JP2007511058A - 無線インターネット照明制御システム - Google Patents

Abstract

ユーティリティ運用パラメータを管理する照明制御システムであって、この照明制御システムは、照明バラストと通信するバラスト制御モジュール、無線通信リンクを介して少なくとも一つのバラスト制御モジュールに接続されるデータ処理モジュール、及びデータ処理モジュールを介してバラスト制御モジュールに無線接続されて、複数のユーティリティ運用アプリケーションを動作させる無線インターネットコントロールセンターを含む。照明制御システムは更に、データ処理モジュールに接続される複数のリピータを含むことができる。データ処理モジュールとバラスト制御モジュールとの間の通信リンクは、ローカルエリアネットワーク及びワイドエリアネットワークのいずれか一方である。

Description

技術分野
本発明は制御システムに関する。具体的には、本発明は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）及びワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）の両方を利用し、インターネットを介して照明備品を制御する無線照明制御システムに関する。

関連技術
全自動でエネルギー効率の高い照明制御又は照明切替えを行い、且つユーザが予め設定することにより室内の居住者を検出したとき全ての照明又は一部を点灯する設定を含む種々の照明制御システムが知られている。照明制御システムはまた、電力を節約しながら特定の位置の照明レベルを調整することができる。更に、インターネットを利用する自宅通信システムが在り、このシステムによって、住宅所有者は、グローバルコンピュータネットワークと通信する制御ユニットに接続された自宅内の複数の制御機器を使用して、遠く離れた位置から自宅の種々の機能をモニター及び制御することができる。住宅所有者は、自宅の機能を閲覧、モニター、及び制御することができ、例えばウェブページを通して家の内部のサーモスタットを調整したり、又は照明の点灯／消灯を行なったりすることができる。
しかしながら、これらの照明制御システムは、ユーティリティ（光熱水費）負荷を管理し、環境エネルギー条件（すなわちエネルギー価格）並びにユーザが定義した所定の計画に基づいて、調光レベル、輝度レベル、及び可視光環境等の種々のユーティリティ運用パラメータを診断するための、自動操作機能、統計的分析機能、及び診断機能を有する照明制御を提供することができない。

発明の概要
従って、本発明は、関連技術の制約及び不具合に起因する問題の一つ以上をほぼ解決する無線インターネット照明制御システムを提供することを目的とする。
本発明の利点は、自動的に動作して照度（調光）、自動実行オプション、及び／又はスケジューリングを制御し、且つ標準のウェブブラウザを通して自動的に実行及び管理できる照明制御システムを提供することである。

本発明の更に別の特徴及び利点は以下の記述に示され、これらの特徴及び利点の一部は、次の記述から明らかであるか、又は本発明の実施により習得できる。本発明の目的及び他の利点は、本明細書及び請求の範囲、並びに添付図面に特に示される構造によって実現及び達成される。
これらの利点及び他の利点を実現するために、本明細書に実施形態を示し、且つ概説する本発明の目的に従って、ユーティリティ運用パラメータを管理する照明制御システムは、少なくとも一つの照明バラストと通信する少なくとも一つのバラスト制御モジュール、無線通信リンクを介して少なくとも一つのバラスト制御モジュールに接続されるデータ処理モジュール、データ処理モジュールを介してバラスト制御モジュールに無線接続され、複数のアプリケーションを動作させる無線インターネットコントロールセンター、及びデータ処理モジュールに接続される複数のリピータを備え、データ処理モジュールと少なくとも一つのバラスト制御モジュールとの間の通信リンクは、ローカルエリアネットワーク及びワイドエリアネットワークの内のいずれか一方である。

上述の概説及び以下の詳細は共に、例示及び説明を目的としており、本発明の請求の範囲を更に説明することを意図している。
本発明に関する理解を深めるために本明細書に含まれ、且つ本明細書に包含されてその一部を構成する添付図面は、本発明の実施形態を例示し、明細書と共に本発明の原理を説明する。

ここで、本発明の一実施形態を詳細に参照することとし、この実施形態の例を添付の図に示す。
図１は、本出願の一実施形態による無線インターネット照明制御システムのログインページの最初のスクリーンショット１００を示す。図１に示すように、ユーザは、ユーザ名１０２及びパスワード１０４を入力して、無線インターネット照明制御システムのログイン／アウトを行なうように促される。ユーザ名１０２は、ファシリテータ、ユーザ、及びアドミニストレータの内の一つとすることができる。ファシリテータは例えば現地のビル管理人であり、アドミニストレータは例えば別の地域等の遠隔地に所在するビル管理人である。ユーザはシステムの個人ユーザである。ユーザ名１０２を入力後、所定のパスワード１０４を入力してシステムへのログインを完了する。
ユーザ名１０２に基づいて、種々の管理オプションを利用することができる。例えば、ファシリテータを促して単一のビル又はローカルコントロールゾーンを設定することができ、アドミニストレータを促して複数のビルの照明を設定することができる。

図２は、本発明の一実施形態による無線インターネット照明制御システムの管理コントロールセンター（Administrative Control Center）のスクリーンショット２００を示す。図２では、コントロールセンターによってユーザ（ファシリテータ又はアドミニストレータ）は単一のビル又は一群のビル内の照明スケジュールを制御することができる。例えば、コントロールセンターは、これらに限定されないが、週末、平日、及び休日の間の照明動作、照明の調光レベル、及び選択期間中の照明の数に関するオプションを含む。
図３は、本発明の一実施形態による無線インターネット照明制御システムのメンテナンスセンター（Maintenance Center）のスクリーンショット３００を示す。図３では、メンテナンスセンターは、システムのランプ又はバラストが故障した場合に直ちに報告及び通知を行なう。例えば、メンテナンスセンターでは、ファシリテータ及び／又はアドミニストレータは、レポート、インスタントｅメール、又はウェブサイト上でメンテナンスセンターにリンクするメッセージボードへの投稿を受信することができる。修理クルー又はローカルメンテナンスクルーに直接メッセージ通知を送信して修理を完了させることもできる。メンテナンスセンタースクリーンショットに表示される情報は、ネットワーク上の故障照明備品の位置、ゾーン、及びシリアル番号を含むことができる。

