ITMI20131854A1 - POWER SUPPLY FOR ILLUMINATION WITH WI-FI FUNCTIONALITY INCORPORATED FOR THE IMPLEMENTATION OF NETWORKS INTEGRATING LIGHTING CONTROL AND WIRELESS TELECOMMUNICATIONS, BOTH FURNITURE AND FIXED, AND NETWORK MADE THIS way - Google Patents
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Description
“ALIMENTATORE PER ILLUMINAZIONE CON FUNZIONALITÀ’ WI-FI INCORPORATE PER LA REALIZZAZIONE DI RETI CHE INTEGRANO IL CONTROLLO DELL’ILLUMINAZIONE E LE TELECOMUNICAZIONI WIRELESS, SIA MOBILI CHE FISSE, E RETE COSI’ REALIZZATA” "POWER SUPPLY FOR LIGHTING WITH INCORPORATED WI-FI FUNCTIONALITIES FOR THE CREATION OF NETWORKS THAT INTEGRATE LIGHTING CONTROL AND WIRELESS TELECOMMUNICATIONS, BOTH MOBILE AND FIXED, AND THIS NETWORK"
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione ha per oggetto un alimentatore integrato per una gestione remota di parametri illuminotecnici e di una rete di telecomunicazione fissa o mobile in un apparecchio di illuminazione e una rete realizzata tramite detto alimentatore. The present invention relates to an integrated power supply for remote management of lighting engineering parameters and of a fixed or mobile telecommunication network in a lighting fixture and a network formed by means of said power supply.
Più in particolare, la presente invenzione si riferisce a un alimentatore integrato in un apparecchio di illuminazione particolarmente, ma non esclusivamente, del tipo a LED (Light Emitting Diode, utilizzato per l’illuminazione di contesti civili e/o industriali, e per la contemporanea creazione di una rete basata sul protocollo Wi-Fi per servizi di telecomunicazioni wireless e, altresì, per la gestione e il controllo della trasmissione di dati ambientali e/o relativi agli apparati di illuminazione. More specifically, the present invention refers to a power supply integrated in a lighting fixture particularly, but not exclusively, of the LED (Light Emitting Diode) type, used for lighting civil and / or industrial contexts, and for the contemporary creation of a network based on the Wi-Fi protocol for wireless telecommunications services and, also, for the management and control of the transmission of environmental data and / or relating to lighting equipment.
Come è noto,, grazie ai continui sviluppi tecnologici, i tradizionali apparecchi di illuminazione ad uso civile e/o industriale, tipicamente utilizzati per l’illuminazione di contesti del tipo strade urbane, extraurbane e simili, parcheggi, parchi/giardini, cartelloni pubblicitari o altre e differenti tipologie di segnaletica disposta lungo la sede stradale, tendono ad andare oltre la loro specifica funzione di illuminazione e a trasformarsi in dispositivi o postazioni intelligenti ed interattive. As is known, thanks to continuous technological developments, the traditional lighting devices for civil and / or industrial use, typically used for the lighting of contexts such as urban, suburban and similar roads, car parks, parks / gardens, advertising billboards or other and different types of signs placed along the roadway tend to go beyond their specific lighting function and to become intelligent and interactive devices or stations.
I moderni dispositivi di illuminazione vengono a volte trasformati in elementi infrastrutturali di supporto a una molteplicità di servizi del tipo videosorveglianza e sicurezza (ad esempio nei parchi), gestione delle emergenze (ad esempio, specificatamente, soccorso ed assistenza medica), gestione dell’informazione stradale (ad esempio, informazioni sulla situazione del traffico, avvisi ai conducenti di veicoli), e telecontrollo degli stessi apparecchi di illuminazione. Modern lighting devices are sometimes transformed into infrastructural elements to support a variety of services such as video surveillance and security (for example in parks), emergency management (for example, specifically, rescue and medical assistance), information management road traffic (for example, information on the traffic situation, warnings to vehicle drivers), and remote control of the lighting devices themselves.
Queste note soluzioni utilizzano principalmente una tecnologia del tipo PLC (Power Line Communication) per la trasmissione di dati sfruttando la rete di alimentazione elettrica e sovrapponendo al flusso di corrente elettrica (continua o alternata) in bassa frequenza un segnale in frequenza più elevata modulato dall’informazione da trasmettere, oppure, utilizzano tecnologie wireless (ad esempio, basate sul protocollo ZigBee) a banda molto stretta. These known solutions mainly use a technology of the PLC (Power Line Communication) type for the transmission of data by exploiting the power supply network and superimposing a higher frequency signal modulated by the low frequency electric current flow (direct or alternating) at low frequency. information to be transmitted, or they use very narrow band wireless technologies (for example, based on the ZigBee protocol).
Tuttavia, tali note soluzioni presentano alcuni inconvenienti di rilievo legati al fatto che si tratta di dispositivi aggiuntivi ed accessori disposti e collegati esternamente all’alimentatore o all’apparato di illuminazione. However, these known solutions have some significant drawbacks related to the fact that they are additional devices and accessories arranged and connected externally to the power supply or to the lighting apparatus.
