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Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem mit mehreren Leuchten und mit einer computerbasierten Kontrolleinrichtung. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Straßenbeleuchtungssystem mit mehreren Straßenleuchten und mit einer computerbasierten Kontrolleinrichtung.
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Unter einer Leuchte wird im Rahmen dieser Erfindung eine Leuchteinrichtung verstanden, die der Beleuchtung (Lichtabgabe) dient und die eine Aufnahmevorrichtung für wenigstens ein Leuchtmittel (Lampe) und/oder wenigstens ein fest installiertes Leuchtmittel aufweist.
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Mittels der zum Beleuchtungssystem gehörenden Kontrolleinrichtung können die einzelnen Leuchten oder zu Leuchtengruppen zusammengefasste Leuchten des Beleuchtungssystems zustandsüberwacht werden (bspw. Stromverbrauch, Temperatur, Fehlerdetektion, etc.) und/oder hinsichtlich verschiedener Funktionen gesteuert werden (bspw. Schaltzeiten, Leuchtstärke, Abstrahlcharakteristik, etc.). Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Beleuchtungssystemen ist, dass diese als starre und geschlossene Systeme den zukünftig zu erwartenden Anforderungen nicht mehr gerecht werden können.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein neuartiges Beleuchtungssystem bereitzustellen, dass zumindest einigen der zukünftigen Anforderungen gerecht wird.
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Diese Aufgabe wird durch ein Beleuchtungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die vom Anspruch 1 abhängigen Ansprüche betreffen bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen. Die Lösung der Aufgabe erstreckt sich gemäß dem nebengeordneten Anspruch auch auf eine Leuchte und insbesondere auf eine Straßenleuchte.
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Das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem umfasst:
- – mehrere Leuchten, wenigstens jedoch eine Leuchte,
- – eine computerbasierte Kontrolleinrichtung zur Überwachung und/oder Steuerung der einzelnen Leuchten; und
- – eine funkbasierte Kommunikationseinrichtung zur kabellosen Kommunikation zwischen der Kontrolleinrichtung und den einzelnen Leuchten.
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Die Leuchten des Beleuchtungssystems sind an ein Energieversorgungsnetz angeschlossen und/oder mit einer autarken Energieversorgungseinheit ausgestattet. Mehrere Leuchten können zu einer Leuchtengruppe (bspw. ein kompletter Straßenzug) zusammengefasst sein, die von der Kontrolleinrichtung gemeinsam überwacht und/oder gesteuert werden, was ohne weitere Ausführungen im Rahmen der Erfindung mit umfasst sein soll. Die im Beleuchtungssystem umfassten Leuchten können gleichen Typs oder unterschiedlichen Typs sein (bspw. zur Wahrnehmung unterschiedlicher Beleuchtungsfunktionen). Eine funkbasierte Kommunikationseinrichtung im Sinne der Erfindung ist als Sammelbegriff für eine Vielzahl von Einzeleinrichtungen zu verstehen, die eine draht- bzw. kabellose Kommunikation im Sinne eines bidirektionalen Signal- und/oder Datenaustauschs ermöglichen.
