DE102021109571A1

DE102021109571A1 - Verfahren und System zur Bildung eines Netzwerks von Netzwerkvorrichtungen

Info

Publication number: DE102021109571A1
Application number: DE102021109571.9A
Authority: DE
Inventors: Wuqiang Liao; Yafen ZHANG; Dengpan LIU; Heng Li
Original assignee: Ledvance GmbH
Current assignee: Ledvance GmbH
Priority date: 2020-05-06
Filing date: 2021-04-16
Publication date: 2021-11-11
Also published as: CN113630945A; US20210352495A1; US11711705B2

Abstract

Verfahren und System zum Bilden eines Netzwerks von Netzwerkvorrichtungen, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Vielzahl von Netzwerkvorrichtungen in einer physischen Umgebung, wobei jede der Vielzahl von Netzwerkvorrichtungen durch ein mobiles Netzwerkmodul (2) steuerbar ist, das mit den Netzwerkvorrichtungen verbindbar ist; Bereitstellen (120) einer Netzwerkkonfigurationsvorrichtung (2) mit einer Speichereinheit zum Speichern von Gerätekonfigurationsdaten, Verbinden (130) eines mobilen Netzwerkmoduls (6) mit der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung (2); Auslesen (140) der in der Speichereinheit (3) der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung (2) gespeicherten Gerätekonfigurationsdaten durch das mobile Netzwerkmodul (6); und Verbinden (150) des mobilen Netzwerkmoduls (6) mit einer Netzwerkvorrichtung (60) und Konfigurieren der Netzwerkvorrichtung (60), basierend auf den Gerätekonfigurationsdaten.

Description

Das technische Gebiet der vorliegenden Offenbarung bezieht sich allgemein auf Gerätenetzwerke. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren und ein System zur Bildung eines Gerätenetzwerks.
Es sind Verfahren und Systeme bekannt, die zur Bildung und Verwaltung von Gerätenetzwerken verwendet werden können. Es ist auch bekannt, dass Geräte zu Netzwerken verbunden werden können, die von Computern steuerbar sind.
Darüber hinaus kann es bei der Bildung und dem Betrieb eines Netzwerks notwendig werden, dass Geräte dem Netzwerk beitreten und eine erforderliche Anwendungskonfiguration für den ordnungsgemäßen Betrieb innerhalb des Netzwerks annehmen. Bei großen Netzwerken mit einer großen Anzahl von Netzwerkvorrichtungen kann dies jedoch eine zeitaufwändige und schwierige Aufgabe sein.
Eine Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist es, ein verbessertes Verfahren und System zur Bildung eines Netzwerks bereitzustellen.
Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zur Bildung eines Netzwerks von Netzwerkvorrichtungen, insbesondere Leuchtvorrichtungen, bereitgestellt. Das Verfahren umfasst Bereitstellen einer Mehrzahl von Netzwerkvorrichtungen in einer physischen Umgebung, wobei jede der Mehrzahl der Netzwerkvorrichtungen durch ein an die Netzwerkvorrichtungen anschließbares mobiles Netzwerkmodul steuerbar ist. Im Falle von Leuchtvorrichtungen können die Netzwerkvorrichtungen Lampen, Leuchten, wie z. B. Downlights, Lichtpaneele oder ähnliches umfassen.
Die Light Engines können so konfiguriert sein, dass sie Licht mit mindestens einem einstellbaren Lichtparameter erzeugen, wie z.B. Lichtstrom, Helligkeit, Leuchtdichte und/oder korrelierte Farbtemperatur (CCT).
Das Verfahren umfasst ferner Bereitstellen einer Netzwerkkonfigurationsvorrichtung mit einer Speichereinheit zum Speichern von Vorrichtungskonfigurationsdaten. Insbesondere kann eine Vielzahl von Netzwerkkonfigurationsvorrichtungen zur Bildung des Netzwerks in der physischen Umgebung vorgesehen sein. Die Mehrzahl kann im vorliegenden Zusammenhang zwei oder eine beliebige höhere Anzahl umfassen. Insbesondere können die Netzwerkvorrichtungen und die Netzwerkkonfigurationsvorrichtungen in der physischen Umgebung entsprechend den spezifischen Anforderungen bereitgestellt und angeordnet werden. Bei der physischen Umgebung kann es sich um eine beliebige Umgebung handeln, in der die Netzwerkvorrichtungen angeordnet sein können. Die physische Umgebung kann insbesondere ein Innen- oder Außenbereich von Gebäuden, ein Gebäude, ein Gebäudeteil, eine Produktionshalle, ein Büro oder ein Wohnraum sein.
Das Verfahren umfasst ferner Verbinden eines mobilen Netzwerkmoduls mit der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung und das Auslesen der in der Speichereinheit der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung gespeicherten Gerätekonfigurationsdaten bzw. Vorrichtungskonfigurationsdaten durch das mobile Netzwerkmodul.
Das Verfahren umfasst auch Verbinden des mobilen Netzwerkmoduls mit einer Netzwerkvorrichtung und das Konfigurieren der Netzwerkvorrichtung basierend auf den Gerätekonfigurationsdaten. Insbesondere kann das Verfahren vor dem Verbinden des mobilen Netzwerkmoduls mit der Netzwerkvorrichtung Trennen des mobilen Netzwerkmoduls von den Netzwerkkonfigurationsvorrichtungen und Bringen des mobilen Netzwerkmoduls zu der Netzwerkvorrichtung umfassen.
Das Netzwerk kann ein zentralisiertes oder dezentralisiertes Sicherheitsnetzwerk sein und die Netzwerkkonfigurationsvorrichtung kann ein Koordinator oder ein Trustcenter des Netzwerks sein, der so konfiguriert ist, dass er basierend auf dem anfänglichen Trustcenter-Verbindungsschlüssel einen Netzwerkzugang für die Netzwerkvorrichtungen gewährt. Die Netzwerkkonfigurationsvorrichtung kann ein vorkonfiguriertes Gateway oder ein Netzwerkkoordinator mit einer Speichereinheit zur Speicherung der Gerätekonfigurationsdaten und einer Schnittstelle zur Verbindung mit dem mobilen Netzwerkmodul sein.