Un ulteriore inconveniente dei sistemi tradizionali è legato al fatto che essi non forniscono e non consentono di gestire, in modo integrato, una rete di backhauling in wireless, per un controllo delle caratteristiche illuminotecniche dell’apparecchio di illuminazione e per il trasporto dei servizi di telecomunicazioni; ciò principalmente a causa della limitata banda che tali sistemi offrono, nonché del limitato raggio di copertura. A further drawback of traditional systems is linked to the fact that they do not provide and do not allow to manage, in an integrated way, a wireless backhauling network, for controlling the lighting characteristics of the lighting fixture and for the transport of telecommunications services. ; this is mainly due to the limited bandwidth that these systems offer, as well as the limited range of coverage.
Inoltre, non essendo integrate nell’alimentatore dell’apparecchio di illuminazione medesimo, le soluzioni tradizionali per la trasmissione di informazioni utilizzano dispositivi addizionali di trasmissione/controllo, con un conseguente aumento degli spazi occupati, dei consumi energetici e dei correlati costi di apparato e di installazione. Furthermore, since they are not integrated in the power supply of the lighting fixture itself, the traditional solutions for the transmission of information use additional transmission / control devices, with a consequent increase in occupied spaces, energy consumption and the related costs of equipment and installation.
Un ulteriore inconveniente di alcune soluzioni tradizionali è rappresentato dal fatto che esse realizzano la loro funzione a mezzo di protocolli di comunicazione non standardizzati e/o proprietari che non portano alcun vantaggio alle economie di scala delle tecnologie wireless. A further drawback of some traditional solutions is represented by the fact that they perform their function by means of non-standard and / or proprietary communication protocols which do not bring any advantage to the economies of scale of wireless technologies.
Scopo della presente invenzione è quello di ovviare agli inconvenienti sopra riportati. The object of the present invention is to obviate the above mentioned drawbacks.
Più in particolare, lo scopo della presente invenzione è quello di fornire un alimentatore per illuminazione con funzionalità wi-fi incorporate per la realizzazione di reti in banda larga che integrano il controllo dell’illuminazione e le telecomunicazioni wireless sia di tipo mobile (tramite hot-spot integrato nell’apparecchio di illuminazione con funzionalità per l’off-loading delle trasmissioni dalle reti mobili tradizionali) che fisso (tramite hot-spot integrato nell’apparecchio di illuminazione). More specifically, the purpose of the present invention is to provide a lighting power supply with built-in wi-fi functionality for the creation of broadband networks that integrate lighting control and wireless telecommunications, both of the mobile type (via hot- spot integrated in the luminaire with functions for off-loading of transmissions from traditional mobile networks) and fixed (via hot-spot integrated in the luminaire).
L’alimentatore della presente invenzione, modulare ed integrato nell’apparecchio di illuminazione e atto a consentire una funzione di alimentazione/gestione dell’apparecchio di illuminazione medesimo, attraverso la trasmissione dei parametri relativi, e la contemporanea creazione di una rete di telecomunicazioni wireless Wi-Fi in banda larga sia per accessi da postazione fissa (tramite hot-spot integrato nell’apparecchio di illuminazione)) che mobile (tramite hot-spot integrato nell’apparecchio di illuminazione con funzionalità per l’offloading delle trasmissioni dalle reti mobili tradizionali). The power supply of the present invention, modular and integrated in the lighting fixture and suitable for allowing a power supply / management function of the lighting fixture itself, through the transmission of the relative parameters, and the simultaneous creation of a wireless telecommunications network Wi -Fi in broadband both for access from fixed station (via hot-spot integrated in the luminaire)) and mobile (via hot-spot integrated in the luminaire with functionality for offloading transmissions from traditional mobile networks) .
Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un alimentatore per le applicazioni di cui sopra realizzate tramite una rete di backhauling, basata sul protocollo wifi, i cui nodi sono rappresentati dai dispositivi integrati sopra descritti, con topologia a maglia o non a maglia, per il controllo e la gestione dell’apparecchio di illuminazione e per la fornitura di servizi di telecomunicazioni. A further object of the present invention is to provide a power supply for the above applications implemented through a backhauling network, based on the wifi protocol, whose nodes are represented by the integrated devices described above, with a mesh or non-mesh topology, for the control and management of the lighting fixture and for the provision of telecommunications services.
Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un alimentatore con funzionalità wireless Wi-Fi atto a consentire la gestione e la trasmissione di chiamate e servizi dati fissi e mobili in modalità “off-loading” così da permettere un alleggerimento del traffico sulla rete dell’operatore mobile. A further purpose of the present invention is to provide a power supply with Wi-Fi wireless functionality capable of allowing the management and transmission of calls and fixed and mobile data services in "off-loading" mode so as to allow a reduction in traffic on the network of the mobile operator.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un alimentatore integrato atto a permettere la creazione di una rete di comunicazione per la fornitura e la gestione di servizi di telecomunicazioni e di controllo remoto dell’ illuminazione utilizzando protocolli di comunicazione di tipo wireless Wi-Fi, standard e non proprietari. A further object of the present invention is to provide an integrated power supply suitable to allow the creation of a communication network for the supply and management of telecommunications and remote lighting control services using Wi-Fi wireless communication protocols. , standard and non-proprietary.
Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di fornire un alimentatore integrato all’apparecchio di illuminazione, atto a consentire, contemporaneamente, la gestione dell’apparecchio di illuminazione e la creazione di una rete di telecomunicazioni wireless Wi-Fi in banda larga, la cui parte Wi-Fi condivida alcune risorse fisiche (ad esempio il contenitore) ed elettroniche (ad esempio il circuito di alimentazione ed il processore) con l’apparecchio di illuminazione, contenendo i correlati costi, gli spazi e la complessità di installazione. A further purpose of the present invention is to provide a power supply integrated in the lighting fixture, suitable for simultaneously allowing the management of the lighting fixture and the creation of a broadband Wi-Fi wireless telecommunications network, the part of which Wi-Fi shares some physical resources (for example the container) and electronic resources (for example the power supply circuit and the processor) with the luminaire, limiting the related costs, space and installation complexity.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione degli utilizzatori un alimentatore con struttura modulare ed autoconfigurante, che sia integrato all’apparecchio di illuminazione, altresì, atto a consentire contemporaneamente la gestione dell’apparecchio di illuminazione e la creazione di una rete di telecomunicazioni wireless Wi-Fi, fissa e mobile, tale da garantire un elevato valore di durata e affidabilità nel tempo, congiuntamente a un contenimento dei consumi energetici e dei correlati costi di installazione e manutenzione. A further object of the present invention is to make available to users a power supply with a modular and self-configuring structure, which is integrated with the lighting fixture, also capable of simultaneously allowing the management of the lighting fixture and the creation of a network. Wi-Fi wireless telecommunications, fixed and mobile, such as to guarantee a high value of durability and reliability over time, together with a containment of energy consumption and related installation and maintenance costs.
Questi e altri scopi sono raggiunti dall’alimentatore dell’invenzione che presenta le caratteristiche di cui alla rivendicazione 1. These and other purposes are achieved by the power supply of the invention which has the characteristics referred to in claim 1.
Secondo l’invenzione si fornisce un alimentatore per illuminazione con funzionalità Wi-Fi incorporate per la realizzazione di reti che integrano un controllo dell’illuminazione e le telecomunicazioni wireless, integrato, per una gestione remota di parametri illuminotecnici e la creazione e gestione di una rete di telecomunicazione fissa o mobile, in un apparecchio di illuminazione a uso civile e/o industriale per l’illuminazione di contesti del tipo strade, parcheggi, parchi/giardini, cartelloni pubblicitari, interno di edifici civili ed industriali e simili, comprendente elementi modulari intercambiabili definiti da un modulo di alimentazione/controllo o control gear e da un modulo di rete basato su qualunque variante del protocollo IEEE 802.11 o Wi-Fi, utilizzanti risorse comuni e cooperanti reciprocamente per una contemporanea gestione/controllo dell’apparecchio di illuminazione e delle telecomunicazioni su una rete wireless Wi-Fi di accesso/raccolta, back-hauling/trasporto e off-loading in banda larga. According to the invention, a lighting power supply with built-in Wi-Fi functionality is provided for the creation of networks that integrate an integrated lighting control and wireless telecommunications, for remote management of lighting engineering parameters and the creation and management of a network. of fixed or mobile telecommunication, in a lighting device for civil and / or industrial use for the lighting of contexts such as roads, parking lots, parks / gardens, advertising billboards, interiors of civil and industrial buildings and the like, comprising interchangeable modular elements defined by a power supply / control module or control gear and by a network module based on any variant of the IEEE 802.11 or Wi-Fi protocol, using common and mutually cooperating resources for simultaneous management / control of the lighting and telecommunications equipment over a Wi-Fi wireless network of access / collection, back-hauling / transport and off-lo broadband ading.
Realizzazioni vantaggiose dell’invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti. Advantageous embodiments of the invention appear from the dependent claims.
Le caratteristiche costruttive e funzionali dell’alimentatore per illuminazione con funzionalità wi-fi incorporate per la realizzazione di reti che integrano il controllo dell’illuminazione e le telecomunicazioni wireless, sia mobili che fisse della presente invenzione potranno essere meglio chiarite dalla dettagliata descrizione che segue, nella quale si fa riferimento alle allegate tavole di disegno che ne rappresentano una forma di realizzazione preferita e non limitativa e in cui: The constructive and functional characteristics of the lighting power supply with built-in wi-fi functionality for the creation of networks that integrate lighting control and wireless telecommunications, both mobile and fixed, of the present invention can be better clarified by the detailed description that follows, in which reference is made to the attached drawing tables which represent a preferred and non-limiting embodiment and in which:
la figura 1 illustra schematicamente un dispositivo per la gestione remota di parametri illuminotecnici e per la creazione di una rete di telecomunicazioni secondo una prima modalità di integrazione nell’alimentatore di un apparecchio di illuminazione; Figure 1 schematically illustrates a device for the remote management of lighting parameters and for the creation of a telecommunications network according to a first method of integration in the power supply of a lighting device;
la figura 2 illustra schematicamente il dispositivo dell’invenzione secondo una seconda ed alternativa modalità di integrazione nell’alimentatore di un apparecchio di illuminazione; Figure 2 schematically illustrates the device of the invention according to a second and alternative method of integration in the power supply of a lighting device;
la figura 3 illustra schematicamente un esempio applicativo del dispositivo dell’invenzione; Figure 3 schematically illustrates an application example of the device of the invention;
le figure da 4 a 6 illustrano schematicamente differenti tipologie circuitali/funzionali di apparecchi di illuminazione provvisti del dispositivo dell’invenzione; Figures 4 to 6 schematically illustrate different circuit / functional types of lighting devices equipped with the device of the invention;
le figure 7 e 8 illustrano schematicamente degli esempi di realizzazione di reti di telecomunicazione. Figures 7 and 8 schematically illustrate examples of embodiment of telecommunication networks.
