TW201309059A - 燈源為基礎的物聯網 - Google Patents

Abstract

一種以燈源為基礎的物聯網，其主要特徵是利用建築物室內既有的燈源配線，將照明用的燈源透過藍牙與WIFI的結合成為節點、路由器、通信閘(gateway)，並且配合具有藍牙與WIFI的手機作為設定與遙控的裝置，再加上手機本身可以連上網際網路的功能，就可以很容易建構建築物室內的物聯網。進一步，可加入連結室內具有連網功能的電器用品例如連網電視、連網冰箱、連網空調設備，或是具有藍牙功能的裝置。

Description

燈源為基礎的物聯網

一種物聯網的建構，特別是指利用建築物室內既有的燈源配線，將照明用的燈源透過藍牙與WIFI的結合成為節點、路由器、通信閘(gateway)，並且配合具有藍牙與WIFI的手機作為設定與遙控的裝置，再加上手機本身可以連上網際網路的功能，就可以很容易建構建築物室內的物聯網。

智慧型建築物，通常代表需要在建築物內建構物聯網，物聯網的建置無論是利用ZIGBEE或是藍牙或是WIFI或是3G等都各有優缺點，其中耗電量、成本、普及率、建置的方便性、彈性、成網性(mesh)等都需要考量，特別是普及率為最重要的考量，普及率就代表容易滿足「每物皆有通訊節點」的物聯網特性，沒有普遍可通訊的節點，就沒有物聯網的形成。藍牙或是WIFI為目前最普及的通訊方案，但是只有普遍存在於電腦、部分電腦周邊設備、筆電、手機、平板電腦等，一般的電器用品仍然沒有設置，即使設置也不能讓電器用品在建築物內普遍佈置，成網性(mesh)仍有不足。

目前，電視與冰箱為每一個家庭必備的電器用品，然則普遍都沒有網路連結功能，因此家庭物聯網(IOT,M2M)的建立仍有很大的努力空間，未來網路電視與網路冰箱可能會逐漸成為每一個家庭必備的電器用品，因此以網路電視或網路冰箱為伺服器或中繼站，應該是合理的預期，但是網路電視、網路冰箱多半不會每個房間都有，而且其價格不低，因此不易讓家中各個房間的物件以網路電視或網路冰箱為伺服器或中繼站形成物聯網。有鑑於此，有需要提出一種方便透過既有的設備來產生物聯網的結構，無論是家庭、辦公室、商店、工廠、倉庫等各種建築物的室內，都可以很容易建構物聯網，這個方案就是照明用的燈源所具有的設置普遍性，因為建築物內根據法規與照明需求，幾乎在5-10米以內都有燈源的設置，如果將藍牙與WIFI的電路結合於燈源或設置於燈源處，配合具有藍牙與WIFI的手機可以作為設定與遙控的裝置，則建築物內的物聯網主架構於焉完成，之後，如果各種電器用品或物品或人員或寵物上裝設有藍牙模組，自然就可以加入物聯網主架構成為從節點，彈性地成為物物相聯的一員。

必須說明的是物聯網IOT基本上與物物相聯(M2M,Machine to Machine)是相同，因此本說明書將其視為同義詞。另外藍牙有多種版本例如2.0、2.1、3.0、4.0，此處並未指明，因此都可適用。WIFI也是有多種架構，此處並未指明，因此都可適用。

本發明的方式之一，乃是透過既有的照明用燈源來產生物聯網的結構，無論是家庭、辦公室、商店、工廠、倉庫等各種建築物的室內，都可以很容易建構物聯網，因為建築物內根據法規與照明需求，幾乎在5-10米以內都有燈源的設置，將微控制器、藍牙與WIFI的電路結合於燈源或設置於燈源處成為一通訊節點，則建築物內的物聯網主架構於焉完成，之後，如果各種電器用品或物品或人員或寵物上裝設有藍牙模組，自然就可以加入物聯網主架構成為從節點，彈性地成為物物相聯的一員。

本發明的方式之二，乃是透過既有的照明用燈源來產生物聯網的結構，將微控制器、藍牙與WIFI的電路結合於燈源或設置於燈源處成為一通訊節點，則建築物內的物聯網主架構於焉完成，每一房間以結合藍牙主節點與WIFI的裝置為中心，對於該房間內的其它僅具有藍牙BLE的裝置視為從節點，進行通訊連結成一微微網，房間與房間的通訊連結則以WIFI互通。