図４は、本発明の一実施形態による無線インターネット照明制御システムの負荷管理センター（Load Management Center）のスクリーンショット４００を示す。負荷管理センターでは、リアルタイムでユーティリティ負荷を削減する機会が生じる場合、例えば米国特許第６３１１１０５号及び米国特許第６１２２６０３号に記載されているように、負荷デマンド閾値に達したとき、ファシリテータ及び／又はアドミニストレータに通知を送付する。上記特許文献は、本明細書において参照することによりその内容を本明細書に包含する。例えば、ユーティリティ負荷は、電気、蒸気、ガス、及び他の消費燃料及びユーティリティ資源を含むことができる。ユーザはまた、負荷管理センターを通して負荷制御に関するデマンド応答イベントをモニターし、条件が最も良いときに余剰ユーティリティ及び余剰エネルギーを市場で販売することができる。
図５は、本発明の一実施形態による無線インターネット照明制御システムの個別ゾーンコントロールセンター（Individual Zone Control Center）のスクリーンショット５００を示す。図５では、個人ユーザが、照明システムに接続される特定の備品又は特定のゾーンの照明レベルを制御することができる。

図６は、本発明の一実施形態による管理設定（Administrative Set-Up）スクリーンのスクリーンショット６００を示す。ファシリテータ及び／又はアドミニストレータは、このスクリーンにより、無線インターネット照明制御システムの１つの施設の設定を行なうことができる。図６では、ユーザは、クライアントに関する管理情報及び照明識別情報を入力する。これらの情報はシステムに接続されるデータベースに保存され、診断システムチェックの間に分析され、取り出される。
図７は、本発明の一実施形態による複数施設の設定（Multi-Facility Set Up）スクリーンのスクリーンショット７００を示す。アドミニストレータは、このスクリーンにより、システム上の複数グループのビル及び施設の設定又は変更を行なうことができる。図７では、アドミニストレータは、国内の異なる地域又はタイムゾーンの備品のグループを複数のスケジュールで制御することができる。

図８は、本発明の一実施形態によるゾーン制御設定（Zone Control Set-Up）スクリーンのスクリーンショット８００を示す。ユーザは、このスクリーンにより、システムの各制御ゾーンを定義することができ、ビルを多数の個別ゾーン及び／又は複数グループの備品に分割することができ、システム上のビルネットワークの全体に亘るゾーン又はゾーングループにより、これらのゾーン及び／又は備品を制御することができる。
図１〜８に示す上記スクリーンショットの各々は、本出願の無線インターネット照明制御システムの一部である。本発明の無線インターネット照明制御システムにより制御可能な備品及び備品バラストには２つの主要なタイプ、すなわち蛍光バラスト及び高輝度放電（ＨＩＤ）バラストがある。磁気バラスト及び電気バラストによって駆動される蛍光ランプは通常、小型蛍光ランプ、Ｔ−１２蛍光ランプ、Ｔ−８蛍光ランプ、Ｔ−５蛍光ランプ、Ｔ−４〜Ｔ−１蛍光ランプ、及び他の全ての２軸駆動蛍光ランプである。ＨＩＤ備品は通常、磁気バラスト及び電気バラストの両方によって駆動され、これらのバラストは、金属ハロゲン化物（ＭＨ）放電ランプ及び高圧ナトリウム（ＨＰＳ）放電ランプを駆動する。システムはまた、発光ダイオード（ＬＥＤ）照明、並びに化学的に照明効果を生じる照明製品を構成及び制御する。

図９は、本発明の一実施形態による無線インターネット照明制御システム（ＷＩＬＣＳ）を示している。図９では、ＷＩＬＣＳは無線バラスト制御モジュール（ＷＢＣＭ）９０２、照明バラスト９０４、データ処理モジュール９０６、無線インターネットアクティブサービスプロバイダ（ＡＳＰ）コントロールセンター９０８、及び複数のリピータ９１０を含む。
本出願の無線インターネット照明制御システムにおけるバラストは、ＷＢＣＭに多数の構成でインターフェースすることができ、これらの構成は、低電圧（例えば０〜１０ボルト）インターフェース、電力線搬送用インターフェース、電力レベルに基づいてバラストを制御し、且つ広範囲なシステムフィードバックを行なうデジタルアドレス可能照明インターフェース（ＤＡＬＩ）、及び低電圧インターフェース、電力線搬送用インターフェース又はＤＡＬＩインターフェースのいずれかの組合せであるハイブリッドインターフェースを含む。複数の低電圧インターフェースを用いる場合、バラストは、受信する電圧又は信号に応じて異なる電力レベルを出力する。例えば、０ボルトを完全「オフ」とし、５ボルトを５０％電力（５０％調光）とし、１０ボルトを完全「オン」とすることができる。
無線バラスト制御モジュール（ＷＢＣＭ）９０２は、リンク９１２を介する照明バラスト９０４とのメインインターフェースである。ＷＢＣＭ９０２は、通信リンク９１４、例えば無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）接続又はワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）接続を介してデータ処理モジュール９０６との接続を行ない、通信を行なうことができる。

図１０Ａは、本発明の一実施形態による無線バラスト制御モジュール９０２の拡大図１００３である。拡大図１００３は、バラストが応答するために必要な信号、電圧及び抵抗を生成するポテンショメータ１０２１を含む。信号、電圧及び抵抗は、パルス波変調を行なう複数の手段又は直列接続のＲ２Ｒ抵抗体によって生成することができる。無線バラスト制御モジュールは、無線バラスト制御モジュールのメモリ及びロジックを保持するマイクロコントローラ１０２３も含む。マイクロコントローラ１０２３は、無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）の固有のデジタルアドレスを生成し、加えて照明バラスト９０４又はＲＦデコーダカートリッジ１０２５が受信している命令の全てのデータ処理を実行する。
ＲＦ無線デコーダカートリッジ１０２５は、無線バラスト制御モジュールの各部分を無線ＬＡＮネットワークに接続する無線トランシーバ装置である。ＲＦ無線カートリッジは、セキュリティ符号等の専用プロトコルを復号化し、無線バラスト制御モジュール９０２の制御情報及び診断情報を送受信する。ＲＦ無線デコーダカートリッジ１０２５は、複数の周波数及び複数のデータレートで送信を行なう。例えば、この範囲は４３３ＭＨｚの周波数を使用する１４．４Ｋｂｓでの通信から８０２．１１ＭＨｚの周波数を使用する５Ｍｂｓでの通信とすることができる。アンテナインターフェース１０２７は、ＷＢＣＭに接続し、半波、全波、及び標準無線を含む複数の受信構成を可能にするシールド付きケーブルとすることができる。拡大図１００３は更にアンテナインターフェース１０２７を含む。アンテナインターフェース１０２７及び無線デコーダカートリッジ１０２５は、ＲＪジャック又はネットワーク接続を介して接続される。

