CN115136022A - 使用射频和红外信号对对象进行实时定位 - Google Patents

Abstract

一种用于在空间体积中定位对象的系统，包括：设置在空间体积中的对象的通信设备（CD），其中通信设备包括CD射频（RF）接收器、CD RF传输器、和CD红外（IR）接收器；设置在空间体积中的多个电气设备中的第一电气设备，其中第一电气设备包括至少一个第一传感器、第一RF接收器、第一IR传输器、和第一RF传输器，其中第一RF传输器广播第一通信信号，其中第一IR传输器广播第二通信信号，并且其中第一RF接收器响应于由CD RF接收器接收的第一通信信号和由CD IR接收器接收的第二通信信号而接收由通信设备的CD RF传输器广播的第三通信信号；和可通信地耦合到多个电气设备的控制器，其中控制器接收由第一电气设备的第一RF传输器发送的第四通信信号，其中第四通信信号包括对象的第一标识和第一电气设备的第二标识，其中第四通信信号与由第一电气设备的第一RF接收器接收的第三通信信号的信号强度相关联。

Description

使用射频和红外信号对对象进行实时定位

技术领域

本文描述的实施例总体上涉及在空间中定位对象，并且更特别地涉及用于在连接的系统中实时定位对象的系统、方法和设备。

背景技术

使用不同的方法来定位空间体积内的对象。例如，当涉及信号（例如，射频（RF）信号）时，可以测量每个信号的强度，以帮助确定对象在空间体积内的位置。当定位实时确定时，实现这一过程的系统通常被称为实时定位系统（RLTS）。

附图说明

附图仅示出了使用多个电气设备对对象进行实时定位的示例实施例，并因此不应被认为是对其范围的限制，因为使用多个电气设备对对象进行实时定位可以允许其他等效的实施例。附图中示出的元件和特征不一定是按比例的，取而代之重点放在清楚地示出示例实施例的原理上。附加地，某些尺寸或位置可能被夸大，以帮助在视觉上传达这些原理。在附图中，附图标记表示相似或相应但不一定相同的元件。

图1示出了根据某些示例实施例的一个系统的示意图。

图2示出了根据某些示例实施例的计算设备。

图3示出了根据某些示例实施例的另一系统的示意图。

图4示出了根据某些示例实施例的健康护理环境中的照明系统。

图5示出了根据某些示例实施例的制造环境中的照明系统。

图6A和图6B分别示出了根据某些示例实施例的系统的侧视图和俯视图，在该系统中，对象位于空间体积中。

图7示出了根据某些示例实施例的当信号由灯具之一发送时的图6A和图6B的系统。

图8示出了根据某些示例实施例的当对象发送信号时的图6A至图7的系统。

图9示出了根据某些示例实施例的集成传感器模块的示意图。

图10示出了根据某些示例实施例的对象的通信设备的示意图。

具体实施方式

本文讨论的示例实施例针对使用多个电气设备对对象进行实时定位的系统、方法和设备。虽然示例实施例在本文被描述为使用多个灯具来定位空间体积中的对象，但是除了灯具之外或者作为灯具的替代，示例实施例可以使用若干其他电气设备中的一个或多个。这种其他电气设备可以包括但不限于灯开关、控制面板、恒温器、壁装电源插座、传感器设备（例如，烟雾检测器、CO₂监控器、运动检测器、碎玻璃传感器）、集成传感器设备（下文定义）、和相机。

此外，若干定位方法中的任何一种都可以与示例实施例一起使用，以实时定位一个或多个对象（使用RLTS）。这种定位方法的示例可以包括但不限于信号强度测量、频率测量、飞行时间（ToF）、到达角（AoA）和离开角（AoD）。这些方法中的任何一种都可以涉及关于信号的一个或多个其他参数的测量。这种其他参数的示例可以包括但不限于信号强度、频率、行进距离、角度、和时间。这些参数可以用绝对值或依（例如，传输信号和接收信号之间的）差值来测量。

示例实施例可以用于具有任何尺寸和/或位于任何环境（例如，室内、室外、危险、非危险、高湿度、低温、腐蚀性、无菌、高振动）中的空间体积。此外，虽然本文描述的信号是RF信号，但是示例实施例可以与若干其他类型的信号和/或平台中的任何一种一起使用，包括但不限于可见光信号、LiFi、WiFi、蓝牙、蓝牙低能量（BLE）、超宽带、RFID、紫外线波、微波、和红外信号。例如，使用BLE传输的通信信号以大约2.4GHz发送和接收。

当示例系统中的电气设备是灯具（也称为照明器）时，灯具可以是若干类型的灯具中的任何一种，包括但不限于暗灯槽、吊灯架、泛光灯、聚光灯、紧急出口灯具、出口标志、下置式灯具和高架式灯具。不管灯具的类型如何，这种灯具可以使用若干不同类型的光源中的一种或多种，包括但不限于发光二极管（LED）光源、荧光光源、有机LED光源、白炽光源和卤素光源。因此，本文所述的灯具，即使在危险场所，也不应被视为限于特定类型的光源。

示例实施例提供了各种方法来实时准确地定位空间体积中的对象。示例实施例可以用于使用RTLS结构在二维中或三维中实时定位对象。与现有技术中使用的定位方法相比，示例实施例也更加可靠和准确。示例实施例可以安装有新的电气（例如，照明、安全、娱乐、HVAC）系统。示例实施例可以附加地或替代地被编程到现有的电气系统和相关装备中，而几乎不需要添加或修改现有的硬件。

在某些示例实施例中，用于实时定位对象的电气设备需要满足某些标准和/或要求。例如，国家电气规范（NEC）、国家电气制造商协会（NEMA）、国际电工委员会（IEC）、联邦通信委员会（FCC）和电气和电子工程师协会（IEEE）制定了关于电气外壳（例如，灯具）、布线和电气连接的标准。本文描述的示例实施例的使用在需要时满足（和/或允许相应的设备满足）这样的标准。在一些（例如，PV太阳能）应用中，本文所述的电气外壳可以满足特定于该应用的附加标准。

如果描述了图中的部件，但是没有在该图中明确示出或标记，则用于另一图中相应部件的标记可以推断为该部件。相反，如果附图中的部件被标记但未被描述，则这种部件的描述可以与另一附图中相应部件的描述基本相同。本文附图中各种部件的编号方案是这样的，每个部件是三位数或四位数，并且其它附图中的对应部件具有相同的最后两位。对于在本文示出和描述的任何附图，可以省略、添加、重复和/或替换一个或多个部件。因此，特定附图中示出的实施例不应被认为局限于这种附图中示出的部件的特定布置。

此外，除非明确陈述，否则特定实施例（例如，如本文附图中所示）不具有特定特征或部件的陈述不意味着此类实施例不能具有此类特征或部件。例如，为了本文的当前或未来权利要求的目的，被描述为不包括在一个或多个特定附图中示出的示例实施例中的特征或部件能够被包括在与本文的这一个或多个特定附图对应的一个或多个权利要求中。

下文将参考附图更全面地描述使用多个电气设备对对象进行实时定位的示例实施例，其中示出了使用多个电气设备对对象进行实时定位的示例实施例。然而，使用多个电气设备对对象进行实时定位可以以许多不同的形式来体现，并且不应该被解释为限于本文阐述的示例实施例。相反，提供这些示例实施例使得本公开将是透彻和完整的，并且将向本领域普通技术人员充分传达使用多个电气设备对对象进行实时定位的范围。为了一致性，各个图中的相似但不一定相同的元件（有时也称为部件）由相似的附图标记表示。

诸如“第一”、“第二”和“在内”的术语仅用于将一个部件（或部件的一部分或部件的状态）与另一个部件（或部件的一部分或部件的状态）区分开。这些术语不意味着表示偏好或特定取向，并且这些术语也不意味着限制使用多个电气设备对对象进行实时定位的实施例。在以下对示例实施例的详细描述中，阐述了许多具体细节，以便提供对本发明的更透彻的理解。然而，对于本领域普通技术人员来说，在没有这些具体细节的情况下实施本发明将是清楚的。在其他实例中，没有详细描述众所周知的特征，以避免不必要地使描述复杂化。

图1示出了根据某些示例实施例的系统100的示意图，该系统100包括空间体积199中的多个电气设备102和一个或多个对象160。系统100也可以包括用户150、网络管理器180、以及一个或多个可选的无线接入控制器185（WAC 185）。每个电气设备102（例如，电气设备102-1、一个或多个其他电气设备102-N）可以包括控制器104、一个或多个传感器设备165、一个或多个可选天线175、可选开关145、电源140、和若干电气设备部件142。控制器104可以包括若干部件中的一个或多个。这些部件可以包括但不限于控制引擎106、通信模块108、定时器110、电源模块112、存储库130、硬件处理器120、存储器122、收发器124、应用接口126、以及可选的安全模块128。