Durch die Verwendung des mobilen Netzwerkmoduls kann die Netzwerkvorrichtung basierend auf den Gerätekonfigurationsdaten einfach konfiguriert werden, ohne dass ein zeitaufwändiger Kanalsuchlauf für die Netzwerkverbindung und die Einrichtung von Sicherheitsverbindungen, insbesondere basierend auf dem Austausch von Sicherheitsschlüsseln, für den Beitritt zu einem Netzwerk erforderlich ist. Ferner, wenn mehr als ein Netzwerk in der Umgebung geöffnet ist, kann das Gerät möglicherweise nicht unterscheiden, welches Netzwerk dasjenige ist, dem der Benutzer möchte, dass das Gerät beitritt. Dadurch reduziert sich die Gefahr, dass das Gerät fälschlicherweise einem falschen Netzwerk beitritt, das möglicherweise in der Nähe der Netzwerkvorrichtung verfügbar ist.
Durch Wiederholung dieser Verfahrensschritte für eine Vielzahl von Netzwerkvorrichtungen lassen sich auch große Netzwerke mit einer großen Anzahl von Netzwerkvorrichtungen einfach und schnell einrichten.
Das Konfigurieren der Netzwerkvorrichtung kann derartiges Konfigurieren der Netzwerkvorrichtung umfassen, dass beim Einschalten der Netzwerkvorrichtung die Netzwerkvorrichtung automatisch dem Netzwerk beitritt. Durch die Konfiguration der Netzwerkvorrichtungen für den automatischen Beitritt zum Netzwerk werden die Netzwerkvorrichtungen somit zu „netzwerkfähigen“ Geräten, die sofort nach dem Einschalten ohne weitere Maßnahmen am Netzwerk teilnehmen können.
Das Verfahren kann das Auslesen von Herstellerinformationen des mobilen Netzwerkmoduls durch die Netzwerkkonfigurationsvorrichtung umfassen, während das mobile Netzwerkmodul und die Netzwerkkonfigurationsvorrichtung verbunden sind, um zu verifizieren, dass das mobile Netzwerkmodul ein gültiges mobiles Netzwerkmodul ist, das insbesondere zum Beitritt zum Netzwerk berechtigt ist. Indem anhand der Herstellungsinformationen verifiziert wird, dass das mobile Netzwerkmodul ein gültiges mobiles Netzwerkmodul ist, kann sichergestellt werden, dass das richtige mobile Netzwerkmodul verwendet wird.
Die Gerätekonfigurationsdaten können Netzwerkdaten für die Netzwerkvorrichtungen, insbesondere Netzwerkdaten zur Inbetriebnahme der Netzwerkvorrichtungen, umfassen, die die Netzwerkvorrichtung für den Zugang zum Netzwerk benötigt. Die Netzwerkdaten können insbesondere Daten umfassen, die PAN-ID (Personal Area Network Identifier), Netzwerkkanal, Kurzadresse, Netzwerksicherheitsschlüssel und Koordinator-Adresse darstellen. Basierend auf den Netzwerkdaten kann das Netzwerkvorrichtung konfiguriert werden, um dem Netzwerk sicher beizutreten.
Die Gerätekonfigurationsdaten können Geräteanwendungsdaten umfassen, um die Einstellungen des mobilen Netzwerkmoduls in Übereinstimmung mit der beabsichtigten Anwendung oder dem Betriebsmodus der Netzwerkvorrichtung zu bringen. Zu den Geräteanwendungsdaten können gehören: Gerätenummer, Gerätename, Standort, insbesondere Innenraumstandort, Koordinaten, Gruppe, Szene, Ein/Aus, Pegel, CCT, etc. So kann das Netzwerkvorrichtung nach dem Einschalten der Netzwerkvorrichtung nicht nur automatisch dem Netzwerk beitreten, sondern auch den Betrieb gemäß dem vorgesehenen Betriebsregime aufnehmen, ohne dass die Einstellungen des Geräts manuell angepasst werden müssen.
Das Verfahren kann die Bereitstellung der Inbetriebnahmedaten an die Netzwerkkonfigurationsvorrichtung durch Eingabe der Inbetriebnahmedaten in eine Benutzerschnittstelle (UI, User Interface), insbesondere in ein Inbetriebnahme-UI, umfassen. So kann der Benutzer die Inbetriebnahmedaten definieren oder modifizieren, um einen unbefugten Zugriff auf das Netzwerk zu verhindern.
Das Verfahren kann das Erzeugen der Gerätekonfigurationsdaten zum Speichern in der Speichereinheit der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung auf der Grundlage des Layouts der physischen Umgebung, z. B. des Grundrisses, umfassen. Auf diese Weise können die Netzwerkvorrichtungen in Übereinstimmung mit dem Layout oder dem Grundriss der physischen Umgebung konfiguriert werden.
Das mobile Netzwerkmodul kann eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle umfassen, und das Verfahren kann ferner Empfangen von Steuersignalen über die drahtlose Kommunikationsschnittstelle zur Steuerung der Netzwerkvorrichtungen umfassen. Die drahtlose Kommunikationsschnittstelle kann eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle sein, die auf einem Standard-Kommunikationsprotokoll basiert, insbesondere eine Zigbee-Schnittstelle (eingetragene Marke) oder WiFi-Standard (eingetragene Marke). Die Zigbee ®- und WiFi ®-Schnittstellen sind einfach verfügbare Schnittstellen und bieten eine zuverlässige Kommunikationsschnittstelle für Netzwerkvorrichtungen.
