CN114342414A - 一种经由多个设备检测区域中的大气条件的方法 - Google Patents

Abstract

一种经由多个设备检测区域中的大气条件的方法，每个设备被布置用于在预定频带中传输、接收和/或处理射频信号；其中所述射频信号可以受到大气条件的影响；其中所述方法包括以下步骤：由所述多个设备中的第一设备传输旨在由所述多个设备中的第二设备接收的第一射频信号，以便在一段时间期间执行所述第一设备和所述第二设备之间的网络通信功能；由所述第二设备接收传输的第一射频信号；以及由所述第二设备处理接收到的第一射频信号，以便执行所述网络通信功能；其中所述方法还包括以下步骤：基于第三设备与要检测所述大气条件的所述区域相对的物理位置，从多个设备中选择所述第三设备；在所述第三设备处接收传输的第一射频信号；以及由所述第三设备处理接收到的第一射频信号，以确定所述区域中的所述大气条件已经影响第一RF信号的程度。

Description

一种经由多个设备检测区域中的大气条件的方法

技术领域

本发明涉及一种经由多个设备检测区域中的大气条件的方法。本发明还涉及一种用于经由多个设备检测区域中的大气条件的系统和计算机程序产品。

背景技术

连接的照明是指一个或多个照明设备的系统，该一个或多个照明设备不由（或不仅由）传统的有线、电开关、或调光器电路控制，而是通过经由有线或更常见的无线连接（例如有线或无线网络）使用数据通信协议来控制。这些连接的照明网络形成了通常已知的物联网（IoT），或者更具体地说是照明互联网（IoL）。典型地，照明设备或者甚至照明设备内的各个灯可以各自配备有无线接收器或收发器，该无线接收器或收发器用于根据无线网络协议（诸如Zigbee、Wi-Fi或蓝牙）从照明控制设备接收照明控制命令。

无线网络技术中的最新发展已经导致了高度可靠、低成本和高性能的无线电的发展，这些无线电在从前是毫米波频带的异域（exotic domain）（包括30 GHz和300 GHz之间的射频（RF）频谱）中操作。名称“毫米波（mm wave）”源于该事实：该波段的波长范围从大约10 mm到小于1 mm。虽然大部分毫米波频谱已获得许可，但60 GHz频谱左右的一部分可以自由用于通信，目前这一问题已由标准化工作组IEEE802.11ay解决。

许多领域中的通信正在向毫米波移动，以便避开拥挤的2.4 GHz和5 GHz频谱并且实现宽带通信。毫米波有许多有趣的性质，例如，这些性质使得有可能不仅在这个频率上通信，而且测量空气质量。

发明内容

发明人已经认识到，可以经由空间上分布在一个区域中的无线网络中的多个设备来有益地提供基于RF的空气质量测量和基于RF的网络通信两者。本发明的目的是使用（空间上分布的）多个设备来在区域中提供改进的空气质量检测。

根据第一方面，该目的是通过一种方法来实现的，该方法经由多个设备来检测区域中的大气条件，每个设备被布置用于在预定频带中传输、接收和/或处理射频信号；其中射频信号可以受到大气条件的影响；

其中该方法包括以下步骤：由多个设备中的第一设备传输旨在由多个设备中的第二设备接收的第一射频信号，以便在一段时间期间执行第一设备和第二设备之间的网络通信功能；由第二设备接收传输的第一射频信号；以及由第二设备处理接收到的第一射频信号，以便执行该网络通信功能；

其中该方法还包括以下步骤：基于第三设备与要检测大气条件的区域相对的物理位置，从多个设备中选择第三设备；在第三设备处接收传输的第一射频信号；以及由第三设备处理接收到的第一射频信号，以确定该区域中的大气条件已经影响第一射频信号的程度。

该方法包括由第一设备传输第一射频信号和由第二设备接收第一射频信号。第一射频信号旨在用于第二设备，以便在一段时间期间执行网络通信功能。在示例中，第一射频信号可以包括60 GHz信号，并且预定频带可以包括毫米（mm）波段，比如从30 GHz到300GHz。射频信号具有易受区域中的大气条件影响的特性，所述信号从传输所述信号的第一设备通过该区域传播到接收所述信号的第二/第三设备。多个设备中的第一设备和第二设备可以是通信网络的一部分，并且至少在该时间段期间，它们之间可以具有通信链路。通信链路可以是连接两个或更多个通信设备的通信信道。

