JP2005520293A - 無線制御照明システムの初期化 - Google Patents

Abstract

無線制御照明システムのシステム構成要素を初期化する方法。前記システム構成要素は、共通に受信される無線通信を経て前記システムの制御マスタと通信する無線制御部及び複数の照明ユニットを含む。前記システムの一部になるために、各々の構成要素は、個々の初期化要求を送信する。前記システムに関するローカル制御マスタは、要求している構成要素に関するユニークなＩＤコードを割り当て、送信することによって各々の要求に応答する。次に、要求している構成要素に、前記ＩＤコードが受信された場合にユーザに肯定的に合図する確認コマンドを送信する。

Description

本発明は、照明システムの無線制御に関し、特に、前記システムにおける変化に容易に適用可能なこのような制御に関する。

照明システムの無線制御は、前記システムにおける照明ユニットを遠隔的に切り替え、減光する能力に加えて、多数の利点を与える。例えば、このような制御は、照明システムをセットアップし、変更を加え、エネルギー利用を改善する便利な方法を与える。非常照明制御のような特徴は、どんな配線変更も加えることなしで加えられることができる。前記システムによるエネルギー利用は、変化する要求を満たすように容易に変更されることができるプログラムによって調整されることができる。

しかしながら、無線制御照明システムが容易にユーザによって受け入れられるために、多くの問題に取り組まなければならない。例えば、前記システムは、好適には、照明システムの無線制御に関する広く受け入れられている標準であるＤＡＬＩ（ディジタルアドレサブルライティングインタフェース）のようなすでに使用されている照明制御標準と互換性を持つべきである。加えて、（遠隔制御のような）前記システムにおける任意のバッテリ駆動装置による電力消費は、バッテリ寿命を最大にするように低くあるべきである。さらに、前記システムは、前記システムにおける選択された照明ユニットを明白に制御できなければならず、後に前記システムに加えられた照明ユニットを取り入れられなければならない。

一般に、無線制御照明システムは、ユーザと照明システムとの間で通信を可能にする、遠隔制御部及び制御された照明ユニットにおけるトランシーバを含む。

このような通信（代表的に、ＩＲ又はＲＦ信号による）は、前記照明ユニット及び遠隔制御部を無線ネットワーク中に構成するのに使用される。遠隔部がマスタ制御部として使用される場合、これは、前記システムを、例えば、前記照明ユニットの各々を前記遠隔部における個々のボタンに結合することによって構成するのに使用される。このような結合を行うある既知の方法において、
遠隔部は、コマンド信号を送信し、照明ユニットのすべてを学習モードにし、
照明ユニットは、予め割り当てられた識別（ＩＤ）番号を遠隔部に送信し、
遠隔部はＩＤ番号の各々を連続的に送信し、照明ユニットを点灯させ、ユーザは、各々の新たに点灯された照明ユニットを遠隔部における個々のボタンと関係付ける。

このシステムは、比較的簡単であるが、遠隔部が失われるか、操作不能になった場合、システム全体が交替の遠隔部によって再構成されなければならない。また、前記システムは専用の通信プロトコルを使用し、各々の照明ユニットが予め割り当てられたＩＤ番号を有することを必要とする。これは、前記システム中に組み入れられることができる新たな及び交替の照明ユニットの形式を制限する。

本発明の目的は、上述した欠点を回避する方法を提供することである。

本発明によれば、無線制御照明システムにおけるシステム構成要素を初期化する方法であって、前記システム構成要素及び制御マスタが共通に受信された無線送信によって通信する方法が提供される。前記システム構成要素の各々は、初期化の要求を送信する。要求の受信に応じて、前記制御マスタは、要求しているシステム構成要素に関するユニークＩＤコードを割り当て、送信する。前記制御マスタは、次に、前記ＩＤコードが送信されたことを示す確認信号を送信する。要求しているシステム構成要素は、送信されたＩＤコードが受信された場合、前記確認信号に対する承諾応答を送信する。前記承諾応答が前記制御マスタによって受信されない場合、前記制御マスタは、エラーが生じたことを示す信号を送信する。