Das Verfahren kann ferner Berechnen von Geräteanwendungsdaten zum Speichern in der Speichereinheit der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung umfassen. Insbesondere kann das Verfahren Bereitstellen von physischen Umgebungsdaten und eines Modells der physischen Umgebung, basierend auf den physischen Umgebungsdaten, umfassen. Im Falle von Leuchtvorrichtungen kann das Verfahren ferner Bereitstellen eines Lichtdesign-Layouts umfassen, insbesondere basierend auf der Anordnung der Leuchtvorrichtungen in der physischen Umgebung und dem Modell der physischen Umgebung. Das Verfahren kann auch Bereitstellen von Informationen zu den Beleuchtungseinstellungen und das Berechnen von Vorrichtungskonfigurationsdaten basierend auf dem Lichtdesign-Layout und den Informationen zu den Beleuchtungseinstellungen umfassen. Auf diese Weise können die Einstellungen der Leuchtvorrichtungen in Übereinstimmung mit der spezifischen physischen Umgebung und dem spezifischen Lichtdesign-Layout gebracht werden.
Das Verfahren kann ferner die Visualisierung der aktuellen Beleuchtungszustände der physischen Umgebung auf einer Benutzerschnittstelle umfassen, die die Leuchtvorrichtungen anzeigt, z. B. als anklickbare Icons oder Symbole, die auf einem Touchscreen der Benutzerschnittstelle bzw. Benutzeroberfläche angezeigt werden, und den Status jeder Leuchtvorrichtung, der als Pop-up-Liste beim Anklicken der jeweiligen Leuchtvorrichtung mit Einstellungen und Arbeitsparametern auf dem Hintergrund der physischen Umgebung oder des Raumplans erscheinen kann.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein mobiles Netzwerkmodul bereitgestellt. Das mobile Netzwerkmodul umfasst einen Prozessor, eine Speichereinheit, die zum Speichern von Gerätekonfigurationsdaten konfiguriert ist und vom Prozessor ausführbare Anweisungen. Das mobile Netzwerkmodul umfasst ferner eine Verbindungsschnittstelle, die so konfiguriert ist, dass sie das mobile Netzwerkmodul mit einer Netzwerkkonfigurationsvorrichtung zum Empfangen von Gerätekonfigurationsdaten, die in einer Speichereinheit der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung gespeichert sind, verbindet, wobei die Verbindungsschnittstelle ferner so konfiguriert ist, dass sie das mobile Netzwerkmodul mit einem Netzwerkmodul einer Netzwerkvorrichtung, insbesondere einem Beleuchtungsmodul einer Leuchtvorrichtung, verbindet, wobei die vom Prozessor ausführbaren Anweisungen Anweisungen zum Konfigurieren der Netzwerkvorrichtung basierend auf den von der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung empfangenen Gerätekonfigurationsdaten umfassen. Durch die Konfiguration der Netzwerkvorrichtungen für den automatischen Beitritt zum Netzwerk werden die Netzwerkvorrichtungen zu netzwerkfähigen Geräten, die in der Lage sind, dem Netzwerk sofort nach dem Einschalten der Stromversorgung ohne zusätzliche Maßnahmen beizutreten.
Die Verbindungsschnittstelle kann insbesondere aus einer oder mehreren standardisierten Steckverbindungsschnittstellen bestehen, wie z. B. USB (Universal Serial Bus) oder UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter). USB- und UART-Schnittstellen sind leicht verfügbare serielle Standardschnittstellen, die sich für die zuverlässige Übertragung von Gerätekonfigurationsdaten eignen.
Das mobile Netzwerkmodul kann eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle enthalten, die so konfiguriert ist, dass sie Netzwerkkommunikation herstellt und Signale zur Steuerung der Leuchtvorrichtungen empfängt. Die drahtlose Kommunikationsschnittstelle kann eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle sein, die auf einem Standardkommunikationsprotokoll basiert.
In einigen Ausführungsformen ist das mobile Netzwerkmodul als mobiles Zigbee-Modul (eingetragene Marke) konfiguriert, mit einer drahtlosen Kommunikationsschnittstelle, die als Zigbee ®-Schnittstelle konfiguriert ist.
Das mobile Netzwerkmodul kann eine Lichtsteuerschnittstelle, insbesondere mit einer Anzahl unabhängiger Steuerkanäle, zur Steuerung von Leuchtvorrichtungen aufweisen. In einigen Ausführungsformen umfasst das mobile Netzwerkmodul vier Steuerkanäle zur Steuerung von Leuchtvorrichtungen, insbesondere von steuerbaren Light Engines der Leuchtvorrichtungen. In einigen Ausführungsformen umfassen die Steuerkanäle drei Farbkanäle R, G und B, die für die Grundfarben Rot, Grün und Blau stehen, sowie einen Kanal W zur Steuerung des Intensitätsniveaus des von der Light Engine erzeugten weißen Lichts. Insbesondere können die Steuerkanäle R, G, B und W als PWM (Pulsweitenmodulation)-Steuersignalkanäle zur PWM-basierten Ansteuerung von farb- und helligkeitssteuerbaren Light Engines von Lichtgeräten konfiguriert sein. Über die R-, G-, B- und W-Kanäle kann eine vollständige Farb- und Intensitätssteuerung der Light Engines erreicht werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein System zur Bildung eines Netzwerks, insbesondere eines Beleuchtungsnetzwerks, mit einer Vielzahl von Netzwerkvorrichtungen, insbesondere Leuchtvorrichtungen, bereitgestellt. Das System umfasst eine Netzwerkkonfigurationsvorrichtung mit einer Speichereinheit zum Speichern von Gerätekonfigurationsdaten und einer Verbindungsschnittstelle, die konfiguriert ist, die Netzwerkkonfigurationsvorrichtung mit einem mobilen Netzwerkmodul einer Netzwerkvorrichtung zu verbinden, um die Netzwerkvorrichtung basierend auf den in der Speichereinheit der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung gespeicherten Gerätekonfigurationsdaten zu konfigurieren. Das System ermöglicht die Konfiguration von Netzwerkvorrichtungen auf der Grundlage der Gerätekonfigurationsdaten, ohne dass ein zeitaufwändiger Kanalsuchlauf für die Netzwerkzuordnung und den Aufbau von Sicherheitsverbindungen erforderlich ist.
