JP4470785B2 - Lighting control system - Google Patents
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Description
本発明は、照明制御システムに関するものである。 The present invention relates to a lighting control system.
従来の照明制御システムを用い、可視光によって信号伝送を行うものがあり、その信号伝送の構成を図13,図14に示す。まず、伝送すべき信号をパーソナルコンピュータ50から変調部51を介してLEDを用いた照明器具52に出力する。ここで、変調部51は、入力されたデータを増幅する信号増幅部51aと、信号を変調する重畳部51bとから構成されており、照明器具52を駆動する。照明器具52では、電源52aに接続されたLED52bが変調部51からの信号で駆動され、光出力受信端末53との間で可視光通信を行う。光出力受信端末53では、受光した信号を復調してプリンタ54を制御する。
Some of the conventional illumination control systems perform signal transmission by visible light, and the configuration of the signal transmission is shown in FIGS. First, a signal to be transmitted is output from the
このように、光通信媒体に照明器具を用いることで、特別な通信媒体を用いることなく、光通信を実現している。(例えば、特許文献1,2参照)
しかしながら、通常は照明用途で用いられている照明器具を通信媒体として利用するため、照明調光システムで用いる照明用の配線(電源線、調光信号線)とは別に通信用の配線を施工する必要があり、非住宅諸施設用途等に導入される大規模照明システムでは配線が複雑になるうえ、施工上の制約も多く発生する。また、照明調光システムとは別途にデータ伝送用のパーソナルコンピュータを設ける必要があり、上記配線上の問題と同様の問題が発生していた。 However, in order to use a lighting fixture usually used for lighting as a communication medium, wiring for communication is constructed separately from the wiring for lighting (power supply line, dimming signal line) used in the lighting dimming system. In a large-scale lighting system that is necessary for non-residential facilities, wiring is complicated, and there are many construction restrictions. In addition, it is necessary to provide a personal computer for data transmission separately from the illumination dimming system, and the same problem as the above wiring problem has occurred.
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、通信用の配線を設置することなく、既存の照明調光システムを用いて容易に可視光通信を行なうことができる照明制御システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above reasons, and its object is to provide illumination control capable of easily performing visible light communication using an existing illumination dimming system without installing communication wiring. To provide a system.
請求項1の発明は、複数の照明器具と、複数の照明器具に接続してオンデューティを可変とした調光信号を送信することで各照明器具の光出力を変化させる照明制御装置とを備え、照明制御装置は、トリガ信号が入力されると調光信号の送信を停止し、トリガ信号の入力時に発生する既定信号と、当該既定信号の後に続く情報信号とを調光信号と同一の伝送線路を用いて送信し、各照明器具は、照明制御装置からの既定信号を受信するとオンデューティを100%にした調光信号を生成し、照明制御装置からの情報信号を周波数変調して調光信号に重畳させた変調信号に応じて点滅することを特徴とする。
The invention of
この発明によれば、既存の照明調光システムに可視光通信制御を導入する際に、可視光通信用の専用線を別途設置する必要がなく、既存のシステム構成を用いて導入可能となる。また、可視光通信用制御装置を別途設置しなくても、既存の調光機能を有する照明制御システムのソフトを変更するのみで可視光通信制御を実現することができる。また、調光信号の信号幅に制約されない自由なデータ量を可視光通信で伝送することができる。 According to the present invention, when visible light communication control is introduced into an existing illumination dimming system, it is not necessary to separately install a dedicated line for visible light communication, and can be introduced using an existing system configuration. Further, visible light communication control can be realized only by changing the software of an existing illumination control system having a dimming function without installing a separate control device for visible light communication. In addition, a free data amount that is not limited by the signal width of the dimming signal can be transmitted by visible light communication.
請求項2の発明は、請求項1において、前記照明制御装置は、情報信号を外部から設定する手段を備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the illumination control device includes means for setting an information signal from the outside.
この発明によれば、システム管理者やシステム運営者が場所や時節に合わせて伝送する情報を変更可能であり、システム変更を容易に行うことができる。 According to the present invention, the information transmitted by the system administrator or the system operator can be changed according to the place and time, and the system can be easily changed.
