CN110312340A - 可编程照明设备和用于对照明设备进行编程的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

可编程照明设备包括功率级、控制器、非易失性存储器、以及近场通信设备。功率级被配置为接收来自外部供应的功率并且将功率供应到至少一个光源。控制器被配置为根据用于可编程照明设备的操作参数和/或配置设置控制功率级的操作。非易失性存储器设备存储操作参数和/或配置设置。近场通信设备接收传输操作参数和/或配置设置的射频信号，并且响应于此，将操作参数和/或配置设置存储在非易失性存储器中。近场通信设备从RF信号生成用于对非易失性存储器设备供电的供应电压。

Description

可编程照明设备和用于对照明设备进行编程的方法和系统
本申请是申请人于2014年8月19日申请的、2016年2月18日进入中国国家阶段的、申请号为201480045886.X的、发明名称为“可编程照明设备和用于对照明设备进行编程的方法和系统”的PCT专利申请的分案申请。
技术领域
本发明总体上针对照明设备，例如发光二极管(LED)驱动器。更具体地，本文公开的各种发明性方法和装置涉及用于对诸如LED驱动器之类的照明设备进行编程的方法和系统。
背景技术
照明技术继续发展，为终端用户提供经增强的功能和效率。例如，数字照明技术(即基于诸如发光二极管(LED)之类的半导体光源的照明)提供对常规荧光灯、HID灯、以及白炽灯的可行备选方案。LED的功能优势和益处包括高能量转换效率和光学效率、耐用性、更低的操作成本等。LED技术的近期进展已经提供了高效率和稳健的全光谱照明源，其在很多应用中实现各种照明效果。体现这些基于LED的源的照明器材中的一些照明器材的特征在于照明模块，其包括能够产生不同颜色(例如红色、绿色、以及蓝色)的一个或者多个LED，以及用于独立控制LED的输出以便生成各种颜色和变色照明效果的处理器，例如如在通过引用并入于此的第6,016,038号和第6,211,626号美国专利中详细讨论的那样。
通常，一个或者多个光源可以由照明驱动器驱动，照明驱动器可以将输入功率(例如来自AC市电)转换为用于由特定光源使用的适当形式，并且将经转换的功率供应到(多个)光源。例如，LED驱动器可以接收AC市电功率，将该功率转换或者格式化为用于由一个或者多个LED使用的适当形式，并且供应经转换的功率以驱动一个或者多个基于LED的照明单元。
为了提供经增强的性能和灵活性，不同的照明设备(例如LED驱动器)可以以一个或者多个不同配置和/或操作参数进行操作。这里，术语“配置”指代照明设备的操作模式。例如，LED驱动器可以被配置为使用不同的调光接口操作以便对其驱动的(多个)光源调光。特别地，一个LED驱动器可以被配置为使用DALI接口操作，另一LED驱动器可以被配置为使用模拟0-10V调光信号操作，再一LED驱动器可以使用相切AC调光操作，并且又一LED驱动器可以被配置为使用数字多路复用(DMX)接口操作等。同时，术语“操作参数”指代照明设备的操作变量的值或者设置。例如，LED驱动器可以被配置为如果LED负载的温度超过阈值，则停止供应用于驱动LED负载的电流。这一阈值是LED驱动器的操作参数，并且可以根据LED驱动器的特定安装方式或者目标应用而随不同LED驱动器改变。各种其它配置设置和操作参数可以随不同LED驱动器改变。
然而，对于制造商而言不期望的是，制造大量的不同照明设备仅是为了提供大量的不同配置和不同操作参数——特别是如果大部分的照明设备与彼此相同。对于制造商、经销商、和/或终端用户而言还不期望的是，必须保持库存大量的不同照明设备，每个照明设备具有其自己特定的配置和/或其自己特定的操作参数。
因此，制造商可以制造可编程照明设备(例如可编程LED驱动器)，其包括编程接口或者连接器，借助于编程接口或者连接器，设备可以使用不同的配置设置和/或使用不同的操作参数进行编程。以那种方式，制造商可以针对大量的不同的应用或者目标安装方式设计和制造一个通用的照明设备，并且然后将每个设备编程以针对其特定目标应用或者安装方式而对其进行适配。可编程照明设备可以由制造商、经销商、或者终端用户编程。例如，制造商可以保持通用可编程照明设备的存货，并且然后在装运之前使用(多个)特定配置设置和/或(多个)操作参数对设备编程以满足特定的订单。而且，终端用户可以购买并且库存一个通用可编程LED驱动器模型，并且然后在安装时针对其特定应用或者目标安装方式使用适当的(多个)配置设置和/或(多个)操作参数对每个设备编程。此外，即使在可编程照明设备已经被编程和安装之后，可以使用一个或者多个新的操作参数对其重新编程和/或使用一个或者多个新的或者改变的配置设置对其重新配置。
然而，对可编程照明设备编程的现有方法麻烦并且相对耗费时间。每个可编程照明设备在其编程操作期间连接到电源(例如AC市电)。通常设备上的连接器连接到编程设备或者端子(例如，通过匹配的线缆)。接着，(多个)配置设置和/或(多个)操作参数经由连接器从编程设备或者端子被转移到可编程照明设备，在此之后，可以将功率从可编程照明设备移除。通常，用于可编程照明设备的编程接口可以是RS-232或者DALI接口。在一些情形下，可以采用诸如WIFi或者Zigbee之类的无线接口，但是由于实施的高成本，其部署受到限制。此外，使用任何这些有线或者无线接口，在编程操作期间仍然必须向可编程照明设备供应功率，例如通过将可编程照明设备插入到AC插座中。
当大量的可编程照明设备要使用有线编程接口被编程时，必须提供对应数目的连接/线缆以用于并行地对设备编程，否则可编程照明设备必须串行地被编程，从而延长了所需要的用于编程操作的时间。这一编程操作对于终端用户(例如针对每个都必须被编程的大量的照明设备执行调试过程的终端用户)而言可能是特别繁重的。通常，这种终端用户可以具有仅一个或者几个编程设备或者端子和对应的连接或者线缆以用于对大量设备编程，使得编程以串行方式执行。当若干可编程照明设备全部要使用相同的配置设置或者操作参数被编程时，这一重复的串行的单独编程操作是特别没有效率的。