Con riferimento alle citate figure, il dispositivo integrato per una gestione remota di parametri illuminotecnici e per la creazione di una rete di telecomunicazioni in un apparecchio d’illuminazione della presente invenzione, indicato con 10 in figura 1, è disposto internamente all’apparecchio d’illuminazione 12) il quale include la sorgente luminosa 14 del tipo a LED, a fluorescenza, a scarica, al plasma o di altra nota e tradizionalmente utilizzata tipologia e la componentistica elettrica ed elettronica atta al funzionamento dell’apparecchio d’illuminazione medesimo. With reference to the aforementioned figures, the integrated device for remote management of lighting engineering parameters and for the creation of a telecommunications network in a lighting apparatus of the present invention, indicated with 10 in figure 1, is arranged inside the luminaire. lighting 12) which includes the light source 14 of the LED, fluorescence, discharge, plasma or other known and traditionally used type and the electrical and electronic components suitable for the operation of the lighting apparatus itself.
Detto apparecchio d’illuminazione è fissato a un palo di supporto o ad altre strutture di supporto tipicamente utilizzate nell’ambito dell’ illuminazione di contesti civili (strade, parchi, giardini, ecc.), oppure è fissato all’interno di edifici civili e commerciali secondo le usuali tecniche. Said luminaire is fixed to a support pole or to other support structures typically used in the lighting of civil contexts (roads, parks, gardens, etc.), or it is fixed inside civil buildings and commercial according to the usual techniques.
Il dispositivo integrato 10, secondo la prima modalità di integrazione nell’apparecchio d’illuminazione 12, comprende un elemento contenitore 16 internamente al quale sono collocati un modulo di alimentazione/controllo 18 dell’apparecchio di illuminazione (tipicamente definito come “control gear”) e un modulo di rete Wi-Fi 20. The integrated device 10, according to the first method of integration in the luminaire 12, comprises a container element 16 inside which a power supply / control module 18 of the luminaire (typically defined as "control gear") are placed and a Wi-Fi 20 network module.
Il modulo di alimentazione/controllo o “control gear” 18 comprende i componenti elettrici ed elettronici necessari al corretto funzionamento dell’apparecchio di illuminazione in accordo con le normative elettrico/illuminotecniche specifiche per i differenti paesi e/o contesti applicativi dell’apparecchio di illuminazione medesimo, mentre il modulo di rete Wi-Fi 20, collegato e cooperante con il modulo di alimentazione/controllo 18, è provvisto di almeno un modulo radio 22 per comunicazioni wireless Wi-Fi sia verso utenti esterni (per le funzioni di hot-spot e off-loading del traffico mobile) e sia verso altri dispositivi integrati dello stesso tipo (per il trasporto dei dati, sia di illuminotecnica che di telecomunicazioni, raccolti dal modulo Wi-Fi), e comprende la componentistica elettronica necessaria alla gestione dei protocolli di comunicazione wireless Wi-Fi e i componenti elettronici atti alla cooperazione con il control gear per una gestione remota del medesimo. The power supply / control module or "control gear" 18 includes the electrical and electronic components necessary for the correct operation of the lighting fixture in accordance with the specific electrical / lighting regulations for the different countries and / or application contexts of the lighting fixture the same, while the Wi-Fi network module 20, connected and cooperating with the power supply / control module 18, is equipped with at least one radio module 22 for Wi-Fi wireless communications both to external users (for hot-spot functions and off-loading of mobile traffic) and towards other integrated devices of the same type (for the transport of data, both lighting engineering and telecommunications, collected by the Wi-Fi module), and includes the electronic components necessary for the management of Wi-Fi wireless communication and electronic components suitable for cooperation with the control gear for remote management of the same.
Con riferimento alla figura 2, il dispositivo dell’invenzione, indicato complessivamente con 10’, è integrato nell’apparecchio di illuminazione 12 e ha una struttura comprendente un modulo di alimentazione/controllo 18 alloggiato in un elemento contenitore e un modulo di rete Wi-Fi 20 collegato e cooperante con detto modulo di alimentazione/controllo 18 tramite tradizionali sistemi di connessione 26. With reference to Figure 2, the device of the invention, indicated as a whole with 10 ', is integrated in the lighting device 12 and has a structure comprising a power supply / control module 18 housed in a container element and a Wi-Fi network module. Fi 20 connected and cooperating with said power supply / control module 18 through traditional connection systems 26.
