WO2007124656A1

WO2007124656A1 - Système de gestion de sous-zone et procédé de gestion d'éclairage électrique séparé par répéteur de démarcation

Info

Publication number: WO2007124656A1
Application number: PCT/CN2007/000878
Authority: WO
Inventors: Chia-Yi Hsu
Original assignee: Chia-Yi Hsu
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2007-11-08
Also published as: US8217764B2; CN101064978B; US20090085499A1; CN101064978A

Description

以划界中继器区隔的电照'明分区控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种电照明控制系统，包括控制方法及其装置，具体地，本发明涉及一种适用于有多个房间或区域、需要各别独立控制的照明控制系统。所谓房间是指任何供人活动的空间，所谓区域是指一房间内的部分空间或房间的外围。

^ 京技术

随着电子元器件及电子控制技术的进步，电照明工艺已经成功发展为数字化的控制系统，其中以 IEC 6 0 9 2 9 ( 2 0 0 3 ) 所规范的数字可寻址灯光接'口 (Digital Addressable Lighting Interface , 在欧美简称 DALI) 最具代表性。这原是一个以萤光灯调光控制为目的的规范，但是由于其可靠、简单、价格合理而逐渐发展成覆盖所有电照明系统的控制系统,。尤其是面对世界性的能源与环保问题，节能技术曰益重要，可以自动化控的照明系统，也渐渐成为必要。

数字化的电照明控制系统最初都是计算器技术的延伸，利用网络等串行总线传输控制信息进行控制的照明控制系统，其功能固然很强，但价格却太高而不合理，因而受到限制，仅应用于一些特别用途而无法普及。

数字可寻址灯光接口系统，是在欧洲发展成功，再逐渐被世界接受。其其架架构构基基本本上上是由总线电源供应器、至少一个控制器及具备数字可寻址灯光接口的灯具控制器组成。每一数字可寻址灯光接口回路能控制最多 6 4 个独立灯具，在初始设定时，每一灯具控制器均被指定一地址代号。根据此地址，系统能够对每一灯具个别下达指令。但是，在实际应用时，灯具宜先分组，将此组别数据存入各灯具的内存中之后，如欧洲专利 ΕΡ 9 0 1 0 0 4 6 5 . 6 所示，便可直接以组别为对象下达指令。一个回路可以设定最多 1 ⁶ 个组（ Q - 1 ⁵ )，每一灯具可以同时归属于数个组，但是，这要看实际系统而定， '有些产品只允完景组.

许设定一个组。

成、、

组的运用是非常方便且重要的，例如每一房间至少是一个组，这样，控制器才能对该房间整体进行单 ¾控制，该房间中的控制器亦须预先设定其控制组别如此才能正确下达指令而不会絮乱。再如一个场到有

办公室，假设一不

其包括数个房间及一个会议室。为了符合节能的要求灯景些同 8

每一房间必须能单独控制，使能在无人时自动关闭照明或降低亮度每一房间的灯光若欲单独控制，就必须单独赋予一个组代号与此房间相关的控制器、传感器也须设定相同的组代号。会议室中的灯光则可能至少需要分成 3 个组，例如讲台上方、会议桌上方，及两侧壁灯各为一组，以适应演说、议事、多媒体放映、演示文稿等不同的需要。为方便对每一组灯光直接下达指令，每一房间可装设专用的组控制器，只要按下组控制器的组别按键，该组灯具便会接受指令，当然这些关连性必须经过预先设定，否则控制器与被控制的灯具便无法连系。控制器的分组方法可参考德国专利 DE 4 3 2 7 8 0 9 . 4 , 一般常见的组控制器有 4个组别选择键。 '

分组完成之后可以将各组灯光分别调节至适当亮度形成一整体灯光场景场所，例如多功能会议室，可能需要数个不同的灯光场以适应的需要。为了避免经常调整的困扰，可利用灯光场景控器将每光场景相关的组别、等数据预存在内存中，使用时须按下选择键便可招回原先的设定，常见的灯光场景控制器一般有 4 个场景键可供选择。