請求項3の発明は、請求項1において、前記照明制御装置は、トリガ信号を外部から取得する手段を備えることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the illumination control device includes a means for acquiring a trigger signal from the outside.
この発明によれば、任意のタイミングで情報伝送を行なうことができる。 According to the present invention, information transmission can be performed at an arbitrary timing.
請求項4の発明は、請求項1において、前記照明制御装置は、変調信号に応じて点滅する各照明器具の光出力を一定値以上に設定することを特徴とする。 A fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the lighting control device sets the light output of each lighting fixture blinking in accordance with a modulation signal to a certain value or more.
この発明によれば、可視光通信時に一定以上の明るさを意図的に確保することができ、可視光通信の通信精度の向上を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to intentionally ensure a certain level of brightness during visible light communication, and to improve the communication accuracy of visible light communication .
以上説明したように、本発明では、通信用の配線を設置することなく、既存の照明調光システムを用いて容易に可視光通信を行なうことができ、また、調光信号の信号幅に制約されない自由なデータ量を可視光通信で伝送することができるという効果がある。 As described above, in the present invention, visible light communication can be easily performed using an existing illumination dimming system without installing communication wiring, and the signal width of the dimming signal is limited. There is an effect that a free data amount that is not transmitted can be transmitted by visible light communication .
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(基本構成1)
本基本構成の照明制御システムは、図1に示すように、商用電源ACを供給される照明制御装置1に複数の照明器具2が調光信号線L1を介して接続されており、各照明器具2には電源線L2を介して点灯用の電源である商用電源ACが接続されている。
( Basic configuration 1 )
As shown in FIG. 1, the lighting control system of this basic configuration includes a plurality of
照明制御装置1は、図2に示すように、商用電源ACから電源を生成する電源部1aと、照明制御装置1の各部の動作を制御する制御部1bと、データ等を記憶する記憶部1cと、外部の赤外線リモコンから送信された赤外線信号を検出して制御部1bへ出力する赤外線リモコン入力部1dと、外部の警報機4からの警報信号を検出して制御部1bへ出力する外部入力部1eと、制御部1bの指示により調光信号線L1を介して調光信号を各照明器具2へ送信する調光信号駆動部1fとを備える。
As shown in FIG. 2, the
照明器具2は、図3または図4の構成を備えて可視光を照射するものであり、図3に示す照明器具2は蛍光灯2dを用いており、商用電源ACから電源を生成する電源部2aと、出力電力の発振周期を制御する発振周期制御部2bと、発振周期制御部2bによって発振周期を制御された電力を蛍光灯2dへ供給する発振回路部2cと、照明制御装置1から調光信号線L1を介して送信された信号を入力される調光信号入力部2eと、調光信号入力部2eに入力された信号から調光信号を分離して発振周期制御部2bに出力する信号分離部2fとを備える。そして、発振周期制御部2bは、調光信号に応じて出力電力の発振周期を変化させて、蛍光灯2dの光出力を変化させる。
The
図4に示す照明器具2はLED2iを用いており、商用電源ACから電源を生成する電源部2gと、出力電流を制御してLED2iへ供給する電流制御部2hと、照明制御装置1から調光信号線L1を介して送信される調光信号を電流制御部2hに出力する調光信号入力部2jとを備える。そして、電流制御部2hは、調光信号に応じて出力電流の大きさを変化させて、LED2iの光出力を変化させる。
The