电气设备102-1和其他电气设备102-N可以统称为电气设备102。图1中示出的部件不是穷尽的，并且在一些实施例中，图1中示出的一个或多个部件可以不包括在示例电气设备102中。示例电气设备102-1的任何部件可以是分立的或者与电气设备102-1的一个或多个其他部件相组合。例如，系统100中的每个电气设备102可以具有其自己的控制器104。替代地，一个控制器104可以用于控制系统中的多个电气设备102。电气设备102是至少部分使用电力来操作的任何设备。上面描述了一些潜在电气设备102的列表。

用户150可以是与空间体积199中的电气设备102和/或对象160交互的任何人。具体地，用户150可以使用示例实施例对与系统100相关联的一个或多个部件（例如，控制器、网络管理器180）进行编程、操作、和/或与其交互。用户150的示例可以包括但不限于雇员、工程师、电工、技术员、操作员、顾问、承包商、骨干、网络管理员、和制造商代表。

用户150可以使用用户系统155（有时也称为用户设备155），用户系统155可以包括显示器（例如，GUI）。用户150（包括用户系统155）经由应用接口126（如下所讨论）与电气设备102的控制器104交互（例如，向其发送数据，从其接收数据）。用户150（包括用户系统155）也可以与网络管理器180、传感器设备165、WAC 185、和/或一个或多个对象160（包括相关联的通信设备190）交互。可以使用通信链路105来促进用户150（包括用户系统155）与电气设备102、网络管理器180、WAC 185、传感器设备165和对象160（包括相关联的通信设备190）之间的交互（包括通信信号195的传输）。

每个通信链路105可以包括有线（例如，1类电缆、2类电缆、电连接器、电力线载波、RS485、DALI）和/或无线（例如，Wi-Fi、可见光通信、蜂窝网络、蓝牙、BLE、超宽带、Zigbee、WirelessHART、ISA100）技术。例如，通信链路105可以是（或包括）耦合到电气设备102的壳体103并耦合到网络管理器180的一个或多个电导体。通信链路105可以在电气设备102、用户150（包括用户系统155）、传感器设备165、对象160（包括通信设备190）、WAC 185和/或网络管理器180之间传输信号（例如，电力信号、通信信号195（例如，通信信号）、控制信号、数据）。

例如，系统100的电气设备102可以通过在一个或多个通信链路105上传输通信信号195（例如，指令、数据、控制）来与一个或多个对象160交互，如下所述。通过通信链路105传输的通信信号195由若干比特的数据组成。如本文所述，通信信号195可以是任何类型的信号——包括但不限于RF信号、红外信号、可见光通信、和声波——中的一种或多种。

网络管理器180是控制包括电气设备102和WAC 185中的至少一个的控制器104的系统100的全部或一部分的设备或部件。网络管理器180可以基本上类似于控制器104和/或WAC 185。替代地，除了控制器104和/或WAC 185的特征之外或从控制器104和/或WAC 185的特征改变的特征，网络管理器180可以包括若干特征中的一个或多个，这两者都在下面描述。可以有多于一个网络管理器180和/或网络管理器180的一个或多个部分。

在一些情况下，网络管理器180可以被称为本领域中已知的若干其他名称，包括但不限于洞察管理器、主控制器、网络控制器和RTLS引擎。当WAC 185被包括在系统100中时，网络管理器180从WAC 185接收数据并处理该数据（例如，使用算法133和/或协议132）以实时确定一个或多个对象160的位置。网络管理器180可以位于空间体积199中或者远离空间体积199。网络管理器180可以使用从WAC 185（或直接从电气设备102）接收的各种通信来实时定位空间体积199内的二维或三维的对象160。

每个WAC 185（作为通用术语和/或当涉及有线通信链路105时，有时称为无线区域控制器或更简单地称为接入控制器）执行若干不同的功能。例如，WAC 185可以帮助与一个或多个电气设备102的控制器104通信并控制一个或多个电气设备102的控制器104，以帮助控制那些电气设备102的操作。对于一些RTLS应用，WAC 185可以附加地或替代地负责与启用Zigbee（或启用一些其他协议）的传感器设备165配对，向传感器设备165提供配置数据，同步那些传感器设备165的时序，支持那些传感器设备165的固件，升级那些传感器设备165，接收来自传感器设备165的位置/遥测数据（例如，使用启用Zigbee的通信链路105），和/或执行关于那些传感器设备165的任何其他功能以支持RTLS活动。

当WAC 185从传感器设备165接收数据（例如，作为入口数据到达的分组的出口数据）时，WAC 185可以将数据转换成不同的格式。WAC 185然后可以将新格式化的数据发送到网络管理器180。为了帮助诊断问题，WAC 185可以为每个配对的传感器设备165维护计数器，并且包括例如从特定的传感器设备165接收的分组数据消息的数量，成功传输到网络管理器180的与来自特定的传感器设备165的分组数据有关的格式化消息的数量，以及与来自特定传感器设备165的未能传输到网络管理器180的分组数据有关的格式化消息的数量。

在一些情况下，WAC 185保持从传感器设备165接收消息和向网络管理器180传输格式化消息之间引入的平均和最大迟延。当平均或最大迟延超过阈值时，WAC 185也可以通知网络管理器180。此外，当关于传感器设备165的入口和出口分组之间存在显著差异（例如，如由WAC 185确定）时，WAC 185可以与网络管理器180通信。当有多个WAC 185时，它们可以彼此时间同步。在一些情况下，WAC 185的功能可以与电气设备102的控制器104的功能相同，或者至少部分地与电气设备102的控制器104的功能组合。WAC 185可以位于空间体积199中或者远离空间体积199。

如本文所定义的，对象160可以是任何单元或单元组。对象160可以自己移动，能够被移动，或者是静止的。对象160的示例可以包括但不限于人（例如，用户150，诸如访客或雇员）、零件（例如，电机定子、盖子）、一件装备（例如，风扇、容器、桌子、椅子）、或一组装备零件（例如，堆放有存货的货盘）。在给定时间点，系统100在空间体积199中可以有一个对象160或多个对象160。

每个对象160可以包括通信设备190（取决于通信设备190的配置，有时也称为标签、信标、或本领域已知的其他名称），其可以从一个或多个电气设备102接收通信信号195和/或向一个或多个电气设备102发送通信信号195。对象160的通信设备190可以广播通信信号195，该通信信号195可以被广播范围内的任何电气设备102接收（下面参考图6A至图8讨论），或者发送寻址到电气设备102的通信信号195。通信设备190可以采取若干形式——包括但不限于ID徽章、贴纸、手持设备、和可穿戴物品（例如，帽子、衬衫）——中的一种或多种。

通信设备190可以包括若干部件（例如，收发器、天线、开关、电源模块）中的一个或多个，和/或具有下面关于控制器104和/或相关联电气设备102描述的功能。例如，通信设备190可以包括控制引擎、收发器和天线，以允许通信设备190向系统100中的一个或多个电气设备102发送通信信号195和/或从其接收通信信号195。

在某些示例实施例中，通信设备190还可以包括下面没有相对于控制器104和/或相关联电气设备102描述的一个或多个其他部件。例如，对象160的通信设备190可以包括红外接收器作为通信设备190的收发器的一部分。在这种情况下，红外接收器可以用于接收由电气设备102-1（或其一部分，诸如传感器设备165）广播的IR信号（通信信号195的类型）。具有红外接收器的通信设备的示例在下面的图10中示出。

使用示例实施例，对象160的通信设备190可以在预定义的间隔内处于睡眠模式，此时它保持苏醒一段时间或者直到通信设备190接收到由一个或多个电气设备102广播的一个或多个通信信号195（例如，IR信号、RF信号、或两者）。当这发生时，通信设备190可以开启足够长的时间来解释初始通信信号195，并然后响应于一个或多个初始通信信号195生成并向一个或多个电气设备102发送其自己的通信信号195（例如，RF信号）。该响应通信信号195可以包括UUID（或其他形式的标识）以及对初始通信信号195和/或发送初始通信信号195的电气设备102（如果有的话）的引用（例如，信号代码）。一旦通信设备190发送了响应通信信号195，通信设备190就可以回到睡眠模式，从而节省了大量的电力。

通信设备190可以使用若干通信协议中的一种或多种来向电气设备102发送通信信号195和/或从电气设备102接收通信信号195。在某些示例实施例中，对象160（或其一部分，诸如通信设备190）可以包括电池（一种形式的电源或电源模块），该电池用于至少部分地向对象160和/或通信设备190的其余部分中的一些或全部提供电力。根据一个或多个示例实施例，用户150（包括用户系统155）、网络管理器180、一个或多个传感器设备165、一个或多个WAC 185、对象160（包括相关联的通信设备190）、和/或其他电气设备102-N可以使用应用接口126与电气设备102-1的控制器104交互。具体地，控制器104的应用接口126从用户150（包括用户系统155）、对象160（包括通信设备190）、网络管理器180、传感器设备165、一个或多个WAC 185和/或一个或多个其他电气设备102-N接收数据（例如，信息、通信、指令）并向其发送数据（例如，信息、通信、指令）。

