DE69704846T2

DE69704846T2 - Beleuchtungssystem mit kommunikationsprotokoll für übertragungssystem zur steuerung und bestimmung des zustandes von entfernten stellen

Info

Publication number: DE69704846T2
Application number: DE69704846T
Authority: DE
Inventors: E. Houggy; R. Mosebrook; G. Palmer
Original assignee: Lutron Electronics Co Inc
Current assignee: Lutron Electronics Co Inc
Priority date: 1996-02-07
Filing date: 1997-02-05
Publication date: 2001-12-20
Anticipated expiration: 2017-02-06
Also published as: EP0879455A1; EP0879455B1; DE69704846D1; US5838226A; WO1997029467A1; JP2000504891A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung elektrischer Lampen von fernen Stellen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Steuerung von elektrischen Vorrichtungen, wie z. B. elektrischen Lampen von fernen Stellen über Hochfrequenzverbindungen. Vor allem betrifft die vorliegende Erfindung ein System zum Steuern elektrischer Vorrichtungen von fernen Stellen über Kommunikationsverbindungen, z. B. Hochfrequenzverbindungen, welches auf eine notwendige Änderung der Innenverdrahtung des elektrischen Systems, d. h. der Innenverdrahtung eines Gebäudes, verzichtet. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Kommunikationsprotokoll für ein solches System zum Erzeugen von Kommunikationssignalen zwischen Komponenten des Systems, um sicherzustellen, dass jede Komponente für sie bestimmte Mitteilungen zuverlässig empfängt.
Die vorliegende Erfindung stellt ein System zum Steuern des Zustands elektrischer Vorrichtungen, z. B. elektrischer Lampen, von einer fernen Stelle über Kommunikationsverbindungen, wie z. B. Hochfrequenzverbindungen, Starkstromleitungs-Trägerfrequenzverbindungen oder Infrarotlichtverbindungen bereit. Die vorliegende Erfindung ermöglicht, dass der Zustand der elektrischen Vorrichtungen, z. B. EIN, AUS und Intensitätspegel, zu einer Hauptstelle zurückgesendet wird. Die vorliegende Erfindung kann mindestens einen Zwischenverstärker einsetzen, um zwischen den Steuerungsvorrichtungen für die elektrischen Vorrichtungen, z. B. speziell angepasste Beleuchtungssteuervorrichtungen der Erfindung und mindestens einer Haupteinheit eine zuverlässige Kommunikation sicherzustellen. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel erzeugt die Haupteinheit ein Hochfrequenzsignal, welches entweder zu einer Steuervorrichtung, wie z. B. einem Lichtdimmer, oder/und einem Zwischenverstärker, welcher auch bereitgestellt wird, um die Steuersignale zu der Steuervorrichtung zu übertragen, gesendet bzw. auch von diesen empfangen wird. Der Zwischenverstärker ist in dem Fall wichtig, wenn die lokale Steuervorrichtung die Kommunikationssignale nicht direkt von der Haupteinheit empfangen kann. Die Steuervorrichtung aktiviert dann die elektrische Vorrichtung zu dem gewünschten Zustand, ein Hochfrequenzsignal über eine Antenne zu der Haupteinheit oder über den Zwischenverstärker, der den genauen Zustand der elektrischen Vorrichtung anzeigt, zu der Haupteinheit zurück zu senden.
In einem anderen Ausführungsbeispiel werden in der Erfindung Starkstromleitungs-Trägerfrequenzsignale verwendet, um von einer Haupteinheit zu einer Steuervorrichtung zu kommunizieren, und Hochfrequenzsignale, um von einer Steuervorrichtung zu einer Haupteinheit, wahlweise über einen Zwischenverstärker, zu kommunizieren.
In noch einem anderen Ausführungsbeispiel wird in der Erfindung eine Hochfrequenz- zu Starkstromleitungs-Trägerfrequenzbrücke verwendet. Hochfrequenz- Steuersignale werden von einer Haupteinheit zu der Brücke gesendet und für einen Empfang durch die Steuervorrichtungen in PLC-Signale umgewandelt. Die Steuervorrichtungen senden Status-Hochfrequenzsignale zu der Brücke zur Umwandlung in PLC-Signale für einen Empfang durch die Haupteinheit.
Obwohl sich die vorliegende Erfindung besonders auf ein Beleuchtungssteuersystem bezieht, kann die vorliegende Erfindung auch bei Kommunikationssignalen angewendet werden, welche die Steuerung und den Zustand anderer Vorrichtungen betreffen, z. B. eine Kommunikationseinrichtung, Motoren, eine audiovisuelle Einrichtung, Computer, Geräte, HVAC- (Erwärmungs-, Entlüftungs- und Klimaanlagen-) Systeme, Sicherheitssysteme usw.
Die vorliegende Erfindung umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Beleuchtungssteuervorrichtungen, von denen jede eine Antenne und eine Steuer- und Kommunikationsschaltung aufweist, welche eine in der Beleuchtungssteuervorrichtung enthaltene steuerbare, leitfähige Vorrichtung aktiviert. Eine steuerbare, leitfähige Vorrichtung kann z. B. eine Halbleitervorrichtung, wie z. B. einen Triac, einen bipolaren Transistor, einen FET, einen IGBT usw. oder einen Schalter, ein Relais oder irgend eine andere Vorrichtung aufweisen, deren leitender Zustand gesteuert werden kann. Die Beleuchtungssteuervorrichtung kann auch manuell aktivierbar sein. Die Beleuchtungssteuervorrichtung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung weist eine Hochfrequenzantenne, einen Sender/Empfänger und eine Steuerschaltung für eine Verarbeitung von Signalen, die sie von einer Haupteinheit empfangen hat, und für ein Übertragen von Statusinformationen zu der Haupteinheit auf.
Die Steuervorrichtung passt vorzugsweise in einen üblichen elektrischen Wandkasten, und die Antenne, die einen Teil der Steuervorrichtung enthält, ist so bemessen, dass sie in den üblichen elektrischen Wandkasten oder zumindest in den Bereich passt, der durch die Frontplatte für die Öffnung eines üblichen elektrischen Wandkastens begrenzt ist.
Erfindungsgemäß können die Haupteinheiten verschiedene Formen annehmen. In einem Ausführungsbeispiel besteht die Haupteinheit aus einer Tischplattenzentrale, welche in eine elektrische Steckdose eingesteckt werden kann, und besitzt eine herkömmliche Antenne zum Senden und Empfangen von Signalen. In einer anderen Form ist die Zentrale eine Wandmontage-Zentrale und so bemessen, dass sie in die Begrenzung eines üblichen elektrischen Wandkastens passt. In jedem Ausführungsbeispiel weist die Haupteinheit vorzugsweise eine Mehrzahl an Steuerungen auf, von denen jede einer bestimmten elektrischen Steuervorrichtung oder einer Mehrzahl von elektrischen Steuervorrichtungen zugeordnet ist. Wie hierin erklärt wird, ist die Zuordnung der elektrischen Steuervorrichtungen zu einer bestimmten Steuerung in der Haupteinheit durch den Benutzer frei programmierbar. Ferner kann die Haupteinheit Funktionen aufweisen, welche erlauben, dass alle elektrischen Steuervorrichtungen gleichzeitig ein- oder ausgeschaltet werden. Außerdem kann die vorliegende Erfindung mindestens einen Zwischenverstärker aufweisen, welcher sicherstellen hilft, dass alle zwischen Zentrale und Steuervorrichtungen übertragenen Signale von dem entsprechenden Empfänger, ob von der Zentrale oder der elektrischen Steuervorrichtung, empfangen werden. Die Zwischenverstärker verwenden eine Zwischenverstärker- Reihenfolge als Hilfe zum Sicherstellen, dass jeder Empfänger die für ihn bestimmten Signale empfängt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Kommunikationsprotokoll in einem Zweiweg-Hochfrequenzkommunikationssystem mit einem ersten Sender/Empfänger, einem zweiten Sender/Empfänger und einem Zwischenverstärker verwendet, der Signale zwischen den ersten und zweiten Sendern/Empfängern überträgt. In einer aktuellen Ausführung sind die ersten und zweiten Sender/Empfänger die Hauptsteuereinheit (die erste) und die Steuervorrichtung (die zweite), die eine elektrische Lampe oder eine andere elektrische Vorrichtung steuern, die mit der Steuervorrichtung über z. B. ein elektrisches Gebäudenetz verdrahtet sind. Normalerweise ist eine Mehrzahl an zweiten Vorrichtungen vorgesehen. Jede Steuervorrichtung weist ein manuelles Stellglied für ein manuelles Einstellen des Zustands des Geräts und eine Schaltung auf, die von dem angeschlossenen Sender/Empfänger gesteuert wird, um den Zustand oder den Befehl von der Haupteinheit von fern einzustellen. Jede Steuervorrichtung sendet ein Statussignal bezüglich des Zustands der elektrischen Vorrichtung, im Falle einer elektrischen Lampe deren Zustand wie ein, aus und Helligkeitspegel, das letzten Endes von der Haupteinheit empfangen wird.
Um eine zuverlässige Kommunikation sicherzustellen und einen genauen Zustand des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung an die Haupteinheit zu liefern, ist mindestens ein Zwischenverstärker in einer vorteilhaften Lage angeordnet, um Steuerungs- und Statussignale zu übertragen.
Das Kommunikationsprotokoll, welches in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung von der Haupteinheit, einem Zwischenverstärker und Steuervorrichtungen verwendet wird, ist wie folgt:
Die Haupteinheit sendet ein Steuersignal entsprechend der Einstellung des Zustands von mindestens einem Gerät, wie von einem Stellglied der Haupteinheit festgelegt ist. Von einem Haupteinheitsstellglied kann eine Mehrzahl an elektrischen Vorrichtungen gesteuert werden. Die Zentrale sendet ein Verbindungsanforderungssignal und nachfolgend ein Befehlspaket, welches Steuersignalbefehle für die Steuervorrichtungen enthält. Jeder Zwischenverstärker wiederholt das Verbindungsanforderungssignal und ein Befehlspaket in einem festgelegten Zeitfenster, um eine Störung zu vermeiden. Die Zwischenverstärker wiederholen das Signal in einer festgelegten Zwischenverstärker-Reihenfolge in Abhängigkeit von der Anzahl an Zwischenverstärkern. Um Zuverlässigkeit sicherzustellen, können die Zwischenverstärker während der festgelegten Zwischenverstärker-Reihenfolge mehrere Male senden. Dies stellt sicher, dass alle Steuervorrichtungen die jeweiligen, für sie bestimmten Steuersignale empfangen.
Am Ende der Zwischenverstärker-Reihenfolge wird die Zentralenübertragung wiederholt, und der Zwischenverstärker wiederholt die Folge ein zweites Mal, um eine größere Zuverlässigkeit zu erreichen. Wahlweise kann die Zentrale dies ein drittes und viertes Mal wiederholen. Die Steuervorrichtungen senden Statussignale, die von einem der Zwischenverstärker und möglicherweise von der Haupteinheit empfangen werden.
Während der Zwischenverstärker-Reihenfolge stellen die Zwischenverstärker eine Statusbitmap von allen Statusinformationen her, die sie von den Statussignalen von jeder der Steuervorrichtungen erhalten haben, während sie zu der Statusbitmap nur die Informationen hinzufügen, die dem jeweiligen Zwischenverstärker bekannt sind, und versenden eine aktualisierte Statusbitmap, leiten somit die aktualisierte Statusbitmap zu allen anderen Zwischenverstärkern durch, bis bei den Zwischenverstärkern eine vollständige Statusbitmap aller Statusinformationen entstanden ist. Die Zwischenverstärker- Reihenfolge stellt sicher, dass die vollständige Statusbitmap entstanden ist und alle Haupteinheiten die vollständige Statusbitmap empfangen haben.
Die Zwischenverstärker erhalten Statusinformationen von den Steuervorrichtungen, wenn die Steuervorrichtungen ein Statussignal als Antwort auf ein Befehlssignal von der Zentrale direkt oder über den oder die Zwischenverstärker senden. Die Zentrale sendet auch eine Zuweisungsbitmap von allen Steuervorrichtungen, die einem Haupteinheitsstellglied zugeordnet sind. Jede der Steuervorrichtungen legt ein Zuweisungszeitfenster fest, in welchem durch Festlegen der Anzahl an einem Haupteinheitsstellglied zugeordneten Steuervorrichtungen übertragen werden.
Einer in dem Zwischenverstärker entwickelten Statusbitmap sind jeder Steuervorrichtung in der Statusbitmap zwei Bits zugeordnet. Um ein 50%-iges Schaltverhältnis zu gewährleisten, ist ein "EIN"- Zustand einer elektrischen Vorrichtung gleich 10, und ein "AUS"-Zustand ist O1, während 00 oder 11 ohne Reaktion sind. Die letzteren Zustände wechseln ab, um das 50%-ige Schaltverhältnis zu gewährleisten.
Eine als Beispiel dienende Zwischenverstärker- Reihenfolge bei vier Zwischenverstärkern ist R1-R2- R3-R4-R1-R3-R2-R1-R4-R3-R1-R2, was 12 Zwischenverstärker-Zeitfenster erfordert. Nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jedes der Zwischenverstärker-Zeitfenster 25 ms lang. Es ist erforderlich, dass jede einzelne Vorrichtung wegen der FCC- Vorschriften nur einmal in einer 100 ms-Zeitspanne überträgt. Ein FCC-Durchschnitt ist alle 100 ms erfüllt. Durch ein Sicherstellen, dass jede Vorrichtung nur einmal in einer 100 ms-Zeitspanne überträgt, wird eine maximale Übertragungsleistung ermöglicht. Mit Zwischenverstärker-Zeitfenstern von 25 ms würde die obige Folge diese Regel verletzen. Folglich ist eine längere Folge gewählt worden: R1- R2-R3-R4-R1-R2-R3-R4-R1-R2-R3-R4-R1. Wahlweise können Warteschlitze verwendet werden, in welchen keine Übertragung durchgeführt wird. Für abweichende Zwischenverstärkermengen sind andere Zwischenverstärker-Reihenfolgen entwickelt worden.
Die Zwischenverstärker erzeugen die Statüsbitmap so, dass sie die Zeit reduzieren, die erforderlich ist, um das Statussignal von jeder Steuervorrichtung zu allen Zentralen zurückzubekommen. Wenn jedes Statussignal einzeln durch die Zwischenverstärker-Reihenfolge geschickt werden müsste, würde zu viel Zeit nötig sein, und die Funktion des Systems wäre zu langsam. Durch Erstellen einer Statusbitmap wird Zeit gespart, weil jeder Zwischenverstärker der Statusbitmap nur die Informationen hinzufügt, die er hat. Die aktualisierte Statusbitmap wird dann in dem System durch die Zwischenverstärker- Reihenfolge geschickt, von jedem Zwischenverstärker werden neue Daten hinzugefügt, bis die Folge zu Ende ist, an welchem Punkt die Statusbitmap vollständig ist und alle Haupteinheiten die vollständige Statusbitmap mindestens einmal empfangen haben. Der Statusbitmap-Erzeugungsprozess erlaubt somit, einen in zunehmendem Maße größeren Satz von Informationen parallel zu den Bestimmungspunkten zu bewegen.
Der Zwischenverstärker wiederholt oder sendet empfangene Informationen zwischen einer ersten Vorrichtung und einer zweiten Vorrichtung zurück. Die ersten und zweiten Vorrichtungen sind so ausgelegt, dass sie sowohl senden und empfangen, und der Zwischenverstärker sendet und empfängt, um eine Zweiwegkommunikation zwischen den ersten und zweiten Vorrichtungen zu ermöglichen. Die erste Vorrichtung kann z. B. eine Hauptsteuereinheit für ein Fernsteuern des Zustands einer Mehrzahl an elektrischen Vorrichtungen sein, wie z. B. elektrischen Lampen, welche in ein festverdrahtetes elektrisches System eingebunden sind, das mit einem elektrischen Starkstromnetz verbunden ist. Die zweite Vorrichtung kann eine elektrische Steuervorrichtung für die elektrische Vorrichtung sein, die in das festverdrahtete elektrische System eingebunden ist. Die ersten und zweiten Vorrichtungen weisen Hochfrequenz-Sender/Empfänger für eine Kommunikation untereinander entweder direkt oder über die Zwischenverstärker auf. Der Zwischenverstärker stellt sicher, dass eine Kommunikation zwischen den ersten und zweiten Vorrichtungen trotz Beschattung, Nulldurchgängen, Dämpfung, elektromagnetischer Störung und unzulänglicher Antennen stattfindet. Der Zwischenverstärker hilft, eine zuverlässige Kommunikation innerhalb der Grenzen eines Gebäudes und trotz stationärer Störungs-/Dämpfungsquellen, wie z. B. Wände, Gebäudematerialien, Möbel, Rohrleitungen, elektrischer Leitungen usw. und beweglicher Störungs-/Dämpfungsquellen, wie z. B. Leute, Tiere und Wasser in Rohrleitungen sicherzustellen. Der Zwischenverstärker ist besonders geeignet, um Signale in einem Kommunikationssystem zu senden, das sich in einem begrenzten Bereich befindet, wie z. B. einem Gebäude, und ist besonders für ein Übertragen von Signalen in einem Hochfrequenzsteuersystem zum Steuern des Zustands einer Mehrzahl von elektrischen Vorrichtungen, wie z. B. elektrischen Lampen, welche in ein festverdrahtetes elektrisches Starkstromnetz eingebunden sind, wie z. B. das elektrische System eines Gebäudes.
Eine Mehrzahl an Zwischenverstärkern kann verwendet werden, wenn die Anzahl an Vorrichtungen und der Abstand zwischen ersten und zweiten Vorrichtungen zunimmt. Jeder Zwischenverstärker weist eine Steuerschaltung zum Senden empfangener Informationen in einem bestimmten Zwischenverstärker-Zeitfenster und in einer bestimmten Reihenfolge auf, die festgelegt ist, um sicherzustellen, dass alle Vorrichtungen die Informationen empfangen, die für die jeweilige Vorrichtung bestimmt sind. Die Folge erfordert keine Kenntnis von der Reihenfolge oder der Stelle der Zwischenverstärker, um sicherzustellen, dass jede Vorrichtung die Informationen empfängt, die für die Vorrichtung bestimmt sind.
Jeder Zwischenverstärker weist eine Schaltung zum Erzeugen einer Statusbitmap von allen ihm bekannten Statussignalen auf. Die Statusbitmap wird zu anderen Zwischenverstärkern gesendet, wobei die anderen Zwischenverstärker jeweils dem jeweiligen Zwischenverstärker bekannte Statusinformationen der Statusbitmap hinzufügen. Wenn die Zwischenverstärker- Reihenfolge abgeschlossen ist, wird die vollständige Statusbitmap mit allen Statusinformationen gebildet, und es wird sichergestellt, dass alle Zwischenverstärker eine vollständige Statusbitmap senden und alle Vorrichtungen die Informationen empfangen, die für diese Vorrichtung bestimmt sind. Vor allem wird jede Haupteinheit die vollständige Statusbitmap mindestens einmal empfangen haben. Um eine hohe Zuverlässigkeit zu erreichen, ist der Zwischenverstärker mit einem engeren als dem in der Theorie erlaubten weiteren Abstand angeordnet.
Es gibt verschiedene, beim Stand der Technik bekannte Systeme, die eine Fernsteuerung von Beleuchtungskörpern ohne feste Verdrahtung von Steuerleitungen zu den Beleuchtungskörper-Steuervorrichtungen erlauben.
In einem herkömmlichen System kann ein Anwender einen sogenannten elektrischen Dreiwegschalter, d. h. einen zusätzlichen Lichtsteuerschalter, in ein vorhandenes, festverdrahtetes Einzelsteuersystem durch Ersetzen einer vorhandenen, manuell betätigten Beleuchtungssteuervorrichtung mit einer Beleuchtungssteuervorrichtung, die einen eingebauten Hochfrequenzempfänger enthält, installieren. Die ausgetauschte Beleuchtungssteuervorrichtung ist in dem elektrischen System auf die gleiche Weise fest verdrahtet wie die herkömmliche Vorrichtung zum Steuern der Beleuchtungskörper. Der Hochfrequenzempfänger reagiert auf Hochfrequenzsignale, die von einer fernen, batteriebetriebenen Schaltvorrichtung mit einem Sender erzeugt werden, welche zweckmäßigerweise an einer Gebäudewand an einem anderen Ort befestigt sein kann, und dabei die Dreiwegschaltung bereitstellt. Die zusätzliche, batteriebetriebene Beleuchtungssteuervorrichtung hat einen manuell zu bedienenden Hebel, welcher, wenn er betätigt wird, ein Hochfrequenzsignal zu der anderen elektrischen Steuervorrichtung sendet, welche in das elektrische System des Gebäudes fest verdrahtet ist. Die festverdrahtete Vorrichtung wird dann in Abhängigkeit von ihrem gegenwärtigen Zustand in den entgegengesetzten Zustand umgeschaltet, d. h. von EIN in AUS oder von AUS in EIN. Somit kann entweder eine Schaltvorrichtung, der festverdrahtete Ersatz oder die batteriebetriebene Vorrichtung den Beleuchtungskörper betätigen. Folglich kann ein elektrischer Dreiwegschalter in ein vorhandenes elektrisches System eingebunden werden, ohne den Dreiwegschalter in dem System fest zu verdrahten. In diesem herkömmlichen System mit dem batteriebetriebenen Sendeschalter und dem festverdrahteten Schalter einschließlich dem Empfänger umfasst der festverdrahtete Empfangsschalter eine Peitschenantenne, die aus einem Stück isoliertem Draht hergestellt ist, welcher entweder außerhalb der Gebäudewand oder innerhalb der Wand aus dem elektrischen Kasten baumeln darf. Der Empfänger in dem festverdrahteten Schalter erlaubt nur Einwegkommunikation, d. h. er empfängt Signale von dem batteriebetriebenen Sendeschalter. Zweiwegkommunikation zwischen dem festverdrahteten Schalter und dem Sendeschalter ist nicht vorgesehen. Ein System dieser Art wird von Heath Zenith als Reflexschalter vertrieben. Eine andere Vorrichtung dieser Art, welche statt dessen eine Handfernsteuerung verwendet, um eine Dreiwegschaltfunktion zu bieten, wird von Dimango hergestellt.
In einem anderen herkömmlichen System wird eine vorhandene festverdrahtete, von Hand bediente Beleuchtungssteuervorrichtung durch eine Beleuchtungssteuervorrichtung mit einem eingebauten Hochfrequenzempfänger ersetzt. Die ersetzte Beleuchtungssteuervorrichtung ist in dem elektrischen System auf die gleiche Art festverdrahtet wie die herkömmliche Vorrichtung zum Steuern der Lampe in einem Beleuchtungskörper. Der Hochfrequenzempfänger reagiert auf Hochfrequenzsignale, die von einer fernen, batteriebetriebenen Steuervorrichtung mit einem Sender erzeugt werden, welche zweckmäßigerWeise an eine Gebäudewand an einem anderen Ort befestigt sein. Die batteriebetriebene Steuervorrichtung weist Schalter auf, um die Wahl von vier unterschiedlichen Lichtpegeln zu ermöglichen. Die Schalter bewirken, wenn sie betätigt werden, dass ein Hochfrequenzsignal zu der elektrischen Steuervorrichtung gesendet wird, welche in dem elektrischen Gebäudesystem fest verdrahtet ist. Die festverdrahtete Vorrichtung antwortet auf die Hochfrequenzsignale mit einem Einstellen seines Ausgangs, um die Lampe in einem von vier unterschiedlichen, vorgegebenen Lichtpegeln leuchten zu lassen. Außerdem kann die festverdrahtete Vorrichtung auch auf Hochfrequenzsignale reagieren und als Reaktion auf die Betätigung von in ihr eingebauten handbetätigten Schaltern arbeiten. Eine Zweiwegkommunikation zwischen der festverdrahteten Vorrichtung und der batteriebetriebenen Steuervorrichtung ist nicht vorgesehen. Ein System dieser Art wird von Leviton als Anywhere-Schalter angeboten.
In einem anderen herkömmlichen System, das als X10- System bekannt ist, werden übliche Beleuchtungssteuerkörper durch Beleuchtungssteuerkörper ersetzt, die über ein Starkstromleitungs-Trägerfrequenz- (PLC-) Kommunikationssystem arbeiten, d. h. Informationen zum Betreiben der fernen Beleuchtungssteuervorrichtungen werden über die vorhandene Gebäude-Netzleitung durch eine Starkstromleitungs-Trägerfrequenz (PLC) bereitgestellt. Außerdem ist in manchen dieser Systeme auch eine Hochfrequenz-Kommunikationsverbindung vorgesehen, so dass eine Handfernsteuer-Hauptvorrichtung verwendet werden kann, um die verschiedenen Beleuchtungskörper anzusteuern. In diesem System kann auch ein Hochfrequenzverstärker vorgesehen sein. In dem X10-System ist nur eine Einwegkommunikation vorgesehen, so dass eine Haupteinheit nicht von dem Zustand der gesteuerten Beleuchtungskörper unterrichtet ist. Auch ist der Anwender außerstande zu sagen, ob der wegen der durch Rauschen, ausgebrannte Glühbirnen usw. schlechten Kommunikationsverbindungen von der Zentrale gesendete Befehl von der Beleuchtungssteuervorrichtung ausgeführt wurde.
In dem X10-System ist eine Hochfrequenz- zu PLC- Brücke vorgesehen, um Hochfrequenzsignale in Starkstromleitungs-Trägerfrequenz- (PLC-) Kommunikationssignale umzuwandeln. Die Hochfrequenz- zu PLC- Brücke wird in eine vorhandene Wandsteckdose eingesteckt und ermöglicht, dass die PLC-Trägerfrequenz auf der elektrischen Starkstromleitung durch gesteuerte Beleuchtungssteuervorrichtungen empfangen wird. Normalerweise weist die Hochfrequenz- zu PLC- Brücke einen Kasten auf, welcher in eine vorhandene Wand- oder elektrische Steckdose eingesteckt wird und eine Antenne zum Empfangen von Signalen von der Hauptsteuerung oder einem Zwischenverstärker aufweist.
Außerdem sind für das X10-System im allgemeinen auch Zweiweg-Kommunikationsverbindungen zum Bereitstellen einer Hausautomatik bekannt. Diese umfassen die Electronic Industries Association Consumer Electronics Bus- (CEBus-) (EIAIS-60-) Protokolle für Hochfrequenzmedien, Starkstromleitungs-Trägerfrequenz, Infrarotmedien und verdrillte Doppelleitungsmedien und die Echelon Corporation LONworks. Intellon Corp. bietet Transceiver, die den CEBus- Standards für Hochfrequenz- und Starkstromleitungs- Trägerfrequenz nachkommen. Echelon bietet Transceiver, die ihrem Kommunikationsprotokoll nachkommen. Obwohl diese Systeme im allgemeinen Kommunikationsverbindungen bereitstellen, die für Verbraucher und Heimgebrauch angepasst werden können, sorgt keiner derselben für das integrierte System zum Steuern elektrischer Vorrichtungen, wie hierin beschrieben ist.
Zusätzlich zu dem obigen ist ein System als das Smart House bekannt, das von Smart House LP geliefert wird und auch lieferbar ist. Dieses System weist ein verdrahtetes System auf, und folglich würde es eine teuere Änderung und Umstellung zur Folge haben, wenn es für die Steuerung elektrischer Möbelstücke, besonders die Beleuchtung in einem Haus, angewendet werden würde.
Zusätzlich zu dem obigen bietet der Rechtsnachfolger der vorliegenden Anmeldung Systeme an, die als HomeWorks, NetWorks und LuMaster bekannt sind, welche festverdrahtete Steuerungssysteme sind, die Beleuchtungsvorrichtungen steuern. Diese Systeme zwar für eine Neukonstruktion geeignet, verursachen aber eine wesentliche Änderung und Umstellung, wenn sie bei vorhandenen Häusern verwendet werden.
Lieferbar werden auch drahtlose lokale Gebietsnetzwerke (LANs) für Computersysteme, welche Hochfrequenzkommunikationsverfahren verwenden, die sicherstellen, dass alle Knoten des Netzwerks miteinander kommunizieren können. Siehe z. B. Electronic Design vom 26. Juni 1995, Seite 55.
In der Zusammenfassung von JP-A-05 284 566 wird ein Beleuchtungssystem offenbart, das ein Zweiweg- Übertragungssystem für Befehls- und Bestätigungssignale verwendet.

