CN112335151A - 具有实时时钟的蓝牙无线电模块 - Google Patents

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Abstract

一种系统，包括照明控制器和无线电适配器。所述照明控制器包括智能端口并且被配置为控制至少一个照明器材。所述无线电适配器通过所述智能端口被通信地耦合到所述照明控制器。所述无线电适配器被配置为在所述照明控制器和外部设备之间建立无线通信链路，通过所述智能端口将所述外部设备通信地耦合到所述照明控制器，并且通过所述智能端口向所述照明控制器提供主时钟定时信号。

Description

具有实时时钟的蓝牙TM无线电模块
相关申请
本申请要求享有于2018年5月2日提交的美国临时专利申请No.62/665,717的优先权，其全部内容通过引用纳入本文。
技术领域
本文描述的实施例涉及照明系统控制，并且更具体地涉及使用蓝牙TM或其他无线通信能力的照明系统控制。
发明内容
一个实施例公开了一种包括照明控制器和无线电适配器的系统。照明控制器包括智能端口并且被配置为控制至少一个照明器材。无线电适配器通过智能端口被通信地耦合到照明控制器。所述无线电适配器被配置为在所述照明控制器和外部设备之间建立无线通信链路，通过所述智能端口将所述外部设备通信地耦合到所述照明控制器，并且通过所述智能端口向所述照明控制器提供主时钟定时信号。
另一实施例提供一种设备，包括实时时钟、收发器以及电子处理器。所述电子处理器被配置为通过所述收发器将所述设备通信地耦合到照明器材网络，且通过所述收发器将时间戳消息传送到所述照明器材网络，所述时间戳消息包括当前时间和日期。所述电子处理器被进一步配置为，基于所述设备的优先级值来初始化定时器，通过所述收发器监听来自第二设备的第二时间戳消息，并且当所述定时器在接收所述第二时间戳消息之前到期时，传送第三时间戳消息。
又一实施例提供一种被配置为通信地耦合到照明控制器的设备，所述设备包括实时时钟、收发器以及电子处理器。所述电子处理器被配置为将外部设备通信地耦合到所述照明控制器，且向所述照明控制器提供定时信号。
通过考虑详细描述和附图，本申请的其它方面将变得显而易见。
附图说明
附图连同下面的详细描述被并入说明书中并构成说明书的一部分，并且用于进一步说明包括所要求发明的概念的实施例，以及解释这些实施例的各种原理和优点，在各个单独的视图中，相同的附图标记指代相同的元件或功能相似的元件。
图1示意性地示出了根据一些实施例的照明控制系统。
图2示意性地示出了根据一些实施例的图1中的系统的无线电模块。
图3A-3E示出了根据一些实施例的图1中的系统的无线电模块的各个视图。
本领域技术人员将理解，附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。例如，附图中的一些元件的尺寸可以相对于其他元件放大，以帮助提高对本发明的实施例的理解。
在附图中，装置和方法部件已经在适当的位置通过常规符号表示，仅显示与理解本发明的实施例相关的那些具体细节，以避免在对于受益于本文描述的本领域普通技术人员是显而易见的细节上使本公开不清楚。
具体实施方式
本文所呈现的实施例除了其他方面以外还提供了一种具有集成实时时钟的蓝牙TM无线电模块，以用于控制照明器材。
在详细解释本发明的任何实施例之前，应当理解，本发明在其应用中不限于在以下描述中阐述的或在以下附图中示出的构造细节和部件布置。本发明能够有其它实施例，并且以各种方式实践或执行。
还应当注意，可以使用多种基于硬件和软件的设备，以及多个不同结构的部件来实现本发明。此外，应当理解的是，本发明的实施例可以包括硬件、软件和电子部件或模块，出于讨论的目的，其可以示出和描述为大多数部件仅在硬件中实现。然而，本领域和基于对本详细描述的阅读的普通技术人员将认识到，在至少一个实施例中，本发明基于电子的方面可以在由一个或多个处理器可执行的软件(例如，存储在非暂时性计算机可读介质上)中实现。因而，应当注意的是，多个基于硬件和软件的设备以及多个不同结构的部件可用于实现本发明。例如，在本说明书中描述的“控制单元”和“控制器”可以包括一个或多个处理器、包括非暂时性计算机可读介质的一个或多个存储器模块、一个或多个输入/输出接口、以及连接这些部件的各种连接(例如，系统总线)。
为了便于描述，本文所呈现的每个示例性系统或设备以其每个部件部分的单个示例来说明。一些示例可能没有描述或示出系统的所有部件。其他示例性实施例可以包括更多或更少的每个示出部件，可以组合一些部件，或者可以包括附加的或替代的部件。