可以基于第三设备与要检测大气条件的区域相对的物理位置来选择多个设备中的第三设备。第三设备可以位于该区域内或靠近该区域。大气条件可以包括大气的状态，例如，该条件可以包括就检测大气污染物、检测空气中的气态物质、测量湿度、空气水分、雨、雾、雪等中的一个或多个而言的大气的状态。不排除技术人员已知的定义大气条件的其他示例。所选择的第三设备被布置用于接收传输的第一射频信号。在示例中，第三设备可以嗅探第一射频信号。由于第三设备还被布置用于处理接收到的第一射频信号以确定该区域中的大气条件已经影响第一射频信号的程度，因此提供了沿着从第一设备到第三设备的第一射频信号传输路径的大气条件的检测。这种大气条件的检测可以被称为基于RF的大气条件检测。

第一射频信号已经受大气条件影响的程度与大气条件的检测有关。在简单的示例中，如果第一射频受到影响，则至少可以检测大气条件（比如大气污染物）的存在（是/否）。在更先进的实施例中，第一射频信号被影响的程度确定了大气条件的量（例如，比如以适当单位测量的大气污染物的量）。

在实施例中，在该时间段期间，第三设备可能不具有将第三设备与第一设备和/或第二设备连接的通信链路，使得第一射频信号可能不旨在用于第三设备。

在该示例中，第三设备在该时间段期间可能不具有与第一设备和/或第二设备的通信链路。第三设备可以是包括第一设备和/或第二设备的通信网络的一部分，但是在该时间段期间，它不具有与第一设备和/或第二设备的通信链路。在随后的时间段期间，第三设备可以具有与第一设备和/或第二设备的通信链路。替代地，第三设备不是包括第一设备和/或第二设备的通信网络的一部分，但是可以接收和处理第一射频信号。

在实施例中，第三设备可以被布置用于在随后的时间段中向多个设备中的一个或多个和/或向外部设备（不是多个设备的一部分）传输关于检测到的大气条件的信息。

第三设备可以有利地将关于检测到的大气条件的信息传输到多个设备中的一个或多个。该信息可以包括第一射频信号已经受大气条件影响的程度。多个设备中的一个或多个还可以将检测到的大气条件传输到中央服务器。附加地和/或替代地，第三设备可以将检测到的大气条件传输到外部设备，例如位于云中的中央服务器设备。

在实施例中，多个设备中的第三设备的选择可以进一步基于第三设备与第一设备和/或第二设备的物理位置相对的物理位置。

为了进一步改进该区域中的空气质量检测，第三设备的选择可以进一步基于第三设备与第一设备和/或第二设备的物理位置相对的物理位置。例如，该选择可以基于传输的第一射频信号的覆盖范围，可以选择具有覆盖范围内的物理位置的第三设备。这是有利的，因为如果第三设备被放置在传输的第一频率信号的覆盖范围之外，则第三设备可能不能够接收第一射频信号、并且因此执行用于检测大气条件的处理。在另一示例中，第三设备的物理位置可以与第一射频信号的传输方向相关，使得第三设备沿着传输方向定位。

在实施例中，第三设备可以包括升空设备；并且其中基于所选择的至少一个升空设备与第一设备和/或第二设备之间的海拔差来选择至少一个升空设备。

在其中要监测大气条件的区域的海拔与第一设备和/或第二设备的海拔相比更高的情况下，升空设备可以用于基于RF的大气条件检测。例如，第一设备可以被布置用于传输第一射频信号，并且至少一个升空设备可以被布置用于接收和/或处理第一信号射频信号，第一信号射频信号用于基于RF的大气条件检测。

在实施例中，多个设备中的第三设备的选择可以进一步基于以下中的一个或多个：第三设备的硬件能力、靠近第三设备的无线干扰、第三设备的海拔、第三设备的方位。

在该实施例中，有利地为第三设备的选择定义了一些另外的选择标准。比如，参与基于RF的大气条件检测通常需要接收无线消息和/或处理接收到的无线消息。这需要附加的处理和内存资源，并且因此评估可用的处理和内存资源作为选择标准是有益的。靠近第三设备的无线干扰也可以是选择第三设备的重要因素。评估干扰和可达性相关标准使得有可能避免可能遭受或已经被确定（例如基于历史数据）遭受无线干扰的设备，该无线干扰影响设备执行基于RF的大气条件检测的能力。附加地或替代地，基于待监测区域，海拔可以是选择第三设备的重要因素。例如，安装在高海拔处（例如在城市的地形高点上或高层建筑的顶部上）的第三设备可以是合适的，因为它可以覆盖更大的区域。