Zusammenfassung der Erfindung

Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll für ein System für fernes Steuern von elektrischen Lampen verwendet, ohne das elektrische System eines Gebäudes neu verdrahten zu müssen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll für ein Kommunikationssystem zum Steuern elektrischer Lampen verwendet, welches erlaubt, ein vorhandenes Gebäudebeleuchtungssystem von fernen Orten aus zu steuern, ohne das elektrische System eines Gebäudes neu verdrahten zu müssen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll für ein elektrisches Steuersystem verwendet, das eine Zweiweg-Sende- /Empfangs-Kommunikation mit Hochfrequenzsignalen bereitstellt, dabei den Empfang von Signalen zum Betreiben einer elektrischen Lampe oder anderer elektrischer Vorrichtungen von einem fernen Ort erlaubt sowie eine Übertragungsfunktion des Zustands der betroffenen elektrischen Lampe oder elektrischen Vorrichtung zurück zu dem fernen Ort bereitstellt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll für ein solches System verwendet, das eine oder mehrere Haupteinheiten und eine oder mehrere elektrische Steuervorrichtungen, z. B. Dimmer, aufweist, wobei die letzteren in elektrischen Wandkästen üblicher Größe installierbar sind, so dass sie nachträglich in das elektrische System eines Gebäudes eingebaut werden können, um eine Fernsteuerung der Steuervorrichtungen zu ermöglichen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll für ein System zur Fernsteuerung von elektrischen Steuervorrichtungen verwendet, die elektrische Lampen steuern, welches mindestens eine Haupteinheit mit einer Mehrzahl an Steuerungen aufweist, von denen jede programmierbar einer oder mehreren elektrischen Steuervorrichtungen zugeordnet werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll für ein System zur Fernsteuerung von elektrischen Steuervorrichtungen verwendet, die elektrische Vorrichtungen steuern, z. B. Lichtdimmer, die elektrische Lampen steuern, das eine zuverlässige Zweiweg-Hochfrequenzkommunikation zwischen der elektrischen Steuervorrichtung und der Hauptsteuereinheit erlaubt, so dass durch die Haupteinheit Informationen einer Beleuchtungssteuervorrichtung bereitgestellt werden, um den Zustand der entsprechenden elektrischen Lampen zu steuern, und Informationen bezüglich des Zustands der entsprechenden elektrischen Lampe zu der Haupteinheit zurück gesendet werden, damit sie angezeigt werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll für eine Datenübertragung mit einer elektrischen Steuervorrichtung verwendet, die Steuervorrichtung eine Antenne, einen Sender/Empfänger und eine Steuerschaltung zum Steuern der Betätigung der zugeordneten gesteuerten elektrischen Vorrichtung als Reaktion auf Signale aufweist, die von einer Haupteinheit empfangen wurden, und welche eine Datenübertragung zu der Haupteinheit zurück bereitstellt, die den Zustand der gesteuerten Vorrichtung betrifft, welche eine elektrische Lampe aufweist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll für ein System zum Fernsteuern elektrischer Lampen verwendet, welches mindestens eine Haupteinheit und mindestens eine elektrische Steuervorrichtung aufweist, und wobei mindestens ein Zwischenverstärker sicherstellen hilft, dass eine Datenübertragung zwischen Zentrale und Steuervorrichtung von den jeweiligen Vorrichtungen empfangen wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll verwendet, welches ein Hochfrequenzkommunikationssystem verwendet.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll verwendet, welches ein kombiniertes Hochfrequenz-/Starkstromleitungs-Trägerfrequenz-Kommunikationssystem verwendet. Das beschriebene Protokoll kann auch mit anderen Kommunikationsverbindungen, z. B. Infrarotverbindungen, verwendet werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll verwendet, welches mit einem Zwischenverstärker arbeitet, der empfangene Informationen zwischen einer ersten Vorrichtung und einer zweiten Vorrichtung überträgt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll verwendet, welches mit einem Zwischenverstärker arbeitet, welcher Informationen zwischen ersten und zweiten Vorrichtungen überträgt, wobei die ersten und zweiten Vorrichtungen sowohl zum Senden als auch zum Empfangen von Datenübertragungen ausgelegt sind.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll für ein Bereitstellen von Kommunikation zwischen einer Hauptsteuereinheit zum Fernsteuern des Zustands einer Mehrzahl an elektrischen Vorrichtungen, wie z. B. elektrischen Lampen, die in ein mit einem elektrischen Starkstromnetz verbundenen, festverdrahteten elektrischen System eingebunden sind, und einer Mehrzahl an elektrischen Steuervorrichtungen zum Steuern der elektrischen Vorrichtungen verwendet.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll für eine Verwendung in einem System zum Fernsteuern elektrischer Vorrichtungen mit elektrischen Lampen aufweist, welches eine Kommunikation zwischen Komponenten des Systems trotz Beschattung, Nulldurchgängen, Dämpfung, elektromagnetischer Störung und unzulänglicher Antennen sicherstellen hilft, die in einzelnen dieser Komponenten angeordnet sind.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll verwendet, welches eine zuverlässige Kommunikation innerhalb der Grenzen eines Gebäudes und trotz stationärer Störungs- /Dämpfungsquellen, wie z. B. Wände, Gebäudematerialien, Möbel, Rohrleitungen, elektrischer Leitungen usw., sicherstellen hilft.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll verwendet, welches eine zuverlässige Kommunikation innerhalb der Grenzen eines Gebäudes trotz der Bewegung von Störungs- /Dämpfungsquellen, wie z. B. Leute, Tiere und Wasser in Rohrleitungen, sicherstellen hilft.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll verwendet, welches besonders für die Verwendung mit einem Zwischenverstärker zum Senden von Informationen in einem Kommunikationssystem geeignet ist, das sich in einem begrenzten Bereich befindet, wie z. B. in einem Gebäude, und wobei Zwischenverstärker besonders zum Senden von Informationen in einem Hochfrequenzsteuersystem zum Steuern des Zustands einer Mehrzahl von elektrischen Vorrichtungen, wie z. B. elektrischen Lampen, die in ein festverdrahtetes elektrisches Stromnetz, wie z. B. dem elektrischen System eines Gebäudes, eingebunden sind.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll verwendet, welches mit einer Mehrzahl an Zwischenverstärkern ohne Störung zwischen Zwischenverstärkern verwendet werden kann, und wobei Zwischenverstärker hinzugefügt werden können, wenn sich die Anzahl an Komponenten in dem System erhöht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein solches Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll verwendet, bei dem empfangene Informationen in festgelegten Zwischenverstärker-Zeitfenstern und in einer festgelegten Reihenfolge gesendet werden, die vorher festgelegt ist, um sicherstellen zu helfen, dass alle Vorrichtungen die Informationen empfangen, die für die Vorrichtungen bestimmt sind.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll für den Gebrauch mit einem System verwendet, das eine Mehrzahl an Zwischenverstärkern aufweist, wobei die Zwischenverstärker mit anderen Zwischenverstärkern gemäß einer festgelegten Reihenfolge zusammenarbeiten, wobei die Folge nicht Kenntnis von der Reihenfolge oder der Stelle des Zwischenverstärkers benötigt, um zu garantieren, dass jede Vorrichtung die für die Vorrichtung bestimmten Signale empfängt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll für den Gebrauch beim Erzeugen einer Statusbitmap von allen einem Zwischenverstärker bekannten Statusinformationen einer elektrischen Vorrichtung verwendet, und die Statusbitmap zu anderen Zwischenverstärkern gesendet wird, wobei jeder der anderen Zwischenverstärker dem jeweiligen Zwischenverstärker bekannte Statusinformationen der Statusbitmap hinzufügt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll verwendet, welches eine Zwischenverstärker-Reihenfolge zum Erzeugen einer vollständigen Statusbitmap verwendet, und die vollständige Statusbitmap einmal gebildet wird, um sicherzustellen, dass alle Zwischenverstärker eine vollständige Statusbitmap senden und alle Vorrichtungen die vollständige Statusbitmap und somit die für die jeweilige Vorrichtung bestimmten Informationen empfangen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Beleuchtungssystem bereitzustellen, das ein Kommunikationsprotokoll verwendet, welches in einem System verwendet wird, in welchem der Abstand des Zwischenverstärkers von anderen Komponenten enger ist als der in der Theorie erlaubte weitere Abstand.
Die obigen und weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch ein Beleuchtungssystem erreicht, das ein Kommunikationsprotokoll nach Anspruch 26 verwendet.
Entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst das Kommunikationsprotokoll ferner ein Senden des ersten Befehls von der ersten Vorrichtung ein zweites Mal und ein Wiederholen des ersten Befehls zu jedem Zwischenverstärker ein zweites Mal in dem jeweiligen Zwischenverstärker-Zeitfenster. Ferner umfasst das Kommunikationsprotokoll des bevorzugten Ausführungsbeispiels außerdem ein Senden des ersten Befehls von der ersten Vorrichtung zu jedem Zwischenverstärker in dem jeweiligen Zwischenverstärker-Zeitfenster ein drittes und wahlweise ein viertes Mal und ein Wiederholen des ersten Befehls ein drittes und wahlweise ein viertes Mal.
Ferner umfasst das Kommunikationsprotokoll des bevorzugten Ausführungsbeispiels außerdem ein Senden einer Verbindungsanforderung und danach ein Senden eines Befehlspakets.
Ferner umfasst das Kommunikationsprotokoll des bevorzugten Ausführungsbeispiels ein Senden des ersten Befehls ein zweites Mal; ein Wiederholen des ersten Befehls zu jedem Zwischenverstärker in einem jeweiligen Zwischenverstärker-Zeitfenster ein zweites Mal; den Schritt eines Sendens des ersten Befehls ein zweites Mal, mit: Teilen einer Zeitspanne, in welcher der erste Befehl ein zweites Mal gesendet wird, in eine Mehrzahl von Backoff- Zeitfenstern; Auswählen eines der Backoff- Zeitfenster für ein Senden des ersten Befehls ein zweites Mal; und Senden des ersten Befehls ein zweites Mal durch Senden der Verbindungsanforderung und danach des Befehlspakets; den Schritt eines Wiederholens des ersten Befehls mit jedem Zwischenverstärker ein zweites Mal in einem jeweiligen Zwischenverstärker-Zeitfenster, mit: mehrmaligem Wiederholen der Verbindungsanforderung, nachdem die erste Vorrichtung die Verbindungsanforderung das zweite Mal gesendet hat; und Wiederholen des Befehlspakets mehrmals, nachdem die erste Vorrichtung das Befehlspaket das zweite Mal gesendet hat.
Die Aufgaben der Erfindung werden außerdem durch ein Beleuchtungssystem erreicht, das ein Kommunikationsprotokoll nach Anspruch 1 verwendet.
Weiter Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der Erfindung offensichtlich, welche auf die anhängenden Zeichnungen Bezug nimmt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nun in der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
Fig. 1 ist ein Systemdiagramm des gesamten Systems zum Steuern elektrischer Vorrichtungen an fernen Stellen;
Fig. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Beleuchtungssteuervorrichtung, die in dem Ausführungsbeispiel als in der Erfindung verwendbarer Lichtdimmer gezeigt ist;
Fig. 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Wändmontage-Hauptsteuerstation, die in der Erfindung zum Steuern elektrischer Vorrichtungen an einer fernen Stelle verwendet werden kann;
Fig. 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Tischplatten-Hauptsteuerstation der Erfindung zum Steuern elektrischer Vorrichtungen an einer fernen Stelle;
Fig. 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Zwischenverstärkerstation zum Helfen beim Sicherstellen, dass Kommunikationssignale zwischen Hauptstationen und Steuervorrichtungen ordnungsgemäß empfangen werden;
Die Fig. 6(a), (b), (c), (d) und (e) zeigen jeweils: (a) eine Beleuchtungssteuervorrichtung mit einem Dimmer; (b) eine Beleuchtungssteuervorrichtung mit einem EIN-AUS-Schalter; (c) eine Wandmontage-Hauptsteuerstation; (d) eine Tischplatten- Hauptsteuerstation; und (e) einen Zwischenverstärker, alle gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7(a), (b) und (c) zeigen verschiedene Hauptsteuerungen, im einzelnen: (a) eine 7-Knopf- Hauptsteuerung; (b) eine 12-Knopf-Hauptsteuerung; und (c) eine 17-Knopf-Hauptsteuerung, alle in übliche, einfache oder mehrfache elektrische Wandkästen einsetzbar;
Fig. 8 zeigt eine typische Positionierung eines Zwischenverstärkers in einer Dreiraumanordnung;
Fig. 9 zeigt eine Anordnung der verschiedenen Komponenten in einem typischen Haus, wobei die vergrößerte Beilageansicht von Fig. 9 eine Hauptsteuerung für diese typische Anwendung zeigt;
Fig. 9A ist ein Detail eines Abschnitts von Fig. 8;
Fig. 10 ist eine ausführliche Ansicht der Steuertafel der Tischplattenzentrale von Fig. 4;
Fig. 11 ist eine ausführliche Ansicht der Steuertafel der Zwischenverstärkerstation von Fig. 5;
Fig. 12 zeigt ein Gesamtflussdiagramm der verschiedenen Betriebsarten der vorliegenden Erfindung;
die Fig. 13(A) und 13(B) zeigen den Zwischenverstärker-Installationsmodus, der angewandt wird, wenn das System installiert wird;
Fig. 14 zeigt den Adressiermodus, der angewandt wird, wenn das System eingerichtet wird, um jede der einzelnen Komponenten zu adressieren;
die Fig. 15A, 15B und 15C zeigen den Programmiermodus, der beim Programmieren der Hauptsteuerstation zum Zuordnen bestimmter Beleuchtungssteuervorrichtungen zu festgelegten Knöpfen an der Hauptsteuerung angewandt wird;
Fig. 16 zeigt den Dimmer-Einstellmodus, der dem Anwender erlaubt, die Lichtpegeleinstellungen von Beleuchtungssteuervorrichtungen einer Hauptsteuerstation einzustellen;
Fig. 17 zeigt den Betriebsmodus des Systems;
Fig. 18 zeigt das Kornmunikationsprotokoll der Hauptstationen, Zwischenverstärkern und Dimmer;
Fig. 19 zeigt Einzelheiten des Kommunikationsprotokolls von Fig. 18;
Fig. 20 zeigt weitere Einzelheiten des Kommunikationsprotokolls von Fig. 18;
Fig. 21 zeigt, wie die Installation eines Zwischenverstärkers für zuverlässigere Kommunikation in der Umgebung eines typischen Hauses sorgt;
Fig. 22 zeigt, wie Mehrweg-Nulldurchgänge auftreten und wie sie zum Empfang von gedämpften empfangenen Signalen führen, und wofür die vorliegende Erfindung eine Lösung durch Verwirklichen von Raumdiversity unter Verwendung eines oder mehrerer Zwischenverstärker bereitstellt;
Fig. 22A zeigt eine mögliche Anordnung von Beleuchtungssteuervorrichtungen, Hauptsteuerstationen und Zwischenverstärkerstationen in einer Installation;
Fig. 23 zeigt das Blockdiagramm einer Hauptstation;
Fig. 24 zeigt das Blockdiagramm eines Zwischenverstärkers;
Fig. 25 zeigt das Blockdiagramm einer Dimmersteuervorrichtung;
Fig. 26 ist ein Systemdiagramm eines Gesamtsystems zum Steuern elektrischer Vorrichtungen an fernen Stellen durch Verwendung eines kombinierten Hochfrequenz- und Starkstromleitungs-Trägerfrequenzsignal-Kommunikationssystems;
Fig. 27 ist ein Systemdiagramm eines anderen Ausführungsbeispiels von einem Gesamtsystem zum Steuern elektrischer Vorrichtungen an fernen Stellen durch Verwendung eines kombinierten Hochfrequenz- und Starkstromleitungs-Trägerfrequenzsignal-Kommunikationssystems;
Fig. 28 ist ein Blockdiagramm einer Haupteinheit zur Verwendung in dem in Fig. 26 gezeigten System;
Fig. 29 ist ein Blockdiagramm einer Steuervorrichtung zur Verwendung in dem in jeder der Fig. 26 oder 27 gezeigten System;
Fig. 30 ist ein Blockdiagramm einer Haupteinheit zur Verwendung in dem in Fig. 27 gezeigten System;
Fig. 31 ist ein Blockdiagramm einer Hochfrequenzzu Starkstromleitungs-Trägerfrequenzsignalbrücke, die in dem in Fig. 27 gezeigten System angewandt wird; und
Fig. 32 ist ein Blockdiagramm der Verbindung der Steuervorrichtung zu einer elektrischen Lampe, das zeigt, wie die Steuervorrichtung Von Fig. 25 Strom erhält.