Come si rileva da quanto sopra descritto, il dispositivo dell’invenzione è di tipo modulare con il modulo di rete Wi-Fi 20 che può essere inserito nell’elemento contenitore 16 insieme al modulo di alimentazione/controllo 18 (figura 1) oppure collegato all’esterno del modulo di alimentazione/controllo 18 per renderne più agevole la sostituzione senza interessare le funzioni di gestione dell’ illuminazione (figura 2). As can be seen from what has been described above, the device of the invention is of the modular type with the Wi-Fi network module 20 which can be inserted in the container element 16 together with the power supply / control module 18 (figure 1) or connected to the external part of the power supply / control module 18 to make it easier to replace without affecting the lighting management functions (Figure 2).
Detti moduli sono, inoltre, collegati alla sorgente luminosa per un controllo anche remoto dei parametri illuminotecnici (ad esempio, una dimmerazione intelligente o una manutenzione preventiva). These modules are also connected to the light source for even remote control of the lighting parameters (for example, intelligent dimming or preventive maintenance).
La configurazione modulare consente di effettuare un aggiornamento dell’hardware senza modificare le caratteristiche dell’apparecchio di illuminazione, qualora sia necessario installare dispositivi di comunicazione con caratteristiche differenti; ciò è particolarmente importante tenuto conto dei continui miglioramenti tecnologici che riguardano i sistemi di comunicazione wireless, soprattutto il continuo evolversi delle tecnologie Wi-Fi basate sul protocollo IEEE 802.11, passate dal protocollo 802.11b ai più recenti 802.11ac, 802.11ad e dirette verso soluzioni Wi-Fi denominate WiGig. The modular configuration allows you to upgrade the hardware without changing the characteristics of the lighting fixture, if it is necessary to install communication devices with different characteristics; this is particularly important considering the continuous technological improvements concerning wireless communication systems, especially the continuous evolution of Wi-Fi technologies based on the IEEE 802.11 protocol, passed from the 802.11b protocol to the most recent 802.11ac, 802.11ad and directed towards solutions Wi-Fi named WiGig.
Il dispositivo integrato dell’invenzione, inoltre, è aggiornabile (ad esempio in caso di un aggiornamento del firmware) sia da remoto attraverso la rete di backhauling Wi-Fi che in locale tramite un’opportuna porta di comunicazione. Furthermore, the integrated device of the invention can be updated (for example in the case of a firmware update) both remotely through the Wi-Fi backhauling network and locally via an appropriate communication port.
Con riferimento alla figura 3 è schematizzato un layout esemplificativo di una rete in cui sono presenti uno o più apparecchi di illuminazione provvisti dell’alimentatore con il dispositivo integrato 10/10’ in una configurazione del tipo “nodo intelligente (smart node)” 29 e uno o. più apparecchi di illuminazione provvisti del dispositivo integrato dell’invenzione in una configurazione del tipo “nodo base (dumb node)” 27 raggruppati in celle 30; in particolare detta figura illustra tre celle 30, uguali tra loro e comprendenti ciascuna un apparecchio di illuminazione provvisto del dispositivo integrato con configurazione “smart node” e due apparecchi di illuminazione provvisti del dispositivo integrato dell’invenzione con configurazione “dumb node”. With reference to figure 3, an exemplary layout of a network in which there are one or more lighting fixtures equipped with the power supply with the integrated device 10/10 'is schematised in a configuration of the "smart node" type 29 and one or. several lighting fixtures equipped with the integrated device of the invention in a configuration of the "base node (dumb node)" type 27 grouped in cells 30; in particular, said figure illustrates three cells 30, identical to each other and each comprising a lighting device equipped with the integrated device with "smart node" configuration and two lighting devices equipped with the integrated device of the invention with "dumb node" configuration.
Come schematizzato in figura 3, ciascun nodo intelligente o “smart node” di una cella 30 “vede” almeno due altri nodi intelligenti di altre celle e comunica con un concentratore di linea 32 posto all’inizio della linea della rete e atto a raccogliere tutte le informazioni (traffico dati/voce e parametri di telecomunicazioni e illuminazione) e a trasmetterle tramite una rete di telecomunicazioni 31 (Ethernet, LAN, 3G, 4G/LTE, fibra, rame ecc.) verso internet 33 e/o verso la rete telefonica PSTN (Public Switched Telephone Network) 35 e/o verso il sistema di gestione 34. Detto concentratore può essere, altresì, provvisto di un software atto a gestire la rete di illuminazione, ossia gestire i parametri illuminotecnici che caratterizzano gli apparecchi di illuminazione. As shown in Figure 3, each intelligent node or "smart node" of a cell 30 "sees" at least two other intelligent nodes of other cells and communicates with a line concentrator 32 located at the beginning of the network line and able to collect all the information (data / voice traffic and telecommunications and lighting parameters) and to transmit it via a telecommunications network 31 (Ethernet, LAN, 3G, 4G / LTE, fiber, copper, etc.) to the internet 33 and / or to the PSTN telephone network (Public Switched Telephone Network) 35 and / or towards the management system 34. Said concentrator can also be provided with a software suitable for managing the lighting network, ie managing the lighting engineering parameters that characterize the lighting devices.
Una configurazione di questo tipo permette di garantire un’ottimale affidabilità e stabilità della rete; infatti, anche nel caso di malfunzionamento o guasto di uno dei nodi intelligenti la rete continua a funzionare. A configuration of this type allows you to ensure optimal network reliability and stability; in fact, even in the event of a malfunction or failure of one of the intelligent nodes, the network continues to function.
