CN114557133A - 使用组内通信的智能灯具组控制 - Google Patents

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Abstract

一种智能灯具系统可以安置在如工业加工厂、制造设施、炼油厂等危险环境中，在所述智能灯具系统中，一级灯具控制一组一个或多个二级灯具和/或与所述一组一个或多个二级灯具通信。所述一级灯具可以通过混合有线通信接口的模拟部分向所述一组二级灯具发送驱动命令，并且所述驱动命令可以使第二灯具的驱动器以各种强度对板载照射源进行通电。所述一级灯具可以通过所述一级灯具的混合有线通信接口的数字部分向所述二级灯具发送和/或从所述二级灯具接收管理消息。所述智能灯具系统可以是独立式系统，或者可以通过所述一级灯具的无线通信接口与控制器或后端系统通信，例如以代表所述智能灯具系统接收控制指令和/或发送合并的管理消息。

Description

使用组内通信的智能灯具组控制
技术领域
本公开涉及危险环境中的灯具、照明单元和/或照明装置之间的通信。
背景技术
本文档内提供的背景技术说明是出于总体上呈现本公开的上下文的目的。当前提及的发明人在本背景技术部分中描述的范围内的工作以及在提交时可能未以其它方式取得现有技术资格的说明的各方面既不明确地也不暗示地承认是相对于本公开的现有技术。
本质安全和/或防爆的灯具、照明单元和照明装置在如工业加工厂、制造设施、炼油厂、发电系统、矿山等危险环境内提供了一般光、环境光和/或任务光或聚焦光。因此，本质安全和/或防爆的灯具、照明单元和照明装置必须符合适用于其所布置的特定危险环境，例如，用于防止引燃和/或如易燃气体和/或粉尘等危险大气混合物爆炸，用于保护灯具内的电子器件免受损害或损坏，用于遏制可能发生的任何爆炸等的所有标准和/或监管规则。此类灯具可按类别、分区和组进行评级。例如，1类1区D、E和F组是对于位于可能存在易燃蒸气的石化行业的危险环境中的产品通常所要求的评级。一般而言，本质安全和/或防爆的灯具、照明单元和照明装置被设计成限制其正常使用和维护期间以及在故障状况期间产生的热能和/或电能的不期望的和/或危险的影响。为了便于阅读，定位于危险环境中的本质安全和/或防爆的灯具、照明单元和/或照明装置在本文中被一般性地称为“危险环境(HE)灯具、照明单元和/或照明装置”，和/或简称为“灯具、照明单元和/或照明装置”。
然而，已知的危险环境灯具、照明单元和照明装置通常被工厂配置为产生特定强度的可见光，和/或通常附接到计时器或传感器，如运动传感器或环境光传感器，以基于时间和/或传感器读数来自动接通/断开控制。最近，“智能”灯具、照明单元和照明装置已被设计为使用计算功能和网络连接来提供更复杂的特征，如日光收获(即基于环境光的强度通过调暗或调亮来调整强度)和高级运动检测(即，基于个体通过设施的所预测运动来切换光接通和断开)。
例如，一些灯具利用无线通信接口来根据需要传送驱动或控制命令和/或状态更新以提供智能特征。在一些布置中，灯具通过无线通信协议，如
Figure BDA0003536233490000011
或其它短程协议、Wi-Fi、无线高速公路可寻址远程传感器协议
Figure BDA0003536233490000012
或其它无线通信协议来发送和接收无线传输。在其它布置中，灯具通过无线通信网络向主计算机或后端系统发送无线传输，以通过无线通信网络进行处理和转发。
然而，在需要大量HE灯具的危险环境中，实施在无线网络之上进行通信的智能照明系统可能很困难。智能照明单元通常比传统照明单元贵得多，在需要大量照明单元的大型设施所需的规模上尤其如此。此外，向现有传统照明单元添加无线连接特征可能很困难，因为可能需要改变照明单元的机械设计以适应实现无线连接所需的无线电和天线。此外，增加具有无线连接性的照明单元的总数会增加无线网络内的无线节点的数量，这会影响带宽需求并减慢无线网络之上的响应性。这在危险环境中尤其成问题，在危险环境中，与工厂内的溢出或其它安全状况相关的警报和其它关键消息是在无线网络之上通信的，因为发送此类消息的延迟可能导致已经危险的环境中的危险状况。
发明内容
本申请提供了一种智能灯具系统，其中一组灯具中的一级灯具与危险环境内的无线网络的其它节点无线通信，并且所述组中的一个或多个其它灯具(例如，一个或多个“二级”灯具)通过相应混合有线通信接口与所述一级灯具通信。具体地，灯具的混合有线通信接口包含数字组件或部分和模拟组件或部分两者，使得可以在公共、集成或单一的物理传输介质(如电线、电缆等)之上递送数字信号和模拟信号两者。所述数字组件可以在所述一级灯具与二级灯具之间递送管理消息(例如，警报消息、状态消息、传感器数据、配置消息和/或不包含任何控制或驱动指令的其它类型的消息)，而所述模拟组件可以将驱动命令从所述一级灯具递送到所述二级灯具。因此，所述一级灯具可以通过其混合有线通信接口的模拟组件向所述二级灯具发送驱动命令，并且可以通过其混合有线通信接口的数字组件向所述二级灯具发送管理消息(并从所述二级灯具接收管理消息)。在一些实施例中，所述一级灯具从所述无线网络的其它节点接收例如，用于控制所述一级灯具的照射源，和/或用于控制所述二级灯具中的一个或多个二级灯具的照射源的控制和/或驱动指令。例如，所述一级灯具可以接收由连接到所述无线网络的控制器生成的控制指令，和/或可以通过所述无线网络接收由另一个一级灯具生成的控制指令。另外或可替代地，在一些场景中，所述一级灯具可以通过所述无线网络从另一个一级灯具接收已经由控制器生成并发送到所述另一个一级灯具以转发到所述一级灯具的控制指令。例如，来自一个一级灯具的控制指令可以通过无线网关路由以递送到另一个一级灯具。