Ausführliche Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung

Bezugnehmend auf die Zeichnungen nun zu Fig. 1, wo ein System gezeigt wird, das in ein festverdrahtetes elektrisches System 10 eines Gebäudes eingebunden ist, welches zum Ausführen der Fernsteuerung der in das festverdrahtete elektrische System 10 festverdrahteten elektrischen Lampen verwendet werden kann. Mit Ausnahme des Einbaus von Beleuchtungssteuervorrichtungen, um die vorhandenen üblichen Beleuchtungssteuerschalter zu ersetzen, ist in der Gebäudeverdrahtung keine Änderung notwendig, um die Steuerfunktionen zu integrieren. Folglich kann das in Fig. 1 gezeigte System verwendet werden, um eine Fernsteuerung eines Gebäudebeleuchtungssystems bereitzustellen, ohne zusätzliche Drähte zu installieren. Dies ist besonders nützlich, um ein vorhandenes Gebäude für eine Fernsteuerung ohne aufwendige Konstruktionsarbeit und Neuverdrahtung umzurüsten. Das System der Erfindung kann jedoch auch bei einem Neubau verwendet werden. Gerade bei einem Neubau hat die Erfindung Vorteile durch eine Verringerung des notwendigen Verdrahtungsaufwands. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden alle Steuerfunktionen durch Hochfrequenzsignale zwischen Hauptsteuervorrichtungen und Beleuchtungssteuervorrichtungen ausgeführt, welche über einen Zwischenverstärker geführt werden können, aber nicht müssen.
Entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Systems der Erfindung kann eine Hauptsteuervorrichtung 20 mit einer Mehrzahl an Steuerungen und Statusanzeigen 22 installiert werden, welche verschiedene, den verschiedenen Steuerknöpfen zugeordnete Steuervorrichtungen steuern. Die Zuordnung der jeweiligen Steuervorrichtungen zu bestimmten Steuerknöpfen geschieht entsprechend einem Computerprogramm, welches hierin ausführlicher beschrieben wird. Entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die Hauptvorrichtung 20 eine Antenne 24 zum Empfangen und Senden von Hochfrequenzsignalen und Stecker für Netzstrom in einem Wandanschluß 25, z. B. über einen Transformator 26. Wenn gewünscht, kann auch eine andere Version einer Haupteinheit 30 bereitgestellt werden. Die Haupteinheit 30 ist als Wandmontagezentrale gekennzeichnet, weil sie in einem üblichen elektrischen Wandkasten installierbar ist. Die in Fig. 1 gezeigte Wandmontagezentrale ist eine Einfachausführung, aber sie kann auch eine Mehrfachausführung sein, wie hier später beschrieben wird, und folglich passt sie in einen üblichen elektrischen Mehrfach-Wandkasten. Die Wandmontagezentrale 30 enthält eine Antenne, welche verborgen und in der gleichzeitig beiliegend eingereichten mitanhängigen Anmeldung der Serien- Nr. P/10-393 der Anmelderin beschrieben ist. Eine solche Antenne ist vorzugsweise verborgen und empfängt und sendet Hochfrequenzsignale für Steuer- und Statusfunktionen. Eine Anzahl an Haupteinheiten entweder von der Tischplattenart oder des Wandmontagetyps oder einer Kombination derselben können in dem System der Erfindung bereitgestellt werden. Entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des beschriebenen Systems ist auch ein Zwischenverstärker 40 vorgesehen, um sicherstellen zu helfen, dass jede Komponente des Systems die Hochfrequenz- Kommunikationssignale empfängt, welche für diese Komponente zu Steuerzwecken und/oder zum Bereitstellen von Statusinformationen bestimmt sind. Der Zwischenverstärker ist hierin und in der gleichzeitig beiliegend eingereichten mitanhängigen Patentanmeldung mit der Serien-Nr. P/10-392 beschrieben. Das System ist hierin in der gleichzeitig beiliegend eingereichten mitanhängigen Patentanmeldung mit der Serien-Nr. P/10-390 beschrieben.
Es ist mindestens eine Beleuchtungssteuervorrichtung 50 vorgesehen, welche über einen Handsteuerknopf 52 manuell bedient werden kann, welche aber auch Hochfrequenzsignale von den Haupteinheiten 20, 30 oder dem Zwischenverstärker 40 empfangen kann, um den Zustand einer elektrischen Lampe 54 zu steuern.
Außerdem kann die Beleuchtungssteuervorrichtung 50 Hochfrequenzsignale zu dem Zwischenverstärker 40 und/oder zu Haupteinheiten 20 und 30 senden, um die Haupteinheiten von dem genauen Zustand der betroffenen elektrischen Lampe 54 zu informieren. Der Zustand wird auf einer Anzeigevorrichtung der Haupteinheit angezeigt. Dies ist ein genauer Zustand der betroffenen elektrischen Lampe, und wenn die betroffene Lampe ausgebrannt ist, der Dimmer defekt ist oder eine Kommunikationsverbindung unterbrochen ist, leuchtet die Statusanzeige in der Zentrale nicht, was die Bedienungsperson über ein Problem informiert.
Die Beleuchtungssteuervorrichtung 50 kann z. B. einen Dimmer aufweisen und kann eine Mehrzahl an Statusanzeigevorrichtungen enthalten, z. B. LEDs 56, die durch optische Wellenleiter strahlen und dem Anwender die Helligkeitseinstellung der elektrischen Lampe 54 anzeigen. Außerdem enthält die Beleuchtungssteuervorrichtung 50 eine Einrichtung 58 zum Einstellen des Helligkeitspegels. Eine solche Einrichtung 58 kann z. B. einen auf/ab-Kippschalter aufweisen. Ferner kann ein EIN/AUS-Schalter 59, z. B. ein Luftspaltschalter, vorgesehen werden, um die Funktion der Beleuchtungssteuervorrichtung zu sperren, wie z. B. für Wartungszwecke gewünscht wird. Eine Beleuchtungssteuervorrichtung mit dem Gesamtaussehen der in Fig. 1 gezeigten Beleuchtungssteuervorrichtung 50 ist die Vorrichtung der Maestro- Baureihe, die bei dem Rechtsnachfolger dieser Patentanmeldung angeboten wird. Jedoch ist die Maestro-Beleuchtungssteuervorrichtung nicht mit einer Einrichtung für eine Hochfrequenz-Kommunikation versehen, wird hier aber lediglich als Beispiel einer Beleuchtungssteuervorrichtung genannt, welche das Gesamtaussehen der hierin gezeigten Beleuchtungssteuervorrichtung 50 besitzt. Darüber hinaus hat die Maestro-Vorrichtung Anteil an manchen der gleichen oder ähnlichen mechanischen/elektrischen Komponenten wie die hierin beschriebene Beleuchtungssteuervorrichtung.
Wie gezeigt, kann die Zentrale von den Steuervorrichtungen direkt oder über den Zwischenverstärker Signale empfangen. In gleicher Weise können die Steuervorrichtungen von der Zentrale direkt oder über den Zwischenverstärker Signale empfangen.
Fig. 2 ist eine Explosionsansicht des bevorzugten Ausführungsbeispiels einer in Fig. 1 gezeigten Beleuchtungssteuervorrichtung 50. Die Beleuchtungssteuervorrichtung 50 umfasst einen isolierten Rückwanddeckel 500, durch welchen die elektrischen Stromversorgungsdrähte geführt werden können. In dem Rückwanddeckel 500 ist eine Hochfrequenzplatte 502 vorgesehen, die mit der Antenne verbunden ist, was nachfolgend ausführlicher beschrieben wird. Der Zweck der Hochfrequenzplatte 502 besteht darin, von der Antenne Hochfrequenzsignale zu empfangen, um die Funktion der elektrischen Lampe zu steuern sowie Hochfrequenzsignale zu der Antenne und zurück zu den Hauptvorrichtungen zu senden.
Ebenso ist in dem Rückwanddeckel 500 eine Hochfrequenz-Störungs-(RFI-)unterdrückungsdrosselspule 504 und ein Kondensator 503 vorgesehen, um die Wechselstromenergie, die der Beleuchtungssteuervorrichtung als Energie über das elektrische Gebäudesystem 10 zugeführt wird, angemessen zu filtern.
In dem Rückwanddeckel 500 ist auch eine Energie- und Steuertafel 506 vorgesehen, welche eine Stromversorgung und einen Regler sowie eine Mikroprozessor-Steuerschaltung umfasst, die von Signalen gesteuert werden, welche von der Hochfrequenzplatte 502 empfangen werden, und welche den Zustand der elektrischen Lampe betreffende Signale zu der Hochfrequenzplatte 502 sendet.
Die Energie- und Steuertafel 506 umfasst eine Mehrzahl an LEDs, welche den Zustand der betroffenen Lampe oder Lampen anzeigen. Über den LEDs ist eine Aufbauhalterung 508 angeordnet und weist eingegossene Lichtleiter 508A auf, die das Licht von jeder der LEDs von der Vorrichtung nach außen übertragen, so dass das von den LEDs abgegebene Licht für eine Bedienungsperson der Vorrichtung sichtbar ist. Vorzugsweise kann die Aufbauhalterung aus einem klaren Kunststoff, wie z. B. LexanTM oder einem anderen Polycarbonat oder einem anderen Lichtleiterkunststoff hergestellt sein, um die Lichtleitfunktion zu erfüllen. Außerdem dient die Aufbauhalterung 508 auch zum Isolieren einer Antennentafel 526 von dem Anwender. Die Antennentafel 526 ist gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit der Wechselstromversorgung verbunden, somit ist entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine solche Isolation erforderlich. Mit dem Rückwanddeckel 500 ist ein Rückwandring verbunden, der auch aus einem Isoliermaterial besteht und in Fig. 2 mit 510 bezeichnet ist. Der Rückwanddeckel 500 und der Rückwandring 510 werden von einer geeigneten Einrichtung zusammengehalten, z. B. durch Schrauben 512. Die von der Energie- und Steuertafel 506 gesteuerte Lampe wird durch eine Halbleiter-Stromvorrichtung 514 gesteuert, welche einen Triac enthalten kann. Eine Halbleiter-Stromvorrichtung 515 kann ein FET oder ein anderer Transistor sein, der als Teil des Stromversorgungsreglers für eine Energie- und Steuertafel 508 verwendet wird. Die Hochfrequenzplatte 502 könnte mit der Energie- und Steuertafel 506 über einen elektrischen Leitungsbandverbinder 516 verbunden sein, wie gezeigt ist.
Halbleiter-Stromvorrichtungen 514 und 515 sind an einem Metalljoch 518 mittels Schrauben 520 befestigt, um Wärme abzuleiten. Das Joch 518 weist somit eine Wärmesenke auf und funktioniert auch als Einrichtung, durch welche die Beleuchtungssteuervorrichtung 50 in einen Wandkasten eingesetzt wird. Entsprechend weist das Joch 518 zwei Schraublöcher 522 zum Aufnehmen von Befestigungsschrauben zum Einbauen des Jochs und folglich der Beleuchtungssteuervorrichtung 50 in den elektrischen Wandkasten in herkömmlicher Form auf. Über dem Joch 518 angebracht und das Joch 518 von über dem Joch angeordneten Komponenten isolierend ist ein Isolierelement 524, welches aus einem Isoliermaterial, wie z. B. Kapton®, hergestellt sein kann, das von DuPont hergestellt wird. Das Isolierelement 524 sowie das Joch 518 weisen eine Mehrzahl an Durchgangslöchern für Lichtleiter 508A sowie eine Verdrahtung für Verbindungen zu einer gedruckten Antennen- Schaltkreisplatte 526 auf, die über dem Isolierelement 524 angeordnet ist. Eine dreipolige elektrische Zuleitung 528 ist für ein Verbinden der gedruckten Antennen-Schaltkreisplatte 526 mit der Hochfrequenzplatte 502 vorgesehen. Die über der gedruckten Antennen-Schaltkreisplatte 526 angeordnete Aufbauhalterung 508 ist aus einem geeigneten Isoliermaterial hergestellt und weist einen an dieser angebrachten Betätigungsknopf 52 auf, der über das Zwischenstück eines eingegossenen Gelenkstabs 534 einen Schalter steuert. Der Schalter wird durch den Gelenkstab 534 betätigt und liefert Signale zu dem Mikroprozessor, welcher den Betrieb der Halbleiter- Stromvorrichtung 514 steuert, um den EIN/AUS- Zustand der Beleuchtungssteuervorrichtung zu steuern. Außerdem ist eine Kipphebelsteuerung 537 mit Betätigungsflächen 58 zum Betätigen Von Schaltern für ein Erhöhen oder Verringern der Helligkeit der angeschlossenen elektrischen Lampe vorgesehen. Ein Luftspaltstellglied 59 bedient einen Luftspalt- Blattschalter 536, um ein sicheres Luftspaltsystem- Aus für eine Systemwartung bereitzustellen.
Außerdem können Isolierelemente 525 zum Isolieren einer Aufbauhalterung 508 bereitgestellt werden, um, wenn nötig, eine Antennentafel 526 zusätzlich zu isolieren. Diese für ein Gießen Von Zwischenräumen Vorgesehenen Elemente 525 können zum Verstopfen schmaler Öffnungen in einer Aufbauhalterung 508 verwendet werden.
Eine Halterung 530 ist als Außenabdeckung für ästhetische Zwecke vorgesehen und kann eine geeignete Farbe besitzen. Vorzugsweise werden eine Halterung 530 und Elemente 52, 59 und 538 jeweils in einer ausgewählten Farbe in der Fabrik gefertigt, so dass ein angemessenes ästhetisches Aussehen erzielt werden kann. Diese jeweiligen Komponenten sind austauschbar, so dass unterschiedliche Farben oder Farbkombinationen bereitgestellt werden können. Die Elemente 52, 59, 530, 536 und 537 sind im wesentlichen konventionell, und ihre Funktionen sind von der Maestro-Baureihe von Lichtdimmern her bekannt, die von dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Anmeldung·vertrieben werden.
Die gedruckte Antennen-Schaltkreisplatte 526 ist mit dem Joch in einer isolierten Form vorzugsweise über einen Klebstoff auf beiden Seiten des Isolierelements 524 verbunden. Eine Aufbauhalterung 508 ist mit dem Joch 518 über Schrauben 531 verbunden und isoliert die Antenne von der Umgebung. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Antenne mit der Starkstromleitung verbunden und liegt folglich auf dem Starkstromleitungspotential. Die Aufbauhalterung 508 isoliert jedoch die Antenne vollständig von dem Anwender, um einen elektrischen Schlag zu verhüten. Diese Konstruktion verhindert die Notwendigkeit teurer und umfangreicher elektrischer Isolation der Antenne von der Starkstromleitung.
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die gedruckte Antennen- Schaltkreisplatte 526 vollständig in der Beleuchtungssteuervorrichtung 50 eingeschlossen. Es gibt keine baumelnde Antenne wie beim Stand der Technik oder eine Außenantenne. Die Vorrichtung 50 passt in einen üblichen elektrischen Wandkasten. Wahlweise kann eine Antennentafel 526 so dimensioniert sein, dass sie etwas größer als die nach außen gerichtete Öffnung in dem elektrischen Wandkasten ist. In einem solchen Fall ist die Antennenplatte 526 genau über der Öffnung angeordnet und sollte so dimensioniert sein, dass sie nicht größer als die Frontplatte für die Wandkastenöffnung ist, und somit hinter der Frontplatte versteckt ist.
In ähnlicher Form wie die in Fig. 2 gezeigte Beleuchtungssteuervorrichtung 50 weist das bevorzugte Ausführungsbeispiel der in Fig. 3 gezeigten Wandmontage-Haupteinheit 30 einen Rückwanddeckel 300, einen Stromversorgungs-Filterkondensator 304, eine Hochfrequenzplatte 302, einen Leitungsschnurverbinder 316, eine Energie- und PC- (Flachbaugruppen-) Steuertafel 306, einen Rückwandring 310, eine Energie-Halbleitersteuervorrichtung 314 und eine Spannungsreglervorrichtung 315, ein Joch 318, einen Isolator 324, z. B. von Kapton®, der von DuPont hergestellt wird, eine Antennen-PC-Platte 326 sowie eine anders aussehende Aufbauhalterung 308, die Lichtleiter 308A enthält, Steuerknöpfe 322 und eine Halterung 330 auf. Eine Schraube 331 verbindet die Aufbauhalterung 308 mit dem Joch. Zum Befestigen der Antenne mit dem Joch 318 können Antennenschrauben 327 verwendet werden. Wahlweise kann, wie in dem Ausführungsbeispiel des Dimmers von Fig. 2, Klebstoff verwendet werden. Für eine elektrische Verbindung der Antennen-PC-Platten 326 über einen dreipoligen Zuleitungssockel 329 mit der Hochfrequenzplatte 302 ist eine dreipolige Zuleitung 328 vorgesehen. Wie in der Beleuchtungssteuervorrichtung 50 sind für eine Befestigung der Halbleiter- Stromvorrichtung 314 und eines Regler 315 mit dem Joch 318 Schrauben 320 vorgesehen. Der Rückwanddeckel 300 kann zweckmäßigerweise über Schrauben 312 mit dem Rückwandring befestigt werden.
Das Konzept der Antennen-PC-Platten 326 und 526 kann wegen der Unterschiede bei der Anzahl und der Funktion der an der Zentrale 30 vorgesehenen Steuerknöpfe in Abhängigkeit von der Beleuchtungssteuervorrichtung 50 ziemlich unterschiedlich sein. Vorzugsweise werden jedoch die Antennen-PC-Platten 326 und 526 entsprechend der gleichen Bedingungen, d. h. dem Einbau in einen elektrischen Wandkasten oder in den Frontplattenbereich so konstruiert, dass sie eine raumsparende Konstruktion aufweisen, für ein Empfangen und. Senden von Hochfrequenzsignalen geeignet sind, im wesentlichen weitflächig isotrop sind, so dass sie in begrenzten Bereichen, wie z. B. in Gebäuden, einen besonderen Nutzen bringen; eine schmale Bandbreite haben und somit durch äußerliche elektromagnetische und Außerbandstörungen und durch beigefügte Steuerschaltungen verursachte Störungen unbeeinflusst bleiben; eine geringe Größe zum Einbauen in eingeschränkte Räume und vor allem in übliche elektrische Wandkästen aufweisen; eine Dämpfung oder eine Nahfeldumrandung aufweisen, die nahe der gedruckten Schaltungsplatten-Substratkanten angeordnet sind und auf der Rückseite des Substrats ein im wesentlichen geringfügiges Feld aufweisen, so dass Störungen minimiert werden, besonders mit einer angrenzenden Steuerschaltungsanordnung; einer Übertragung über den begrenzten Bereich des Beleuchtungssystems hinaus weitgehend verhindern; effektiv empfangen und Senden können, ungeachtet der Größe der Antenne, die viel kleiner als die Betriebswellenlänge ist; besonders nützlich für die örtlichen Steuervorrichtungen und Haupteinheiten des hochfrequenzgesteuerten Beleuchtungssteuersystems der vorliegenden Erfindung sind; so bemessen sind, dass sie einen maximalen Vorteil aus dem kleinen Raum ziehen, der in elektrischen Wandkästen zur Verfügung steht, aber anderen Komponenten einschließlich mechanischen Betätigungskomponenten und Anwender- Anzeigevorrichtungen, z. B. optischen Wellenleitern, erlauben,. in den Wandkasten eingebaut zu werden; stabile Impedanz im Verhältnis zu der Umgebung aufweisen und von der Umgebung relativ unbeeinflusst bleiben; mit einer im wesentlichen kapazitiven Impedanz, welche durch eine durch die Anordnung der PC-Platte erzeugte eingebaute induktive Belastung kompensiert wird; verborgen und ohne sichtbare baumelnde oder unästhetische Antenne sind; eine vorwiegend dämpfende oder randseitige Strahlerausführung in dem Nahfeld mit einem im wesentlichen unbedeutenden Feld auf der Antennenplattenrückseite zum Minimieren elektromagnetischer Kopplung in den Steuerschaltkreis vorsehen; effektive Kosten und ein Beseitigen der Notwendigkeit von teueren und umfang-reichen elektrischen Wechselspannungsisolationsschaltkreisen aufweisen, aber trotzdem vollständig von dem Anwender isoliert sind; und mit Zweidraht- Lichtdimmern ohne neutrale Verbindung bedient werden können.
Die Einzelheiten der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Antenne 326 und 526 sind in der oben gekennzeichneten, gleichzeitig beiliegend eingereichten mitanhängigen Anmeldung der Anmelderin beschrieben. Wie in dieser Anmeldung beschrieben ist, weisen die Antennen 326 und 526 vorzugsweise einen PC- Plattentyp einer Antenne auf, bei welchem auf einem isolierten Substrat mit Metall bedampfte Flächenraster angeordnet sind. Diese Antennen sind so dimensioniert, dass sie im wesentlichen in den Bereich der Frontplatte bei der Öffnung eines elektrischen Wandkastens passen. Bei der Betriebsfrequenz und -wellenlänge des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung (418 MHz) ist die Antennengröße so, dass alle Abmessungen im wesentlichen geringer als die Freiraumwellenlänge der verwendeten Hochfrequenzsignale, und vor allem geringer als ein Zehntel der Freiraumwellenlänge sind.
Fig. 4 zeigt Einzelheiten in einer perspektivischen Explosionsansicht einer in Fig. 1 gezeigten Tischplatten-Hauptsteuerstation 20. Entsprechend der Erfindung weist die Tischplatten-Hauptsteuerstation einen Sockel 200 und wahlweise eine Wandmontageplatte 201 mit Schnappern in dem Sockel 200 auf und ermöglicht, die Zentrale an einer Wand anzubringen. Die Zentrale weist eine Netzverbindung 202 zum Einstecken in eine normale elektrische Steckdose 25 auf. Vorzugsweise wandelt ein Transformator 26, wie in Fig. 1 gezeigt ist, den üblichen elektrischen Strom in einen Niederspannungsstrom um.