图1示意性地示出了照明控制系统100的示例实施例。系统100包括照明器材102a-c(例如，LED照明器材)、房间控制器104、日光感应器106和无线电适配器108。系统100进行操作来用于房间和分区、组合成区域的多个房间和分区以及多个区域(例如，房间110)的控制照明器材102a-c和其他电负载(未示出)。在一些实施例中，照明系统100进行操作来控制通过房间、走廊和/或外部区域分隔的整个建筑物和地面两端的电负载。在一些实施例中，照明系统100采用区域/分区/群组分配策略。在一些实施例中，照明器材102a-c或其他设备可以被编程为仅参与一个区域；然而，它们可以属于该区域内的一个或所有可用分区和群组。区域、分区和群组中的分配可以通过调试工具(例如，计算机程序)完成。在一些实施例中，区域被用作分隔建筑物或楼层的方法、分区被用于分隔单个房间或控制位置的方法、以及群组被用于配置房间或位置内控制分配的方法。
系统100中的照明器材102a-c和其他设备通信地耦合到照明器材网络112并参与其中。照明器材网络112可以包括有线网络(诸如，以太网、RS-485、HubbNETTM等)、无线网络(例如，Wi-FiTM和蓝牙TM)、以及上述的组合。在一些实施例中，照明器材网络112包括区域控制器(例如，
Figure BDA0002850367420000042
NXAC-120NX区域控制器)和根据
Figure BDA0002850367420000041
的NX分布式智能TM照明控制平台进行操作的其他设备。在一些实施例中，照明器材102a-c和日光感应器106通过使用RS-485串行通信标准的总线连接到房间控制器104，该总线包括以菊花链或多点配置连接设备的一个或多个导体。在一些实施例中，所示出的设备使用
Figure BDA0002850367420000043
NX智能端口TM技术连接到总线。在一些实施例中，总线按于2017年4月24日提交的美国专利申请No.15/495,159(“用于控制电气器材的设备、系统和方法(DEVICES,SYSTEMS,AND METHODS FORCONTROLLING ELECTRICAL FIXTURES)”)中所示出的和描述的进行操作，其全部内容通过引用结合于此。
房间控制器104(例如，
Figure BDA0002850367420000044
NXRC-2RD-UNV房间控制器)进行操作以将照明器材102a-c和日光感应器106连接到照明器材网络112，以在本地控制照明器材102a-c(例如，基于来自日光感应器106的输入)，或两者的结合。在一些实施例中，照明器材102a-c中的一个或多个也由照明器材网络112上的另一控制器(未示出)控制。在一些实施例中，照明器材102a-c中的一个或多个包括集成控制器。日光感应器106感测光照水平(例如，使用光电二极管元件)并将这些水平报告给系统100中的其它设备(例如，房间控制器104)。
下面就图2和图3更具体地描述无线电适配器108，其使得房间控制器104还能够与除了其他设备之外的诸如便携式电子设备之类的外部设备114通信。在一些实施例中，无线电适配器108实现蓝牙TM、Wi-FiTM或另一种无线通信协议。如图1所示，房间控制器104通过通信链路116被通信地耦合到便携式电子设备112。在一些实施例中，通信链路160是蓝牙TM链路。
便携式电子设备114可以是包括至少电子处理器、存储器和输入/输出接口的便携式计算设备。在一些实施例中，便携式电子设备114实现蓝牙TM，Wi-FiTM，或允许通过无线电适配器108与房间控制器104通信的另一种无线通信协议。便携式电子设备114执行允许其通过通信链路116与房间控制器104通信、配置和控制房间控制器104的软件。在一些实施例中，便携式电子设备114是智能电话。在其他的实施例中，便携式电子设备114可以是平板电脑、智能手表、笔记本电脑、智能灯开关、远程用户接口、上述的组合，或包含使其能够如本文所述地运行的软件和硬件的另一便携式或移动电子设备。
