KR20150096702A - 분산식 지능형 노드 조명 시스템 - Google Patents

분산식 지능형 노드 조명 시스템 Download PDF

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KR20150096702A
KR20150096702A KR1020157018538A KR20157018538A KR20150096702A KR 20150096702 A KR20150096702 A KR 20150096702A KR 1020157018538 A KR1020157018538 A KR 1020157018538A KR 20157018538 A KR20157018538 A KR 20157018538A KR 20150096702 A KR20150096702 A KR 20150096702A
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제레미 스파울딩
제프레이 홀트
머빈 안쏘니
카를린 제센
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오스람 실바니아 인코포레이티드
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Abstract

분산식 지능형 노드 조명 시스템을 제공하기 위한 기술들이 개시된다. 지능형 노드 조명 시스템은 Wi-Fi 같은 무선 프로토콜을 사용하여 제어될 수 있고, 시스템 내의 각각의 조명 노드는 그 자신의 독립적 Wi-Fi 어드레스를 가질 수 있고 무선으로 연결된 제어기로부터의 커맨드들을 수신, 저장, 및 해석할 수 있다. 각각의 지능형 광 노드는 원하는 조명 컬러, 강도, 또는 품질을 달성하기 위하여 제어기로부터의 커맨드들을 저장 및 해석하기 위한 CPU 및 메모리를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 개별 조명 노드들은 시스템의 동작을 중단함이 없이 조명 시스템으로부터 동적으로 부가 또는 제거될 수 있다.

Description

분산식 지능형 노드 조명 시스템{DECENTRALIZED INTELLIGENT NODAL LIGHTING SYSTEM}
[1] 본 출원은 2012년 12월 17일 출원되고 발명의 명칭이 "DECENTRALIZED INTELLIGENT NODAL LIGHTING SYSTEM"인 미국 특허 출원 번호 13/716,773의 이익을 주장하는 국제 출원이고, 상기 국제 출원의 전체 내용들은 이로써 인용에 의해 포함된다.
[2] 본 출원은 조명 시스템들, 및 보다 구체적으로 무선으로 연결된 노드 조명 시스템들에 관한 것이다.
[3] 무선으로 제어되는 조명 시스템 설계뿐 아니라, 다른 조명 시스템 설계들은 다수의 중대한 난제들을 수반하고, 다수의-엘리먼트 무선 제어 조명 시스템들은 특정 문제들에 직면 되었다.
[4] 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 조명 시스템 제어기 및 지능형 노드의 블록도를 도시한다.
[5] 도 2a-도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 예시적인 지능형 노드 조명 시스템 구성들을 예시한다.
[6] 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 원하는 조명 환경을 디스플레이하기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
[7] 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예들에 따른, 지능형 노드 상황의 조명 시스템(contextual lighting system) 설계들을 예시한다.
[8] 분산식 지능형 노드 조명 시스템을 제공하기 위한 기술들이 개시된다. 지능형 노드 조명 시스템은 Wi-Fi 같은 무선 프로토콜을 사용하여 제어될 수 있고, 그리고 시스템 내의 각각의 광 유닛(또는 노드)은 그 자신의 독립적 Wi-Fi 어드레스를 가질 수 있고, 무선으로 연결된 제어기로부터의 커맨드들에 무관하게 동작할 수 있다. 각각의 지능형 광 노드는 원하는 광 컬러, 강도, 또는 품질을 달성하기 위하여 제어기로부터의 커맨드들을 저장 및 해석하도록 CPU 및 메모리를 포함할 수 있다. 각각의 기능형 조명 노드 내의 CPU는 제어기 커맨드들을 지능적으로 평가할 수 있고, 원하는 광 세팅들이 개별 광 유닛의 능력들 내에 있는지를 결정할 수 있다. 세팅들이 광 유닛의 능력들 외측에 있다면, CPU는 가장 이용 가능한 응답을 계산하고, 제어기에 의해 요청된 것들에 가장 근접한 광 세팅들을 출력한다. 다수의 다른 구성들 및 변형들은 본 개시를 고려하여 명백할 것이다.
일반적 개요
[9] 이전에 설명된 바와 같이, 무선으로 연결된 조명 시스템 설계는 다수의 중대한 난제들을 수반한다. 조명 시스템들의 개별 조명 유닛들은 중앙 조명 튜너(tuner) 또는 제어기로부터 전력을 단지 수동적으로 수신하고 및/또는 상기 커맨드들을 출력하고 시스템의 모든 지능은 제어기에 위치된다. 그런 시스템에서, 제어기는 각각의 조명 유닛을 식별 및 구성하도록 요구되고 전체 시스템 동작은 일반적으로, 개별 조명 유닛이 시스템으로부터 부가되거나 제거되면 일시 중지될 필요가 있다. 부가적으로, 실 수명에 직면된 다양한 조명 경험들을 재현할 수 있는 노드 조명 시스템을 생성하는 것이 바람직할 수 있다. 그런 시스템은, 고객이 물건을 구입하기 전에 상이한 조명 환경들에서 옷 한점, 액세서리, 또는 임의의 다른 물건이 어떻게 보이는지를 알기를 원할 수 있는 경우, 예를 들어 가게의 탈의실에서 구현될 수 있다. 그런 시스템은 대안적으로, 집, 사무실, 극장, 레스토랑, 또는 사람이 특정 조명 환경을 재현하기를 원할 수 있는 임의의 다른 위치에서 구현될 수 있다. 또한 보다 실감적인 환경을 생성하기 위하여 조명 노드들과 협력하여 작동할 수 있는 하나 또는 그 초과의 오디오 또는 시각적 노드들을 포함하는 것이 바람직할 수 있다.