在一些实施例中，所述一级灯具被配置成在没有来自外部装置的指令的情况下根据需要控制二级灯具，例如，在无线网络发生故障的情况下，或者当所述智能灯具系统是独立式系统时。
在独立模式下操作时，一个一级灯具连同其二级灯具将形成一个逻辑组。例如，所述一级灯具可以基于来自板载在所述一级灯具上或通信地连接到所述一级灯具的一个或多个传感器的传感器数据，基于一级灯具从所述二级灯具中的一个或多个二级灯具接收到的管理消息和/或基于其它状况生成用于所述二级灯具的驱动命令。例如，如果与所述一级灯具相关联的运动传感器检测到运动，则所述一级灯具可以基于检测到的运动生成用于其自身或用于所述二级灯具的驱动命令。类似地，如果与所述二级灯具之一相关联的运动传感器检测到运动，则从所述二级灯具递送到所述一级灯具的管理消息可以包含对检测到的运动的指示，并且所述一级灯具可以基于所述检测到的运动生成用于其自身或用于所述二级灯具的驱动命令。
作为另一实例，如果与所述一级灯具相关联的光传感器检测到环境光，则所述一级灯具可以基于检测到的环境光生成用于其自身或用于所述二级灯具的驱动命令。类似地，如果与所述二级灯具之一相关联的光传感器检测到环境光，则从所述二级灯具递送到所述一级灯具的管理消息可以包含对检测到的环境光的指示，并且所述一级灯具可以基于所述检测到的环境光生成用于其自身或用于所述二级灯具的驱动命令。例如，当在特定区域中检测到较亮的环境光时，可以需要较低强度的照射来为所述区域提供照明。因此，用于所述区域中的一级灯具或二级灯具的照射源的驱动命令可以基于由所述一级灯具或所述二级灯具的传感器检测到的环境光来指示强度增加。
因此，在独立模式下，所述一级灯具可以在不需要来自集中化照明控制系统的任何输入的情况下基于来自所述组的所述一级灯具和所述二级灯具的传感器数据生成用于其自身和用于所述组的所述二级灯具中的所有二级灯具的驱动命令。
因此，通过使用通过一个或多个混合有线通信接口的灯具内通信，可以在不需要智能灯具系统的每个且每一个灯具的无线连接的情况下启用所述系统的所有灯具的智能灯具特征。有利地，因为并非所述智能灯具系统中的每个灯具都必须连接到所述无线网络，所以所述智能灯具系统可以在不会显著增加设施的整体带宽需要的情况下并且在不会显著减慢在所述设施的所述无线网络之上的响应性的情况下，例如，出于除了环境照明和/或任务照明之外的目的在所述设施中实施。因此，所述智能灯具系统可以在不延迟与工厂内的溢出或其它安全状况相关的警报和其它关键消息在所述无线网络内的传输的情况下实施。
此外，由于工厂内的许多现有灯具可以已经被配置成使用模拟有线通信，因此在一些实例中，现有灯具可以，例如，借助于通过所述现有灯具本地的相应模拟有线通信接口将所述现有灯具连接到一级灯具而容易地集成到所述智能灯具系统中作为模拟二级灯具。在一些实例中，来自一级灯具的单个模拟驱动命令可以指示用于所述二级灯具中的多个或所有二级灯具的照射源的特定强度设定点。
在一个实施例中，提供了一种灯具系统。所述灯具系统包括：一级灯具，所述一级灯具通过与一个或多个混合有线通信链路介接的一个或多个混合有线通信接口通信地连接到一个或多个二级灯具，所述一级灯具包含：一个或多个处理器；一个或多个照射源；一个或多个驱动器；所述一个或多个混合有线通信接口；以及一个或多个存储器，所述一个或多个存储器存储一组计算机可执行指令，所述一组计算机可执行指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述一级灯具：通过特定混合有线通信接口和特定混合有线通信链路的模拟部分向所述一个或多个二级灯具中的特定二级灯具发送驱动命令；进行以下中的至少一个：(i)通过所述特定混合有线通信接口和所述特定混合有线通信链路的数字部分向所述特定二级灯具发送第一管理消息；或者(ii)通过所述特定混合有线通信接口和所述特定混合有线通信链路的所述数字部分从所述特定二级灯具接收第二管理消息；并且指示所述一个或多个驱动器对所述一级灯具的所述一个或多个照射源进行通电。