無線バラスト制御モジュール９０２は、種々の方法により照明バラスト９０４にインターフェースすることができる。図１０Ｂに示すように、無線バラスト制御モジュール９０２がバラストと直接的に一体化されない場合、無線バラスト制御モジュール９０２は、バラスト９０４とは異なる個別の電源を有する。個別の電源は、米国における標準の１２０／２７７ボルト電源とすることができるが、電源からの電圧の昇圧変換又は降圧変換を容易に行なってカナダにおける３４７ボルト、及びアジア及び欧州各国における広範囲の電圧に対応することもできる。個別電源からの電力は２つの方向に分配される。降圧変換器１００４に入った後、低電圧電力を第１方向に分配して、無線バラスト制御モジュール９０２の内部部品に電力を供給する。内部部品は種々の低電圧源によって動作することができるが、２４ＶＡＣが基礎標準である。降圧変換器１００４の高電圧電力はスイッチ１００６に接続される。スイッチは固体スイッチとして構成することができるか、又は電子制御用トライアックと連動して回線切替えを行なうように構成することができる。任意選択のリード出力１０１４がバラスト９０４に設けられる場合、スイッチ１００６からバラスト９０４に電力を供給してバラストをオン／オフさせる必要はない。スイッチ１００６からの出力電力を使用して照明バラスト９０４に接続する。個別電源からの低電圧電力又はバラストから供給される低電圧電力を使用して電流検出機器１００８に電力を供給する。メンテナンスフィードバックを行なう任意のリード出力１０１６が照明バラスト９０４に設けられる場合、電流検出機器１００８は不要である。個別電源を使用する構成では、無線バラスト制御モジュール９０２は、照明バラスト９０４へのオン／オフ電力を個別に制御することができる。しかしながら、任意のリード出力１０１２を設けて低電圧電力を無線バラスト制御モジュール９０２に供給する場合、降圧変換器１００４は不要である。
無線バラスト制御モジュール９０２は更に調光制御１０１８を含み、標準の０〜１０ボルト出力又は微細制御駆動される機能により、バラストの調光を直接制御することができる。ＷＢＣＭの回路基板の設計によって、固体スイッチ又は電子制御用トライアック１００６への高周波切替え及び制御が可能である。高周波切替え及び制御は、調光機能のない標準バラストの調光を可能にする。アナログ又はデジタル制御される調光は、ｎビットマイクロコントローラ、例えば２５６ステップの調光プロセスを実行して調光変化をスムーズにする８ビットマイクロコントローラを用いる調光制御１０１８により可能である。特に、２５６ステップの調光を調光制御機能の設計に取り入れることができる。調光制御１０１８はまた、０〜１０ボルトの内部プロセッサに基づく動作を行なわない専用調光器構成によって容易に行なうことができる。詳細には、バラスト製造業者が提供するＸ−１０規格の電力線搬送伝送方式である、電力線側（すなわち、２線式システム）による調光制御を行う別の手段を持つことができる。

無線バラスト制御モジュール９０２は、メンテナンスフィードバックを行なって、例えば無線インターネット照明制御システム内のバラスト及び／又はランプ故障を通知する。メンテナンスフィードバックを行なうために、電流検出機器１００８をバラストの電源となる主電源と一列に並べて配置し、ワット数を調査し、システムにおける機器故障を示す電力低下が生じているかどうかを判断する。故障が生じていると判断されると、警告を発して故障の位置を通知することができる。バラスト９０４が無線バラスト制御モジュール９０２に電力を供給する場合では、バラスト製造業者は、個別のメンテナンス構成を採用して、所定のバラスト部品に印加される電圧を示し、システム上でランプ又はバラスト装置が故障しているかどうかを判断することができる。

図１１Ａは、本発明の一実施形態による無線データ処理（ＷＤＰ）モジュール９０６の拡大図である。図１１Ｂは、本出願の無線インターネット照明制御システムの他の構成要素に対するＷＤＰ９０６を示している。ＷＤＰ９０６はトランシーバであり、インターネットアクティブサービスプロバイダコントロールセンター９０８に至る無線ゲートウェイとして機能し、ＷＤＰモジュール９０６を介してＷＢＣＭ９０２を無線接続し、インターネットＡＳＰコントロールセンター９０８にインターフェースする。ＷＤＰ９０６は種々の機能を実行する３つのセクションを含む。
図１１Ａに示す無線データ処理モジュール９０６では、ローカル通信カートリッジエンコーダ１１０２はセキュリティ及び専用プロトコル情報、データ伝送情報、及び診断情報を提供し、無線伝送がＷＤＰモジュールで符号化され、ＷＢＣＭで無線デコーダカートリッジ１０２５によって復号化されるようにする。伝送は有線方式又は無線（例えば赤外線）方式とすることができる。図１１Ａに示すように、無線カートリッジエンコーダ１１０２は無線トランシーバ装置であり、有線ネットワーク１１０８又は無線ローカルエリアネットワーク９１４を介して他の機器をＷＢＣＭに接続することができる。無線カートリッジエンコーダ１１０２は、複数周波数で、高データ伝送レート及び低データ伝送レートの両方における送信を行なうことができる。例えば、複数周波数の範囲は、４３３ＭＨｚの周波数を使用する１４．４Ｋｂｓでの通信から８０２．１１ＭＨｚの周波数を使用する５Ｍｂｓでの通信に対応することができる。無線通信の他に、システムは、選択された有線伝送媒体にインターフェースするように構成することもできる。有線による解決法では、マイクロコントローラ１１０４に直接有線接続される１つ、又は２つのアドレス可能な低電圧接続、並びにＸ−１０規格の電線による通信とすることができる。更に、通信及び統合は、赤外線ワイヤレス技術又は無線技術によっても可能である。