Die in Fig. 4 gezeigte Haupteinheit weist eine Haupttafel 205 mit verschiedenen elektrischen Komponenten und einen Mikroprozessor auf, der nachfolgend ausführlicher beschrieben wird, und die Einheit weist ferner eine Hochfrequenzplatte 207 auf, welche, wie gezeigt, mit einer herkömmlichen Antenne 209, z. B. einer einschiebbaren oder nicht einschiebbaren, schwenkbaren Antenne 209 verbunden ist. Gegenüber der Antenne der Wandmontagezentrale oder der Steuervorrichtung kann die Tischplattenzentrale (und auch der Zwischenverstärker) eine Hochleistungsantenne verwenden. Ein Leitungsschnurverbinder 216 ist vorgesehen, um eine Hochfrequenzplatte 207 mit einer Haupttafel 205 zu verbinden. Über der Haupttafel 205 ist ein Knopfgehäuse 211 angeordnet, welches eine Stützeinrichtung für eine Mehrzahl an Anwendersteuerungen und -anzeigen 213 aufweist und auf welcher Bezeichnungen von den Funktionen der verschiedenen Knöpfe und Anzeigen angeordnet sein können. Die Anwendersteuerungen und
- anzeigen 213 umfassen eine Mehrzahl an Knöpfen 215 sowie Anzeigen 217, welche Lichtleiter zum Sichtbarmachen der Ausgänge von LEDs (auf der Haupttafel 205 angeordnet) für den Anwender aufweisen könnten.
Fig. 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Zwischenverstärkereinheit der vorliegenden Erfindung, deren Funktion nachfolgend ausführlicher erklärt wird. Der Zwischenverstärker 40 umfasst einen Sockel 400, wahlweise eine Wandmontageplatte 401, einen Netzstecker 402, eine Hauptsteuerplatte 405, eine Hochfrequenzplatte 407, die mit einer Antenne 409 verbunden ist, und ein Knopfgehäuse 411, das eine Trägerplatte für eine Mehrzahl an Anzeigen und Knöpfen 413 liefert. Die Anzeigen und Knöpfe 413 weisen eine Mehrzahl an Knöpfen 415 und Lichtleitern 417 auf. Zum Verbinden einer Haupttafel 405 mit einer Hochfrequenzplatte 407 ist ein Leitungsschnurverbinder 416 vorgesehen.
Fig. 6 zeigt das Aussehen von verschiedenen Komponenten der vorliegenden Erfindung. Fig. 6(a) zeigt einen typischen Dimmer 50 der vorliegenden Erfindung. Fig. 6(b) zeigt einen typischen EIN/AUS- Schalter 50', der keine Dimmerfunktion einschließt.
Fig. 6(c) zeigt eine typische Wandmontage- Hauptsteuerung 30, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Fig. 6(d) zeigt eine typische Tischplatten- Hauptsteuerstation 20, und Fig. 6(e) zeigt das Aussehen der Zwischenverstärkerstation, welche in Fig. 11 ausführlicher gezeigt ist.
Nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben ist, die Intelligenz von Steuerfunktionen der Erfindung unter den verschiedenen Komponenten einschließlich dem Zwischenverstärker, der Hauptstation und den verschiedenen Beleuchtungssteuerstationen 50 oder 50' verteilt.
Fig. 7 zeigt, dass die Wandmontage-Hauptstationen 30 Hauptstationen mit unterschiedlicher Anzahl an Steuerfunktionen aufweisen können. Z. B. zeigt Fig. 7(a) eine Einfach-Hauptstation, die in einem elektrischen Einfach-Wandkasten eingebaut werden kann und sieben Knöpfe aufweist, von denen fünf die Steuervorrichtungen an zugeordneten Stellen steuern und die übrigen zwei Knöpfe jeweils Schalter zum Steuern der Steuervorrichtungen aufweisen, um alle elektrischen Lampen gleichzeitig auf "EIN" und alle Lampen gleichzeitig auf "AUS" zu schalten. Fig. 7(b) zeigt eine Doppel-Wandmontagezentrale, die 10 verschiedenen Steuerknöpfen zugeordnete Steuervorrichtungen steuern kann, und Fig. 7(c) zeigt eine Dreifach-Hauptsteuerstation, die 15 verschiedenen Steuerknöpfen zugeordnete Steuervorrichtungen steuern kann. Jede der Wandmontagezentralen 7(b) und 7(c) enthält auch Schalter mit Steuerknöpfen für "ALLES EIN" und "ALLES AUS".
Nach dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Aufgabe der Zwischenverstärker 40, beim Sicherstellen zu helfen, dass Hochfrequenzsteuersignale zwischen Zentrale und Steuervorrichtungen von den an sie gerichteten Empfängern empfangen werden. Folglich ist das System des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit mindestens einem Zwischenverstärker ausgestattet, welcher vorzugsweise so zentral wie möglich angeordnet ist, um beim Sicherstellen zu helfen, dass sich alle Kommunikationsvorrichtungen innerhalb eines vorgeschriebenen Radius der Stelle des Zwischenverstärkers befinden. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, gewährleistet eine bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung, dass sich alle Kommunikationsvorrichtungen innerhalb 30 Fuß (9,14 m) um den Zwischenverstärker befinden. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann mehr als ein Zwischenverstärker verwendet werden, wie nachfolgend ausführlicher beschrieben wird.
Fig. 9 zeigt eine typische Anordnung des Systems der vorliegenden Erfindung in einem einstöckigen Haus mit sechs Räumen. Wie gezeigt ist, könnte eine typische Installation die Anordnung einer Tischplatten-Hauptsteuerung 20 in einem Hauptschlafzimmer 100, verschiedene Dimmer 50A, 50B, 50C, 50D und 50E (oder wahlweise Schalter oder eine Kombination aus Schaltern und Dimmern) jeweils in dem Hauptschlafzimmer 100, einer Küche 102, einem Wohnzimmer 104, einem Foyer 105 und einem Speisezimmer 107 aufweisen. Außerdem ist ein einzelner Zwischenverstärker 40 an einer zentralen Stelle in einem Raum 109 vorgesehen, um sicherstellen zu helfen, dass die Signale zwischen der Zentrale und den verschiedenen Dimmern und/oder Schaltern von den bestimmten Empfängern empfangen werden. Außerdem ist in dem Eingangsfoyer des Hauses vorzugsweise eine Wandmontagezentrale 30 vorgesehen, so dass alle Schalter und/oder Dimmer gesteuert werden können oder von den Hauptstellen 20 oder 30 der Zustand ermittelt werden kann. Wenn das System über einen großen Bereich verteilt ist oder eine Schwierigkeit beim Empfangen von Signalen in Steuervorrichtungen oder Zentralen festgestellt wird, können zusätzliche Zwischenverstärker eingerichtet werden.
Die in Fig. 9 gezeigte Hauptsteuerung 30 ist in Fig. 9A vergrößert gezeigt, um eine typische Anordnung der Steuerknöpfe zu zeigen, und wie ein Anwender die Steuerknöpfe programmieren könnte, um gewünschte Funktionen zu realisieren. Wie in Fig. 9A gezeigt ist, umfasst die Hauptsteuerung 30 eine Mehrzahl an Steuerknöpfen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel gibt es fünf Steuerknöpfe 31, die jedem von fünf Räumen in dem Haus zugeordnet sind. Die übrigen zwei Knöpfe 33 erlauben dem Anwender, alle gesteuerten Lampen gleichzeitig ein- oder auszuschalten.
Fig. 10 zeigt die Steuertafel der in Fig. 4 gezeigten Tischplattenzentrale 20. Sie weist Knöpfe 22A mit entsprechenden LEDs 22D auf. Sie umfaßt ferner einen "ALLES AUS"-Knopf 22B und einen "ALLES EIN"-Knopf 22C. Ein Dimmer-Stellen-Knopf 22 G, "stärker" und "schwächer"-Knöpfe 22F und Pegel-LEDs 22E werden verwendet, wenn die Tischplattenzentrale im "Dimmer-Stellen"-Modus verwendet wird, wie hierin in Verbindung mit Fig. 16 beschrieben ist.
Fig. 11 zeigt die Steuertafel der in Fig. 5 gezeigten Zwischenverstärkerstation 40. Sie weist Zwischenverstärkersteuerungen 422, Einstellsteuerungen 424 und Prüfsteuerungen 426 auf. Die Zwischenverstärkersteuerungen enthalten ein Haupt- Schaltstellglied 422B und eine zugeordnete LED 422A sowie ein fernes Schaltstellglied 422D mit einer zugeordneten LED 422C. Die Einstellsteuerungen 424 enthalten ein Einricht-Schaltstellglied 4248 und eine zugeordnete LED 424A sowie ein Adressier- Schaltstellglied 424D mit einer zugeordneten LED 424C. Die Prüfsteuerungen 426 enthalten ein Piepton-Schaltstellglied 426B und eine zugeordnete LED 426A, das Blitz-Schaltstellglied 426D und eine zugeordnete LED 426C. Die Funktion und die Verwendung dieser Steuerungen ist nachfolgend ausführlicher beschrieben.
Nun zu Fig. 12, in der das System des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung vor Ort konfiguriert und programmiert wird. Das System verwendet ein Betriebsprogramm, welches leicht zu erlernen ist. Der Zweck der Konfiguration ist, alle Komponenten, die in einem jeweiligen System verwendet werden, zu lokalisieren und identifizieren. In Anwendungen, wie z. B. Hochhaus-Eigentumswohnungen und Appartementgebäuden, wo zwei eigene Systeme in nächster Nähe verwendet werden können, ist es wichtig, dass sich die zwei Systeme nicht gegenseitig stören. Folglich wird eine Installationsroutine verwendet, damit von dem System ein geeigneter Hauscode gewählt werden kann, so dass nahegelegene Systeme nicht gestört werden. Dies ist besonders bei Anwendungen wie z. B. Hochhaus-Eigentumswohnungen und Appartementgebäuden wichtig, da jedes System seinen eigenen Code haben muss, um die Situation zu vermeiden, bei der Systeme in nächster Nähe wie ein einziges System statt wie zwei eigene Systeme arbeiten. Entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wählt das System willkürlich einen von 256 möglichen Hauscodes, um eine solche Störung nicht auftreten zu lassen.
Um diese Funktion auszuführen, wird ein Zwischenverstärker von jedem System als Haupt-Zwischenverstärker gewählt. Dies ist in Fig. 11 gezeigt. An jedem Zwischenverstärker sind Schalter 422B und 422D vorgesehen, und einer der Zwischenverstärker wird auf "Zentrale" eingestellt, während alle anderen Zwischenverstärker in dem System auf "fern" eingestellt sind. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel muss in dem System entsprechend der Erfindung mindestens ein Zwischenverstärker verwendet werden.
Das System muss jedoch keinen Zwischenverstärker einsetzen. Die Hauptfunktion des Zwischenverstärkers ist, die Zuverlässigkeit in einem System des Hochfrequenzsignale verwendenden Typs gemäß der vorliegenden Erfindung zu erhöhen. Ein Zwischenverstärker wäre nicht notwendig, wenn alle Vorrichtungen mit der Haupteinheit direkt kommunizieren könnten. Ferner sind in der vorliegenden Erfindung bestimmte Programmfunktionen in dem Zwischenverstärker vorgesehen, z. B. die Programme bezüglich der Zuweisungen von Hauscodes und Zentrale- sowie Steuervorrichtungsadressen. Diese Programmfunktionen können an anderen Stellen vorgesehen werden, z. B. in den Haupteinheiten, falls nicht ein oder mehrere Zwischenverstärker verwendet werden.
Ferner entwickeln die Zwischenverstärker, wie nachfolgend erklärt wird, eine EIN-AUS-Statusbitmap und eine Intensitätspegelbitmap, um beim Gewährleisten von Zuverlässigkeit zu helfen. Wenn nicht ein oder mehrere Zwischenverstärker verwendet werden, sind solche Funktionen nicht notwendig.
Fig. 12 zeigt den Gesamtprogrammablauf des Systems gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, beginnend mit dem Einschalten. Das normale Betriebsverfahren ist als Betriebsmodus bekannt, und es ist der Modus, in welchem das System arbeitet, nachdem der Anwender das System installiert, alle Komponenten des Systems adressiert und die Betriebsart der Knöpfe in der Hauptstation programmiert hat.
Wie gezeigt, gibt die Bedienungsperson zu Beginn des Installierens des Systems einen "Installier"- Modus 600 ein, bei welchem ein Hauscode gewählt wird. Nach dem Installier-Modus gibt der Anwender einen "Adressier"-Modus 700 ein, bei welchem alle Lokal- und Hauptsteuerungen durch die Zwischenverstärker mit Adressen beliefert werden. Sowohl der Installier-Modus als auch der Adressier-Modus werden durch den Anwender in dem Zwischenverstärker oder den Zwischenverstärkern gewählt. Sobald alle lokalen und Hauptsteuerungen adressiert worden sind, macht die Bedienungsperson mit dem "Programmier"-Modus 800 weiter, welcher von einer Hauptstation eingegeben wird. Bei diesem Modus werden alle lokalen Steuerungen zu Hauptsteuerungs-Stationsknöpfen zugeordnet. Sobald die lokalen Steuerungen zu Zentralknöpfen zugeordnet worden sind, gelangt der Anwender in den Betriebsmodus 1000.
Außerdem kann der Anwender auch jeden der in dem System verwendeten Dimmer auf einen bestimmten Lichtpegel einstellen, wie in dem "Dimmereinstell"- Modus 900 angegeben ist. Der Anwender kann zu dem Installier-Modus zurückkehren, wenn Zwischenverstärker hinzugefügt werden müssen, oder zu dem Adressier-Modus, wenn zusätzliche Zentralen oder Dimmer installiert werden, oder zu dem Programmier- Modus, um aktuelle Zentralknopf-Zuordnungen zu ändern.
Der Anwender gelangt zuerst zu dem in Fig. 13A gezeigten Zwischenverstärker-Installiermodus. Wie in Fig. 11 gezeigt ist, schaltet der Anwender den Schalter 422B an dem gewählten Zwischenverstärker auf "Zentrale". Die LED 422A leuchtet auf. Der Zwischenverstärker ist vorzugsweise zu allen lokalen und Hauptsteuerungen zentral angeordnet. Vorzugsweise ist der Zwischenverstärker innerhalb 30 Fuß (9,14 m) von allen lokalen und Hauptsteuerungen angeordnet und diskret angebracht.
Nachdem der erste Zwischenverstärker, wie in den Schritten 602 und 604 in Fig. 13A angegeben ist, angebracht und als "Zentrale" eingestellt ist, drückt der Anwender den Installationsknopf 424B auf der Einstelltafel des Zwischenverstärkers, wie in Fig. 11 gezeigt und in Schritt 606 angegeben ist. Wenn der Anwender durch Betätigen des "Zentrale"- Schalters 422B einen bestimmten Zwischenverstärker als Haupt-Zwischenverstärker wählt, nimmt der Zwischenverstärker in der Zwischenverstärker-Reihenfolge die Nummer 1 oder die "R1"-Position an, wie nachfolgend ausführlich beschrieben wird. Das Programm wird vorzugsweise so eingestellt, dass der Installationsknopf eine Einstell-Zeitspanne gehalten werden muss, z. B. 5 Sekunden lang. Sobald er diese Einstell-Zeitspanne gehalten worden ist, leuchtet eine LED 424A auf, wie in Schritt 608 angegeben und in Fig. 11 gezeigt ist. Das Programm wählt dann zufallsbedingt einen Hauscode, d. h. einen 8-bit-Code, aus einer großen Anzahl von möglichen Hauscodes, z. B. 256. Dies ist durch Schritt 610 in Fig. 13A gezeigt.
Das Systemprogramm prüft dann automatisch auf einen Konflikt, wie in 612 gezeigt ist, durch Feststellen, ob ein Hauscodekonflikt empfangen worden ist. Wenn ein Hauscodekonflikt empfangen wurde, wie in 614 angegeben ist, springt das Programm zu Schritt 610 zurück und wählt einen anderen zufälligen Hauscode. Zusätzlich bestimmt der als Haupt- Zwischenverstärker gewählte Zwischenverstärker in Schritt 612, ob in dem Installier-Modus ein anderer Zwischenverstärker als Haupt-Zwischenverstärker festgelegt wurde. Dies ist in Schritt 616 gezeigt. Wenn ein anderer Zwischenverstärker als "Haupt"- Zwischenverstärker festgelegt wurde und sich in dem Installier-Modus befindet, schaltet die LED 424A auf rot, wie in Schritt 618 angegeben ist. Der Anwender drückt dann den Installationsknopf 424B erneut, wie in Schritt 620 gezeigt ist, und damit endet der Installier-Modus, wie in 622 gezeigt ist. Weil das System festgestellt hat, dass ein anderes System in nächster Nähe gleichzeitig installiert wird, muss der Anwender warten, bis das andere System installiert ist, und kann es dann erneut versuchen, wie in 624 angegeben ist.
Angenommen, der Zwischenverstärker hat in dem Installier-Modus ermittelt, dass es keinen Konflikt mit einem anderen System gibt, wie in 626 angegeben ist, bleibt der Hauscode gewählt, und der Anwender kann dann, unter der Voraussetzung, dass das System mehr als einen Zwischenverstärker hat, die übrigen Zwischenverstärker des Systems installieren. Folglich positioniert der Anwender in Schritt 628 den nächsten Zwischenverstärker an eine geeignete Stelle, an der ihm im Umkreis von 30 Fuß kein anderer Zwischenverstärker von allen lokalen und Hauptsteuerungen hilft. Im Gegensatz zu dem ersten Zwischenverstärker ist dieser Zwischenverstärker so eingestellt, dass er ein ferner Zwischenverstärker ist. Folglich wird der Schalter 422D als "fern" betrieben. Der Installationsknopf 424B wird, wie in Schritt 630 gezeigt ist, auf die gleiche Art, wie in 606 gezeigt ist, erneut gedrückt, und die Installations-LED 424A leuchtet grün auf, wie in Schritt 632 angegeben ist. Der ferne Zwischenverstärker fordert dann von dem Haupt- Zwischenverstärker über Hochfrequenzkommunikation einen Hauscode und eine Zwischenverstärkeradresse an, wie in Schritt 634 angegeben ist. Der erste ferne Zwischenverstärker, der installiert wird, erhält in der Zwischenverstärker-Reihenfolge die Position "R2". Daraufhin werden die installierten Zwischenverstärker in der Zwischenverstärker- Reihenfolge der Reihe nach, mit "R3" beginnend, 1dentifiziert. Der ferne Zwischenverstärker muss dann feststellen, ob es einen Konflikt gibt, wie in Schritt 636 angegeben ist. In Abhängigkeit von dem Ergebnis der Konfliktfeststellung verläuft der Programmablauf dann in eine von drei Richtungen, wie durch A, B und C in Fig. 13A angegeben ist.
Wenn der ferne Zwischenverstärker mit dem Haupt- Zwischenverstärker nicht kommunizieren kann, wird eine Meldung gegeben, z. B. wird die LED 424A auf ein ständiges Rot wechseln, wie in 638 von Fig. 13B angegeben ist. Der Anwender muss dann den Zwischenverstärker erneut positionieren, wie in 640 angegeben ist, und dann zu Schritt 630 zurückkehren und den Installationsknopf drücken, von welchem Punkt weg das schon beschriebene Ablaufdiagramm wiederholt wird.
Wenn von dem fernen Zwischenverstärker ein Hauscodekonflikt festgestellt wird, d. h. der ferne Zwischenverstärker in einer Position ist, bei welcher festgestellt wurde dass sich der von dem Haupt- Zwischenverstärker gewählte Hauscode mit dem Hauscode eines anderen Systems in nächster Nähe in Konflikt befindet, leuchtet die Installations-LED 424A rot auf, wie in 642 angegeben ist. Wenn der ferne Zwischenverstärker feststellt, dass es einen Hauscodekonflikt gibt, wird er mit den anderen Zwischenverstärkern dieses Konflikts kommunizieren, und die Installations-LED von allen Zwischenverstärkern wird beginnen, rot zu blinken, wie in 644 angegeben ist. Der Anwender entfernt dann alle Zwischenverstärker aus dem Installier-Modus, geht zurück zu dem Haupt-Zwischenverstärker und beginnt mit Schritt 606 durch erneutes Setzen des Haupt- Zwischenverstärkers in den Installier-Modus, so dass ein neuer Zufalls-Hauscode gewählt werden kann.
In dem Fall, dass von dem fernen Zwischenverstärker in 636 kein Konflikt ermittelt wurde, wird eine Meldung gegeben, z. B. wird LED 424A stetig grün leuchten, wie in Schritt 646 angegeben ist. Der Anwender stellt dann fest, ob dies der letzte Zwischenverstärker ist, wie in Schritt 648 angegeben ist. Wenn dies nicht der Fall ist, kehrt der Anwender zu Schritt 628 zurück, positioniert den nächsten Zwischenverstärker und installiert den nächsten Zwischenverstärker auf die gleiche Weise. Angenommen, es ist der letzte Zwischenverstärker, dann wird an irgendeinem der Zwischenverstärker der Installationsknopf gedrückt und 5 Sekunden gehalten, wie in Schritt 650 angegeben ist. Der ferne Zwischenverstärker, dessen Installationsknopf gedrückt worden ist, wird dann mit allen anderen Zwischenverstärkern kommunizieren, und alle Zwischenverstärker werden den Installier-Modus verlassen, wie in Schritt 652 angegeben ist.
Die Zwischenverstärker des Systems sind nun alle installiert und der Anwender kann mit dem Eingeben des Adressier-Modus 700 beginnen.
Der Adressier-Modus 700 ist in Fig. 14 gezeigt. In dem Adressier-Modus liefert der Zwischenverstärker zu jeder der lokalen und Hauptsteuerungen Adressen. Der Adressier-Modus 700 ist in Fig. 14 ausführlich gezeigt. Um den Adressier-Modus einzugeben, kann der Anwender an einem Zwischenverstärker den Adressierknopf betätigen. Dies bringt alle Zwischenverstärker in den Adressier-Modus. Eine Anfrage nach einer Adresse wird immer zu dem Haupt- Zwischenverstärker geleitet, der die Adresse ausgibt, welche dann zu der lokalen oder Hauptsteuerung weitergeleitet wird, wie nachfolgend beschrieben wird. Um in den Adressier-Modus zu gelangen, drückt der Anwender den Adressierknopf 424D an irgendeinem der Zwischenverstärker und hält ihn fünf Sekunden gedrückt, wie in Schritt 702 in Fig. 14 angegeben ist. Die Adressier-LED 424C schaltet ein, wie in Schritt 704 angegeben ist. Wie in Schritt 706 gezeigt ist, beginnen alle Zwischenverstärker den Adressier-Modus, wenn irgendein anderer Zwischenverstärker von einem anderen Zwischenverstärker eine Mitteilung empfängt, dass dieser andere Zwischenverstärker den Adressier-Modus eingegeben hat. Das stimmt selbst bei Zwischenverstärkern, welche die Mitteilung von einem anderen Zwischenverstärker empfangen, dass der andere Zwischenverstärker den Adressier-Modus eingegeben hat, nur nach einem Empfang solcher Informationen von einem weiteren Zwischenverstärker. D. h., die Zwischenverstärker verstärken die Informationen von einem Zwischenverstärker zu einem anderen so, dass eventuell alle Zwischenverstärker in dem System den Adressier-Modus so lange eingeben, bis einer von ihnen den Adressier-Modus begonnen hat.