在一个实施例中，提供了一种灯具系统。所述灯具系统包括：一个或多个二级灯具，所述一个或多个二级灯具中的每个二级灯具通过相应混合有线通信接口通信地连接到一级灯具，并且所述一个或多个二级灯具中的每个二级灯具包含：相应一个或多个处理器；相应一个或多个照射源；相应一个或多个驱动器；所述相应混合有线通信接口，所述相应混合有线通信接口将所述每个二级灯具通信地连接到相应混合通信链路；以及相应一个或多个存储器，所述相应一个或多个存储器存储相应一组计算机可执行指令，所述相应一组计算机可执行指令在由所述相应一个或多个处理器执行时使所述每个二级灯具：通过所述相应混合有线通信接口和所述相应混合有线通信链路的模拟部分从所述一级灯具接收驱动命令；进行以下中的至少一个：(i)通过所述相应混合有线通信接口和所述相应混合有线通信链路的数字部分从所述一级灯具接收第一管理消息；或者(ii)通过所述相应混合有线通信接口和所述相应混合有线通信链路的所述数字部分向所述一级灯具发送第二管理消息；并且基于来自所述一级灯具的所述驱动命令指示所述相应一个或多个驱动器对所述每个二级灯具的所述相应一个或多个照射源进行通电。
在一个实施例中，提供了一种用于在灯具系统中递送管理消息的方法。所述方法包括：由通过一个或多个混合有线通信接口和一个或多个混合有线通信链路通信地连接到一个或多个二级灯具的一级灯具通过所述一个或多个混合有线通信链路的相应数字部分从所述一个或多个二级灯具接收多个管理消息；由所述一级灯具基于从所述一个或多个二级灯具接收到的所述多个管理消息生成单个消息，所述单个消息具有基于从所述一个或多个二级灯具接收到的所述多个管理消息的组合的内容；由所述一级灯具通过无线通信接口向控制器发送所述单个消息；以及由所述一级灯具通过所述一个或多个混合有线通信链路的相应模拟部分向所述一个或多个二级灯具发送一个或多个驱动命令。
附图说明
图1图示了示例性智能灯具系统。
图2是可以在图1的示例性智能灯具系统中使用的示例性一级灯具的框图。
图3是可以在图1的示例性智能灯具系统中使用的示例性二级灯具的框图。
图4是智能灯具系统中的示例性通信方法的流程图。
具体实施方式
图1图示了根据一实施例的示例性智能灯具系统100。术语“照明单元”、“照明装置”和“灯具”在本文中可互换使用以指代一组电力供电的组件，所述一组电力供电的组件操作以在电磁光谱的一部分中提供人眼可见的，例如约380到740纳米的一般光或环境光和/或任务光或聚焦光。在一些实例中，示例性智能灯具系统100可以安置在危险环境100内，如工业加工厂、制造设施、炼油厂、发电系统、矿山等。
如图1所示，智能灯具系统100包含两个灯具组。在其它实施例中，灯具系统可以包含任何数量的灯具组。每个灯具组包含一个一级灯具102和一组一个或多个二级灯具104。如图1所示，与每个一级灯具102相关联的每个二级灯具组中示出了三个二级灯具104；然而，在其它实施例中，灯具系统100可以包含连接到给定一级灯具102的任何数量的二级灯具(例如，一个或多个二级灯具104)，并且不同的灯具组可以包含不同数量的二级灯具104。
在每个灯具组中，一级灯具102通过与一个或多个混合有线通信链路106介接的一个或多个混合有线通信接口通信地连接到其相应二级灯具104。所述一个或多个混合有线通信链路106可以支持适合于(例如，符合所适用的所有法规和标准)被安置有智能灯具系统100的危险环境的有线通信协议，如有线
Figure BDA0003536233490000051
一般而言，每个混合有线通信链路106包含模拟部分或组件以及数字部分或组件。例如，一级灯具102可以通过一级灯具的一个或多个板载混合通信接口和相应混合有线通信链路106的模拟部分向二级灯具104发送一个或多个驱动命令，其中所述模拟部分可以在0-10V或4-20mA或在另一种合适的电压/安培范围下操作。在一些实例中，来自一级灯具的单个模拟驱动命令可以表明用于二级灯具中的多个或所有二级灯具的照射源的特定强度设定点。驱动命令可以包含指示对二级灯具104的一个或多个板载照射源进行通电和/或断电的指令，和/或可以包含指示要对二级灯具104的一个或多个板载照射源进行通电的相应强度的指令。此外，在一些布置中，一级灯具102可以另外或可替代地通过例如，在0-10V或4-20mA下，或在某个其它合适的电压/安培范围内操作的纯模拟有线通信链路(未示出)向二级灯具104发送驱动命令。
另外，一级灯具102可以通过一级灯具的一个或多个混合通信接口和相应混合有线通信链路106的数字部分向二级灯具104发送管理消息并且从二级灯具接收管理消息。管理消息可以包含警报消息、状态消息、传感器数据消息、配置消息(例如，可以包含配置指令和/或配置数据)和/或不控制照射源的操作(例如，不控制照射源的通电、断电和/或强度)的其它类型的消息。此外，在一些布置中，一级灯具102可以另外或可替代地通过如红外、蓝牙或
Figure BDA0003536233490000061
通信接口等短程无线电通信接口(未示出)以数字方式向二级灯具104发送管理消息并从所述二级灯具接收管理消息。