マイクロコントローラ１１０４は、ＷＤＰモジュール９０６のメモリ及びロジックを含む。マイクロコントローラ１１０４は、２つの無線ネットワーク、すなわちＬＡＮ９１４及びＷＡＮ９１６をブリッジし、専用プロトコル及びデータ「ラッパー（ｗｒａｐｐｅｒ）」をＷＡＮ９１６用からＬＡＮ９１４用に変換する。更に、マイクロコントローラ１１０４は、ＡＳＰコントロールセンター９０８との断線又は電力損失が生じた場合、例えばイントラネット又はローカルコンピュータを介して、無線インターネット照明制御システム全体を自律的に動作させるために必要な、トラフィックフロー、システムロジック及びメモリを制御する。
マイクロコントローラ１１０４は２つのメインプロセッサ部品を含むことができ、これらの部品を追加して「完全」自律制御又は「限定的」自律制御を容易にすることができる。「完全」自律制御を行なう場合、ハードエンベデッドオペレーティングシステム、例えばＬｉｎｕｘオペレーティングシステムを用いることができ、このオペレーティングシステムは、マイクロプロセッサを使用する直接的ソフトウェアアプリケーションを駆動する処理電力を有する。ハードエンベデッドオペレーティングシステムによって、ＨＴＭＬベースのＧＵＩソフトウェアと同様の、フルセットのアプリケーションソフトウェアを自律的に動作させ、ＬＡＮ接続を介してＷＤＰモジュール９０６にインターフェースすることができる。ソフトウェアアプリケーションＧＵＩを設け、ローカルコンピュータにインストールして命令を処理及び制御することができる。「完全」自律制御を行う構成により、システムの制御が、インターネットＧＵＩではなくローカルネットワークコンピュータによって容易になるため、ワイドエリアネットワーク及びＨＴＭＬベースのＧＵＩ無しでフル制御することができる。

「限定的」自律制御構成を用いる場合、マイクロコントローラはエンベデッドＲＡＭメモリチップを有し、このチップは、インターネットのマスターＧＵＩ無しで特定のスケジューリング機能を動作させることができる。例えば、メインネットワークとの通信が不能になった場合、ローカルデータ処理ユニットは、インターネットＡＳＰコントロールセンター９０８を使用することなく標準のスケジュール及び動作を実行することができる。
無線ＷＡＮ ＴＣＰＩＰゲートウェイ１１０６はＷＤＰモジュール９０６をＡＳＰコントロールセンター９０８に接続する。無線ＷＡＮ ＴＣＰＩＰゲートウェイ１１０６は種々の無線通信手段、例えば１ＸＲＴ、ＣＤＰＤパッケージデータ（アナログ）、Ｒｅｆｌｅｘ Ｐａｇｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、及びＧＰＲＳ通信手段等の３Ｇ無線を使用することができる。システムはまた、有線システムに接続されるモデムバンク１１１０を通して制御される標準の電話線で動作することができる。

静的ＴＣＰＩＰセッションは、無線ＷＡＮゲートウェイ１１０６と、ＡＳＰコントロールセンター９０８に位置するサーバであるネットワークオペレーションセンター１３４１（図１３）との間に設定することができる。静的ＴＣＰＩＰセッションが静的ＩＰアドレスにロックされると、セキュリティ、プロトコル変換、データ伝送、診断レポート、スケジュール、及び双方向制御等の種々の情報が、ＷＤＰモジュール９０６とＡＳＰコントロールセンター９０８との間に生じる。
ＷＤＰモジュール９０６は種々の機能を含む。例えば、ＷＤＰモジュール９０６は、デジタルアドレス制御を含むことができる。図１２に示すように、デジタルアドレスコントローラ１２００は、例えば干渉問題が発生する可能性を防止するために３つの制御レベルを含むことができる。図１２に示す３つのレベルは、周波数アドレス１２０２、ブロードキャストアドレス１２０４、及びデジタル標準アドレス１２０６を含む。

高性能デジタルアドレスコントローラ１２００及び階層による制御によって、システムのバラスト制御モジュールのデジタルアドレスとの間で情報を送受信することができる。周波数アドレス構成１２０２に関し、他のシステムからの信号の重複をなくすため、及びポテンシャルゾーンコマンドが隣接システムによって制御されるのを防止するため、３つの異なる周波数範囲を設けることにより、同じ内部構造を有するが異なる周波数で動作する３つの個別のシステムにシステムを符号化することができる。別のシステムが近くで動作する場合、アドレス構成全体を異なる周波数に構成して、一のシステムに関連する信号を別のシステムのアドレス制御から解放する。この通信システムの設計は、リピータ９１０と連携して動作する。デジタルアドレスシステムアーキテクチャは、リピータ９１０を通して自動ポーリングシーケンスを実行し、ネットワークのアドレスの全てに、これらのアドレスのローカルアドレス、ブロードキャストアドレス、及び周波数を識別させる。このポーリングシーケンスによって、システムは、送信されたアドレスの全てを通して、データ処理モジュール９０６からの情報をポーリングすることができる。ポーリングシーケンスによって更に、ビル全体のアドレスの範囲が狭くなるので、最初に送信されたポイントのみを前もって識別してポーリングすることにより、エラーの可能性、無線ヌル設定、及びデータアドレスの読み誤りが低減される。
ブロードキャストアドレス構成１２０４の場合、ブロードキャストアドレスは、標準の８ビットマイクロコントローラを分割し、アドレスの所定の部分を破棄して１のブロードキャストアドレスになる。このブロードキャストアドレスは「マスター」ブロードキャストアドレスとなり、システムが発する一つのメインコマンドよって各備品を即座に制御する。ブロードキャストデジタルアドレスを使用して、ローカルデジタルアドレスコマンドを無効にし、更に、システム全体を即座に制御する機能を有することができる。
標準のデジタルアドレス１２０６の構成の場合、本発明の瞬時ゾーンコントロール兼メンテナンスフィードバックシステムに基づき、標準のデジタルアドレスは、標準の８ビットマイクロコントローラを分割し、アドレスの所定の部分を破棄してシステム上の標準アドレスとなる。この標準アドレスは、バラスト制御モジュールのメインアドレスとして機能し、ネットワーク全体における備品の位置を提供することができる。