本發明的方式之三，乃是透過既有的照明用燈源來產生物聯網的結構，將微控制器、藍牙與WIFI的電路結合於燈源或設置於燈源處成為一通訊節點，完成建築物內的物聯網主架構，之後，配合具有藍牙與WIFI的行動通訊裝置如手機、筆電、平板電腦等可以作為設定與遙控的裝置。

本發明的方式之四，乃是透過既有的照明用燈源來產生物聯網的結構，將微控制器、藍牙與WIFI的電路結合於燈源或設置於燈源處成為一通訊節點，完成建築物內的物聯網主架構，之後，配合具有藍牙與WIFI的行動通訊裝置如手機、筆電、平板電腦等可以連接接入點(Access Point)或是通訊閘，接上網際網路，進行遠端監控或雲端服務運算。

本發明的方式之五，乃是透過既有的照明用燈源來產生物聯網的結構，將微控制器、藍牙與WIFI的電路結合於燈源或設置於燈源處成為一通訊節點，完成建築物內的物聯網主架構，之後，可於每一節點加入各種感測器，建構無線感測器網路。

本發明的方式之六，乃是透過既有的照明用燈源來產生物聯網的結構，將微控制器、藍牙與WIFI的電路結合於燈源或設置於燈源處成為一通訊節點，完成建築物內的物聯網主架構，之後，進一步透過燈源的電力線與電力線通訊(power line communication,PLC)裝置或設施連結，建構傳輸速度更高，更可靠、容錯能力高、更綿密的物聯網。

由於目前可能使用的家庭IOT架構，有些人建議使用ZIGBEE的WSN架構，但是其推展上較為不易，因為幾乎人手一支的手機並沒有配備ZIGBEE，相較上，如果使用藍芽與WIFI的高普及率，可以獲得更順利的推展，如圖1所示之家庭物聯網架構，因為藍牙普遍，而且低成本，而且可以連接八個裝置，一般電腦都可具備無線上網的功能，藍牙、WIFI、3.5G，或是femtocell；而平板電腦與手機更是幾乎都配備WIFI與藍牙通訊功能。透過藍牙星型架構(BlueTooth Piconets)，可以將具有同質性的裝置群組化。在家裡，原則上每個房間的範圍距離不會超過20公尺，因此將藍牙主節點(master node)置於房間的中央高處，通常也是房間裝設燈源的位置所在，房間內的傢俱裝置或人員，對無線通訊的路徑而言最不易形成障礙，其通訊品質最佳。利用藍牙組成星形結構，可讓房間中每一擁有藍牙的固定裝置作為副節點(slave node)或從節點，同時也可容納室內移動人員或寵物裝設藍牙從節點，基本上一個主節點可以與七個從節點連成piconet。

如圖1所示，可以與家人有互動性的電器用品，電腦週邊，分類成幾個大群組，每一群組給予IPv6的定址功能，並附予足夠的智慧，群組內每一物品設置一節點以BT4.0為主，無源物品相聯則以RFID為主，群組與群組之間以WiFi為主，原則上，同一群組可以指定一個IPv6的位址給WiFi，該WiFi與藍芽的主節點共存，例如利用broadcom或Ralink或德儀等公司提供具有BT雙模/WIFI direct link多合一晶片加上微控制器來構成。

手機的作業系統無論Andorid,Windows,iOS,Sybiam等，只要支援藍牙或WiFi都可以，特別是手機支援NFC功能，更可以讀取RFID的標籤。當然RFID標籤的讀取器(Bluetooth RFID reader)可以具有藍牙通訊功能，直接將讀取結果送到藍牙piconet。

可預期的未來，室內人員所配備的穿戴式感測器其無線化主要將以藍牙低功耗技術為主，目前多數的電腦及其周邊設備也都具備藍牙通訊功能，幾乎人人都有的手機也有藍牙/WIFI通訊功能，因此可以有效串連，進一步連接至雲端運算。藍牙低功耗通訊距離約為十米，足以涵蓋多數的室內燈源的配置密度。

燈源具有藍牙通訊可以自動偵測人員有無，只要人員佩帶藍牙裝置，此穿戴式藍牙裝置泛指具有藍牙通訊功能的各種物品，例如腰帶、或手環、或手機等，燈源就可以根據有無人員存在，開啟或關閉。判斷該藍牙訊號是否為人員所配屬，主要是由其傳送的藍牙ID來辨識，或是藉由RSSI的改變判斷是否屬於移動物。