La configurazione ridondante di cui sopra, in cui ciascun nodo intelligente o “smart node” di una cella “vede” almeno due altri nodi intelligenti di altre celle, si applica anche al caso di rete di illuminazione lineare, come indicato in figura 7. Anche in questo caso, il malfunzionamento di un nodo “smart” non impedisce alla rete di funzionare. The redundant configuration above, in which each intelligent node or "smart node" of a cell "sees" at least two other intelligent nodes of other cells, also applies to the case of a linear lighting network, as indicated in figure 7. Also in this case, the malfunction of a “smart” node does not prevent the network from functioning.
Il dispositivo integrato dell’invenzione, nella configurazione a nodo base o “dumb node” 27 illustrata nello schema di figura 4, ha la sola funzione di consentire la gestione delle caratteristiche illuminotecniche dell’apparecchio di illuminazione in cui il dispositivo 10/10’ è integrato, tramite comunicazione con gli “smart node” o nodi intelligenti; in particolare, il modulo di rete Wi-Fi 20 è in questo caso un “client” Wi-Fi, opera con una delle frequenze tipiche del Wi-Fi (ad esempio 2.4 GHz, o 5 GHz o 60 GHz) ed è provvisto di una radio 22 per la ricezione/trasmissione di dati illuminotecnici. The integrated device of the invention, in the basic node or "dumb node" 27 configuration illustrated in the diagram in figure 4, has the sole function of allowing the management of the lighting characteristics of the lighting fixture in which the 10/10 'device is integrated, through communication with “smart nodes” or intelligent nodes; in particular, the Wi-Fi 20 network module is in this case a Wi-Fi "client", operates with one of the typical Wi-Fi frequencies (for example 2.4 GHz, or 5 GHz or 60 GHz) and is equipped with a radio 22 for the reception / transmission of lighting engineering data.
Il dispositivo integrato dell’invenzione, nella configurazione a nodo intelligente o “smart node” 29 illustrato nelle figure 5 e 6, può avere almeno due differenti tipologie realizzative in funzione delle specifiche applicazioni. The integrated device of the invention, in the configuration of an intelligent node or "smart node" 29 illustrated in Figures 5 and 6, can have at least two different types of construction depending on the specific applications.
Più specificatamente, la figura 5 illustra una configurazione di nodo intelligente o “smart node” definito di tipo 1 29 del dispositivo integrato 10/10’ dell’invenzione, in cui il modulo di rete Wi-Fi 20 prevede due o più radio 22 calibrate secondo frequenze eventualmente differenti (ad esempio 2,4 GHz o 5 GHz o 60 GFIz), per consentire la gestione dei dati illuminotecnici dell’apparecchio di illuminazione, la comunicazione con gli “smart-node” di tipo 2 (di seguito descritto) e/o “dumb node”, e il funzionamento del medesimo come punto di accesso multimediale o “hot spot” . More specifically, Figure 5 illustrates a configuration of an intelligent node or "smart node" defined as type 1 29 of the integrated device 10/10 'of the invention, in which the Wi-Fi network module 20 provides two or more calibrated radios 22 according to possibly different frequencies (for example 2.4 GHz or 5 GHz or 60 GFIz), to allow the management of the lighting engineering data of the luminaire, communication with type 2 "smart-nodes" (described below) and / or "dumb node", and its functioning as a multimedia access point or "hot spot".
La figura 6 illustra una configurazione di nodo intelligente o “smart node” definito di tipo 2 29’ del dispositivo integrato 10/10’ dell’invenzione, in cui il modulo di rete Wi-Fi 20 comprende tre o più radio 22 a frequenze eventualmente differenti, per consentire la gestione dei dati illuminotecnici dell’ apparecchio di illuminazione, la comunicazione con gli “smart-node” di tipo 1 e/o “dumb node”, il funzionamento dell’apparato come punto di accesso multimediale o “hot-spot”, e, inoltre, la gestione, in up-link e in down-link, del backhauling (trasporto) dei dati di illuminotecnica e di telecomunicazioni da/verso il concentratore di linea 32 o un altro “smart node” di tipo 2. Figure 6 illustrates a configuration of an intelligent node or "smart node" defined as type 2 29 'of the integrated device 10/10' of the invention, in which the Wi-Fi network module 20 comprises three or more radios 22 at frequencies possibly different, to allow the management of the lighting data of the lighting fixture, communication with type 1 "smart-nodes" and / or "dumb nodes", operation of the device as a multimedia access point or "hot-spot" ", And also the up-link and down-link management of the backhauling (transport) of lighting and telecommunications data from / to the line concentrator 32 or another type 2" smart node ".
L’utilizzo di nodi base (dumb nodes) si accompagna sempre all’utilizzo di nodi intelligenti (smart nodes) del tipo 1 o del tipo 2 o entrambi. Si noti che l’utilizzo di canali/radio/antenne a frequenze diverse non è strettamente necessario, ma permette un aumento della banda utilizzabile e la riduzione dei conflitti in trasmissione, e dunque un aumento della velocità di trasmissione dei dati. The use of basic nodes (dumb nodes) is always accompanied by the use of smart nodes (smart nodes) of type 1 or type 2 or both. Note that the use of channels / radios / antennas at different frequencies is not strictly necessary, but allows an increase in the usable band and the reduction of transmission conflicts, and therefore an increase in the data transmission speed.