図5に本基本構成の調光信号の波形を示す。この調光信号は、周期T0のPWM波形であり、周期T0内で振幅V1となるオン期間T1と振幅0となるオフ期間T2とが存在する。この周期T0に対するオン期間T1の割合T1/T0(以後、オンデューティ幅と称す)によって、照明器具2の光出力が一意に決定される。このオンデューティ幅T1/T0と光出力との関係は照明器具毎に特有の特性を有しており、図6(a)(b)に照明器具毎の特性例として特性S1(●),S2(◆),S3(▲)を示す。ここで、特性S1は、オンデューティ幅5%、光出力100%の点と、オンデューティ幅95%、光出力0%の点とを通る直線であり、特性S2は、オンデューティ幅100%〜84%までは光出力10%で、オンデューティ幅84%以下では特性S1と一致する。また、特性S3は、オンデューティ幅0%、光出力100%の点と、オンデューティ幅100%、光出力0%の点とを通る直線である。
FIG. 5 shows the dimming signal waveform of this basic configuration . This dimming signal is a PWM waveform having a period T0, and includes an on period T1 having an amplitude V1 and an off period T2 having an
次に、警報機4から警報信号が発信された場合の動作について説明する。警報機4から警報信号が発信されると、照明制御装置1の制御部1bは外部入力部1eを介して警報信号を検出し、この警報信号をトリガ信号として通常モードとは異なる情報伝送モードへ移行する。情報伝送モードに移行すると、制御部1bは、工場出荷時に予め記憶部1cに書き込まれている非常警報を示すコードを読み出す。そして、非常警報コードに対応した情報信号として調光信号の周波数f0(=1/T0)よりも極めて高い周波数fsの信号を、調光信号のオン期間T1に周波数変調で重畳させる。図7(a)は、非常警報の情報信号を重畳した調光信号(以下、変調信号と称す)の波形を示しており、情報信号の伝送信号幅T3は、調光信号のオン期間T1より短くなる。なお、図7(b)は、図7(a)のA部拡大図であり、B部に非常警報の情報信号が重畳されている。
Next, an operation when an alarm signal is transmitted from the
そして、図4に示すLED2iを用いた照明器具2では、図8(a)に示す変調信号(周期T0,オン期間T1,オフ期間T2,情報信号の伝送信号幅T3)が送信された場合、図8(b)に示すように、図8(a)示す信号と同様のパターンの光出力パターンで光源の点滅を行う。
And in the
一方、図3に示す蛍光灯2dを用いた照明器具2では、図8(a)に示す変調信号(周期T0,オン期間T1,オフ期間T2,情報信号の伝送信号幅T3)が送信された場合、図8(c)に示すように、周期T0のうち、情報信号の伝送信号幅T3の間は周波数が極めて高く(周波数fs)、幅T3以外の期間は周波数が低い(周波数f0)交流波形で光出力パターンが表される。
On the other hand, in the
上記図8(b)または図8(c)のパターンで表される各照明器具2の光出力は図9に示す光出力受信端末5で検出されて、情報信号が伝送される。光出力受信端末5は、電源を生成する電源部5aと、光出力受信端末5の各部の動作を制御する制御部5bと、照明器具2の光出力を受信する受光部5cと、照明制御装置1で行った周波数変調の周波数でのフィルタ機能を有して、受信した光出力から情報信号を分離するフィルタ5dと、情報信号に対応した情報等を表示する表示部5eとを備える。そして、光出力受信端末5は、フィルタ5dを介して取り出した非常警報コードに基づいて、表示部5eから端末使用者に警報報知を行う。
The light output of each
このように、本基本構成では、調光信号の周波数f0よりも極めて高い周波数fsの情報信号を、調光信号のオン期間T1に周波数変調で重畳させており、既存の照明調光システムで用いている調光信号線L1を介して調光信号だけでなく情報信号も照明器具2に送信できる。したがって、既存の照明調光システムに可視光通信制御を導入する際に、可視光通信用の専用線を別途設置する必要がなく、既存のシステム構成を用いて導入可能となる。また、可視光通信用制御装置を別途設置しなくても、既存の調光機能を有する照明制御システムのソフトを変更するのみで可視光通信制御を実現することができる。
As described above, in this basic configuration , an information signal having a frequency fs extremely higher than the frequency f0 of the dimming signal is superimposed on the on-period T1 of the dimming signal by frequency modulation and used in the existing illumination dimming system. Not only the dimming signal but also the information signal can be transmitted to the
なお、本基本構成では、制御部1bで情報信号を調光信号に重畳させる周波数変調を行っているが、制御部1と調光信号駆動部1fとの間に信号変調部を設けて、この信号変調部で周波数変調を行ってもよい。
In the basic configuration , the
(基本構成2)
本基本構成の照明制御システムは、図10に示すように基本構成1の構成から警報機4と、照明制御装置1の外部入力部1eとを省略したもので、記憶部1cに記憶されるデータと、制御部1bでの制御が基本構成1とは異なる。