在某些示例实施例中，用户150（包括用户系统155）、网络管理器180、传感器设备165、一个或多个WAC 185、对象160（包括相关联的通信设备190）、和/或其他电气设备102-N中的一个或多个可以包括从控制器104接收数据和向控制器104发送数据（例如，使用通信信号195）的接口。这种接口的示例可以包括但不限于图形用户接口、触摸屏、应用编程接口、键盘、监控器、鼠标、网络服务、数据协议适配器、一些其他硬件和/或软件、或其任何合适的组合。

在某些示例实施例中，控制器104、用户150（包括用户系统155）、网络管理器180、传感器设备165、一个或多个WAC 185、对象160（包括相关联的通信设备190）、和/或一个或多个其他电气设备102-N可以使用它们自己的系统或共享一个系统。这种系统可以是或包含能够与各种软件通信的基于互联网或基于内联网的计算机系统的形式。计算机系统包括任何类型的计算设备和/或通信设备，包括但不限于控制器104。这种系统的示例可以包括但不限于具有局域网（LAN）、广域网（WAN）、互联网或内联网接入的台式计算机，具有LAN、WAN、互联网或内联网接入的膝上型计算机，智能电话，服务器，服务器群，android设备（或等同物），平板电脑，智能手机、和个人数字助理（PDA）。这种系统可以对应于下面参考图2描述的计算机系统。

此外，如上所讨论，这样的系统可以具有相应的软件（例如，用户软件、控制器软件、网络管理器软件）。根据一些示例实施例，软件可以在相同或单独的设备（例如，服务器、大型机、台式个人计算机（PC）、膝上型电脑、PDA、电视、线缆箱、卫星箱、电话亭、电话、移动电话或其他计算设备）上执行，并且可以通过通信网络（例如，互联网、内联网、外联网、LAN、WAN或其他网络通信方法）和/或通信信道与有线和/或无线段耦合。一个系统的软件可以是系统100内或与系统100通信的另一个系统的软件的一部分，或者独立地但与系统100内的另一个系统的软件结合地操作。

电气设备102-1可以包括壳体103。壳体103可以包括形成腔101的至少一个壁。在一些情况下，壳体103可以被设计成符合任何适用的标准，使得电气设备102-1可以位于特定环境（例如，危险环境、气候受控环境、潮湿环境）中。电气设备102-1的壳体103可以用于容纳电气设备102-1的一个或多个部件，包括控制器104的一个或多个部件。

例如，如图1中所示，控制器104（在这种情况下包括控制引擎106、通信模块108、定时器110、电源模块112、存储库130、硬件处理器120、存储器122、收发器124、应用接口126、和可选的安全模块128）、一个或多个传感器设备165、可选的开关145、一个或多个可选的天线175、电源140、和电气设备部件142设置在由壳体103形成的腔101中。在替代实施例中，电气设备102-1的这些或其他部件中的任何一个或多个可以设置在壳体103上和/或远离壳体103。

存储库130可以是永久存储设备（或设备集合），其存储用于帮助控制器104与用户150（包括用户系统155）、网络管理器180、一个或多个对象160（包括相关联的通信设备190）的通信设备190、传感器设备165、一个或多个WAC 185、以及系统100内的一个或多个其他电气设备102-N通信的软件和数据。在一个或多个示例实施例中，存储库130存储一个或多个协议132、一个或多个算法133、和对象数据134。

协议132可以是任何程序（例如，一系列方法步骤）和/或控制器104的控制引擎106基于一个时间点的某些条件遵循的其他类似操作程序。协议132还可以包括用于在控制器104与用户150（包括用户系统155）、网络管理器180、一个或多个其他电气设备102-N、传感器设备165、一个或多个WAC 185和一个或多个对象160（包括通信设备190）之间发送和/或接收数据的若干通信协议中的任何一种。用于通信的一个或多个协议132可以是时间同步协议。这种时间同步协议的示例可以包括但不限于可寻址远程传感器高速通道（HART）协议、无线HART协议、和国际自动化协会（ISA） 100协议。以此方式，用于通信的一个或多个协议132可以为系统100内传递的数据提供安全层。

算法133可以是控制器104的控制引擎106用来得出计算结论的任何公式、数学模型、预测、模拟、和/或其他类似工具。一个或多个算法133的示例是计算通信信号195的强度并将通信信号195的强度与阈值进行比较。算法133可以用于分析过去的数据、分析当前的数据、和/或进行预测。

一个或多个特定算法133可以与一个或多个特定协议132结合使用。例如，一个或多个协议132和一个或多个算法133可以彼此结合使用，以使用由一个或多个传感器设备165测量的占用信息来跟踪对象160。作为另一个示例，一个或多个协议132和一个或多个算法133可以彼此结合使用，以使用编码的IR信令来跟踪对象160，这可以涉及一个或多个传感器设备165。作为又一示例，一个或多个协议132和一个或多个算法133可以彼此结合使用，以基于接收信号强度指示符（RSSI），基于对象160的时间分隔（temporal separation）来跟踪对象160，该接收信号强度指示符可以由一个或多个传感器设备165测量。

对象数据134可以是与可通信地耦合到控制器104的每个对象160（包括相关联的通信设备190）相关联的任何数据。这种数据可以包括但不限于对象160的制造商、对象160的通信设备190的型号、对象160的通信设备190的通信能力、对象160的最后已知位置、以及对象160的年龄。存储库130的示例可以包括但不限于一个数据库（或若干数据库）、文件系统、硬盘驱动器、闪存、基于云的存储、某种其他形式的固态数据存储、或其任何合适的组合。

根据一些示例实施例，存储库130可以位于多个物理机器（例如，控制器104、网络管理器180、云）上，每个物理机器存储协议132、算法133、和/或对象数据134的全部或一部分。每个存储单元或设备可以在物理上位于相同或不同的地理位置。存储库130还可以存储其他类型的信息，包括但不限于用户偏好、阈值、历史数据、软件和固件更新、通知、预报、表格、关于其他电气设备102-N的信息、关于一个或多个WAC 185的信息、以及关于网络管理器180的信息。

存储库130可以操作地连接到控制引擎106。在一个或多个示例实施例中，控制引擎106包括与用户150（包括用户系统155）、网络管理器180、对象160（包括通信设备190）、传感器设备165、一个或多个WAC 185、以及系统100中的其他电气设备102-N通信的功能。更具体地，控制引擎106向存储库130发送信息和/或从存储库130接收信息，以便与用户150（包括用户系统155）、网络管理器180、对象160（包括通信设备190）、传感器设备165、一个或多个WAC 185和其他电气设备102-N通信。如下所讨论，在某些示例实施例中，存储库130也可以操作地连接到通信模块108。

在某些示例实施例中，控制器104的控制引擎106控制控制器104的一个或多个部件（例如，通信模块108、定时器110、收发器124）的操作。例如，当控制器104和系统100中的另一个部件（例如，对象160的通信设备190、传感器设备165、WAC 185、用户系统155）之间没有通信时，或者当控制器104和系统100中的另一个部件之间的通信遵循规则模式时，控制引擎106可以将通信模块108置于“睡眠”模式。在这种情况下，通过仅在需要通信模块108时启用通信模块108来节省由控制器104消耗的电力。

作为另一个示例，控制引擎106可以指导定时器110何时提供当前时间、开始跟踪时间段、和/或执行定时器110能力内的另一个功能。作为又一个示例，控制引擎106可以指导收发器124发送通信信号195（或者其他类型的通信）和/或停止发送通信信号195（或者其他类型的通信）到系统100中的一个或多个传感器设备165和/或一个或多个WAC 185。控制引擎106还可以指令传感器设备165与对象160（或其通信设备190）、WAC 185、和/或控制器104通信。该示例提供了另一个实例，其中控制引擎106可以节省控制器104和系统100的其他部件（例如，对象160的通信设备190、传感器设备165）所使用的电力。

控制引擎106可以确定何时广播一个或多个通信信号195，以试图定位对象160。为了节省能量，控制引擎106可以不持续广播通信信号195，而是可以仅在离散时间广播。控制引擎106可以基于若干因素中的一个或多个来广播通信信号195，这些因素包括但不限于时间的流逝、事件的发生、来自用户150（包括用户系统155）的指令、以及从网络管理器180接收的命令。控制引擎106可以与一个或多个其他电气设备102-N的控制器104协调和/或直接控制一个或多个其他电气设备102-N来广播多个通信信号195。

控制引擎106还可以确定由对象160的通信设备190广播的一个或多个通信信号195的信号强度（例如，RSSI），在一些情况下是响应于由电气设备102-1广播的通信信号195。基于从通信设备190接收的通信信号195的内容，控制引擎106可以进一步确定通信设备190是否接收到由控制器104以IR信号的形式发送的先前的通信信号195。

在一些情况下，电气设备102-1的控制引擎106（或者，在一些情况下，与控制器104通信的网络管理器180）可以基于由对象160的通信设备190发送的多个通信信号195来定位对象160，在一些情况下是响应于由电气设备102中的一个或多个广播的多个通信信号195（例如，IR信号和RF信号）。为了实现这一点，控制引擎106获得由对象160的通信设备190广播的多个通信信号195（直接地和/或从来自一个或多个其他电气设备102-N的另一控制引擎106），并使用一个或多个协议132和/或算法133来确定对象160的位置。

