TWI420967B - 無線感測照明系統 - Google Patents

Description

無線感測照明系統

本發明係關於一種感測照明系統，特別關於一種無線感測照明系統。

近年來，由於節能及使用便利性的需求，照明裝置結合感測技術已蔚為風潮，其係指在照明裝置上加裝感測元件，例如光感測器、遠紅外線感測器等，藉由感測元件感測環境光線或物體移動情形來控制照明裝置之發光情況。藉此可例如在無物體移動時關掉照明裝置、或是光線不夠亮時開啟照明裝置。因此，使用者可不需控制開關，且達到節能功效。

習知之照明裝置結合感測技術皆是在照明裝置上設置感測器來進行感測，然而，這樣的系統若使用在大區域會讓成本大幅增加，因為大量的照明裝置上皆需安裝感測器。

因此，如何提供一種感測照明系統，能夠節省成本，並達到節能及使用便利的目的，已成為重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種無線感測照明系統，在大量使用照明模組的情況下能夠節省成本，並同時達到節能及使用便利等優點。

為達上述目的，依據本發明之一種無線感測照明系統包含複數照明模組以及一感測模組。各照明模組具有一發光單元、一第一處理單元及一第一無線通訊單元，第一處理單元與發光單元及第一無線通訊單元電性連接。感測模組與該等照明模組分開設置，並具有至少一感測單元、一第二處理單元及一第二無線通訊單元，第二處理單元與感測單元及第二無線通訊單元電性連接，感測單元係感測環境而產生至少一感測訊號，第二處理單元係依據感測訊號使第二無線通訊單元傳送一控制訊號至其中一照明模組以控制發光單元之發光。

在本發明之一實施例中，該等照明模組係分佈於複數區塊，感測模組係依據感測訊號控制其中一區塊之該等照明模組之發光。

在本發明之一實施例中，當感測模組無偵測到一物體時，照明模組之一調光單元調整發光單元至一待命亮度。

在本發明之一實施例中，照明模組更包含一檢測單元，係與第一處理單元電性連接，並檢測發光單元之電流、電壓、亮度或溫度而產生一檢測訊號，並可回傳至感測模組以利監控及維護。

在本發明之一實施例中，無線感測照明系統更包含一行動通訊裝置及一無線監控模組，感測模組可與行動通訊裝置及無線監控模組建立無線通訊，無線監控模組可依據接收到之資訊進行監控，行動通訊裝置可讓相關人員即時應變。

承上所述，本發明係將感測模組與複數照明模組分開設置，並利用無線通訊技術使兩者進行通訊。藉此，當本發明應用在大區域面積時，不需在各照明模組上設置感測器，而可在一個點或一些重要點上設置感測模組，且感測模組可依據感測訊號傳送控制訊號至照明模組，進而控制照明模組之發光。因此，本發明可在大幅降低成本的情況下，達到節能及使用便利之功效。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種無線感測照明系統，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

圖1係為本發明較佳實施例之一種無線感測照明系統之概念示意圖。如圖1所示，無線感測照明系統係包含複數照明模組2以及至少一感測模組3，照明模組2與感測模組3係分開設置且其間係藉由一無線通訊網路連接。其中，照明模組2係作為發光照明，感測模組3係作為感測並控制照明模組2之發光。於此係以複數照明模組2與兩感測模組3為例，且一部分照明模組2係與其中一感測模組3建立無線通訊，另一部分照明模組2係與另一感測模組3建立無線通訊。

無線通訊網路可例如為無線區域網路(WLAN)或無線個人網路(WPAN)，其中無線區域網路可包含IEEE 802.11a/b/g/n(Wi-Fi)，無線個人網路可包含IEEE 802.15/15.1(Bluetooth)/15.2/15.3/15.4(zigbee)/15.5。於此，無線通訊網路係以Zigbee為例，其係使用IEEE 802.15.4協定，並適用於具低資料傳輸率(Data Rate)、低耗電的電子裝置。此外，由於Zigbee無線通訊技術係使用內建載波偵聽多工存取碰撞避免調節機制(Carries Sense Multiple Access with Collision Avoidance,CSMA-CA)，故具有抗訊號干擾及高訊號穩定性等特點，另外，一個ZigBee網絡最多可容納65535個節點，也就是一感測模組3可連接65535個照明模組2。

此外，無線感測照明系統可更包含一監控模組4及/或一行動通訊裝置5。監控模組4為一監控中心，並可藉由有線傳輸或無線傳輸與任一感測模組3建立通訊，類似地，行動通訊裝置5可例如為手機、筆記型電腦，並可藉由無線傳輸與任一感測模組3建立通訊。其中，監控模組4可接收較為大量及複雜的資訊，例如感測模組3的感測資訊、控制資訊或照明模組2的狀態資訊，而行動通訊裝置5可接收較為少量及簡單的資訊，例如照明模組2的狀態資訊。