前記承諾応答が前記制御マスタによって受信された場合、前記制御マスタは、要求している構成要素に割り当てられたＩＤコードを格納する。

本方法は、遠隔制御部及び他のシステム構成要素の双方を初期化するのに使用される。前記システム構成要素に割り当てられたＩＤコードは、前記制御マスタにおいて格納されるため、前記遠隔部が失われるか操作不能になった場合、前記システムの再構成が簡単になる。また、オープン標準、例えばＺｉｇｂｅｅは、通信プロトコルに使用されてもよく、したがって、前記システムに組み入れられることができる照明ユニットの範囲が広がる。

図１は、本発明が使用される好例の照明制御システムを例示する。この示されたシステムは、各々が有線又は無線リンクによって中央マスタＣＭと通信する多数のローカル制御マスタＬＣＭを含む。各々個別のローカル制御マスタを前記中央マスタに結合するのに使用すべきリンクの形式の選択は、任意であり、種々の要因に依存する。例えば、有線リンクは、一般に新たな照明導入において使用され、無線リンクは、一般に改良及び新たな照明導入の双方において使用される。

中央マスタＣＭは、（ビルディング又は合同ビルディングにおけるすべての部屋のような）照明システム全体の中央制御及び監視を与えるように機能し、各々のローカル制御マスタＬＣＭは、（ビルディングの１つ又はそれ以上の部屋のような）ローカルエリア内で制御及び監視を与えるように機能する。ローカル制御マスタＬＣＭは、個々の無線リンクＬ_ＷＬを経て、照明ユニットＢ、センサＳ及び無線制御部Ｒを含む照明システム構成要素と通信する。前記照明ユニットは、任意の形式又は形式の組み合わせであってもよく、例えば、蛍光灯、高輝度放電（ＨＩＤ）ランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、白熱灯、等であってもよい。

センサＳは、異なった形式の情報、例えば、人間の存在及び／又は動き、光強度及び／又は温度のような周囲の条件を検出及び報告する能力を与える。各々の遠隔操作部Ｒは、ユーザが１つ又はそれ以上のローカルエリア内の照明ユニットの選択及び制御動作を行えるようにする。システム構成要素の他の形式、例えば、サーモスタット、電動ウィンドウカーテン等も、前記ローカル制御マスタにリンクされてもよい。

各々のローカル制御マスタＬＣＭと、これらに集合的にリンクされるシステム構成要素Ｂ、Ｓ及びＲとは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を形成する。マスタ−スレーブ無線リンクは、各々のローカル制御マスタＬＣＭと、構成要素Ｂ、Ｓ及びＲとの間で確立される。これは、各々のＬＣＭにおいてマスタ装置を含み、構成要素Ｂ、Ｓ及びＲの各々においてスレーブ装置を含むことによって達成される。同様に、マスタ−スレーブ無線リンクは、中央マスタＣＭと、ローカル制御マスタＬＣＭの各々との間に、ＣＭにおいてマスタ装置を含み、各々のＬＣＭにおいてスレーブ装置を含むことによって確立されてもよい。

一般に、各々のローカル制御マスタＬＣＭは、個々のＬＡＮの動作を、例えば、ＬＡＮ内のスレーブ装置を識別し、通信を開始し、個々のＬＡＮ内で通信された情報を収集することによって確立し、調整するように機能する。このように収集された情報は、ＬＡＮのいくつか又はすべてを含むワイドエリアネットワークの形成を容易にし、元の遠隔操作部が失われるか不能になった場合において代用の遠隔操作部ＲをＬＡＮに結合することを可能にする。

好適実施例において、ＤＡＬＩ標準は、照明システム制御に用いられる。この標準は、有線照明制御に関して開発されたが、これを無線制御に使用するように適合させなければならない。このような適合は、低電力無線通信を容易にし、遠隔操作部Ｒのような任意のバッテリ駆動構成要素及びセンサＳの任意のバッテリ駆動のものによる電力消費を最小にする。好適には、これは、無線、物理層及びデータリンク層を含む存在する低電力無線通信標準を使用し、ＤＡＬＩコマンドのキャリアとして働くように１つ又はそれ以上の追加の層を与えることによって行われる。適切な選択は、広い範囲の統一方式のコンシューマ装置の増殖を容易にするようにジグビーアライアンスによって提案されたオープンな業界標準であるジグビー標準である。