在实施例中，该方法还可以包括以下步骤：在该时间段期间或在后续时间段期间接收输入；其中该输入指示大气污染物层相对于该区域的跟踪信息；其中多个设备中的第三设备的选择还基于根据接收到的输入的该跟踪信息。

当在随后的时间段接收到输入时（该输入指示大气污染物云的跟踪信息），大气污染物云的空间位置可以不同于在先前的时间段的空间位置。第三设备的选择可以基于接收到的输入，例如，可以比如基于相对于大气污染物云的物理位置来从多个设备中选择第三设备。如果所选择的第三设备在随后的时间段不再在大气污染物云附近，则所选择的第三设备可以停止处理第一射频信号。

在实施例中，可以使用用于网络通信的宽带信号调制技术对射频信号进行调制。

在该实施例中，网络通信可以使用诸如正交频分复用（OFDM）的宽带调制方法来生成射频信号的唯一混合。例如，当使用广谱生成第一射频信号时，沿着从第一设备到第三设备的路径的大气条件在特性上影响频率混合，并且因此改进了检测质量。

在实施例中，在该时间段期间，多个设备中只有第一设备可以被容许进行传输。

在该实施例中，在该时间段期间，多个设备中只有一个设备（例如第一设备）可以被容许传输射频信号。这有利于减少干扰，并且进一步改进检测质量。

在实施例中，该方法还可以包括选择超过阈值的预定频带的频谱强度。

在示例中，预定频带可以包括专用测试频谱，该专用测试频谱在被某些污染或空气成分吸收的频率中具有高频谱强度，这可以有利地允许对基于RF的大气条件检测的更详细的分析。

在实施例中，预定频带可以包括校准的测试频谱；其中第一设备可以被布置用于随机地或周期性地或按需地传输该校准的测试频谱。

在该实施例中，可以使用校准的测试频谱，这允许更容易和更稳定的测量，因为典型的通信频谱将随时间变化。为了不占用太多的广播时间（airtime），可以随机地或周期性地传输这种校准频谱，例如一天一次。专用频谱（或甚至一类频谱）可以用于针对特定大气条件或大气污染的改进分析。这可以比如在频谱的正常观测给出原始指示时被触发，以便在针对第一路径中的可疑之处优化的第二测量循环中证实该观测。

在实施例中，多个设备可以包括至少一个照明设备；并且其中第一射频信号可以包括用于控制照明设备的照明控制命令。

在这个有利的实施例中，多个设备可以包括至少一个照明设备，例如室外照明设备（诸如灯柱）或者室内照明设备。在室外环境中，可以有利地利用灯柱的基础设施来将基于RF的大气条件检测与基于RF的网络通信一起使用；其中基于RF的网络通信可以用于控制灯柱的光输出。例如，基于RF的网络通信可以用于控制至少一个照明设备的一个或多个光源的颜色、色温、强度、光束宽度、光束方向、照明强度、和/或其他参数。

根据第二方面，该目的通过用于检测区域中的大气条件的第三设备来实现；包括：通信单元，被布置用于在预定频带中传输和/或接收射频信号；处理单元，被设置用于处理射频信号以检测大气条件。该处理可以包括确定该区域中的大气条件已经影响射频信号的程度。

根据第三方面，该目的通过一种用于经由区域中的多个设备检测大气条件的系统来实现；每个设备被布置用于传输、接收和/或处理预定频带中的射频信号；其中射频信号可以受到大气条件的影响；其中该系统包括：控制器，被布置用于执行根据第一方面的方法的步骤；根据第一方面的第一设备和第二设备；根据第二方面的第三设备。