因此，在本领域中需要提供可编程照明设备，例如LED驱动器，其可以容易地被编程以对其应用一个或者多个配置设置和/或操作参数。还需要提供装置，凭借该装置，可以同时使用相同的配置设置或者操作参数对若干可编程照明设备编程。
发明内容
本公开针对用于照明设备和用于对可编程照明设备编程的发明性方法和装置。
总体上，在一个方面中，可编程照明设备包括：功率级，被配置为接收来自外部供应的功率并且将功率供应到至少一个光源；控制器，被配置为根据用于可编程照明设备的至少一个操作参数或者配置设置控制功率级的操作；非易失性存储器，被配置为在其中存储用于可编程照明设备的至少一个操作参数或者配置设置；以及近场通信设备，被配置为接收传输用于可编程照明设备的至少一个操作参数或者配置设置的射频(RF)信号，并且响应于此，将用于可编程照明设备的至少一个操作参数或者配置设置存储在非易失性存储器中。近场通信设备被配置为在近场通信设备将用于可编程照明设备的至少一个操作参数或者配置设置存储在非易失性存储器中的同时，从RF信号生成用于对非易失性存储器供电的供应电压。
在一些实施例中，近场通信设备可以被进一步配置为从RF信号生成用于对控制器供电的第二供应电压。
在一些实施例中，近场通信设备可以进一步包括被配置为将射频信号提供到近场通信设备的天线或者线圈。
在这些实施例的一些版本中，近场通信设备可以被进一步配置为响应于接收用于可编程照明设备的至少一个操作参数或者配置设置经由天线或者线圈发射验证信号。
在这些实施例的一些版本中，近场通信设备可以被进一步配置为经由天线或者线圈发射用于可编程照明设备的至少一个附加的操作参数、至少一个附加的配置设置、或者操作数据。
在这些实施例的一些版本中，可编程照明设备可以包括基本上金属的壳体，该基本上金属的壳体具有至少一个非金属孔径，射频信号可以通过至少一个非金属孔径被传输到天线或者线圈。
在一些实施例中，非易失性存储器可以是双端口存储器，该双端口存储器具有用于与近场通信设备通信的第一端口和用于与控制器通信的第二和第二端口。
在一些实施例中，可编程照明设备可以进一步包括第二非易失性存储器，其中第二非易失性存储器被配置为响应于控制器而存储用于可编程照明设备的操作数据。
在一些实施例中，可编程照明设备可以进一步包括至少一个照明设备。
在一些实施例中，至少一个照明设备可以包括至少一个发光二极管(LED)。
在这些实施例的一些版本中，功率级可以包括用于供应电流以驱动至少一个LED的可控电流源。
在这些实施例的一些版本中，功率级被配置为接收AC市电电压并且进一步包括整流器，整流器用于将AC市电电压整流以产生用于驱动至少一个LED的电流。
在一些实施例中，RF信号传输用于可编程照明设备的至少一个配置设置，其中至少一个配置设置标识可用于可编程照明设备的多个调光接口当中的用于可编程照明设备的活跃调光接口。
在这些实施例的一些版本中，可用于可编程照明设备的多个调光接口包括DALI接口、模拟0至10V调光信号接口、数字多路复用(DMX)接口、以及相切AC调光接口。
在一些实施例中，RF信号传输用于可编程照明设备的至少一个操作参数，其中用于可编程照明设备的至少一个操作参数包括以下项中的至少一个：要由功率级供应到至少一个光源的输出电流；用于至少一个光源的可变启动时间参数；在其之后照明设备应该增加输出电流的操作时间段；用于减少输出电流的至少一个温度阈值；在其之后照明设备应该触发寿命结束信号的操作时间段；以及用于自动地对至少一个光源调光的至少一个时间设置。
在另一方面中，提供了用于对可编程照明设备编程的方法。该方法包括：接收射频(RF)信号，该射频信号传输用于可编程照明设备的至少一个操作参数或者配置设置；从RF信号生成用于对可编程照明设备的非易失性存储器供电的供应电压；以及在非易失性存储器由从RF信号生成的电压供电的同时，将用于可编程照明设备的至少一个操作参数或者配置设置存储在非易失性存储器中。可编程照明设备的功率级被配置为从外部供应接收功率并且被控制为根据用于可编程照明设备的至少一个操作参数或者配置设置将功率供应到至少一个光源。
在一些实施例中，方法进一步包括从RF信号生成用于对控制器供电的第二供应电压，控制器被配置为控制功率级。
在一些实施例中，方法进一步包括控制器从非易失性存储器取回用于可编程照明设备的至少一个操作参数或者配置设置。
在一些实施例中，方法进一步包括响应于接收用于可编程照明设备的至少一个操作参数或者配置设置，从可编程照明设备发射验证信号。
在一些实施例中，方法进一步包括经由应答RF信号从可编程照明设备发射用于可编程照明设备的至少一个附加的操作参数、至少一个附加的配置设置、或者操作数据。
在一些实施例中，接收RF信号包括经由基本上金属的壳体中的至少一个非金属孔径接收RF信号。
在一些实施例中，RF信号传输用于可编程照明设备的至少一个配置设置，其中至少一个配置设置标识可用于可编程照明设备的多个调光接口当中的用于可编程照明设备的活跃调光接口。
在一些实施例中，可用于可编程照明设备的多个调光接口包括DALI接口、模拟0至10V调光信号接口、数字多路复用(DMX)接口、以及相切AC调光接口。
在一些实施例中，RF信号传输用于可编程照明设备的至少一个操作参数，其中用于可编程照明设备的至少一个操作参数包括以下项中的至少一个：要由功率级供应到至少一个光源的输出电流；用于至少一个光源的可变启动时间参数；在其之后照明设备应该增加输出电流的操作时间段；用于减少输出电流的至少一个温度阈值；在其之后照明设备应该触发寿命结束信号的操作时间段；以及用于自动地对至少一个光源调光的至少一个时间设置。