ジグビー通信システムにおいて使用されるプロトコルは、ＰＵＲＬ（Protocol for Universal Radio Link：ユニバーサル無線リンク用プロトコル）として知られる。ＰＵＲＬは、簡単で、マスタ−スレーブ志向で、低コストにおける使用のためのネットワークプロトコルで、ショートレンジで、無線技術を使用する２ウェイ無線通信である。これは、伝送信頼性、ネットワーク構成可能性、適用柔軟性、及び、適度なバッテリ寿命を提供する。ＰＵＲＬは、ジグビー標準を用いるもの以外のＲＦ無線システムとも使用されることができる。

マスタ装置は、スレーブ装置と双方向に通信することができ、あるスレーブ装置から他のスレーブ装置に、これらのスレーブ装置間に仮想リンクを確立することによって、メッセージを送ることができる。このように仮想リンクされたスレーブ装置は、“対”にされていると呼ばれる。ＰＵＲＬについての他の情報に関して、参照によってここに含まれる、Ｐ．Ａ．ジェイミソン、Ｉ．Ａ．マースデン及びＳ．モリディ、ライトシステムの仕様書−低コスト無線通信の仕様書、改訂版０．８．５（２００１年６月）を参照されたい。

図２は、照明システムを制御するマスタ装置ＭＤ及び無線リンクされたスレーブ装置ＳＤを実現する第１及び第２無線プロトコル装置を機能的に例示する。これらの装置の各々の１つのみが、説明を簡単にするようにこの図において示される。しかしながら、図１の照明システムにおいて、マスタ装置ＭＤは、各々のローカル制御マスタＬＣＭの一部として含まれ、スレーブ装置ＳＤは、各々の照明ユニットＢ、センサＳ及び遠隔操作部Ｒの一部として含まれる。好適には、あるＬＡＮに関する各々のマスタ装置は、十分な電力を供給する能力を有する照明ユニットＢの１つに組み入れられる。（中央マスタＣＭが無線リンクを経てローカル制御マスタＬＣＭに結合される場合、ＣＭはマスタ装置も含み、各々のＬＣＭは、ＣＭにおけるマスタ装置と無線通信するためのスレーブ装置をさらに含む。）

図２を参照すると、装置ＭＤ及びＳＤは、各々、照明アプリケーション層２０と、無線通信プロトコルスタック２２（例えば、ＰＵＬＵオンエアプロトコルスタック）と、物理層２４と、無線フロントエンド２６とを含み、無線フロントエンド２６を経て、無線リンクが物理チャネル２８を経て他の装置と確立される。各々の装置における照明アプリケーション層２０及びスタック２２は、仮想リンクを経て通信する。

これらの装置の各々における照明アプリケーション層２０は、特に、装置によって実行されることになっているすべてのタスクの実行を達成するように設計される。マスタ装置ＭＤにおける照明アプリケーション層２０Ｍからのコマンドは、個々のスタック２２Ｍを経て、物理層２４Ｍ、無線フロントエンド２６Ｍ及び物理チャネル２８に伝播する。スレーブ装置ＳＤにおいて、受信されたコマンドは、スレーブ装置ＳＤが含まれる特定の照明システム構成要素によって応答するために、物理チャネル２８から、個々の無線フロントエンド２６Ｓ、物理層２４Ｓ及びスタック２２Ｓを経て、照明アプリケーション層２０Ｓに伝播する。