根据第四方面，该目的通过包括指令的计算机程序产品来实现，当该程序由计算机执行时，该指令使得计算机实行根据第一方面的方法的步骤。

应当理解，计算机程序产品、系统和设备可以具有与上述方法相似和/或相同的实施例和优点。

附图说明

参考附图，通过以下对系统、设备和方法的实施例的说明性和非限制性的详细描述，将更好地理解所公开的系统、设备和方法的上述以及附加目的、特征和优点，在附图中：

图1示意性和示例性地示出了用于经由多个设备检测区域中的大气条件的系统的实施例；

图2示意性和示例性地示出了用于经由多个设备检测区域中的大气条件的方法的实施例；

图3示意性和示例性地示出了流程图，该流程图示出了用于经由多个设备检测区域中的大气条件的方法；以及

图4示意性和示例性地示出了用于检测区域中的大气条件的设备。

所有附图都是示意性的，不一定是按比例的，并且一般仅示出了为了阐明本发明所必需的部分，其中可以省略或仅建议其他部分。

具体实施方式

许多领域中的通信正在向毫米波频带移动，以便避开拥挤的2.4 GHz和5 GHz频带频谱并且实现宽带通信。例如，这可以是具有光纤接入的位置（比如在建筑物的屋顶上）和灯柱之间的最后一英里连接，这些灯柱不仅将可用数据速率用于照明控制，还用于例如公共Wi-Fi设施、安全相机图像回程、或其他数据密集型服务。

毫米波有许多有趣的性质，使得有可能不仅在这个频率上通信，而且例如测量空气质量。毫米波（30-300 GHz）频带包含许多由碳、氮、氧和硫组成的分子气体的基本旋转共振频率。旋转频谱对有机分子的高度特异性提供了在遥感大气条件中具有潜在用途的毫米波频谱。空气传播的化学物质的检测对于环境监测越来越重要。例如，监测和/或测量由工业废物、可生物降解废物等造成的大气污染物。

图1示意性和示例性地示出了经由无线网络中的多个设备110a-i检测区域中的大气条件的系统100的实施例。每个设备110a-i可以被布置用于在预定频带中传输、接收和/或处理射频信号，例如用于基于RF的网络通信和基于RF的大气条件检测。预定频带可以包括毫米波频带。毫米波（也称毫米波段）是30千兆赫（GHz）和300 GHz之间的频谱波段。射频信号可以包括60 GHz信号。基于RF的网络通信可以包括60 GHz Wifi通信（WiGig）、5G技术等。不排除使用本领域已知的这种毫米波的任何其他无线技术。射频信号可以拥有使它们容易受到所通过区域中的大气条件影响的特性，使得当第一射频信号从该区域中的一个设备传播到另一设备时，该特性受到影响并且可以在接收设备处被观测到。例如，接收设备可以处理接收到的第一射频信号以确定该特性中的影响，并且通过这种确定，受影响的特性导致了大气条件检测。

在图1中，多个设备110a-i被示例性地示出为灯柱。多个设备110a-i可以是传感器设备、网关、或具有网络通信能力的任何其他类型的设备。多个设备110a-i（在该示例中是灯柱）可以连接在网状网络中，使得多个设备110a-i中的每一个都具有与相邻设备110a-i的通信链路115，如图1中的虚线115所示。诸如星形拓扑的其他网络拓扑也可以是可能的。在这样的（照明）系统100中，多个（照明）设备不由（或不仅由）传统的有线、电开关、或调光器电路控制，而是通过经由有线或更常见的无线连接（例如有线或无线网络）使用数据通信协议来控制，例如根据诸如Zigbee、Wi-Fi或蓝牙的无线网络协议。因此，射频信号可以包括用于控制照明设备110a-i（的光输出）的照明控制命令

大气条件130可以包括大气的状态。大气条件可以包括大气污染物。大气污染物130是在空气中积累到对活生物体或暴露于空气中的材料有害的程度的物质。常见的大气污染物130包括烟尘、烟雾和气体，诸如一氧化碳、氮和硫氧化物、以及碳氢化合物烟气。虽然气体污染物一般是看不见的，但烟尘和烟雾中的固体或液体污染物容易被看到。大气条件可以包括雨（雨水颗粒）、雾、雪等。

可以基于设备110a-i与要监测大气条件130的区域相对的物理位置来选择第一/第二和/或第三设备。例如，第一设备可以包括设备110d，该设备110d被包括在要监测大气条件130的区域中。第三设备可以包括设备110b，它的选择比如也可以基于第三设备110b与待检测的大气条件130的区域相对的物理位置。第三设备的选择可以进一步基于第三设备110b与第一设备和/或第二设备110d的物理位置相对的相对物理位置。比如，该相对物理位置可以与第一射频信号可达性相关。