( Basic configuration 2 )
The illumination control system of this basic configuration is obtained by omitting the
基本構成1では、記憶部1cに記憶されているデータの中に、可視光通信で伝送する情報(非常警報等を示すコード)が予め記憶されていた。しかし、本基本構成では情報を記憶する領域は確保されているが、データは当初、記憶されておらず、伝送する情報を赤外線リモコン3から照明制御装置1へ送信し、制御部1bは、赤外線リモコン入力部1dを介して検出した情報を記憶部1cの予め確保された所定領域に書き込む。
In the
そして、本基本構成において、通常モードから情報伝送モードへ移行するためのトリガ信号は、赤外線リモコン3から照明制御装置1へ送信され、制御部1bは、赤外線リモコン入力部1dを介して検出したトリガ信号によって、情報伝送モードへ移行し、以降、基本構成1と同様に情報信号を含む変調信号を光出力受信端末5に伝送する可視光通信を行う。
In this basic configuration , a trigger signal for shifting from the normal mode to the information transmission mode is transmitted from the infrared
本基本構成では、照明制御装置1に記憶された情報を、光出力受信端末5側で一時的に取得することを目的としているため、情報伝送モードに移行して情報信号を含む変調信号を伝送した後、一定時間が経過すると情報伝送モードを終了して通常モードに戻る。
In this basic configuration , the information stored in the
なお、記憶部1cはEEPROMやFlashROMのような揮発性記憶デバイスであることが必要となる。
The
上記本基本構成では、照明制御システムのシステム管理者やシステム運営者が場所や時節に合わせて伝送する情報を変更可能であり、システム変更を容易に行うことができる。 In this basic configuration , the information transmitted by the system administrator or system operator of the lighting control system can be changed according to the place and time, and the system can be easily changed.
(基本構成3)
本基本構成の照明制御システムは、基本構成1と同様の構成を備えるが、情報伝送モードでの照明制御方法が基本構成1とは異なる。
( Basic configuration 3 )
Lighting control system of the present basic configuration is the same configuration as the
本基本構成において、制御部1bは、警報機4からの警報信号を検出すると、この警報信号をトリガ信号として通常モードから情報伝送モードに移行するとともに、調光信号駆動部1fから送信する調光信号のオンデューティ幅T1/T0を強制的に規定の幅(例えば、T1/T0=50%)に固定し、基本構成1と同様の方法でこの調光信号に情報信号を重畳した変調信号を照明器具2へ送信する。また、情報伝送モード中は、赤外線リモコン3から使用者の意思で送信される光出力を変更するコードを全てキャンセルし、調光信号のオンデューティ幅T1/T0を強制的に上記規定幅に固定しておく。なお、上記オンデューティ幅の規定幅は、可視光通信時に照明器具2の光出力が一定以上となるように設定され、記憶部1cに記憶されている。
In this basic configuration , when the
したがって、可視光通信時に、一定以上の明るさを意図的に確保することができ、可視光通信の通信精度の向上を図ることができる。また、可視光通信時に、調光信号のオンデューティ幅を規定の幅に固定できるため、伝送したい情報の量を固定することができる。あるいは、情報量に合わせて調光信号のオンデューティ幅を設定すれば、伝送すべき情報を確実に伝送することができる。 Accordingly, it is possible to intentionally ensure a certain level of brightness during visible light communication, and to improve the communication accuracy of visible light communication. In addition, since the on-duty width of the dimming signal can be fixed to a predetermined width during visible light communication, the amount of information to be transmitted can be fixed. Alternatively, if the on-duty width of the dimming signal is set according to the amount of information, the information to be transmitted can be transmitted reliably.