Das System kann eine Recheneinheit mit einem Prozessor und einer Speichereinheit umfassen, die konfiguriert ist, um physische Umgebungsdaten, Lichtdesign-Layoutdaten und Lichteinstellungsdaten zu speichern. Die Speichereinheit kann ferner so konfiguriert sein, dass sie Anweisungen speichert, die vom Prozessor gelesen werden können, um Gerätekonfigurationsdaten zur Konfiguration von Leuchtvorrichtungen zu berechnen, die auf den physischen Umgebungsdaten, den Lichtdesign-Layoutdaten und den Lichteinstellungsdaten basieren.
Das System kann ferner eine Benutzerschnittstelle (UI) umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie Benutzereingaben zum Eingeben und/oder Modifizieren der physischen Umgebungsdaten, Lichtdesign-Layoutdaten und/oder Lichteinstellungsdaten empfängt. Durch die Eingabe und/oder Modifizierung der physischen Umgebungsdaten, der Lichtdesign-Layoutdaten und/oder der Beleuchtungseinstellungsdaten kann das Beleuchtungssystem so programmiert werden, dass die Leuchtvorrichtungen so konfiguriert werden können, dass das gewünschte Lichtszenario in jeder physischen Umgebung erreicht wird.
Das System kann außerdem eine Benutzerschnittstelle (UI) umfassen, um den tatsächlichen Lichtstatus auf dem Hintergrund des Lichtdesign-Layouts anzuzeigen. Die Benutzerschnittstelle kann eine interaktive Benutzerschnittstelle umfassen, die so konfiguriert ist, dass die Netzwerkvorrichtungen durch Auswahl entsprechender Symbole auf der UI gesteuert werden können. Insbesondere können in einigen Ausführungsformen die Symbole zur manuellen Steuerung der entsprechenden Netzwerkvorrichtungen aktiviert werden, so dass eine besonders benutzerfreundliche Steuerungsoberfläche bereitgestellt wird. So kann der Benutzer den Status jeder Leuchtvorrichtung überprüfen, eingreifen, Maßnahmen ergreifen und eine volle Kontrolle über die Leuchtvorrichtungen vollständig haben.
Die Benutzerschnittstelle kann außerdem so konfiguriert sein, dass sie Diagnoseparameter anzeigt, die den Betriebszustand der Netzwerkvorrichtungen angeben. Insbesondere kann die Benutzerschnittstelle so konfiguriert sein, dass sie ein Dashboard mit Diagnoseparametern und/oder Netzwerkstatusinformationen anzeigt. Die Netzwerkstatusinformationen können Statusinformationen einzelner Netzwerkvorrichtungen und/oder globale Statusinformationen in Bezug auf das Netzwerk als Ganzes umfassen. Insbesondere können die Statusinformationen Funktionsstatusinformationen des Netzwerks umfassen. Der Funktionsstatus kann das Verhältnis der Anzahl der funktionierenden oder nicht funktionierenden Netzwerkvorrichtungen zur Gesamtzahl der Netzwerkvorrichtungen umfassen. Im Falle von Leuchtvorrichtungen können die Funktionsstatusinformationen der Netzwerkvorrichtungen den „Ein/Aus“-Status, die Helligkeit, die Farbtemperatur usw. umfassen. Die Benutzerschnittstelle kann so konfiguriert sein, dass sie ein Dashboard anzeigt, das den Energieverbrauch der Netzwerkvorrichtungen, die Zusammenfassung des Energieverbrauchs eines Raums oder Bereichs anzeigt. Die Benutzerschnittstelle kann so konfiguriert sein, dass sie ein Dashboard anzeigt, das die verbleibende Lebensdauer der Netzwerkvorrichtungen anzeigt. Die Benutzeroberfläche kann so konfiguriert sein, dass sie ein Dashboard anzeigt, das Daten zur vorausschauenden Wartung anzeigt.
In einigen Ausführungsformen umfasst das System auch eine oder mehrere Positionierungsbasen, die in der physischen Umgebung eingesetzt werden können und so konfiguriert sind, dass sie drahtlos mit dem Positionsmarker des Ortungsgeräts kommunizieren, um Positionierungsdaten bereitzustellen. Die Positionierungsbasen, die an bekannten Positionen in der physischen Umgebung positioniert sind, können ein Referenzsystem für die Bestimmung der tatsächlichen Standorte der Leuchtvorrichtungen und der Gateways bereitstellen.
Die Erfassung der Positionsdaten mit dem Ortungsgerät kann auf der Ultrabreitband (UWB)-Positionierungstechnologie basieren. Die UWB-Technologie ermöglicht eine energieeffiziente und genaue Bestimmung der Geräteposition. Mit der UWB-Technologie ist eine hochpräzise Bestimmung der Positionen der Netzwerkvorrichtungen möglich. In einigen Ausführungsformen beträgt die räumliche Auflösung bzw. die Abweichung bei der Positionsbestimmung weniger als 50 cm. Diese Genauigkeit ist für viele Anwendungen ausreichend. Für die Erfassung der Positionsdaten können auch andere Technologien, wie Bluetooth 5 (eingetragene Marke) und WiFi (eingetragene Marke), verwendet werden. Diese Technologien sind gut standardisiert und für Positionierungszwecke leicht verfügbar.
In der folgenden Beschreibung werden Details bereitgestellt, um die Ausführungsformen der vorliegenden Spezifikation zu beschreiben. Für den Fachmann ist es jedoch offensichtlich, dass die Ausführungsformen auch ohne solche Details ausgeführt werden können.
