TWI797854B - 照明裝置及其控制裝置之通訊方法 - Google Patents

Abstract

本創作係揭示一種照明裝置及其控制裝置之通訊方法，除了具有人工智慧辨識達成個人化的調光功能，也能滿足智慧建築的網路佈建架構，更能使照明裝置成為其他物聯裝置傳遞資訊的節點。

Description

照明裝置及其控制裝置之通訊方法

本創作揭示一種智慧調光的照明裝置、無線通訊與訊號中繼裝置，應用人工智慧的控制裝置及通訊方法。

建構智慧住宅資訊流的解決方案中，先前即有利用照明裝置，以其安裝位置和數量上的特色，作為資訊傳遞的網路節點。近幾年來照明裝置使用發光二極體作為省電燈具和智慧調光的應用，更是能透過物聯網，完成更方便的燈光控制。此外，在數位化的智慧時代，一些如電視、空調、冰箱等家用電器，都能由遠端利用網路資料傳輸以進行通訊與控制，成為物聯裝置。先前即有相關的技術，將照明裝置作為網路的節點，相關的技術如：專利文獻1，中華民國專利公告號I468043，「燈源為基礎的物聯網」，將燈源及燈座作為通訊的節點、路由器與通信閘，以建構物聯網通訊的架構。

專利文獻2，中華民國專利公告號M602650，「智慧節能燈」，在燈座中有IoT連線模組，能夠連結智慧行動裝置，將使用者的使用情境和習慣，經由雲端人工智慧的學習與運算，完成自動節能的燈具控制。

專利文獻3，中華民國專利公告號I710731，「通信裝置、無線通信裝置、照明裝置、照明系統、通信方法及記憶程式之記憶媒體」，提出通訊裝置不與照明裝置配對的情況下的照明裝置控制方法。

然而，以專利文獻1中的燈座，係使用藍牙或WiFi技術主從節點的通訊模式。當室內的電視、冰箱與電器用品在聯網的時候必須與特定的燈座配對，亦即與主節點綁定，建構一對一的通訊。一旦前述的電器，因為生活需求而轉換擺設的位置而發生訊號屏蔽；或燈座中的通訊模組故障，都需要進行主從節點的重新配對。

專利文獻2主要提供了一個智慧節能的使用情境，但對於同區域的照明連動控制或是不同區域的照明管理，並沒有群組控制的解決方案。

專利文獻3在應用時，須透過記憶程式與記憶媒體，才能確認於配對設定前照明裝置與通信裝置是否可進行通信，並不適合物聯網多對多的通訊連結。

因此，本創作的目的在於揭示一種照明裝置及其控制裝置之通訊方法，除了具有人工智慧辨識達成個人化的調光功能，以及語音控制的人性化介面，同時也能滿足智慧建築的網路佈建架構，使照明裝置成為其他物聯裝置傳遞資訊的節點。為了達成上述目的，本創作的通訊方法包含如下步驟：在佈建時，照明裝置和物聯裝置都會與控制裝置分別完成一對一的配對並建立連結，並由控制裝置分別指派配對的照明裝置和物聯裝置一個各裝置專用且不重複的裝置代碼。控制裝置本身也有裝置代碼，並且和配對的裝置在建立連結後 交換相關的訊息，以完成加入無線廣播鏈結網路的入網程序。進而，控制裝置、物聯裝置與照明裝置之間，在不進行配對的狀態下，以無線電波發送廣播訊號，該訊號中含有目的地裝置的裝置代碼。所述之廣播訊號在被目的地裝置收聽後，該目的地裝置將執行廣播訊號中的指令。

又，為了達成上述目的，所述的照明裝置，在收聽廣播訊號之後，若廣播訊號中的裝置代碼和該照明裝置被指派的裝置代碼不同，則將收聽到的廣播訊號再廣播。

又，為了達成上述目的，所述的物聯裝置與控制裝置所發送的廣播訊號中包含有目的地裝置代碼，和廣播參數、控制指令、或控制參數中任何一項以上的訊息。

又，為了達成上述目的，所述的控制裝置能夠依照上述0009、0010和0011的通訊方式，將色溫和亮度的設定參數，以廣播發送給一個或多個所述之照明裝置，以實現智慧照明裝置的控制功能。