如为了本公开的目的而在本文中所使用的那样，术语“LED”应该被理解为包括任何电致发光二极管或者能够响应于电信号生成辐射的其它类型的基于载流子注入/结的系统。因此，术语LED包括但不限于响应于电流而发光的各种基于半导体的结构、发光聚合物、有机发光二极管(OLED)、电致发光条等。特别地，术语LED指代可以被配置为生成在红外光谱、紫外光谱、以及可见光谱(通常包括从近似400纳米到近似700纳米的辐射波长)的各个部分中的一个或者多个中的辐射的所有类型的发光二极管(包括半导体二极管和有机发光二极管)。LED的一些示例包括但不限于各种类型的红外LED、紫外LED、红色LED、蓝色LED、绿色LED、黄色LED、琥珀色LED、橙色LED、以及白色LED(在下面进一步讨论)。还应该领会的是，LED可以被配置和/或控制为生成具有针对给定光谱的各种带宽(例如半高全宽或者FWHM)(例如窄带宽、宽带宽)、并且具有在给定的一般颜色分类内的各种主波长的辐射。
例如，被配置为生成基本上白光的LED(例如白色LED)的一个实施方式可以包括若干裸片，该若干裸片分别发射(组合起来)混合以形成基本上白光的不同的电致发光光谱。在另一实施方式中，白光LED可以与将具有第一光谱的电致发光转换为不同的第二光谱的磷光体材料关联。在这一实施方式的一个示例中，具有相对短的波长和窄带宽光谱的电致发光“泵激”磷光体材料，磷光体材料转而辐射具有稍微更宽光谱的更长波长的辐射。
还应该理解的是，术语LED不限制LED的物理和/或电封装类型。例如，如上面所讨论的那样，LED可以指代具有被配置为分别发射不同光谱的辐射的多个裸片(例如可以或者不可以单独可控)的单个发光设备。而且，LED可以与被视为LED(例如，一些类型的白色LED)的组成部分的磷光体关联。通常，术语LED可以指代已封装LED、未封装LED、表面安装LED、板上芯片LED、T封装安装LED、径向封装LED、功率封装LED、包括某一类型的外壳和/或光学元件(例如漫射透镜)的LED等。
术语“光源”应该被理解为指代各种辐射源中的任何一个或者多个，包括但不限于基于LED的源(包括如上面限定的一个或者多个LED)、白炽源(例如灯丝灯、卤素灯)、荧光源、磷光发光源、高强度放电源(例如钠蒸气、汞蒸气、以及金属卤化物灯)、激光器、其它类型的电致发光源、火发光源(例如火焰)、烛光发光源(例如气灯罩、碳弧辐射源)、光致发光源(例如气态放电源)、使用电子饱和的阴极发光源、电流发光源、晶体发光源、显像管发光源、热发光源、摩擦发光源、声致发光源、辐射发光源、以及发光聚合物。
给定的光源可以被配置为生成可见光谱内的、可见光谱外的、或者两者的组合的电磁辐射。因此，术语“光”和“辐射”在本文中可以互换使用。此外，光源可以包括作为组成部件的一个或者多个滤波器(例如颜色滤波器)、透镜、或者其它光学部件。还应该理解的是，光源可以被配置用于包括但不限于指示、显示、和/或照明的各种应用。“照明源”是特别地被配置为生成具有足够的强度的辐射以有效地照明内部或者外部空间的光源。在这一上下文中，“足够的强度”指代在空间或者环境中生成的可见光谱内的足够的辐射功率(就辐射功率或者“光通量”而言，单位“流明”通常被用来表示在所有方向上的来自光源的总光输出)，以提供周围照明(即，可以间接被感知的和可以例如在被完整地或者部分地感知之前从各种中间表面中的一个或者多个中间表面反射的光)。
术语“光谱”应该被理解为指代由一个或者多个光源产生的辐射的任何一个或者多个频率(或者波长)。因此，术语“光谱”不仅指代在可见范围内的频率(或者波长)，还指代红外、紫外、以及整个电磁光谱的其它区域中的频率(或者波长)。而且，给定的光谱可以具有相对窄的带宽(例如基本上具有很少频率或者波长分量的FWHM)或者相对宽的带宽(具有各种相对强度的若干频率或者波长分量)。还应该领会的是，给定的光谱可以是两个或者多个其它光谱混合的结果(例如混合分别从多个光源发射的辐射)。
为了本公开的目的，术语“颜色”可以与术语“光谱”互换使用。然而，术语“颜色”通常用于主要指代可以由观察者感知的辐射的性质(虽然这一用法不旨在限制这一术语的范围)。因此，术语“不同的颜色”暗指具有不同波长分量和/或带宽的多个光谱。还应该领会的是，术语“颜色”可以结合白光和非白光两者使用。
术语“色温”在本文中通常结合白光使用，虽然这一用法不旨在限制这一术语的范围。色温基本上指代白光的特定颜色含量或者明暗(例如泛红、泛蓝)。给定的辐射样本的色温通常根据辐射基本上与所讨论的辐射样本相同的光谱的黑体辐射体的以开尔文(K)度为单位的温度进行表征。黑体辐射体色温通常落在从近似700K度(通常被认为是对人眼而言最先可见的)到大于10,000K度的范围内；白光通常被感知为处于高于1500K度至2000K度的色温。
更低的色温通常指示具有更明显的红色分量或者“更暖的感觉”的白光，而更高的色温通常指示具有更明显的蓝色分量或者“更冷的感觉”的白光。通过示例的方式，火具有近似1,800K度的色温，常规白炽灯泡具有近似2848K度的色温，清晨的日光具有近似3,000K度的色温，而阴天的正午天空具有近似10,000K度的色温。在具有近似3,000K度的色温的白光下查看的彩色图像具有相对泛红的色调，而在具有近似10,000K度的色温的白光下查看的相同彩色图像具有相对泛蓝的色调。
术语“照明器材”在本文中用于指代特定外形规格、组件、或者封装中的一个或者多个照明单元的实施方式或者设置。术语“照明单元”在本文中用于指代包括相同或者不同类型的一个或者多个光源的装置。给定的照明单元可以具有各种用于(多个)光源的安装设置、包围物/壳体设置和形状、和/或电和机械连接配置中的任何一种。此外，给定的照明单元可选地可以与涉及(多个)光源的操作的各种其它部件(例如控制电路)关联(例如包括、耦合到、和/或与其封装在一起)。“基于LED的照明单元”指代包括如上面讨论那样的一个或者多个基于LED的光源(独立或者与其它非基于LED的光源组合)的照明单元。“多通道”照明单元指代包括被配置为分别生成不同光谱的辐射的至少两个光源的基于LED的或者非基于LED的照明单元，其中每个不同源的光谱可以称为多通道照明单元的“通道”。
术语“照明设备”在本文中通常用于指代照明系统的部件。照明设备的示例包括照明器材、照明单元、照明驱动器、照明控制器、以及光源。
