TWM544166U - 具有無線接入功能的照明設備 - Google Patents

Description

具有無線接入功能的照明設備

本創作係涉及一種照明設備，更詳而言之，係指一種具有無線接入功能的照明設備。

當代人們的生活每時每刻都離不開行動通訊，隨著行動通信系統的不斷發展，無線信號的覆蓋需求也逐漸精細化。然而城市規模越來越大，且建築物高低不一，容易產生信號盲區。另一方面，隨著智慧型設備的應用範圍越來越廣泛，因此要求行動網路能夠承載更多的數據流量，特別是針對密集區、重要商業區等區域，不但需要網路無縫覆蓋，更需要針對信道容量進行擴容。而上述所提及的信號無輻射盲區，信號弱區以及信號容量不足的區域均可通過建設小型的通訊基站（即微基站）來解決，且微基站具有體積小、功率小、建設快、投資少等優點，已然成為了行動通訊運營商的優選方案。此外，根據統計，大部分的數據業務流量係發生於室內，因此業界亦提出了透過建設小型基站來針對室內環境進行深度覆蓋的解決方案。

然，由於居民對於基站輻射持有恐懼心理，傳統建設於樓頂的小型基站越來越多的因被投訴而搬遷，加之可供通訊運營商建設基站的城市公共用地日益減少，因此，給小型基站建設的選址帶來了極大的困難。

現有的公共照明資源，例如設立於馬路、步行道兩側的路燈，或設立於大型公共場所（例如公園、圖書館）的照明設備，由於其遍布於城市的各個角落，並具有覆蓋面廣以及佈設均勻，且均安裝於一定高度等特點，可完全滿足微基站對於佔用空間、分佈密度、建設高度以及配電等各方面的建設需求，已然成為了微基站建設最理想的棲息地。

有鑑於上述，如何針對現有的公共照明設備進行改建，以使其在維持原有照明功能的基礎上，亦能作為一小型基站以滿足行動通訊的需求，即為本案待解決的技術課題。

鑒於上述先前技術之種種問題，本創作之主要目的在於提供一種具有無線接入功能的照明設備，可為近端設備與遠端設備之間提供數據資料的交換與處理。

本創作之另一目的在於提供一種具有無線接入功能的照明設備，以克服當前存在的基站選址困難的問題。

本創作之又一目的在於提供一種具有無限接入功能的照明設備，係將行動通訊基站與現有的照明設備進行資源整合，以節約基站的建設成本，並提高公共資源的利用率。

為達到上述目的以及其他目的，本創作提供一種具有無線接入功能的照明設備，係為至少一近端設備與一遠端設備之間提供數據資料的交換與處理，該照明設備包括一燈架、一承載體、一無線接入單元、一天線、以及一聯網設備。該燈架係包含一燈具以及一支撐桿，該支撐桿係對該燈具提供支撐；該承載體，用於對該支撐桿提供承載；該無線接入單元係設置於該燈具上，用於為該至少一近端設備提供無線接入服務，而與該近端設備無線通訊傳輸；該天線用於提供該無線接入單元與該近端設備之間的無線通訊傳輸；而該聯網設備係分別連通該無線接入單元與該遠端設備，而為該至少一近端設備與該遠端設備之間提供數據資料的交換與處理，其中，該天線與該聯網設備係分別或同時設置於該燈具、該支撐桿、及該承載體之其中任一者上。

較佳者，於上述的照明設備中，該天線還提供該聯網設備與該遠端設備的無線通訊傳輸。

較佳者，於上述的照明設備中，該天線係為設置於該燈具內表面或外表面的薄型天線，俾藉由該燈具對該天線提供保護與遮蔽。

較佳者，於上述的照明設備中，該照明設備還包括用於罩覆該天線的一天線外罩體，該天線外罩體係設置於該燈具、該支撐桿、及該承載體之其中任一者上，俾對該天線提供保護與遮蔽，且該天線外罩體係為非金屬罩體；該天線外罩體係具有一天線外罩門，俾可開啟以對所罩覆的天線提供維護或安裝。