[10] 따라서, 그리고 본 발명의 실시예에 따라, 분산식 지능형 노드 조명 시스템이 개시된다. 개시된 기술들은, 일 실시예에 따라 하나 또는 그 초과의 지능형 조명 노드들, Wi-Fi 네트워크(또는 다른 무선 프로토콜 네트워크) 라우터, 및 Wi-Fi 인에이블된 제어 디바이스를 사용하여 충분히 구현될 수 있다. 그런 예시적인 시스템에서 각각의 광 유닛은 조명 어레이 내 독립적인 노드일 수 있고, 각각의 노드는 제어기로부터 통신들을 전송 및 수신하기 위한 그 자신의 네트워크 어드레스를 가진다. 각각의 조명 노드는, 노드가 제어기로부터 수신된 커맨드들을 수신, 저장, 해석, 및 동작하도록 허용하는, 온보드 지능형 제어 유닛을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 조명 어레이는 프로젝팅(project)된 이미지 또는 비디오 같은 Wi-Fi 인에이블된 액티브 백그라운드 디스플레이에 의해 보완될 수 있고, 및/또는 또한 오디오 시스템에 의해 보완될 수 있다. 각각의 지능형 조명 노드는 Wi-Fi 네트워크를 통해 제어기, 지능형 조명 시스템 내 임의의 다른 노드들, 및 네트워크 내 다른 Wi-Fi 인에이블된 디바이스와 통신할 수 있다. 그런 조명 시스템은 휴대용이고 쉽게 재구성가능하고 효율적으로 활용할 수 있고, 그리고 각각의 지능형 조명 노드는 제어기와 액티브하게 통신할 수 있고 고유 ID 번호를 사용하여 자신을 식별할 수 있고, 따라서 개별 조명 노드들이 원하는 대로 시스템으로부터 동적으로 부가 또는 제거될 수 있다. 그런 예에서, 각각의 노드는 자가-식별할 수 있고 그리고 그 자체를 시스템 동작 전에 제어기가 각각의 조명 노드에 관한 ID 및 구성 정보를 필요로 함이 없이 조명 시스템으로 구성할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 조명 노드는 제어기 커맨드들을 평가할 수 있고 원하는 시스템 세팅들이 개별 조명 유닛의 능력들 내에 있는지 결정할 수 있다. 그런 실시예에서, 조명 노드는 지능적으로 계산하고 제어기에 의해 요청된 것들이 특정 조명 유닛에 의해 지원될 수 없으면 가장 근접한 대안 세팅들을 출력할 수 있다.
지능형 노드 조명 시스템
[11] 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 조명 시스템 제어기 및 지능형 노드의 블록도를 예시한다. 알 수 있는 바와 같이, 이 특정 예시적 실시예에서, 제어기는 제어기 프로세서뿐 아니라, 무선 네트워크에 연결될 수 있는 무선 트랜시버를 포함한다. 일 실시예에서 제어기는 특정 조명 시스템에 특화된 디바이스일 필요가 없고 모바일 폰, 테블릿 컴퓨터, 또는 임의의 다른 적당한 무선으로 인에이블되는 디바이스일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 무선 네트워크는, 비록 임의의 다른 적당한 무선 프로토콜이 사용될 수 있고 개시된 기술들이 임의의 특정 통신 프로토콜로 제한되지 않지만, Wi-Fi 네트워크일 수 있다. 이 예에서 제어기는 지능형 노드(노드 #1)에 무선으로 연결된다. 설명의 단순화를 위하여, 제어기는 단지 하나의 노드와 연결되는 것으로 도시되지만, 임의의 수의 노드들은 제어기와 연결될 수 있고 개별 노드들은 또한 서로 무선으로 연결될 수 있다. 이 예에서, 노드는 제어기뿐 아니라, 네트워크 내에서 임의의 다른 Wi-Fi 인에이블된 디바이스와 무선으로 통신할 수 있는 트랜시버를 포함한다. 노드의 트랜시버는 제어 유닛에 연결될 수 있고, 그리고 이런 특정 예에서 제어 유닛은 메모리, 자가-식별 모듈, 커맨드 해석 모듈, 및 신 세팅 추정 모듈(scene setting estimation module)을 포함한다. 일 특정 예에서, 제어 유닛 메모리는 조명 시스템 내 각각의 지능형 노드에 대한 고유 식별 번호뿐 아니라, 노드에 관한 구성 및 특성화 정보를 저장할 수 있다. 이 정보는 노드와 제어기 사이의 개별 통신 채널을 계산 및 활성화하기 위하여 사용될 수 있다. 개별 통신 채널은 시스템 내 각각의 노드가 독립적으로 제어되게 할 수 있어서, 보다 동적인 조명 환경을 생성한다. 이 예에서 자가-식별 모듈은 메모리에 연결되고 제어 유닛이 노드에 관한 식별 및 구성 정보를 시스템 제어기에 통신하게 한다. 자가-식별 모듈은 시스템 제어기, 또는 네트워크 내의 임의의 다른 무선으로 인에이블된 디바이스로부터 프로토콜들을 핸드쉐이크(handshake) 및 발견하기 위하여 개시하거나 응답할 수 있다. 각각의 지능형 조명 노드에는 고유 네트워크 어드레스가 할당될 수 있고, 그리고 이 네트워크 어드레스는 노드의 메모리에 저장될 수 있다. 그런 예시적 실시예에서, 시스템 제어기는 노드들의 각각에 관한 식별 및 구성 정보로 미리 프로그램될 필요가 없는데, 그 이유는 이 정보를 시스템 내 각각의 지능형 노드로부터 수신할 수 있기 때문이다.