又，為了達成上述目的，所述的控制裝置能夠以使用者的生物特徵作為身份的驗證方式，做成個人化的設定，並以0012的方法調整相關的照明裝置。

10:控制裝置

11:照明裝置

12:照明裝置一

13:物聯裝置一

14:物聯裝置二

15:物聯裝置三

20:使用介面

21:第一微處理器

22:第一通訊模組

23:第一電源模組

24:發光模組

25:第二微處理器

26:第二通訊模組

27:第二電源模組

S1:步驟

S2:步驟

S3a:步驟

S3b:步驟

S4:步驟

S5:步驟

S6:步驟

S7:步驟

S8:步驟

S9:步驟

S10a:步驟

S10b:步驟

S11:步驟

圖1為控制裝置與照明裝置之通訊系統方塊圖

圖2為無線廣播鏈結網路入網程序流程圖

圖3為第一實施例之操作示意圖

圖4為第二實施例之操作示意圖

圖5為第二實施例之另一操作示意圖

圖6為第三實施例之操作示意圖

圖1為控制裝置與照明裝置之通訊系統方塊圖。其中控制裝置10中，包含有一第一微處理器21，所述第一微處理器21分別電性連接一使用介面20，和一第一通訊模組22；控制裝置10中另有一第一電源模組23，所述第一電源模組23分別提供第一微處理器21、使用介面20和第一通訊模組22所需之工作電源。另，如圖1的照明裝置11中，包含有一第二微處理器25，所述第二微處理器25分別電性連接一發光模組24和一第二通訊模組26；照明裝置11中另有一第二電源模組27，所述第二電源模組27分別提供第二微處理器25、發光模組24和第二通訊模組26所需之工作電源。

請參閱圖1和圖2，在佈建時，照明裝置11中的第二通訊模組26先依S1發出廣播訊息尋求連線。控制裝置10收聽到廣播訊息之後，會如S2將照明裝置11的相關資訊，於使用介面20上顯示，請求使用者授權。若使用者不同意連線請求，則如S3a，照明裝置11繼續執行S1；若使用者同意，則在使用介面20上執行S3b，將照明裝置11加入控制的清單。進而控制裝置10執行S4，即透過第一通訊模組22與照明裝置11完成配對後，進一步建立連線，以執行入網的程序。此時，如S5，控制裝置10中的第一微處理器21將產生一個新的裝置代碼，並傳輸給照明裝置11中的第二微處理器25。接著如S6，交換訊息。在第二微處理器25確認接收裝置代碼後，即完成廣播鏈結的入網程序，同時中斷配對 的連結，如S7。照明裝置11將進到廣播模式S8，此時廣播的封包中含有入網標籤。控制裝置10掃描到含有入網標籤的廣播訊號，如S9。若使用者要將照明裝置11保留在控制清單中則執行S10a，照明裝置11則依設定的時間間隔，重複S8；若使用者要將照明裝置11移出控制清單，則執行S10b，控制裝置10將執行S11，即與照明裝置11配對建立連線後，移除照明裝置11的裝置代碼，使照明裝置11回到S1發出尋求連線的廣播訊號。

使用者可以透過控制裝置10更改照明裝置11的開關狀態和設定。例如使用者可以在使用介面20上，設定立即將照明裝置11的燈光開啟並調成特定的色溫。使用者完成設定後，第一微處理器21即將相關的設定編譯成廣播訊號，該廣播訊號的內容包含有照明裝置11專用的目的地裝置代碼，以及廣播參數、開燈的控制指令，和燈光的控制參數等至少一項以上的參數。當照明裝置11收聽到該廣播訊號之後，由第二微處理器25確認廣播訊號內含的目的地裝置代碼和被指派的裝置代碼相同，則執行該廣播訊號中開燈的指令，亦即控制指令，並由發光模組24調整燈光的參數，亦即控制參數。所述廣播訊號中的控制參數，可以為特定時間不同的色溫設定。例如用餐是比較偏黃的暖色；閱讀是比較偏冷的白光，並且能夠依照使用者輸入的情境變換或是定時自動變換。控制裝置10也能送出包含有照明裝置11專用的目的地裝置代碼，和關燈的控制指令，以關閉照明裝置11的燈光。