請參照圖2所示以進一步說明照明模組2與感測模組3之技術特徵。如圖2所示，照明模組2具有一發光單元21、一第一處理單元22及一第一無線通訊單元23，第一處理單元22與發光單元21及第一無線通訊單元23電性連接。其中，發光單元21可具有至少一發光元件，於此並不限制發光元件之種類，其可例如為發光二極體(LED)或螢光燈管(Fluorescent lamp)。第一處理單元22可例如包含處理器(Processor)或控制器(Controller)、或發光單元21之驅動電路。第一無線通訊單元23可例如包含一基頻(Base Band)電路及一射頻(Radio Frequency,RF)電路，基頻電路主要負責連接的建立及去除，以及訊號的編碼、封包處理及跳頻控制；而射頻電路主要負責載波合成及訊號的收發。另外，第一無線通訊單元23更具有一天線，其係用以傳送或接收電磁波形式之無線通訊訊號。

另外，於本實施例中為增加照明模組之功能，照明模組2可更包含一調光單元24及一檢測單元25。調光單元24與第一處理單元22及發光單元21電性連接，即第一處理單元22藉由調光單元24與發光單元21電性連接並驅動發光單元21。檢測單元25係與第一處理單元22電性連接，並用以檢測發光單元21之電流、或電壓、或亮度或溫度而產生一檢測訊號。

感測模組3與照明模組2分開設置，並具有至少一感測單元31、一第二處理單元32及一第二無線通訊單元33，第二處理單元32與感測單元31及第二無線通訊單元33電性連接。其中，感測單元31可例如包含光感測器，例如光敏電阻、或光電二極體、或光電電晶體等、或遠紅外線感測器、或攝影機、或收音器、或其他聲音、光、溫度、影像感測器。第二處理單元32可包含處理器、或控制器、或光分析電路、影像分析電路、聲音分析電路等，上述分析電路可對感測單元31之感測訊號進行分析。第二無線通訊單元33與第一無線通訊單元23類似，於此就不再贅述。

感測單元31係感測環境而產生至少一感測訊號，第二處理單元32係依據感測訊號藉由第二無線通訊單元傳送一控制訊號至照明模組2之第一無線通訊單元23，使得照明模組2之第一處理單元22依據控制訊號來控制發光單元21之發光，例如藉由調光單元24調整發光單元21之亮度或色度。控制訊號內可包含調光資訊，而調光資訊可藉由第二處理單元32查表或計算而得。調光資訊可內建於感測模組3內，或可讓使用者自行調整。

以下以停車場為例說明感測模組3與照明模組2之應用。感測模組3設置於停車場入口，照明模組2設置於停車場內，當感測模組3感測到車輛進入時，即傳送控制訊號至特定的照明模組2使其發光。另外，複數照明模組2係可分佈於複數區塊，感測模組3係依據感測訊號控制其中一區塊之該等照明模組2之發光，例如設置於停車場某一車道上方的照明模組2。

另外，照明模組2亦可設定一計時時間，例如5分鐘，在感測模組3傳送控制訊號至照明模組2並經過該計時時間後，若照明模組2沒有再接收到控制訊號，則照明模組2可自行關閉發光單元21。

另外，當感測模組3無偵測到一物體時，感測模組3可傳送一控制訊號至照明模組2，使其藉由調光單元24調整發光單元21至一待命亮度，例如為最大亮度的五分之一，以節省電力。

另外，在本實施例中，除了可藉由感測模組3傳送控制訊號而控制照明模組2之外，照明模組2亦可傳送訊號至感測模組3。在檢測單元25檢測發光單元21之電流、或電壓、或亮度或溫度而產生一檢測訊號後，可藉由第一無線通訊單元23將檢測訊號傳送至第二無線通訊單元33以供感測模組記錄於一記憶體單元36或分析，以得知照明模組2是否正常。當然，檢測訊號之分析亦可在照明模組2內完成，然後將分析結果傳送至感測模組3。

除了上述感測模組3與照明模組2配合之外，照明模組2亦可藉由其他感測模組3進行控制。例如，一停車場除了入口裝設感測模組3外，更在停車場內設置一感測模組3，且停車場內之感測模組3係設置於照明模組2附近，當停車場內之感測模組3感測到車輛時，可將感測訊號藉由有線傳輸或無線傳輸(可參照圖1)傳送給停車場入口之感測模組3，使得入口之感測模組3可控制照明模組2之發光狀態。

如圖2所示，無線感測照明系統1可更包含一無線監控模組6，感測模組3可更包含一第三無線通訊單元34，並藉由第三無線通訊單元34與無線監控模組6建立無線通訊，其中第三無線通訊單元34係使用行動通訊標準(Mobile telephonys tandard)或符合無線區域網路之無線通訊標準，其中行動通訊標準例如2G到4G之行動通訊標準。當然，感測模組3與無線監控模組6之通訊亦可轉接至網際網路(Internet)上。

