺开发的芯片上实现。
存储器包括例如程序存储区域和数据存储区域。程序存储区域和数据存储区域可以包括不同类型存储器的组合，例如只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)(例如，动态RAM[“DRAM”]、同步DRAM[“SDRAM”]等)、电可擦除可编程只读存储器(“EEPROM”)、闪存、硬盘、SD卡或者其他其它合适的磁、光、物理或电子存储器装置。处理单元连接至存储器并且执行软件指令，该软件指令能够被存储在存储器的RAM中(例如，在执行期间)、存储器的ROM中(例如，大体上是永久性的)或者另一种非暂态计算机可读介质上，例如另一中种存储器或盘。包含在应急出口灯装置10的实施方式中的软件可以存储在第一控制器55的存储器中。软件包括例如固件、一个或多个应用程序、程序数据、滤波器、规则、一个或多个程序模块以及其他其它可执行指令。第一控制器55配置为检索存储器并且除了其他其它方面之外执行和本文所述的控制过程和方法相关的指令。在其他其它构造中，第一控制器55包括附加的额、更少的或不同的部件。
在操作中，第一控制器55监测应急出口灯装置10的一个或多个特征并且基于所监测的特征控制充电器LED 65和第一指示器灯24的操作。例如，当通过第一控制器55检测到故障时，第一控制器55相应地启动第一指示器灯24。在一些实施例中，第一指示器灯24对应于故障代码来启动。在该实施例中，闪光频率(例如，每预定时间段一次闪光、每预定时间段两次闪光灯等)可以用来指示故障的类型(例如，单元已经失效、电池已经失效等)。
在一些实施例中，第二控制器60大体上类似于第一控制器55。在一些实施例中，第二控制器60是PIC16微控制器。第二控制器60同样电和/或可通信地连接至应急出口灯装置10的各种模块或部件。例如，第二控制器60连接至第三指示器灯30、第二指示器灯26以及自诊断输入90。
自诊断输入90接收对应于第一指示器灯24的启动的自诊断信号。在操作中，当接收到自诊断信号时，第二控制器60解释该自诊断信号。在一些实施例中，解释自诊断信号可以包括对预定时间段内出现的第一指示器灯24的闪光数量进行计数。第二控制器60根据所解释的自诊断信号启动第三指示器灯30和/或电池故障LED 70。
图8是示出了根据一些实施例的过程或操作100的流程图。应当理解，过程500中所公开的步骤的顺序可以改变。此外，可以向过程添加附加的步骤，且可能并非所有步骤都是需要的。过程100以检测装置10的一个或多个特征开始(框105)。基于所监测的特征确定是否存在故障(框110)。如果未确定出故障，则过程100循环回到框105。
如果确定了故障，则基于所确定的故障控制充电器LED 65和/或第一指示器灯24(框115)。例如，可以对应于故障代码启动(例如，根据闪光频率启动)故障指示器灯24。
监测充电器LED 65和/或第一指示器灯24的启动(例如，闪光频率)(框120)。分析该启动(框125)。基于框125中的分析启动第三指示器灯30和/或电池故障LED 70(框130)。
为了解释本发明原理和其实际应用，已经提供了对某些示范性实施例的以上详细描述，从而使本领域其他技术人员能够针对各种实施例并利用适合于所设想的特定用途的各种修改来理解本发明。该描述未必旨在是穷尽性的或者将本公开限制于所公开的示范性实施例。本文所公开的实施例和/或元件中的任一个可以与另一个相结合以形成未具体公开的各种其它实施例。因此，其它实施例也是可能的并且其旨在包括在本说明书以及所附权利要求书的范围内。说明书描述了用来实现更一般目标的具体示例，该目标也可以按照另一方式来实现。
如本申请中所使用的，术语“前部”、“后部”、“上”、“下”、“向上”、“向下”以及其它方向性描述旨在利于对本发明的示范性实施例进行描述，而并非将本发明的示范性实施例的结构限制于任何特定位置或方向。如本领域普通技术人员所理解的，表示程度的术语，例如“大体上”、“大约”，指的是给定值外的合理范围，例如，与所述实施例的制造、装配以及使用相关的一般公差。

Claims (20)

1.一种应急照明装置，其包括：
外壳；
光发射器，所述光发射器定位在所述外壳中；
控制电路，所述控制电路定位在所述外壳中并且可操作地连接至所述光发射器；
故障指示器电路，所述故障指示器电路定位在所述外壳中并且可操作地连接至所述控制电路；
第一指示器灯，所述第一指示器灯连接至所述故障指示器电路；
第二指示器灯，所述第二指示器灯连接至所述故障指示器电路；以及
第三指示器灯，所述第三指示器灯连接至所述故障指示器电路，
其中所述故障指示器电路配置为启动所述第一指示器灯以指示多个故障，启动所述第二指示器灯以指示第一故障，以及启动所述第三指示器灯以指示第二故障。
2.根据权利要求1所述的应急照明装置，其中所述第一故障是更换电池故障。
3.根据权利要求1所述的应急照明装置，其中所述第二故障是更换单元故障。
4.根据权利要求1所述的应急照明装置，其进一步包括定位在所述第一、第二和第三指示器灯上方的漫射器。
5.根据权利要求4所述的应急照明装置，其中所述漫射器包括指示所述第一故障的第一符号和指示所述第二故障的第二符号。
6.根据权利要求1所述的应急照明装置，其中所述第一指示器是双色LED。
7.根据权利要求1所述的应急照明装置，其中所述故障指示器电路包括第一控制器和第二控制器。
8.一种应急照明装置，其包括：
外壳；
光发射器，所述光发射器定位在所述外壳中；
控制电路，所述控制电路定位在所述外壳中并且可操作地连接至所述光发射器；
指示器灯，所述指示器灯定位在所述外壳中；
故障指示器电路，所述故障指示器电路定位在所述外壳中并且可操作地连接至所述指示器灯，所述故障指示器电路配置为
监测所述光发射器，
分析所述光发射器的启动，以及
基于对所述光发射器的所述启动的分析启动所述指示器灯。
9.根据权利要求8所述的应急照明装置，其中所述光发射器的启动包括闪光频率。
10.根据权利要求9所述的应急照明装置，其中所述闪光频率包括每预定时间段一次或多次闪光。
11.根据权利要求8所述的应急照明装置，其中所述光发射器基于由所述控制电路监测的特征来启动。
12.根据权利要求11所述的应急照明装置，其中所述控制电路基于由所述控制电路监测的所述特征确定故障。
13.根据权利要求12所述的应急照明装置，其中所述故障是电池故障。
14.根据权利要求12所述的应急照明装置，其中所述故障是单元故障。
15.一种控制应急照明装置的方法，所述方法包括：
通过控制器监测所述应急照明装置的一个或多个特征；
基于所述一个或多个特征启动第一指示器；
监测所述第一指示器的启动；
分析所述第一指示器的所述启动；以及
基于对所述第一指示器的所述启动的分析启动第二指示器。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一指示器的启动包括闪光频率。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述闪光频率包括每预定时间段一次或多次闪光。
18.根据权利要求15所述的方法，其进一步包括基于监测的所述一个或多个特征确定故障。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述故障是电池故障。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述故障是单元故障。
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