圖3為本創作的第一實施例之操作示意圖，其中控制裝置10為一智慧型手機；為裨益說明，圖3中照明裝置一12與圖1中照明裝置11為不同態樣、相同電性結構的照明裝置。照明裝置11和照明裝置一12與控制裝置10已先完成圖2之廣播鏈結的入網程序。當使用者欲變更照明裝置一12的燈光設定 時，控制裝置10將發出含有照明裝置一12專屬的裝置代碼之廣播訊號。若該廣播訊號由照明裝置11先接收，經過判定與照明裝置11的裝置代碼不同，則照明裝置11會將該廣播訊號重新廣播。若由照明裝置一12截收該廣播訊號，經過判定與所指派的裝置代碼相同，則會執行該廣播訊號中的指令與參數，更改燈光的設定。若調整的燈光參數相同時，控制裝置10也能夠在廣播訊號中同時發送包含照明裝置11和照明裝置一12兩個裝置代碼，進行同時間多裝置的控制。

進一步的，使用者可以用智慧型手機作為控制裝置10，使用介面20包含觸控螢幕、指紋掃描模組和影像擷取模組，以應用程式APP讀取使用者的容貌或指紋作為生物特徵，成為個人化的辨識工具，然後儲存個人化的喜好，如色溫和亮度的燈光設定，在下次使用完成身份驗證後，由控制裝置10發送相對應的控制參數給照明裝置11。更進一步的，控制裝置10可以是具有第一通訊模組22和使用介面20的鏡子；或是以觸控螢幕和指紋辨識模組組合成使用介面20的遙控器，一樣都能達成本實施例的成效。

進一步的，使用介面20除了包含所述的觸控螢幕、指紋掃描模組和影像擷取模組之外，也能再包含一個語音輸入模組，使用者即可用語音作為控制照明裝置的輸入方法。例如使用者說：「打開客廳的燈」，控制裝置10，經過語音資料的演算和比對，確認「打開」和「客廳」之關鍵字，就會發出開燈的廣播訊號，該訊號含有裝設在客廳區域之所有照明裝置的裝置代碼。

又，本實施例中的照明裝置11，在0018中重新廣播所截收的廣播訊號之前，除了檢查目的地裝置代碼之外，同時會檢查廣播參數。該廣播參數包含有該訊號完成再廣播的次數，和再廣播次數之設定次數。廣播訊號由控制裝置與物聯裝置生成的時候，會同時設定再廣播次數的設定次數，並且將完 成再廣播的次數預設值設為0。照明裝置11會從廣播參數中確認該訊號完成再廣播的次數是否達到設定次數；若低於設定次數，則進行再廣播，同時將廣播參數中，完成再廣播的次數加1才送出訊號；如果達到設定次數，則不進行再廣播，以降低訊號碰撞的機率。

圖4為本創作第二實施例之操作示意圖。其中控制裝置10為一智慧型手機；物聯裝置一13係與照明裝置一12電性連動之具有通訊功能的光感測器。照明裝置一12，和物聯裝置一13都已經完成圖2之廣播鏈結的入網程序，並由控制裝置10指派各自的裝置代碼。物聯裝置一13係感測室內亮度，若即時的亮度達到開燈或關燈的觸發條件，物聯裝置一13即可發送內含控制裝置10之裝置代碼的廣播訊息，由控制裝置10接收後，經由應用程式APP預先的設定，再另外傳送含有照明裝置一12之裝置代碼及開燈或關燈之控制指令的廣播訊號。圖5為本第二實施例之另一操作示意圖，即在物聯裝置一13入網的程序中，控制裝置10將與物聯裝置一13電性連動的照明裝置一12之裝置代碼、控制指令與控制參數傳送給物聯裝置一13，當物聯裝置一13感測到觸發條件時，即發送含有照明裝置一12之裝置代碼控和制指令與控制參數的廣播訊號，以變更照明裝置一12的燈光狀態。