作为具体示例，控制器104的控制引擎106可以指令收发器124以RF信号和IR信号两者的形式广播通信信号195。当收发器124响应于先前广播的通信信号195接收到后续通信信号195时，控制引擎106可以确定发送后续通信信号195的通信设备190是否接收到先前广播的通信信号195的RF信号和IR信号两者。如果不是，则控制引擎106可以基于一个或多个协议132决定忽略后续通信信号195，并因此不确定通信设备190的位置。如果是，则控制引擎106可以基于一个或多个协议132和一个或多个算法133来决定使用后续通信信号195中的数据以及与后续通信信号195相关联的数据来确定通信设备190在空间体积199中的位置。

例如，由控制引擎106使用的协议132和/或算法133可以使用占用信息来跟踪对象160。示例实施例可以在二维或三维的空间体积199中定位一个或多个对象160。控制器104的控制引擎106还可以使用协议132和/或算法133来从通信信号（例如，通信信号195）中提取对象160的ID，该通信信号是由收发器124或由集成传感器设备165直接从对象160的通信设备190接收的。控制器104的控制引擎106还可以使用存储库130、协议132和/或算法133来确定对象160的ID是否在ID列表之中（例如，存储在表格中）。这种列表可以用于确定由控制引擎106生成的后续通信是否被发送到WAC 185或网络管理器180。

控制器104的控制引擎106可以进一步使用协议132和/或算法133来解释由集成传感器模块165的一个或多个传感器进行的测量。例如，如果集成传感器设备165包括PIR传感器，那么PIR传感器可以检测感测范围内的运动和/或RTLS占用区内的占用。在这种情况下，控制引擎106可以通过PIR传感器解释这些检测。

控制器104的控制引擎106还可以使用协议132和/或算法133来生成到WAC 185、另一个电气设备102-N、和/或网络管理器180的后续通信信号，该后续通信信号基于从通信设备190接收的一个或多个通信信号195的接收。例如，后续通信信号195可以包括若干比特，这些比特指向诸如例如以下的信息：对象160的ID、传感器设备165的ID、以及由传感器设备165从通信设备190接收的通信信号195的RSSI。

控制引擎106可以向用户150（包括用户系统155）、网络管理器180、其他电气设备102-N、传感器设备165、一个或多个WAC 185和一个或多个对象160（包括相关联的通信设备190）提供控制信号、通信信号、和/或其他类似信号。类似地，控制引擎106可以从用户150（包括相关联的用户系统155）、网络管理器180、其他电气设备102-N、传感器设备165、一个或多个WAC 185和一个或多个对象160（包括通信设备190）接收控制信号、通信信号、和/或其他类似信号。控制引擎106可以自动地（例如，基于存储在存储库130中的一个或多个算法133）和/或基于使用通信信号195从另一个设备（例如，网络管理器180、另一个电气设备102）接收的控制信号、通信信号、和/或其他类似信号与每个对象160的通信设备190通信。控制引擎106可以包括印刷电路板，控制器104的一个或多个分立部件、和/或硬件处理器120位于该印刷电路板上。

在某些示例实施例中，控制引擎106可以包括使控制引擎106能够与电气设备102-1的一个或多个部件（例如，电源140）通信的接口。例如，如果电气设备102-1的电源140在IEC标准62386下操作，那么电源140可以包括数字可寻址照明接口（DALI）。在这种情况下，控制引擎106还可以包括DALI，以实现与电气设备102-1内的电源140的通信。这种接口可以与通信协议132结合操作或独立于通信协议132操作，该通信协议132用于在控制器104和用户150（包括用户系统155）、网络管理器180、其他电气设备102-N、传感器设备165、一个或多个WAC 185和对象160（包括相关联的通信设备190）之间通信。

控制引擎106（或控制器104的其他部件）还可以包括一个或多个硬件和/或软件架构部件来执行其功能。这些部件可以包括但不限于通用异步接收器/传输器（UART）、串行外围接口（SPI）、直接连接电容（DAC）存储设备、模数转换器、内部集成电路（I²C）和脉宽调制器（PWM）。

通过使用示例实施例，虽然控制器104的至少一部分（例如，控制引擎106、定时器110）总是开启，但是控制器104的其余部分和对象160的通信设备190在其不被使用时可以处于睡眠模式。此外，控制器104可以控制系统100中的一个或多个其他电气设备102-N的某些方面（例如，向对象160的通信设备190发送通信信号195和从对象160的通信设备190接收通信信号195）。

系统100的通信网络（使用通信链路105）可以具有任何类型的网络架构。例如，系统100的通信网络可以是网状网络。作为另一个示例，系统100的通信网络可以是星形网络。当控制器104包括能量存储设备（例如，作为电源模块112的一部分的电池）时，在系统100的操作中甚至可以节省更多的电力。此外，使用时间同步通信协议132，在控制器104和用户150（包括相关联的用户系统155）、网络管理器180、传感器设备165、一个或多个WAC 185、对象160（包括相关联的通信设备190）、以及其他电气设备102-N之间传递的数据可以是安全的。

当控制引擎106与用户150（包括用户系统155）、网络管理器180、其他电气设备102-N、传感器设备165、一个或多个WAC 185、和/或一个或多个对象160（包括相关联的通信设备190）通信（例如，向其发送信号，从其接收信号）时，控制器104的通信模块108确定并实施所使用的通信协议（例如，来自存储库130的协议132）。在一些情况下，通信模块108访问对象数据134，以确定哪个通信协议在对象160的通信设备190的能力内，用于由控制引擎106发送的通信信号195。此外，通信模块108可以解释用于由控制器104接收的通信（例如，通信信号195）的通信协议，使得控制引擎106可以解释该通信。

通信模块108可以直接向存储库130发送数据（例如，协议132、对象数据134）和/或直接从存储库130检索数据。替代地，控制引擎106可以促进通信模块108和存储库130之间的数据传递。通信模块108还可以为由控制器104发送的数据提供加密，并为由控制器104接收的数据提供解密。通信模块108还可以提供与从控制器104发送和由控制器104接收的数据相关的若干其他服务中的一种或多种。这种服务可以包括但不限于数据分组路由信息和在数据中断的事件中遵循的程序。

控制器104的定时器110可以跟踪时钟时间、时间间隔、时间量、和/或任何其他时间度量。定时器110还可以对事件发生的次数进行计数，无论是否与时间相关。替代地，控制引擎106可以执行计数功能。定时器110能够同时跟踪多个时间测量值。定时器110可以测量一个或多个通信信号195的飞行时间（ToF），甚至可以同时测量。定时器110可以基于从控制引擎106接收的指令、基于从用户150（包括用户系统155）接收的指令、基于在用于控制器104的软件中编程的指令、基于一些其他条件或从一些其他部件、或从其任何组合来跟踪时间段。

控制器104的电源模块112向控制器104的一个或多个其他部件（例如，定时器110、控制引擎106）提供电力。此外，在某些示例实施例中，电源模块112可以向电气设备102-1的电源140或其他部件提供电力。电源模块112可以包括若干单个或多个分立部件（例如，晶体管、二极管、电阻器）中的一个或多个和/或微处理器。电源模块112可以包括印刷电路板，微处理器和/或一个或多个分立部件位于印刷电路板上。

电源模块112可以包括一个或多个部件（例如，变压器、二极管桥、逆变器、转换器），其从电气设备102外部的源接收电力（例如，通过电缆），并且生成可以被控制器104的其他部件和/或电气设备102-1的其他部件（例如，电源140）使用的类型（例如，交流、直流）和电平（例如，12V、24V、120V）的电力。此外，或者替代地，电源模块112本身可以是或包括电力源，以向控制器104的其他部件和/或电源140提供信号。例如，电源模块112可以包括能量存储设备（例如，电池）。作为另一个示例，电源模块112可以包括局部光伏电力系统。

根据一个或多个示例实施例，控制器104的硬件处理器120执行软件。具体地，硬件处理器120可以执行控制引擎106、或控制器104的任何其他部分上的软件，以及由用户150（包括用户系统155）、网络管理器180、传感器设备165、一个或多个WAC 185、对象160（包括相关联的的通信设备190）、和/或一个或多个其他电气设备102-N使用的软件。在一个或多个示例实施例中，硬件处理器120可以是或包括集成电路、中央处理单元，多核处理芯片、包括多个多核处理芯片的多芯片模块、或其他硬件处理器。硬件处理器120——包括但不限于计算机处理器、微处理器和多核处理器——以其他名称而被知晓。

在一个或多个示例实施例中，硬件处理器120执行存储在存储器122中的软件指令。存储器122包括一个或多个高速缓冲存储器、主存储器和/或任何其他合适类型的存储器。根据一些示例实施例，存储器122相对于硬件处理器120离散地位于控制器104内。在某些配置中，存储器122可以与硬件处理器120集成在一起。