第一设备110d可以被布置用于在一段时间期间传输第一射频信号，该第一射频信号可以受到大气条件130的影响。第一射频信号旨在由第二设备110e接收。第二设备110e可以被布置用于接收和处理用于网络通信的第一射频信号。第三设备110b（其可以不具有与第一设备110d的通信链路）然后可以被布置用于接收由第一设备110d传输的第一射频信号；以及处理接收到的第一射频信号，以确定该区域中的大气条件已经影响第一射频信号的程度。第一射频信号已经被影响的程度可以提供对该区域中的大气条件130的检测和监测。例如，第一射频信号被影响的程度与检测大气污染物130的存在（是/否）、检测大气中大气污染物130的量等相关。大气条件可以包括空气中的气态物质、湿度、空气水分等。由于例如在晴天期间的影响（如臭氧），空气中的气态物质的浓度可能变动。不排除定义大气条件的其他示例。在示例中，第一/第二和/或第三设备可以包括一组设备。

第一/第二和/或第三设备110d、110e、110b的选择可以进一步基于多个设备的硬件能力，诸如可以选择具有支持毫米波频带的收发器和处理毫米波频带的处理器的设备110a-i。

设备110a-i附近的无线干扰可以是选择第一/第二和/或第三设备110d、110e、110b的重要因素，因为受高度的无线干扰影响的设备可能不适合于执行基于RF的大气条件130检测。

此外，基于待监测区域，可以考虑海拔以选择第一/第二和/或第三设备110d、110e、110b。例如，安装在高层建筑顶部上的设备可以是在高海拔执行基于RF的大气条件130检测和基于RF的网络通信以覆盖更大区域的候选。

系统110还可以包括升空设备120，其中可以基于所选择的至少一个升空设备（第三设备）与第一设备和/或第二设备之间的海拔差来选择至少一个升空设备120作为第三设备，以检测大气条件130。在该示例中，升空设备120是直升机，可以使用其他类型的升空设备120（例如无人机、UAV、气球等）。在替代示例中，为了执行基于RF的大气条件130检测，升空设备120可以被布置为充当传输第一射频信号的第一设备，并且其他设备110d、110a、110b、110e、110g和110h可以被布置为充当接收第一射频信号的接收器并处理接收到的第一射频信号以检测大气条件130。在示例中，也可以使用卫星发射器。在这样的卫星发射器的示例中，可以以改进的精度检测诸如森林火灾或火山爆发的大气条件。

系统100可以包括控制器（未示出），该控制器可以在与多个设备110a-i分离的单元中实施，诸如墙板（wall panel）、台式计算机终端、或者甚至便携式终端（诸如膝上型电脑、平板电脑或智能手机）。替代地，控制器可以被结合到与多个设备110a-i相同的单元中。此外，控制器可以在该区域中实施或者远离该区域（例如，在不同地理位点处的服务器上）实施；并且控制器可以在单个单元中实施，或者以分布在多个独立单元中的分布式功能（例如，包括一个或多个地理位点处的多个服务器单元的分布式服务器，或者分布在多个设备110a-i中的分布式控制功能）的形式实施。此外，控制器可以以存储在存储器（包括一个或多个存储器设备）上并被布置用于在处理器（包括一个或多个处理单元）上执行的软件的形式来实施，或者控制器可以以专用硬件电路、或者可配置或可重新配置的电路（诸如PGA或FPGA）、或其任何组合的形式来实施。

在示例中，大气条件130可以是大气污染物层，例如污染物云（诸如空气中的毒物）。污染物云的示例是大气棕色云，它是由来自燃烧（例如，森林火灾、汽车和工厂）、生物质燃烧、和具有不完全燃烧的工业过程的一系列空气传播的颗粒和污染物产生的。在该时间段期间，由该组设备（例如，第一/第二和第三设备）执行大气检测。

在随后的时间段，大气污染物130的空间位置可以相对于该区域在一个方向上（未示出）变化。大气污染物云130可以随着时间移动、膨胀或收缩。可以在随后的时间段接收包括跟踪信息的输入。包括跟踪信息的输入可以由包括多个设备110a-i的（无线）网络或者由外部网络生成。跟踪信息可以包括（移动的/膨胀的/收缩的）大气污染物130相对于该区域的空间位置。基于接收到的输入，可以修改所选择的设备（第一/第二和/或第三设备）的子集。