照明アプリケーション層を設計することにおいて、取り組まれる必要がある最も重要な領域の２つは、システム構成要素の初期化及び結合である。用語“初期化”は、ネットワークにおける各々の構成要素を登録することによってネットワークを構成する手順を示す。この手順は、ユニークなネットワークＩＤコードを構成要素に、この構成要素がネットワークに結合した場合に割り当てることを含む。用語“結合”は、構成要素を、遠隔操作部における特定のボタン又は他の制御要素に関係付けることを示す。ＰＵＲＬにおいて、初期化及び結合は、各々、“列挙”及び“ペアリング”と呼ばれる。結合すなわちペアリングは、本発明の問題ではないが、安全のためここに言及される。

遠隔制御部の列挙／初期化
図３及び４は、ＬＣＭのマスタ装置及び遠隔制御部Ｒのスレーブ装置において行われ、各々、前記遠隔制御部を、ＬＣＭを含むＬＡＮと結合した場合、列挙する好例のルーチンのフローチャートである。電力がオンされた場合、前記ローカル制御マスタは、システム構成要素をＬＡＮに結合することを可能にする時限列挙状態に入る。ＬＡＮに結合することを許可された第１構成要素は、遠隔制御部Ｒであり、遠隔制御部Ｒは、次に、ＬＡＮの一部になる他の構成要素の列挙に関する制御を有する。

ローカル制御マスタＬＣＭが前記時限列挙状態に入ることは、図３において３１０において示される。この状態において、ＬＣＭは、３１２においてシステム構成要素からの列挙要求の受信をチェックする。ユーザが遠隔制御部Ｒにおけるボタンを押し、このシステム構成要素をＬＡＮに加えると、４１０において、このボタンは、前記遠隔制御部を列挙状態に入らせ、４１２において、ＩＤコードがＬＣＭによってすでにこのシステム構成要素に割り当てられているか否かをチェックし、割り当てられていなければ、４１４において列挙要求を送信し、この構成要素はそれ自身を遠隔制御部として認識する。

３１２における前記列挙要求の受信に応じて、３１４において、ＬＣＭは、これが遠隔制御部からであることを確認し、３１６において、要求している遠隔部に関するユニークなＩＤコードを割り当て、送信する。次に、３１８において、ＬＣＭは、個々の遠隔部に対して新たに割り当てられたＩＤコードに対する確認コマンドを送信し、ＩＤコードが送信されたという合図をユーザに与える。（２つ以上のＬＡＮが存在する場合、ＬＣＭは、合図を、例えば、ＬＣＭがおかれた照明ユニットからの光を点滅させることによっても与え、したがってユーザはどのＬＣＭが列挙されているかを知る。）

４１４において列挙要求を送った遠隔部が新たに割り当てられたＩＤコードを受信すると、４１６においてこのＩＤコードを格納する。次に、４２０において、前記確認コマンドのＬＣＭからの受信を待機し、受信に応じて、ステップ４２２において、ユーザに（例えば、点滅する光、音、振動によって）合図し、前記遠隔部の列挙が成功したことを示す。次に、ユーザは、ステップ４２４において、ＩＤコードの受信を、例えば、遠隔部における指定されたボタンを押すことによってＬＣＭへの列挙確認信号の送信を行うことによって確認する。

一方、ＬＣＭは、３２０において、（任意に、製造者によってプリセットされてもよく、又は、ユーザによって設定されてもよい）設定された期間内で前記列挙確認信号の受信に関してチェックする。この期間内に受信されない場合、ＬＣＭは、３２１において、遠隔部にネットワークを離れさせるコマンドを送信する。遠隔部は、４２６において、このコマンドの受信をチェックする。このネットワークを離れさせるコマンドが受信されない場合、遠隔部は、４２８において通常状態に入り、したがって、列挙が成功したことを示す。前記ネットワークを離れさせるコマンドが受信された場合（エラーが生じたことを示す）、４２７において、遠隔部は、４１６において格納された割り当てられたＩＤコードを消去し、次に、４１４に戻り、再び列挙を要求する。次に、ＬＣＭは３１２に戻り、遠隔制御部からの他の列挙要求の受信をチェックする。３１３において検出されるように、列挙コマンドが（再び任意に、プリセットされてもよく、ユーザによって設定されてもよい）設定された期間内に受信されない場合、ＬＣＭは、次に、３２２において通常状態に入る。代わりに、ＬＣＭが、３２０において、設定された期間内に列挙確認信号を受信する場合、遠隔制御部に割り当てられたＩＤコードを格納し、次に、３２２において、通常状態に入る。