术语“控制器”在本文中通常用于描述涉及一个或者多个光源的操作的各种装置。控制器可以以众多方式(例如，诸如使用专用硬件)实施以执行本文中讨论的各种功能。“处理器”是控制器的一个示例，其采用一个或者多个微处理器，一个或者多个微处理器可以使用软件(例如微代码)被编程为执行本文中讨论的各种功能。控制器可以使用或者不使用处理器来实施，并且还可以被实施为执行一些功能的专用硬件和执行其它功能的处理器(例如，一个或者多个被编程的微处理器和关联的电路)的组合。可以在本公开的各种实施例中采用的控制器部件的示例包括但不限于常规微处理器、专用集成电路(ASIC)、以及现场可编程门阵列(FPGA)。
在各种实施方式中，处理器或者控制器可以与一个或者多个存储介质(本文中通常称为“存储器”，例如诸如RAM、PROM、EPROM、以及EEPROM之类的易失性和非易失性计算机存储器、软盘、紧缩盘、光盘、磁带等)关联。在一些实施方式中，存储介质可以被编码有当在一个或者多个处理器和/或控制器上执行时，执行本文中讨论的功能中的至少一些功能的一个或者多个程序。各种存储介质可以固定在处理器或者控制器内或者可以是便携式的，使得存储在其上的一个或者多个程序可以被加载到处理器或者控制器中以便执行本文中讨论的本发明的各个方面。术语“程序”或者“计算机程序”在本文中在一般意义上用于指代可以被采用用于对一个或者多个处理器或者控制器编程的任何类型的计算机代码(例如软件或者微代码)。
术语“可寻址”在本文中用于指代被配置为接收旨在用于多个设备(包括其自身)的信息(例如数据)，并且选择性地响应于旨在用于它的特定信息的设备(例如，通常为光源、照明单元或者器材、与一个或者多个光源或者照明单元关联的控制器或者处理器、其它非照明相关设备等)。术语“可寻址”通常结合联网环境(或者下面进一步讨论的“网络”)使用，其中多个设备经由一些通信的一个或多个介质耦合在一起。
在一个网络实施方式中，耦合到网络的一个或者多个设备可以用作耦合到网络的一个或者多个其它设备的控制器(例如，以主/从关系)。在另一实施方式中，联网环境可以包括被配置为控制耦合到网络的设备中的一个或者多个设备的一个或者多个专用控制器。通常，耦合到网络的多个设备每个都可以访问一个或多个通信介质上存在的数据；然而，给定的设备可以是“可寻址的”，原因在于其被配置为基于例如向它分配的一个或者多个特定标识符(例如“地址”)与网络选择性地交换数据(即从网络接收数据和/或将数据发射到网络)。
如在本文中使用的术语“网络”指代便于耦合到网络的任何两个或者更多设备两两之间和/或多个设备之间的信息传输(例如，用于设备控制、数据存储、数据交换等)的两个或者更多设备(包括控制器或者处理器)的任何互连。如应该容易领会的，适合用于互连多个设备的网络的各种实施方式可以包括各种网络拓扑中的任何一种，并且可以采用各种通信协议中的任何一种。此外，在根据本公开的各种网络中，两个设备之间的任何一个连接可以表示两个系统之间的专用连接或者备选地非专用连接。除了承载旨在用于两个设备的信息之外，这种非专用连接可以承载不必要旨在用于两个设备中的任一设备的信息(例如开放网络连接)。此外，应该容易领会的是，如本文中讨论的设备的各种网络可以采用一个或者多个无线、有线/线缆、和/或光纤链接以便于贯穿网络的信息传输。
如在本文中使用的术语“用户接口”指代人类用户或者操作者和一个或者多个设备之间的接口，其实现用户和(多个)设备之间的通信。可以在本公开的各种实施方式中被采用的用户接口的示例包括但不限于开关、电位计、按钮、拨号盘、滑动器、鼠标、键盘、小键盘、各种类型的游戏控制器(例如操纵杆)、轨迹球、显示屏幕、各种类型的图形用户接口(GUI)、触摸屏、麦克风、以及可以接收某种形式的人为生成的刺激并且响应于此而生成信号的其它类型的传感器。
应该领会的是，上述概念和在下面更详细讨论的附加概念的所有组合(只要这些概念不相互矛盾)被设想为本文所公开的发明主题的一部分。特别地，本公开的末尾出现的所要求保护的主题的所有组合被设想为本文所公开的发明主题的一部分。还应该领会的是，还可以在通过应用并入的任何公开内容中出现的在本文中明确采用的术语应该被赋予与本文中讨论的特定概念最一致的含义。
附图说明
在附图中，相同的附图标记通常贯穿不同的视图指代相同的部分。而且，附图不必要按比例，代之通常将重点放在图示本发明的原理上。
图1图示了包括可编程照明设备和用于对可编程照明设备编程的近场通信编程单元的系统的示例实施例。
图2是可编程照明设备的一个实施例的功能框图。
图3是可编程照明设备的功率级的一个实施例的功能框图。
图4图示了可以被采用用于将一个或者多个配置设置和/或操作参数编程到可编程照明设备的非易失性存储器中的用户接口。
图5图示了用于可编程照明设备的壳体的一个实施例。
图6A和图6B图示了用于可编程照明设备的壳体的另一实施例。
图7A和图7B图示了用于可编程照明设备的壳体的又一实施例。
具体实施方式
对现有可编程照明设备编程的现有方法麻烦并且相对耗费时间。
更一般地，申请人已经意识到并且领会到，提供如下可编程照明设备(例如LED驱动器)将是有益的，其可以被容易地编程以对其应用一个或者多个配置设置和/或操作参数。还需要提供如下装置，凭借该装置，若干可编程照明设备可以同时使用相同的配置设置或者操作参数被编程。
考虑到上述内容，本发明的各种实施例和实施方式针对可编程照明设备和用于对可编程照明设备编程的方法和系统。
图1图示了包括可编程照明设备120和用于对可编程照明设备120编程的近场通信(NFC)编程单元110的系统100的示例实施例。
NFC编程单元110包括NFC收发器112和关联的线圈或者RF天线(未示出)。在一些实施例中，NFC编程单元110包括主机处理器系统并且具有与其关联的用户接口，借助于该用户接口，用户可以输入要被编程到可编程照明设备120中的一个或者多个配置设置和/或操作参数。在一些实施例中，NFC编程单元110包括计算机，诸如运行诸如UNIX或者WINDOWS之类的操作系统的个人计算机。在一些实施例中，NFC编程单元110包括便携设备，诸如移动电话(例如智能电话)或者平板设备。在那种情形下，NFC编程单元110可以包括作为用户接口的触摸屏。