图2示意性且示例性地示出了用于经由多个设备210a-d检测区域中的大气条件的方法的实施例。在时间段t1期间，第一设备210a可以传输旨在由第二设备210b接收的第一射频信号，以便在第一设备210a和第二设备210b之间执行网络通信功能。网络通信功能可以包括一组（通信）协议，其允许多个设备210a-d相互通信并交换数据（例如信息分组）而不考虑硬件和操作系统。传输的第一射频信号可以由第二设备210b接收；并且由第二设备210b处理，以便执行网络通信功能。在示例中，第二设备210b也可以传输旨在用于第一设备210的射频信号（由虚线示出）。传输和接收可以在时间段t1期间执行。在该示例图中，多个设备210a-d包括灯柱，并且第一射频信号可以包括用于控制灯柱（的光输出）的照明控制命令。

第三设备210d可以被布置用于接收传输的第一射频信号。在示例中，在时间段t1期间，第三设备210d不具有与第一设备210a和/或第二设备210b的通信链路。第三设备210d可以不涉及与第一设备210a的通信，至少使得第一射频信号不旨在由第三设备210d接收。在示例中，第三设备210d可以嗅探第一射频信号。第三设备210d可以沿着路径220接收第一射频信号。第三设备210d可以在时间段t1期间和/或在随后的时间段中处理接收到的第一射频信号，以确定该区域中的大气条件。

在示例中，取决于是否使用波束成形，从第二设备210b到第一设备210a的传输可能不容易在第三设备210d处可接收，因为波束成形天线将射频能量聚焦到第一设备210a的方向。然而，当第一设备210a/第二设备210b和第三设备210d位于例如一条线上时，从第一设备210 a朝向第二设备210b传输的第一射频信号将是可接收的，其中典型衰减取决于大气条件和距离。

在示例中，可以使用用于网络通信的宽带信号调制技术对（第一）射频信号进行调制。例如，如果网络通信正使用广谱方法（如OFDM），则可以生成具有独特频率混合的第一射频信号。如由第二设备210b接收的第一射频信号可以不受到大气条件的太大影响。通常，这些网络通信技术仅仅使用传输中不太低的频率成分以便保持高的SNR。

但是因为第一射频信号必须经过例如长得多的距离220到达第三设备210d，所以传输性质可以在特性上影响第一射频信号。当第三设备210d知道第一射频信号的原始频谱成分和如由周围的多个设备210a-d监测的成分时，可以使用第一射频信号、并且甚至在不主动生成测试射频信号的情况下，推断出大气条件（诸如某些共振分子密度）的确定。

在示例中，将比较在第二设备210b处（或者在多个设备中的另一设备210c处）接收的第一射频信号（例如第一射频信号的频谱成分）与在第三设备210d处接收的第一射频信号，以生成取决于频率的衰减。第三设备210d可以处理接收到的第一射频信号，以确定该区域中的大气条件已经影响第一射频信号的程度。影响接收到的第一射频信号的距离因素可以在安装期间从安装图中获取，以确定大气条件的影响。

在示例中，当第三设备210d包括一组设备（未示出）时，可以在中央服务器（未示出）处从该组设备收集频谱成分。这里，可以处理相关的分组频谱。频谱成分中的差异可以用于确定大气条件。作为使用中央服务器的替代，来自所选择的第三设备组中的设备之一可以用于执行该处理。

第三设备210d可以被布置用于在随后的时间段t2中向多个设备210a-d中的一个或多个和/或向外部设备（未示出）传输关于检测到的大气条件的信息，该外部设备不是该多个设备的一部分。该外部设备可以是中央服务器。

图3示意性地和示例性地示出了流程图，该流程图示出了用于经由多个设备110a-i检测区域中的大气条件的方法300，每个设备110a-i可以被布置用于传输、接收和/或处理预定频带中的射频信号。射频信号可以受大气条件影响。例如，预定频带可以包括毫米波频带，并且射频信号可以包括60 GHz信号。毫米波占据了从30 GHz到300 GHz的频谱。它们存在于微波（1 GHz至30 GHz）和红外（IR）波之间的频谱中，该频谱有时被称为极高频（EHF）。波长（λ）在1 mm到10 mm的范围内。方法300可以包括由多个设备110a-i、210a-d中的第一设备110d、210a传输310第一射频信号的步骤，该第一射频信号旨在由多个设备110a-i、210a-d中的第二设备110e、210b接收，以便在时间段t1期间执行第一设备110d、210a和第二设备110e、210b之间的网络通信功能。方法300还可以包括由第二设备110e、210b接收320传输的第一射频信号；以及由第二设备110e、210b处理330接收的第一射频信号，以便执行网络通信功能。为了改进大气条件的检测精度，在时间段t1期间，可以仅容许第一设备110d、210a进行传输。