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Durch den Einsatz einer funkbasierten Kommunikationseinrichtung für die Kommunikation zwischen der Kontrolleinrichtung und den einzelnen Leuchten (oder umgekehrt) kann eine sehr flexible Überwachung und/oder Steuerung der einzelnen zum Beleuchtungssystem gehörenden Leuchten erfolgen. Insbesondere wird eine individuelle Überwachung und/oder Steuerung jeder einzelnen Leuchte ermöglicht. Zudem wird in vorteilhafter Weise die zukunftsweisende Möglichkeit geschaffen, jederzeit neue Module und/oder Funktionen in das Beleuchtungssystem zu integrieren, was auf Basis einer kabelgebundenen Kommunikation nicht oder nur mit hohem Aufwand möglich wäre. Ein bedeutender Vorteil der Erfindung ist auch darin zu sehen, dass der bisherige Verkabelungsaufwand entfällt und bestehende Beleuchtungssysteme mit verhältnismäßig geringem Aufwand nachgerüstet werden können.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die funkbasierte Kommunikationseinrichtung dazu ausgebildet ist, nicht nur eine Kommunikation zwischen der Kontrolleinrichtung und den einzelnen Leuchten, sondern auch eine Kommunikation der Leuchten untereinander (d. h. von wenigstens zwei Leuchten untereinander) zu ermöglichen.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass es sich bei der funkbasierten Kommunikationseinrichtung um ein lokales Funknetz (einschließlich der dafür erforderlichen Einzeleinrichtungen) handelt. Ein solches lokales Funknetz ist insbesondere ein WLAN-Netz. Ein wesentlicher Vorteil eines WLAN-Netzes ist, dass es sich bei der zugrunde liegenden WLAN-Technologie um eine bekannte Technologie handelt, die zuverlässig zur Verfügung steht und die genügend Schnittstellen ermöglicht, um weitere Leuchten und/oder Komponenten (Module) in das Beleuchtungssystem zu integrieren. So ist es z. B. auch möglich, sich mit einem mobilen Computer (Laptop) mit einem WLAN-Modul (WLAN-Schnittstelle) vor Ort in das WLAN-Netz des Beleuchtungssystems einzuloggen und Servicearbeiten durchzuführen. Selbstverständlich kann die funkbasierte Kommunikationseinrichtung des erfindungsgemäßen Leuchtensystems auch auf anderen Technologien basieren, wie z. B.: GSM, GPRS, EDGE, UMTS etc.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Kontrolleinrichtung für das Beleuchtungssystem selbst in einer zum Beleuchtungssystem gehörenden Leuchte integriert ist. Ebenso kann gemäß einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen sein, dass mehrere über die funkbasierte Kommunikationseinrichtung miteinander kommunizierende Kontrolleinrichtungen umfasst sind.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass an wenigstens einer Leuchte wenigstens ein Bewegungsmelder umfasst ist, der über die funkbasierte Kommunikationseinrichtung mit der Kontrolleinrichtung kommunizieren kann. Die hierzu erforderlichen Einzeleinrichtungen sollen im Rahmen dieser Weiterbildung mit umfasst sein. Wird z. B. von dem Bewegungsmelder eine Personenbewegung oder Fahrzeugbewegung im Bereich der Leuchte detektiert, so kann von der Kontrolleinrichtung mittels der funkbasierten Kommunikationseinrichtung das Einschalten von einzelnen Leuchten oder die Erhöhung der Leuchtstärke an einzelnen Leuchten veranlasst werden. Ferner können z. B. Zusatzfunktionen von der Kontrolleinrichtung gesteuert werden, wie z. B. das Einschalten von Überwachungskameras oder das Betätigen eines Türöffners. Eine weitere Idee ist die Verwendung des Bewegungsmelders als Verkehrsüberwachung und insbesondere als Verkehrszähler, wobei z. B. eine von der Kontrolleinrichtung ermittelte Fahrzeugzahl pro Zeitabschnitt an eine Verkehrleitstelle weitergeleitet werden kann (z. B. über einen Internetanschluss, wie nachfolgend noch näher ausgeführt).