[12] 일 예시적인 실시예에서 제어 유닛은 또한 메모리에 또한 연결될 수 있는 커맨드 해석 모듈을 포함한다. 그런 실시예에서, 커맨드 해석 모듈 및 메모리는 제어 유닛이 시스템 제어기로부터 수신된 커맨드들 및 신 세팅들을 수신, 저장, 및 해석하게 한다. 일 특정 예에서, 지능형 노드는 조명 노드일 수 있고, 제어기로부터 통신된 신 세팅은 원하는 컬러, 강도 또는 광 품질 세팅들일 수 있다. 다른 실시예들에서, 노드는 오디오 또는 시각적 노드일 수 있고, 상기 경우 제어기로부터 통신된 신 세팅들은 특정 조명 환경에 대응하는 원하는 이미지, 비디오, 또는 오디오 출력일 수 있다. 일 특정 실시예에서, 커맨드 해석 모듈은 다수의 컬러 메트릭 공간들(n-채널 컬러 레벨 및/또는 XYZ 3자극 값들을 포함함)을 지원할 수 있고 제어기에 의해 요청된 의도된 컬러, 강도 및 광 품질을 프로세싱 및 디스플레이하기 위하여 변환 알고리즘(conversion algorithm)들을 포함할 수 있다. 커맨드 해석 모듈은 타겟 컬러 포인트(예를 들어, XYZ 3자극 컬러 공간에서), 강도 값, 또는 광 품질 값이 주어질 때, 모듈이 무선 개별 조명 값들을 생성할지를 계산하게 하는 알고리즘을 포함할 수 있다. 제어기로부터 통신된 신 세팅들은 조명 노드의 능력들 내에 있고, 커맨드 해석 모듈은 이들 신 세팅들을 해석하고, 또한 지능형 조명 노드 내에 위치된 출력 모듈에 통신할 수 있다. 출력 모듈은 하나 또는 그 초과의 조명 엘리먼트들일 수 있고 제어기에 의해 요청된 원하는 컬러, 강도, 및 광 품질을 출력할 수 있다. 일 특정 실시예에서, 조명 노드의 출력은 제어기에 의해 원격으로 구성될 수 있는 지연을 사용하여 광 출력 컬러 또는 강도 사이에서 부드럽게 전이할 수 있다.
[13] 일 특정 예에서, 노드는 지능형 조명 노드이고 제어기에 의해 요청된 원하는 컬러, 강도, 또는 조명 세팅들은 특정 광 유닛의 능력들 내에 있지 않다. 그런 경우, 제어 유닛은 또한 커맨드 해석 모듈에 연결된 신 세팅 추정 모듈을 포함할 수 있다. 일 특정 예에서, 신 세팅 추정 모듈은 커맨드 해석 모듈로부터 신 세팅들을 수신할 수 있고 조명 노드가 출력할 수 있는 가능한 가장 근접한 광 세팅들을 추정할 수 있다. 만약 제어기가 특정 조명 엘리먼트들의 컬러 색역 범위 외부의 조명 세팅들을 요청하면, 신 세팅 추정 모듈은 의도된 컬러에 가능한 가장 근접한 매칭을 결정할 수 있는 알고리즘을 포함할 수 있다. 노드가 출력할 수 있는 가장 근접한 광 세팅들을 계산한 후, 신 세팅 추정 모듈은 이들 새로운 세팅들을 커맨드 해석 모듈에 통신할 수 있고, 커맨드 해석 모듈은 그 다음 새로운 세팅들을 지능형 조명 노드 내의 출력 모듈에 전송할 수 있다. 그 다음 출력 모듈은 새롭게 계산된 신 세팅들을 출력할 수 있다. 그런 예시적 실시예에서, 신 세팅 추정 모듈은 지능형 조명 노드가 그 자신의 한계들을 결정하게 하고 가능한 가장 근접한 조명 환경을 시스템 제어기에 의해 요청된 것에 제공하게 한다. 하나의 조명 노드의 한계들이 시스템 내 다른 조명 노드에 의해 보상될 수 있기 때문에, 노드들 각각은 서로 통신할 수 있다. 그런 통신들은 또한, 나머지 노드들이 부가되거나 제거된 노드를 보상하기 위하여 자신의 강도를 증가하거나 감소시킬 필요가 있을 수 있기 때문에, 조명 노드가 시스템으로부터 부가되거나 제거될 때 유용하다. 노드들 사이의 이들 통신들은 제어기로부터 전송된 값에 가능한 가장 근접한 조명 값을 계산하는데 필수적일 수 있다.
[14] 일 특정 예에서, 자가-식별 모듈, 커맨드 해석 모듈, 및 신 세팅 추정 모듈의 결합은 시스템 제어기로 하여금, 다른 시스템 구성 또는 성능 정보(채널들의 수, 에미터 타입들, 구동 전류들, 온도 등 같은)가 제어기에 저장됨이 없이 특정 타겟 조명 환경을 요청하게 한다. 이들 변수들은 지능형 조명 노드들 각각에 대해 해석되고 고려되어, 분산식 지능형 조명 시스템을 허용한다. 각각의 지능형 조명 노드는 핸드세이크들, 데이터 피드들, 및 제어기로부터의 커맨드들을 수용 및 프로세싱하기 위한 결정들을 지능적으로 하게 할 수 있다. 상기 설명된 프로세서들, 제어 유닛들, 메모리, 및 모듈들은 본 개시를 고려하여 인식될 바와 같이, 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 또는 임의의 이들의 결합으로 구현될 수 있다. 마찬가지로, 설명된 알고리즘은 또한 본 개시를 고려하여 인식될 바와 같이, 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 또는 임의의 이들의 결합으로 구현될 수 있다.