図１３は、本発明の一実施形態による無線インターネットＡＳＰコントロールセンター９０８を示している。無線インターネットＡＳＰコントロールセンター９０８は、図９の無線インターネット照明制御システム（ＷＩＬＣＳ）の頭脳として機能する。無線インターネットＡＳＰコントロールセンターは、個々のＡＳＰベースアプリケーションを動作させてＷＩＬＣＳ９００の種々の機能を容易にするサーバである。無線ＡＳＰコントロールセンター９０８は、３つのメインセクション、すなわちネットワークオペレーションセンター１３４１、データベースサーバ１３４３、及びアプリケーションサーバ１３４５を含む。
無線インターネットＡＳＰコントロールセンター９０８のネットワークオペレーションセンター１３４１はサーバであり、このサーバは無線キャリアを接続し、無線インターネットＡＳＰコントロールセンター９０８をＷＤＰモジュール９０６に、直接又はリピータ９１０を介してブリッジ接続し、２つの装置間における通信を可能にする。

無線インターネットＡＳＰコントロールセンター９０８のデータベースサーバ１３４３はコンピュータサーバであり、このサーバは特定のビル情報等のＷＩＬＣＳ９００情報、種々のシステム設定及びデータストレージ、照明ゾーン制御情報、ユーザ名、パスワード、並びにその他の重要情報などを管理する。
無線インターネットＡＳＰコントロールセンター９０８のアプリケーションサーバ１３４５はコンピュータサーバであり、このサーバは、ＷＩＬＣＳ９００の機能を動作させる実際のアプリケーションを含む。アプリケーションサーバ１３４５は更に、図１〜８に示すスクリーンショットのスクリーンを制御する。アプリケーションサーバ１３４５は照明システムに一つ以上のアプリケーションを提供している。例えば、照明スケジューリングアプリケーション１３５１、時限オート又はリモートマニュアル式オン／オフコントロールをグルーピングするゾーンコントロール１３５９、エネルギーモニタリング１３５５、負荷管理１３５７、メンテナンス１３５３、及び他の種々の調光機能が挙げられる。

照明スケジューリングアプリケーション１３５１に関し、ＷＩＬＣＳ９００は、顧客が例えば調光により節約する量を計算する機能を有する。インターネットＡＳＰコントロールセンターが照明を暗くすると、ＷＩＬＣＳ９００はそのような調光による節約量を計算し、顧客が節約する実際の金額に換算することができる。節約される実際の金額は月毎に計算することができ、ＷＩＬＣＳ９００の継続的な節約量を示すレポートを生成することができる。
照明スケジューリングアプリケーション１３５１の付属機能は、照明のランプスタートプロセスを含むことができる。施設は通常、機械システムを作動させて一日の始めに照明の明るさを増減するシステムを持たない。例えば、機械システムをプログラムして暑い日にビルを予め冷やしておく、又はビルの占拠率がいっぱいになるまで照明動作を遅らせることができる。しかしながら、照明に関しては、普通、最初の人がビルに入ると直ぐに点灯する。ビルをこの前提で運用すると、ビルの占拠率が８０％に達する前に、ビル全体が約３〜４時間に亘って点灯していることになる。１日の始まりの３〜４時間に加え、ほとんどの商用施設は、従業員の長期休暇、旅行、及び普通のビジネス活動を考慮に入れると日中の占拠率は８０％のみである。従って、ビルの中には、人がいないにも関わらず１日中点灯したままのエリアが存在する。照明のランプスタートは、本出願の一実施形態が提供する方法であり、この方法では、照明の明るさを朝に大きくする。すなわち、照明を明るさ、及び／又は位置に関して徐々に起動する。無線インターネット照明制御システムは、体系的に、適切な時間に及び適切な光量でビル内の全ての照明を点灯する。更に、無線インターネット照明制御システムは、照明の明るさを増減させることに起因する節約量、及び照明の必要が無いビル内のエリアの照明を落としたままとすることによる節約量を計算する機能を有する。ランプスタート付属機能を使用して節約することができる金額を月毎に計算し、システムの継続的な節約量を示すレポートを生成するためにそれを使用することができる。

照明スケジューリングアプリケーション１３５１の第２の付属機能は、順次消灯プロセスである。機械システムとは異なり、商用又は工業用の施設は、照明を１日の終業時に落とすシステムを持たない。実際、機械システムは、夜間の停止モードにプログラムすることができる。しかしながら、照明に関しては、最後の人がビルを出ると直ぐに、通常清掃会社が清掃作業員派遣スケジュールに従って約４〜５時間に亘りビルを占拠する。従って、ビルの照明は、清掃会社が作業を終えるまで点灯したままである。その後、照明が落とされる。このシナリオに基づいて、ビルの照明は、１日当たり余分の４〜５時間に亘り作動している。順次消灯は無線インターネット照明制御システムの一つの方法であり、この方法では、ビルの全ての照明を「順次消灯」する、すなわち営業日の終業時にビルの第１部分の照明を落とし、続いてビルの他の部分の照明を徐々に落とす。無線インターネット照明制御システム（ＷＩＬＣＳ）は、ビルの全ての照明を体系的に落とし、次いで夜間の所定の時間に照明が落ちていることを確認する。ＷＩＬＣＳは更に、順次消灯プロセスによって顧客が節約できるエネルギーの量を計算する機能を有する。更に、ＷＩＬＣＳは節約量を計算し、ビル全体の照明を落とし続けた結果として換算する。順次消灯プロセスによって得られる節約量を月毎に計算し、システムの継続的な節約量を示すレポートを生成するためにそれを使用することができる。

