JP5957470B2

JP5957470B2 - 電気デバイス制御ためのシステムおよび方法

Info

Publication number: JP5957470B2
Application number: JP2013556877A
Authority: JP
Inventors: キースラーター; クラウスボールマン
Original assignee: リングデールインコーポレーテッド
Priority date: 2011-03-01
Filing date: 2012-03-01
Publication date: 2016-07-27
Anticipated expiration: 2032-03-01
Also published as: US9401815B2; WO2012119014A2; WO2012119014A3; US20140050119A1; JP2014513880A

Description

（関連出願についてのクロス・リファレンス）
この出願は、２０１１年３月１日付け出願の米国仮特許出願番号第６１／４４８，１４３号の優先権を主張し、その全体を参照により本明細書に組み込む。

本発明は、単一のセンサがチェーンのすべてのデバイスと通信することができて、制御することができるように、閉じるかまたは開くチェーンにおける複数の電気デバイスをインストールして、制御するためのシステムおよび方法である。

本発明は、複数の電気デバイス（例えば照明、空調、暖房およびアクセス制御）をインストールして、制御するための方法を提供する。制御は、複数のセンサからでよい。その結果、１つ以上のデバイスは、センサにより制御されることができる。センサの種類は、調光器、占有センサ、温度センサ、圧力センサ、昼光センサ、オン／オフタッチセンサ、他の種類のセンサ、またはセンサの組み合わせを含む。

一実施形態において、アクティブＬＥＤ照明設備のような複数の照明デバイスの各々は、チェーンにおいて接続されて、２つの通信ポートを備える。デバイスは、開放または閉鎖でよいデータ・リングを形成するためにリンクされる。１つ以上のセンサ（例えば調光器）は、デバイスのための制御を提供する。

シグナリングおよびプロトコルは、それ自体、すべてのデバイスが１つの送信側に対して受信しているという単純で並列の仕方で使われることを許容する。

シグナリングおよびプロトコルは、それ自体、各受信側が信号を繰り返して、それを次の受信側へ送信するというより複雑なトークンリングの仕方で使われることを許容する。

このプロトコルを使用するデバイスは、修正または準備なしに、それがプロトコルおよびシグナリングの統合されたふるまいである両方の仕方で用いられることが可能である。

他のデバイスに接続していない最後のデバイスがこれを検出して、そのバックチャネルに信号の向きを変えるので、トークンリングは、物理的に閉じる必要はない。このため、配置構成は、いかなるＭＡＵも必要とせず、デバイス間の４つのワイヤ・データケーブルを必要とするだけである。それらのデバイスが変化しない固定インストールであるので、頻繁に追加されるかまたは取り外されるデバイスを取扱う必要はない。そしてそれは、トークンリング環境におけるＭＡＵの主たる機能である。

利点

複雑な環境において低コストのマイクロコントローラ（ＰＩＣプロセッサ）を用いて低コストで大量生産できる電子デバイス。デバイスは、非常に低いエネルギー・データ転送を妨げる重要なグランドループを有する異なるラインフェーズから供給される他のデバイスに、そしてそれらの間に接続されることができるという理由で、複雑である。

デバイスは、異なるフェーズ上のデバイス間に１０００フィートのデータ配線を許容することが証明された。

プロトコルは、元来、データのエラーに対して非常に高い堅牢性を有する。これによって、何千ものデバイスを有する重要なインストールのロールアウトは、１つのデバイスによって制御されることができる。

開示された主題のこれらのそして他の利点は、付加的な新規の特徴と同様に、本明細書に提供される記述から明らかである。この概要の意図は、主題の包括的な記述ではなく、むしろ主題の機能性の一部の短い要旨を提供することにある。本明細書で提供される他のシステム、方法、特徴および利点は、以下の図および詳細な説明の吟味にあたり、当業者に明らかになる。この説明に含まれるすべてのこの種の付加的なシステム、方法、特徴および利点が請求項の範囲内であることは、意図される。