[15] 도 2a-도 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 예시적인 지능형 노드 조명 시스템 구성들을 예시한다. 도 2a는 모두 무선으로 인에이블되는 시스템 제어기 및 3개의 지능형 조명 노드들을 예시한다. 일 특정 실시예에서, 시스템 제어기는 신호를 네트워크 내의 임의의 무선으로 인에이블되는 디바이스들에 브로드캐스팅함으로써 초기화 루틴을 시작한다. 제어기 신호에 응답하여, 각각의 지능형 조명 노드는 자신의 개별 ID 번호들 및 현재 IP 세팅들에 응답할 수 있다. 조명 노드들은 제어기에 의해 이루어진 식별 시도들에 즉시 응답하도록 프로그램될 수 있고 일단 조명 노드들이 제어기에 등록되면 제어기에 의한 미래 요청들을 확인응답하는 것으로부터 미리 결정된 기간 동안 조명 노드들 자체들을 디스에이블할 수 있다. 이것은 잠재적인 네트워크 트래픽 혼잡을 완화하기 위하여 행해질 수 있다. 대안적인 실시예에서, 개별 조명 노드들은, 그들이 제어기로부터 확인응답을 수신할 때까지, 제어기에, 고유 ID 번호들을 가진 개별 조명 노드들 자체들을 식별하기 위하여 액티브하게 시도할 수 있다. 일단 제어기에 식별되면, 조명 노드들은 Wi-Fi 라우터로부터 임의의 네트워크 어드레스를 할당받을 수 있다. 일단 네트워크 어드레스가 할당되면, 조명 노드들은 어드레스가 노드 발견 단계 동안 통신 되자마자 시스템 어레이 내에 남아있을 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 조명 노드는 노드가 "어웨이크(awake)이라는 것을 표시하기 위하여 고정된 간격들로 주기적 펄스 메시지를 전송하도록 제어기에 의해 구성될 수 있다. 이들 펄스 메시지들은 조명 노드 내의 프로세스가, 그렇지 않으면 신 변화 동안 레이턴시가 증가되게 할, 일정 시간 기간 동안 사용되지 않을 때 전력 절약 또는 슬립 모드(sleep mode)로 진행하는 것을 방지하기 위하여 필요할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 조명 노드는 조명 시스템 내 LED 패널들이 변화될 때, 또는 고유 온도 저하로 인해, 또는 노화 효과들을 오프셋하기 위하여, 인코딩된 LED 출력 특성화 값(원하는 컬러를 디스플레이하기 위한 중요한 정보일 수 있음)을 재구성할 수 있다.
[16] 일 실시예에서, 조명 노드들이 네트워크 어드레스가 할당되었고 제어기와 통신한 후, 제어기는 개별 조명 노드들 중 하나 또는 모두에 신 세팅들을 통신할 수 있다. 신 세팅들은 조명 시스템에 의해 재현되도록 의도된 미리 프로그램된 신 또는 조명 환경에 기초할 수 있다. 일 실시예에서, 제어기 프로세서는 다수의 상황의 조명 환경들에 관한 신 세팅 정보를 포함하는 메모리를 포함한다. 일 예시적인 실시예에서, 조명 시스템은, 조명 노드들에 더하여, 오디오 및 시각적 노드들을 포함하고, 신 세팅들은 조명 환경에 따라 실감적인 오디오 및 시각적 환경을 생성할 수 있는 오디오 피드, 비디오 피드, 또는 특정 이미지를 포함할 수 있다. 초기 신 세팅들이 조명 노드들에 전송된 후, 신 변화가 원해지면, 제어기는 새로운 신 세팅들을 노드들 중 하나 또는 그 초과에 통신할 수 있다. 신들이 변화할 때 시스템 제어기에 의해 요청된 바와 같이 신들 사이의 매우 부드러운 전이를 하기 위하여 동시에 값들을 변경함으로써 서로에 관하여 조정된 방식으로, 개별 조명 노드들 각각이 작동하는 것이 바람직할 수 있다.
[17] 일 실시예에서, 신 세팅들은 특정 위치(예를 들어 해변 또는 무도장)에서 측정된 광 스펙트럼들을 포함할 수 있고 또한 제어기에 미리 프로그램되거나 저장되는 대신 실시간으로 무선으로 제어기에 통신될 수 있다. 그런 실시예에서, 노드들 각각뿐 아니라 제어기는 네트워크상에 있을 수 있고 원격 위치들에서 센서들 또는 서버들에 무선으로 연결될 수 있다. 그런 센서들 또는 서버들은 특정 실시예들에서, 신 세팅들을 캡처하거나 제공하는데 도움을 줄 수 있다. 특정 예들에서, 원격 소스는 실시간 신 세팅들을 제공하기 위하여 특정 위치에 위치된 소셜 네트워크, 뉴스 피드, 날씨 피드, 또는 센서들일 수 있다.
[18] 제어기와 다수의 노드들 사이의 효율적인 통신은 광 유닛들이 자신의 적당한 요청들을 수신하는 것을 보장하기 위하여 낮은 레이턴시 및 높은 데이터 보전을 요구할 수 있다. 일 예시적인 실시예에서, 비교적 높은 데이터 전달 레이트는, 동일한 데이터 패킷들이 증가하는 지수적 지연을 갖고 다수 번 전송되면 달성될 수 있다. 다른 실시예에서, 비교적 높은 데이터 전달 레이트는, 데이터 패킷들이 결정된 시간 간격 후 재전송되면 달성될 수 있다. 분산식 지능형 노드 조명 시스템에서 구현될 수 있는 하나의 예시적 네트워크 프로토콜은 동시에 제어기와 통신하도록 매우 많은 수의 지능형 조명 노드들을 지원한다. 그런 예에서, 조명 시스템 내 노드들의 수는 스케일러블(scalable)할 수 있고 주어진 네트워크에 의해 지원된 디바이스들의 수에 의해서만 제한될 수 있다. 예를 들어, 많은 고객 네트워크들은 256 개의 채널들을 지원하고, 그 중 4개의 채널들은 예비된 "0" 어드레스, 제어기, 라우터, 및 브로드캐스터 어드레스들에 의해 시작될 수 있다. 그런 예에서, 시스템에 의해 지원되는 지능형 조명 노드들의 수는 252로 제한될 것이다.