在一些实施例中，一级灯具102通过与无线通信链路110介接的无线通信接口与一个或多个额外装置或节点通信。所述无线通信链路110可以支持适合于(例如，符合所适用的所有法规和标准)被安置有智能灯具系统100的危险环境的通信协议，如WirelessHart。例如，一级灯具102可以通过无线通信链路110从控制器或主机120接收驱动命令和/或其它类型的控制指令，并且一级灯具102可以通过无线通信链路110向控制器或主机120发送管理消息并从所述控制器或主机接收管理消息。从控制器120发送到一级灯具102的驱动命令可以包含指示对一级灯具102板载的照射源和/或二级灯具104板载的照射源进行通电和/或断电的指令，和/或可以包含指示要对二级灯具104的一个或多个板载照射源进行通电的相应强度的指令。如以上所讨论的，管理消息可以包含警报、状态更新、传感器读数、配置信息和/或不控制照射源的操作(例如，不控制照射源的通电、断电和/或强度)的其它类型的消息，并且一级灯具102发送到控制器120的管理消息可以包含来自一级灯具102的管理消息以及来自二级灯具104中的任何二级灯具的管理消息(所述管理消息可以合并为更少数量的消息，如在后面的部分中描述的)。另外，在一些实例中，一级灯具102可以通过无线通信链路110，例如，通过无线网络112和控制器或主机120或者直接通过无线网络112和/或无线链路110以点对点方式向其它一级灯具102发送驱动命令和/或管理消息并从其它一级灯具接收驱动命令和/或管理消息。
在实施例中，一级灯具102可以是危险环境中的无线网络112的节点，其中无线网络112包含如其它一级灯具102等其它节点以及将与危险环境相关联的无线网络112和有线网络116通信地互连的无线网关114。有线网络116包含后端服务器、主机、控制器、计算装置和/或起单个逻辑服务器或主机120的作用的一组计算装置通信地连接的有线骨干118(例如，所述有线骨干可以是以太网、宽带、光纤或任何合适类型的有线骨干)。主机120可以由单独计算装置、由与危险环境相关联的一个或多个控制器和/或系统(如可编程逻辑控制器(PLC)、分布式控制系统(DCS)或其它类型的工业过程控制系统)、由一组服务器、由计算云或由一个或多个计算装置的任何合适的布置实施。主机120可以服务于有线网络116的节点和/或无线网络112的节点。例如，主机120可以向网络112、116的一个或多个节点，如一级灯具102中的一个或多个一级灯具和/或其它节点提供(例如，通过下载机制或其它机制)配置和/或操作指令和/或数据(例如，对应于管理或控制运行时间照明、诊断、维护和/或其它操作)。
有线网络116还包含通过骨干118通信地连接的用户计算装置122。服务器120和用户计算装置122可以安置或定位在一个或多个远程或封闭位置124中，这保护服务器120和用户计算装置122免受危险环境的恶劣状况的影响。在一些布置中(图1中未示出)，受保护的用户计算装置122可以通过无线链路和接入点通信地连接到有线骨干118，其中接入点以有线方式通信地连接到骨干118。用户126可以利用计算装置122来配置、修改和/或以其它方式提供由主机120使用和/或存储在主机处的指令和/或数据，和/或观看由其它装置和/或节点通过有线网络116和/或无线网络112提供的对应于危险环境的数据和信息。例如，通过用户计算装置122，用户126可以根据需要在运作中添加、删除和/或修改用于一级灯具102和/或用于二级灯具104的驱动命令和/或其它控制指令。
有线网络116和无线网络112可以符合适用的危险环境标准和法规。例如，无线网络112可以利用WirelessHART和/或适合于(例如，符合适用的所有法规和标准)危险环境的一种或多种其它通信协议，并且网络112、116的至少部分地定位在危险环境内的装置(例如，一级灯具102、二级灯具104、无线网关114、主干118等)可以类似地遵守涉及危险环境的所有适用的危险环境标准和法规。
图2是示例性一级灯具102的框图。在一些实例中，一级灯具102是危险环境灯具。也就是说，一级灯具102可以安置在危险环境100中，如工业加工厂、制造设施、炼油厂、发电系统、矿山等。因此，一级灯具102可以是符合管理其在危险环境内的配置、安装和使用的任何(并且在一些情况下，所有)标准和/或法规的危险环境(HE)灯具。也就是说，一级灯具102符合标准和/或规定的热和电限制以便于限制由一级灯具102产生的可用于危险环境内的潜在引燃和/或爆炸的能。此外，HE一级灯具102包含其组件通常安置或封闭在其中的至少一个危险位置外壳或壳体150。例如，危险位置外壳或壳体150可以是防爆型、防火型、防水型、密封型、气密密封型、粉尘引燃防护型等。在一级灯具102的一些实施例(未示出)中，单个一级灯具102可以包含多个危险位置外壳或壳体150，所述外壳或壳体中的每个外壳或壳体围绕一级灯具102的不同子组的组件；然而，为了便于本文阅读(而不是出于限制的目的)，危险位置外壳或壳体150使用单数时态来指代。此外，危险位置外壳或壳体150的至少一个部分152是至少部分透明的或者是可见光可透过的，使得由一级灯具102的一个或多个照射源IL-1到IL-n(对应于图2中的附图标记154a-154n)产生的照射或光能够辐照到危险环境中。照射源154a-154n可以是产生可见光的任何合适类型的照射源，例如白炽灯、卤素灯、荧光灯、金属卤化物灯、氙灯、LED(发光二极管)等。另外，一级灯具102包含一个或多个传感器169或以其它方式通信地连接到所述一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置成捕获与一级灯具的环境相关联的传感器数据。