In funzione della tipologia di trasmissione Wi-Fi, del numero dei canali radio e delle frequenze utilizzate, il numero delle radio 20 può essere uno o più. Depending on the type of Wi-Fi transmission, the number of radio channels and the frequencies used, the number of radios 20 can be one or more.
Il dispositivo, inoltre, nella sua configurazione a “dumb node” o “smart node” utilizza antenne unidirezionali e/o bidirezionali. Furthermore, in its “dumb node” or “smart node” configuration, the device uses unidirectional and / or bidirectional antennas.
Nella Figura 8 è riportato un esempio di rete, in questo caso lineare, che utilizza entrambi i nodi “smart” di tipo 1 e 2. Figure 8 shows an example of a network, linear in this case, which uses both type 1 and type 2 “smart” nodes.
Tenuto conto del fatto che il dispositivo integrato di tipo 1 o tipo 2 (nodo intelligente o “smart node”) permette di creare un hot-spot wireless Wi-Fi e una rete Wi-Fi, anche di tipo “mesh”, per il backhauling/trasporto dei dati, detto dispositivo è provvisto di un software di routing di tipo proprietario o open source quali ad esempio OLSR, Batman, Robin, OpenWRT e simili. Taking into account the fact that the integrated type 1 or type 2 device (intelligent node or "smart node") allows the creation of a Wi-Fi wireless hot-spot and a Wi-Fi network, also of the "mesh" type, for backhauling / data transport, said device is provided with proprietary or open source routing software such as for example OLSR, Batman, Robin, OpenWRT and the like.
Inoltre, il dispositivo integrato dell’invenzione è auto-configurante nella rete sopra descritta (sia rete mesh che non mesh); infatti, ogni nuovo nodo installato effettua un’analisi della rete e si connette automaticamente agli altri nodi (funzionalità plug&play) con un aggiornamento anche del software di gestione. Furthermore, the integrated device of the invention is self-configuring in the network described above (both mesh and non-mesh network); in fact, each new node installed carries out a network analysis and automatically connects to the other nodes (plug & play functionality) with an update of the management software as well.
Il dispositivo auto-configurante assicura anche, nel caso di rete mesh, la riconfigurazione automatica nel caso di malfunzionamento di un nodo: in questo caso infatti, purché un nodo “veda” almeno altri due nodi di rete, ogni dispositivo/nodo avente a che fare con il nodo malfunzionante aggiorna le proprie tabelle di routing per re-indirizzare il traffico secondo percorsi che non prevedono l’utilizzo del nodo difettoso, aggiornando il relativo software di gestione, a cui vengono anche comunicate le coordinate del nodo difettoso, garantendo l’affidabilità ed il funzionamento della rete. The self-configuring device also ensures, in the case of a mesh network, automatic reconfiguration in the event of a node malfunction: in this case, in fact, as long as a node "sees" at least two other network nodes, each device / node having a dealing with the malfunctioning node updates its routing tables to re-route traffic according to paths that do not require the use of the faulty node, updating the relative management software, to which the coordinates of the faulty node are also communicated, guaranteeing reliability and functioning of the network.
La rete configurabile utilizzando il dispositivo dell’invenzione comprende un modulo di rete Wi-Fi che, provvisto di software dedicato, consente anche funzioni di off-loading delle tradizionali comunicazioni mobili, con funzionalità di hand-over da cella a cella e autenticazione immediata, per esempio tramite SIM card, senza interventi da parte dell’utente (tipo selezione di SSID), contemporaneamente alla gestione dei parametri illuminotecnici di hot-spot Wi-Fi. The configurable network using the device of the invention comprises a Wi-Fi network module which, equipped with dedicated software, also allows off-loading functions of traditional mobile communications, with cell-to-cell hand-over and immediate authentication functions. for example via SIM card, without user intervention (type selection of SSID), simultaneously with the management of the lighting parameters of Wi-Fi hot-spots.
Come si può rilevare da quanto precede sono evidenti i vantaggi che il dispositivo sopra dettagliatamente descritto consegue. As can be seen from the foregoing, the advantages that the device described in detail achieves are evident.
Il dispositivo integrato a configurazione modulare della presente invenzione consente vantaggiosamente di trasformare un tradizionale apparecchio di illuminazione, ad esempio del tipo per l’illuminazione di strade o parchi/giardini, in un punto di accesso ai servizi wireless Wi-Fi (hot-spot). The modular configuration integrated device of the present invention advantageously allows to transform a traditional lighting fixture, for example of the type for lighting streets or parks / gardens, into an access point for wireless Wi-Fi services (hot-spot) .