在某些示例实施例中，控制器104不包括硬件处理器120。在这种情况下，作为示例，控制器104可以包括一个或多个现场可编程门阵列（FPGA）、一个或多个绝缘栅双极晶体管（IGBT）、一个或多个复杂可编程逻辑器件（CPLD）、可编程阵列逻辑（PAL）、一个或多个数字信号处理器（DSP）、和/或一个或多个集成电路（IC）。使用FPGA、IGBT、CPLD、PAL、DSP、IC、和/或本领域已知的其他类似设备允许控制器104（或其部分）是可编程的，并且根据某些逻辑规则和阈值起作用、而不使用硬件处理器。替代地，FPGA、IGBT、CPLD、PAL、DSP、IC、和/或类似器件可以与一个或多个硬件处理器120结合使用。

控制器104的收发器124可以发送（使用传输器）和/或接收（使用接收器）控制和/或通信信号195。具体地，收发器124可以用于在控制器104和用户150（包括用户系统155）、网络管理器180、其他电气设备102-N、一个或多个传感器设备165、一个或多个WAC 185和/或对象160（包括相关联的通信设备190）之间传递数据。收发器124可以使用有线和/或无线技术。

收发器124可以以这样的方式配置，使得由收发器124发送和/或接收的通信信号195可以由作为用户150（包括用户系统155）、网络管理器180、其他电气设备102-N、一个或多个传感器设备165、一个或多个WAC 185和/或对象160（包括相关联的通信设备190）的一部分的另一个收发器接收和/或发送。

当收发器124使用无线技术时，收发器124可以使用任何类型的无线技术来发送和接收通信信号195。这种无线技术可以包括但不限于Wi-Fi、可见光通信、IR、蜂窝网络、Zigbee、超宽带、BLE和蓝牙。例如，收发器124可以包括Zigbee传输器、Zigbee接收器、BLE接收器、BLE传输器、有源IR传输器和/或有源IR接收器。作为另一个示例，收发器124可以包括Zigbee传输器、Zigbee接收器、超宽带接收器、超宽带传输器、有源IR传输器和/或有源IR接收器。

在一些情况下，收发器124可以包括多于一个的传输器和/或多于一个的接收器。例如，收发器124可以包括RF传输器、RF接收器和IR传输器。这将允许电气设备102-1（或其一部分）向一个或多个通信设备190广播使用RF信号的一个通信信号195和使用IR的另一通信信号195。收发器124的RF接收器然后可以响应于由收发器124广播的RF和IR通信信号195，从一个或多个通信设备190接收通信信号195。

当发送和/或接收包括通信信号195的信号时，收发器124可以使用任何数量的合适的通信协议（例如，ISA100、HART）中的一个或多个。这种通信协议可以存储在存储库130的协议132中。此外，用户150（包括用户系统155）、网络管理器180、其他电气设备102-N、传感器设备165、一个或多个WAC 185和/或对象160（包括相关联的通信设备190）的任何收发器信息可以是存储库130的对象数据134（或类似区域）的一部分。

可选地，在一个或多个示例实施例中，安全模块128保护控制器104、用户150（包括用户系统155）、网络管理器180、其他电气设备102-N、传感器设备165、一个或多个WAC 185和/或对象160（包括相关联的通信设备190）之间的交互。更具体地，安全模块128基于验证通信源身份的安全密钥来认证来自软件的通信。例如，用户软件可以与安全密钥相关联，使得用户150的用户系统155的软件能够与电气设备102-1的控制器104交互。此外，在一些示例实施例中，安全模块128可以限制信息的接收、对信息的请求、和/或对信息的访问。

如上所述，除了控制器104及其部件之外，电气设备102-1可以包括电源140、一个或多个传感器设备165、一个或多个可选天线175、一个或多个可选开关145、以及一个或多个电气设备部件142。电气设备102-1的电气设备部件142是通常在电气设备102-1中找到的允许电气设备102-1操作的设备和/或部件。电气设备部件142可以是电气的、电子的、机械的、或其任何组合。电气设备102-1可以具有任何数量和/或类型的电气设备部件142中的一个或多个。例如，当电气设备102-1是灯具时，这种电气设备部件142的示例可以包括但不限于光源、光引擎、散热器、电导体或电缆、接线板、透镜、漫射器、反射器、空气移动设备、挡板、调光器和电路板。

电气设备102-1的电源140可以向控制器104、一个或多个电气设备部件142、电源140、一个或多个传感器设备165、一个或多个可选天线175、和/或一个或多个可选开关145提供电力。电源140可以与控制器104的电源模块112基本相同，或者不同于控制器104的电源模块112。电源140可以包括若干单个或多个分立部件（例如，晶体管、二极管、电阻器）中的一个或多个和/或微处理器。电源140可以包括印刷电路板，微处理器和/或一个或多个分立部件位于印刷电路板上。

电源140可以包括一个或多个部件（例如，变压器、二极管桥、逆变器、转换器），其从外部电源（例如，AC市电）或者在一些情况下从控制器104的电源模块112接收电力（例如，通过电缆）。电源140可以生成这种电力的接受者（例如，电气设备部件142、控制器104）可以使用的类型（例如，交流、直流）和电平（例如，12V、24V、120V）的电力。此外，或者替代地，电源140本身可以是或者包括电力源。例如，电源140可以包括能量存储设备（例如，电池）、局部光伏电力系统、或一些其他独立电力源。

电气设备102-1的一个或多个传感器设备165中的每一个可以包括测量一个或多个参数的任何类型的传感器设备。传感器设备165的传感器类型的示例可以包括但不限于无源红外传感器、光电池、压力传感器、气流监控器、气体检测器、和电阻温度检测器。由传感器设备165的传感器测量的参数的示例可以包括但不限于空间体积199中的占有率、空间体积199中的运动、温度、气体水平、湿度水平、空间体积199中的环境光量、以及压力波。

在一些情况下，由传感器设备165测量的一个或多个参数可以用于操作电气设备102-1的一个或多个电气设备部件142。此外，或者替代地，根据某些示例实施例，由传感器设备165测量的一个或多个参数可以用于定位一个或多个对象160。例如，如果传感器设备165被配置为检测对象160的存在，则该信息可以用于确定从对象160的通信设备190接收的通信（例如，通信信号195）是否应该被转发到网络管理器180。

传感器设备165可以是集成传感器。集成传感器既具有感测和测量至少一个参数的能力，又具有与另一部件（例如，对象160的通信设备190、WAC 185）通信的能力。作为集成传感器的传感器设备165的通信能力可以包括一个或多个通信设备，其被配置为与例如电气设备102-1的控制器104、WAC 185和/或另一电气设备102-N的控制器（基本上类似于本文描述的控制器104）通信。例如，集成传感器设备165可以包括无源红外（PIR）传感器，使用BLE发送和接收信号的收发器，使用BLE接收信号的接收器，以及主动接收IR信号的接收器。在这种情况下，PIR传感器测量从其视场中的对象辐射的IR光，这通常是为了检测运动的目的。

在一些情况下，集成传感器设备165可以包括多于一个的传输器和/或多于一个的接收器。例如，集成传感器设备165可以包括RF传输器、RF接收器和IR传输器。这将允许集成传感器设备165向一个或多个通信设备190广播使用RF信号的一个通信信号195和使用IR的另一通信信号195。集成传感器设备165的RF接收器然后可以响应于由集成传感器设备165广播的RF和IR通信信号195，从一个或多个通信设备190接收通信信号195。

每个传感器设备165可以使用若干通信协议中的一种或多种。这允许传感器设备165与系统100的一个或多个部件（例如，对象160的通信设备190、WAC 185、一个或多个其他集成传感器设备165）通信。作为集成传感器的传感器设备165的通信能力可以专用于传感器设备165和/或与电气设备102-1的控制器104共享。当系统100包括多个集成传感器设备165时，一个集成传感器设备165可以直接或间接地与系统100中的一个或多个其他集成传感器设备165通信。

如果作为集成传感器的传感器设备165的通信能力专用于传感器设备165，那么传感器设备165可以包括一个或多个部件（例如，收发器124、通信模块108）或其部分，这些部件基本上类似于上面关于控制器104描述的相应部件。传感器设备165可以与系统100中的电气设备102-1和/或另一电气设备102相关联。传感器设备165可以位于电气设备102-1的壳体103内，设置在电气设备102-1的壳体103上，或者位于电气设备102-1的壳体103的外部。

在某些示例实施例中，传感器设备165可以包括能量存储设备（例如，电池），该能量存储设备用于至少部分地向传感器设备165的其他部件中的一些或全部提供电力。在这种情况下，能量存储设备可以与能量存储设备或电气设备102-1的其他电源140相同、或者独立于能量存储设备或电气设备102-1的其他电源140。传感器模块165的可选能量存储设备可以一直操作，或者当电气设备102-1的电源140中断时操作。此外，传感器设备165可以利用或包括控制器104中的一个或多个部件（例如，存储器122、存储库130、收发器124）。在这种情况下，控制器104可以提供传感器设备165使用的这些部件的功能。替代地，传感器设备165可以独立地或者与控制器104共同负责地包括控制器104的一个或多个部件。在这种情况下，传感器设备165可以对应于如下关于图2所述的计算机系统。下面在图10中示出了集成传感器设备的示例。