BT燈源要容易得知是否為人員所佩帶之腰帶或手環所發射的藍牙訊號，較佳的實施方式是讓穿戴式藍牙裝置同時具有運動感測器(motion sensor)，如果穿戴式藍牙裝置發射BT訊號(含motion sensor的訊號)給燈源，燈源上的藍牙主節點的程式可判斷該穿戴式藍牙裝置的使用者是人員，而且在移動中，而非靜置，因此自動點亮燈源。由於要時時接收判斷有無人員進入，所以要低功耗。進一步藉由手機BT與燈源BT之間的通訊強度，就可以判斷其間的距離，因此當然能夠針對室內人員調整光度提供符合亮度需求的室內照明控制。

進一步可以將家庭用的IOT推廣至其他場所，例如醫院，既然穿戴式藍牙裝置具有等效於主動式RFID的功能，則之後醫院的人員管控，只要使用穿戴式藍牙裝置，原則上，每一房間一個BT4+WIFI的模組，就內建於燈源中，所以只要病患，醫護人員佩帶穿戴式藍牙裝置，就可以有效追蹤其行動。

上述的WIFI，可以選用WiFi Direct模式，此模式無須透過無線基地台，就能連結具備無線連網的電腦和印表機。因此透過WIFI Direct連線，不需要新的OS就可達成，相對而言ZIGBEE將太複雜的網路系統內建於節點，只會增加使用者的困擾，推廣更加不易。一般家用網路的建構要相對單純，不需要過於嚴密的網路系統，只要隨插即用，不需要繁複的設定。

本發明以燈源為基礎的物聯網，其優點如下

1.不影響原有室內的裝潢，可對舊屋或新屋隨時直接進行物聯網的設置，不需要額外配線。

2.沒有電源線供應的議題。

3.燈源通常位於房間的中央處及高處，收發訊號不易有障礙，天線設計容易，對於弔燈、崁燈等可以分開設計。

4.利用RGB LED燈，可以產生各種色彩的照明。

5.某些燈可以裝上環境照度感測器，以判斷是否為白天或需要打開幾個燈，提供智慧節能的照明。

參見圖2，乃是以WIFI無線通訊為骨幹的物聯網節點燈源配置架構圖，透過既有建築物室內的燈源部分或全部更替為物聯網燈源，該物聯網燈源可概分成三種，第一種純作為從節點(slave node) 23是由藍牙低功耗晶片與微處理機組成的模組來構成，例如德州儀器TI CC2540系統單晶片，具有藍牙4.0的通訊功能，也有8051微處理器，以及ADC轉換器，可以連接八個感測訊號的輸入，例如三軸加速度計、一個溫度計、一個濕度感測器、一個照度感測器、一個氣體感測器：能針對二氧化碳、一氧化碳、甲醛、等有害氣體進行感測，一個懸浮病原體感測器，能針對流感病毒、病菌、黴菌、塵璊、過敏源等進行感測，因此燈管可以有多種變形，容許有空氣中的懸浮物可以進入燈管內與感測器接觸。

第二種可作為路由器21，可將WIFI與BT4.0整合晶片與MCU整合，MCU較佳選擇為ARM9。BT4.0做為主節點，可以直接與上述具有從節點的燈源23或物品20或可移動人員22進行溝通與訊號交流。市面上具有WIFI與BT4.0整合的晶片模組包括

(a)Atheros的AR6233晶片採用通用無線協作(Universal Wireless Cooperation^TM)技術，以促進Wi-Fi與藍牙無線系統之間的更大協作。

(b)Quacomm Atheros AR9004TB晶片，整合Bluetooth 4.0、Wifi 802.11n 2.4、5GHz以及60GHz WiGig的晶片組，其傳輸速率可達到5Gbps。

(c)雷凌科技(Ralink Technology)的RT3290LE無線組合晶片，802.11n+藍牙4.0的(Combo)。RT3290LE導入雷凌獨特的先進無線共存(co-existence)架構，提高無線區域網路與藍牙之間的共存性，並依據週遭AP Router的方位與傳輸特性，自動調節Wi-Fi與藍牙的傳輸型態。不僅能有效降低Wi-Fi與藍牙間的干擾，更能進一步提升Wi-Fi的峰值吞吐量達80%，同時降低電池耗電。