エネルギーモニタリングアプリケーション１３５５に関し、無線インターネット照明制御システム（ＷＩＬＣＳ）は、無線バラスト制御モジュール９０２により、照明システムの消費電力量をモニターし、制御することができる。ここで参照することによりその内容を本明細書に包含する米国特許第６３１１１０５号及び米国特許第６１２２６０３号に記載されているＰｏｗｅｒｗｅｂ社のＯｍｎｉ−Ｌｉｎｋ Ｓｙｓｔｅｍ等のマクロ制御システムと直接インターフェースすることにより、電気メータが示すエネルギー並びに市場の電力コストをモニターすることができる。エネルギーモニタリングアプリケーション１３５５は、ＷＩＬＣＳ９００を使用することによってどのくらいのエネルギーを節約することができたかについての月例の成果統計を計算することができる。更に、システムは電力価格をモニターし、エンドユーザが自動的に負荷を落として消費電力を下げ、リアルタイムの価格レートで節約するか、又はデマンド応答イベントに参加することを可能にする。負荷及び節減統計をシステムに送信して負荷管理データベース１３５７に保存し、顧客が照明負荷の低減及び／又は負荷応答への参加に対応することによる経済的利益を予め求めるのに利用できる。
ゾーンコントロールアプリケーション１３５９に関しては、無線バラスト制御モジュール９０２のデジタルアドレス可能な構成により、各照明備品又はバラストを他の備品と一緒に無線を利用してグループ分け及び／又はゾーン区分して、ビル内に仮想ゾーンを形成することができる。インターネットＡＳＰコントロールセンター９０８のオペレータは、施設全体の種々の占有者に異なるゾーンを割り当てることができる。無線インターネットインターフェースを介して、備品グループ又はバラストのグループを制御することができるか、又は単一の個別備品を制御することができる。インターネットＡＳＰコントロールセンター９０８は更に、インターネットから施設全体を設計及び構成する機能を含む。インターネットＡＳＰコントロールセンター９０８に施設を入力することができ、ＷＩＬＣＳ（無線インターネット照明制御システム）がビル内のユーザ又はユーザグループを起動する。

負荷管理アプリケーション１３５７に関しては、無線インターネット照明制御システムは、施設運用者にエネルギーコストの半永久的負荷低減を提供する。Ｏｍｎｉ−Ｌｉｎｋシステム等のシステムと連動する無線インターネット照明制御システムは、市場の電力価格をモニターし、照明システムを変更して、図４のスクリーンショットに示すように、負荷低減及び安価な電力価格を消費者に提供する。
メンテナンスアプリケーション１３５３に関しては、無線インターネット照明制御システムは、インターネットＡＳＰコントロールセンター９０８に双方向フィードバックを提供する。無線バラスト制御モジュール９０２は、図３に示すように、バラストの種々の電流を検出して照明システム内のメンテナンス問題を見付け出すように設計される。無線インターネット照明制御システムは、ランプ故障又はバラスト故障が生じたときにアラームをオペレータに送信し、またランプ故障の位置を知らせる。

図１４Ａは、本発明の一実施形態によるＡＳＰコントロールセンターの照明ソフトウェアロジック及びプロセスを示している。
１４０６では、システムは、エンドユーザ並びにアドミニストレータに対し、全ての適正なログインツールを提供するように設計される。ログインページはユーザにログイン及びパスワード情報の入力を促す。ユーザ及びパスワード情報は、アドミニストレータによって手動で生成及び配布される。ログインを無事に済ませると、ユーザは図２に示すように管理コントロールセンターに案内される。ログインできない場合、ログインページはエラーメッセージを表示する。ユーザがアドミニストレータであり、ログインを無事に済ませると、ユーザは管理リンクへのアクセスを許可される。

１４０８では、ユーザは、システム上でパスワードを有し、個々の照明システム、又はシステムにおける特定のゾーン照明を制御することができる個人エンドユーザとして定義される。ユーザ及びパスワード情報は、アドミニストレータによって手動で生成及び配布される。
１４１４、１４１４Ａ、１４１４Ｂ、１４１４Ｃでは、ナビゲーションツールによってシステムの全ての構成要素を通過できるように、且つ全ての制御レベルにユーザを導くことができる。システムで生成される全ての形態は、最終提出の前に確認のために表示される。ビル（編集又は制御）、照明（追加、編集、又は制御）、又はユーザ（追加又は編集）に関するナビゲーションは、ビルを列でソーティングし直すためのハイパーリンクヘッダを含むリスト表示によって行われる。限られた数のレコードと、リストを案内する機能を有するｓｔａｒｔ／ｅｎｄ／ｎｅｘｔ／ｐｒｅｖｉｏｕｓリンクとが表示される。保存階層を使用するフォルダＧＵＩディスプレイは、フォルダがクリックされるとサブフォルダ／ビルを表示する。アドミニストレータはいずれのＧＵＩレベルにもリンクすることができ、これにより全ての管理機能にアクセスし、テンポラリレベルの設定及びスケジュールの設定を行うことができる。図１４Ｂは、１４１４Ａ、１４１４Ｂ及び１４１４Ｃに関するフォルダナビゲーションのフォルダ図及びレイアウトを示している。

図１４Ａに示すように、１４１０において、ソフトウェアアドミニストレータは、システムの全ての管理機能を設定することができる。管理機能は、システム上のビル、ゾーン、グループ、照明、スケジュール、及び照度の設計及び編集を含む。
１４１２では、アドミニストレータは、ソフトウェアの管理によって、アプリケーション全体を通じて使用されるフィールドを選択及び設定することができる。これらのフィールドはプラットフォームの管理機能を設定する。デフォルトフィールドは、選択用の選択ボックスを含むフォーム内に列挙され、一方カスタムフィールドは、カスタム名用のテキスト入力ボックスを含む。設定はデータベースのテーブルに保存される。データベースに保存できる管理情報は、図６及び７に示すように、ビル名、ストリートアドレス、市、州、郵便番号、コンタクト先名、コンタクト先電話番号、コンタクト先Ｅ−ｍａｉｌアドレス、照明ユニットアドレス、照明ユニットフロア、照明ユニットゾーン、照明ユニット共通名、カスタムフィールド１（例えば、地域、ゾーン）、カスタムフィールド２、及びカスタムフィールド３を含む。