開示された主題の特徴、本質および利点は、図面を参照しながら以下に述べる詳細な説明から、より明らかになる。そして、同様の参照番号は、同様の特徴を示す。

図１は、管理システム、３つの照明スペース・マネージャ、および４つのアクティブＬＥＤ照明設備のチェーンと通信するアダプタの簡略な実施例の系統図である。図２は、スタートアップでのマスタとスレーブの調光器間の通信を示す３つの調光器の実施例の系統図である。図３は、小さい遅延後の図２の調光器Ｄｌ、Ｄ２、Ｄ３の実施例の系統図である。図４は、動作モードにおけるデータ・リングを形成する図２の調光器Ｄｌ、Ｄ２、Ｄ３の実施例の系統図である。図５は、コマンドを受信および送信する際のマスタ調光器の機能のためのフローチャートである。図６は、コマンドを受信して処理する際のマスタ調光器の機能のためのフローチャートである。図７は、それが終端部（ｔｅｒｍｉｎａｔｏｒ）であるかどうか決定する際の、そしてコマンドをエコーする際のスレーブ調光器の機能のためのフローチャートである。図８は、コマンドを受信して処理するためのスレーブ調光器の機能のためのフローチャートである。

目下の主題が特定の実施形態に関して記述されるにもかかわらず、当業者は、本明細書に述べられる原理を、不当な実験なしに他の領域および／または実施形態に適用することができる。

複数のデバイスコントローラおよびセンサ方法

この実施形態は、照明デバイスを制御するために複数の調光センサのための方法として記述される。他の実施形態において、他の種類のセンサまたはセンサの種類の組み合わせは、照明または他のデバイスを制御するために用いてよい。

図１は、第三者管理システム４０、３つの照明スペース・マネージャ６０、６１、６２、および４つのアクティブＬＥＤ照明設備７０、７１、７２、７３のチェーンと通信するリングデイル（Ｒｉｎｇｄａｌｅ）ＢＭＳアダプタの簡略な系統図である。この例では、アクティブＬＥＤ照明設備は、４つのワイヤＲＪ１１／ＲＪ１２通信ケーブルによって接続され、照明スペース・マネージャは、６つのワイヤＲＪ１２通信ケーブルによって接続される。

この例の調光方法は、すべての調光器が電源投入時に接続されると仮定する。他の調光器が即座にチェーンに追加されるかまたはチェーンから取り外されることは、許容されない。新たな調光器が追加されるか、または１つが取り除かれる場合、電源は、チェーンを作り直すために循環されなければならない。

スタートアップ

スタートアップで、調光器は、それらがマスタであるか、スレーブであるか、または終端スレーブであるかどうかを決定する。

図２は、スタートアップでのマスタとスレーブの調光器間の通信を示す３つの調光器Ｄｌ、Ｄ２、Ｄ３の実施例の系統図である。信号１００、１０１、１０２は、デバイスの通信出力ポート１からチェーンにおける次のデバイスに送信される。

調光器は、チェーンにおけるそれらの位置を決定する。照明設備に取り付けられる第１の調光器は、マスタである。他のいかなるものも、スレーブである。チェーンにおける最終的なスレーブは、終端部（Ｔｅｒｍｉｎａｔｏｒ）である。

第１フェーズ：すべての調光器は、通信出力１（出力ｌとして示される）をオンする。

図３は、小さい遅延後の図１の調光器Ｄｌ、Ｄ２、Ｄ３の実施例の系統図である。信号１１０、１１１、１１２は、下流のデバイスから受信するように送信されて、チェーンにおいて先行するデバイスに送信される。信号１２０は、マスタ・センサＤｌによって検出される帰還信号である。

第２フェーズ：小さい遅延後、Ｄ２、Ｄ３は、通信入力２上の信号を検出して、通信出力２をアサートする。信号の存在は、それらがスレーブであることを示す。Ｄ１は、信号が無いと判断して、それがマスタであることを決定する。