(d)博通(Broadcom)的無線組合晶片(combo) BCM4330，該元件在單晶片中整合了802.11n Wi-Fi、藍牙(Bluetooth)及FM無線電技術，可支援更多的媒體與資料應用服務，而且不會影響到智慧型手機、平板電腦及其他行動裝置的尺寸大小或電池壽命。具備IEEE 802.11 a/b/g與單一串流802.11n(媒體存取控制(MAC)/基頻/無線電)、Bluetooth 4.0+HS、FM無線電接收與發送功能。BCM4330具備雙頻功能，Wi-Fi使用者可運用較不擁擠的5 GHz頻譜，讓需要更快且保證頻寬的媒體應用服務使用。

(e)聯發科MT6620已支援不少市面上主流無線通訊標準，其中包括2.4GHz和5GHz雙頻802.11n Wi-Fi、Wi-F Direct及Wi-Fi HotSpot、藍牙4.0+HS雙模運作、GPS/Galilei/SBAS/QZSS，及公司已申請專利的AlwaysLocate技術，還有FM無線電收發器。

與傳統的藍牙無線電相比，具備藍牙低功耗無線技術的Bluetooth 4.0只會耗用一小部分的電量。採用藍牙低功耗技術後，許多無線感測器裝置只要使用小型的鈕扣型電池，就能運作數年之久，無需替換電池。WIFI+BT4.0的組合晶片採用藍牙低功耗技術，因此燈源、智慧型手機與平板電腦若使用此組合晶片，將能更有效地蒐集各種感測器(例如耗電量很低的計步器與血糖監測器)所傳送的資料，並且互相聯通。WIFI晶片與藍牙晶片之間的溝通則由共用的微控制器來達成。

上述的整合晶片都支援Wi-Fi Direct，可讓裝置間彼此直接通訊，無需連接存取點。這不只讓裝置之間的通訊變得更簡單更快速，並可以隨時隨地連線了。燈源有了這類組合晶片，可攜式裝置不再受限於單一網路中的通訊，而且還能在網路之間輕鬆作連結，並視需要來建立一對一的連線。

第三種選擇是將上述BT4.0+WIFI組合晶片內建於家用電腦，PC、筆電、手機、平板電腦等，藉由其有線或無線上網的功能，成為通訊閘(Gateway)25，因此可以輕易連上雲端運算服務。這類組合晶片因為採用高速藍牙技術，可透過Wi-Fi連線以及用Wi-Fi上網的速度使用藍牙應用服務。使用者可以使用一般的藍牙配對技術連結任何可能在手中的裝置(ad hoc devices)，例如BCM4330組合晶片會根據當時可用的頻寬，決定是要透過藍牙還是Wi-Fi來做連結。

這些組合晶片產品也支援Android與Windows、iOS作業系統的手機。例如Broadcom的OneDriver堆疊軟體技術是一款成熟的技術，所包含的原始碼是通用的Android與Windows作業系統的一部分。搭配BCM4330以及其他的Wi-Fi與藍牙組合產品的OneDriver軟體，可以把重要的新興功能確實地應用到Android與Windows手機中。因此建築物內的人員只要有手機、平板電腦、筆電、桌上型個人電腦等，就可以隨時將建築物內各種有BTID的人或物品或感測器的訊息，即時紀錄於雲端上，提供有權使用這些資訊者再利用。

除了利用無線通訊例如WIFI作為每個房間的藍牙燈源(藍芽主節點)之間的溝通並且構成物聯網絡之外，也可利用電力線通訊(PLC)來取代WIFI，或是作為另外一個備用的網絡，主要是因為電力線是最大的基礎設施；在房子的每一個角落都有電源插座，使它成為無所不涵蓋的網絡。電力線網絡使用匯流排(Bus)拓撲結構，提供一個高層次的可重構性，使其具有從一個控制器能夠控制多台設備的能力。該控制器能夠追踪所有在網絡上的設備，它提供了一種可擴展性和“即插即用”的骨幹，任何新的設備安裝後馬上就可以成為網絡的一部分。如圖3所示，乃是以電力線通訊為骨幹的物聯網節點燈源配置架構圖，該物聯網節點燈源可概分成三種：第一種純作為從節點(slave node) 33是由藍牙低功耗晶片與微處理機組成的模組來構成，例如德州儀器TI CC2540系統單晶片，具有藍牙4.0的通訊功能，也有8051微處理器，以及ADC轉換器，可以連接八個感測訊號的輸入，如先前所述。