在示例中，预定频带的频谱强度可以被选择为超过阈值。由某些污染或空气成分吸收的频率中如此高的频谱强度可以允许更详细的分析。这将允许在感兴趣的频率上增强射频能量，并且甚至可以在增加的距离上被观测到。在示例中，可以仅在若第一结果要求更详细的信息时按需生成这种频谱成分。在另一示例中，这种频谱成分突发（burst）可以是预先计算的数据分组。在另一示例中，第一设备110d、210a处的频谱成分可以例如对于（也允许在第三设备110b、210d处进行处理360的）多个设备来说是预定的和已知的。

在示例中，预定频带可以包括校准的测试频谱；其中第一设备110d、210a可以被布置用于随机地或周期性地传输校准的测试频谱。由于典型的通信频谱将随着时间而变化，因此校准的测试频谱可以允许更简单且更稳定的测量。为了不占用太多的广播时间，可以仅很少地传输这种校准频谱，例如一天一次。

方法300还可以包括基于第三设备110b、210d与要检测大气条件130的区域相对的物理位置而选择340多个设备110a-i、210a-d中的第三设备110b、210d的步骤。该选择可以进一步基于第一射频信号的射频可达性，例如基于第三设备110b、210d相对于第一设备/第二设备的物理位置。方法300还可以包括在第三设备110b、210d处接收350传输的第一射频信号；以及由第三设备110b、210d处理360接收的第一射频信号，以确定该区域中的大气条件130已经影响第一射频信号的程度。第一射频信号已经受到影响的程度与例如大气条件130的检测成比例。在示例中，选择340多于一个的第三设备110b、210d。在另一示例中，选择340具有物理位置的（所有）设备，该物理位置被包括在要检测大气条件的区域中或附近。附加于和/或替代于先前的示例选择340，选择340可以接收传输的第一无线电信号（例如，具有足够的信号强度来处理360该信号）的（所有）设备。

图4示意性和示例性地示出了用于检测区域中的大气条件的（第三）设备。作为示例，（第三）设备410被示出为具有光源411的照明设备或照明器。照明器410是被布置成发射适合于照亮环境的光的设备或结构，从而提供或基本上有助于在适于该目的的尺度上的光照。照明器410包括至少一个光源411或灯，诸如基于LED的灯、气体放电灯、或灯丝灯泡等，以及可选的任何相关联的支架、外壳或其他这样的壳体。每个照明器410可以采取各种形式中的任何一种，例如天花板安装的照明器、墙壁安装的照明器、洗墙灯、或独立式照明器（并且照明器不必都是同一类型）、室外灯柱等。

（第三）设备410可以包括通信单元413，该通信单元413可以被布置用于传输和/或接收预定频带中的射频信号。通信单元413允许设备经由输入/输出接口单元414与其他设备110a-i、210a-d和/或（未示出的）中央控制器（诸如照明控制器和/或建筑物管理系统（BMS））通信。通信单元413可以包括无线收发器，并且可以使用诸如Wi-Fi（包括60 GHzWiGig）、蓝牙或Zigbee的协议通过射频提供通信。输入/输出接口414可以用于在随后的时间段接收输入；其中该输入指示大气污染物层相对于所选设备子集的跟踪信息。

设备410可以包括存储器单元412，诸如一个或多个随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、动态随机存取存储器（DRAM）、快速循环RAM（FCRAM）、静态RAM（SRAM）、现场可编程门阵列（FPGA）、可擦除可编程只读存储器（EPROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、微控制器、或微处理器。存储器单元412可以被布置用于存储接收到的第一射频信号，第一射频信号用于基于RF的大气条件检测。

设备410可以包括被布置用于处理第一射频信号的处理单元415。方法300的一些步骤可以由（第三）设备410的处理单元415执行。

当计算机程序产品在计算设备的处理单元（诸如系统100的控制器）上运行时，方法300可以由计算机程序产品的计算机程序代码执行。

应当注意，上述实施例说明而不是限制本发明，并且本领域技术人员将能够设计许多替代实施例而不脱离所附权利要求的范围。

在权利要求中，置于括号之间的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。动词“包括”及其变形的使用不排除权利要求中所陈述的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。元件前面的冠词“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。本发明可以借助于包括若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机或处理单元来实施。在列举了若干装置的设备权利要求中，这些装置中的若干可以由同一个硬件项来体现。在相互不同的从属权利要求中引用某些措施的纯粹事实不指示这些措施的组合不能被有利地使用。