In Schritt 708 stellt der Zwischenverstärker fest, ob er ein Haupt- oder ein ferner Zwischenverstärker ist, wie bei dem Einstellen der Zwischenverstärker- Modussteuerungen 422 festgelegt wurde. Wenn er ein Haupt-Zwischenverstärker ist, horoht der Zwischenverstärker, um festzustellen, ob er von einer der Haupt- oder lokalen Steuerungen eine gültige Nachricht empfangen hat, wie in Schritt 710 angegeben ist. Dies wird entsprechend einem Kommunikationsprotokoll durchgeführt, das Zeitfenster verwendet, was nachfolgend ausführlicher besprochen wird. Angenommen, er hat eine gültige Nachricht empfangen, so ermittelt der Zwischenverstärker, ob die Nachricht eine Anforderung einer Adresse ist, wie in Schritt 712 angegeben ist. Wenn ja, sendet der Zwischenverstärker die nächste verfügbare Adresse zu dieser Vorrichtung, wie in Schritt 714 angegeben ist. Das Programm ermittelt als nächstes, ob der Adressierknopf fünf Sekunden lang gedrückt gehalten worden ist, wie in Schritt 716 angegeben ist. Wenn ja, sendet der Zwischenverstärker dann einen Adressiermodus-Verlassen-Befehl in Schritt 718 zum Empfang durch alle lokalen und Hauptsteuerungen und verlässt den Adressier-Modus, wie in Schritt 720 angegeben ist. Wenn nicht, wird zu Schritt 710 zurückgesprungen. In Schritt 722 wird die Adressier- LED 424C ausgeschaltet.
Wenn in Schritt 710 nicht eine gültige Nachricht empfangen worden ist, wird zu Schritt 716 abgezweigt, wie durch die Abzweiglinie 724 angegeben ist. Wenn der Adressierknopf nicht fünf Sekunden gedrückt gehalten worden ist, wird zu Schritt 710 zurückgekehrt.
Wenn in Schritt 712 nicht eine Anforderung einer Adresse empfangen worden ist, wird in Schritt 726 eine Ermittlung durchgeführt, ob ein Adressiermodus-Verlassen-Befehl von einem anderen Zwischenverstärker empfangen worden ist. Wenn nicht, wird Schritt 716 begonnen und eine Ermittlung durchgeführt, ob der Adressierknopf an diesem Zwischenverstärker fünf Sekunden gedrückt gehalten worden ist, in welchem Fall der Adressier-Modus verlassen wird. Wenn in Schritt 726 ein Adressiermodus-Verlassen- Befehl empfangen worden ist, wird der Adressier- Modus verlassen, wie in Schutt 720 angegeben ist. Wenn in Schritt 708 der Zwischenverstärker feststellt, dass mit dem Schalter 422D "fern" gewählt worden ist, wiederholt der Zwischenverstärker alle gültigen Nachrichten, die er in Schritt 728 empfangen hat. In Schritt 730 stellt der Zwischenverstärker fest, ob er einen Adressiermodus-Verlassen- Befehl empfangen hat. Wenn ja, wird zu Schritt 720 zurückgekehrt und der Adressier-Modus verlassen. Wenn nicht, wird in Schritt 732 die Ermittlung durchgeführt, ob der Adressierknopf fünf Sekunden lang gehalten worden ist. Wenn ja, wird in Schritt 734 ein Adressiermodus-Verlassen-Befehl gesendet und zu dem Verlassen des Adressier-Modus in Schritt 720 zurückgekehrt. Wenn nicht, wird zu Schritt 728 zurückgekehrt.
In Schritt 712 stellt der Zwischenverstärker fest, ob eine Anforderung einer Adresse von den Haupt- oder lokalen Steuerungen empfangen worden ist. In einem Auftrag an einen Zwischenverstärker, eine Anforderung einer Adresse von einem der lokalen oder Hauptsteuerungen zu empfangen, geht der Anwender zu einer der lokalen Steuerungen oder zu einer der Hauptsteuerungen in dem Haus. Der Anwender ändert den Zustand der lokalen Steuerung durch Ein- oder Ausschalten. Dem Anwender wird ein Signal gegeben, um anzuzeigen, dass eine Adresse empfangen worden ist. Z. B. ist die Last, normalerweise eine elektrische Lampe, so programmiert, dass sie blinkt, z. B. zweimal, um anzuzeigen, dass die lokale Steuerung eine Adresse von dem Zwischenverstärker empfangen hat. Die lokale Steuerung ist von dem Haupt- Zwischenverstärker gleichzeitig auch mit dem Hauscode ausgestattet, wie in Schritt 714 angegeben ist. Der Anwender geht dann zu jeder lokalen Steuerung und wiederholt diese Prozedur, d. h. er schaltet die lokale Steuerung ein oder aus. Wenn die lokale Steuerung von dem Zwischenverstärker eine Adresse empfangen hat, wird dem Anwender ein Signal gegeben. Ein geeigneter Weg, dies zu erreichen ist z. B., die Last "blinken" zu lassen, d. h. die elektrische Lampe wird veranlasst, ein- und auszuschalten, vorzugsweise zweimal. Der Anwender geht folglich um das ganze Haus herum und erhält auf diese Weise für jede der lokalen Steuerungen eine Adresse.
In Bezug auf die Hauptsteuerungen ist eine bevorzugte Realisierung für ein Bereitstellen von Adressen für die Hauptsteuerungen auf "ALLES EIN"- oder "ALLES AUS"-Knöpfe der Hauptsteuerung angewiesen. Wenn die ALLLES EIN- oder ALLES AUS-Knöpfe entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Zustand ändern, werden alle LED- Anzeigen an der Hauptsteuerung zweimal blinken und damit anzeigen, dass sie von dem Zwischenverstärker eine Adresse empfangen haben. Die Hauptsteuerung ist durch den Haupt-Zwischenverstärker gleichzeitig auch mit dem Hauscode ausgestattet, wie in Schritt 714 angegeben ist. Der Anwender führt diesen gleichen Vorgang an jeder der Hauptsteuerungen durch, bis alle Hauptsteuerungen exakt adressiert worden sind. Der Haupt-Zwischenverstärker ordnet vorzugsweise jeder lokalen Steuerung der Reihe nach in Abhängigkeit von der Auswahlreihenfolge des Anwenders von den lokalen Steuerungen für eine Adressierung Adressen zu, beginnend mit der Adresse "Dl". In ähnlicher Weise werden den Hauptsteuerungen von den Haupt-Zwischenverstärkern der Reihe nach in Abhängigkeit von der Auswahlreihenfolge des Anwenders für eine Adressierung Adressen zugeordnet, beginnend mit der Adresse "Ml". Sobald der Anwender alle lokalen und Hauptsteuerungen adressiert hat, entfernt der Anwender das System aus dem Adressier- Modus durch Drücken des Adressierknopfes und fünf Sekunden langes Halten, wie in Schritt 716 oder 732 angegeben ist.
Wie in Fig. 14 angegeben ist, kann einer der Zwischenverstärker, ob ein Haupt- oder ein ferner Zwischenverstärker, verwendet werden, um den Adressier-Modus zu beginnen. Wenn er ein Haupt- Zwischenverstärker ist, wird die Übertragung der nächsten verfügbaren Adresse zu einer lokalen oder Hauptsteuerung in diesem Zwischenverstärker vorgenommen. Wenn es ein ferner Zwischenverstärker ist, wiederholt der Zwischenverstärker lediglich alle gültigen Nachrichten einschließlich der zugeordneten Adressen. Jedoch wird gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Zuweisung von Adressen nur in dem Haupt-Zwischenverstärker durchgeführt, wie in Fig. 14 angegeben ist.
Sobald jede der Haupt- und lokalen Steuerungen adressiert worden ist, ist der Anwender mit dem Eingeben des Programmier-Modus fertig, d. h. dem Modus, in welchem die lokalen Steuerungen Knöpfen an der Hauptstation zugeordnet werden. Der Programmier-Modus ist in den Fig. 15A, 15B und 15C gezeigt.
Weil die lokalen Steuerungen der vorliegenden Erfindung normalerweise nur Zweidrahtsteuerungen sind, d. h., dass sie nur die heiße Seite der Wechselstromleitung schalten und mit dem Mittelleiter nicht verbunden sind, ist es notwendig, um die lokalen Steuerungen mit Strom zu versorgen, dass jede lokale Steuerung an dem System mit einer Last ausgestattet ist, und dass die Last betriebsfähig ist. Somit muss in diesem Fall eines Beleuchtungssystems jede lokale Steuerung mit einer betriebsfähigen Lampe verbunden sein. Andernfalls ist es nicht möglich, die lokalen Steuerungen zu adressieren oder programmieren.
Bevor eine der lokalen und Hauptsteuerungen programmiert werden kann, müssen ihnen bei dem Adressier-Modus Adressen zugeordnet werden. Um zu überprüfen, ob alle Steuerungen Adressen haben, kann der Anwender zu einem der Zwischenverstärker gehen und den Blinkmodusknopf 426D drücken und fünf Sekunden lang halten. Der Blinkmodusknopf befindet sich auf der Prüfplatte, wie in Fig. 11 gezeigt ist. Wenn eine lokale Steuerung eine Adresse hat, schaltet sie ihre Last ein- und aus. Wenn eine Hauptsteuerung eine Adresse hat, schaltet sie ihre LEDs ein- und aus.
Der Zwischenverstärker verwendet auch eine "Piepton"-Funktion. Die Piepton-Funktion ist für eine Störungssuche vorgesehen. Wenn der Pieptonmodus- Wählknopf 4268 betätigt wird, z. B. durch Drücken für mehr als 5 Sekunden, schaltet die LED 426A ein, um anzuzeigen, dass der Pieptonmodus eingegeben worden ist. In diesem Modus erzeugt der Zwischenverstärker jedes Mal einen hörbaren Piepton, wenn er von einer Zentrale oder Steuervorrichtung ein Signal empfängt. Dies wird während einer Prüfung verwendet, um festzustellen, ob ein Zwischenverstärker Signale von den Haupt- und Steuervorrichtungen empfangen kann. Um den Pieptonmodus zu beenden, drückt der Anwender wieder den Schalter 426B die vorgegebene Zeitdauer, z. B. 5 Sekunden lang. Die Pieptonmodus-LED 426A wird gelöscht und das System gelangt in den vorherigen Zustand.
Angenommen, jede lokale und Hauptsteuerung hat eine Adresse, so beginnt der Anwender den Programmier- Modus, wie in Schritt 802 angegeben ist, durch gleichzeitiges Drücken und Halten von gewählten Knöpfen an der Hauptsteuerung eine festgelegte Zeit lang, z. B. fünf Sekunden. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden der oberste Knopf in der Spalte ganz rechts und der ALLES AUS-Knopf der Hauptsteuerung gleichzeitig fünf Sekunden lang gehalten. Die LED links von dem obersten Knopf beginnt zu blinken, und alle lokalen Steuerungen, die diesem Knopf zugeordnet sind, schalten ein. Alle diesem Knopf nicht zugeordneten lokalen Steuerungen schalten aus.
Am Anfang sind keine lokalen Steuerungen zu Knöpfen zugeordnet, so dass alle lokalen Steuerungen ausschalten.
In Schritt 804 drückt der Anwender einen Hauptsteuerknopf, weil der Anwender zu programmieren wünscht. Die LED links von dem Knopf beginnt zu blinken. Die Hauptsteuerung sendet einen Befehl an diese bestimmte Hauptsteuerung, und der bestimmte gewählte Knopf ist nun in dem Programmier-Modus.
Dies ist in Schritt 806 in Fig. 15A dargestellt. Als Antwort auf den Befehl treten alle anderen Zentralen in einen Verriegelungsmodus ein, so dass sie nicht programmiert werden können. All ihre LEDs blinken, und ihre Knöpfe führen keine Funktion mehr aus. Dies ist in Schritt 808 angegeben. Der Anwender geht dann durch das Haus und schaltet die lokalen Steuerungen ein, die der Anwender diesen Knöpfen zugeordnet haben möchte. Wenn eine lokale Steuerung schon eingeschaltet ist und der Anwender diese Steuerung durch den Knopf zu löschen wünscht, wird diese lokale Steuerung ausgeschaltet. Dies ist in Schritt 812 angegeben. Schritt 810 zeigt an, dass zugeordnete Dimmer angehen und nicht zugeordnete Dimmer ausgehen.
Nachdem jeder Dimmer, der einem bestimmten Knopf zugeordnet werden soll, eingeschaltet worden ist, und nachdem jeder Dimmer, der nicht zugeordnet werden soll, ausgeschaltet worden ist, überträgt der Dimmer seine Adresse und seinen Zustand zu der Hauptsteuerung, wie in 814 angegeben ist. Die Zentrale stellt dann die Relation zwischen den zugeordneten lokalen Steuerungen und dem betreffenden gedrückten Knopf her, wie in Schritt 816 angegeben ist. Der Anwender wählt dann den nächsten zu programrnierenden Knopf, wie in Schritt 818 in Fig. 15B angegeben ist. Die Zentrale sendet eine Zuweisungsbitmap von all den in Schritt 820 dem vorhergehenden Knopf zugeordneten Dimmern. Auf der Basis dieser Zuweisungsbitmap, welche all jene dem vorhergehenden Knopf zugeordneten Dimmer angibt, berechnen die Dimmer ein Antwortfenster so, dass sie Statusinformationen zu der Zentrale zurücksenden können. Der in der Zuweisungsbitmap gefundene zuunterst adressierte Dimmer ist dem Fenster 1 zugewiesen, der als zweitunterster adressierte Dimmer dem Fenster 2, und so weiter, was nachfolgend ausführlicher beschrieben ist. Dies ist in Schritt 822 angegeben. In Schritt 824 quittieren die Dimmer den Empfang der Zuweisungsbitmap. Nun sendet die Hauptstation einen neuen Befehl, der anzeigt,· dass ein neuer Knopf gedrückt worden ist, wie in Schritt 826 angegeben ist. Wie vorher gehen all jene Dimmer an, die diesem Knopf zugeordnet sind, und jene nicht zugeordneten gehen aus, wie in Schritt 828 angegeben ist. Am Anfang sind keine Dirumer zugeordnet, somit sind alle aus. Der Anwender geht dann um das Haus herum und ordnet Dimmer durch Einschalten zu und löscht die Zuordnung von Dimmern durch Ausschalten derselben. Dies ist in Schritt 830 angegeben. Der Dimmer sendet seine Adresse und seinen Zustand, wie in 831 in Fig. 15C der Hauptsteuerung angegeben ist. Die Zentrale stellt dann die Relation zwischen den zugeordneten lokalen Steuerungen und dem jeweiligen gedrückten Knopf her, wie in Schritt 832 angegeben ist. In Schritt 833 wird, wie in Fig. 15C angegeben ist, eine Ermittlung durchgeführt, ob alle Knöpfe programmiert worden sind. Wenn dies nicht der Fall ist, wird zu Punkt A in Fig. 15B zurückgesprungen, und der nächste Knopf wird programmiert, nachdem eine neue Zuweisungsbitmap für den letzten zu programmierenden Knopf gesendet worden ist, so dass jeder der Dimmer ein Antwortfenster erhält, um den Status zu der Zentrale zu senden.
Der Anwender macht sich dann an das Programmieren jedes der übrigbleibenden Knöpfe an der Hauptsteuerung. Wenn einmal alle Knöpfe programmiert worden sind, verlässt der Anwender den Programmier-Modus, indem er den obersten und den "ALLES AUS"-Knopf in der Spalte ganz rechts fünf Sekunden gedrückt hält, wie in 834 angegeben ist. Die Zentrale sendet eine Zuweisungsbitmap von dem letzten gedrückten Knopf, wie in 836 angegeben ist, und jeder der zugeordneten Dimmer erhält ein Antwortfenster. Sobald dies durchgeführt ist, sendet die Zentrale einen Befehl, den Programmier-Modus zu verlassen, wie in 838 angegeben ist. Alle Zentralen verlassen dann den Verriegelungsmodus, wie in 840 angegeben ist, und die Dimmer kehren zu dem Zustand vor dem Programmier- Modus zurück, wie in 842 gezeigt ist. Angenommen, der Anwender wünscht nicht, irgendeinen anderen Zustand einzustellen, dann beginnt der Anwender den Betriebsmodus, wie in Schritt 844 angegeben ist.
Fig. 16 zeigt den "Dimmer-Einstell"-Modus 900 von Fig. 12. Der Dimmer-Einstell-Modus wird durch Betätigen des Dimmer-Einstellknopfes 22 G von Fig. 10 der Hauptsteuerung begonnen, wie in 902 angegeben ist. Alle Knopf-LEDs 22D blinken, und oberste sowie unterste Intensitätspegel-LEDs 22E leuchten konstant, wie in Schritt 903 angegeben ist. Der Anwender bedient dann einen einzustellenden Knopf, wie in 904 angegeben ist. Die Knopf-LEDs 22D unterbrechen das Blinken, wie in 905 angegeben ist. Die LED für den einzustellenden Knopf leuchtet konstant, wie in Schritt 906 angegeben ist. Die Zentrale sendet eine Anfrage nach den Dimmerpegeln des einzustellenden Knopfes an alle lokalen Steuerungen und Zwischenverstärker, wie in Schritt 907 angegeben ist. Zugeordnete Dimmer reagieren mit ihren Lichtpegeln, wie in Schritt 908 angegeben ist. Die Zwischenverstärker bilden und senden eine Intensitätspegelbitmap, welche in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Helligkeitspegel von den diesem Knopf zugeordneten vier am niedrigsten adressierten Dimmern beinhaltet. Sobald die vollständige Intensitätspegelbitmap entwickelt und von der Zentrale empfangen ist, mittelt die Zentrale die Lichtintensitätspegel in der Bitmap aus, wie in Schritt 910 angegeben ist. Dann löscht die Zentrale die obersten und untersten LEDs der Gruppe 22E und erhellt eine LED, um dem durchschnittlichen Lichtpegel zu entsprechen, wie in Schritt 912 angegeben ist.
Der Anwender drückt einen Knopf, wie in Schritt 913 angegeben ist. Die Zentrale stellt fest, ob es der "Dimmer-Einstell"-Knopf ist, wie in Schritt 914 angegeben ist. Wenn nicht, ermittelt das Hauptsystem, ob ein anderer Knopf zu betätigen ist, wie in Schritt 915 angegeben ist. Wenn nicht, muss es ein "heller"- oder ein "dunkler"-Knopf 22F sein, wie in Schritt 918 angegeben ist. Die LED von der Gruppe 22E von LEDs, welche erhellt werden, um den Helligkeitspegel der zugeordneten Lampe oder der zugeordneten Lampen anzuzeigen, ändert sich in Abhängigkeit davon, ob der "heller"- oder der "dunkler"- Knopf bedient wurde, wie in Schritt 919 angegeben ist. Die Zentrale sendet dann neue Lichtpegelinformationen zu dem diesem Knopf zugeordneten Dimmer oder den Dimmern, wie in Schritt 920 angegeben ist. Alle zugeordneten Dimmer stellen die angeschlossene Lampe oder die angeschlossenen Lampen auf den neuen Lichtpegel ein, wie in Schritt 921 angegeben ist. Die Zentrale kehrt dann zu Schritt 913 zurück und wartet auf einen weiteren betätigten Knopf. Wenn in Schritt 915 ein weiterer Knopf betätigt wird, kehrt die Zentrale zu Schritt 906 zurück. Wenn der Dimmer-Einstellknopf in Schritt 914 erneut betätigt wird, verlässt die Zentrale den Dimmer-Einstell- Modus, wie in Schritt 916 angegeben ist, und kehrt dann zu dem Betriebsmodus zurück, wie in Schritt 917 angegeben ist.
Sobald die Dimmereinstellungen durchgeführt sind und der Dimmer-Einstell-Modus verlassen worden ist, beginnt das System den Betriebsmodus, wie in Fig. 17 gezeigt ist.
Wie vorhergehend beschrieben wurde, kann jede lokale Steuervorrichtung, z. B. jeder Dimmer oder Schalter, eine handbediente Vorrichtung enthalten, um dem Anwender zu erlauben, den Zustand der verbundenen Lampe oder Lampen zu ändern. Wenn der Anwender eine solche Aktion einleitet, um den Zustand der angeschlossenen Last zu ändern, sendet die lokale Steuerung ein Statusinformationssignal zu der Zentrale oder den Zentralen (direkt und/oder indirekt über einen Zwischenverstärker oder über Zwischenverstärker), um den genauen Zustand der jeweiligen Last anzuzeigen. Mit "genauem" Zustand erwägt der Erfinder darüber hinaus, dass, wenn eine Zentrale ein Steuersignal zu einer lokalen Steuervorrichtung sendet, die lokale Steuervorrichtung ein Signal sendet, das den genauen Zustand der angeschlossenen Last anzeigt.
In dem Betriebsmodus 1000 leitet der Anwender zuerst ein Ereignis ein, z. B. das Drücken eines Hauptsteuerknopfes, um bestimmte Lampen einzuschalten. Die Hauptsteuerung überträgt dann eine Verbindungsanforderung, wie in 1004 angegeben ist. Jeder der Zwischenverstärker leitet die Verbindungsanforderung zu den anderen Zwischenverstärkern und den Steuerungen weiter. Die Zentrale sendet dann eine Mitteilung, wie in 1006 angegeben ist, und die Zwischenverstärker leiten diese Informationen weiter. Die Vorrichtung, z. B. eine Zentrale, wartet dann vorzugsweise auf eines von 4 Zufalls-Zeitfenstern, wie in 1008 angegeben ist. Die Vorrichtung sendet danach die Verbindungsanforderung zurück, und die Zwischenverstärker leiten sie weiter, wie in 1010 angegeben ist. Die Vorrichtung sendet die Mitteilung zurück und die Zwischenverstärker leiten sie weiter, wie in 1012 angegeben ist. In Schritt 1014 sendet jede der dem betätigten Knopf zugeordneten Abhörvorrichtungen ihren Zustand. Der Zwischenverstärker oder die Zwischenverstärker wiederholen Signale von den Haupteinheiten oder Beleuchtungssteuervorrichtungen in Zeitfenstern. Die Zwischenverstärker bilden eine EIN-AUS-Statusbitmap, wenn sie Datenübertragungen empfangen, und leiten die EIN-AUS-Statusbitmap durch ein rundherum Weitersenden weiter. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel zeigt die EIN-AUS-Statusbitmap den Zustand aller dem betätigten Knopf zugeordneten Steuervorrichtungen an, d. h. ein "EIN" oder "AUS". Die dem betätigten Knopf nicht zugeordneten Steuervorrichtungen reagieren nicht, und die EIN-AUS-Statusbitmap enthält Informationen für jene Steuervorrichtungen, die keine Reaktion zeigen. Jeder Zwischenverstärker fügt der EIN-AUS-Statusbitmap ihm bekannte Informationen hinzu, so dass nach einer durch die Anzahl an Zwischenverstärkern ermittelten vollständigen Zwischenverstärker-Reihenfolge die vollständige EIN-AUS-Statusbitmap aller Systeminformationen entwickelt und übertragen ist, wie nachfolgend ausführlicher erklärt wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Zentrale mindestens einmal eine vollständige EIN-AUS-Statusbitmap von allen Statusinformationen empfangen hat.