如上所讨论，电气设备102-1可以包括一个或多个可选的天线175。天线175是将电能转换成通信信号195（用于传输）并将通信信号195转换成电能（用于接收）的电气设备或部件。在传输中，当涉及多个天线175时，无线电传输器（例如，收发器124）通过可选的开关145向天线175的端子提供以射频振荡的电流（例如，高频交流（AC）），并且天线175将来自电流的能量作为通信信号195辐射。在接收中，当天线175被包括在电气设备102-1中时，天线175截取通信信号195的一些电力，以便在其端子处产生微小电压，该微小电压被施加到接收器（例如，收发器124），在一些情况下通过可选的开关145被放大。

天线175通常可以由彼此电连接（通常通过传输线）以产生天线175的主体的电导体的布置组成。天线175的主体电耦合到收发器124。由收发器124强制通过天线175的主体的电子振荡电流将在主体周围产生振荡磁场，同时电子的电荷也沿着天线175的主体产生振荡电场。这些时变场作为移动的横向通信信号195（通常是电磁场波）从天线175辐射到空间中。相反，在接收期间，输入通信信号195的振荡电场和磁场对天线175主体中的电子施加力，导致电子来回移动，从而在天线175中产生振荡电流。

在某些示例实施例中，天线175可以设置在电气设备102-1的任何部分处、之内或之上。例如，天线175可以设置在电气设备102-1的壳体103上，并且远离电气设备102-1延伸。作为另一个示例，天线175可以被嵌入成型到电子设备102-1的透镜中。作为另一个示例，天线175可以被二次注射成型到电子设备102-1的壳体103中。作为又一个示例，天线175可以粘合安装到电气设备102-1的壳体103上。作为又一个示例，天线175可以被移印到由电子设备102-1的壳体103形成的腔101内的电路板上。作为又一个示例，天线175可以是表面安装的芯片陶瓷天线。作为又一个示例，天线175可以是有线天线。

当有多个天线175（或其他形式的多个通信点）作为电气设备102-1的一部分时，还可以有可选的开关145，其允许在给定的时间点选择一个通信点。在这种情况下，每个天线175可以电耦合到开关145，开关145进而电耦合到收发器124。可选的开关145可以是单个开关设备或者彼此串联和/或并联布置的若干开关设备。开关145确定在任何特定时间点哪个天线175耦合到收发器124。开关145可以具有一个或多个触点，其中每个触点具有打开状态（位置）和闭合状态（位置）。

在打开状态下，开关145的触点产生开路，这防止收发器124向电耦合到开关145的触点的天线175传送通信信号195或从电耦合到开关145的触点的天线175接收通信信号195。在闭合状态下，开关145的触点产生闭合电路，这允许收发器124向电耦合到开关145的触点的天线175传送通信信号195或从电耦合到开关145的触点的天线175接收通信信号195。在某些示例实施例中，开关145的每个触点的位置由控制器104的控制引擎106控制。

如果开关145是单个设备，则开关145可以具有多个触点。在任何情况下，在某些示例实施例中，在任何时间点，开关145只有一个触点可以是有源的（闭合的）。因此，在这样的示例实施例中，当开关145的一个触点闭合时，开关145的所有其他触点打开。

图2示出了计算设备218的一个实施例，该计算设备218实现了在本文描述的各种技术中的一种或多种，并且整体或部分地代表了根据某些示例性实施例在本文描述的元件。例如，计算设备218可以以——除其他部件之外——硬件处理器120、存储器122、和存储库130的形式在图1的电气设备102-1中实现。计算设备218是计算设备的一个示例，并且不旨在对计算设备和/或其可能的体系结构的使用范围或功能提出任何限制。计算设备218也不应被解释为对示例计算设备218中所示的任何一个部件或其组合具有任何依赖性或要求。

计算设备218包括一个或多个处理器或处理单元214、一个或多个存储器/存储部件215、一个或多个输入/输出（I/O）设备216、以及允许各种部件和设备相互通信的总线217。总线217代表任何几种类型的总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或存储器控制器、外围总线、加速图形端口、以及使用各种总线体系结构中的任何一种的处理器或本地总线。总线217包括有线和/或无线总线。

存储器/存储部件215代表一个或多个计算机存储介质。存储器/存储部件215包括易失性介质（诸如随机存取存储器（RAM））和/或非易失性介质（诸如只读存储器（ROM）、闪存、光盘、磁盘等）。存储器/存储部件215包括固定介质（例如，RAM、ROM、固定硬盘驱动器等）以及可移动介质（例如，闪存驱动器、可移动硬盘驱动器、光盘、等等）。

一个或多个I/O设备216允许客户、电力公司或其他用户向计算设备218输入命令和信息，并且还允许将信息呈现给客户、电力公司或其他用户和/或其他部件或设备。输入设备的示例包括但不限于键盘、光标控制设备（例如，鼠标）、麦克风、触摸屏、和扫描仪。输出设备的示例包括但不限于显示设备（例如，监控器或投影仪）、扬声器、到照明网络的输出（例如，DMX卡）、打印机、和网卡。

本文在软件或程序模块的一般上下文中描述了各种技术。通常，软件包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。这些模块和技术的实现被存储在某种形式的计算机可读介质上或在某种形式的计算机可读介质上传输。计算机可读介质是由计算设备可访问的任何可用的非暂时性介质或非暂时性介质。通过示例而非限制的方式，计算机可读介质包括“计算机存储介质”。

“计算机存储介质”和“计算机可读介质”包括以任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质，用于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的信息。计算机存储介质包括但不限于计算机可记录介质，诸如RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储技术、CD-ROM、数字多功能盘（DVD）或其他光存储、盒式磁带、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备，或者用于存储期望信息并由计算机可访问的任何其他介质。

根据一些示例性实施例，计算机设备218经由网络接口连接（未示出）连接到网络（未示出）（例如，LAN、诸如互联网的WAN、或任何其他类似类型的网络）。本领域的技术人员将领会，存在许多不同类型的计算机系统（例如，台式计算机、膝上型计算机、个人媒体设备、移动设备，诸如蜂窝电话或个人数字助理，或者能够执行计算机可读指令的任何其他计算系统），并且在其他示例性实施例中，前述输入和输出装置采取现在已知或以后开发的其他形式。一般而言，计算机系统218至少包括实践一个或多个实施例所必需的最少的处理、输入和/或输出装置。

此外，本领域技术人员将领会，在某些示例性实施例中，前述计算机设备218的一个或多个元件位于远程位置，并通过网络连接到其他元件。此外，一个或多个实施例在具有一个或多个节点的分布式系统上实现，其中实现的每个部分（例如，控制引擎106）位于分布式系统内的不同节点上。在一个或多个实施例中，节点对应于计算机系统。替代地，在一些示例性实施例中，节点对应于具有相关联物理存储器的处理器。在一些示例性实施例中，该节点替代地对应于具有共享存储器和/或资源的处理器。

图3示出了根据某些示例实施例的另一个RTLS系统300的示意图。参考图1至图3，RTLS系统300包括具有用户系统355的用户350、每个都具有通信设备390（有时称为标签390）的多个对象360、每个都具有一个或多个传感器设备365的若干电气设备302、若干WAC385、以及网络管理器380（在这种情况下也称为具有RTLS引擎的洞察管理器（IM））。图3的系统300的这些部件中的每一个可以与图1的RTLS系统100的相应部件基本相同。例如，每个传感器设备365可以包括启用Zigbee的收发器、启用BLE的接收器、PIR传感器和有源IR接收器。

在这种特定情况下，对象360的通信设备390是由RTLS系统300跟踪的物理实体。在该示例中，通信设备390具有RF接收器、IR接收器和RF传输器。此外，在该示例中，每个电气设备302和/或传感器设备365的收发器可以包括RF接收器、IR传输器和RF传输器。对象360的电气设备302、传感器设备365和通信设备390位于空间体积399中。

最初，电气设备302和/或传感器设备365中的一个或多个以RF信号的形式（例如，使用BLE，使用超宽带）广播通信信号395-1，该通信信号395-1由对象360的通信设备390的RF接收器接收。几乎同时，电气设备302和/或传感器设备365中的一个或多个以IR信号的形式广播通信信号395-2，当这些通信设备390在广播电气设备302和/或传感器设备365的视线内时，该通信信号395-2由对象360的通信设备390的IR接收器接收。作为视线要求的结果，与RF信号形式的通信信号395-1的数量相比，通信设备390接收到更少的IR信号形式的通信信号395-2，所述RF信号形式的通信信号395-1可以传播穿过墙壁和其他对象。使用无线通信链路305广播通信信号395-1和通信信号395-2。

响应于接收到通信信号395-1和/或通信信号395-2，每个通信设备390然后可以使用其RF传输器来给由电气设备302和/或传感器设备365的RF接收器接收的RF信号形式（例如，使用BLE、使用超宽带）的通信信号395-3“加信标”。在某些示例实施例中，当通信设备390接收到通信信号395-1和/或通信信号395-2两者时，通信设备390仅广播通信信号395-3。换句话说，如果通信设备390仅接收RF信号形式的通信信号395-1、并且不能接收IR信号形式的通信信号395-2，那么通信设备390不能发送通信信号395-3。