１４１６において、システムは、照明のスケジューリングを行なうように設計されている。スケジューリングは、リスト又はフォルダナビゲーションから階層レベル、ビル、又は照明ユニットを選択し、図１４Ｃに示すように、時間及び照明レベル（すなわち、平日の４設定、週末の４設定）を選択し、各構成について日の出及び日没を選択することにより行われる。各照明ユニットに個別のスケジュールを設定することができるか、或いは階層又はグループのあらゆる点について設定することができる。グループ又は階層レベルのスケジュールを変更すると、個人／グループ、又は階層レベル照明ユニットの前のスケジュールに置き換わる。
１４１６Ａにおいて、システムは、照明を制御及びスケジューリングを行うように設計される。制御及びスケジューリングは、リスト又はフォルダナビゲーションから階層レベル、ビル、又は照明ユニットを選択し、所望の照明レベルを選択することにより行われる。レベルは、次のスケジュールレベル変更時にスケジュールされたレベルに戻る。アドミニストレータは、階層のあらゆる点について照明のテンポラリレベルを設定することができ、一時的無効化を使用して照明レベルを変更するユーザ機能を停止することができる。

１４１８において、セットアップフィールドは、システムにおけるデータフィールド選択、階層、及び複数のビルグループの基準を設定するフィールドである。セットアップ１４１８は、ロジック判定を行なうためにデータベースに保存される保存情報を送り返す。
１４２０では、フィールド選択によって、アドミニストレータはアプリケーション全体を通じて使用されるフィールドを選択及び設定できる。デフォルトフィールドは選択用の選択ボックスを有するフォームに列挙され、一方カスタムフィールドはカスタム名用のテキスト入力ボックスを含む。設定はデータベースのテーブルに保存される。データベースに保存されるフィールド選択情報は、ビル名、ストリートアドレス、市、州、郵便番号、コンタクト先名、コンタクト先電話番号、コンタクト先Ｅ−ｍａｉｌアドレス、照明ユニットアドレス、照明ユニットフロア、照明ユニットゾーン、照明ユニット共通名、カスタムフィールド１（例えば、地域、ゾーン）、カスタムフィールド２、及びカスタムフィールド３を含む。

１４２２において、システムは、システムにおける階層を自動的に設定するように設計される。階層は、制御に関してどの位多くのレベル（又は追加レベル）を望むかについて尋ねるフォームで設定される。アドミニストレータには、所望の各制御レベルのドロップダウンボックスを含むフォームが提示される。ドロップダウンボックスは、フィールド選択によって指定される選択（例えば、地域、州、郵便番号）を含む。選択された設定はデータベースのテーブルに保存される。これらの更新が行われると、変更はナビゲーションメニューに保存される。
１４２４において、アドミニストレータは、一つ以上のビルをメンバーとして含むグループを生成することができる。アドミニストレータは、ビルをグループに追加すること、及びグループから取り除くことができる。ビルは複数のグループにすることができる。グループリストは編集／消去を行なうためのボタン／リンクを含む。ディスプレイボタン／リンクをページの下部に設けて新規のグループを追加する。追加／編集グループフォームは、フィールド選択によって指定された、データベースの異なるクエリー結果を含む複数のドロップダウンボックスを含む。例えば、郵便番号コードドロップダウンボックスは全ての異なる郵便番号コードを含む。これらの更新が行われると、変更はナビゲーションメニューに保存される。

１４２６、１４２６Ａ、及び１４２６Ｂでは、アドミニストレータは、ドロップダウンメニューから適切な情報を選択し、この情報をシステムに入力することにより、システム内のビルの追加又は編集を行うことができる。アドミニストレータはシステムに対するビルの追加及び除去を行うことができる。ビルのリストは、編集／消去を行うためのボタン／リンクを含む。ディスプレイボタン／リンクをページの下部に設けて新規グループを加える。ビル追加／編集フォームは、フィールド選択によって指定された、データベースの異なるクエリー結果を含む。ビル追加／編集フォームは、フィールド選択において指定されるフィールドのテキストボックス入力を含み、それらはフォームの上から順に、ビル名、ストリートアドレス、地域、市、州、郵便番号、コンタクト先名、コンタクト先電話番号、コンタクト先Ｅ−ｍａｉｌアドレス、カスタムフィールド１（例えば、地域、ゾーン）である。これらのボックス入力が更新されると、変更はナビゲーションメニューに保存される。
１４２８では、インポートＣＳＶは、システムの他の価格設定アプリケーション及び負荷管理アプリケーションへのインターフェースである。この機能は、双方向制御として作用し、負荷データ及びエネルギー価格データをシステムに送信することにより、アドミニストレータは現時点が負荷を減らすための適切な時間であるかどうかを判断することができる。

１４３０、１４３０Ａ及び１４３０Ｂでは、アドミニストレータは、適切な情報をドロップダウンメニューから選択し、この情報をシステムに入力することにより、システムの照明を追加又は編集することができる。選択されたビルのリストは、リスト又はフォルダナビゲーションを通して利用することができる。照明追加／編集フォームは、フィールド選択において指定されるフィールドのテキストボックス入力を含み、更に編集側からの変更を入力し、データベース内に新規データを保存する。照明追加／編集フォームは、フィールド選択において指定された、照明ユニットフロア、照明ユニットゾーン、照明ユニット、及び共通名等のフィールドのテキストボックス入力を含む。
１４３２、１４３２Ａ及び１４３２Ｂでは、リスト又はフォルダナビゲーションを通してビルを選択し、いずれかの階層レベル、ビル又は照明レベルの適切な照明制御を選択し、データベースフィールド選択によって指定されたコンテキストボックス入力を有するフォームを選択することにより、ユーザを追加又は編集することができる。

１４３４では、レポートシステムは、システムで選択される診断項目及びメンテナンス項目に関するレポートを生成し、システムに返送するフィードバックシステムである。これらのメンテナンス項目はレポートリンクに送信され、システムのメンテナンス項目を詳しく記述したレポートがシステムによって生成される。
この技術分野の当業者には、本発明の技術思想又は技術範囲から逸脱しない範囲で、本発明に対し、種々の変形及び変更を加え得ることは明らかである。従って、本発明は、請求の範囲及びその等価物の技術範囲に含まれるものである限りにおいて、本発明の変形及び変更を含むものである。