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass an wenigstens einer Leuchte wenigstens eine Kameraeinrichtung umfasst ist, die über die funkbasierte Kommunikationseinrichtung mit der Kontrolleinrichtung kommunizieren kann. Die hierzu erforderlichen Einzeleinrichtungen sollen im Rahmen dieser Weiterbildung mit umfasst sein. Bei einer solchen Kamera kann es sich z. B. um eine RGB-Kamera oder um eine Infrarot-Kamera handeln. Die Start-Stop-Funktion (und weitere Funktionen wie z. B. eine Zoomfunktion) der Kamera kann über die Kontrolleinrichtung z. B. mit einem Bewegungsmelder gekoppelt sein. Die von der Kamera erfassten Bilddaten können mittels der funkbasierten Kommunikationseinrichtung an die Kontrolleinrichtung gesendet und dort gespeichert und/oder ausgewertet werden. Eine andere Möglichkeit ist, die Bilddaten zunächst lokal zu speichern (bspw. auf einer Speicherkarte) und diese im Bedarfsfall über einen mobilen Computer (Laptop) mit WLAN-Modul oder über einen Internetzugriff (wie nachfolgend noch näher ausgeführt) abzurufen. Bevorzugt kann eine solche Kamera auch zur Verkehrüberwachung eingesetzt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass an wenigstens einer Leuchte wenigstens eine Fotozelle oder ein funktionsgleiches lichtsensitives Messelement umfasst ist, die oder das über die funkbasierte Kommunikationseinrichtung mit der Kontrolleinrichtung kommunizieren kann. Die hierzu erforderlichen Einzeleinrichtungen sollen im Rahmen dieser Weiterbildung mit umfasst sein. Wird von der Fotozelle z. B. eine lokal dunkle Umgebung im Bereich der betreffenden Leuchte erkannt, so kann die Kontrolleinrichtung mittels der funkbasierten Kommunikationseinrichtung das Einschalten oder das Erhöhen der Leuchtstärke (Leuchtkraft) dieser Leuchte veranlassen. Insbesondere ist damit eine durch die Kontrolleinrichtung veranlasste individuelle Ein-Aus-Schaltung und Leuchtstärkeregelung der betreffenden Leuchte möglich. Für eine schnelles An- und Ausschalten sowie für eine schnelle Regelung der Leuchtstärke sind insbesondere Leuchten mit LED-Lampen geeignet.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass an wenigstens einer Leuchte wenigstens ein einstellbarer Reflektor und/oder eine einstellbare Linse (oder dergleichen) umfasst ist, der oder die über die funkbasierte Kommunikationseinrichtung mit der Kontrolleinrichtung kommunizieren kann. Die hierzu erforderlichen Einzeleinrichtungen sollen im Rahmen dieser Weiterbildung mit umfasst sein. Mittels derartiger Einrichtungen (hierzu gehört z. B. auch eine elektromotorisch betriebene Winkelverstellung eines Leuchtenkörpers relativ zu einem Leuchtenmast) kann durch die Kontrolleinrichtung über die funkbasierte Kommunikationseinrichtung eine bestimmte Einstellung des von der betreffenden Leuchte ausgehenden Lichtkegels erfolgen. Eine solche Funktion ist z. B. an Fußgängerübergängen sinnvoll. Sobald ein Fußgänger den Übergang passiert (Detektion z. B. mittels eines in der Leuchte umfassten Bewegungsmelders), wird die Leuchte von einer Randbeleuchtung auf eine vollständige Ausleuchtung des Übergangs umgestellt.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass an wenigstens einer Leuchte wenigstens ein Photovoltaikmodul umfasst ist, das über die funkbasierte Kommunikationseinrichtung mit der Kontrolleinrichtung kommunizieren kann. Die hierzu erforderlichen Einzeleinrichtungen sollen im Rahmen dieser Weiterbildung mit umfasst sein. Mittels des Photovoltaikmoduls kann ein in der Leuchte befindlicher Akkumulator aufgeladen werden, wobei der Ladevorgang und der Entladevorgang durch die Kontrolleinrichtung über die funkbasierte Kommunikationseinrichtung gesteuert werden. Ebenso ist es denkbar, eine Leuchtengruppe aus mehreren Leuchten durch eine große, separat angeordnete Photovoltaikzelle aufzuladen.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass an wenigstens einer Leuchte wenigstens eine Mautüberwachungseinrichtung umfasst ist, die über die funkbasierte Kommunikationseinrichtung mit der Kontrolleinrichtung kommunizieren kann. Die hierzu erforderlichen Einzeleinrichtungen sollen im Rahmen dieser Weiterbildung mit umfasst sein.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass an wenigstens einer Leuchte wenigstens eine Verkehrsüberwachungseinrichtung umfasst ist, die über die funkbasierte Kommunikationseinrichtung mit der Kontrolleinrichtung kommunizieren kann. Die hierzu erforderlichen Einzeleinrichtungen sollen im Rahmen dieser Weiterbildung mit umfasst sein.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Beleuchtungssystem wenigstens eine Schnittstelle zur Anbindung an das Internet umfasst. Die Schnittstelle kann eine kabelgebundene oder kabellose Verbindung des Beleuchtungssystems, insbesondere deren Kontrolleinrichtung, mit dem Internet herstellen. Über die Schnittstelle können Signale und/oder Daten des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems über das Internet weitergeleitet werden (z. B. an einen Computer einer Verkehrleitstelle). Auch ist hierüber eine Ferndiagnose und/oder ein Service des Beleuchtungssystems aus der Ferne (weltweit) möglich. Über eine Internetverbindung können auch mehrere Beleuchtungssysteme miteinander kommunizieren.