通常状態において、ＬＣＭは、３２４において、遠隔制御部からの列挙状態に入るコマンドの受信に関して絶えずチェックする。このコマンドの受信に応じて、ＬＣＭは、３２６において、列挙状態に入り、この状態において、遠隔制御部以外の構成要素の列挙が可能である。

他の構成要素の列挙／初期化
異なった形式のシステム構成要素の列挙に関して、異なったルーチンが、マスタ装置及びスレーブ装置において使用される。図５及び６は、遠隔制御部以外の構成要素の特定の形式の列挙において行われるルーチンの好例のフローチャートである。この例において、列挙すべき構成要素は、ＬＡＮにおける多くのバラスト給電照明ユニット（例えば、蛍光照明ユニット）の１つである。これらの照明ユニットの各々は、スレーブ装置を含み、このスレーブ装置は、照明ユニットに給電するバラストにおいて便利に組み入れられる。ＬＣＭもバラストの１つに便利に組み入れられるが、別個のユニットであってもよい。

図５において、ＬＣＭのマスタ装置に関するルーチンは、５１０において、列挙状態に入ることで開始する。照明ユニットにおけるスレーブ装置の各々は、図６に示されるように、電力が供給されるのに応じて自動的に列挙状態６１０に入る。これらの装置の各々は、次に、６１２において、すでにＩＤコードに割り当てられているかどうかをチェックし、割り当てられていない場合、６１４において、要求しているシステム構成要素をバラスと給電蛍光照明ユニットとして識別する列挙要求を送信する。

５１２における列挙要求の受信に応じて、ＬＣＭは、５１４において、要求している照明ユニットに関するユニークなＩＤコードを送信し、次に、５１６において、通常状態に入り、現在の列挙動作を完了する間、他の列挙要求をロックする。次に、５１８において、ＬＣＭは、個々の照明ユニットに新たに割り当てられたＩＤコードに対する確認コマンドを送信し、ユーザに、ＩＤコードが送信されたことを合図する。

６１４において列挙要求を送った照明ユニットが新たに割り当てられたＩＤコードを受信した場合、６１６においてこのＩＤコードを格納し、列挙に関するもの以外の通信を許可することが可能になる。次に、６２０において、ＬＣＭからの確認コマンドの受信を待機し、受信に応じて、６２２においてユーザに合図し、照明ユニットが列挙されたことを示す。この場合において、この合図は、照明ユニットにおいて生じる。列挙すべき照明ユニットがすべてユーザに可視であるが、他の照明ユニットが、例えば他の部屋において、視界外であるがＲＦ範囲である場合、前記合図は、好適には、点滅する光のような視覚的合図であり、間違ったライトは列挙されていないことを保証する。次に、ユーザは、６２４において、ひかりユニットからの視覚的表示の受け取りを、遠隔操作部における指定されたボタンを押すことによって確認する。これは、列挙確認信号の送信を生じさせる。

一方、ＬＣＭは、５２０において、任意に製造者によってプリセットされてもよく、又はユーザによって設定されてもよい期間内の列挙確認信号の受信をチェックする。この期間内に受信されなかった場合、ＬＣＭは、５２１において、照明ユニットにコマンドを送信し、ネットワークを離れさせる。照明ユニットは（そのスレーブ装置を経て）、６２６において、このコマンドの受信をチェックする。このネットワークを離れさせるコマンドが受信されない場合、照明ユニットは、６２８において、通常状態に入る。前記ネットワークを離れさせるコマンドが受信された場合（エラーが生じたことを示す）、６２７において、照明ユニットは、６１６において格納された割り当てられたＩＤコードを消去し、次に６１４に戻り、再び列挙を要求する。