Einige Teile der Ausführungsformen haben ähnliche Teile. Die ähnlichen Teile können gleiche Namen oder ähnliche Teilenummern haben. Die Beschreibung eines Teils gilt durch Bezugnahme auf ein anderes, ähnliches Teil, wo dies angemessen ist, wodurch die Wiederholung von Text reduziert wird, ohne die Offenbarung einzuschränken.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Systems zur Bildung eines Netzwerks von Leuchtvorrichtungen gemäß einer Ausführungsform,
2 zeigt eine Anschlussbelegung eines mobilen Netzwerkmoduls 6 gemäß einer Ausführungsform,
3 zeigt schematisch ein Beispiel für eine physische Umgebung mit installierten Leuchtvorrichtungen gemäß einer Ausführungsform, und
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Bildung eines Netzwerks von Leuchtvorrichtungen gemäß einer Ausführungsform.

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Beleuchtungssystems zur Bildung eines Netzwerks gemäß einer Ausführungsform. Das Beleuchtungssystem 1 umfasst eine Netzwerkkonfigurationsvorrichtung 2 mit einer Speichereinheit 3 zum Speichern von Gerätekonfigurationsdaten und einer Verbindungsschnittstelle 4 zum Verbinden der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung 2 mit einem mobilen Netzwerkmodul 6 einer Leuchtvorrichtung, so dass das mobile Netzwerkmodul auf der Basis der in der Speichereinheit 3 der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung 2 gespeicherten Gerätekonfigurationsdaten konfiguriert werden kann. Das System 1 von 1 umfasst auch eine Recheneinheit 5 oder einen Server mit einem Prozessor (nicht dargestellt) und einer Speichereinheit (nicht dargestellt), die konfiguriert ist, um physische Umgebungsdaten zu speichern, insbesondere Daten, die das Layout oder den Grundriss der Umgebung darstellen, in der das Beleuchtungsnetzwerk eingesetzt werden soll. Die Speichereinheit kann ferner so konfiguriert sein, dass sie Lichtdesign-Layoutdaten sowie Lichteinstellungsdaten und Anweisungen speichert, die vom Prozessor ausgeführt werden können, um Gerätekonfigurationsdaten zum Konfigurieren von Leuchtvorrichtungen auf der Grundlage der physischen Umgebungsdaten, der Lichtdesign-Layoutdaten und/oder der Lichteinstellungsdaten zu berechnen. 1 zeigt auch ein mobiles Netzwerkmodul 6, das eine Speichereinheit 7 zum Speichern von Gerätekonfigurationsdaten, einen Prozessor 8, eine Verbindungsschnittstelle 9, eine Lichtsteuerschnittstelle 10 zum Steuern einer Leuchtvorrichtung und eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle 11 umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie eine Netzwerkkommunikation herstellt und Signale zum Steuern der Leuchtvorrichtungen empfängt.
2 zeigt eine Anschlussbelegung eines mobilen Netzwerkmoduls 6 gemäß einer Ausführungsform. In der Ausführungsform von 2 ist das mobile Netzwerkmodul 6 zur Steuerung einer farbsteuerbaren Leuchtvorrichtung konfiguriert. Insbesondere sind in 2 vier Steuerpins bzw. Steuerkanäle R, B, G und W der Steuerschnittstelle 10 des mobilen Netzwerkmoduls 6 zur Steuerung einer Leuchtvorrichtung dargestellt. Die vier Steuerkanäle sind insbesondere als PWM (Pulsweitenmodulation)-Steuersignalkanäle zur PWM-basierten Ansteuerung von farb- und helligkeitssteuerbaren Light Engines von Leuchtvorrichtungen ausgebildet. 2 zeigt auch zwei Datenpins, UART_TX und UART_RX, zum Senden und Empfangen von Daten beim Anschluss an eine Netzwerkkonfigurationsvorrichtung 2 oder an ein Leuchtvorrichtung. 2 zeigt auch zwei Stromversorgungspins VCC und GND, für die Stromversorgung des mobilen Netzwerkmoduls 6.
Während das mobile Netzwerkmodul 6 mit einem Netzwerkkonfigurationsvorrichtung 2 bzw. Gateway oder Netzwerkkoordinator verbunden ist, können die Pins VCC, GND, UART_TX und UART_RX verwendet werden, so dass das mobile Netzwerkmodul 6 über die Pins VCC und GND mit Strom versorgt werden kann, während über die Pins UART_TX und UART_RX Daten mit dem Netzwerkkonfigurationsvorrichtung 2 ausgetauscht werden können. Insbesondere können die in der Speichereinheit 3 der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung 2 gespeicherten Gerätekonfigurationsdaten über den Pin UART_RX empfangen werden, und Daten, die von der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung 2 benötigt werden können, wie z. B. Fertigungsinformationsdaten, können an die Netzwerkkonfigurationsvorrichtung 2 gesendet werden.
Während das mobile Netzwerkmodul 6 mit einer Leuchtvorrichtung verbunden ist, können die Pins VCC, GND, UART_TX, UART_RX, R_PWM, G_PWM, B_PWM, W_PWM verwendet werden, so dass das mobile Netzwerkmodul 6 über die Pins VCC und GND mit Strom versorgt werden kann, während Steuersignale an die Leuchtvorrichtungen über die Steuerpins R, G, B, W gesendet werden und Daten mit den Leuchtvorrichtungen über die Pins UART_TX und UART_RX ausgetauscht werden können.
3 zeigt schematisch ein Beispiel für eine physische Umgebung mit installierten Leuchtvorrichtungen gemäß einer Ausführungsform. In dem Beispiel von 3 ist die physische Umgebung 50 eine Bürolandschaft, mit einem offenen Bürobereich 51 sowie einer Anzahl kleinerer Räume 52, Aufzugsschächten 53 und Treppenhäusern 54. 3 zeigt auch verschiedene Arten von Leuchtvorrichtungen 60, darunter Downlights (kleine Kreise) und Lichtpaneele (Rechtecke) unterschiedlicher Form. Es ist zu erwähnen, dass die vorliegenden Prinzipien nicht auf Bürolandschaften beschränkt sind und grundsätzlich auf jede Art von physischer Umgebung anwendbar sind. Die Bürolandschaft in 3 zeigt, dass auch komplexe Beleuchtungsnetzwerke mit vielen verschiedenen Leuchtvorrichtungen einfach zu einem funktionalen Netzwerk verbunden werden können, indem die Leuchtvorrichtungen mit Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens und Systems konfiguriert werden.