圖6為本創作第三實施例之操作示意圖。其中包含控制裝置10、照明裝置一12、物聯裝置二14與物聯裝置三15。物聯裝置二14為一具有通訊功能的溫度感測器；物聯裝置三15為與物聯裝置二14連動之具有通訊功能的空調設備。照明裝置一12、物聯裝置二14、和物聯裝置三15先後依照圖2之廣播鏈結的入網程序，並取得各自的裝置代碼完成入網；且控制裝置10在入網的程序中取得物聯裝置三15的控制指令與控制參數，並轉送給連動的物聯裝置二14物 聯裝置三15的裝置代碼和其控制指令與控制參數。當物聯裝置二14啟動發送含有物聯裝置三15之裝置代碼的廣播信號，和開啟空調的控制指令和降低溫度的控制參數，因為通訊距離的關係，而由照明裝置一12截收；經過照明裝置一12判斷，該廣播訊息的目的地裝置代碼與其本身的裝置代碼不符，而且再廣播的次數未達到預設值，隨即將該廣播訊號重新廣播。當該廣播訊號由物聯裝置三15接收後，物聯裝置三15則執行該廣播訊號中的控制指令與控制參數，開啟空調並降低溫度。如此說明了本創作所揭示的照明裝置，能夠當作其他物聯裝置之訊號傳遞或中繼的節點。

此外，其他的控制裝置，也能如圖2之無線廣播鏈結網路的入網程序，被指派一個裝置代碼，並且能夠在資料交換的過程中從原本的主控制裝置取得其他已入網裝置的裝置代碼，而成為從控制裝置，執行後續新增裝置之廣播鏈結的入網程序。

如上實施例所述，本創作所揭示的照明裝置及控制裝置與通訊方法確能改善先前的技術，達到智慧照明控制的使用功效，同時提供一個多點對多點的物聯網通訊架構。

10:控制裝置

11:照明裝置

20:使用介面

21:第一微處理器

22:第一通訊模組

23:第一電源模組

24:發光模組

25:第二微處理器

26:第二通訊模組

27:第二電源模組

Claims (10)

1. 一種照明裝置及其控制裝置之通訊方法，其中所述控制裝置係以無線連結方式，指派照明裝置與其他欲入網之物聯裝置，入網之裝置代碼；並且交換相關的訊息，以完成入網程序；入網之控制裝置、物聯裝置與照明裝置之間，即以無線電波發送廣播訊息；該廣播訊息中含有該訊息發送裝置入網被指派之裝置代碼，和該訊息之目的地裝置的裝置代碼；所述之照明裝置即能接收並轉發，由該控制裝置和該入網之物聯裝置和其他照明裝置所發送之無線廣播訊息。
2. 如請求項1中的照明裝置及其控制裝置之通訊方法，其中入網的照明裝置和控制裝置與其他入網的物聯裝置之間所傳送的廣播訊息，包含有廣播參數、控制指令、或控制參數中，任一項以上的訊息。
3. 如請求項1中的照明裝置及其控制裝置之通訊方法，其中控制裝置可於將物聯裝置加入通訊網路的程序中，取得該物聯裝置的控制指令與控制參數。
4. 如請求項1中的照明裝置及其控制裝置之通訊方法，其中控制裝置能同時控制一個以上之照明裝置的工作狀態。
5. 如請求項1中的照明裝置及其控制裝置之通訊方法，其中控制裝置能夠將另一個控制裝置加入無線廣播鏈結網路成為從控制裝置。
6. 如請求項1中的照明裝置及其控制裝置之通訊方法，其中照明裝置可接收物聯裝置訊號，以調整該照明裝置的工作狀態。
7. 一種控制裝置，該控制裝置包含有一第一通訊模組，和一使用介面，該使用介面包含觸控螢幕模組、指紋掃描模組、影像擷取模組和語音輸入模組，與一第一微處理器；其中，在建構裝置入網時，使用者係藉由該控制裝置之使用介面執行同意步驟，該控制裝置即與欲入網的裝置建立無線連結，並指派欲入網裝置，入網之裝置代碼；在傳遞訊息時，控制裝置即以廣播方式傳送發訊息。
8. 如請求項7中的控制裝置，該控制裝置能辨別使用者的容貌、指紋和聲音之任一項以上的使用者生物特徵，並依照不同的辨識結果，以無線廣播方式發出控制訊息。
9. 一種照明裝置，該照明裝置包含有一發光模組，和一第二通訊模組，與一第二微處理器，其中該第二微處理器分別電性相連該發光模組和該第二通訊模組；該照明裝置能夠接聽並轉發帶有可辨識裝置代碼之物聯裝置，和控制裝置，與其他照明裝置，之任一種裝置所傳送的無線廣播訊息。
10. 如請求項9中的照明裝置，其中該照明裝置將執行所接收的無線廣播訊息中，該訊息目的地地址與該照明裝置之裝置碼相同的廣播訊息的內容。

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