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Die Lösung der Aufgabe erstreckt sich ferner auf eine Leuchte, wie insbesondere eine Straßenleuchte, mit einer WLAN-Schnittstelle, zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Figur beispielhaft näher erläutert. Es zeigt:
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1 ein erfindungsgemäßes Beleuchtungssystem in einer schematischen Ansicht.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Beleuchtungssystem, wobei es sich beispielhaft um ein Straßenbeleuchtungssystem handelt, insgesamt mit 100 bezeichnet. Zum Straßenleuchtungssystem 100 gehören mehrere Straßenleuchten 21, 22, 23 und 24, wobei es sich z. B. um die Straßenleuchten eines Straßenzugs handeln kann. Jede der Straßenleuchten 21 bis 24 besteht aus einem Leuchtenkörper 211, 221, 231 und 241 sowie aus einem Leuchtenmast 212, 222, 232 und 242. Die Leuchtenmasten 232 und 242 der beiden Straßenleuchten 23 und 24 sind als gekrümmte Leuchtenmasten ausgeführt. Zum Straßenleuchtungssystem 100 gehört ferner eine computerbasierte Kontrolleinrichtung 10, die zur Überwachung und/oder Steuerung der einzelnen Straßenleuchten 21, 22, 23 und 24 dient. Zu den Überwachungs- und/oder Steuerungsfunktionen gehören z. B. die Erfassung des Stromverbrauchs, die Erfassung der Temperatur, eine Fehlerdetektion, die Vorgabe von Schaltzeiten, die Regelung und/oder Steuerung der Leuchtstärke (Leuchtkraft), eine Regelung und/oder Steuerung der Abstrahlcharakteristik, die Erstellung einer Restlebensdauer-Prognose für ein Leuchtmittel, etc.
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Erfindungsgemäß gehört zum Straßenleuchtungssystem 100 ferner eine funkbasierte Kommunikationseinrichtung zur kabellosen Kommunikation zwischen der Kontrolleinrichtung 10 und den einzelnen Straßenleuchten 21, 22, 23 und 24. Unter einer funkbasierten Kommunikationseinrichtung ist die Gesamtheit aller Einzeleinrichtungen zu verstehen, die einen kabellosen Signal- und/oder Datenaustausch zwischen der Kontrolleinrichtung 10 und den einzelnen Leuchten 21, 22, 23 und 24 ermöglichen. Beispielhaft handelt es sich bei der funkbasierten Kommunikationseinrichtung um ein WLAN-Netz. Dieses WLAN-Netz wird mit einem Router 40 an der Kontrolleinrichtung 10 und einzelnen Clients 41, 42, 43 und 44 an den einzelnen Straßenleuchten 21, 22, 23 und 24 betrieben.