無線感測照明系統1可更包含一行動通訊裝置5，感測模組3可更包含一第四無線通訊單元35，並藉由第四無線通訊單元35與行動通訊裝置5建立無線通訊。感測模組3可將較大量及複雜的資訊，例如感測模組3的感測資訊、控制資訊或照明模組2的狀態資訊傳送至無線監控模組6，並將較少量及簡單的資訊，例如照明模組2的狀態資訊傳送至行動通訊裝置5以利維修人員即時修護。

本實施例藉由無線監控模組6可統一接收資訊並處理，而不需各別處理單元分散處理，進而節省成本並提升效率。另外，藉由行動通訊裝置5可即時接收重要資訊而讓人員即時處理，例如像醫院手術室的照明模組2若由檢測單元24檢測出故障情況，可經由行動通訊裝置5即時通知維修人員進行維修。

綜上所述，本發明係將感測模組與複數照明模組分開設置，並利用無線通訊技術使兩者進行通訊。藉此，當本發明應用在大區域面積時，不需在各照明模組上設置感測器，而可在一個點或一些重要點上設置感測模組，且感測模組可依據感測訊號傳送控制訊號至照明模組，進而控制照明模組之發光。因此，本發明可在大幅降低成本的情況下，達到節能及使用便利之功效。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

2．．．照明模組

21．．．發光單元

22．．．第一處理單元

23．．．第一無線通訊單元

24．．．調光單元

25．．．檢測單元

3．．．感測模組

31．．．感測單元

32．．．第二處理單元

33．．．第二無線通訊單元

34．．．第三無線通訊單元

35．．．第四無線通訊單元

36．．．記憶體單元

4．．．監控模組

5．．．行動通訊裝置

6．．．無線監控模組

圖1為本發明較佳實施例之一種無線感測照明系統之概念示意圖；以及

圖2為本發明較佳實施例之一種照明模組與感測模組的方塊圖。

2．．．照明模組

21．．．發光單元

22．．．第一處理單元

23．．．第一無線通訊單元

24．．．調光單元

25．．．檢測單元

3．．．感測模組

31．．．感測單元

32．．．第二處理單元

33．．．第二無線通訊單元

34．．．第三無線通訊單元

35．．．第四無線通訊單元

36．．．記憶體單元

5．．．行動通訊裝置

6．．．無線監控模組

Claims (10)

1. 一種無線感測照明系統，包含：複數照明模組，各該照明模組具有一發光單元、一調光單元、一第一處理單元及一第一無線通訊單元，該調光單元與該第一處理單元及該發光單元電性連接，該第一處理單元與該調光單元及該第一無線通訊單元電性連接；以及一感測模組，與該等照明模組分開設置，並具有至少一感測單元、一第二處理單元及一第二無線通訊單元，該第二處理單元與該感測單元及該第二無線通訊單元電性連接，該感測單元係感測環境而產生至少一感測訊號，該第二處理單元係依據該感測訊號藉由該第二無線通訊單元傳送一控制訊號至該等照明模組之至少其中之一，使該照明模組藉由該調光單元調整該發光單元之發光亮度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之無線感測照明系統，其中該等照明模組係分佈於複數區塊，該感測模組係依據該感測訊號控制其中一區塊之該等照明模組之發光。
3. 如申請專利範圍第1項所述之無線感測照明系統，其中該第一無線通訊單元與該第二無線通訊單元所使用之無線通訊標準係符合無線區域網路或無線個人網路。
4. 如申請專利範圍第1項所述之無線感測照明系統，其 中當該感測模組無偵測到一物體時，該調光單元調整該發光單元至一待命亮度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之無線感測照明系統，其中該照明模組更包含一檢測單元，係與該第一處理單元電性連接，並檢測該發光單元之電流、電壓、亮度或溫度而產生一檢測訊號。
6. 如申請專利範圍第5項所述之無線感測照明系統，其中該第一無線通訊單元係將該檢測訊號傳送至該第二無線通訊單元。
7. 如申請專利範圍第1項所述之無線感測照明系統，更包含：一無線監控模組，該感測模組更包含一第三無線通訊單元，並藉由該第三無線通訊單元與該無線監控模組建立無線通訊。
8. 如申請專利範圍第7項所述之無線感測照明系統，其中該第三無線通訊單元係使用行動通訊標準或符合無線區域網路之無線通訊標準。
9. 如申請專利範圍第1項所述之無線感測照明系統，更包含：一行動通訊裝置，該感測模組更包含一第四無線通訊單元，並藉由該第四無線通訊單元與該行動通訊裝置建立無線通訊。
10. 如申請專利範圍第1項所述之無線感測照明系統，其中該感測單元包含一光感測器或一遠紅外線感測器。