房间控制器104包括允许其跟踪经过时间的硬件和软件部件，然而，它可能缺少实时时钟来跟踪当前的实际时间和日期。因此，在一些实施例中，一旦通电或重启，房间控制器104就必须从时间服务器确定当前时间和日期。照明器材网络112可以包括至少一个这样的时间服务器。时间服务器是具有实时时钟的设备，其将当前时间和日期提供给照明器材网络112上的其它设备(例如，通过在照明器材网络112上创建具有当前时间和日期的消息)。在一些实施例中，基于每个时间服务器到房间控制器104的距离(通过网络)，房间控制器104和照明器材网络112的其他设备从多个时间服务器中进行选择。在一些实施例中，可以存在多个时间服务器。在控制网络中存在多个时间服务器的情况下，已经开发了一种允许一个时间服务器变成主时间服务器的方法。作为时间服务器加入网络的设备基于其设备类型被赋予优先级值。优先级值确定该特定类型的设备发起时间戳消息所处的频率。具有最高优先级的设备发送时间戳消息最频繁，并且因此时间戳消息之间的时间最短。每个时间服务器发送一个时间戳消息，然后在发送另一个时间戳消息之前基于其优先级值等待预定的时间段(例如，启动定时器)。除非时间服务器在该时间段内从另一个时间服务器接收到时间戳消息，否则在该时间段到期时，其将发送另一时间戳消息。当时间服务器接收来自另一个时间服务器的时间戳消息时，其将更新其自身的时间，并且将其优先级定时器复位。通过这种方式，具有多个时间服务器的控制网络最终将使除了一个时间服务器(即，具有最高优先级的服务器)之外的所有时间服务器停止发送消息。此外，该方法还确保了，如果从网络中移除主时间服务器，则另一设备可以接管主时间服务器的角色。
如果房间控制器104不能确定当前时间，则其功能可能大幅退化。例如，房间控制器104可以被配置为运行基于时间的时间表，其基于人的昼夜节律或用户编程的时间表来调整照明器材102a-c的色温和亮度。如果房间控制器104不能确定当前时间，则其不能运行定时的时间表。通过房间控制器104与无线电适配器108的连接，房间控制器104可以本地接收当前时间。因此，在其他定时资源不可用时，房间控制器104能够保持运行基于时间的照明控制时间表的能力。类似地，如本文所述将房间控制器与无线电适配器耦合，其允许以独立方式安装的房间控制器运行基于时间的时间表，以用于控制与其连接的照明器材。
图2示意性地示出了无线电适配器108的示例实施例。在所示的示例中，无线电适配器108包括RS-485接口202、电源204、无线电模块206、实时时钟208、晶体振荡器210以及备用电池212。所示部件以及其它各种模块和部件通过或经由一个或多个控制或数据总线相互耦合，该控制或数据总线使能在它们之间进行通信。根据本文所提供的描述，对于本领域的技术人员来说，使用控制和数据总线进行各种模块和部件之间的互连和信息交换是显而易见的。
在一些实施例中，RS-485接口202包括RS-485收发器、电缆和RJ-45连接器。RS-485接口202允许无线电适配器108连接到房间控制器104的NX智能端口TM。无线电适配器108从NX智能端口TM中汲取电力，NX智能端口TM由电源204调节并供应到无线电适配器108的部件。在所示实施例中，电源204向其它部件供电3.3V。
无线电模块206包括用于提供(例如，到便携式电子设备114的)无线连接的软件和硬件(例如，电子处理器、天线、收发器、基带处理器、数字信号处理器等)。在一些实施例中，通过无线电模块206而无线连接到无线电适配器108的设备能够像有线连接到房间控制器104的NX智能端口TM一样与房间控制器104通信。在所示实施例中，无线电模块206实现蓝牙TM无线通信协议。然而，在其他实施例中，无线电模块206可实施其它无线通信协议，例如但不限于WiFi、ZigBee等。
实时时钟208是跟踪当前时间的电子钟(例如，在集成芯片上)。实时时钟208使用晶体振荡器210保持时间。晶体振荡器210是电子振荡器电路，其使用压电材料的振动晶体的机械谐振来产生具有精确频率(例如，32.768kHz)的电信号。
在无线电适配器108插入到NX智能端口TM中时，实时时钟208可以由电源204供电。当无线电适配器108没有从RS-485接口202汲取电力时，备用电池212为实时时钟208供电。在一些实施例中，备用电池212可以使用电池(例如，锂电池)提供电力。在一些实施例中，备用电池212使用高容量电容器或超级电容器提供电力。在一些实施例中，通过来自RS-485接口202(例如，来自房间控制器104)的电力对备用电池212进行充电。
当备用电池212充满电时，其提供足够的电力使实时时钟在RS-485接口202缺失电力的情况下工作72-100小时或更长时间。在一些实施例中，如上所述，无线电适配器108使用电子处理器、无线电模块206和实时时钟208，作为照明器材网络112的时间服务器进行操作。
图3A-3E示出了无线电适配器108的示例实施例的透视图和俯视图、后视图、侧视图和正视图。应当注意的是，图3中所示的尺寸仅用于一个示例实施例，并且是近似的。在所示的实施例中，无线电适配器108包括外壳302，其容纳无线电适配器108的电子部件。无线电适配器108还包括电缆304和连接器306。在一个实施例中，电缆304是8-导体带状电缆，并且连接器306是RJ-45连接器。电缆304将RJ-45连接器耦合到RS-285接口202。当连接器306插入到房间控制器104的NX智能端口TM中时，无线电适配器108耦合到房间控制器104。