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Zum Straßenleuchtungssystem 100 gehört auch eine Photovoltaikzelle 30, die über ein Erdkabel 35 die Straßenleuchten 21, 22, 23 und 24 mit elektrischer Energie versorgt. Die in der Regel tagsüber in der Photovoltaikzelle 30 erzeugte elektrische Energie muss gegebenenfalls in einem oder mehreren Akkumulatoren gespeichert werden, so dass diese des Nachts zur Verfügung steht. Die Photovoltaikzelle 30 verfügt über einen Client 45 zum Anschluss an das WLAN-Netz und zur Kommunikation mit der Kontrolleinrichtung 10. Ergänzend ist die Straßenleuchte 21 mit einem Photovoltaikmodul 31 ausgestattet, dass gleichfalls über das WLAN-Netz mit der Kontrolleinrichtung 10 kommunizieren kann, bspw. zum Zwecke einer Ladestromregelung.
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An der linken Straßenleuchte 21 und an der rechten Straßenleuchte 24 ist jeweils ein Bewegungsmelder 71 und 74 angeordnet, die über das WLAN-Netz mit der Kontrolleinrichtung 10 kommunizieren können. Die linke Straßenleuchte 21 und die rechte Straßenleuchte 24 befinden sich z. B. an entgegengesetzten Enden derselben Straße. Wird z. B. von einem der Bewegungsmelder 71 oder 74 eine Personenbewegung oder Fahrzeugbewegung im Bereich der Straßenleuchte 21 oder 24 detektiert, so kann von der Kontrolleinrichtung 10 mittels des WLAN-Netzes das Einschalten von einzelnen Straßenleuchten oder von allen Straßenleuchten 21, 22, 23 und 24 und/oder eine Erhöhung der Leuchtstärke an einzelnen Straßenleuchten oder an allen Straßenleuchten 21, 22, 23 und 24 veranlasst werden.
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Die Straßenleuchte 22 ist mit einer RGB-Kamera 82 und die Straßenleuchte 23 ist mit einer Infrarot-Kamera 83 ausgestattet, die z. B. zur Überwachung und insbesondere auch zur Verkehrsüberwachung dienen können. Die Kameras 82 und 83 können über das WLAN-Netz mit der Kontrolleinrichtung 10 kommunizieren und insbesondere auch Bilddaten austauschen.
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Die Straßenleuchte 24 ist mit einer Fotozelle 94 ausgestattet, die über das WLAN-Netz mit der Kontrolleinrichtung 10 kommunizieren kann. Wird von der Fotozelle 94 z. B. eine lokal dunkle Umgebung im Bereich der Straßenleuchte 24 erkannt und der Kontrolleinrichtung 10 mitgeteilt, so kann diese das Einschalten oder das Erhöhen der Leuchtstärke der Straßenleuchte 24 oder aller Straßenleuchten 21, 22, 23 und 24 veranlassen, was über das WLAN-Netzes erfolgt.
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Im Leuchtenkörper 231 der Straßenleuchte 23 ist ein einstellbarer Reflektor 63 angeordnet, der zum Zwecke der Veränderung des Lichtkegels über das WLAN-Netz mit der Kontrolleinrichtung 10 kommunizieren kann.
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An den Straßenleuchten 21, 22, 23 und/oder 24 können ferner Mautüberwachungseinrichtungen und/oder Verkehrsüberwachungseinrichtungen angeordnet sein, die ebenfalls über das WLAN-Netz mit der Kontrolleinrichtung 10 kommunizieren können.
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Sämtliche an den Straßenleuchten 21, 22, 23 und/oder 24 umfasste Zusatzmodule (oder gegebenenfalls auch separat angeordnete Zusatzmodule) die die zuvor erläuterten Zusatzfunktionen oder sonstige Zusatzfunktionen erfüllen, können mittels der Clients 41, 42, 43 und 44 oder mittels eigener Clients mit der Kontrolleinrichtung 10 kommunizieren.
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Die Kontrolleinrichtung 10 ist über eine Schnittstelle 15 mit dem Internet (www) verbunden. Über diese Schnittstelle 15 können Signale und/oder Daten des Beleuchtungssystems 100 über das Internet weitergeleitet oder relevante Signale und/oder Daten aus dem Internet empfangen werden. Eine Internetschnittstelle kann auch an anderer Stelle des Beleuchtungssystems 100 angeordnet sein.