第３フェーズ：マスタ（Ｄｌ）は、何もしない。スレーブは、通信入力１を読み込む。Ｄ３での信号の不存在は、それが終端スレーブであることを示す。

第４フェーズ：小さい遅延後、すべての出力は、オフされる。

１／２秒待った後、マスタ調光器は、チェーンにおける他のデバイスにオンおよび低い照明レベル（光量）の信号を送信する。

動作（ｒｕｎｎｉｎｇ）

動作すると同時に、調光器は、データ・リングを形成する。

図４は、動作モードにおけるデータ・リングを形成する図１の調光器Ｄｌ、Ｄ２、Ｄ３の実施例の系統図である。信号２００は、新たな照明レベルデータを表す。信号２１０、２１１、２１２、２１３は、センサデバイスにおけるデータの内部変化を表す。信号２２０、２２１は、帰りの、調整されたデータを表す。信号２３０、２３１は、変化（例えば、新たなモード、新しいパラメータまたは即値命令）を表す。

各調光器の２つの通信ポートは、データ・リングを形成するために用いる。線図は、マスタとしてのＤｌ、スレーブとしてのＤ２、および終端スレーブとしてのＤ３を示す。

マスタ調光器は、命令を照明設備に送信する。それはまた、リングのパケットを初期化する。

ユーザが調光器上の設定を変えるときはいつでも、新たなレベルまたはモードはノートされ、そして新たなレベルのフラグはセットされる。要求された変化は、リングを回るために次のパケットにおいてマスタに送信される。

マスタ調光器の機能

目下の照明レベル（光量）を通信出力２上の照明設備に繰り返し送信する。

調光リングのパケットを初期化して、他の調光器を更新する。

図５は、コマンドを受信および送信する際のマスタ調光器の機能のためのフローチャートである。

図６は、コマンドを受信して処理する際のマスタ調光器の機能のためのフローチャートである。

スレーブ調光器の機能

マスタ調光器から新しい命令を受信する。

新しい照明レベル（光量）を要求する。

マスタにモーション検出を通知する

図７は、それが終端部（ｔｅｒｍｉｎａｔｏｒ）であるかどうか決定する際の、そしてコマンドをエコーする際のスレーブ調光器の機能のためのフローチャートである。

図８は、コマンドを受信して処理するためのスレーブ調光器の機能のためのフローチャートである。

出願人は、トークンリングに関連した以下の米国特許を保有する。これらのそして他の全ての参照した特許および出願は、それら全体の参照によって本明細書に組み込まれる。組み込まれた参照における用語の定義または使用が本明細書に提供されるその用語の定義と矛盾するかまたは反対の場合、本明細書に提供されるその用語の定義を適用し、参照におけるその用語の定義は適用しない。
５，４３６，６２４
５，４５９，４４０
５，５１５，４０４
５，５４１，８５３
５，５４８，２８０
５，６５４，９６１
５，６５９，２７３
５，８２５，２５９
５，７１０，７７７
５，７５４，５５１
５，８０５，５９８
５，９０５，７１２
５，９２４，１１２
５，５３９，０２０
５，９２６，０４８
５，９６１，５９７
５，９９１，２９５
６，０１８，５１８
６，０２１，１１７
６，１０１，５５３
６，１７２，９６４
６，２０１，８１６
６，２７５，５４９
６，３５１，７２５

一実施例において、この方法は、銅線を通じて用いられてよい。他の実施例において、プロトコルおよび適切なシグナリングは、デバイス間の２つの一方向性光ファイバ接続または１つの双方向性光ファイバ接続を介して使用されることができる。このアプローチは、デバイス間の潜在的な距離を増加させることができて、データエラーを改善することができる。それは、銅および金の価格がさらに増加する場合に備えて、デバイス間の通信コストを低減してもよい。

本発明の範囲は、上記の具体例および実施形態に限定されない。システム及び方法は、さまざまなサイズのチェーンでつながれたデバイスに、および多くの種類のセンサに適用可能である。当業者は、開示された実施形態には上記のそれらの具体例に加えて多種多様な領域への関連があると認識する。