In Schritt 1016 ermittelt die auslösende Hauptvorrichtung, ob sie die ordnungsgemäßen Statusinformationen von der lokalen Steuervorrichtung empfangen hat. Wenn ja, ist das Ereignis abgeschlossen, wie in 1018 angegeben ist. Wenn nicht, wird in Schritt 1017 eine Ermittlung durchgeführt, ob die auslösende Hauptvorrichtung die Nachricht zweimal gesendet hat. Wenn nicht, folgt ein Rücksprung zu Schritt 1004. Wenn ja, wird das Ereignis als abgeschlossen betrachtet.
Nun zu Fig. 18, in der Einzelheiten von dem zwischen Zentralen, Zwischenverstärkern und Dimmern beschriebenen Kommunikationsprotokoll gezeigt sind. Die Beschreibung betrifft die Kommunikation der EIN-AUS-Statusbitmap, aber das gleiche Protokoll wird für die Zuweisungsbitmap und die Intensitätspegelbitmap verwendet, die vorhergehend beschrieben wurden. Das System verwendet ein Protokoll von einem zweimaligen Senden von Mitteilungen, wie beschrieben wurde, um Zuverlässigkeit zu gewährleisten. In einer gewöhnlichen Situation überträgt eine Zentrale einen Befehl zweimal, wie in Fig. 18 angegeben ist. Jeder Zwischenverstärker sendet dann den Befehl in seinem eigenen Zeitfenster, wie in Fig. 18 angegeben ist. Fig. 18 zeigt, dass drei Zwischenverstärker in dem gezeigten System verwendet werden. Jeder Zwischenverstärker wiederholt den Befehl in seinem Zeitfenster an Stelle jedes Hauptbefehls. Die zugeordneten Dimmer übertragen dann ihren Zustand in ihren zugeordneten Zeitfenstern, wie oben besprochen wurde und nachfolgend ausführlicher besprochen wird. Sobald jeder Dimmer die EIN-AUS-Statusbitmap in seinem Zeitfenster gesendet hat, entwickeln die Zwischenverstärker die EIN-AUS- Statusbitmap weiter. Jeder Zwischenverstärker fügt in die EIN-AUS-Statusbitmap die Informationen ein, die er empfangen hat, um eine vollständigere EIN- AUS-Statusbitmap zu bilden. Nach einer bestimmten Anzahl an Übertragungen der EIN-AUS-Statusbitmap ist eine vollständige EIN-AUS-Statusbitmap entwickelt, und jede Haupteinheit hat die vollständige EIN-AUS-Statusbitmap mindestens einmal empfangen.
Sobald jeder der Zwischenverstärker die vollständige EIN-AUS-Statusbitmap gesendet hat und sie in den Zentralen empfangen worden ist, wiederholen und übertragen die Zentralen den Befehl erneut, wenn die Zentralen eine andere als die erwartete EIN-AUS- Statusbitmap empfangen, wie durch "wiederhole Nummer 1" in Fig. 18 gezeigt ist. Wahlweise können zusätzliche Wiederholungen verwendet werden, wenn die erste Wiederholung ebenfalls misslingt.
Bei der Anfangsübertragung des Befehlspakets sendet die Zentrale eine Verbindungsanforderung, der ein Befehlspaket folgt. Dies ist in Fig. 19 gezeigt. Jeder Zwischenverstärker wiederholt dann die Verbindungsanforderung und danach das Befehlspaket, wie in Fig. 19 gezeigt ist. Jeder Zwischenverstärker wiederholt die Verbindungsanforderung und das Befehlspaket in seinem eigenen Zeitfenster, wie angegeben ist.
Wie in Fig. 20 angegeben ist, sendet bei der zweiten Übertragung des Befehlspakets die Zentrale die Verbindungsanforderung und das Befehlspaket erneut, und jeder der Zwischenverstärker sendet die Verbindungsanforderung und das Befehlspaket zurück, wie gezeigt ist.
Bei der zweiten Übertragung durch die Zentrale richtet die Zentrale, wie in Fig. 20 gezeigt ist, eine Mehrzahl, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel vier Back-off-Fenster für eine Übertragung ein. Der Grund für die zweite Übertragung ist ein zweiter Kommunikationsversuch, wenn zwei Vorrichtungen gleichzeitig zu kommunizieren versuchen, und auch um die Zuverlässigkeit zu erhöhen. Wenn zwei Vorrichtungen gleichzeitig zu kommunizieren versuchen, verringern die vier zufälligen Back-off-Versuche die Wahrscheinlichkeit, dass irgendwelche zwei Vorrichtungen wieder gleichzeitig versuchen zu kommunizieren. Die Wahrscheinlichkeit dieses Vorkommens zum zweiten Mal ist ein Viertel der Wahrscheinlichkeit, dass dies beim ersten Mal vorkommt. Die Zentrale wählt z. B. eines dieser vier Fenster zufallsbedingt aus. In dem in Fig. 20 gezeigten Beispiel hat die Zentrale zufällig das Fenster 3 gewählt. Das Befehlspaket wird unmittelbar nach dem Fenster 3 mit dem Beginn des Back-off- Zeitfensters 4 wiederholt.
Um Kommunikation zwischen den Beleuchtungssteuervorrichtungen und der Hauptstation ohne Störung zu ermöglichen, ermittelt jede Beleuchtungssteuervorrichtung automatisch ein Zeitfenster für die Übertragung von Statussignalen. Dies wird durchgeführt, während die Zentrale die Zuweisungsbitmap erzeugt, die alle Beleuchtungssteuervorrichtungen festlegt, welche jedem Haupteinheitsstellglied zugeordnet sind.
Nachdem jeder Zentralenknopf während des Programmier-Modus programmiert worden ist, verschickt die Zentrale die Zuweisungsbitmap aller lokalen, einem jeweiligen Knopf zugeordneten Steuerungen. Dies wurde oben in Verbindung mit dem Programmier-Modus beschrieben. Die Dimmer ermitteln dann ihr Fenster durch Zählen der Anzahl der dem Knopf zugeordneten Dimmer mit einer niedrigeren Adresse als ihre eigene Adresse und Hinzufügen von eins für sich selbst. Wenn es z. B. acht Dimmer gibt, könnte die von der Zentrale erzeugte Zuweisungsbitmap wie folgt aussehen:
Folglich sind in dem oben gezeigten Beispiel die Dimmer 2, 3 und 7 dem jeweiligen Zentralenknopf zugeordnet worden, wie durch eine "1" in der Zuweisungsbitmap angegeben ist. Die Dimmer 2, 3 und 7 sind demzufolge den Fensternummern 1, 2 und 3 zugeordnet und senden in dieser Reihenfolge Statusinformationen an die Zentrale.
Das Übertragungszeitfenster für die EIN-AUS-Bitmap- Statusinformationen wird vorzugsweise extra lang gemacht, um Dimmer zu berücksichtigen, die an unterschiedliche Phasen eines Dreiphasennetzes angeschlossen sind. Dies kann notwendig sein, wenn die Dimmer den Anfang der Zeitfenster auf der Basis von Leitungsspannungs-Nulldurchgängen ermitteln. An unterschiedliche Phasen eines Dreiphasennetzes gekoppelte Dimmer haben daher überlappende Zeitfenster (wenn die Zeitfenster 1/3 eines halben Zyklus übersteigen), was zu einer Störung zwischen der Kommunikation aufeinanderfolgender Zeitfenster führen kann. Um dieses Problem zu lösen, werden Zeitfenster extra lang gemacht, z. B. zweimal so lang, was eine Todzeitspanne am Endabschnitt eines Zeitfensters erlaubt, die ein Überlappen von Informationen in dem nachfolgenden Zeitfenster für einen Dimmer, der an eine unterschiedliche Phase angeschlossen ist, ausschließt.
Wie oben beschrieben ist, erzeugen die Zwischenverstärker eine EIN-AUS-Statusbitmap und senden sie. Die vom Zwischenverstärker erzeugte EIN-AUS- Statusbitmap zeigt den EIN-AUS-Status aller Steuervorrichtungen an. Jeder Zwischenverstärker sendet ihm bekannte Informationen in dem jenem Zwischenverstärker zugeordneten Zeitfenster. Während die Zwischenverstärker-Reihenfolge fortschreitet, sammelt jeder Zwischenverstärker Informationen an, die von den anderen Zwischenverstärkern gesendet wurden, und fügt sie der EIN-AUS-Statusbitmap an. Am Ende der Übertragung haben alle Zwischenverstärker eine vollständige EIN-AUS-Statusbitmap gesendet, und jede Zentrale hat die vollständige EIN-AUS- Statusbitmap mindestens einmal empfangen.
Jeder Dimmer hat in der EIN-AUS-Statusbitmap zwei Bit. 10 zeigt an, dass sich der Dimmer in dem "EIN"-Zustand befindet, und 01 zeigt an, daß sich der Dimmer in dem "AUS"-Zustand befindet. 00 oder 11 zeigt keine Reaktion an. Diese "keine Reaktion"- Folgen wechseln sich ab. Dieses Verfahren stellt sicher, dass immer 50% Nennbetriebsdaten von dem Empfänger empfangen werden, was die Verwendung eines schwebenden Schwellwerts erlaubt, um die Empfindlichkeit zu optimieren.
Um sicherzustellen, dass Datenübertragungen von jeder der lokalen Steuerungen und Zentralen in dem System empfangen werden, wiederholen die Zwischenverstärker in einer bestimmten Reihenfolge. Die Zwischenverstärker-Reihenfolge ist so, dass sie nicht Kenntnis von Reihenfolge oder Stelle der Zwischenverstärker erfordert, um zu garantieren, dass eine Mitteilung zu jeder Komponente durchgeleitet wurde, für die sie bestimmt war.
Die Zwischenverstärker werden verwendet, um den Bereich der Funktion des Systems auszudehnen. Nach der herkömmlichen Überlegung werden Zwischenverstärker zwischen zwei Kommunikationspunkten angeordnet. Wenn z. B. die Punkte A und B zu weit voneinander entfernt sind, wird zwischen diesen ein Zwischenverstärker so positioniert, dass sie miteinander kommunizieren können. Wenn die Punkte A und B noch weiter voneinander entfernt sind, können mehrere Zwischenverstärker verwendet werden. Jeder Zwischenverstärker hört eine Mitteilung und sendet sie an den nächsten Zwischenverstärker weiter. Dann hört der nächste Zwischenverstärker diese Nachricht und sendet sie. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Systems der Erfindung ist der erlaubte Abstand von einer Zentrale oder einem Dimmer zu einem Zwischenverstärker 30 Fuß (9,14 m). Der erlaubte Abstand von einem Zwischenverstärker zu einem anderen ist in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel 60 Fuß (18, 28 m).
In einem System mit zwei Dimmern D1 und D2 und drei Zentralen M1, M2 und M3 könnten die Zwischenverstärker R1 und R2 z. B. wie in Fig. 22A gezeigt angeordnet sein. In einem solchen Fall wird eine Zwischenverstärker-Reihenfolge R1-R2-R1 eingerichtet, um sicherzustellen, dass alle Vorrichtungen ihre Mitteilungen empfangen. In dem oben erwähnten Fall würde z. B., wenn M3 eine Anfangsmitteilung sendet, R2 die Nachricht hören, aber R1 nicht. D2 würde ebenfalls die Mitteilung nicht hören. Folglich ist R1 außerstande, die Mitteilung in seinem Zeitfenster zu beantworten, weil er die Mitteilung nicht hört. R2 kann die Mitteilung in seinem Zeitfenster wiederholen, weil er das Signal von M3 hört. Weil R1 R2 hören kann, wiederholt R1 die Mitteilung in seinem Zeitfenster und ermöglicht D2, die Mitteilung zu empfangen.
Es kann gezeigt werden, dass für die zwei in Fig. 22A gezeigten Zwischenverstärkersysteme die Zwischenverstärker-Reihenfolge R1-R2-R1 sicherstellt, dass alle Kommunikationsvorrichtungen innerhalb der Übertragungsbereiche von R1 und R2 für diese Vorrichtungen bestimmte Mitteilungen nach einer Wiederholung der Signale in der Reihenfolge R1-R2-R1 durch die Zwischenverstärker empfangen werden. So lange sich jede Vorrichtung in dem Bereich von mindestens einem Zwischenverstärker befindet, ist folglich für alle Vorrichtungen sichergestellt, dass sie miteinander kommunizieren können. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist jedes der Zwischenverstärker-Zeitfenster 25 ms lang. Wegen der FCC-Vorschriften ist es erforderlich, dass jede einzelne Vorrichtung nur einmal in einer 100 ms- Zeitspanne überträgt. Ein FCC-Durchschnitt ist alle 100 ms erfüllt. Um sicherzustellen, dass jede Vorrichtung in einer 100 ms-Zeitspanne nur einmal überträgt, was eine maximale Übertragungsenergie ermöglicht, werden Wartefenster folglich so hinzugefügt, dass der erste Zwischenverstärker diese Regel nicht verletzt. Folglich ist die erzielte Reihenfolge R1-R2-W-W-R1. Somit gibt es nach der zweiten Zwischenverstärkerwiederholung zwei Warte- (W) Fenster, bevor der erste Zwischenverstärker wiederholt.
Für drei Zwischenverstärker hat die Reihenfolge, die nötig ist, um sicherzustellen, dass alle Vorrichtungen innerhalb des Bereichs, in dem ein Zwischenverstärker für ihn bestimmte Datenübertragungen empfängt, 7 Fenster, z. B. RT-R2-R3-R1-R2-R3-R1 (7 Fenster). Um sicherzustellen, dass keine Vorrichtung mehr als einmal in einer 100 ms-Zeitspanne überträgt, sind Wartefenster folgendermaßen hinzugefügt: R1-R2-R3- W-R1-R2-R3-W-R1 (9 Fenster).
Für vier Zwischenverstärker besteht die kürzestmögliche Reihenfolge aus 12 Fenstern, z. B. R1-R2-R3- R4-R1-R3-R2-R1-R4??-R3-R1-R2 (12 Fenster). Bei dieser Reihenfolge kommunizieren jedoch die Zwischenverstärker R1 und R3 mehr als einmal in 100 ms. Folglich wird die folgende Reihenfolge verwendet: R1- R2-R3-R4-R1-R2-R3-R4-R1-R2-R3-R4-R1 (13 Fenster). Für 5 und 6 Zwischenverstärker können die folgenden Reihenfolgen verwendet werden: R5-R6-[vier Zwischenverstärker-Folgen]-R5-R6. Dies würde erfordern, dass jeder der Zwischenverstärker R5 und R6 mindestens einen System-Zwischenverstärker R1 bis R4 hört. Eine andere Reihenfolge, die auch verwendet werden kann, ist die folgende: R6-R5-[vier Zwischenverstärker-Folgen]-R5-R6. Dies würde erfordern, dass der Zwischenverstärker R5 mindestens einen System-Zwischenverstärker R1 bis R4 hört. Der Zwischenverstärker R6 muss mindestens einen System- Zwischenverstärker R1 bis R4 oder den Zwischenverstärker R5 hören.
Im allgemeinen wird die Anzahl an erforderlichen Fenstern (R) als Funktion der Anzahl an Zwischenverstärkern (N) durch die folgende Relation bestimmt (wobei N kleiner oder gleich 4 ist):
R(N) = [4 · (N-1)]+1,
mit N = 5 ergibt die Gleichung:
R (5) = R (4) +2 = 15 Fenster;
mit N = 6 ergibt die Gleichung:
R(6) = R(5)+2 = R(4)+4 = 17 Fenster.
Wenn eine Haupteinheit meldet, dass ein Knopf gedrückt worden ist, kann diese mehrere Dimmer überprüfen, in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel bis zu 32 Dimmer. Alle betroffenen Dimmer antworten durch Anzeigen ihres Zustands in ihrem jeweiligen Zeitfenster, und so kennt die Zentrale jeden als Reaktion auf eine Datenübertragung von einer Zentrale angesteuerten Dimmer. Wenn jede Antwort durch die Zwischenverstärker-Reihenfolge geleitet wird, ist zu viel Zeit erforderlich. Um dies zu überwinden, bilden die Zwischenverstärker die beschriebene EIN-AUS-Statusbitmap mit Dimmer-Statusinformationen und leiten sie weiter. Am Ende der Zwischenverstärker-Reihenfolge muss jede Zentrale mindestens einmal eine vollständige Bitmap empfangen haben.
Nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist ein Ziel der Erfindung, die kürzestmögliche Zwischenverstärkerkette zu verwenden. Wegen der FCC-Forderung ist eine Reihenfolge so entwickelt worden, dass ein Zwischenverstärker nur einmal in 100 ms spricht, d. h. einmal in jeweils vier 25-ms- Zeitschlitzen. Ein alternatives Schema ist, daß, wenn ein Zwischenverstärker schon kommuniziert hat, er in seinem nächsten Fenster nicht schon wieder zurücksenden kann, wenn dieses innerhalb 100 ms seiner vorherigen Übertragung liegt. Jedoch würde ein solches Schema ein ordnungsgemäßes Gebäude und ein Durchlaüfen der EIN-AUS-Statusbitmap nicht sicherstellen. Die Entwicklung der vollständigen EIN- AUS-Statusbitmap würde zwei Durchläufe durch die Zwischenverstärkerkette erfordern. Folglich soll ein alternatives Schema die kürzestmögliche Reihenfolge für abgehende Mitteilungen verwenden und nicht irgendwelche Wartefenster. Wenn ein Zwischenverstärker schon kommuniziert hat, bleibt er in seinem nächsten Fenster still. Ein solches Verfahren würde dem Programmcode eine erhebliche Komplexität verschaffen und von der Verbindung Redundanz oder Zuverlässigkeit entfernen. Jedoch kann ein solches alternatives Schema Übertragungszeit sparen.
Fig. 21 zeigt, wie das System der Erfindung, das Zwischenverstärker verwendet, Probleme ausschaltet, die in Systemen ohne Zwischenverstärker auftreten würden. Z. B. zeigt Schwingung A, wie ein Hochfrequenzsignal beeinflusst werden könnte, das ohne einen Zwischenverstärker durch Wände eines Hauses dringt. Solche Gebäudematerialien wie Bauholz, Trockenmauer, Metall-Maschendraht, Rohre, elektrische Verdrahtung usw. können die Hochfrequenzsignale so dämpfen, dass sie von dem Zwischenverstärker nicht empfangen werden. Möbel, Leute, Tiere und fließendes Wasser in Rohren können ebenfalls Dämpfung oder Beschattung bewirken.
Durch Verwendung eines Zwischenverstärkers wird Raumdiversity (Raumvielfalt) erreicht, wie mit der Schwingung B in Fig. 21 gezeigt ist. Der Zwischenverstärker stellt sicher, dass ein verstärktes Signal wiederholt oder zu dem Empfänger übertragen wird. Dies schafft Raumdiversity für Zuverlässigkeit.
Fig. 22 zeigt, wie mehrfache Übertragungswege Mehrweg-Nulldurchgänge erzeugen können, was wohlbekannt ist. Das übertragene Signal kann sich, nachdem es von dem Hochfrequenzreflektor reflektiert wurde und eine Entfernung von mλ + λ/2 zurücklegt, mit dem Signal vereinigen, das die kürzere Entfernung nλ destruktiv zurücklegt, was zu einer Abschwächung oder einem Nichtempfang in dem Zwischenverstärker führt.
Durch Verwendung eines Zwischenverstärkers in dem System der Erfindung ist es wegen der durch den Zwischenverstärker erzeugten Raumdiversity unwahrscheinlich, auch einen Mehrweg-Nulldurchgang in dem Empfänger von den Signalen, die sowohl direkt von dem Zwischenverstärker als auch über eine Reflexion nach der Übertragung von dem Zwischenverstärker gesendet wurden, zu entwickeln.
Wie beschrieben wurde, senden oder übertragen in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, in welchem kein Zwischenverstärker verwendet wird, die Hauptvorrichtungen Steuerinformationen gleichzeitig an alle Steuervorrichtungen. Die betroffenen Steuervorrichtungen ändern den Zustand der angeschlossenen elektrischen Vorrichtungen und leiten Statusinformationen in zugeordneten Zeitfenstern, d. h. aufeinanderfolgend, zu den Hauptvorrichtungen zurück.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Zwischenverstärker verwendet, um einen redundanten Weg für Hochfrequenzübertragungen zwischen Hauptvorrichtungen und Steuervorrichtungen zu schaffen. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Steuerungssignale von den Hauptvorrichtungen übertragen, so dass sie entweder direkt von den Steuervorrichtungen oder von den Steuervorrichtungen über einen oder mehrere Zwischenverstärker empfangen werden können. Wie in dem vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiel reagieren die Dimmer auf die Steuerinformationen und ändern den Zustand der betroffenen Lampen. Die Steuervorrichtungen senden Statusinformationen bezüglich der betroffenen Lampen in zugeordneten Zeitfenstern, d. h. aufeinanderfolgend. Diese Informationen können entweder direkt von der Zentrale oder von dem Zwischenverstärker empfangen werden, wobei alle empfangenen Statusinformationen zu einem kombinierten Statussignal zum Senden zu der Hauptsteuervorrichtung vereinigt werden.
Wenn ein zweiter Zwischenverstärker verwendet wird, kann dieser Zwischenverstärker Statusinformationen entweder direkt von den Steuervorrichtungen oder in der Form des kombinierten Statussignals von dem ersten Zwischenverstärker empfangen. Der zweite Zwischenverstärker nimmt die Statusinformationen, die empfangen wurden, und vereinigt sie zu einem zweiten kombinierten Statussignal, welches dann zum Empfang durch die Zentrale gesendet wird.
Die Fig. 23, 24 und 25 zeigen die Blockdiagramme von der Hauptstation, dem Zwischenverstärker bzw.