在图2中，一级灯具102包含一个或多个处理器156、一个或多个驱动器158(例如，用于照射源的驱动器)以及被封闭在危险位置外壳150中、被危险位置外壳包围和/或以其它方式受危险位置外壳保护的一个或多个照射源154a-154n。一般而言，一个或多个处理器156指示一个或多个驱动器158例如单独地或独立地和/或作为组(set)或组(group)以协调的方式对一个或多个照射源154a-154n进行通电或激活。例如，一个或多个处理器156可以基于来自控制器120的驱动命令指示一个或多个驱动器158对一级灯具102的一个或多个照射源154a-154n进行通电或激励。此外，一个或多个处理器156可以基于来自控制器的驱动命令生成用于二级灯具104的驱动命令。具体地，一个或多个处理器156可以通过混合有线通信接口159的模拟部分向一组二级灯具104中的至少一个二级灯具104发送驱动命令。另外，一个或多个处理器156可以通过混合有线通信接口159的数字部分向二级灯具发送管理消息(和/或从二级灯具接收管理消息)。
此外，在一些实例中，一级灯具102可以在未从控制器120接收到驱动命令的情况下，例如，当一级灯具102未通信地连接到任何外部控制器时，或在通常将一级灯具102连接到外部控制器的无线网络出故障的情况下生成用于其自身和/或用于二级灯具104的驱动命令。
例如，灯具驱动单元162可以被配置成使一个或多个处理器156基于对来自一级灯具102的传感器169的传感器数据的分析或基于对二级灯具104的递送到一级灯具的状态更新(例如，包含传感器更新)的分析来指示一个或多个驱动器158对一级灯具102的一个或多个照射源154a-154n进行通电或激活。例如，灯具驱动单元162可以对由一级灯具102的传感器169捕获的环境光数据或由二级灯具104的传感器179捕获的环境光数据进行分析，并且可以基于环境光数据确定用于对一个或多个照射源154a-154n进行通电或激活的适当强度。此外，灯具驱动单元162可以基于对来自一级灯具102的传感器169的传感器数据的分析，或基于对从二级灯具104递送到一级灯具102的状态更新(例如，包含传感器更新)的分析，生成用于二级灯具104的驱动命令。例如，灯具驱动单元162可以对由一级灯具102的传感器169或二级灯具104的传感器179捕获的环境光数据进行分析，并且可以基于环境光数据确定要对二级灯具104的一个或多个照射源174a-174n进行通电和/或照射的适当强度。因此，灯具驱动单元162可以生成用于二级灯具104的驱动命令，并且通过混合有线通信接口159将驱动命令递送到二级灯具。
灯具驱动单元162可以包含一组计算机可执行指令，所述计算机可读指令可由一个或多个处理器156执行并且存储在一级灯具102的一个或多个存储器160上，其中一个或多个存储器160是，例如，一个或多个有形非暂时性存储器、组件或数据存储装置。在一些实例中，描述为由灯具驱动单元162执行的动作中的一个或多个动作可以由额外的或替代性应用或模块来执行。
一个或多个存储器160还可以存储管理应用164。管理应用164可以被配置成使一个或多个处理器156对一级灯具102从二级灯具104接收到的管理消息进行分组，并且通过无线通信接口161将分组的消息递送给外部控制器。例如，所述消息可以基于紧急性、基于与每个消息相关联的消息的类型或传感器的类型、基于哪个二级灯具104发送了每个消息、基于发送每个消息的二级灯具104的位置等来进行分组。
在一些布置中，一个或多个存储器160还可存储一个或多个处理器156可访问的其它数据166和/或可由一个或多个处理器156执行以使一级灯具102执行除了生成驱动命令和将管理消息分组以供传输之外的其它操作的其它计算机可执行指令168。例如，其它计算机可执行指令125可以由一个或多个处理器156执行以使一级灯具102执行其运行时间照明操作、以执行诊断操作和/或维护操作等。
一般而言，如关于图1所讨论的，一级灯具102通过混合有线通信接口159通信地连接到一个或多个二级灯具104。在一些实例中，一级灯具102可以通信地连接到有线网络，例如，通过将灯具彼此连接的同一混合有线通信接口159，或者通过额外或替代性的有线通信接口(未示出)。类似地，在一些实例中，一级灯具102也可以通过无线通信接口161，如WirelessHART通信地连接到无线网络。因此，一级灯具102可以是有线网络的节点和/或可以是无线网络的节点。无线网络和/或有线网络中的每个网络可以包含一个或多个其它节点，例如后端计算机、控制器或安置在非危险环境中或以其它方式被屏蔽以免受危险环境的恶劣状况的影响的服务器。在一些配置中，可以包含在无线网络和/或有线网络中的节点的其它实例可以包含一个或多个其它灯具、传感器和安置在危险环境内的其它装置。