字可光接口系统的可寻址能力是其特色，整个系统的分景设光都以此为基础。但是其初始设定分组、设定场

定亮度的工作有时会非常繁复，需要专业人员和专用工具才能一个数字可寻址灯光接口系统回 ·路，可以有 6 4个控制器，每控制器都有其个别地址 (传感器也是一种控制器），每一控制器的控制对象均须预先设定。经由实际应用经验显示，一个数字可寻址灯光接口回路，其灯具只能最多分成 1 6个组，实际上经常是不够用的，因而形成一种限制。例如：当房间数多一点或灯光场景复杂 "~ '点时，便无法应付，而必须增加另一个回路。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种以划界中继器区隔的电照明分区控制系统及控制方法，使照明灯具与各种控制器传感器的布局极富弹性，对于电照明的控制提供了方釋性和容易操作性，使照明节能和灯光场景效果的控制更易实现。

本发明是一种以划界中继器区隔的电照明分区控制系统，其特征在于，其中包括：总线电源供应器，与市电连接，提供二相数字信息传输总线的直流电压及限制电流功能；

至少一个划界中继器，通过二相数字信息传输总线与总线电源供应器连接，以与上行总线建立联系，. 同时该划界中继器还需与市电连接，以提供下行总线的总线电源；

系统控制器，与二相数字信息传输总线连接，该系统控制器与二相数字信息传输总线形成传输路径，根据系统指令控制传输信息总线上的电位将系统指令向全系统广播；

至少一个区间控制器，与二相数字信息传输总线连接，根据区间指令控制信息传输线上的电位；

至少一组灯具控制器，分别与二相数字信息传输总线连接以接收 ίΰ息指令，并接入市电，以根据指令信息控制照明灯；

该区间控制器、灯具控制器形成区间指令传输路径，以划界中继器为界，区间指令在此路径内有效。：

其中还包括至少一个控制传感器，与二相数字信息传输总线连接，根据发出的指令控制信息传输线上的电位。

其中控制传感器是人员传感器或光控传感器或定时器。

其中灯真控制器包括控制部分和照明灯。

其中系统控制器和区间控制器的控制指令分为单向系统指令或双向系统指令及区间指令。

其中控制指令以字节长度或字节内容分组，分为系统指令组和区间指令组。

其中划界中继器包括上行总线端、下行总线端。

其中划界中继器、系统控制器、区间控制器和其中的传感器具有碰撞识别检测功能。

其中划界中继器的数字信息处理装置包括译码及寄存内存装置，当接收信号进行中继时，对系统指令进行译码并寄存于内存装置中，在碰撞发生时，其译码与寄存工作亦不中止，并在时间延迟后进行重发。

其中数字信息处理装置中的中继控制器具有起始位后的最高位比对功能，用以辨识系统指令或区间指令。

本发明是一种以划界中继器区隔的电照明分区控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

启动电源，使系统处于待命状态；

系统控制器和区间控制器分别向二相数字信息传输总线发送指令，系统控制器发送系统指令，区间控制器发送区间指令；

划界中继器对系统指令进行中继，对区间指令进行截断

灯具控制器对系统指令区间指令进行接收信号及译码，实现对照明灯的控制。

其中控制系统的通信协议的控制指令分为单向系统指令或双向系统指令及区间指令。

其中划界中继器包括上行总线端、下行总线端。

其中划界中继器的数字信息处理装置包括译码及寄存内存装置，当接收信号进行中继时，对系统指令的译码及寄存工作与中继功能同时进行，在碰撞发生时，其译码与寄存工作亦不中止，并在时间延迟后进行重发。