可编程照明设备120包括线圈或者天线121、包括NFC收发器和关联的非易失性存储器(NVM)的NFC设备124、微控制器126、以及功率级128。
在一些实施例中，可编程照明设备120可以连接到网络，特别地照明网络(例如DALI网络、DMX网络等)。在其它实施例中，可编程照明设备120可以是“独立”设备。可编程照明设备120可以是照明驱动器(例如LED驱动器)、照明器材、照明单元、照明控制器等。在一些实施例中，可编程照明设备120可以包括一个或者多个光源(例如一个或者多个LED)。在其它实施例中，可编程照明设备120可以仅包括照明驱动器(例如LED驱动器)并且可以被设计为连接到外部照明单元并且驱动外部照明单元。
功率级128经由功率连接器127从外部电源接收功率(例如，110VAC的60Hz AC市电功率、230V的50Hz AC市电功率等)。功率级128将功率转换或者格式化为适当的形式以用于由照明单元130(在所图示的示例中是具有多个LED光源的基于LED的照明单元)使用，并且经由输出接口129将经转换的功率供应到照明单元130。
微控制器126根据一个或者多个配置设置和/或操作参数控制功率级128的功率转换操作。
在一些实施例中，NFC设备124和关联的NVM可以一起被包括在单个集成电路上。在一些实施例中，非易失性存储器可以包括电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。在一些实施例中，NVM可以包括闪存存储器。在一些实施例中，NVM可以被分段或者分区，并且可以具有与NVM的不同分段关联的分立的密码。以这一方式，制造商可以将某些数据存储在可以被制造商访问但是不可以被终端用户访问的NVM的一个或者多个分段中。
在一些实施例中，NFC设备124和关联的NVM可以是来自意法半导体公司(STMicroelectronics)的M24SRxxE或者M24LRxxE设备。在其它实施例中，可以采用各种其它IC，包括例如来自NXP半导体公司(NXP Semiconductors)的NTAG21x系列设备、来自AMSAG的AS3953设备、来自德州仪器公司(Texas Instruments)的TRF796Fx设备(包括TRF7970A设备)等。
在一些实施例中，NFC收发器112跨接口115在13.56MHz下发射可以由NFC设备124接收的射频(RF)信号。在各种实施例中，NFC收发器112和NFC设备124可以根据一个或者多个行业标准操作，例如ISO/IEC 15693、ISO/IEC 14443A/B、NFC接口和协议(NFCIP-1；NFCIP-2)、ISO-18000-3、以及ISO/IEC 18092，这些标准中的每个标准都通过引用并入于此。
在一些实施例中，用于NFC设备124的IC具有与其关联的唯一序列号，该序列号可以被存储在关联的NVM中的指定位置中。
现在将解释用于可编程照明设备120的示例编程操作。
一般地，NFC编程单元110的NFC收发器112靠近可编程照明设备120放置(例如在1cm至10cm内)，并且使用NFC RF信号发射数据和功率，例如在13.56MHz下使用标准ISO/IEC16593协议。可编程照明设备120，并且更特别地NFC设备124：经由NFC RF信号接收来自NFC编程单元110的数据和功率；使用该功率生成供应电压以用于对NVM供电；并且在NFC设备124使用从接收的NFC RF信号生成的供应电压对NVM供电的同时，NFC设备124将数据存储到NVM中。当可编程照明设备120随后由外部功率(例如AC市电)供电时，微控制器126可以从与NFC设备124关联的NVM取回数据并且对其执行动作，例如设置输出电流水平、选取活跃的调光接口等。
在另一实施例中，NFC编程单元110与微处理器126通信，同时经由由NFC设备124从接收的NFC RF信号生成的第二供应电压对微控制器126供电，并且从微控制器126或者与微控制器126关联的第二NVM取回数据。例如，在这一实施例中，NFC编程单元110可以升级微控制器126的固件。
在又一实施例中，NFC编程单元110可以经由NFC设备124与微控制器126通信，并且通过将功率级128打开/关闭或者对连接到功率级128并且由功率级128驱动的照明单元130的(多个)光源调光，而控制功率级128。
在一些实施例中，NFC设备124经由天线121发送返回NFC RF验证信号，以指示数据已经成功地从NFC编程单元110接收。在一些实施例中，NFC设备124使用NFC RF信号经由天线121将用于可编程照明设备120的一个或者多个操作参数、配置设置、或者操作数据发射到NFC编程单元110。
图2是可编程照明设备200的一个实施例的功能框图，其可以是图1的可编程照明设备120的示例。
可编程照明设备200包括线圈(或者电感器)或者RF天线221、模拟前端222、逻辑223、功率管理单元224、双端口非易失性存储器(NVM)225、控制器226、以及功率级228。模拟前端224包括NFC收发器并且可以包括诸如解调器和/或调制器之类的功能。逻辑223在模拟前端222和双端口NVM 225之间传输数据。功率管理单元224从接收的NFC RF信号收集功率，并且将该功率转换为可以用于对可编程照明设备200的其它元件(例如逻辑223、双端口NVM225、以及控制器226)供电的形式(例如一个或多个供应电压)。
模拟前端222、逻辑223、以及功率管理单元224包括近场通信(NFC)设备。
双端口NVM 225可以具有：第一端口，借助于第一端口，存储器单元可以由逻辑223访问；和第二端口，借助于第二端口，存储器单元可以由控制器226访问。在一些实施例中，双端口NVM 225可以包括电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。在一些实施例中，双端口NVM 225可以包括闪存存储器。