图3是示例性二级灯具104的框图。如关于一级灯具102更详细地讨论的，在一些实例中，二级灯具104是危险环境灯具，并且包含其组件通常所放置或封闭的至少一个危险位置外壳或壳体170(例如，类似于危险位置外壳或壳体150)。此外，如关于一级灯具102更详细地讨论的，二级灯具104的危险位置外壳或壳体170的至少一部分172是至少部分透明的或可见光可透过的，使得由二级灯具104的一个或多个照射源IL-1到IL-n(对应于图3中的附图标记174a-174n)产生的照射或光能够辐照到危险环境中。照射源174a-174n可以是产生可见光的任何合适类型的照射源，例如白炽灯、卤素灯、荧光灯、金属卤化物灯、氙灯、LED(发光二极管)等。
在图3中，二级灯具104包含一个或多个处理器176、一个或多个驱动器178(例如，用于照射源的驱动器)以及被封闭在危险位置外壳170中、被危险位置外壳包围和/或以其它方式受危险位置外壳保护的一个或多个照射源174a-174n。一般而言，一个或多个处理器176指示一个或多个驱动器178例如单独地或独立地和/或作为组或组以协调的方式对一个或多个照射源174a-174n进行通电或激活。具体地，一个或多个处理器176可以通过混合有线通信接口177的模拟部分从一级灯具102接收驱动命令，并且可以指示一个或多个驱动器178基于驱动命令对二级灯具104的一个或多个照射源174a-174n进行通电或激活。此外，一个或多个处理器176可以通过混合有线通信接口177的数字部分从一级灯具接收管理消息(和/或向一级灯具发送管理消息)。例如，如以上所讨论的，管理消息可以包含警报消息、状态消息、传感器数据消息和/或配置消息(例如，包含配置指令和/或配置数据)。例如，二级灯具104可以包含一个或多个传感器179或可以以其它方式通信地连接到所述一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置成捕获与二级灯具104的环境相关联的传感器数据，并且管理消息可以包含由一个或多个传感器179捕获的数据。
此外，二级灯具104的一个或多个存储器180可以存储一个或多个处理器176可访问的数据182和/或可由一个或多个处理器176执行以使二级灯具104执行其运行时间照明操作、执行诊断操作和/或维护操作等计算机可执行指令184。
图4是在智能灯具系统中通信的示例性方法400的流程图。方法400的一个或多个步骤可以实施为存储在计算机可读存储器上并且可在一个或多个处理器上执行的一组指令。例如，方法400的至少一部分可以通过例如一级灯具102的指令162、164和/或168实施。
方法400可以在通过有线通信接口通信地连接到一个或多个二级灯具的一级灯具通过混合有线通信接口的数字部分从一个或多个二级灯具接收(框402)多个管理消息时开始。例如，管理消息可以包含例如警报消息、状态消息、传感器数据和/或配置消息。
基于来自一个或多个二级灯具的多个管理消息，一级灯具可以生成(框404)单个传输，所述单个传输的内容基于来自一个或多个二级灯具的多个管理消息的组合和/或合并。例如，一级灯具可以基于与每个管理消息相关联的紧急性、管理消息的类型或与每个管理消息、对发送每个管理消息的二级灯具的指示、对与每个消息相关联的二级灯具位置的指示、各个管理消息的内容等相关联的传感器的类型将多个管理消息组合和/或合并为单个传输。
例如，单个传输或消息可以是含有对与所述多个二级灯具中的多个二级灯具相关联的状态消息的指示的单个状态消息。作为另一实例，单个传输或消息可以是含有对与所述多个二级灯具中的多个二级灯具相关联的警告或警报的指示的单个警告或警报消息。
一级灯具可以通过无线通信接口将所述单个传输(框406)发送到控制器或主机(例如，控制器或主机120)。有利地，可以减少由灯具在无线网络之上发送的传输的总数量，从而减少可以在网络之上发送的其它紧急消息的延迟。具体地，此特征允许在不显著影响在无线网络之上传送与工厂内的溢出或其它安全状况相关的警报和其它关键消息的速度的情况下实施大规模智能灯具系统。
任选地，在一些实例中，一级灯具可以通过无线通信接口从控制器或主机接收(框407)用于一个或多个二级灯具的驱动命令。例如，控制器或主机可以基于从一级灯具接收到的传输来生成用于二级灯具的驱动命令。在其它实例中，控制器或主机可以独立于从一级灯具接收到的传输来生成用于二级灯具的驱动命令。
另外，一级灯具可以通过混合有线通信接口的模拟部分向一个或多个二级灯具发送(框408)驱动命令。在一些实例中，这些驱动命令可以基于在框407处一级灯具从控制器或主机接收的驱动命令。在其它实例中，一级灯具可以独立于任何控制器或主机生成用于二级灯具的驱动命令。
以下额外考虑适用于上述讨论。
某些实施例在本公开中被描述为包含逻辑或多个组件或模块。模块可以是软件模块(例如，存储在非暂时性机器可读介质上的代码)或硬件模块。硬件模块是能够执行某些操作并且可以以某种方式配置或布置的有形非暂时性的单元。硬件模块可以包含被永久地配置成执行某些操作的专用电路系统或逻辑(例如，作为专用处理器，如场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC))。硬件模块还可以包含通过软件被临时地配置成执行某些操作的可编程逻辑或电路系统(例如，专用处理器或其它可编程处理器内所包含的)。在成本和时间考虑因素的驱动下，可以决定在专用且永久配置的电路系统中或者在临时配置的电路系统(例如，由软件配置)中实施硬件模块。