Un aspetto particolarmente vantaggioso dell’invenzione è la possibilità di creare una rete Wi-Fi che consenta, attraverso l’installazione nel dispositivo degli opportuni software di autenticazione della “sim” card dell’utente, l’off-loading delle chiamate/servizi in corso attraverso gli operatori mobili senza soluzione di continuità: in questo modo una comunicazione voce o dati in corso su una rete mobile cellulare (3G/4G/LTE) viene intercettata e trasferita sulla rete Wi-Fi del dispositivo dell’invenzione, che la gestisce senza che l’utente se ne accorga, consentendo un vantaggioso alleggerimento del traffico dati sulla rete dell’operatore telefonico. Allo stesso modo, sulla rete costituita con il dispositivo integrato dell’invenzione qui descritta, si possono iniziare chiamate che vengono poi trasferite all’operatore mobile del proprio cellulare una volta usciti dall’area di copertura della rete oggetto della presente invenzione. A particularly advantageous aspect of the invention is the possibility of creating a Wi-Fi network that allows, through the installation in the device of the appropriate authentication software of the user's "sim" card, the off-loading of calls / services in course through mobile operators without solution of continuity: in this way a voice or data communication in progress on a cellular mobile network (3G / 4G / LTE) is intercepted and transferred to the Wi-Fi network of the device of the invention, which manages it without the user noticing it, allowing an advantageous reduction of data traffic on the telephone operator's network. Similarly, on the network constituted with the integrated device of the invention described here, calls can be initiated which are then transferred to the mobile operator of one's cell phone once exiting the coverage area of the network object of the present invention.
Ulteriormente vantaggiosa è la modularità e la tecnologia non intrusiva del dispositivo dell’invenzione che consente una configurazione e riconfigurazione in funzione delle eventuali variazioni e miglioramenti della tecnologia wireless senza dover apportare modifiche all’apparecchio di illuminazione (in termini di sorgenti di illuminazione, corpo contenitore, ecc.). Further advantageous is the modularity and non-intrusive technology of the device of the invention which allows configuration and reconfiguration according to any variations and improvements of the wireless technology without having to make changes to the lighting device (in terms of lighting sources, container body , etc.).
Un ulteriore vantaggio è rappresentato dal fatto che il dispositivo dell’invenzione può fornire agli utenti di rete mobile cellulare soluzioni di comunicazione in banda larga attraverso micro-celle a bassissimo costo, grazie al limitato raggio di ciascuna cella della rete (ossia l’area servita da ciascun dispositivo integrato in un apparecchio di illuminazione) e, conseguentemente, grazie al limitato numero di utenti che possono condividere la banda di ciascun dispositivo, differentemente da quanto avviene, ad esempio, nella tecnologia LTE (Long Term Evolution nota anche come 4G) per la trasmissione dei dati su rete mobile, in cui la stessa larghezza di banda è condivisa da molteplici utenti (celle di ampio raggio). A further advantage is represented by the fact that the device of the invention can provide users of the cellular mobile network with broadband communication solutions through micro-cells at very low cost, thanks to the limited range of each cell of the network (i.e. the area served from each device integrated in a lighting fixture) and, consequently, thanks to the limited number of users who can share the band of each device, differently from what happens, for example, in LTE technology (Long Term Evolution also known as 4G) for data transmission on the mobile network, in which the same bandwidth is shared by multiple users (wide range cells).
Ulteriormente vantaggiosa è l’auto-configurabilità del dispositivo dell’invenzione, del tipo plug-and-play, grazie alla quale ogni nuovo nodo aggiunto alla rete di telecomunicazioni si connette automaticamente con gli altri nodi e aggiorna il software di gestione. Further advantageous is the self-configurability of the device of the invention, of the plug-and-play type, thanks to which each new node added to the telecommunications network automatically connects with the other nodes and updates the management software.
Un ulteriore vantaggio è rappresentato dal fatto che il dispositivo dell’invenzione sfrutta l’integrazione tra i circuiti dell’ apparecchio di illuminazione e i circuiti di telecomunicazioni condividendoli in parte. A further advantage is represented by the fact that the device of the invention exploits the integration between the circuits of the lighting fixture and the telecommunications circuits, sharing them in part.
Un ulteriore vantaggio del dispositivo integrato e modulare dell’invenzione, è rappresentato dal fatto che esso utilizza protocolli di comunicazione standard come il protocollo Wi-Fi basato sullo standard IEEE 802.11 e sue molteplici evoluzioni. A further advantage of the integrated and modular device of the invention is represented by the fact that it uses standard communication protocols such as the Wi-Fi protocol based on the IEEE 802.11 standard and its many evolutions.
Benché l’invenzione sia stata sopra descritta con particolare riferimento a una sua forma di realizzazione data solo a scopo esemplificativo e non limitativo, numerose modifiche e varianti appariranno evidenti ad un tecnico del ramo, alla luce della descrizione sopra riportata; in particolare, soluzioni wireless che utilizzino protocolli differenti dallo standard IEEE 802.11. La presente invenzione intende, pertanto, abbracciare tutte le modifiche e le varianti che rientrano nell’ambito delle rivendicazioni che seguono. Although the invention has been described above with particular reference to an embodiment thereof given only by way of non-limiting example, numerous modifications and variations will appear evident to a person skilled in the art, in light of the above description; in particular, wireless solutions that use protocols other than the IEEE 802.11 standard. The present invention therefore intends to embrace all the modifications and variations that fall within the scope of the following claims.
Claims (15)
Priority Applications (1)
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Family Applications (1)
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IT202100003155A1 (en) * | 2021-02-12 | 2022-08-12 | Ledcom Int S R L | WIRELESS DEVICE FOR TELECOMMUNICATIONS AND ULTRA BROADBAND SMART CITY |
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2013
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Patent Citations (1)
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Title |
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