4 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Bildung eines Netzwerks von Leuchtvorrichtungen gemäß einer Ausführungsform. Das Verfahren 100 ermöglicht insbesondere die Bildung eines Netzwerks von steuerbaren Leuchtvorrichtungen. In Schritt 110 wird eine Mehrzahl von Netzwerkvorrichtungen, insbesondere steuerbare Leuchtvorrichtungen 60, in einer physischen Umgebung 50 bereitgestellt. Jede der Mehrzahl von Leuchtvorrichtungen 60 ist durch ein mit den Leuchtvorrichtungen 60 verbindbares mobiles Netzwerkmodul 6 gemäß einer der oben beschriebenen Ausführungsformen steuerbar. In Schritt 120 wird ein Netzwerkkonfigurationsvorrichtung 2 mit einer Speichereinheit 3 zum Speichern von Gerätekonfigurationsdaten bereitgestellt. Weiterhin wird in Schritt 130 ein mobiles Netzwerkmodul 6 mit der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung 2 verbunden. In Schritt 140 liest das mobile Netzwerkmodul 6 die Gerätekonfigurationsdaten aus der Speichereinheit 3 der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung 2 aus.
In Schritt 150 wird das mobile Netzwerkmodul 6 mit einer Leuchtvorrichtung verbunden und die Beleuchtung wird basierend auf den in der Speichereinheit 3 der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung 2 gespeicherten Gerätekonfigurationsdaten konfiguriert.
Durch die Verwendung des mobilen Netzwerkmoduls 6 kann die Leuchtvorrichtung auf einfache Weise, insbesondere ohne zeitaufwändigen Kanalscan, Netzwerkassoziation und Aufbau von Sicherheitsverbindungen, insbesondere auf Basis von Security-Key-Exchange, für den Beitritt zu einem Netzwerk, basierend auf den Gerätekonfigurationsdaten konfiguriert werden. Das Konfigurieren der Leuchtvorrichtung kann insbesondere umfassen, die Leuchtvorrichtung so zu konfigurieren, dass beim Einschalten der Leuchtvorrichtung die Leuchtvorrichtung automatisch dem Netzwerk beitritt. Durch die Konfiguration der Netzwerkvorrichtungen für den automatischen Beitritt zum Netzwerk werden die Netzwerkvorrichtungen somit zu „netzwerkfähigen“ Geräten, die sofort nach dem Einschalten ohne weitere Aktion dem Netzwerk beitreten können.
Nach dem Verbinden des mobilen Netzwerkmoduls 6 mit dem Netzwerkkonfigurationsvorrichtung 2 in Schritt 130 kann das Netzwerkkonfigurationsvorrichtung 2 Herstellerinformationsdaten des mobilen Netzwerkmoduls 6 auslesen, um zu überprüfen, ob das mobile Netzwerkmodul 6 ein gültiges mobiles Netzwerkmodul 6 ist, das zum Auslesen der Gerätekonfigurationsdaten berechtigt ist.
Das Verfahren kann ferner Bereitstellen, insbesondere Abrufen aus einer Datenbank oder Berechnen, von Gerätekonfigurationsdaten zum Speichern in der Speichereinheit 3 der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung 2 umfassen.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Bereitstellen der Gerätekonfigurationsdaten das Bereitstellen von physischen Umgebungsdaten. Das Bereitstellen der Gerätekonfigurationsdaten kann ferner Bereitstellen eines Modells der physischen Umgebung auf der Grundlage der physischen Umgebungsdaten umfassen. Das Verfahren kann ferner Bereitstellen eines Lichtdesign-Layouts und die Zuordnung der Leuchtvorrichtungen zu dem Modell der physischen Umgebung auf der Grundlage der physischen Umgebungsdaten und des Lichtdesign-Layouts umfassen. Das Modell der physischen Umgebung kann auf Umgebungsdaten basieren, aus denen ein zweidimensionales (2D) oder dreidimensionales (3D) Modell der physischen Umgebung erstellt werden kann. Das Modell kann ferner ein 3D-Modell sein, das auf der Grundlage eines 2D-Modells oder Grundrisses der physischen Umgebung konstruiert worden ist.
Das Verfahren 100 kann weiterhin die Visualisierung des aktuellen Zustands der Beleuchtung der physischen Umgebung auf einer Benutzerschnittstelle umfassen, die die Leuchtvorrichtungen 60 (z. B. als Icons) und den Status jeder Leuchtvorrichtung (z. B. als Pop-up) auf dem Hintergrund der physischen Umgebung 50 oder des Raumplans anzeigt. Die Zuordnung der Netzwerkvorrichtungen zum Modell der physischen Umgebung kann die Identifikation und Steuerung der Netzwerkvorrichtungen erleichtern, indem sie einen Überblick über die Gerätepositionen in der physischen Umgebung bietet. Das Verfahren kann das Erstellen und/oder Aktualisieren einer Mapping-Tabelle mit den Geräteinformationsdaten und den Positionsdaten der Leuchtvorrichtungen umfassen, so dass die Mapping-Tabelle die aktuellen Positionen der einzelnen Leuchtvorrichtungen in der physischen Umgebung wiedergibt.