当在软件中实施时，所述技术可以以操作系统的一部分、由多个应用使用的库、特定软件应用的形式等提供。软件可以由一个或多个通用处理器或一个或多个专用处理器执行。
在阅读本公开后，本领域的技术人员将通过本公开中公开的原理理解用于在危险环境照明单元、照明装置或灯具之间进行通信的仍额外的替代性结构和功能设计。因此，虽然本文件说明和描述了特定实施例和应用，但所公开的实施例不限于所公开的精确构造和组件。在不背离所附权利要求书中所定义的精神和范围的情况下，可以对所公开的方法和设备的布置、操作和细节中做出对于本领域的技术人员来说显而易见的各种修改、改变和变化。

Claims (27)

1.一种灯具系统，其包括：
一级灯具，所述一级灯具通过与一个或多个混合有线通信链路介接的一个或多个混合有线通信接口通信地连接到一个或多个二级灯具，所述一级灯具包含：
一个或多个处理器；
一个或多个照射源；
一个或多个驱动器；
所述一个或多个混合有线通信接口；以及
一个或多个存储器，所述一个或多个存储器存储一组计算机可执行指令，所述一组计算机可执行指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述一级灯具：
通过特定混合有线通信接口和特定混合有线通信链路的模拟部分向所述一个或多个二级灯具中的特定二级灯具发送驱动命令；
进行以下中的至少一个：(i)通过所述特定混合有线通信接口和所述特定混合有线通信链路的数字部分向所述特定二级灯具发送第一管理消息；或者(ii)通过所述特定混合有线通信接口和所述特定混合有线通信链路的所述数字部分从所述特定二级灯具接收第二管理消息；并且
指示所述一个或多个驱动器对所述一级灯具的所述一个或多个照射源进行通电。
2.根据权利要求1所述的灯具系统，其中所述一级灯具通信地连接到一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置成捕获与被安置有所述一级灯具和所述特定二级灯具的环境相关联的传感器数据。
3.根据权利要求2所述的灯具系统，其中指示所述一个或多个驱动器对所述一级灯具的所述一个或多个照射源进行通电的所述指令基于所捕获的传感器数据。
4.根据权利要求2所述的灯具系统，其中发送到所述特定二级灯具的所述驱动命令基于所捕获的传感器数据。
5.根据权利要求1所述的灯具系统，其中指示所述一个或多个驱动器对所述一级灯具的所述一个或多个照射源进行通电的所述指令基于从所述特定二级灯具接收到的所述第二管理消息。
6.根据权利要求1所述的灯具系统，其中发送到所述特定二级灯具的所述驱动命令基于从所述特定二级灯具接收到的所述第二管理消息。
7.根据权利要求1所述的灯具系统，其中所述一级灯具进一步包含无线通信接口。
8.根据权利要求7所述的灯具系统，其中所述一组计算机可执行指令在由所述一个或多个处理器执行时进一步使所述一级灯具进行以下中的至少一个：(i)通过所述无线通信接口向控制器或主机发送第三管理消息；或者(ii)通过所述无线通信接口从所述控制器或主机接收第四管理消息。
9.根据权利要求8所述的灯具系统，其中所述第三管理消息与所述一个或多个二级灯具中的至少一个二级灯具相关。
10.根据权利要求7所述的灯具系统，其中所述一级灯具被配置成通过所述无线通信接口从控制器接收用于所述一级灯具的一个或多个驱动命令和/或用于所述一个或多个二级灯具中的所述特定二级灯具的一个或多个驱动命令。
11.根据权利要求10所述的灯具系统，其中指示所述一个或多个驱动器对所述一级灯具的所述一个或多个照射源进行通电的所述指令基于在所述一级灯具处从所述控制器或主机接收到的至少一个驱动命令。
12.根据权利要求1所述的灯具系统，其中所述第一管理消息和所述第二管理消息中的每个管理消息分别包含警报消息、状态消息、传感器数据或配置消息中的一个或多个。
13.根据权利要求1所述的灯具系统，其中所述特定二级灯具包含：
一个或多个处理器；
一个或多个照射源；
一个或多个驱动器；
与所述特定混合有线通信接口介接的混合有线通信接口；以及
一个或多个存储器，所述一个或多个存储器存储一组计算机可执行指令，所述一组计算机可执行指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述特定二级灯具：
通过所述特定二级灯具的所述混合有线通信接口和所述特定混合有线通信链路的所述模拟部分从所述一级灯具接收所述驱动命令；
进行以下中的至少一个：(i)通过所述特定二级灯具的所述混合有线通信接口和所述特定混合有线通信链路的所述数字部分从所述一级灯具接收所述第一管理消息；或者(ii)通过所述特定二级灯具的所述混合有线通信接口和所述特定混合有线通信链路的所述数字部分向所述一级灯具发送所述第二管理消息；并且
基于从所述一级灯具接收到的所述驱动命令，指示所述特定二级灯具的所述一个或多个驱动器对所述二级灯具的所述一个或多个照射源进行通电。