第二種可作為路由器31，在燈源上提供PLC控制晶片與藍牙晶片加上微控制器的整合模組31即可，其型式可為SiP或是SOC。例如藍牙BT4.0做為主節點，可以直接與上述具有從節點的燈源33或物品30或可移動人員32進行溝通與訊號交流。PLC控制晶片與藍牙晶片之間的溝通則由共用的微控制器來達成。

第三種選擇是將上述BT4.0+PLC組合晶片等，家用電腦，PC、筆電、手機、平板電腦等，藉由乙太介面上網的功能，成為通訊閘(Gateway)35，因此可以輕易連上雲端運算服務。

物聯網節點模組，如圖4與圖5所示，可以和目前市面販售的LED燈管或燈泡整合，包含一由TI CC2540 SOC為中心配合感測器所組成的物聯網節點電路板40，採用插槽或其他封裝方式與原有的LED電路板41整合，物聯網節點的供電基本上共用驅動LED所需的直流電即可。可進一步自備一電池(未顯示於圖中)，該電池可以由LED的供應電源進行充電，當市電中斷時，物聯網節點仍可發揮作用，特別是有災難發生時，做為緊急照明或通訊用。透光燈罩42則用來保護LED等電子元件以及將LED的發光均勻化。

LED有兩種型式，第一種是DC型式，常見的有24V/36V/48V，需要有一降壓整流電路模組將市電交流源轉成直流源43，物聯網節點模組所需電流源可以直接由該直流源供應，但是要注意該降壓整流電路應提供3-5V的直流輸出。第二種為AC型式，市電交流源直接供應LED模組，如果要與物聯網(IOT)節點整合仍然需要有一降壓整流電路模組43將市電交流源轉成直流源提供物聯網(IOT)節點使用。

圖4(A)為低瓦特數的LED燈炮，其LED模組的固定座45為塑膠材質，可以穿透物聯網節點40的無線訊號，其散熱結構與LED模組結合。圖4(B)為高瓦特數的LED燈炮，其LED模組的固定座46，同時也作為LED模組的散熱結構，因此為金屬材質，無法穿透物聯網節點的無線訊號，所以物聯網節點電路板40利用插槽升高架設於LED模組電路板41之中央上方處。一方面可避免來自於LED的散熱影響，一方面其無線訊號可輕易穿過透光燈罩42。

圖5為LED燈管，如同圖4所示，主要也包括物聯網節點52，LED模組電路板51，承載用PCB板53等，其兩端電性接腳54為標準的日光燈接腳。

關於LED的調光功能或調色功能，主要有三種方式：第一種是採用硬體方式，可以讓具有藍牙通訊功能的SOC例如德州儀器公司的CC2540擴充改版，由硬體提供PWM功能；第二種則是於CC2540內部的MCU撰寫韌體提供PWM的功能，原則上，調光或調色最複雜就是三個輸出，只要對RGB三個燈進行亮度控制即可，每個輸出為八個位元，所需驅動調色的速度並不需要如馬達驅動一樣快速，所以利用韌體提供PWM的功能是符合使用要求與不增加硬體成本的較佳實施例。調光或調色功能的硬體電路包含繼電器或是功率電晶體開關，介於LED與直流電源之間，可以接收PWM訊號。

第三種則是由外接一PWM產生器，如圖6所示，具有藍牙通訊功能的系統單晶片SOC 61例如德州儀器公司的CC2540提供調色與調光所需的數位資料給PWM產生器62，PWM訊號饋入LED驅動電路63，進行對LED模組64調色與調光。交流電源67為110-220V，經過交流轉直流的電路模組66轉成直流電壓源V_DD 68。

如圖7所示，一種萬用燈泡轉接頭120，該轉接頭內建一交流轉直流的電路模組122，無線通訊模組124作為物聯網之節點，其輸入端為E27標準燈泡接頭125。一般建物的電源為110-220V，因此需要提供一交流轉直流的電路模組，主要係能提供2-5V直流電源給無線通訊模組124。