其中数字信息处理装置中的中继控制器具有起始位后的最髙位比对功能，用以辨识系统指令或区间指令。

附图说明

为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合具体实施例及附图以进行详细说明，其中：

图 1 是本发明的系统结构示意图；

图 2 是划界中继器的结构示意图；

图 3 是灯具控制器装置的结构示意图；

图 4 是通讯协议的系统指令与区间指令波形图，其中图 4 一 1 为系统指令波形，图 4 一 2 为区间指令波形；

图 5 是本发明的实际布建结构示意图。

具体实施方式

请参阅图 1 所示，本发明是一种以划界中继器区隔的电照明分区控制系统，其特征在于，其中包括：

总线电源供应器 5 ，所述总线电源供应器与市电 1 连接，提供二相数字信息传输总线 2 的直流电压及限制电流功能；

至少一个划界中继器 6 ，所述至少一个划界中继器通过二相数字信息传输总线 2 与总线电源供应器 5 连接，以与上行总线 2 ' 建立联系（图 2 中），同时该划界中继器 6 还需与市电 1 连接，以提供下行总线 '2 " 的总线电源；其中划界中继器 6 包括一上行总线端 2 '、一下行总线端 2 "；其中划界中继器 6 的数字信息处理装置 6 1 包括译码及寄存内存装置，当接收信号进行中继时，对系统指令进行译码并寄存于内存装置中，在碰撞发生时，其译码与寄存工作亦不中止，并在时间延迟后进行重发；其中数字信息处理装置 6 1 中的中继控制器 6 3 具有起始位后的最高位比对功能，用以辨识系统指令或区间指令；

参阅图 1 ，系统控制器 7 与二相数字信息传输总线 2连接，该系统控制器 7 与二相数字信息传输总线 2 形成传输路径 9 ，根据系统指令控制传输信息总线上的电位将系统指令向全系统广播；其中系统控制器和区间控制器的控制指令分为单向系统指令或双向系统指令及区间指令；其中控制指令以字节长度或字节内容分组；

至少一个区间控制器 8 ，所述至少一个区间控制器与二相数字信息传输总线 2 连接，根据区间指令控制信息传输线上的电位；

至少一组灯具控制器 3 ('参阅图 3 )，其中灯具控制器 3 包括控制部分和照明灯。该灯具控制器 3 分别与二相数字信息传输总线 2 连接以接收信息指令，并接入市电 1 以根据指令信息控制照明灯；其中灯具控制器 3包括控制部分和照明灯；

该区间控制器 8 、灯具控制器 3 形成区间指令传输路径 1 0 , 以划界中继器 6 为界，区间指在此路径内有效。，

其中还包括一人员活动传感器 4 ，所述人员活动传感器与二相数字信息传输总线 2连接，根据发出的指令控制信息传输线上的电位。

其中划界中继器 6 、系统控制器 7 、区间控制器 8 和其中的传感器具有碰撞识别检测功能。. .

启动电源，使系统处于待命状态；

如图 1 所示，系统控制器和区间控制器分别向二相数字信息传输总线 2 发送指令，系统控制器发送系统指令 3 7 ，区间控制器发送区间指令 3 8 ；其中划界中继器 6 、系统控制器 7 、区间控制器 8 和其中的传感器具有碰撞识别检测功能；' 划界中继器 6 对系统指令进行中继而对区间指令进行截断； ' ，

如图 2所示，该划界中继器 6 包括一上行总线端 2 '、一下行总线端 2 " ;其中划界中继器 6 的数字信息处理装置 6 1 包括译码及寄存内存装置，当接收信号进行中继时，对系统指令的译码及寄存工作与中继功能同时进行，在碰撞发生时，其译码与寄存工作亦不中止，并在时间延迟后进行重发；其中数字信息处理装置 6 1 中的中继控制器 6 3 具有起始位后的最高位比对功能，用以辨识系统指令或区间指令；

' 灯具控制器 3 对系统指令及区间指令进行接收信号及译码，实现对照明灯的控制。

其中控制系统的通信协议的控制指令分为单向系统指令或双向系统指令及区间指令，该控制指令以字节长度或字节内容分组，分为系统指令组和区间指令组。

请再参阅图 1 ，图 1 是本发明的一实施例的示意图，其由总线电源供应器 5 ，系统控制器 7 ，区间控制器 8 ，人员活动传感器 4及划界中继器 6 组成。所述控制系统的通信协议将指令分为系统指令组与区间指令组，如图 1 中所示， 3 7 为系统指令，由二个字节长度组成， 3 8 为区间指令，只有一个字节，其实际编码可如说明书附表 1 及表