14.根据权利要求1所述的灯具系统，其中所述一个或多个二级灯具中的至少一个二级灯具通信地连接到一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置成捕获与被定位有所述一个或多个二级灯具的环境相关联的传感器数据。
15.根据权利要求1所述的灯具系统，其中所述一级灯具和所述一个或多个二级灯具安置在危险环境中，并且其中所述一级灯具和所述一个或多个二级灯具中的每个灯具都包含被安置有所述一级灯具和所述一个或多个二级灯具中的所述每个灯具的相应一个或多个处理器、相应一个或多个照射源和相应一个或多个驱动器的相应危险位置外壳。
16.根据权利要求1所述的灯具系统，其中所述一组计算机可执行指令在由所述一个或多个处理器执行时进一步使所述一级灯具：
从所述一个或多个二级灯具接收多个管理消息；
基于从所述一个或多个二级灯具接收到的所述多个管理消息生成单个传输，所述单个传输的内容基于从所述一个或多个二级灯具接收到的所述多个管理消息的组合；并且
通过无线通信接口向控制器发送所述单个传输。
17.根据权利要求1所述的灯具系统，其中所述混合有线通信链路支持有线HART。
18.一种灯具系统，其包括：
一个或多个二级灯具，所述一个或多个二级灯具中的每个二级灯具通过相应混合有线通信接口通信地连接到一级灯具，并且所述一个或多个二级灯具中的每个二级灯具包含：
相应一个或多个处理器；
相应一个或多个照射源；
相应一个或多个驱动器；
所述相应混合有线通信接口，所述相应混合有线通信接口将所述每个二级灯具通信地连接到相应混合通信链路；以及
相应一个或多个存储器，所述相应一个或多个存储器存储相应一组计算机可执行指令，所述相应一组计算机可执行指令在由所述相应一个或多个处理器执行时使所述每个二级灯具：
通过所述相应混合有线通信接口和所述相应混合有线通信链路的模拟部分从所述一级灯具接收驱动命令；
进行以下中的至少一个：(i)通过所述相应混合有线通信接口和所述相应混合有线通信链路的数字部分从所述一级灯具接收第一管理消息；或者(ii)通过所述相应混合有线通信接口和所述相应混合有线通信链路的所述数字部分向所述一级灯具发送第二管理消息；
基于来自所述一级灯具的所述驱动命令指示所述相应一个或多个驱动器对所述每个二级灯具的所述相应一个或多个照射源进行通电。
19.根据权利要求18所述的灯具系统，其中一组二级灯具中的至少一个二级灯具通信地连接到一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置成捕获与被定位有所述一个或多个二级灯具的环境相关联的传感器数据，并且所述第二管理消息包含由所述一个或多个传感器捕获的传感器数据。
20.根据权利要求18所述的灯具系统，其中所述一级灯具进一步包含无线通信接口。
21.根据权利要求20所述的灯具系统，其中所述一级灯具被进一步配置成：(i)通过所述无线通信接口向控制器发送第三管理消息，所述第三管理消息基于由所述一个或多个二级灯具生成的多个管理消息；或者(ii)通过所述无线通信接口从所述控制器接收第四管理消息。
22.根据权利要求21所述的灯具系统，其中存在以下情况中的至少一种：所述第三管理消息与所述一个或多个二级灯具中的至少一个二级灯具相关，或者所述驱动命令基于所述第四管理消息。
23.一种用于在灯具系统中递送管理消息的方法，所述方法包括：
由通过一个或多个混合有线通信接口和一个或多个混合有线通信链路通信地连接到一个或多个二级灯具的一级灯具通过所述一个或多个混合有线通信链路的相应数字部分从所述一个或多个二级灯具接收多个管理消息；
由所述一级灯具基于从所述一个或多个二级灯具接收到的所述多个管理消息生成单个消息，所述单个消息具有基于从所述一个或多个二级灯具接收到的所述多个管理消息的组合的内容；
由所述一级灯具通过无线通信接口向控制器发送所述单个消息；以及
由所述一级灯具通过所述一个或多个混合有线通信链路的相应模拟部分向所述一个或多个二级灯具发送一个或多个驱动命令。
24.根据权利要求23所述的方法，其中接收所述多个管理消息包含接收以下中的两个或更多个：警报消息、状态消息、传感器数据或配置消息。
25.根据权利要求23所述的方法，其中生成具有基于来自所述一个或多个二级灯具的所述多个管理消息的所述组合的所述内容的所述单个消息包含基于以下中的至少一个生成所述单个消息：与所述多个管理消息相关联的相应紧急性、所述多个管理消息的相应类型、传感器的类型、所述一个或多个二级灯具的相应身份或所述一个或多个二级灯具的相应位置。
26.根据权利要求23所述的方法，其中生成具有基于来自所述一个或多个二级灯具的所述多个管理消息的所述组合的所述内容的所述单个消息包含生成含有对与所述多个二级灯具中的多个二级灯具相关联的状态消息的指示的单个状态消息。
27.根据权利要求23所述的方法，其中生成具有基于来自所述一个或多个二级灯具的所述多个管理消息的所述组合的所述内容的所述单个消息包含生成含有对与所述多个二级灯具中的多个二级灯具相关联的警报消息的指示的单个警报消息。
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