(実施形態1)
本実施形態の照明制御システムは、基本構成1と同様の構成を備えるが、情報伝送モードでの照明制御方法が基本構成1とは異なる。
( Embodiment 1 )
The illumination control system of the present embodiment has the same configuration as the
本実施形態において、制御部1bは、警報機4からの警報信号を検出すると、この警報信号をトリガ信号として通常モードから情報伝送モードに移行するとともに、調光信号駆動部1fが送信する調光信号を停止させる。そして、図11(a)に示すような、トリガ入力時t0に発生する伝送信号幅T4の既定信号と、この既定信号に続いて周期T0毎に発生する伝送信号幅T3の情報信号とを調光信号駆動部1fから照明器具2へ送信する。
In the present embodiment, when the
このとき、照明器具2の点灯状態は、調光信号がないので、伝送する情報(図11(a)参照)のみによって光出力が変化し、一定出力とはならない。その場合でも可視光通信は可能であるが、光出力がばらつくため伝送性能は確保されない。
At this time, since the lighting state of the
そこで、図12に示すような、図4の構成に制御部2kを設けた照明器具2を用いて、調光信号入力部2jに入力された信号に応じて、各照明器具2が動作を判断して光出力を制御する。すなわち、制御部2kは、調光信号入力部2jに入力される信号を常に監視し、図11(a)中の伝送信号幅T4の既定信号を検出すると、情報伝送モードへの移行と判断し、LED2iの光出力を100%ベースに変化させるオンデューティ幅100%の調光信号を生成する。そして、その100%ベースの調光信号に伝送信号幅T3の情報信号を周波数変調で重畳させて、図11(b)に示すように最初の伝送信号幅T4の間は100%点灯させ、その後は伝送信号幅T3の情報信号に応じた点滅と100%点灯とを周期T0毎に繰り返す。以降は、基本構成1と同様に光出力受信端末5との可視光通信を行う。
Therefore, as shown in FIG. 12, using the
このように、光出力を最大限にして可視光通信を行うので、通信の精度を確保することができ、さらには調光信号の信号幅に制約されない自由なデータ量を可視光通信で伝送することができる。 In this way, visible light communication is performed with the light output maximized, so that the accuracy of communication can be ensured, and a free data amount that is not restricted by the signal width of the dimming signal is transmitted by visible light communication. be able to.
また、本実施形態では、調光信号出力を停止して情報伝送のみを行うため、調光信号線L1を情報伝送のための専用線とみなして、最初の伝送信号幅T4以降は独自の通信プロトコルで通信することも可能である。但し、照明制御装置1の制御部1bと照明器具2の制御部2kに同様の通信プロトコルを具備する必要がある。
In the present embodiment, since the dimming signal output is stopped and only information transmission is performed, the dimming signal line L1 is regarded as a dedicated line for information transmission, and the original transmission is performed after the first transmission signal width T4. It is also possible to communicate with a protocol. However, the
1 照明制御装置
2 照明器具
L1 調光信号線
L2 電源線
AC 商用電源
DESCRIPTION OF
Claims (4)
照明制御装置は、トリガ信号が入力されると調光信号の送信を停止し、トリガ信号の入力時に発生する既定信号と、当該既定信号の後に続く情報信号とを調光信号と同一の伝送線路を用いて送信し、
各照明器具は、照明制御装置からの既定信号を受信するとオンデューティを100%にした調光信号を生成し、照明制御装置からの情報信号を周波数変調して調光信号に重畳させた変調信号に応じて点滅する
ことを特徴とする照明制御システム。 A plurality of lighting fixtures, and a lighting control device that changes the light output of each lighting fixture by transmitting a dimming signal with variable on-duty connected to the plurality of lighting fixtures,
When the trigger signal is input, the lighting control device stops the transmission of the dimming signal, and the predetermined signal generated when the trigger signal is input and the information signal following the predetermined signal are transmitted in the same transmission line as the dimming signal. Send using
Each lighting fixture generates a dimming signal with an on-duty of 100% when receiving a predetermined signal from the lighting control device, and modulates the information signal from the lighting control device and superimposes it on the dimming signal. Lighting control system characterized by flashing in response to
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