[19] 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 예시적인 지능형 노드 조명 시스템을 예시하고, 여기서 부가적인 노드는 조명 시스템에 동적으로 부가된다. 개별 조명 노드들은 시스템 동작을 일시 중지함이 없이 동적으로 시스템 어레이에 결합되거나 제거될 수 있다. 일 특정 실시예에서, 부가된 노드는 식별 정보 자체를, 시스템 제어기가 부가적인 노드에 대한 임의의 미리 프로그램된 구성 데이터를 가짐이 없이 전송할 수 있다. 부가적인 노드는 시스템 동작 동안 제어기에 의해 전송될 수 있는 초기화 요청에 대안적으로 응답할 수 있다. 일 실시예에서, 자신의 식별 정보 및 네트워크 어드레스를 제어기에 통신한 후, 부가적인 노드는 제어기로부터 신 세팅 커맨드들을 수신하기 시작할 수 있다.
[20] 도 2c는, 부가적인 노드가 조명 시스템 내에 통합된 후, 도 2b의 지능형 노드 조명 시스템을 예시한다. 일단 노드가 시스템에 동적으로 부가되면, 노드는 다른 조명 노드들과 통신하고 다른 노드들과 마찬가지로 시스템 내에서 동작할 수 있다. 도 2a-도 2c는 조명 노드가 시스템에 부가되는 예를 예시하지만, 기존 조명 노드들 중 임의의 조명 노드는 또한 시스템 동작을 일시 중지함이 없이 시스템으로부터 동적으로 제거될 수 있다. 조명 노드가 시스템으로부터 부가되거나 제거된 후, 제어기는 부가되거나 제거된 조명 노드에 응답하여 조명 레벨들을 조절하기 위하여 새로운 신 세팅들을 조명 노드들에 통신할 필요가 있을 수 있다.
방법론
[21] 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 조명 환경을 디스플레이하기 위한 방법을 예시하는 흐름도이다. 이 특정 예에서, 방법은 노드 발견 프로세스에서 시작한다. 노드 발견 프로세스는 제어기가 초기화 루틴(301)을 전송하여 시작할 수 있고, 여기서 제어기는 네트워크 내의 임의의 무선으로 인에이블된 디바이스들을 탐색하는 신호를 브로드캐스트한다. 이 브로드캐스트에 응답하여, 네트워크 내의 임의의 지능형 조명 노드들은 개별 ID 번호들 및 네트워크 어드레스들을 사용하여 시스템 제어기에 자신들을 식별함으로써 응답할 수 있다(302). 일 예에서, 네트워크 어드레스들은 Wi-Fi 라우터에 의해 유지된 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 서버에 의해 각각의 노드에 할당될 수 있다. 방법은, 제어기가 각각의 노드로부터 네트워크 어드레스 및 고유 ID 번호를 수집하고 해당 특정 노드와 미래 통신을 위하여 테이블을 생성하는 것으로 계속될 수 있다(303). 지능형 조명 노드들은 이들이 제어기 테이블에 성공적으로 부가되었다는, 제어기의 수신을 확인응답하고 제어기로부터 신 세팅 커맨드들을 대기할 수 있다(304). 일 예시적인 실시예에서, 제어기 테이블 외에 노드가 확인응답된 후(304), 노드는 일부 시간 동안(제어기에 의해 결정된 고정된 간격) 제어기에 자신을 식별하는 것을 방지할 수 있다. 그런 실시예는 네트워크 트래픽 혼잡을 감소시키는데 도움을 줄 수 있다. 도시된 특정 예에서, 제어기는 노드 발견 프로세스를 개시하지만, 각각의 지능형 조명 노드는, 시스템 제어기로부터 프롬프트(prompt)를 먼저 수신함이 없이, 자신의 개별 ID 번호 및 네트워크 어드레스를 액티브하게 통신할 수 있다(302). 그런 예는 본원에 개시된 지능형 노드 조명 시스템의 동적 자가-식별 능력들을 예시할 것이다. 지능형 조명 노드들에 더하여, 오디오-시각적 노드들은 또한 발견될 수 있고 노드 발견 프로세스 동안 네트워크 어드레스가 할당될 수 있다.
[22] 하나 또는 그 초과의 지능형 조명 노드들을 발견한 이후, 노드들은 제어기로부터 통신될 신 세팅들을 대기한다(305). 조명 노드에 대한 신 세팅들은 컬러, 강도, 또는 품질 정보를 포함할 수 있는 반면; 오디오 또는 시각적 노드에 대해 신 세팅들은 사운드, 이미지, 또는 비디오 정보를 포함할 수 있다. 신 세팅이 검출되지 않으면, 노드들은, 노드가 전력 절약 또는 "슬립" 모드에 진입하는 것을 방지하기 위하여 주기적 펄스를 전송할 수 있고(306), 이는 조명 시스템에서 원하지 않는 지연을 유발할 수 있다. 신 세팅이 제어기로부터 검출되면, 조명 노드의 제어 유닛은, 신 세팅이 특정 조명 노드의 능력들 내에 있는지를 결정할 수 있다(307). 조명 노드가 원하는 조명 세팅을 출력할 수 없으면, 노드는, 신 세팅 추정 모듈을 참조하여 상기 보다 상세히 논의된 바와 같이, 가능한 가장 근접한 조명 세팅(310)을 계산 및 출력할 수 있다. 신 세팅들이 특정 조명 노드의 능력들 내에 있으면, 노드는 원하는 신 세팅들을 출력할 수 있다(308). 시스템 제어기와의 통신을 유지하면서, 지능형 조명 노드는 새로운 신 세팅들이 검출되기를 대기할 수 있다(309). 새로운 세팅들이 검출되면, 노드는, 세팅들이 상기 논의된 바와 같이 특정 조명 유닛 능력들 내에 있는지를 결정할 수 있고(307), 이에 따라 동작할 수 있다. 어떠한 새로운 신 세팅들도 검출되지 않으면, 노드는 원하는 신 세팅들을 계속 출력할 수 있다(308).