功率级228经由功率连接器227接收来自外部电源的功率，例如110VAC的60Hz AC市电功率、230V的50Hz AC市电功率等。功率级228将功率转换或者格式化为适当的形式以用于由照明单元(例如具有多个LED光源的基于LED的照明单元)使用，并且经由输出接口229将经转换的功率供应到照明单元。
在一些实施例中，照明设备200可以包括照明单元，照明单元包括一个或者多个光源。在一些实施例中，照明单元可以包括一个或者多个LED，其可以是白色LED和/或彩色LED。在一些实施例中，功率级228可以根据其驱动的光源提供不同的输出信号水平(例如不同的电流水平)。在一些实施例中，用于驱动特定光源的一个或者多个操作参数可以经由NFC RF信号被传输到可编程照明设备200。
图3是可编程照明设备的功率级300的一个实施例的功能框图。功率级300是图1的功率级128和图2的功率级228的一个实施例。特别地，功率级300是用于LED驱动器的一个实施例的功率级的示例。功率级300包括AC/DC转换器310、DC/DC转换器320、电流控制设备330、以及电流隔离设备340。
在一些实施例中，AC/DC转换器310可以包括整流器。在一些实施例中，电流控制设备330可以包括一个或者多个开关设备(例如场效应晶体管)。在一些实施例中，电流隔离设备340可以包括隔离变压器的输入绕组。
在操作中，功率级300在其输入327处接收来自外部功率源(例如AC市电)的AC功率。AC/DC转换器310将输入功率从AC转换为DC，并且DC/DC转换器320基于照明单元的光源(例如LED)将DC电压转换到期望的水平以驱动特定照明单元。电流控制设备330响应于由控制器(例如图2的控制器226)提供的一个或者多个控制信号而操作，以通过输出端子329将期望的电流输出到照明单元。例如，在一些实施例中，控制器可以提供一个或者多个脉冲宽度调制(PWM)信号，以用于控制电流控制设备330的一个或者多个开关的开关操作。在一些实施例中，控制器可以基于由模拟前端222经由线圈或者天线221在NFC RF信号中作为数据接收的并且响应于此而被存储在双端口NVM 225中的一个或者多个配置设置或者操作参数，而生成(多个)控制信号。
功率级300的各种实施例可以省略这些元件中的一个或者多个元件。例如，在功率级300接收来自外部DC电源的功率的情况下，则AC/DC转换器310可以被省略。在一些实施例中，在例如照明驱动器和照明单元之间不需要电流隔离的情况下，则电流隔离设备340可以被省略。
回来参照图2，在一些实施例中，控制器226包括第二非易失性存储器(例如EEPROM或者闪存存储器)。第二非易失性存储器可以在其中存储用于可编程照明设备200的配置设置和操作参数，包括例如由NFC设备经由天线221接收的并且存储在双端口NVM 225中的配置设置和操作参数。第二非易失性存储器还可以在其中存储用于照明设备200的操作数据。这种操作数据的示例可以包括：针对照明设备200和/或由照明设备200驱动的照明单元的操作小时数；用于控制功率级228的PWM设置；所感测的照明设备200和/或由照明设备200驱动的照明单元的最大和最小温度值；照明设备200和/或由照明设备200驱动的照明单元的序列号；当照明设备200和/或照明单元连接在网络(例如DALI网络)中时，照明设备200和/或由照明设备200驱动的照明单元的网络地址等。在一些实施例中，操作数据可以从与控制器226关联的第二非易失性存储器被转移到双端口NVM225，该操作数据可以从双端口NVM225经由NFC RF信号被发射到外部监视设备。
图4图示了可以被采用用于将一个或者多个配置设置和/或操作参数编程到可编程照明设备的非易失性存储器中的用户接口400。在一些实施例中，用户接口400可以经由计算机显示屏幕被提供给用户，并且用户可以使用键盘、鼠标、轨迹球等选取一个或者多个操作参数。在一些实施例中，用户接口400可以经由诸如移动电话、平板设备等之类的便携设备的触摸屏被提供给用户。
用户接口400可以被采用用于将各种配置设置和操作参数编程到可编程照明设备中，并且将配置设置和操作参数从可编程照明设备读取回到外部编程单元或者监视设备。
配置设置的示例包括用于可编程照明设备的序列号、可用于可编程照明设备的多个调光接口当中的用于可编程照明设备的活跃调光接口、以及用于可编程照明设备的控制器(例如图3中的控制器226)的固件。在各种实施例中，可用于可编程照明设备的调光接口可以包括DALI接口、模拟0至10V调光信号接口、数字多路复用(DMX)接口、和/或相切AC调光接口。其它调光控制选项是可能的。
操作参数的示例包括：要由功率级供应到(多个)光源的输出电流；用于(多个)光源的可变启动时间参数；操作时间段，在该操作时间段之后照明设备应该增加输出电流；用于减少输出电流的至少一个温度阈值；操作时间段，在该操作时间段之后照明设备应该触发寿命结束信号；以及用于自动地对至少一个光源调光的至少一个时间设置。
在一些实施例中，可以经由NFC通信被配置的可编程照明设备的操作参数包括以下内容。
恒定光输出(CLO)：LED驱动器的用于对LED光源的操作小时数进行计数和通过增加去往LED的驱动电流而抵消流明输出降低的能力。LED电流必须增加时的操作小时作为设置被存储在可以由终端用户编程的LED驱动器中。
可调节启动时间(AST)：LED电流从关闭状态到最大输出电流的可变启动时间。
模块温度保护(MTP)：LED驱动器的用于感测LED光源的温度和减少电流的能力。这避免了LED的过热并且因此增加了其寿命。用于激活电流减少的温度阈值是LED驱动器中的可编程参数。
寿命结束(EOL)：LED驱动器的用于对LED光源的操作小时数进行计数和当LED光源接近操作寿命结尾时闪烁的能力。闪烁仅在打开光源时发生，并且接着继续正常操作。闪烁必须被触发时的操作小时可以在LED驱动器中编程。