dem Dimmer der Erfindung.

Nun zu Fig. 23, in welcher die Hauptstation, wie vorhergehend beschrieben, eine Haupttafel 205, 306 und eine Hochfrequenzplatte 207, 302 in Abhängigkeit davon, ob es eine Tischplattenzentrale oder eine Wandmontagezentrale ist, aufweist. Die Blockdiagramme sind die gleichen, obwohl die Schaltkreisplatten für die Wandmontagezentralen raumsparender als jene für die Tischplattenzentralen hergestellt sein können. Die Hochfrequenzplatte 207 oder 302 ist mit einer Antenne 209 oder 326 verbunden, je nachdem, ob die Zentrale eine Tischplattenzentrale oder eine Wandmontagezentrale ist.
Die Haupttafel 205, 306 ist zum Zuführen von Netzspannung und zum Liefern von Steuerfunktionen vorgesehen. Einer Vollweggleichrichterbrücke 230 wird Wechselnetzspannung geliefert. Die Ausgabe der Vollwegbrücke wird einem Stromversorgungs- Reglerschaltkreis 232 zugeführt, welcher Energie für den Prozessor und den Logikschaltkreis liefert. Die Ausgabe der Vollwegbrücke 230 wird einem Nulldurchgangsdetektor 234 zugeführt, welcher verwendet wird, um die Zeitschlitze zu synchronisieren, und dessen Ausgabe wird einem Mikrocontroller 236 zugeführt wird. Der Mikrocontroller 236 ist an eine Rücksetzsteuerung 238 einer herkömmlichen Art angeschlossen. Die Steuerknöpfe- und die LED-Matrix 240 der Hauptstation sind mit dem Mikrocontroller 236 zum Liefern der Mikrocontroller-Informationen bezüglich der gewählten lokalen Steuerungen und zum Liefern von Statusinformationen zu den LEDs verbunden.
Zum Steuern der lokalen Steuerungen gesendete Daten werden auf einer Datenausgangsleitung 242 zu der Hochfrequenzplatte 207, 302 geliefert. Wenn die Daten übertragen werden sollen, stellt der Mikrocontroller 236 zuerst auf der Leitung 246 einem Sendeoszillator 248 ein Sende-Freigabesignal bereit, der vorzugsweise mit einer Frequenz von 418 MHz arbeitet. Die zu sendenden Daten werden auf der Leitung 242 zu einem Datenschalter 244 geliefert, welcher die Daten auf dem 418 MHz-Träger ein- und austastet. Die tastenmodulierten Daten werden dann einem Sende-/Empfangsschalter 250 und anschließend der Antenne 209, 326 zugeführt. Ankommende Informationen, z. B. Statusinformationen von einer lokalen Steuerung, werden von der Antenne 209, 326 zu dem Sender-/Empfängerschalter 250 geliefert. Ankommende Informationen, z. B. Statusinformationen von einer lokalen Steuerung, werden von der Antenne 209, 326 zu dem Sende-/Empfangsschalter 250 geliefert. Die empfangenen Informationen werden dann zu einem Überlagerungsempfänger geliefert. Die empfangenen Daten werden einem geräuscharmen Verstärker 252 zugeführt, durch ein Filter 254 gefiltert, in 256 mit einem lokalen Oszillatorsignal gemischt, das von einem lokalen Oszillator 258 bereitgestellt wurde, so dass ein Zwischenfrequenzsignal erzeugt wird. Der Zwischenfrequenzsignalmodulator, welcher Informationen empfängt, die zu dem Zwischenfrequenzverstärker 260 geliefert wurden, werden danach einem Daten-Doppelbegrenzer 262 bereitgestellt, welcher das Datensignal rechtwinklig macht und zu dem Dateneingang des Mikrocontrollers 236 liefert.
Das Blockdiagramm des Zwischenverstärkers ist in Fig. 24 gezeigt. Es hat im wesentlichen die gleichen Komponenten, welche gleich durchnumeriert sind wie die Zentrale von Fig. 23, aber statt der "200"-er Seriennummern die "400"-er Seriennummern verwendet. Folglich hat es im wesentlichen das gleiche Blockdiagramm wie die Hauptstation. Der Mikrocontroller 436 ist natürlich anders programmiert als der Mikrocontroller der Hauptstation, wie oben unter Bezugnahme auf den Programmablauf erwähnt wurde. Außerdem hat der Zwischenverstärkerprozessor 436 vorzugsweise einen Kommunikationsanschluss 437, welcher ihm (und somit den Haupteinheiten) erlaubt, mit externen Vorrichtungen zu kommunizieren, z. B. mit Sicherheitssystemen, Computern, Netzwerken, Computernetzwerken (z. B. dem Internet), audiovisuellen Systemen, HVAC-Systemen, Kommunikationssystemen (z. B. Telefonsystemen oder anderen Kommunikationssystemen), Kabelsystemen, anderen Geräten, Sensoren usw. Wahlweise kann der Kommunikationsanschluss 437 auch mit dem Hauptcontroller 236 verbunden werden.
Fig. 25 zeigt das Blockdiagramm von dem Dimmer. Das Dimmer-Blockdiagramm ähnelt dem Blockdiagramm von der Zentrale und dem Zwischenverstärker. Gleiche Komponenten sind unter Verwendung von "500"-er Seriennummern gleich nummeriert. Jedoch sind zusätzliche Schaltungen enthalten. Der Dimmer umfasst ein Phasensteuerteil 541 und eine Dreiweg- Signaldetektorschaltung 545. Das Phasensteuerteil 541 ist von herkömmlicher Bauart und wird von dem Mikrocontroller 536 gesteuert. Das Phasensteuerteil 541 umfasst die Netzschaltvorrichtung 514. Der Mikrocontroller 536 wird durch von der Antenne 526 empfangene Signale und auch durch Handbetätigung einer Dimmersteuerung 537 und eines Schaltstellglieds 52 gesteuert, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Die durch ein Stellglied 52 betätigten Schalter und eine Dimmersteuerung 537 sind Teil eines Schalter und einer LED-Matrix 540 von Fig. 25. Statt der Dimmersteuerung 537 kann eine herkömmliche Potentiometer-Dimmersteuerung oder eine andere bekannte Dimmersteuerung verwendet werden, die ein Schalterteil und eine LED-Matrix 540 ersetzt.
Eine Dreiweg-Signaldetektorschaltung 545 wird zum Feststellen verwendet, ob ein Signal von einem anderen Schalter empfangen wurde, der mit dem Dimmer in einer Dreiwegschaltung verbunden ist. Die Dreiweg-Signaldetektorschaltung 545 hat eine herkömmliche Bauart. In jeder anderen Beziehung ist das Blockdiagrarnm das gleiche wie das Blockdiagramm für den Haupt-Zwischenverstärker. Natürlich ist das residente Programm in dem Mikrocontroller 536 anders als das residente Programm in den Mikrocontrollern 236 und 436 der Zentrale bzw. des Zwischenverstärkers, wie vorhergehend beschrieben wurde.
Wie aus den Blockdiagrammen und dem schon besprochenen Programmablauf offensichtlich ist, ist in dem System der Erfindung Intelligenz auf die Hauptstationen, Zwischenverstärker und Dimmer verteilt. Jede Zentrale und jeder Dimmer enthält all die Relationsinformationen, die sie bzw. ihn selbst betreffen. Folglich arbeitet der Rest des Systems weiter, wenn eine der Komponenten versagt. Die Intelligenzinformationen können jedoch zu anderen Komponenten übertragen werden. Wenn z. B. ein Zwischenverstärker nicht verwendet wird, kann seine Intelligenz zu der Zentrale übertragen werden.
Das beschriebene System erlaubt einem Gebäude- Beleuchtungssystem, von ferne ohne die Installation einer zusätzlichen Verdrahtung gesteuert zu werden. Es bietet, anders als ein System vom Stand der Technik, die Fähigkeit, den Zustand von jedem Lampenmöbelstück von der fernen Hauptstation zu kennen. Der in der Hauptstation angezeigte Zustand ist der aktuelle Zustand jedes Lampenmöbelstücks. Wenn eine Steuervorrichtung (ein Dimmer) den Zustand einer Lampe ändert, entweder wegen eines Befehls von einer Zentrale oder mittels Handeinstellung, sendet sie ein Statussignal an die Zentrale zurück. Das System kann diese Statusinformationen ebenso wie Befehlsinformationen zuverlässig bereitstellen, und zwar wegen der Verwendung von Zwischenverstärkern, der Zwischenverstärker-Reihenfolge, der Verwendung von Zeitfenstern und der Verwendung von Zuweisungs- und EIN-AUS-Statusbitmaps, um jeweils zu kommunizieren, und von Dimmerzuweisungen und Statusinformationen. Der Zwischenverstärker oder die Zwischenverstärker liefern "Raumdiversity", um ein Beschatten, Nulidurchgänge, Dämpfung, elektrische Störung und mangelnde Leistungsfähigkeit der in der Steuervorrichtung verwendeten Antenne zu überwinden.
Die Verwendung eines Zwischenverstärkers stellt einen alternativen Weg für ein Signal bereit, um sich zwischen der Zentrale und einer Steuervorrichtung und umgekehrt zu bewegen. Somit wird, wenn die Wahrscheinlichkeit einer Übertragungsstörung bei einem bestimmten Weg 1/l.000 ist, durch Verwenden von zwei Wegen, die unabhängig störanfällig sind, die Wahrscheinlichkeit einer Störung auf 1/l.000.000 verringert.
Wie beschrieben wurde, kann das System jedoch auch ohne den Zwischenverstärker oder die Zwischenverstärker konstruiert werden, in welchem Fall wesentliche Funktionen, wie z. B. Programmierfunktionen, irgendwo anders untergebracht werden können, wie z. B. in der Hauptsteuereinheit. In einem solchen System müssen sich alle Haupteinheiten und Steuervorrichtungen miteinander in einem Bereich befinden. In einem anderen Ausführungsbeispiel des Systems der Erfindung wird eine Kombination aus Hochfrequenzsignalen und Starkstromleitungs-Trägerfrequenzsignalen verwendet, um Befehls- und Statusinformationen zu senden und zu empfangen.
Fig. 26 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel, das eine Kombination aus Hochfrequenz- und Starkstromleitungs-Trägerfrequenzsignalen verwendet. Entsprechend diesem Ausführungsbeispiel übertragen Haupteinheiten, z. B. eine Tischplattenzentrale 20A oder eine Wandmontagezentrale 30A, Starkstromleitungs- Trägerfrequenzsignale 11 auf der vorhandenen Starkstromleitung 10, welche die Verdrahtung des Beleuchtungssystems aufweist. Diese Starkstromleitungs-Trägerfrequenzsignale 11 werden von einer Beleuchtungssteuervorrichtung, z. B. einem Dimmer 50Z, empfangen. Der Dimmer 50Z weist einen Starkstromleitungs-Trägerfrequenzempfänger auf, welcher auf die Befehlssignale von den Haupteinheiten 20A, 30A antwortet und den Zustand der Lampe 54 steuert.
Um Statusinformationen zu den Haupteinheiten 20A oder 30A zurück zu senden, verwendet die Steuervorrichtung 50Z Hochfrequenzsignale 9A, die durch die Zickzackpfeile in Fig. 26 angezeigt sind. Wie in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel kann ein Zwischenverstärker 40A verwendet werden, um die Zuverlässigkeit des Systems zu erhöhen. Jedoch kann, wie in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, auf den Zwischenverstärker verzichtet werden, wenn sich alle Steuervorrichtungen innerhalb eines Kommunikationsbereichs der Hauptstationen befinden. Der Zwischenverstärker 40A erreicht im wesentlichen den gleichen Zweck wie der Zwischenverstärker 40 von Fig. 1, er bietet nämlich einen zusätzlichen Weg für das Senden von Statusinformationen zu den Hauptstationen 20A, 30A, indem er Hochfrequenzsignale 9B zu den Hauptstationen überträgt.
In einem anderen Ausführungsbeispiel des kombinierten Hochfrequenz-Starkstromleitungs-Trägerfrequenzsystems wird eine Hochfrequenz- zu Starkstromleitungs-Trägerfrequenzbrücke 40B verwendet. In diesem System senden die Haupteinheiten 20B, 30B Hochfrequenzsignale, wie durch die Zickzacklinien 51B in Fig. 27 gezeigt ist, zu der Hochfrequenz- zu PLC- Brücke 40B. Die Hochfrequenz- zu PLC-Brücke 40B wandelt die Hochfrequenzsignale in Starkstromleitungs-Trägerfrequenzsignale um und überlagert sie auf die vorhandene Netzleitungsverdrahtung von 10 der Gebäude, wie durch die Pfeile 13 von Fig. 27 gezeigt ist. Diese Starkstromleitungs-Trägerfrequenzsignale enthalten die Befehlsinformationen für die Steuervorrichtungen. Außerdem empfängt die Hochfrequenz- zu PLC-Brücke 40B Hochfrequenzsignale von den Steuervorrichtungen 50Y, wie durch Zickzackpfeile 51A gezeigt ist, und wandelt diese Hochfrequenzsignale in Starkstromleitungs-Trägerfrequenzsignale um. Diese Starkstromleitungs-Trägerfrequenzsignale enthalten Statusinformationen bezüglich des Zustands der elektrischen Lampen 54, die mit den Steuervorrichtungen 50Y verbunden sind. Folglich bestehen die Starkstromleitungs-Trägerfrequenzsignale 13 aus zwei Arten, aus Befehlssignalen für die Steuervorrichtungen und aus Statussignalen von den Steuervorrichtungen, die von den Haupteinheiten 20B, 30B empfangen wurden, Wie in dem anderen Ausführungsbeispiel verwenden die Haupteinheiten 20B, 30B die Statusinformationen zum Anzeigen des Zustands der gesteuerten elektrischen Lampen 54.
Fig. 28 zeigt das Blockdiagramm von einer Haupteinheit 20A, 30A des Ausführungsbeispiels von Fig. 26. Die Haupteinheit von Fig. 28 weist einen Mikrocontroller 1136 auf, in welchem das Betriebsprogramm gespeichert ist. Der Mikrocontroller 1136 empfängt Statusinformationen bezüglich des Zustands der gesteuerten elektrischen Lampen 54 in einem Eingang 1143. Eingang 1143 ist mit einem Empfänger verbunden, der eine Antenne 1109, 1126, z. B. eine Antenne einer gedruckten Schaltungsplatte aufweist, wie vorhergehend eine in Fig. 26 gezeigte Wandmontagezentrale 30A beschrieben wurde. Der Ausgang der Antenne ist mit einem geräuscharmen Verstärker 1152 verbunden, dessen Ausgang mit einem Filter 1154 gekoppelt ist. Der Ausgang des Filters ist mit einer Mischstufe 1156 verbunden, die von einem lokalen Oszillator 1158 versorgt wird. Die Schwebungsfrequenz der Mischstufe 1156 ist mit dem Eingang eines Zwischenfrequenzverstärkers 1160 verbunden, dessen Ausgang an einen Daten-Doppelbegrenzer 1162 angeschlossen ist. Der Daten-Doppelbegrenzer funktioniert auf die gleiche Weise wie unter Bezugnahme auf die Fig. 23-25 beschrieben wurde. Der Ausgang des Daten-Doppelbegrenzers ist mit dem Eingang 1143 des Mikrocontrollers 1136 verbunden.
Der Mikrocontroller 1136 liefert Befehlsinformationen für die Beleuchtungssteuervorrichtungen 50Z von Fig. 26 zu einem Datenmodulator 1144. Die Trägerfrequenz für den Datenmodulator 1144 wird von einem Sendeoszillator 1148 bereitgestellt, welcher durch eine Freigabeleitung 1146 von dem Mikrocontroller 1136 freigeschaltet wird. Die Modulatorsteuerdaten werden zu dem Signalanschlusstransformator 1120 geliefert, dessen Sekundärkreis mit der Netzleitung 10 verbunden ist, um das Starkstromleitungs- Trägerfrequenzsignal zu der Netzleitung zum Empfang durch die Steuervorrichtungen 50Z zu liefern.
Die übrigen Blöcke von Fig. 28 sind im wesentlichen die gleichen wie die entsprechenden in Fig. 23 gezeigten Blöcke und folglich durch Verwendung von "1100"er-Seriennummern nummeriert.
Fig. 29 zeigt das Blockdiagramm der Steuervorrichtung 50Z, 50Y, welches im wesentlichen für das Ausführungsbeispiel von Fig. 26 sowie das von Fig. 27 das gleiche ist. Wie gezeigt, umfasst die Beleuchtungssteuervorrichtung 50Z, 50Y, welche einen Dimmer enthalten kann, einen Mikrocontroller 1236, einen Schalter und eine LED-Matrix 1240, einen Phasensteuerteil 1241, eine Dreiweg-Signalerkennungsschaltung 1245, eine Stromversorgung 1232, einen Nulldurchgangsdetektor 1234, eine Gleichrichterbrücke 1230 und einen Rücksetzcontroller 1238. Die Funktionen dieser Blöcke sind im wesentlichen die gleichen wie ähnliche, in den Fig. 23-25 gezeigte Blöcke.
Die Beleuchtungssteuervorrichtung von den Fig. 26, 27 und 29 empfängt Befehlsinformationen wie Starkstromleitungs-Trägerfrequenzsignale über einen Signalverbindungstransformator 1220, mit dessen Sekundärkreis ein Filter 1222 verbunden ist, dessen Ausgang mit einem Datendemodulator 1224 verbunden ist. Der Ausgang des Datendemodulators ist mit dem Dateneingang 1243 des Mikrocontrollers 1236 verbunden. Folglich erhält der Mikrocontroller 1236 Befehle zum Steuern des Zustands der elektrischen Lampen 54.
Der Mikrocontroller 1236 liefert Statusinformationen zum Empfang durch die Zentrale als Hochfrequenzsignale. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 26 können die Hochfrequenzsignale entweder direkt durch die Zentrale oder über den Zwischenverstärker 40A empfangen werden. In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 27 werden die Hochfrequenzsignale von der Hochfrequenz- zu PLC-Brücke 40B empfangen und in Starkstromleitungs-Trägerfrequenzsignale zum Empfang von der Zentrale über die Netzleitung umgewandelt.
Folglich werden die Statusinformationen an einem Ausgang des Mikrocontrollers 1236 einem Datenschalter 1244 bereitgestellt, welcher seine Trägerfrequenz von einem Sendeoszillator 1248 empfängt, der von einem Ausgang 1246 des Mikrocontrollers 1238 freigegeben wurde. Der Ausgang des Datenschalters 1244 ist an eine Antenne 1226 angeschlossen, vorzugsweise die Antenne einer gedruckten Schaltungsplatte, die früher beschrieben wurde.
Fig. 30 zeigt das Blockdiagramm der Haupteinheiten 20B, 30B von Fig. 27. Die Haupteinheit weist einen Mikrocontroller 1336 sowie die Vollweg-Gleichrichterbrücke 1330, eine Stromversorgung 1332, einen Nulldurchgangsdetektor 1334, einen Knopf und eine LED-Matrix 1340 und einen Rücksetzcontroller 1338 auf, wie unter Bezugnahme auf die anderen Blockdiagramme beschrieben ist. Die Haupteinheit des Systems von Fig. 27 sendet Hochfrequenzsignale über einen Datenschalter 1344, einen Sendeoszillator 1348, der durch die Leitung 1346 von dem Mikrocontroller 1336 freigegeben wurde, und eine Antenne 1326. Die von Hochfrequenzsignalen über eine Antenne 1326 übertragenen Informationen werden von der Hochfrequenz- zu PLC-Brücke 40B empfangen und in PLC-Signale zum Empfang durch die Steuervorrichtungen 50Y zum Steuern des Zustands der angeschlossenen elektrischen Lampen 54 umgewandelt.
Ein Mikrocontroller 1336 der in Fig. 30 gezeigten Haupteinheit empfängt Statusinformationen bezüglich des Zustands der elektrischen Lampen 54 von der Netzleitung 10 über einen Signalverbindungstransformator 1320. Der Sekundärkreis des Transformators 1320 ist mit einem Filter 1322 und einem Datendemodulator 1324 verbunden. Der Ausgang des Datendemodulators 1324, der die Statusinformationen aufweist, ist mit dem Dateneingang des Mikrocontrollers 1336 zum Informieren der Haupteinheit über den Zustand der elektrischen Lampe 54 verbunden.
Fig. 31 zeigt das Blockdiagramm von der Hochfrequenz- zu PLC-Brücke 40B von Fig. 27. Das Blockdiagramm ist im wesentlichen das gleiche wie das in Fig. 30 gezeigte von der Haupteinheit. Ein wichtiger Unterschied ist, daß der Mikrocontroller 1436 von Fig. 31 mit einem Programm zum Umwandeln der Hochfrequenz-Befehlsinformationen von den Zentralen 20B und 30B und der Hochfrequenz-Statusinformationen von den Steuervorrichtungen 50Y in Starkstromleitungs-Trägerfrequenzsignale zum Empfang jeweils durch die Steuervorrichtungen 50Y und die Haupteinheiten 20B, 30B ausgestattet ist.
Wie in den anderen Blockdiagrammen gezeigt ist, weist die Brücke einen Knopf und eine LED-Matrix 1440, einen Nulldurchgangsdetektor 1434, eine Vollweg-Gleichrichterbrücke 1430, eine Stromversorgung 1432 und einen Rücksetzcontroller 1438 auf. Die Hochfrequenz- zu PLC-Brücke von Fig. 31 empfängt Hochfrequenzsignale über eine Antenne 1426. Diese Hochfrequenzsignale werden einem geräuscharmen Verstärker 1452 zugeführt, dessen Ausgang zu einem Filter 1454 führt. Der Ausgang des Filters ist mit einer Mischstufe 1456 verbunden, die mit dem Ausgang eines lokalen Oszillators 1458 verbunden ist. Die Schwebungsfrequenz der Mischstufe wird einem Zwischenfrequenzverstärker 1460 zugeführt, dessen Ausgabe einem Daten-Doppelbegrenzer 1462 zugeführt wird. Die Ausgabe des Daten-Doppelbegrenzers, welche die Basisbandinformationen in den Hochfrequenzsignalen enthält, wird dem Mikrocontroller 1436 zugeführt. Wie vorhergehend besprochen wurde, können diese Informationen in Abhängigkeit von der Quelle entweder Statusinformationen von den Steuervorrichtungen 50Y oder Befehlsinformationen von den Zentralen 20B, 30B aufweisen.
Der Mikrocontroller 1436 liefert die jeweiligen Zustands- oder Befehlsinformationen einem Datenmodulator 1444, der mit einem Sendeoszillator 1448 verbunden ist, welcher über eine Leitung 1446 von dem Mikrocontroller 1436 freigegeben wird. Die Ausgabe des Datenmodulators 1444 wird einem Signalverbindungstransformator 1420 geliefert, dessen Sekundärkreis mit der Netzleitung 10 verbunden ist, um die jeweiligen Befehls- und Statussignale auf der Netzleitung zu überlagern.
Fig. 32 zeigt die Einzelheiten der Verbindung des Dimmers 50, dessen Blockdiagramm in Fig. 25 gezeigt ist, mit dem vorhandenen festverdrahteten elektrischen System 10 des Gebäudes. Die heiße Zuleitung des Dimmers, die in Fig. 25 als schwarze Zuleitung gekennzeichnet ist, ist mit einem Draht 7 einer heißen Phase des vorhandenen, festverdrahteten elektrischen Systems des Gebäudes verbunden. Die Abblendleitung des Dimmers, die in Fig. 25 als rote Leitung gekennzeichnet ist, ist mit der elektrischen Lampe 54 über einen Draht 5 verbunden.
Wahlweise ist die in Fig. 25 als blaue Leitung gekennzeichnete 3-Weg-Signalleitung 14 mit einer fernen Vorrichtung (nicht gezeigt) verbunden. Die ferne Vorrichtung liefert Signale zum Steuern des EIN- AUS-Zustands und der Helligkeitseinstellung des Dimmers von Fig. 25. Eine Vorrichtung dieses Typs ist das Maestro Remote Model MA-R, das von dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung hergestellt wird.
Der andere Anschluss der elektrischen Lampe 54 ist mit einem neutralen Draht 12 des vorhandenen festverdrahteten elektrischen Systems des Gebäudes verbunden. Es ist hier anzumerken, dass es an dem Dimmer 50 keine direkte Verbindung zu dem neutralen Draht 12 gibt, dass der Dimmer 50 aber mit dem neutralen Draht 12 nur über die elektrische Lampe 54 verbunden ist.
Dies ist wichtig, weil in einer Situation, in welcher der Dimmer 50 in einem vorhandenen Gebäude nachgerüstet wird, in einem vorhandenen Wandkasten, in welchen ein Dimmer 50 installiert werden würde, um eine vorhandene, Schalter-gesteuerte elektrische Lampe 54 zu ersetzen, gewöhnlich kein neutraler Draht 12 verfügbar wäre.
Wenn ein Dimmer 50 eine direkte Verbindung zu einem neutralen Draht 12 benötigt, dann müsste in der beschriebenen Nachrüstsituation ein zusätzlicher Draht in den Wandkasten eingezogen werden, in welchen der Dimmer 50 durch die vorhandenen Gebäudewände installiert wurde, welcher die Kosten der Installation merklich erhöhen würde und an den Gebäudeoberflächen einen Schaden verursachen könnte. Der gesamte der Stromversorgung 532 zugeführte Strom, welcher die Steuerschaltung und den Hochfrequenzschaltkreis in dem Dimmer 50 versorgt, wird von den Verbindungen mit dem Draht 7 mit heißer Phase und einem Verbindungsdraht 5 der elektrischen Lampe abgezweigt.
Dies ist möglich, weil der Dimmer 50 zum Senden von Statussignalen einen Niederleistungs-Hochfrequenzübertrager und einen Niederleistungs-Steuerschaltkreis verwendet, aber insbesondere ist dies möglich, weil der Dimmer 50 keine Stärkstromleitungs-Trägerfrequenzsignale zum Senden von Statusinformationen verwendet, welche einen Übertrager verwenden würden, der mehr Strom verbraucht, als Von der Verbindung zu dem Draht 7 mit heißer Phase und einem Verbindungsdraht 5 der elektrischen Lampe abgeleitet werden kann.
Zusätzlich zu der Verwendung des beschriebenen Systems zum Steuern von fernen Beleuchtungskörpern ohne Neuverdrahtung kann das System der Erfindung auch verwendet werden, um andere elektrisch betriebene Vorrichtungen zu steuern, z. B. Sicherheitssysteme, HVAC-Systeme, PCs, Motoren, Geräte, Sensoren usw., und kann mit Systemen wie Kabelfernsehen, dem Internet, Telefonleitungen, audiovisuellen PC- Systemen, lokalen Bereichsnetzwerken usw. für Kommunikation verbunden werden.
Das System der Erfindung kann auch eine Eingangs-/ Ausgangsvorrichtung verwenden. Die Eingangs-/Ausgangsvorrichtung kann ein Signal von einer Signalerzeugungsvorrichtung, z. B. einer Kontrolluhr, einem Füllgradsensor, einem Modemeingang usw. empfangen. Als Reaktion auf das Signal von der Signalerzeugungsvorrichtung, welche fern angeordnet sein kann, erzeugt die Eingangs-/Ausgangsvorrichtung ein Befehlssignal, z. B. ein Hochfrequenzsignal wie die Zentralen 20, 20B oder 30, 30B, oder ein PLC-Signal wie die Zentralen 20A, 30A, zum Steuern jeweiliger Beleuchtungssteuervorrichtungen.
Umgekehrt kann die Eingangs-/Ausgangsvorrichtung in Abhängigkeit von dem Ausführungsbeispiel Ausgabesignale von Hochfrequenz- oder PLC-Eingängen zum Steuern externer Vorrichtungen auf ganz die gleiche Art wie der Kommunikationsanschluß liefern, wie vorhergehend beschrieben wurde.
Darüber hinaus könnte das System mit Telefonleitungen verwendet werden, um das Prüfen des Systemzustands von fernen Stellen zu ermöglichen. Das System stellt auch Vorteile bezüglich einer Energieerhaltung zur Verfügung und erzeugt Sicherheit und/oder ein Sicherheitsgefühl bei Bewohnern des Gebäudes/Hauses.
Das System der Erfindung kann auch leicht auf eine Anpassung elektrischer Beleuchtungssysteme jeder Größe ausgedehnt werden. Der Anwender/Installierer muss lediglich die herkömmlichen Beleuchtungsschalter durch die lokalen Steuerungen der Erfindung ersetzen, die Größe der Hauptstation oder -stationen auf die erforderliche Größe erweitern und die Anzahl an Zwischenverstärkern (wenn das Ausführungsbeispiel einen Zwischenverstärker verwendet) installieren, die für die Größe des Systems notwendig sein könnte.
Obwohl das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung Hochfrequenz-Kommunikationsverbindungen verwendet, können auch andere Kommunikationsverbindungen entweder in einer oder beiden Richtungen verwendet werden, z. B. Starkstromleitungs- Trägerfrequenzverbindungen, wie durch die alternativen Ausführungsbeispiele gezeigt wurde.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Beziehung auf bestimmte ihrer Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, werden für Fachleute viele andere Variationen und Modifikationen und weitere Anwendungen offensichtlich sein. Die vorliegende Erfindung sollte daher nicht durch die spezielle Offenbarung hierin, sondern nur durch die anhängenden Patentansprüche eingeschränkt werden.