較佳者，於上述的照明設備中，還包括用於罩覆該聯網設備的一設備外罩體，該設備外罩體係設置於該燈具、該支撐桿、及該承載體之其中任一者上，俾對該聯網設備提供保護與遮蔽，且該設備外罩體係具有一設備外罩門，俾可開啟以對所罩覆的聯網設備提供維護或安裝。

較佳者，於上述的照明設備中，該承載體係為燈柱體及牆體之其中一者。

較佳者，於上述的照明設備中，該聯網設備係包括相互連接之一數據傳輸單元及一數據交換單元；該數據傳輸單元係提供與該遠端設備之間進行數據傳輸；該數據交換單元係連接該無線接入單元與該數據傳輸單元，俾為該無線接入單元與該數據傳輸單元之間提供數據交換處理。

較佳者，於上述的照明設備中，該燈具係為LED燈具。

綜上所述，本創作之具有無線接入功能的照明設備，透過於燈具上設置無線接入單元，同時於該照明設備的燈具、支撐桿或承載體上設置連接該無線接入單元的聯網單元，以將該照明設備作為一小型基站而為近端設備與遠端設備之間提供數據資料的交換與處理，此設計不僅能克服當前基站選址困難的問題，更可直接利用現有的照明設備資源進行改造，以將行動通訊基站與公共照明資源進行整合，從而節約基站的建設成本及建設週期。再者，該基於照明設備所建立的通訊基站還可縮短信號接入的距離，對於無線接入點的發射功率的要求亦可降低，因而還可減少電磁輻射造成的傷害。

以下內容將搭配圖式，藉由特定的具體實施例說明本創作之技術內容，熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本創作之其他優點與功效。本創作亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用。本說明書中的各項細節亦可基於不同觀點與應用，在不背離本創作之精神下，進行各種修飾與變更。尤其是，於圖式中各個元件的比例關係及相對位置僅具示範性用途，並非代表本創作實施的實際狀況。

有鑑於現有公共照明設備所具有之覆蓋面廣、分佈均勻且間隔距離較短，以及照明設備均安裝於一定高度等特徵，本創作提出了一種將微基站與現有的公共照明資源進行整合，以使公共照明設備在維持原有照明功能的基礎上，亦可作為一小型基站（例如功率小於5W的行動基站，亦或是一無線熱點AP），提供數據資料的交換與處理，從而滿足行動通訊之服務需求。

圖1至圖11分別顯示了本創作之具有無線接入功能之照明設備10的各種實施態樣。圖12則用以說明本創作之照明設備10為近端設備20以及遠端設備30之間提供數據資料的交換與處理的基本框架圖。其中，近端設備20係例如為手機、平板電腦或筆記型電腦之類的行動終端設備，而遠端設備30則例如為雲端伺服器之類的大型伺服終端。

本創作之照明設備10係例如為馬路或人行道兩側的路燈或者大型公共場所之步道兩側的路燈等照明設備，其主要由一燈架11以及一承載體12所構成，其中，燈架11係包含一燈具111以及一支撐桿113。燈具111係為內部安裝有例如燈管的發光元件，較佳者，係為LED燈具，更佳者係為一種低溫LED燈具，其外殼溫度在通風良好的環境下通常處於45攝氏度左右（請容後詳述）。支撐桿113係用於對燈具111提供支撐。承載體12用於架設燈架11，也就是對支撐桿113提供支撐，進而承載燈具111於其上。於本案的實施例中，承載體12係指用於架設路燈的燈柱體（如圖1至圖4所示的實施例），抑或是用於架設廊燈、過道燈的牆體（如圖5至圖9所示的實施例），然並不僅限於此，其他可架設燈架11之各形態的承載體12均適用於本案。