[23] 일 특정 예에서, 상기 설명된 노드 발견 프로세스는 하나 또는 그 초과의 노드들이 발견된 이후 발생할 수 있고 도 3에 설명된 방법의 추후 단계들 내에 있는다. 그런 경우는, 부가적인 노드가 상기 도 2b를 참조하여 논의된 바와 같이, 지능형 노드 조명 시스템에 동적으로 부가될 때 발생할 수 있다. 기존 노드들은 시스템 제어기로부터의 커맨드들을 해석하는 프로세스에 있을 수 있거나(307), 또는 특정 노드의 가능한 가장 근접한 신 세팅들을 계산하는 프로세스 내에 있을 수 있는(310) 반면, 부가적인 노드는 제어기에 식별 정보를 통신하거나(302) 제어기에 더하여 테이블을 확인응답한다(304). 대안적으로, 지능형 조명 노드는 시스템으로부터 동적으로 제거될 수 있지만 시스템 제어기로부터 신 세팅들을 수신하거나 신 세팅들을 출력하거나 커맨드들을 수신하고, 상기 경우 나머지 노드들은 제거된 노드를 보상하기 위하여 시스템 제어기로부터 새로운 신 세팅들을 수신하기를 시작할 수 있다(309). 다른 예시적 실시예에서, 노드 발견 프로세스는 한 번에 하나의 노드가 수행될 수 있거나, 다수의 노드들이 동시에 발견된다.
상황의 조명 환경
[24] 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예들에 따른, 지능형 노드 상황의 조명 시스템 설계들을 예시한다. 도 4a는 개별 조명 노드들을 지원할 수 있는 조명 구조를 포함한다. 구조는 옷 한점 또는 액세서리를 구매하기 전에 사용자에게 현실적인 조명 환경을 제공하기 위하여 가게의 탈의실에 위치될 수 있거나; 또는 구조는 집, 레스토랑, 극장, 또는 사용자가 특화된 상황의 조명 환경을 원할 수 있는 임의의 다른 위치에 있을 수 있다. 조명 시스템은 사용자에 의해 조종될 수 있는 제어기에 의해 무선으로 제어될 수 있다. 제어기는 밝은 해변 신 또는 낮은 조명 저녁 파티 신 같은 미리 프로그램된 조명 환경들을 포함할 수 있거나, 제어기는 신 세팅들을 제어기에 전송할 수 있는 원격 위치에서 센서들 또는 서버들과 무선 통신할 수 있다. 하나의 그런 예에서, 신 세팅들은 원격 위치로부터 실시간으로 측정된 신 세팅들을 포함할 수 있다. 제어기는 원하는 조명 경험을 생성하기 위하여 미리 프로그램되거나 실시간 측정된 신 세팅들을 조명 노드들에 통신할 수 있다. 임의의 포인트에서, 사용자는 제어기 및 하나의 조명 신으로부터 다른 조명 신으로 전이를 조종할 수 있다. 이것은 옷 한점 또는 액세서리가 다양한 조명 환경들에서 어떻게 보일 것인지를 사용자가 알기를 원하면 바람직할 수 있다.
[25] 일 실시예에서, 조명 시스템에 의해 생성된 조명 경험 또는 환경은 동적 조명 신일 수 있다. 그런 동적 조명 신은 시스템 내의 하나 또는 그 초과의 노드들에 대한 포인트들 및 타이밍 정보의 시리즈를 포함할 수 있다. 하나의 그런 예시적인 실시예에서, 시스템 내의 하나 또는 그 초과의 노드들은 특정된 시간 기간에 걸쳐 일련의 컬러들 또는 조명 강도들에 걸쳐 전이할 수 있고 그 전이를 다수 번 루핑(loop)하거나 반복할 수 있다. 그런 동적 조명 신은 정적 조명 세팅보다 심지어 보다 실감적인 조명 경험을 제공할 수 있다. 다른 실시예에서, 프로그래밍된 조명 신은 컬러들, 광 강도들, 오디오 또는 비디오 출력들의 범위들, 또는 다른 세팅들뿐 아니라, 그런 세팅들에 대한 타이밍 스케쥴을 정의하는 명령들을 포함할 수 있다. 그런 명령들은 컬러, 강도, 볼륨, 비디오 출력, 또는 원하는 타이밍 스케쥴에 따른 다른 세팅들을 조절하기 위하여 노드들 중 하나 또는 그 초과를 프롬프트할 수 있다. 이들 명령들은, 전체 신(신 길이 자체를 포함함)이 연속으로 변화할 수 있도록, 플리커(flicker)들, 컬러 변화들, 또는 세팅들 및 타이밍 스케쥴에 대한 팩터들 랜덤화를 포함할 수 있다.
[26] 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 보다 실감적인 조명 환경을 생성하기 위한 프로젝터 스크린 및 스피커를 포함하는, 예시적인 상황의 조명 시스템을 예시한다. 조명 노드들은 상기 개시된 바와 같이 조명 구조상에 장착될 수 있고, 이 실시예에서 사용자는 제어기로 해변 장면을 선택했다. 프로젝터 스크린에는 이 예시적인 실시예에서 해변 신 이미지 또는 비디오를 디스플레이하는 것이 도시되고, 스피커는 시각적 및 오디오 노드들에 의해 강화된 실감적인 조명 경험을 생성하기 위하여 웨이브 사운드(wave sound)들을 출력할 수 있다. 임의의 포인트에서, 사용자는 제어기를 사용하여 상이한 조명 신을 선택할 수 있다. 일 예에서, 사용자는 저녁 파티 신을 선택할 수 있고, 그 포인트에서 조명 레벨들이 부드러워질 수 있고, 스피커는 적당한 저녁 파티 음악을 출력할 수 있고, 그리고 프로젝터 스크린은 적당한 이미지 또는 비디오를 디스플레이할 수 있어서, 사용자가 조명 시스템 내에서 다수의 조명 환경들을 경험하게 한다.