進一步於萬用燈泡轉接頭120加入調光或調色電路模組126，並提供另一輸出端也是E27標準燈泡接頭128，可以接上LED燈泡129。

這樣的好處是若是LED燈源故障需要丟棄更換，萬用燈泡轉接頭120內建的無線通訊模組(物聯網節點)124無須隨著丟棄。

實施例一　電視(娛樂群組)：

以物聯網(BT+WIFI)電視為中心，聯結：BT健身器材、BT音響、BT多媒體設備等構成娛樂群組。此群組透過本發明的物聯網可以自動學習主人的喜好，預錄精彩節目，主動刪除廣告，編輯成影片，提供主人作為檔案，方便日後查詢或觀看。提醒主人適合觀賞的節目，主動送簡訊給主人的手機。主人包括全家大小，老中青，分別挑選好節目與適合的節目。

實施例二　空調群組(環境師群組)：

以物聯網(BT+WIFI)冷暖氣機為中心，聯結：BT除濕機、BT電風扇、BT電動窗戶與窗簾、BT空氣清淨機等構成環境師群組。此群組透過本發明的物聯網可以為全家提供舒服的環境品質，包含室內外的溫濕度、空氣品質等。各種感測器包含二氧化碳、一氧化碳、甲醛、等有害氣體，流感病毒、塵璊、過敏源等，減少感冒，著涼的機會，避免一氧化碳中毒，有害氣體不過量。沒有塵璊、傳染病源。並且根據人員多寡或所在房間，或是人員是否處於睡眠狀態。

實施例三　冰箱(營養諮詢師群組)：

以物聯網(BT+WIFI)冰箱為中心，聯結：BT智慧食物存放櫃、BT智慧酒櫃、BT電子體重計、健康檢查計錄等構成營養諮詢師群組。此群組透過本發明的物聯網可以自動學習主人的喜好，檢查冰箱內的東西是否過期，購入的日期，存放的時間，建議食物可以配置的菜單，營養成分，家人的營養，可以聯合BT智慧食物存放櫃與BT智慧酒櫃等，提供更完整全家人的飲食與營養服務，照顧全家人的飲食健康。也可連結BT熱水瓶。也就是說物聯網冰箱系統是全家人的營養諮詢師。根據全家人的體重(BT電子體重計提供)，健康檢查計錄，目前身體狀況等調整適合每個人的食物。BT智慧酒櫃的酒，BT冰箱裡的啤酒等提供使用記錄，避免飲酒過量；BT智慧食物存放櫃提供調味品的用量，例如鹽巴、醬油、味素、沙拉油、動物油，以達成飲食清淡。物聯網(BT+WIFI)冰箱對於許多要低溫保存的食物，例如生鮮食品，可以仔細建立使用記錄。

實施例四　微波爐(大廚群組)：

以物聯網(BT+WIFI)微波爐為中心，聯結：BT電烤箱、BT瓦斯烤爐、BT電子鍋、BT熱水瓶(開飲機)、BT瓦斯爐、BT電磁爐、BT抽油煙機、BT果汁機、BT洗碗機等構成大廚群組。此群組透過本發明的物聯網可以讓消費者只需選擇烹調模式，其餘資訊會自動下載接收到微波爐上。雲端網站可提供消費者一百多種食譜下載，只要將所有食材放進微波爐中，即可依照喜愛的方式調理食物，解決不諳廚藝的現代人煩惱。此外，針對注意健康和熱量消耗的消費者，雲端網站也提供各式各樣的菜單建議與卡路里計算等功能。

雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

21．．．路由器

22．．．可移動人員

23．．．從節點(slave node)燈源

24．．．具有從節點的物品

25．．．通訊閘(Gateway)

31．．．路由器

32．．．可移動人員

33．．．從節點(slave node)燈源

34．．．具有從節點的物品

35．．．通訊閘(Gateway)

40．．．物聯網節點電路板

41．．．LED電路板

42．．．透光燈罩

43．．．降壓整流電路模組

45．．．LED模組的固定座

46．．．LED模組的固定座

51．．．LED模組電路板

52．．．物聯網節點

53．．．承載用PCB板

54．．．標準的日光燈接腳

61．．．具有藍牙通訊功能的系統單晶片

62．．．PWM產生器

63．．．LED驅動電路

64．．．LED模組

66．．．交流轉直流電路

67．．．交流電源

68．．．直流V_DD

120．．．萬用燈泡轉接頭

122．．．交流轉直流的電路模組

129．．．LED燈泡

128．．．E27標準燈泡接頭

124．．．無線通訊模組

125．．．E27標準燈泡接頭

126．．．調光或調色電路模組

圖1本發明之家庭物聯網示意圖。

圖2本發明之以WIFI無線通訊為骨幹的物聯網節點燈源配置架構圖。

圖3本發明之以電力線通訊為骨幹的物聯網節點燈源配置架構圖。

圖4(A)(B)本發明之燈泡型式的物聯網節點LED燈具。

圖5本發明之燈管型式的物聯網節點LED燈具。

圖6本發明之LED調光與調色的電路方塊示意圖。

圖7本發明之內建無線通訊模組的萬用燈泡轉接頭

40．．．物聯網節點電路板

41．．．LED電路板

42．．．透光燈罩

43．．．降壓整流電路模組

45．．．LED模組的固定座

46．．．LED模組的固定座

Claims (14)