信标是广播消息，其最低限度地标识与发送通信设备390相关联的对象360以及发送了通信信号395-1和通信信号395-2的电气设备302的标识。使用无线通信链路305广播通信信号395-3。除了提取每个通信信号395-3内的数据（例如，通信设备390是否接收到通信信号395-1和通信信号395-2两者），电气设备302和/或集成传感器设备365可以测量通信信号395-3的一个或多个特性（例如，RSSI）。

通信信号395-3的该RSSI信息和其他特性可以是关键的数据片段，其允许电气设备302、WAC 385和/或网络管理器380的控制器实时定位空间体积399内（例如，在X-Y坐标中，在X-Y-Z坐标中）的通信设备390（和对应的对象360）。如本文所使用的，“实时”指的是系统的用户视角，并且意味着对象可以在信号被发送和处理的时间（诸如几毫秒到几秒）内被定位，从用户视角来看，该时间实际上是实时的。

在处理通信信号395-3时，电气设备302和/或传感器设备365可以生成通信信号395-4并将其发送到一个或多个WAC 385，在该示例中，使用启用Zigbee的通信链路305。在这种情况下，电气设备302和/或集成传感器设备365是启用Zigbee的设备以及启用BLE的设备，并因此电气设备或传感器设备365可以与单个WAC 385配对。

在某些示例实施例中，WAC 385在启用Zigbee的通信链路305上接收到来自传感器设备365和/或电气设备302的通信信号395-4时，生成通信信号395-5并通过通信链路305将通信信号395-5发送到网络管理器380，网络管理器380处理所有这些信息（例如，使用一个或多个算法133）以实时定位空间体积399内的每个对象360。网络管理器380可以存储该信息，并将其用于趋势分析、预测分析、报告、和/或任何其他可能有用的分析。

一旦网络管理器380处理了所有的位置信息，网络管理器380就可以自动地或根据请求向用户350的用户系统355发送该信息的一些或所有。这种信息可以包含在使用通信链路305发送的通信信号395-6中。在这种情况下，用户系统355可以包括app或其他专用软件，以允许用户350查看和/或操纵位置信息。

BLE邻近法在工业中广泛用于估计BLE传输器（在这种情况下，对象360的通信设备390）和BLE接收器（在这种情况下，传感器设备365或其他电气设备302）之间的距离。在电气设备302的密集且均匀分布的基础设施（例如，照明系统）中，通过比较许多BLE接收器处的通信信号395的RSSI和/或其他特性（例如，时间、AoA），通过确定通信设备390是否接收到IR信号形式的通信信号395-2，并执行各种计算（通过WAC 385或网络管理器380）来估计对象360的位置，这些方法可以被优化以实现更高的精度。

使用这些方法可以预期合理的精度，但是使用BLE通信系统会遇到两个重大的挑战。首先，大量电气设备302（传感器设备365或节点）产生大量数据，并且系统300的通信网络具有有限的带宽。并非所有被传输的数据都有助于确定对象360的位置，并且必须注意向WAC 385或网络管理器380提供可能的最佳数据，同时仍然保持健康的（例如，不受数据限制的）网络。换句话说，电气设备302被设计用于的系统300的主要目的（例如，照明）不应受到系统300也实时定位一个或多个对象360的努力的影响。

第二，无论对象360的位置估计有多精确，在空间体积399中仅使用通信信号395-1实现定位对象360的可靠的房间级或甚至地板级精度都可以存在挑战，因为通信信号395（例如，在启用BLE的通信网络中以2.4GHz传输）可以穿透诸如墙壁和地板之类的障碍物。结果是，这些障碍物会导致对象360的位置被错误地标识。通过验证IR信号形式的通信信号395-2的接收（其需要视线，并因此不可以穿透墙壁），示例实施例可以在具有这种障碍和/或对现有定位方法提出其他挑战的空间体积中更准确地实时定位对象360。

图4示出了根据某些示例实施例的可以用于对象460的实时定位的照明系统400。参考图1至图4，照明系统400包括多个电气设备402，主要以灯具的形式，位于包括医院房间的空间体积499中。照明系统（诸如系统400）为实现示例RTLS提供了独特的优势，因为电气设备（灯具）的密度支持用于定位和跟踪对象的密集传感器网络。在作为灯具的电气设备402中，有七个暗灯灯具和五个筒灯灯具设置在天花板中。还有计算机监控器形式的电气设备402。在这种情况下，每个电气设备402包括传感器设备465，其基本上类似于上面讨论的传感器设备165。图4中还示出了三个对象460。一个对象460是测试车，另一个对象460是人（例如，医生、护士、病人、来访者），并且剩下的对象460是床。在这种情况下，每个对象460包括能够与空间体积499中的电气设备402和/或传感器设备465通信的通信设备490。

图5示出了根据某些示例实施例的可以用于对象560的实时定位的照明系统500。参考图1至图5，照明系统500包括若干电气设备502，主要以灯具的形式，位于包括制造设施的空间体积599中。在作为灯具的电气设备502中，有至少56个从天花板悬挂的高架灯具和至少30个位于地板上的工作站。在这种情况下，每个电气设备502包括传感器设备565，基本上类似于上面讨论的传感器设备165。图5中还示出了两个对象560，其中一个对象560是人（例如，雇员），并且另一个对象560是手推车。在这种情况下，每个对象560包括能够与电气设备502和/或传感器设备565通信的通信设备590。

图6A和图6B分别示出了根据某些示例实施例的系统600的侧视图和俯视图，其中对象660（包括其对应的通信设备690）位于空间体积699中。参考图1至图6B，同样位于图6A和图6B的空间体积699中的是三个电气设备602（具体地，电气设备602-1、电气设备602-2和电气设备602-3），其形式为灯具。如上所讨论，空间体积699可以具有任何尺寸和/或可以在任何位置中。例如，空间体积699可以是办公楼中的一个或多个房间。

如图6A和图6B所示，所有电气设备602可以位于空间体积699中。替代地，一个或多个电气设备602可以位于空间体积699之外，只要由电气设备602的收发器（例如，收发器124）发送的通信信号195被对象660的通信设备690接收，并且只要由对象660的通信设备690发送的通信信号被相应的电气设备602的收发器接收，视情况而定。电气设备602、对象660和通信设备690基本上类似于上面图1的电气设备102-1、对象160和通信设备190。

每个电气设备602可以包括一个或多个传感器设备665。在该示例中，电气设备602-1包括传感器设备665-1，电气设备602-2包括传感器设备665-2，并且电气设备602-3包括传感器设备665-3。这种传感器设备665可以包括一个或多个部件。例如，图6A和图6B的电气设备602的每个传感器设备665可以包括启用Zigbee的收发器、启用BLE的接收器、PIR传感器、和有源IR接收器。在这种情况下，传感器设备665的启用BLE的接收器，无论是独立地还是与电气设备602的控制器（例如，控制器104）相组合，都可以确定从对象660的通信设备690接收的通信信号195的信号强度。

如果电气设备602的传感器设备665用于与对象660的通信设备690通信，那么是传感器设备665具有广播范围782（下面参照图7讨论）。在这种情况下，电气设备602-1的传感器设备665-1具有广播范围782-1，传感器设备665-1在广播范围782-1内广播通信信号（例如，RF信号、IR信号）。类似地，电气设备602-2的传感器设备665-2具有广播范围782-2，传感器设备665-2在广播范围782-2内广播信号，并且电气设备602-3的传感器设备665-3具有广播范围782-3，传感器设备665-3在广播范围782-3内广播信号。

图7示出了根据某些示例实施例当电气设备602之一发送通信信号795时的图6A和图6B的系统700。参考图1至7，电气设备602-1广播通信信号795。每个电气设备602具有广播范围782。在这种情况下，电气设备602-1具有广播范围782-1，电气设备602-2具有广播范围782-2，并且电气设备602-3具有广播范围782-3。因为对象660的通信设备690位于电气设备602-1的广播范围782-1内，所以对象660的通信设备690接收通信信号795。

在传感器设备665用于与对象660的通信设备690通信的事件中，传感器设备665-1可以具有广播范围782-1。在这种情况下，传感器设备665-1可以发送（例如，广播）通信信号795到空间体积699中，并且对象660的通信设备690接收通信信号795，因为对象660的通信设备690在广播范围782-1内。作为示例，可以使用BLE发送通信信号795。

图8示出了根据某些示例实施例当对象660的通信设备690发送通信信号895时的图6A至图7的系统800。参考图1至图8，如图7中所示，由对象660的通信设备690发送的通信信号895可以响应于由电气设备602-1发送的通信信号795。替代地，对象660的通信设备690可以独立于任何其他部件（例如，电气设备602）或因素来发送通信信号895。如上所讨论，由对象660的通信设备690广播的通信信号895可以包括对象660（或其一部分）的UUID以及其他代码，诸如例如发送通信信号795的电气设备602-1的标识信息。

对象660的通信设备690具有广播范围882，并且所有三个电气设备602都位于对象660的通信设备690的广播范围882内。结果是，如图8所示，所有三个电气设备602都接收到由对象660的通信设备690广播的通信信号895。当每个电气设备602接收到由对象660的通信设备690广播的通信信号895时，该电气设备602测量通信信号895的信号强度（例如，RSSI值）。