本发明的诸方面可以在计算机程序产品中实施，该计算机程序产品可以是存储在计算机可读存储设备上的计算机程序指令的集合，该计算机程序指令可以由计算机执行。本发明的指令可以是任何可解释或可执行的代码机制，包括但不限于脚本、可解释程序、动态链接库（DLL）、或Java类。指令可以作为完整的可执行程序、部分可执行程序、作为现有程序的修改（例如更新）或现有程序的扩展（例如插件）来提供。此外，本发明的处理的诸部分可以分布在多个计算机或处理器或甚至“云”之上。

适于存储计算机程序指令的存储介质包括所有形式的非易失性存储器，包括但不限于EPROM、EEPROM和闪存设备、诸如内部和外部硬盘驱动器的磁盘、可移动盘和CD-ROM盘。计算机程序产品可以分布在这样的存储介质上，或者可以通过HTTP、FTP、电子邮件或通过连接到网络（诸如互联网）的服务器提供下载。

Claims (15)

1.一种经由多个设备检测区域中的大气条件的方法，每个设备被布置用于在预定频带中传输、接收和/或处理射频信号；其中所述射频信号可以受到大气条件的影响；

其中所述方法包括以下步骤：

由所述多个设备中的第一设备传输旨在由所述多个设备中的第二设备接收的第一射频信号，以便在一段时间期间执行所述第一设备和所述第二设备之间的网络通信功能；

由所述第二设备接收传输的第一射频信号；以及

由所述第二设备处理接收到的第一射频信号，以便执行所述网络通信功能；

其中所述方法还包括以下步骤：

基于第三设备与要检测所述大气条件的所述区域相对的物理位置，从所述多个设备中选择所述第三设备；

在所述第三设备处接收传输的第一射频信号；以及

由所述第三设备处理接收到的第一射频信号，以确定所述区域中的所述大气条件已经影响所述第一射频信号的程度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述时间段期间，所述第三设备不具有将所述第三设备与所述第一设备和/或所述第二设备连接的通信链路，使得所述第一射频信号不旨在用于所述第三设备。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第三设备被设置用于在随后的时间段中向所述多个设备中的一个或多个和/或向外部设备传输关于所检测到的大气条件的信息，所述外部设备不是所述多个设备的一部分。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个设备中的第三设备的选择还基于所述第三设备与所述第一设备和/或所述第二设备的物理位置相对的物理位置。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第三设备包括升空设备；并且其中基于所选择的至少一个升空设备与所述第一设备和/或所述第二设备之间的海拔差来选择所述至少一个升空设备。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个设备中的所述第三设备的选择还基于以下中的一个或多个：所述第三设备的硬件能力、靠近所述第三设备的无线干扰、所述第三设备的海拔、所述第三设备的方位、当前可用的处理功率、所述第三设备的待机功率偏好。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括以下步骤：

在所述时间段期间或在随后的时间段期间接收输入；其中所述输入指示大气污染物层相对于所述区域的跟踪信息；

其中所述多个设备中的所述第三设备的选择还基于根据接收到的输入的所述跟踪信息。

8.根据权利要求1所述的方法，其中使用用于网络通信的宽带信号调制技术对所述射频信号进行调制。

9.根据权利要求1所述的方法，其中在所述时间段期间，在所述多个设备中，仅容许所述第一设备进行传输。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括：

选择超过阈值的所述预定频带的频谱强度。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述预定频带包括校准的测试频谱；其中所述第一设备被布置用于随机地、周期性地和/或按需地传输所述校准的测试频谱。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个设备包括至少一个照明设备；并且其中所述第一射频信号包括用于控制照明设备的照明控制命令。

13.一种第三设备，用于检测区域中的大气条件；包括：

通信单元，被布置用于在预定频带中传输和/或接收射频信号；

处理单元，被布置用于处理所述射频信号以检测所述大气条件。

14.一种用于经由区域中的多个设备检测大气条件的系统；每个设备被布置用于传输、接收和/或处理预定频带中的射频信号；其中所述射频信号可以受到所述大气条件的影响；

其中所述系统包括：

控制器，被布置用于执行根据权利要求1-12中任一项所述的方法的步骤；

根据权利要求1-12中任一项所述的第一设备和第二设备；根据权利要求13所述的第三设备。

15.一种包括指令的计算机程序产品，当所述程序由计算机执行时，所述指令使得所述计算机实行权利要求1-12中任一项所述的方法的步骤。

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