2 所示。系统指令的最高位为 " 1 "，亦即 1 6 进位 0 X 8 0 0 0 以上的 2 字节均可归入系统指令；区间指令的最高位为 " 0 "，以利于分辨。系统控制器 7 发送的指令为 2 字节长度的系统指令，指令发送由一起始位辨识，其终止由 2 个停止位辨识，如图 4所示，图 4 - 1 为系统指令波形，图 4 - 2 为区间指令波形。系统指令的传输路径如图 1 中的 9 所示，所述传输路径可以由 a 区穿越划界中继器 6 进入 13 区。如灯具控制器 3 中的系统指令 3 7 、区间指令 3 8 所示，灯具控制器可以接受 2 字节的系统指令 3 7，赤可接受 1 字节的区间指令 3 8 。区间控制器 8 及人员检测传感器 4 只能发送区间指令，因此其指令无法穿越划界中继器 6 ，不能进入 b 区，因而只在所属的区间 a 区内有效， 1 0 是区间指令传输路径，不能穿越划界中继器 6 。图 1 中的 1 是交流市电， 2 是二相数字信息传输总线。 '

附图 2 是附图 1 中的划界中继器 6 的功能说明图，划界中继器 6 基本上由电源供应器 6 Q 及数字信息处理器 6 1 构成，所述划界中继器的电源供应器 6 0 包括下行端的总线 2 " 的总线电源 6 8 及供电给数字信息处理器 6 1 的稳压电源 6 9 ，其可为如 5 VDC。总线电源的规格可以比照 IEC 6 0 9 2 9 的数字可寻址灯光接口的电源规范，其为 1 1 . 5 - 2 2 . 5 V, 电流小于或等于 2 5 0 毫安。

6 2 是光隔离装置，上行端总线 2 ' 的数字信息经 6 2 光隔离器后，进入中继控制器 6 3 ， 6 3对输入的二相数字信息进行边沿检测、波形重整、起始位检测，系统指令或区间指令识别，数字数据再生，并将再生的数字数据储存入移位寄存器 6 4 之中。进入中继控制器 6

3 的二相数宇信息在未译码之前，若识别为区间指令即进行截断，若为系统指令则经一控制闹 6 5 以驱动下行总线 2 " 电源 6 8 中的开关装置，将信息传输进入 b 区，此时碰撞识别检测器 6 6 若监测到碰撞状态，控制闸 6 5 便被切断，中止进入 b 区。仅移位寄存器 6 4 的储存动作并不停止，直至 6 3 卿得二个停止位，完成系统指令框的接收后方止，重发控制器 6 7 等待一适当时间延迟后，指示中继控制器 6 3 进行重发，重发时，寄存器 6 4 中暂存的数字数据先经二相编码后进入控制闸 6 5 ，驱动下行总线 2 "。上述的碰撞识别检测和侦得碰撞后先寄存再发送的中继方式，也可设计成双向进行。

附图 3 ，为附图 1 中的灯具控制器 3 的功能说明图。

. 光源 3 5 可以是萤光灯管，其镇流器 3 4接受脉冲波宽调制（PWM， pulse width modulation) 信号以进行调光。总线上传输的灯光场景控制指令经光隔离器 3 1 进入数字信息处理器 3 2 。数字信息处理器对指令进行译码，以进行照明灯的控制动作。 3 6 是灯光亮度调光设定装置，例如 4 位拨码开关。可以预先或现场实时根据规划对每一灯具进行设定。 4位拨码开关可以提供 1 6 种设定选择，其设定动作清楚直接、容易操作，可以在布建时设定，也很容易随时调整。译码装置 3 3 对 3 6 设定的数码进行翻译后，输出如波宽调制（PWM) 或开关信号至光源驱动器 3 4 ，以驱动光源 3 5 。 3 4 可以是镇流器，可以是电子式变压器，也可以是继电器，视光源 3 5 及实际需要而定。光源 3 5 也可以是白炽灯，高压气体放电灯（HID), 发光二极管…等。

本发明提出的技术方案使电照明控制方法很自然的兼顾全系统控制与分区控制，不需要繁复的设定程序。尤其是其划界中继器装置，可以串联使用，也可以并联使用，如图 5 所示。使照明灯具与各种控制器传感器的布局，极富弹性，对于电照明的控制提供了方便性和容易操作性，使照明节能和灯光场景效果的控制更易实现。