Claims

1. Beleuchtungssystem, das ein Kommunikationsprotokoll für ein Zweiweg-Übertragungssystem mit mindestens einer ersten Sender-/Empfängervorrichtung und mindestens einer zweiten Sender-/Empfängervorrichtung verwendet, wobei die erste Vorrichtung eine Hauptsteuereinheit aufweist und die zweite Vorrichtung eine Steuervorrichtung zum Steuern einer elektrischen Vorrichtung aufweist, die elektrische Vorrichtung eine elektrische Lampe umfasst und das Protokoll folgendes aufweist:

Senden eines ersten Signals mit einem Befehl von der ersten Vorrichtung;

Empfangen des ersten Signals in jeder der zweiten Vorrichtungen; gekennzeichnet durch Senden eines Statussignals hinsichtlich des Zustands der zweiten Vorrichtung von jeder zweiten Vorrichtung in einem jeweiligen Zeitfenster;

wobei jede der zweiten Vorrichtungen individuelle Vorrichtungsadressen besitzt und die Adressen zum Festlegen der Zeitfenster verwendet werden.

2. System nach Anspruch 1, in welchem die erste Vorrichtung das erste Signal an jede der zweiten Vorrichtungen gleichzeitig sendet.

3. System nach Anspruch 1, in welchem die erste Vorrichtung das erste Signal an jede der zweiten Vorrichtungen der Reihe nach sendet.

4. System nach Anspruch 1, in welchem die zweite Vorrichtung ein Lampendimmer ist.

5. System nach Anspruch 1, in welchem ferner mindestens ein Zwischenverstärker für eine Übertragung von Signalen zwischen den ersten und zweiten Vorrichtungen vorgesehen ist, und das außerdem die Schritte aufweist:

Senden eines ersten Signals, das einen ersten Befehl von der ersten Vorrichtung umfasst;

Wiederholen des ersten Befehls in jedem Zwischenverstärker in einem jeweiligen Zwischenverstärker- Zeitfenster;

Empfangen des ersten Befehls in der zweiten Vorrichtung;

Senden der Statusinformationen von jeder zweiten Vorrichtung in einem jeweiligen Statuszeitfenster; Bilden einer Statusbitmap, die alle Statusinformationen in dem zumindest einzigen Zwischenverstärker enthält; und

Senden der Statusbitmap mit dem Zwischenverstärker, so dass die zumindest eine erste Vorrichtung diese Statusbitmap empfängt.

6. System nach Anspruch 5, das ferner aufweist:

Wiederholen des ersten Befehls ein zweites Mal in jedem Zwischenverstärker in einem jeweiligen zweiten Zwischenverstärker-Zeitfenster.

7. System nach Anspruch 6, das ferner aufweist: Senden des ersten Befehls ein drittes Mal von der ersten Vorrichtung; und

Wiederholen des ersten Befehls ein drittes Mal in jedem Zwischenverstärker in einem jeweiligen dritten Zwischenverstärker-Zeitfenster.

8. System nach Anspruch 7, das ferner aufweist: Senden des ersten Befehls ein viertes Mal von der ersten Vorrichtung; und

Wiederholen des ersten Befehls ein viertes Mal in jedem Zwischenverstärker in einem jeweiligen vierten Zwischenverstärker-Zeitfenster.

9. System nach Anspruch 5, in welchem der Schritt des Sendens eines ersten Befehls von der ersten Vorrichtung folgendes aufweist:

Senden einer Verbindungsanforderung; und danach Senden eines Befehlspakets.

10. System nach Anspruch 9, in welchem der Schritt des Wiederholens des ersten Befehls in jedem Zwischenverstärker in den jeweiligen Zwischenverstärker-Zeitfenstern folgendes aufweist:

mehrmaliges Wiederholen der Verbindungsanforderung, nachdem die erste Vorrichtung die Verbindugsanforderung gesendet hat; und

mehrmaliges Wiederholen des Befehlspakets, nachdem die erste Vorrichtung das Befehlspaket gesendet hat.

11. System nach Anspruch 10, welches ferner aufweist:

Senden des ersten Befehls ein zweites Mal; und Wiederholen des ersten Befehls ein zweites Mal in jedem Zwischenverstärker in einem jeweiligen zweiten Zwischenverstärker-Zeitfenster;

wobei der Schritt des Sendens des ersten Befehls ein zweites Mal folgendes aufweist:

Unterteilen einer Zeitspanne, in welcher der erste Befehl ein zweites Mal gesendet wird, in eine Mehrzahl von Backoff-Zeitfenstern;

Auswählen eines der Backoff-Zeitfenster für die Übertragung des ersten Befehls ein zweites Mal; und Senden des ersten Befehls ein zweites Mal durch Senden der Verbindungsanforderung und danach des Befehlspakets;

wobei der Schritt des Wiederholens des ersten Befehls ein zweites Mal in jedem Zwischenverstärker in einem jeweiligen zweiten Zwischenverstärker- Zeitfenster folgendes aufweist:

mehrmaliges Wiederholen der Verbindungsanforderung, nachdem die erste Vorrichtung die Verbindungsanforderung zum zweiten Mal gesendet hat; und mehrmaliges Wiederholen des Befehlspakets, nachdem die erste Vorrichtung das Befehlspaket zum zweiten Mal gesendet hat.

12. System nach Anspruch 11, in welchem der Schritt des Auswählens eines der Backoff-Zeitfenster ein zufälliges Auswählen eines der Backoff-Zeitfenster umfasst.

13. System nach Anspruch 1 oder 5, in welchem die erste Vorrichtung eine Hauptsteuereinheit aufweist und jede zweite Vorrichtung eine Steuervorrichtung einer elektrischen Vorrichtung aufweist, die Hauptsteuereinheit eine Mehrzahl an Stellgliedern aufweist, mindestens eine der zweiten Vorrichtungen einem Stellglied zugeordnet werden kann, und ferner folgendes aufweist:

Zuordnen von mindestens einer der zweiten Vorrichtungen zu dem Stellglied;

Senden einer Zuordnungsbitmap der jedem Stellglied zugeordneten zweiten Vorrichtungen;

Bestimmen der bei den zweiten Vorrichtungen dem Stellglied~der Haupteinheit zugeordneten Anzahl an zweiten Vorrichtungen; und

Bestimmen des Statuszeitfensters aus der Anzahl von zweiten Vorrichtungen, die dem Stellglied zugeordnet sind, in welchem die Statusinformationen zu senden ist.

14. System nach Anspruch 13, in welchem dem Zwischenverstärker, der ersten Vorrichtung und den zweiten Vorrichtungen jeweils eine eigene Adresse zugeordnet wird, und in welchem ferner der Schritt des Bestimmens des Statuszeitfensters einer ersten von den zweiten Vorrichtungen aus der Anzahl an dem Stellglied zugeordneten zweiten Vorrichtungen ein Zählen der Anzahl an dem Stellglied zugeordneten zweiten Vorrichtungen mit einer niedrigeren Adresse als der Adresse der ersten von den zweiten Vorrichtungen aufweist.

15. System nach Anspruch 5, in dem die zweite Vorrichtung einen Anfang der Statuszeitfenster aus den Nulldurchgängen einer bestimmten Phase eines dreiphasigen Netzes bestimmt, mit welchem die zweiten Vorrichtungen verbunden sind, und in welchem ferner die zweiten Vorrichtungen mit irgendeiner der Phasen der dreiphasigen Netze verbunden werden können, der Schritt des Sendens von Statusinformationen ein Bereitstellen eines ausreichend langen Statuszeitfensters aufweist, um sicherzustellen, dass sich die von den mit unterschiedlichen Phasen des dreiphasigen Netzes verbundenen zweiten Vorrichtungen gesendeten Statusinformationen nicht überlappen.

16. System nach Anspruch 5, in welchem der Schritt des Wiederholens des ersten Befehls in jedem Zwischenverstärker in einem jeweiligen Zwischenverstärker-Zeitfenster den Schritt aufweist:

Wiederholen des ersten Befehls in jedem Zwischenverstärker mit einer genau festgelegten Zwischenverstärker-Reihenfolge, um sicherzustellen, dass jede zweite Vorrichtung den zu der jeweiligen zweiten Vorrichtung passenden ersten Befehl empfängt.

17. System nach Anspruch 5, in welchem die Schritte des Bildens und Sendens der Statusbitmap in jedem Zwischenverstärker die Schritte aufweist:

Einfügen der diesem Zwischenverstärker bekannten Statusinformationen in jedem Zwischenverstärker in die Statusbitmap; und

Senden der Statusbitmap in einem zugeordneten Zwischenverstärker-Zeitfenster, soweit sie diesem Zwischenverstärker bekannt ist, gemäß einer vorgegebenen Zwischenverstärker-Reihenfolge, um sicherzustellen, dass am Ende der Reihenfolge alle Statusinformationen in die Statusbitmap eingegeben sein werden und alle ersten Vorrichtungen die vollständige Statusbitmap mindestens einmal empfangen haben werden.

18. System nach Anspruch 17, in welchem die Statusbitmap den EIN-AUS-Zustand einer mit einer zweiten Vorrichtung verbundenen elektrischen Vorrichtung aufweist.

19. System nach Anspruchl8, in welchem die Statusbitmap ferner den Intensitätspegel der elektrischen Vorrichtung umfasst, wobei die elektrische Vorrichtung eine elektrische Lampe ist.

20. System nach Anspruch 17, in welchem es zwei Zwischenverstärker gibt, die mit R1 und R2 gekennzeichnet sind, und die vorgegebene Zwischenverstärker-Reihenfolge R1-R2-R1 ist, wobei R1 bedeutet, dass der Zwischenverstärker 1 sendet, und R2 bedeutet, dass der Zwischenverstärker 2 sendet.

21. System nach Anspruch 17, in welchem es drei Zwischenverstärker gibt, die mit R1, R2 und R3 gekennzeichnet sind, und die Zwischenverstärker- Reihenfolge R1-R2-R3-R1-R2-R3-R1 ist, wobei R1 bedeutet, dass der Zwischenverstärker 1 sendet, R2 bedeutet, dass der Zwischenverstärker 2 sendet, und R3 bedeutet, dass der Zwischenverstärker 3 sendet.

22. System nach Anspruch 17, in welchem es vier Zwischenverstärker gibt, die mit R1, R2, R3 und R4 gekennzeichnet sind, und die Zwischenverstärker- Reihenfolge R1-R2-R3-R4-R1-R3-R2-R1-R4-R3-R1-R2 ist, wobei R1 bedeutet, dass der Zwischenverstärker 1 sendet, R2 bedeutet, dass der Zwischenverstärker 2 sendet, R3 bedeutet, dass der Zwischenverstärker 3 sendet, und R4 bedeutet, dass der Zwischenverstärker 4 sendet.

23. System nach Anspruch 17, in welchem es vier Zwischenverstärker gibt, die mit R1, R2, R3 und R4 gekennzeichnet sind, und die Zwischenverstärker- Reihenfolge R1-R2-R3-R4-R1-R2-R3-R4-R1-R2-R3-R4-R1 ist, wobei R1 bedeutet, dass der Zwischenverstärker 1 sendet, R2 bedeutet, dass der Zwischenverstärker 2 sendet, R3 bedeutet, dass der Zwischenverstärker 3 sendet, und R4 bedeutet, dass der Zwischenverstärker 4 sendet.

24. System nach Anspruch 17, in welchem jedes Zwischenverstärker-Zeitfenster 25 msek. lang ist und, damit jeder Zwischenverstärker in einer 100-ms- Zeitspanne nur einmal sendet, Wartefenster eingefügt sind, in welchen keine Zwischenverstärker senden.

25. System nach Anspruch 5, in welchem das Zweiweg- Übertragungssystem ein Hochfrequenz-Übertragungssystem aufweist.

26. Beleuchtungssystem, das ein Kommunikationsprotokoll für ein Zweizweg-Übertragungssystem mit mindestens einer ersten Sender-/Empfängervorrichtung, mindestens einer zweiten Sender-/Empfängervorrichtung und einem Zwischenverstärker zum Senden von Signalen zwischen ersten und zweiten Vorrichtungen verwendet, wobei die erste Vorrichtung eine Hauptsteuereinheit aufweist und die zweite Vorrichtung eine Steuervorrichtung zum Steuern einer elektrischen Vorrichtung aufweist, die elektrische Vorrichtung eine elektrische Lampe umfasst und das Protokoll folgendes aufweist:

Senden eines ersten Signals mit einem Befehl von der ersten Vorrichtung;

Empfangen des ersten Signals in dem Zwischenverstärker;

Senden des Befehls von dem Zwischenverstärker in einem zweiten Signal;

Empfangen von mindestens einem des ersten und zweiten Signals in jeder der zweiten Vorrichtungen; gekennzeichnet durch

Senden eines ersten Statussignals hinsichtlich des Zustands der zweiten Vorrichtung von jeder zweiten Vorrichtung in einem jeweiligen Zeitfenster;

Empfangen der ersten Statussignale hinsichtlich des Zustands der zweiten Vorrichtung von jeder zweiten Vorrichtung in dem Zwischenverstärker und Kombinieren derselben zu einem kombinierten Statussignal;

Senden des kombinierten Statussignals von dem Zwischenverstärker;

Empfangen von mindestens einem der ersten Statussignale von den zweiten Vorrichtungen und des kombinierten Statussignals in der ersten Vorrichtung.

27. System nach Anspruch 26, in welchem die Hauptsteuereinheit eine Mehrzahl von Stellgliedern aufweist.

28. System nach Anspruch 26, in welchem die zweite Vorrichtung ein Lampendimmer ist, der den Strom zu einer elektrischen Lampe steuert, wobei die erste Vorrichtung mindestens eine Zustandsanzeigevorrichtung enthält, und welches ferner aufweist:

Anzeigen des Zustands des Lampendimmers in der ersten Vorrichtung in Abhängigkeit von dem Empfang von mindestens einem von dem ersten Statussignal und dem kombinierten Statussignal in der ersten Vorrichtung.

29. System nach Anspruch 26, in welchem die erste Vorrichtung mindestens ein Stellglied aufweist und der Schritt des Sendens des ersten Signals durch eine Betätigung des mindestens einen Stellglieds ausgelöst wird.

30. System nach Anspruch 28, in welchem die zweite Vorrichtung ferner ein manuelles Stellglied zum Steuern des Stroms zu der elektrischen Lampe enthält und den Schritt des Betätigens des manuellen Stellglieds aufweist, wobei der Schritt des Betätigens des manuellen Stellglieds die Schritte bewirkt:

Senden eines zweiten Statussignals mit Statusinfor- mationen von dem Lampendimmer; Empfangen des zweiten Statussignals in dem Zwischenverstärker und Senden eines dritten Statussignals mit den Statusinformationen von dem zweiten Statussignal von dem Zwischenverstärker;

Empfangen von zumindest einem des zweiten und dritten Statussignals in der Zentrale; und Anzeigen des Zustands des Lampendimmers in der ersten Vorrichtung.

31. System nach Anspruch 25??, ferner mit einem zweiten Zwischenverstärker zum Senden von Signalen zwischen den ersten und zweiten Vorrichtungen, und das ferner aufweist:

Senden eines ersten Signals mit einem Befehl von der ersten Vorrichtung;

Empfangen des ersten Signals in einem ersten Zwischenverstärker;

Senden des Befehls in einem zweiten Signal von dem ersten Zwischenverstärker;

Empfangen von mindestens einem des ersten und zweiten Signals in dem zweiten Zwischenverstärker; Senden des Befehls in einem dritten Signal von dem zweiten Zwischenverstärker;

Empfangen von mindestens einem des ersten, zweiten und dritten Signals in jeder der zweiten Vorrichtungen;

Senden eines Statussignals von jeder zweiten Vorrichtung in einem jeweiligen Zeitfenster;

Empfangen der ersten Statussignale von jeder zweiten Vorrichtung in mindestens einem Zwischenverstärker und Kombinieren derselben zu einem kombinierten Statussignal;

Senden des kombinierten Statussignals von dem Zwischenverstärker;

Empfangen des kombinierten Statussignals in dem anderen Zwischenverstärker, Hinzufügen von zusätzlichen Statusinformationen, die von diesem Zwischenverstärker empfangen wurden, und Senden eines aktualisierten, kombinierten Statussignals von dem anderen Zwischenverstärker; und

Empfangen von mindestens einem von dem Statussignal von der zweiten Vorrichtung, dem kombinierten Statussignal und dem aktualisierten, kombinierten Statussignal in der ersten Vorrichtung.

32. System nach Anspruch 31, in welchem die erste Vorrichtung eine Hauptsteuereinheit mit Zustandsanzeigevorrichtungen und die zweite Vorrichtung ein Lampendimmer ist, der den Strom zu einer elektrischen Lampe steuert, und das ferner folgendes aufweist:

Anzeigen des Zustands des Lampendimmers in der ersten Vorrichtung als Reaktion auf den Empfang von mindestens einem von dem ersten Statussignal, dem kombinierten Statussignal und dem aktualisierten, kombinierten Statussignal in der ersten Vorrichtung.

33. System nach Anspruch 31, in welchem die erste Vorrichtung mindestens ein Stellglied aufweist und der Schritt des Sendens des ersten Signals durch eine Bestätigung des zumindest einen Stellgliedes aufgelöst wird.