前述の例示的な実施形態は、いかなる当業者も請求された主題を作るかまたは使用することができるために提供される。これらの実施形態に対するさまざまな修正は、当業者にとって直ちに明らかである。そして、本明細書で定義される一般的な原則は、革新的な能力を用いずに他の実施形態に適用されてよい。したがって、請求された主題は、本明細書に図示した実施形態に制限されることを意図せず、本明細書に開示される原則および新規な特徴と矛盾しない最も広い範囲を与えられる。

この説明の範囲内に含まれるすべてのこの種の付加的なシステム、方法、特徴および利点は、請求項の範囲内であることが意図される。

Claims

電気デバイス制御のための方法であって、
複数のセンサをチェーンに接続するステップ、
前記複数のセンサ間で信号を送信することにより前記チェーンにおける前記複数のセンサのそれぞれのネットワーク構成を自動的に割り当て且つ個別に決定するために前記複数のセンサ間で通信するステップであり、前記複数のセンサのそれぞれの前記ネットワーク構成が、マスタ、スレーブ及び終端スレーブからなる群から選択され、前記チェーンは少なくとも１つのマスタを備え、
マスタ・センサによって帰還信号を検出するステップ、
前記複数のセンサのすべての出力信号をオフにするステップ、および
開ループ及び閉ループからなる群から選択される構成において、データ・リングを形成するために前記複数のセンサを動作させるステップ、
を含み、
前記複数のセンサ間の前記通信は並列に構成され、
前記複数のセンサは１つの送信側のセンサに対して他の複数のセンサが受信し、
前記複数のセンサのそれぞれは前記ネットワーク構成を自ら決定する方法。
前記複数のセンサは、マスタ・センサおよび少なくとも１つのスレーブ・センサを含む、請求項１に記載の方法。
前記少なくとも１つのスレーブ・センサは、終端スレーブ・センサをさらに含む、請求項２に記載の方法。
電気デバイスを制御するために前記複数のセンサを使用するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
前記電気デバイスは、照明、空調、暖房またはアクセス制御でよい、請求項４に記載の方法。
前記複数のセンサは、調光器、占有センサ、温度センサ、圧力センサ、昼光センサ、オン／オフセンサまたは他の種類のセンサである、請求項１に記載の方法。
前記データ・リングは、開放または閉鎖でよい、請求項１に記載の方法。
前記複数のセンサが並列に作動するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
トークンリングの仕方で作動するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
少なくとも１つの新しい命令を受信して、前記命令を処理するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
電気デバイス制御のためのシステムであって、
チェーン状に連結した複数のセンサを備えるデータ・リングであって、前記複数のセンサは、マスタ・センサおよび少なくとも１つのスレーブ・センサを備え、前記少なくとも１つのスレーブ・センサは、終端スレーブ・センサをさらに備える、データ・リング、および、
前記マスタ・センサと通信する電気デバイス、
を備え、
前記チェーンにおける前記複数のセンサのそれぞれはネットワーク構成を自ら決定するように構成され、
前記ネットワーク構成はマスタ、スレーブ及び終端スレーブからなる群から選択されるように構成され、
前記マスタ・センサは帰還信号を検出し、
前記マスタ・センサはすべての信号をオフし、
前記ネットワーク構成は開ループ及び閉ループからなる群から選択され、
前記複数のセンサ間の前記通信は並列に構成され、
前記複数のセンサは１つの送信側のセンサに対して他の複数のセンサが受信し、
前記複数のセンサのそれぞれは前記ネットワーク構成を自ら決定するシステム。
前記電気デバイスは、照明、空調、暖房またはアクセス制御でよい、請求項１１に記載のシステム。
前記複数のセンサは、調光器、占有センサ、温度センサ、圧力センサ、昼光センサ、オン／オフセンサまたは他の種類のセンサである、請求項１１に記載のシステム。
前記データ・リングは、開放または閉鎖でよい、請求項１１に記載のシステム。
前記データ・リングは、トークンリングでよい、請求項１１に記載のシステム。
前記マスタ・センサと前記電気デバイスとの間に通信可能に接続されたアダプタをさらに備える、請求項１１に記載のシステム。
前記アダプタに通信可能に接続された第三者管理システムをさらに備える、請求項１６に記載のシステム。