Die Visualisierung der Leuchtvorrichtungen auf dem Hintergrund der physischen Umgebung kann einen klaren Überblick über die Standorte und den Status der Leuchtvorrichtungen in der physischen Umgebung geben. In einigen Ausführungsformen können ein oder mehrere Lichtparameter der Leuchtvorrichtungen, wie z. B. Lichtstrom, Helligkeit, Leuchtdichte und/oder korrelierte Farbtemperatur (CCT), so eingestellt oder angeglichen werden, dass eine gewünschte Ausleuchtung der physischen Umgebung erreicht wird.
Die Gerätekonfigurationsdaten können Netzwerkdaten, insbesondere Netzwerkinbetriebnahme-Daten, umfassen, die das Netzwerkvorrichtung für den Zugriff auf das Netzwerk benötigt. Die Netzwerkdaten können insbesondere Daten umfassen, die PAN-ID (Personal Area Network Identifier), Netzwerkkanal, Kurzadresse, Netzwerksicherheitsschlüssel und Koordinator-Adresse darstellen. Basierend auf den Netzwerkdaten kann das Netzwerkvorrichtung so konfiguriert werden, dass es dem Netzwerk sicher beitritt.
Die Gerätekonfigurationsdaten können ferner Geräteapplikationsdaten umfassen, um die Einstellungen des mobilen Netzwerkmoduls 6 mit der vorgesehenen Anwendung der Leuchtvorrichtung in Einklang zu bringen. Die Geräteapplikationsdaten können die Gerätenummer, den Gerätenamen, den Standort, insbesondere die Koordinaten relativ zur physischen Umgebung als Bezugsrahmen, die Gruppe, die Szene, den Ein-/Aus-Zustand, den Pegel, die CCT, etc. umfassen. So kann das Netzwerkvorrichtung nach dem Einschalten nicht nur automatisch dem Netzwerk beitreten, sondern auch den Betrieb gemäß dem vorgesehenen Betriebsregime aufnehmen, ohne dass die Einstellungen des Geräts manuell angepasst werden müssen.
In einigen Ausführungsformen, insbesondere bei großen physischen Umgebungen, wie z. B. Bürolandschaften oder Produktionshallen, kann das System 1 auch ein oder mehrere Gateways oder Kommunikationsknoten umfassen. Insbesondere können die Gateways so konfiguriert sein, dass sie die von einem Computer-Server empfangenen Steuersignale an die einzelnen Leuchtvorrichtungen weiterleiten. In einigen Ausführungsformen können die Gateways zum drahtlosen Übertragen der Steuersignale an die einzelnen Leuchtvorrichtungen 60 konfiguriert sein.
In einigen Ausführungsformen kann das mobile Netzwerkmodul 6 weitere Komponenten zur Realisierung von intelligenten professionellen Systemen umfassen. Darüber hinaus sind die oben beschriebenen Prinzipien nicht nur auf Beleuchtungsnetzwerke beschränkt. Es sollte erkannt werden, dass die Netzwerkvorrichtungen jede Art von vernetzbaren Geräten sein können, die gemäß den oben beschriebenen Prinzipien konfigurierbar sind. Anstelle oder zusätzlich zu Leuchtvorrichtungen oder anderen Arten von Netzwerkvorrichtungen kann das oben beschriebene Verfahren insbesondere für Sensoren implementiert werden, wodurch ein Sensor zu einem intelligenten Sensor wird. Insbesondere kann der Sensor nach der Konfiguration des mobilen Netzwerkmoduls und nach dem Einstecken in den Sensor dem Netzwerk beitreten und nach Regeln arbeiten, die das System für das spezifische mobile Netzwerkmodul konfiguriert hat.
Obwohl in der vorangegangenen detaillierten Beschreibung mindestens eine beispielhafte Ausführungsform vorgestellt wurde, sollte man sich darüber im Klaren sein, dass es eine große Anzahl von Variationen gibt. Es sollte auch gewürdigt werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht dazu gedacht sind, den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Offenbarung in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr soll die vorstehende ausführliche Beschreibung dem Fachmann einen praktischen Leitfaden für die Umsetzung der beispielhaften Ausführungsform oder der beispielhaften Ausführungsformen an die Hand geben.
Bezugszeichenliste

1: System
2: Netzwerkkonfigurationsvorrichtung
3: Speichereinheit
4: Verbindungsschnittstelle
5: Recheneinheit
6: mobiles Netzwerkmodul
7: Speichereinheit
8: Prozessor
9: Verbindungsschnittstelle
10: Lichtsteuerschnittstelle
11: drahtlose Kommunikationsschnittstelle
50: physische Umgebung
51: Großraumbüro
52: Raum
53: Aufzugsschacht
54: Treppenhaus
60: Leuchtvorrichtung
100: Verfahren
110: Verfahrensschritt
120: Verfahrensschritt
130: Verfahrensschritt
140: Verfahrensschritt
150: Methodenschritt
R, G, B, W: Steuerpins
Vcc GND: Stromversorgungspins
UART TX: Daten-Pin
UART_RX: Daten-Pin

Claims

Verfahren (100) zum Bilden eines Netzwerks von Netzwerkvorrichtungen, wobei das Verfahren umfasst: - Bereitstellen (110) einer Vielzahl von Netzwerkvorrichtungen in einer physischen Umgebung, wobei jede der Vielzahl der Netzwerkvorrichtungen durch ein an die Netzwerkvorrichtungen (60) anschließbares mobiles Netzwerkmodul (6) steuerbar ist, - Bereitstellen (120) einer Netzwerkkonfigurationsvorrichtung (2) mit einer Speichereinheit (3) zum Speichern von Gerätekonfigurationsdaten, - Verbinden (130) eines mobilen Netzwerkmoduls (6) mit der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung (2); - Auslesen (140) der in der Speichereinheit (3) der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung (2) gespeicherten Gerätekonfigurationsdaten durch das mobile Netzwerkmodul (6); und - Verbinden (150) des mobilen Netzwerkmoduls (6) mit einer Netzwerkvorrichtung (60) und Konfigurieren der Netzwerkvorrichtung (60) basierend auf den Gerätekonfigurationsdaten.