[27] 다수의 실시예들이 분명할 것이고, 본원에 설명된 피처들은 임의의 수의 구성들로 결합될 수 있다. 본 발명의 하나의 예시적인 실시예는 노드 조명 시스템을 제공한다. 노드 조명 시스템은 제어기, 제어기와 무선으로 통신하도록 설계된 적어도 하나의 조명 노드, 및 제어기로부터의 커맨드들을 저장 및 해석하도록 구성된 조명 노드들의 각각 내의 제어 유닛을 포함한다. 몇몇 경우들에서, 제어 유닛은 조명 노드에 관한 식별 정보를 제어기에 제공하도록 구성된다. 하나의 그런 경우에서, 시스템은 새로운 조명 노드들을 동적으로 수신하도록 구성되고, 조명 노드들은 또한 시스템 동작 동안 시스템으로부터 동적으로 제거될 수 있다. 몇몇 경우들에서, 시스템은 다수의 개별 조명 노드들을 포함한다. 하나의 그런 경우에서, 조명 노드들은 서로 무선으로 통신하도록 구성된다. 다른 그런 경우에서, 조명 노드들은 원격 위치에서 실시간으로 측정된 하나 또는 그 초과의 광 파라미터들에 기초하여 조명 환경을 재현하도록 구성된다. 하나의 그런 경우에서, 시스템은 조명 환경과 협력하여 원격 위치로부터 이미지들을 디스플레이하도록 구성된 프로젝터를 더 포함한다. 몇몇 경우들에서, 시스템은 제어기로부터 커맨드들을 수신하도록 구성된 오디오-시각적 노드를 더 포함한다. 몇몇 경우들에서, 제어기 또는 조명 노드들 중 하나 중 어느 하나는 원격 서버로부터 신 세팅 정보를 수신하도록 구성된다. 몇몇 경우들에서, 제어기로부터 수신된 커맨드들은 원하는 광 컬러, 광 강도, 또는 광 품질을 디스플레이하기 위한 커맨드들을 포함한다. 몇몇 경우들에서, 제어기로부터 수신된 커맨드들은 광 세팅 커맨드들을 포함하고 제어 유닛은 적어도 하나의 조명 노드가 디스플레이할 수 있는 광 세팅 커맨드들에 가능한 가장 근접한 광 세팅들을 계산하도록 구성된다.
[28] 본 발명의 다른 실시예는 조명 환경을 디스플레이하기 위한 방법을 제공한다. 방법은 네트워크 어드레스를 적어도 하나의 조명 노드에 할당하는 단계, 제어기로부터 조명 노드로 신 세팅 커맨드들을 통신하는 단계, 신 세팅 커맨드들을 조명 노드에서 해석하는 단계, 및 신 세팅들을 조명 노드로부터 출력하는 단계를 포함한다. 몇몇 경우들에서, 신 세팅 커맨드들은 원하는 광 컬러, 광 강도, 또는 광 품질을 디스플레이하기 위한 커맨드들을 포함한다. 몇몇 경우들에서, 신 세팅 커맨드들은 주어진 타이밍 스케쥴에 걸쳐 광 컬러 또는 광 강도를 조절하기 위한 명령들을 포함한다. 하나의 그런 경우에서, 신 세팅 커맨드들은 또한 타이밍 스케쥴의 지속기간을 조절하기 위한 명령들뿐 아니라 타이밍 스케쥴을 반복하기 위한 명령들을 포함한다. 몇몇 경우들에서, 방법은 시각적 정보를 시각적 디스플레이 노드에 통신하는 단계를 더 포함한다. 몇몇 경우들에서, 신 세팅 커맨드들을 해석하는 단계는 조명 노드가 생성할 수 있는 신 세팅 커맨드들에 가능한 가장 근접한 광 세팅들을 추정하는 단계를 포함하고, 그리고 신 세팅들을 출력하는 단계는 가능한 가장 근접한 광 세팅들을 디스플레이하는 단계를 포함한다. 몇몇 경우들에서, 방법은 다수의 지능형 조명 노드들을 포함하고 각각의 노드는 독립적으로 제어될 수 있다. 하나의 그런 경우에서, 조명 노드들은 서로 통신하도록 구성된다. 다른 그런 경우에서, 방법은 제어기와 통신으로부터 조명 노드들 중 하나를 동적으로 제거하는 단계, 및/또는 무선 연결을 사용하여 제어기와 부가적인 조명 노드를 동적으로 연결하는 단계를 더 포함한다. 몇몇 경우들에서, 방법은 조명 노드로부터 제어기로 식별 정보를 통신하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 실시예는 상황의 조명 시스템을 제공한다. 이 예시적인 경우에서, 시스템은 적어도 하나의 상황의 조명 신에 대한 광 세팅들을 저장하도록 구성된 무선으로 인에이블된 시스템 제어기를 포함한다. 시스템은 다수의 무선으로 인에이블된 조명 노드들, 및 시스템 제어기로부터 광 세팅들을 수신하고 광 세팅들을 지능적으로 해석하도록 구성된 조명 노드들의 각각 내의 제어 유닛을 더 포함한다. 몇몇 경우들에서, 상황의 조명 신은 단일 조명 신 내의 광 세팅들을 조절하기 위한 명령들뿐 아니라, 신 지속기간 또는 신 반복들의 수를 조절하기 위한 명령들을 포함한다.
[29] 본 발명의 실시예들의 상기 설명은 예시 및 설명의 목적들을 위하여 제시되었다. 본 발명을 개시된 정밀한 형태로 총 망라하거나 제한하도록 의도되지 않는다. 많은 수정들 및 변형들은 본 개시를 고려하여 가능하다. 본 발명의 범위가 이런 상세한 설명이 아닌, 본원에 첨부된 청구항들에 의해 제한되는 것이 의도된다.