动态调光器设置：允许在夜间自动调光的驱动器特征。调光必须开始的时间实例可以由终端用户编程。
调光接口选取：可编程LED驱动器能够支持多个调光接口，像1-10V、DALI、动态调光器等。哪个接口活跃的选取可以由终端用户编程。
在一些实施例中，如上面描述的可编程照明设备(例如LED驱动器)可以在被容纳在塑料、橡胶、或者其它非金属壳体中。然而，在一些情形下，建筑规范和/或安全问题可以使得使用导电(例如金属)壳体是必须的，例如以允许壳体电接地。在那种情形下，必须提供NFC RF信号以到达可编程照明设备的线圈或者RF天线。
图5示出了用于可编程照明设备的壳体500的一个实施例。壳体500是基本上金属的壳体，但是包括第一和第二非金属(例如，塑料或者橡胶)垫圈512和514，垫圈512和514包括孔径，NFC RF信号可以通过该孔径被容纳在壳体500内的可编程照明设备接收。垫圈512和514可以用于保持和密封从安装在壳体500内的驱动器出来的接线。垫圈可以被放置在基本上金属的壳体500的任何一侧上，并且可以具有任何形状和尺寸。例如，在一些实施例中，垫圈可以与壳体500的高度一样大。
在一些实施例中，线圈或者RF天线(例如图1中的元件121或者图2中的元件221)可以被嵌入到垫圈中，或者可以被附接到垫圈。
图6A和图6B图示了用于可编程照明设备600的壳体650的另一实施例。壳体650是基本上金属的壳体并且支持第一连接器627和第二连接器629。在一些实施例中，第一连接器627可以将外部功率(例如AC市电功率)供应到照明设备600。在一些实施例中，第二连接器629可以将输出功率供应到照明单元。
壳体650包括孔径615，NFC RF信号可以通过孔径615被容纳在壳体650内的可编程照明设备接收。在一些实施例中，孔径615可以具有插入在其中的非金属(例如橡胶)垫圈625。
图7A和图7B图示了用于可编程照明设备700的壳体750的又一实施例。壳体750是基本上金属的壳体并且支持第一连接器727和第二连接器729。在一些实施例中，第一连接器727可以将外部功率(例如AC市电功率)供应到照明设备700。在一些实施例中，第二连接器729可以将输出功率供应到照明单元。
壳体750包括孔径715，NFC RF信号可以通过孔径715被容纳在壳体750内的可编程照明设备接收。
设想利用包括NFC元件的照明设备的其它装置。例如，针对美国设计的室外照明控制器(OLC)具有有限数目的输入引脚以与传统国家电气制造商协会(NEMA)标准插座兼容。为了增加调光能力，需要构建定制插座以容纳附加的接线。在一些实施例中，NFC通信可以用于从电子驱动器发射和接收数据以提供调光能力，并且因此避免对创建定制插座的需要。
虽然已经在本文中描述和图示了若干发明性实施例，本领域普通技术人员将容易设想用于执行功能和/或获得结果和/或本文中描述的优势中的一个或者多个优势的各种其它手段和/或结构，并且这种变化和/或修改中的每个变化和修改都被认为在本文中描述的发明性实施例的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易领会的是，本文中描述的所有参数、尺寸、材料、以及配置意在是示例性的，并且实际的参数、尺寸、材料、和/或配置将依赖于发明性教导所用于的一个或多个特定应用。本领域技术人员将认识到，或者能够仅使用例行实验确定，本文中描述的特定发明性实施例的许多等效物。因此，要理解的是，上文的实施例仅通过示例的方式呈现，并且在所附权利要求和其等效物的范围内，发明性实施例可以除了如特别描述的和要求保护的之外的其它方式来实践。本公开的发明性实施例针对本文描述的每个单独的特征、系统、物品、材料、套件、和/或方法。此外，两个或者多个这种特征、系统、物品、材料、套件、和/或方法的任何组合(如果这种特征、系统、物品、材料、套件、和/或方法并不互相矛盾)被包括在本公开的发明范围内。
如本文中定义和使用的所有定义都应该被理解为掌控字典定义、通过引用并入的文档中的定义、和/或定义术语的普通含义。
如本文中在说明书和权利要求书中使用的不定冠词“一(a)”和“一个(an)”应该被理解为意指“至少一个”，除非明确相反地指示。
如在本文中在说明书和权利要求书中使用的词组“和/或”应该被理解为意指这样结合的元件中的“任一者或者两者”，即在一些情形下连带出现而在其它情形下分别出现的元件。使用“和/或”列举的多个元件应该以相同方式解释，即这样结合的元件中的“一个或者多个”。除了由“和/或”子句特别标识的元件之外的其它元件可以可选地存在，无论与那些特别标识的元件有关还是无关。因此，作为非限制性示例，“A和/或B”的提及，当结合诸如“包括”之类的开放式语言使用时，可以在一个实施例中仅指代A(可选地包括除了B之外的元件)；在另一实施例中仅指代B(可选地包括除了A之外的元件)；在又一实施例中指代A和B两者(可选地包括其它元件)等。
如在本文中在说明书和权利要求书中使用的“或者”应该被理解为具有与如上面限定的“和/或”相同的含义。例如，当分离列表中的项时，“或者”或者“和/或”应该被解释为包括性的，即包括若干元件或者元件列表中的至少一个元件(但是还包括多于一个元件)，并且可选地包括未列出的附加项。仅明确地相反地指示的术语，诸如“…中的仅一个”或者“…中的恰好一个”或者当在权利要求中使用时的“由…组成”将指代包括若干元件或者元件列表中的恰好一个元件。通常，如本文中使用的术语“或者”当前面有诸如“任一者”、“…中的一个”、“…中的仅一个”、或者“…中的恰好一个”之类的排他性术语时，应该仅被解释为指示排他性备选(即“一个或者另一个但非两者”)。“基本上由…组成”当在权利要求中使用时，应该具有其如在专利法领域内使用的普通含义。