例如，由于对象660的通信设备690看起来在电气设备602-1和电气设备602-2之间是等距的，因此由电气设备602-1和电气设备602-2测量的通信信号895的信号强度应该基本相同。此外，由于与电气设备602-1和电气设备602-2相比，电气设备602-3离对象660的通信设备690更远，因此由电气设备602-3测量的通信信号895的信号强度应该小于由电气设备602-1和电气设备602-2测量的信号强度。

如上所讨论，在传感器设备665用于与对象660的通信设备690通信的事件中，传感器设备665-1、传感器设备665-2和传感器设备665-3可以各自接收由对象660的通信设备690广播的通信信号895，因为传感器设备665-1、传感器设备665-2和传感器设备665-3都在对象660的通信设备690的广播范围882内。作为示例，可以使用BLE发送通信信号895。

图9示出了根据某些示例实施例的集成传感器模块965的示意图。参考图1至图9，图9的集成传感器模块965可以包括若干部件中的一个或多个。这些部件可以包括但不限于控制器904（其可以包括例如控制引擎906、通信模块908、定时器910、电源模块912、存储库930、硬件处理器920、存储器922、一个或多个收发器924、应用接口926、以及可选的安全模块928）、壳体903、和一个或多个传感器939。图9中示出的部件不是穷举的，并且在一些实施例中，图9中示出的一个或多个部件可以不包括在示例集成传感器设备965中。示例集成传感器设备965的任何部件可以是分立的，与集成传感器设备965的一个或多个其他部件组合，和/或与和集成传感器设备965相关联的电气设备92-1的控制器904共享。

壳体903、控制器904、控制引擎906、通信模块908、定时器910、电源模块912、存储库930（其可以包括协议931、算法932和对象数据934）、硬件处理器920、存储器922、一个或多个收发器924、应用接口926和安全模块928可以与上面参照图1讨论的控制器104的相应部件基本相同。

在集成传感器设备965的电源模块912的情况下，电源模块912可以至少部分地与电气设备92-1的电源模块112和/或电源140基本相同。集成传感器设备965的一个或多个传感器939中的每一个都是实际测量一个或多个参数的部件，如同图1的传感器设备165的传感器一样。传感器939的示例是PIR传感器。集成传感器设备965的每个部件可以设置在集成传感器设备965的壳体938内、集成传感器设备965的壳体938上、或集成传感器设备965的壳体938外部。

同样，在这种情况下，图9示出了收发器924的一些不同部分。具体地，图9的收发器924包括RF传输器966、RF接收器967和IR传输器968。RF传输器966和RF接收器967可以使用一种或多种通信协议（例如，BLE、超宽带、Zigbee）发送和接收RF通信信号。IR传输器968可以广播或以其他方式发送IR通信信号。

图10示出了根据某些示例实施例的对象（例如，对象160）的通信设备1090的示意图。参考图1至图10，除了如下所述之外，图10的通信设备1090可以与图1的通信设备190基本相同。通信设备1090可以包括若干部件中的一个或多个。这些部件可以包括但不限于控制器1004（其可以包括例如控制引擎1006、通信模块1008、定时器1010、电源模块1012、存储库1030、硬件处理器1020、存储器1022、一个或多个收发器1024、应用接口1026、以及可选的安全模块1028）、壳体1003、以及一个或多个传感器1039。

图10中示出的部件不是穷举的，并且在一些实施例中，图10中示出的一个或多个部件可以不包括在示例通信设备1090中。示例通信设备1090的任何部件可以是分立的，与通信设备1090的一个或多个其他部件相组合。壳体1003、控制器1004、控制引擎1006、通信模块1008、定时器1010、电源模块1012、存储库1030（其可以包括协议1031、算法1032和对象数据1034）、硬件处理器1020、存储器1022、一个或多个收发器1024、应用接口1026、和安全模块1028可以与上面相对于图1讨论的控制器104的对应部件基本相同。

在通信设备1090的电源模块1012的情况下，电源模块1012可以至少部分地与图1的电气设备102-1的电源模块102和/或电源140基本相同。如同图1的传感器设备165的传感器一样，通信设备1090的一个或多个传感器1039中的每一个可以测量一个或多个参数。传感器1039的示例是PIR传感器。

同样，在这种情况下，图10示出了收发器1024的一些不同部分。具体地，图10的收发器1024包括RF传输器1066、RF接收器1067和IR接收器1069。RF传输器1066和RF接收器1067可以使用一种或多种通信协议（例如，BLE、超宽带、Zigbee）发送和接收RF通信信号。IR接收器1069可以接收在发送电气设备（例如，电气设备102-1）或传感器设备（例如，传感器设备965）的视线内的IR通信信号。

在一个或多个示例实施例中，相对于当前的系统和方法，使用集成传感器设备或其他电气设备来更有效地定位空间体积中的对象。例如，通过使用与射频信号相组合的IR信号，可以更精确和/或更有效地定位如图4所示的医院房间中的对象、或者如图5所示的制造工厂中的对象。集成传感器设备组合了感测能力（测量一个或多个参数）和可以使用的多种通信协议和/或方法（例如，IR、Zigbee、BLE、超宽带）。在某些情况下，集成传感器设备或其他电气设备可以以多种协议和/或方法进行通信。

利用某些传感器设备，可以同时使用多个传感器（例如，PIR、接近度）来更精确地定位空间体积中的对象。在某些示例实施例中，对象的通信设备可以包括多个接收器（例如，IR接收器、RF接收器），以更准确地确定空间体积内的对象的位置。示例实施例可以用于新系统或现有系统的改型。示例实施例包括新的或更新的软件，使得集成传感器设备或其他电气设备的网络可以更有效地一起工作，以基于从对象的通信设备接收的通信信号的RSSI值和/或其他特性，向网络管理器或系统的类似部件提供位置信息。示例实施例可以提供对象在空间体积中的实时位置。使用本文描述的示例实施例可以改善通信、安全、维护、成本、和操作效率。

因此，受益于前述描述和相关附图中给出的教导，示例实施例所属领域的技术人员将会想到本文阐述的许多修改和其他实施例。因此，应理解，示例实施例不限于所公开的具体实施例，并且修改和其他实施例旨在被包括在本申请的范围内。尽管本文采用了特定的术语，但是它们仅用于一般的和描述性的意义，并且不是为了限制的目的。

Claims (13)

1.一种用于在空间体积中定位对象的系统，包括：

设置在所述空间体积中的所述对象的通信设备（CD），其中所述通信设备包括CD射频（RF）接收器、CD RF传输器、和CD红外（IR）接收器；

设置在所述空间体积中的多个电气设备中的第一电气设备，其中所述第一电气设备包括至少一个第一传感器、第一RF接收器、第一IR传输器、和第一RF传输器，其中所述第一RF传输器广播第一通信信号，其中所述第一IR传输器广播第二通信信号，并且其中所述第一RF接收器响应于由所述CD RF接收器接收的所述第一通信信号和由所述CD IR接收器接收的所述第二通信信号而接收由所述通信设备的CD RF传输器广播的第三通信信号；和

可通信地耦合到所述多个电气设备的控制器，其中所述控制器接收由所述第一电气设备的第一RF传输器发送的第四通信信号，其中所述第四通信信号包括所述对象的第一标识和所述第一电气设备的第二标识，其中所述第四通信信号与由所述第一电气设备的第一RF接收器接收的所述第三通信信号的信号强度相关联。

2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括：

可通信地耦合到所述控制器的网络管理器，其中所述网络管理器从所述控制器接收第五通信信号，其中所述第五通信信号包括所述对象的第一标识和所述第一电气设备的第二标识，其中所述网络管理器基于所述第五通信信号确定所述对象在所述空间体积中的位置。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一电气设备包括集成传感器设备。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一电气设备包括灯具。

5. 根据权利要求1所述的系统，其中所述第三通信信号指示通信设备的CD IR接收器是否接收到第二通信信号。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器确定所述第三通信信号没有被所述第一电气设备接收到。

7.根据权利要求1所述的系统，其中第一通信和第三通信是使用蓝牙低能量传输的，并且其中第四通信是使用Zigbee传输的。

8.根据权利要求1所述的系统，其中第一通信和第三通信是使用超宽带传输的，并且其中第四通信是使用Zigbee传输的。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一RF接收器包括蓝牙低能量接收器和Zigbee传输器。

10. 根据权利要求1所述的系统，其中所述CD RF接收器是蓝牙低能量接收器。

11.根据权利要求1所述的系统，其中所述信号强度包括接收信号强度指示符。

12. 根据权利要求1所述的系统，其中当所述CD IR接收器接收到所述第二通信信号时，所述通信设备广播所述第三通信信号，其中所述第三通信信号包括所述第一电气设备的第二标识。

13. 根据权利要求1所述的系统，其中当所述CD RF接收器接收到所述第一通信信号时、但是当所述CD IR接收器不能接收到所述第二通信信号时，所述通信设备不能广播所述第三通信信号。

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