Claims (23)

  1. 노드 조명 시스템으로서,
    제어기;
    상기 제어기와 무선으로 통신하도록 구성된 적어도 하나의 조명 노드; 및
    상기 제어기로부터 수신된 커맨드(command)들을 저장 및 해석하도록 구성된 상기 적어도 하나의 조명 노드의 각각 내의 제어 유닛
    을 포함하는,
    노드 조명 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 조명 노드에 관한 식별 정보를 상기 제어기에 제공하도록 구성되는,
    노드 조명 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 노드 조명 시스템은 새로운 조명 노드들을 동적으로 수용하도록 구성되고 조명 노드들은 시스템 동작 동안 상기 노드 조명 시스템으로부터 동적으로 제거될 수 있는,
    노드 조명 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 조명 노드는 복수의 조명 노드들을 포함하는,
    노드 조명 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 조명 노드들 각각은 서로 무선으로 통신하도록 구성되는,
    노드 조명 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 조명 노드들은 원격 위치에서 실시간으로 측정된 하나 또는 그 초과의 파라미터들에 기초하여 조명 환경을 재현하도록 구성되는,
    노드 조명 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 조명 환경과 협력하여 상기 원격 위치로부터 이미지들을 디스플레이하도록 구성된 프로젝터(projector)를 더 포함하는,
    노드 조명 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기로부터의 커맨드들을 수신하도록 구성된 적어도 하나의 오디오-시각적 노드를 더 포함하는,
    노드 조명 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기 중 적어도 하나 및 상기 적어도 하나의 조명 노드는 원격 서버로부터 신 세팅 정보(scene setting information)를 수신하도록 구성된,
    노드 조명 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기로부터 수신된 커맨드들은 원하는 광 컬러, 광 강도, 및 광 품질 중 적어도 하나를 디스플레이하기 위한 커맨드들을 포함하는,
    노드 조명 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기로부터 수신된 커맨드들은 광 세팅 커맨드들을 포함하고, 상기 제어 유닛은 상기 적어도 하나의 조명 노드가 디스플레이할 수 있는, 상기 광 세팅 커맨드들에 가능한 가장 근접한 광 세팅들을 계산하도록 구성되는,
    노드 조명 시스템.
  12. 조명 환경을 디스플레이하는 방법으로서,
    네트워크 어드레스를 적어도 하나의 조명 노드에 할당하는 단계;
    제어기로부터의 신 세팅 커맨드들을 상기 적어도 하나의 조명 노드에 통신하는 단계;
    상기 적어도 하나의 조명 노드에서 상기 신 세팅 커맨드들을 해석하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 조명 노드로부터 신 세팅들을 출력하는 단계
    를 포함하는,
    조명 환경을 디스플레이하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 신 세팅 커맨드들은 원하는 광 컬러, 광 강도, 및 광 품질 중 적어도 하나를 디스플레이하기 위한 커맨드들을 포함하는,
    조명 환경을 디스플레이하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 신 세팅 커맨드들은 타이밍 스케쥴에 걸쳐, 광 컬러 및 광 강도 중 적어도 하나를 조절하기 위한 명령들을 포함하는,
    조명 환경을 디스플레이하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 신 세팅 커맨드들은 상기 타이밍 스케쥴의 지속기간을 조절하고 상기 타이밍 스케쥴을 반복하기 위한 명령들을 더 포함하는,
    조명 환경을 디스플레이하는 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    시각적 정보를 시각적 디스플레이 노드에 통신하는 단계를 더 포함하는,
    조명 환경을 디스플레이하는 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 신 세팅 커맨드들을 해석하는 단계는, 상기 적어도 하나의 조명 노드가 생성할 수 있는, 상기 신 세팅 커맨드들에 가능한 가장 근접한 세팅들을 추정하는 단계를 포함하고, 상기 신 세팅들을 출력하는 단계는 상기 가능한 가장 근접한 광 세팅들을 디스플레이하는 단계를 포함하는,
    조명 환경을 디스플레이하는 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 조명 노드는 복수의 지능형 조명 노드들을 포함하고, 상기 복수의 지능형 조명 노드들 각각은 독립적으로 제어될 수 있는,
    조명 환경을 디스플레이하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 복수의 조명 노드들은 서로 통신하도록 구성되는,
    조명 환경을 디스플레이하는 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제어기와의 통신으로부터 상기 복수의 조명 노드들 중 하나를 동적으로 제거하는 단계 및/또는 무선 연결을 사용하여 상기 제어기와의 부가적인 조명 노드를 동적으로 연결하는 단계 중 적어도 하나를 더 포함하는,
    조명 환경을 디스플레이하는 방법.
  21. 제 12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 조명 노드로부터 상기 제어기로 식별 정보를 통신하는 단계를 더 포함하는,
    조명 환경을 디스플레이하는 방법.
  22. 상황의 조명 시스템(contextual lighting system)으로서,
    적어도 하나의 상황의 조명 신에 대한 광 세팅들을 저장하도록 구성된, 무선으로 인에이블된 시스템 제어기;
    복수의 무선으로 인에이블된 조명 노드들; 및
    상기 시스템 제어기로부터 상기 광 세팅들을 수신하고 상기 광 세팅들을 지능적으로 해석하도록 구성된 복수의 무선으로 인에이블된 조명 노드들 각각 내의 제어 유닛
    을 포함하는,
    상황의 조명 시스템.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 상황의 조명 신은 단일 조명 신 내의 광 세팅들을 조절할 뿐 아니라, 신 지속기간 및 신 반복 중 적어도 하나를 조절하기 위한 명령들을 포함하는,
    상황의 조명 시스템.
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