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Konfigurieren der Netzwerkvorrichtung (60) derartiges Konfigurieren der Netzwerkvorrichtung (60) umfasst, dass beim Einschalten der Netzwerkvorrichtung (60) die Netzwerkvorrichtung (60) automatisch dem Netzwerk beitritt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verfahren ferner das Auslesen von Herstellerinformationsdaten des mobilen Netzwerkmoduls (6) durch die Netzwerkkonfigurationsvorrichtung (2) umfasst, während das mobile Netzwerkmodul (6) und die Netzwerkkonfigurationsvorrichtung (2) verbunden sind, um zu überprüfen, ob das mobile Netzwerkmodul (6) ein gültiges mobiles Netzwerkmodul (6) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Gerätekonfigurationsdaten Netzwerkdaten für die Netzwerkvorrichtungen (60) zum Zugriff auf das Netzwerk umfassen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Gerätekonfigurationsdaten Geräteapplikationsdaten umfassen, um die Einstellungen des mobilen Netzwerkmoduls (6) in Übereinstimmung mit der beabsichtigten Anwendung der Netzwerkvorrichtung (60) zu bringen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mobile Netzwerkmodul (6) eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle (11) umfasst, und wobei das Verfahren ferner Empfangen von Steuersignalen über die drahtlose Kommunikationsschnittstelle (11) zum Steuern der Netzwerkvorrichtung umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren weiterhin umfasst: - Bereitstellen von physischen Umgebungsdaten; - Bereitstellen eines Modells der physischen Umgebung (50) basierend auf den physischen Umgebungsdaten; - Bereitstellen eines Lichtdesign-Layouts; - Bereitstellen von Lichteinstellungsinformationen; und - Berechnen von Gerätekonfigurationsdaten basierend auf dem Lichtdesign-Layout und den Lichteinstellungsdaten.
Ein mobiles Netzwerkmodul zum Steuern einer Netzwerkvorrichtung, wobei das mobile Netzwerkmodul (6) umfasst: - einen Prozessor (8), eine Speichereinheit (7) zum Speichern von Gerätekonfigurationsdaten und maschinenlesbare Codes, die durch den Prozessor (8) ausführbar sind, - eine Verbindungsschnittstelle (9) zum Verbinden desmobilen Netzwerkmoduls (6) mit einer Netzwerkkonfigurationsvorrichtung (2), wobei die Verbindungsschnittstelle dazu konfiguriert ist, Gerätekonfigurationsdaten zu empfangen, die in einer Speichereinheit (3) der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung gespeichert sind, wobei die Verbindungsschnittstelle (9) ferner zum Verbinden des mobilen Netzwerkmoduls mit einem Netzwerkmodul einer Netzwerkvorrichtung konfiguriert ist, wobei die vom Prozessor (8) ausführbaren Befehle Befehle zum Konfigurieren der Netzwerkvorrichtung (60) auf der Basis der von der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung (2) empfangenen Gerätekonfigurationsdaten umfassen.
Mobiles Netzwerkmodul nach Anspruch 8, wobei das mobile Netzwerkmodul (6) eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle zum Herstellen einer Netzwerkverbindung und zum Empfangen von Steueranweisungen zum Steuern von Netzwerkvorrichtungen (60) umfasst.
Mobiles Netzwerkmodul nach einem der Ansprüche 8 und 9, wobei das mobile Netzwerkmodul (6) eine Lichtsteuerschnittstelle zur Steuerung von Netzwerkvorrichtungen (60) aufweist.
System (1) zur Bildung eines Netzwerks mit einer Vielzahl von Netzwerkvorrichtungen (60) in einer physischen Umgebung, wobei das System umfasst: - eine Netzwerkkonfigurationsvorrichtung (2) mit einer Speichereinheit (3) zum Speichern von Gerätekonfigurationsdaten und eine Verbindungsschnittstelle (4), die so konfiguriert ist, dass sie die Netzwerkkonfigurationsvorrichtung (2) mit einem mobilen Netzwerkmodul (6) einer Netzwerkvorrichtung (60) verbinden kann, um die Netzwerkvorrichtung (60) basierend auf den in der Speichereinheit (3) der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung (2) gespeicherten Gerätekonfigurationsdaten zu konfigurieren.
Das System nach Anspruch 11, wobei das System weiterhin umfasst: - eine Recheneinheit (5) mit einem Prozessor und einer Speichereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie physische Umgebungsdaten, Lichtdesign-Layoutdaten und Lichteinstellungsdaten speichert, wobei die Speichereinheit ferner so konfiguriert ist, dass sie prozessorausführbaren Code für den Prozessor speichert, um Gerätekonfigurationsdaten zum Konfigurieren von Netzwerkvorrichtungen (60) basierend auf den physischen Umgebungsdaten, den Lichtdesign-Layoutdaten und den Lichteinstellungsdaten zu berechnen.
System nach Anspruch 11 oder 12, wobei das System zum Bilden eines Beleuchtungsnetzwerks konfiguriert ist und das System (1) ferner eine Benutzerschnittstelle umfasst, die konfiguriert ist, um Benutzereingaben zum Eingeben und/oder Modifizieren der physischen Umgebungsdaten, der Lichtdesign-Layoutdaten und/oder der Lichteinstellungsdaten zu empfangen.
System nach Anspruch 13, wobei das System (1) weiterhin eine Benutzerschnittstelle umfasst, um den tatsächlichen Lichtstatus auf dem Hintergrund des Lichtdesign-Layouts anzuzeigen.
System nach Anspruch 13 oder 14, umfassend eine Mehrzahl von Leuchtvorrichtungen (60) in einer physischen Umgebung, wobei jede der Mehrzahl von Leuchtvorrichtungen (60) durch ein mobiles Netzwerkmodul (6) steuerbar ist, das mit den Leuchtvorrichtungen (60) und mit der Netzwerkkonfigurationsvorrichtung (2) verbunden werden kann.