本創作之具有無線接入功能的照明設備10還包括有一無線接入單元13、一天線14、以及一聯網設備16，其中，無線接入單元13係設置於該燈具111上，用以為該至少一近端設備20提供無線的接入服務，俾與近端設備20之間進行無線通訊傳輸。承上所述，由於本案係採用低溫LED燈具作為照明單元，故可將無線接入單元13直接設置於燈具111上，而無需另外安裝固定支架來設置無線接入單元13，因而減少了工程成本的支出，且不會因為燈具111在工作過程中產生過多的熱量而造成無線接入單元13的損壞。此外，該設置於燈具111上方的無線接入單元13亦具有很好的隱蔽性，可較佳地保持原有照明設備10的外觀不受破壞。再者，為達到良好的照明效果，燈具111的設置一般係具有一定的高度，因此設置於燈具111上方的無線接入單元13亦可滿足無線訊號發射對於高度的設置需求，可謂一舉多得。天線14主要用於提供無線接入單元13與近端設備20之間的無線通訊傳輸。此外，天線14還可提供聯網設備16與遠端設備30之間的無線通訊傳輸。聯網設備16係分別連通無線接入單元13與遠端設備30，進而實現近端設備20與遠端設備30之間的數據資料的交換與處理，以使照明設備10同時具有照明以及行動通訊之功能。具體而言，如圖12所示，聯網設備16係由相互連接之一數據傳輸單元161及一數據交換單元163所組成，其中，數據傳輸單元161係提供與遠端設備30之間進行藉由有線（例如各類型的數位用戶線路或混合光纖同軸電纜）或無線（例如長期演進技術或微波）之方式進行數據傳輸，而數據交換單元163係連接無線接入單元13與數據傳輸單元161，俾針對無線接入單元13與數據傳輸單元161提供數據的交換處理。

需說明的是，於本創作中，天線14與聯網設備15係可依照實際的需求而分別或同時設置於照明設備10的燈具111、支撐桿113、或承載體12上。舉例而言，於圖1所示之第一實施例中，可將天線14與聯網設備16以疊置方式同時設置於燈具111上；於圖2所示之第二實施例中，天線14係設置於燈具111上而聯網設備設備16設置於支撐桿113；於圖3所示之第三實施例中，係將天線14設置於支撐桿113而將聯網設備16設置於燈具111上；於圖4所示之第四實施例中，係將天線14與聯網設備16同時並列設置（疊加設置亦可，未予圖示）於支撐桿113上；於圖5所示之第五實施例中，天線14與聯網設備16係以疊加方式同時設置於承載體12上；於圖6所示之第六實施例中，聯網設備16係設置於燈具111上，而天線14係設置於承載體12上；於圖7所示之第七實施例中，聯網設備16係設置於支撐桿113上，而天線14係設置於承載體12上；於圖8所示之第八實施例中，天線14係設置於支撐桿113上，而聯網設備16則設置於承載體12上；於圖9所示之第九實施例中，天線14係設置於燈具111上，而聯網設備則16係設置於承載體12上。

此外，於本案之較佳實施例中，天線14更可選用一薄型天線14A/14B而直接貼附於燈具111的內表面或外表面上（如圖10及圖11所示），並藉由燈具111對薄型天線14A/14B提供保護與遮蔽，且提高了薄型天線14A/14B設置的隱蔽性，亦可同時滿足小功率行動基站的硬體配置需求。

而針對如圖1至圖9所示之普通型的天線14，本創作之照明設備10復可為其提供一天線外罩體15，用以罩覆天線14俾對其提供保護與遮蔽，且天線外罩體15係隨天線14而可選擇設置於燈具111、支撐桿113、及承載體12之其中一者上。為不影響天線14的正常運作，天線外罩體15係設計為一非金屬罩體。較佳者，如圖1所示，於天線外罩體15上復設置有一可開啟的天線外罩門151，俾方便工程人員針對天線外罩體15所罩覆的天線14提供維護或安裝操作。

請繼續參閱圖1至圖9，本創作亦提供有一用於罩覆聯網設備16的設備外罩體17，俾對聯網設備16提供保護與遮蔽。同樣地，設備外罩體17亦可隨聯網設備16而選擇設置於燈具111、支撐桿113、及承載體12之其中一者上。且較佳者，設備外罩體17亦復具有一設備外罩門171（如圖1所示），其可開啟以方便工程人員對其所罩覆的聯網設備16提供維護或安裝操作。

綜合上述，本創作之具有無線接入功能的照明設備，通過於傳統的公共照明設備上架設無線接入單元以及聯網單元，俾使照明設備在維持原有照明功效的基礎上，亦可作為一小型基站而提供行動通訊服務，藉以克服當前基站選址困難的問題，且可有效利用現有公共資源，以減少基站的建設成本。此外，該無線接入單元以及聯網單元可按實際需求而選擇分別或同時設置於照明設備的燈具、支撐桿或承載體上，具有施工靈活的優點。再者，基於公共照明設備所建設的基站由於設置間隔的距離較短（通常為2到30公尺），因而可相應地縮短信號接入的距離，此分佈密度可降低對於無線接入點的發射功率的要求，故能有效減少電磁輻射所造成的環境污染。