在前面的说明书中，已经描述了具体实施例。然而，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离权利要求书中阐述的本发明范围的情况下，可以进行各种修改和改变。因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的，并且所有这样的修改旨在被包括在本教导的范围内。
在所附权利要求中阐述了一些实施例的各种特征和优点。

Claims (20)

1.一种系统，包括：
照明控制器，其包括智能端口并且被配置为控制至少一个照明器材；和
无线电适配器，其通过所述智能端口被通信地耦合到所述照明控制器，所述无线电适配器被配置为：
在所述照明控制器和外部设备之间建立无线通信链路；
通过所述智能端口将所述外部设备通信地耦合到所述照明控制器；并且
通过所述智能端口向所述照明控制器提供主时钟定时信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述照明控制器被进一步配置为从一个或多个时间服务器接收定时信号。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述一个或多个时间服务器中的第一时间服务器被选择为主时间服务器。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述主时间服务器是基于优先级来选择的。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述优先级基于由所述照明控制器接收定时信号的频率。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，一旦所述第一时间服务器未能输出所述定时信号，第二时间服务器就被选择作为所述主时间服务器。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个照明器材包括发光二极管(LED)。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述外部设备选自由以下构成的组中的至少一个：智能电话、平板电脑、智能手表、笔记本电脑、智能灯开关和远程用户接口。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述照明控制器被配置为从所述外部设备接收照明时间表。
10.根据权利要求1所述的系统，还包括被通信地耦合到所述照明控制器的日光感应器。
11.一种设备，包括：
实时时钟；
收发器；以及
电子处理器，其被配置为：
通过所述收发器将所述设备通信地耦合到照明器材网络；
通过所述收发器向所述照明器材网络传送时间戳消息，所述时间戳消息包括当前时间和日期；
基于所述设备的优先级值来初始化定时器；
通过所述收发器监听来自第二设备的第二时间戳消息；并且
当所述定时器在接收到所述第二时间戳消息之前到期时，传送第三时间戳消息。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述电子处理器被进一步配置为：当在时间到期之前接收到所述第二时间戳消息时，
使所述定时器复位，以及
基于所述第二时间戳消息中包括的时间和日期来设置所述实时时钟。
13.根据权利要求11所述的设备，其中，所述电子处理器被进一步配置为将外部设备通信地耦合到照明控制器。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述通信地耦合是无线的。
15.根据权利要求11所述的设备，其中，所述设备还包括电池。
16.根据权利要求15所述的设备，其中，当外部电源不可用时，所述设备通过所述电池供电。
17.一种被配置为通信地耦合到照明控制器的设备，所述设备包括：
实时时钟；
收发器；以及
电子处理器，其被配置为：
将外部设备通信地耦合到所述照明控制器；并且
向所述照明控制器提供定时信号。
18.根据权利要求17所述的设备，其中，所述设备还包括电池。
19.根据权利要求18所述的设备，其中，当外部电源不可用时，所述设备通过所述电池供电。
20.根据权利要求19所述的设备，其中，所述外部电源由所述照明控制器提供。
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