1. 一種物聯網，其主要特徵是利用建築物室內既有的燈座配線，將無線通訊模組設計成燈具形式的裝置，並裝設於各燈座，以建構建築物室內的無線通訊網，該裝置包含：一標準燈具接頭係用來裝設於包含燈泡或燈管之一的燈座，接頭下設一容器；一無線通訊模組包納於該容器中，係由交流直流轉換器、微控制器、藍牙與WIFI單元的組合成為節點、路由器、通信閘(gateway)之一；該交流直流轉換器的交流接點與該標準燈具接頭對應連接，其直流輸出則供應微控制器、藍牙與WIFI單元；該路由器，是由WIFI單元、藍牙單元、與微控制器(MCU)所組成，其藍牙單元設定為微微網(piconet)的主節點；該節點是由藍牙單元與微控制器(MCU)所組成，其藍牙單元設定為微微網(piconet)的從節點；微微網之間是靠路由器的WIFI單元來連接；路由器則經過通信閘(gateway)與網際網路連接。
2. 如申請專利範圍1所述的物聯網，其中的無線通訊模組進一步加設至少一感測器。
3. 如申請專利範圍1所述的物聯網，其中的容器進一步加設至少一標準燈具接頭與一LED燈。
4. 如申請專利範圍1所述的物聯網，進一步，可加入連結室內具有藍牙或WIFI連網功能的電器用品或裝置或人員，該人員配戴的藍牙裝置附有運動感測器(motion sensor)。
5. 如申請專利範圍1所述的物聯網，進一步，可加入具有藍牙與WIFI的行動通訊裝置作為設定與遙控的裝置。
6. 如申請專利範圍1所述的物聯網，進一步，再加上個人電腦的有線通信閘(gateway)與行動通訊裝置連上網際網路的功能，連接雲端運算服務。
7. 一種LED燈，包含：一標準燈接頭係用來裝設於包含燈泡或燈管之一的燈座，接頭下設一容器，該容器容納至少一LED晶粒(die)及其驅動電路；一無線通訊模組，係由交流直流轉換器、微控制器、藍牙與WIFI單元的組合成為節點、路由器、通信閘(gateway)之一，該交流直流轉換器的交流接點與該標準燈具接頭對應連接，其直流輸出則供應微控制器、藍牙與WIFI單元。
8. 如申請專利範圍7所述的LED燈，其中的路由器，是由WIFI單元、藍牙單元、與微控制器(MCU)所組成，其藍牙單元設定為微微網(piconet)的主節點；節點是由藍牙單元與微控制器(MCU)所組成，其藍牙單元設定為微微網(piconet)的從節點；微微網之間是靠路由器的WIFI單元來連接；進一步將該LED燈利用建築物室內既有的燈座配線，裝設於各燈座，以建構建築物室內的無線通訊網。
9. 如申請專利範圍7所述的LED燈，其中的無線通訊模組進一步加設至少一感測器。
10. 如申請專利範圍7所述的LED燈，進一步，可加入連結室內具有藍牙或WIFI連網功能的電器用品或裝置或人員，該人員配戴的藍牙裝置附有運動感測器。
11. 如申請專利範圍7所述的LED燈，進一步，可加入具有藍牙與WIFI的行動通訊裝置作為設定與遙控的裝置。
12. 如申請專利範圍7所述的LED燈，進一步，再加上個人電腦的有線通信閘(gateway)與行動通訊裝置連上網際網路的功能，進一步，連接雲端運算服務。
13. 如申請專利範圍7所述的LED燈，其中的路由器進一步由電力線通訊(PLC)模組來取代WIFI。
14. 如申請專利範圍7所述的LED燈，其中的通訊閘進一步由電力線通訊(PLC)模組，配合具備乙太介面上網的功能家用電腦、筆電、手機、平板電腦來替代。