本出願の一実施形態による無線インターネット照明制御システムのログインページの最初のスクリーンショットである。 本出願の一実施形態による無線インターネット照明制御システムの管理コントロールセンターのスクリーンショットである。 本発明の一実施形態による無線インターネット照明制御システムのメンテナンスセンターのスクリーンショットである。 本発明の一実施形態による無線インターネット照明制御システムの負荷管理センターのスクリーンショットである。 本発明の無線インターネット照明制御システムの一実施形態による個別ゾーンコントロールセンターのスクリーンショットである。 ファシリテータ及びアドミニストレータに対し、無線インターネット照明制御システム上の１つの施設の設定を行うためのオプションを提示する、本発明の一実施形態のスクリーンショットである。 アドミニストレータに対し、複数グループのビルの設定又は変更を行うためのオプションを提示する、本出願の一実施形態のスクリーンショットである。 ユーザが異なるゾーン制御機能を設定する、本発明の一実施形態のスクリーンショットである。 本発明の一実施形態による無線インターネット照明制御システムである。 本出願の一実施形態による無線バラスト制御モジュールを示す。 本出願の別の実施形態による無線バラスト制御モジュールを示す。 Ａ及びＢは、本出願の一実施形態による無線データ処理モジュールを示す。 本発明の一実施形態によるデジタルアドレス制御及び階層を示す。 本発明の一実施形態による無線インターネットアプリケーションサービスプロバイダコントロールセンターを示す。 本発明の一実施形態による無線照明制御システムの照明ソフトウェアのプロセスを示す。 本発明の一実施形態による照明ソフトウェアのフォルダナビゲーションを示す。 本出願の一実施形態による照明スケジュールを示す。

Claims (26)

1. ユーティリティ運用パラメータを管理する照明制御システムであって、
   照明バラストと通信するバラスト制御モジュール、
   無線通信リンクを介してバラスト制御モジュールに接続されるデータ処理モジュール、及び
   データ処理モジュールを介してバラスト制御モジュールに無線接続され、複数のユーティリティ運用アプリケーションを動作させる無線インターネットコントロールセンター
   を備える照明制御システム。
2. 更に、データ処理モジュールに接続される複数のリピータを備える、請求項１記載の照明制御システム。
3. データ処理モジュールとバラスト制御モジュールとの間の通信リンクがローカルエリアネットワークである、請求項１記載の照明制御システム。
4. データ処理モジュールとバラスト制御モジュールとの間の通信リンクがワイドエリアネットワークである、請求項１記載の照明制御システム。
5. バラスト制御モジュールが低電圧インターフェースを介して照明バラストに接続される、請求項１記載のシステム。
6. バラスト制御モジュールが電力線搬送により照明バラストに接続される、請求項１記載のシステム。
7. バラスト制御モジュールがデジタルアドレス可能照明インターフェース（ＤＡＬＩ）を介して照明バラストに接続される、請求項１記載のシステム。
8. バラストが蛍光バラスト及び高出力バラストを含む、請求項１記載のシステム。
9. 照明バラストが電子バラストである、請求項１記載のシステム。
10. 照明バラストが磁気バラストである、請求項１記載のシステム。
11. バラスト制御モジュールが照明バラストに直接組み込まれる、請求項１記載のシステム。
12. 照明バラストがバラスト制御モジュールに電力を供給する、請求項１１記載のシステム。
13. バラスト制御モジュールが、バラスト故障又はランプ故障が生じる時点をモニターして、バラスト故障又はランプ故障が生じると警告を発するメンテナンスフィードバック部分を含む、請求項１記載のシステム。
14. バラスト制御モジュールが、
    信号、電圧、及び抵抗を生成して照明バラストを動作させるポテンショメータ、
    インターネットプロトコルとローカルエリアネットワークプロトコルとの相互変換を行い、バラスト制御モジュールのトラフィックフロー、データストレージ、及びロジックを制御するマイクロコントローラ、及び
    バラスト制御モジュールの各部分を通信リンクに接続するＲＦ無線カートリッジデコーダ
    を備え、ＲＦ無線カートリッジは、複数の周波数で、且つ高速転送レート及び低速転送レートの両方でデータを送信する、請求項１記載のシステム。
15. マイクロコントローラは、更に、照明バラスト及びデータ処理モジュールが受信した命令を処理する、請求項１３記載のシステム。
16. バラスト制御モジュールが、
    照明バラストの照明光度を直接制御する調光制御手段、
    照明バラストに電力を供給するスイッチング機構、及び
    調光制御手段に低電圧を、及びスイッチング機構に高電圧を供給する変圧器
    を更に備える、請求項１記載のシステム。
17. スイッチング機構が固体スイッチ、又は電子制御用トライアックである、請求項１６記載のシステム。
18. スイッチング機構が、高周波数スイッチングを行なって照明バラストの照明光度を間接的に変えるように構成される、請求項１７記載のシステム。
19. データ処理モジュールが、
    無線インターネットコントロールセンターから通信リンクを介して安全なデータ送信を実現する通信カートリッジエンコーダ、
    無線インターネットコントロールセンターからの無線ＷＡＮ伝送をＬＡＮ送信に変換してバラスト制御モジュールに転送するマイクロコントローラ、及び
    データ処理モジュールをインターネットコントロールセンターに接続する無線ＷＡＮ ＴＣＰＩＰゲートウェイ
    を含む、請求項１記載のシステム。
20. マイクロプロセッサが、システムを自律動作させる埋め込みオペレーティングシステムを含む、請求項１８記載のシステム。
21. マイクロプロセッサが、照明バラストを自律動作させるスケジューリング機能を含むエンベッデッド型ＲＡＭチップを含む、請求項１８記載のシステム。
22. 無線インターネットコントロールセンターが、
    無線インターネットコントロールセンターと無線データ処理モジュールを無線接続するネットワークオペレーションセンター、
    システム情報を管理するデータベースサーバ、及び
    照明システムを動作させる少なくとも一つのユーティリティ運用アプリケーションを含むアプリケーションサーバ
    を含む、請求項１記載のシステム。
23. 少なくとも一つのアプリケーションが、照明のスケジューリング、照明バラストのゾーングループ分け、エネルギーモニター、負荷管理、メンテナンス、及び照明光度制御の内の少なくとも一つを行なう、請求項２２記載のシステム。
24. 照明スケジューリングアプリケーションが、照明ランプスタートプロセス及び順次消灯プロセスの内の一方を含む、請求項２３記載のシステム。
25. エネルギーモニタリングアプリケーションが、照明システムの消費電力のモニター及び制御を行う、請求項２３記載のシステム。
26. システム情報が、ビル情報、照明ゾーン制御情報、ユーザ名、及びパスワードを含む、請求項２２記載のシステム。

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