上述實施例僅例示性說明本創作之原理及功效，而非用於限制本創作。任何熟習此項技術之人士均可在不違背本創作之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與改變。因此，本創作之權利保護範圍，應如本創作申請專利範圍所列。

10‧‧‧照明設備
11‧‧‧燈架
111‧‧‧燈具
113‧‧‧支撐桿
12‧‧‧承載體
13‧‧‧無線接入單元
14、14A、14B‧‧‧天線
15‧‧‧天線外罩體
151‧‧‧天線外罩門
16‧‧‧聯網設備
17‧‧‧設備外罩體
171‧‧‧設備外罩門
20‧‧‧近端設備
30‧‧‧遠端設備

圖1至圖11係用以說明本創作之具有無線接入功能的照明設備的第一至第十一實施例構造圖；

圖12為說明本創作之照明設備為近端設備以及遠端設備之間提供數據資料的交換與處理的基本框架圖。

10‧‧‧照明設備

11‧‧‧燈架

111‧‧‧燈具

113‧‧‧支撐桿

12‧‧‧承載體

13‧‧‧無線接入單元

14‧‧‧天線

16‧‧‧聯網設備

Claims (10)

1. 一種具有無線接入功能的照明設備，係為至少一近端設備與一遠端設備之間提供數據資料的交換與處理，該照明設備包括： 一燈架，係包含一燈具以及一支撐桿，該支撐桿係對該燈具提供支撐； 一承載體，用於對該支撐桿提供承載； 一無線接入單元，其設置於該燈具上，用於為該至少一近端設備提供無線接入服務，而與該近端設備無線通訊傳輸； 一天線，提供該無線接入單元與該近端設備之間的無線通訊傳輸；以及 一聯網設備，係分別連通該無線接入單元與該遠端設備，而為該至少一近端設備與該遠端設備之間提供數據資料的交換與處理，其中，該天線與該聯網設備係分別或同時設置於該燈具、該支撐桿、及該承載體之其中任一者上。
2. 如申請專利範圍第1項所述之照明設備，其中，該天線還提供該聯網設備與該遠端設備的無線通訊傳輸。
3. 如申請專利範圍第1項所述之照明設備，其中，該天線係為設置於該燈具內表面或外表面的薄型天線，俾藉由該燈具對該天線提供保護與遮蔽。
4. 如申請專利範圍第1項所述之照明設備，其中，該照明設備還包括用於罩覆該天線的一天線外罩體，該天線外罩體係設置於該燈具、該支撐桿、及該承載體之其中任一者上，俾對該天線提供保護與遮蔽。
5. 如申請專利範圍第4項所述之照明設備，其中，該天線外罩體係為非金屬罩體；該天線外罩體係具有一天線外罩門，俾可開啟以對所罩覆的天線提供維護或安裝。
6. 如申請專利範圍第1項所述之照明設備，還包括用於罩覆該聯網設備的一設備外罩體，該設備外罩體係設置於該燈具、該支撐桿、及該承載體之其中任一者上，俾對該聯網設備提供保護與遮蔽。
7. 如申請專利範圍第6項所述之照明設備，其中，該設備外罩體係具有一設備外罩門，俾可開啟以對所罩覆的聯網設備提供維護或安裝。
8. 如申請專利範圍第1項所述之照明設備，其中，該承載體係為燈柱體及牆體之其中一者。
9. 如申請專利範圍第1項所述之照明設備，其中，該聯網設備係包括相互連接之一數據傳輸單元及一數據交換單元；該數據傳輸單元係提供與該遠端設備之間進行數據傳輸；該數據交換單元係連接該無線接入單元與該數據傳輸單元，俾為該無線接入單元與該數據傳輸單元之間提供數據交換處理。
10. 如申請專利範圍第1項所述之照明設備，其中，該燈具係為LED燈具。