如在本文中在说明书和权利要求书中使用的，在提及一个或者多个元件的列表时的词组“至少一个”，应该被理解为意指从元件列表中的任何一个或者多个元件中选取的至少一个元件，但不必要包括在元件列表内特别列出的每一个元件中的至少一个元件，并且不排除元件列表中的元件的任何组合。这一限定还允许的是，词组“至少一个”所涉及的元件列表内特别标识的元件之外的元件可以可选地存在，无论与那些特别标识的元件有关还是无关。因此，作为非限制性示例，“A和B中的至少一个”(或者等效地，“A或者B中的至少一个”，或者等效地，“A和/或B中的至少一个”)可以在一个实施例中指代至少一个(可选地包括多于一个)A而不存在B(并且可选地包括除了B之外的元件)；在另一实施例中指代至少一个(可选地包括多于一个)B而不存在A(并且可选地包括除了A之外的元件)；在又一实施例中指代至少一个(可选地包括多于一个)A和至少一个(可选地包括多于一个)B(并且可选地包括其它元件)等。
还应该理解的是，除非明确相反地指示，在本文中所要求保护的包括多于一个步骤或者动作的任何方法中，方法的步骤或者动作的顺序不必要限于记载方法的步骤或者动作的顺序。
在权利要求书中，以及在上面的说明书中，诸如“包括”、“包含”、“承载”、“具有”、“含有”、“涉及”、“保持”、“包括有”等之类的所有过渡词组要被理解为开放式的，即意指包括但不限于。仅过渡词组“由…组成”和“基本上由…组成”应该分别是封闭或者半封闭式的过渡词组，如美国专利局专利审查程序指南2111.03节中所阐述的那样。

Claims (17)

1.一种可编程照明设备，包括：
功率级，被配置为接收来自外部供应的功率并且将功率供应到至少一个光源；
控制器，被配置为根据用于所述可编程照明设备的配置设置来控制所述功率级的操作；
非易失性存储器，被配置为将用于所述可编程照明设备的所述配置设置存储在所述非易失性存储器中；以及
近场通信设备，被配置为接收传输用于所述可编程照明设备的所述配置设置的射频(RF)信号，并且响应于此，将用于所述可编程照明设备的所述配置设置存储在所述非易失性存储器中，
其中所述近场通信设备被配置为在所述近场通信设备将用于所述可编程照明设备的所述配置设置存储在所述非易失性存储器中的同时，从所述RF信号生成用于对所述非易失性存储器供电的供应电压；
其特征在于，所述配置设置包括用于所述控制器的固件。
2.根据权利要求1所述的可编程照明设备，其中所述近场通信设备被进一步配置为从所述RF信号生成用于对所述控制器供电的第二供应电压。
3.根据权利要求1所述的可编程照明设备，进一步包括被配置为将所述射频信号提供到所述近场通信设备的天线或者线圈。
4.根据权利要求3所述的可编程照明设备，其中所述近场通信设备被进一步配置为响应于接收用于所述可编程照明设备的至少一个操作参数以及所述配置设置而经由所述天线或者线圈发射验证信号。
5.根据权利要求4所述的可编程照明设备，其中所述近场通信设备被进一步配置为经由所述天线或者线圈发射用于所述可编程照明设备的至少一个附加的操作参数、至少一个附加的配置设置、或者操作数据。
6.根据权利要求3所述的可编程照明设备，进一步包括基本上金属的壳体，所述基本上金属的壳体具有至少一个非金属孔径，所述射频信号能通过所述至少一个非金属孔径被传输到所述天线或者线圈。
7.根据权利要求1所述的可编程照明设备，其中所述非易失性存储器是双端口存储器，所述双端口存储器具有用于与所述近场通信设备通信的第一端口和用于与所述控制器通信的第二和第二端口。
8.根据权利要求1所述的可编程照明设备，进一步包括第二非易失性存储器，其中所述第二非易失性存储器被配置为响应于所述控制器而存储用于可编程照明设备的操作数据。
9.根据权利要求1所述的可编程照明设备，进一步包括至少一个照明设备。
10.根据权利要求1所述的可编程照明设备，其中至少一个照明设备包括至少一个发光二极管(LED)。
11.根据权利要求10所述的可编程照明设备，其中所述功率级包括用于供应电流以驱动所述至少一个LED的可控电流源。
12.根据权利要求10所述的可编程照明设备，其中所述功率级被配置为接收AC市电电压并且进一步包括整流器，所述整流器用于将所述AC市电电压整流以产生用于驱动所述至少一个LED的电流。
13.根据权利要求1所述的可编程照明设备，其中所述RF信号传输用于所述可编程照明设备的至少一个配置设置，其中所述至少一个配置设置标识可用于所述可编程照明设备的多个调光接口当中的用于所述可编程照明设备的活跃调光接口。
14.根据权利要求13所述的可编程照明设备，其中可用于所述可编程照明设备的所述多个调光接口包括DALI接口、模拟0至10V调光信号接口、数字多路复用(DMX)接口、以及相切AC调光接口。
15.根据权利要求4所述的可编程照明设备，其中所述RF信号传输用于所述可编程照明设备的至少一个操作参数，其中用于所述可编程照明设备的所述至少一个操作参数包括以下项中的至少一个：要由所述功率级供应到所述至少一个光源的输出电流；用于所述至少一个光源的可变启动时间参数；在其之后所述照明设备应该增加所述输出电流的操作时间段；用于减少所述输出电流的至少一个温度阈值；在其之后所述照明设备应该触发寿命结束信号的操作时间段；以及用于自动地对所述至少一个光源调光的至少一个时间设置。
16.根据前述权利要求中任一项所述的可编程照明设备，还包括一个或多个光源。
17.一种对可编程照明设备编程的方法，所述方法包括：
接收射频(RF)信号，所述射频信号传输用于所述可编程照明设备的配置设置；
从所述RF信号生成用于对所述可编程照明设备的非易失性存储器供电的供应电压；以及
在所述非易失性存储器由从所述RF信号生成的所述电压供电的同时，将用于所述可编程照明设备的所述配置设置存储在所述非易失性存储器中，
其中所述可编程照明设备的功率级被配置为从外部供应接收功率，并且被控制为根据用于所述可编程照明设备的所述配置设置将功率供应到至少一个光源；
其特征在于，所述配置设置包括用于所述控制器的固件。
CN201910501048.3A 2013-08-19 2014-08-19 可编程照明设备和用于对照明设备进行编程的方法和系统 Pending CN110312340A (zh)

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