代わりに、ＬＣＭが５２０において設定された期間内に列挙確認信号を受信した場合、５２２において、特定の照明ユニットに割り当てられたＩＤコードを格納し、５２４において、再び列挙状態に入る。次に、５１２に戻り、他の列挙要求の受信をチェックする。しばらく何も受信されない場合、５１３において、通常に戻すコマンドが受信されているかどうかチェックする。このコマンドは、ユーザが遠隔部における対応するボタンを押した場合に送信され、５１５において、ＬＣＭを通常状態に戻す。これは、すべての照明ユニットが列挙された場合、又は、いつでも、ユーザが、ＬＣＭが異なったサブルーチンを実行できるようにしたい場合に行われる。これらは、例えば、センサのような他の形式のシステム構成要素を列挙することを含み、この場合において、図５及び６のものと同様のルーチンが使用される。

本発明の一実施例を取り入れた照明制御システムの図式的な図である。 本発明の一実施例において使用されるマスタ装置及びスレーブ装置のブロック図である。 本発明の一実施例において実行される好例のルーチンのフローチャートである。 本発明の一実施例において実行される好例のルーチンのフローチャートである。 本発明の一実施例において実行される好例のルーチンのフローチャートである。 本発明の一実施例において実行される好例のルーチンのフローチャートである。

Claims (14)

1. 共通に受信される無線送信を経て通信するシステム構成要素及び制御マスタを含む無線制御照明システムにおいて前記システム構成要素を初期化する方法において、
   ａ．前記システム構成要素の１つによって初期化に関する要求を送信するステップと、
   ｂ．前記制御マスタによって、前記要求しているシステム構成要素に関するユニークなＩＤコードを割り当て、送信し、この送信は、前記要求しているシステム構成要素以外のシステム構成要素にも受信されるステップと、
   ｃ．前記制御マスタによって、前記ＩＤコードが送信されたことを示す確認信号を送信するステップと、
   ｄ．送信されたＩＤコードが受信された場合、前記要求しているシステム構成要素によって、前記確認信号に対する承諾応答を送信するステップと、
   ｅ．前記承諾応答が前記制御マスタによって受信されない場合、前記制御マスタによって、エラーが生じたことを示す信号を送信するステップと、
   ｆ．前記承諾応答が前記制御マスタによって受信された場合、前記要求しているシステム構成要素に割り当てられたＩＤコードを格納するステップとを含むことを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記システム構成要素の１つが遠隔制御部を具えることを特徴とする方法。
3. 請求項１に記載の方法において、前記システム構成要素の１つが照明ユニットを具えることを特徴とする方法。
4. 請求項１に記載の方法において、前記要求しているシステム構成要素がそれ自身を特定の形式の構成要素として認識することを特徴とする方法。
5. 請求項４に記載の方法において、前記制御マスタは、照明ユニット形式のシステム構成要素を初期化する前に、遠隔制御部形式のシステム構成要素を初期化することを特徴とする方法。
6. 請求項１に記載の方法において、前記確認信号は、無線信号の形式におけるものであることを特徴とする方法。
7. 請求項１に記載の方法において、前記確認信号は、視覚的信号の形式におけるものであることを特徴とする方法。
8. 請求項７に記載の方法において、前記確認信号は、点滅する光の形式におけるものであることを特徴とする方法。
9. 請求項１に記載の方法において、前記システム構成要素は、電力の供給に応じて前記要求を送信することを特徴とする方法。
10. 請求項９に記載の方法において、前記システム構成要素は照明ユニットであることを特徴とする方法。
11. 請求項１に記載の方法において、前記システム構成要素の１つはセンサを具えることを特徴とする方法。
12. 請求項１に記載の方法において、各々の前記要求しているシステム構成要素は予め割り当てられたＩＤ番号を有することを特徴とする方法。
13. 請求項１に記載の方法において、前記承諾応答はユーザによって開始されることを特徴とする方法。
14. 共通に受信される無線送信を経て通信するシステム構成要素及び制御マスタと、請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の方法を使用して前記システム構成要素を初期化する手段とを具える無線制御照明システム。

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