本发明提出一种创新的电照明控制技术方案，此为一种创新的技术方案，不以每一灯具水别寻址为控制基础，而以一种划界中继器将传输控制信息的串行总划界分隔，自然形成独立区间。其通信协议将指令分为系统指令与间指令，系统指令能够穿越划界中继器，区间指令则只在区间内有，不能越过划界中继器，使系统指令与区间指令各司其责，免除了复的设定工作，各区间控制器很自然的在其被划界中继器界定的区间内执行工作。不论是在照明系统布建、维修、扩充及控制方面，都是清楚明确，一目了然。

为了符合照明控制实际操作的需要与实用性，本发明提出的技术方案是一种直接以房间或区域为控制对象的照明控制系统。所述照明控制系统的划界中继器装置将数字信息传输总线区隔为各自独立的分区。系统指令可以穿越该中继器向前传送；区域指令则不能穿越该中继器而被截断，只能在划界中继器界定的区间内有效。各种区间内控制器及传感控制器，如人员检测器等 , 则被设计成只发送区间指令，由于区间指令无法穿越划界中继器，自然不会干扰其所属区间以外的设施。例如，一个房间中的人员检测测得无人员活动而欲关断灯光时隔壁房间不受影响。

本发明构思所提出的技术方案在应用于遥控器装置时更能突显其方便性。在德国专利 DE 4 3 2 7 8 0 9 . 4及欧洲专利 EP 9 1 2 0 1

0 7 1 中所述及的遥控器，均需对遥控器进行设定，因此，若有不同房间需要遥控器时，则每一房间的遥控器均需特别设定，彼此不能通用依据本发明所提出的技术方案，其遥控器则不须设定而无区域限制，可以在任何区间内工作。

本发明的电照明控制系统协议将指令分为两组，其一为系统指令组，另一为区间指令组

对于系统指令，划界中继器将进行中继功能。划界中继器的中继功能可以为单向也可以为双向，对于一般生活空间中的灯具控制而言，单方向中继即可。逆向传输可用以回报故障信息。但是，对小范围的应用而言，灯光是否正常工作是一目了然的事，自动故障检测并非必要，因此为了降低成本，单向（向前）中继足以。

对于区间指令，划界中继器的中继功能将被中止，而实质上形成阻断，因此区间指令将只能在划界中继器为界的局部区域内有效。

通信协议可用字节长度或字节内容，也可以二者并取加以分类，为便于比较，将以与数字可寻址灯光接口兼容的指令为实施例进行说明，例如本发明的全系统广播指令可定为二字节，第一字节为 FF。

其常用的广播系统指令如表 1 所示；

区间指令则可以定为单字节，如表 2 所示；

表 1 _: 系统指令

关断 FF00 1111111100000000 王冗 FF05 1111111100000101 场景 1 FF11 1111111100010001

场景 2 FF12 1111111100010010

场景 3 FF13 1111111100010011

场景 4 FF14 1111111100010100

t 2 ：区间指令

关断 00 00000000 土冗 05 00000101 场景 1 11 00010001

场景 2 12 00010010

场景 3 13 00010011 场景 4 14 00010100 灯具控制器内具备接收信号、译码及驱动装置以接收并执行指令，实现对照明灯的控制。区间控制器、传感控制器则以发射区间指令为主，因而其控制作用只限于其所在区间之内，而不须进行设定程序。

所有能发送指令的装置，均具备碰撞识别检测功能，当碰撞发生时，低电位优先，高电位退却。

本发明提出的划界中继器，具备中继与缓冲暂存功能，在碰撞发生时，若划界中继器的中继发送需要退怯，进行中继中的系统指令信息将被中断，仅其输入端则不受影响，其指令码则继续进行译码并暂存于寄存内存中，等待一适当时间之后再继续重发。

上述实施例只是本发明设计构的一种具体化方式，而不是一种限制。

Claims

权利要求

1 、一种以划界中继器区隔的电照明分区控制系统，其特征在于，其中包括 - 总线电源供应器，与市电连接，提供二相数字信息传输总线的直流电压及限制电流功能；

至少一个划界中继器，通过二相数字信息传输总线与总线电源供应器连接，以与上行总线建立联系，同时该划界中继器还需与市电连接，以提供下行总线的总线电源；

系统控制器，与二相数字信息传输总线连接，该系统控制器与二相数字信息传输总线形成传输路径，根据系统指令控制传输信息总线上的电位，将系统指令向全系统广播；

至少一组灯具控制器，分别与二相数字信息传输总线连接以接收信息指令，并接入市电，以根据指令信息控制照明灯；

该区间控制器、灯具控制器形成区间指令传输路径，以划界中继器为界，区间指令在此路径内有效。

2 、根据权利要求 1 所述的以划界中继器区隔的电照明分区控制系统，其 #征在于，其中还包括至少一个控制传感器，所述至少一个控制传感器与二相数字信息传输总线连接，根据发出的指令控制信息传输线上的电位。，

3 、根据权利要求 2 所述的以划界中继器区隔的电照明分区控制系统，其特征在于，其中控制传感器是人员传感器或光控传感器或定时器。

4 、根据权利要求 1 所述的以划界中继器区隔的电照明分区控制系统，其特征在于，其中灯具控制器包括控制部分和照明灯。

5 、根据权利要求 1 所述的以划界中继器区隔的电照明分区控制系统，其特征在于，其中系统控制器和区间控制器的控制指令分为单向系统指令或双向系统指令。

6 、根据权利要求 5 所述的以划界中继器区隔的电照明分区控制系统，其特征在于，其中控制指令以字节长度或字节内容分组。

7 、根据权利要求 1 所述的以划界中继器区隔的电照明分区控制系统，其特征在于，其中划界中继器包括上行总线端、下行总线端。

8 、根据权利要求 1 所述的以划界中继器区隔的电照明分区控制系统，其特征在于，其中划界中继器、系统控制器、区间控制器和其中的传咸器具有碰撞识别检测功能。

9 、根据权利要求 1 所述的以划界中继器区隔的电照明分区控制统，其特征在于，其中的划界中继器，其数字信息处理装置包括译码及寄存内存装置，当接收信号进行中继时，对系统指令进行译码并寄存于内存装置中，在碰撞发生时，其译码与寄存工作亦不中止，并在时间延迟后，进行重发。

1 0 、根据权利要求 9 所述的以划界中继器区隔的电照明分区控制系统，其特征在于，其中数字信息处理装置中的中继控制器具有起始位后的最高位比对功能，用以辨识系统指令或区间指令。

1 1 、一种以划界中继器区隔的电照明分区控制方法，其特征在于，包括如下步骤

启动电源，使系统处于待命状态；

划界中继器对系统指令进行中继，对区间指令进行截断；灯具控制器对系统指令及区间指令进行接收信号及译码，实现对照明灯的控制。

1 2 、根据权利要求 1 1 所述的以划界中继器区隔的电照明分区控制方法，其特征在于，其中控制系统的通信协议的控制指令分为单向系统指令或双向系统指令及区间指令。

1 3 、根据权利要求 1 2 所述的以划界中继器区隔的电照明分区控制方法，其特征在于，其中控制指令以字节长度或字节内容分组，分为系统指令组和区间指令组。

1 4 、根据权利要求 1 1 所述的以划界中继器区隔的电照明分区控制方法，其特征在于，其中划界中继器包括上行总线端、下行总线；山

W 。

1 5 、根据权利要求 1 1 所述的以划界中继器区隔的电照明分区控制方法，其特征在于，其中划界中继器、系统控制器、区间控制器和其中的传感器具有碰撞识别检测功能。

1 6 、根据权利要求 1 1 所述的以划界中继器区隔的电照明分区控制方法，其特征在于，其中的划界中继器，其数字信息处理装置包括译码及寄存内存装置，当接收信号进行中继时，对系统指令的译码及寄存工作与中继功能同时进行，在碰撞发生时，其译码与寄存工作亦不中止，并在时间延迟后，进行重发。

1 7 、根据权利要求 1 6 所述的以划界中继器区隔的电照明分区控制方法，其特征在于，其中数字信息处理装置中的中继控制器具有起始位后的最高位比对功能，用以辨识系统指令或区间指令。