WO2018086780A1 - Beleuchtungssystem mit analysesignalauswertung - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a lighting system having a lighting device and a transmitting device, which is arranged in or directly on the lighting device, for transmitting a signal. Moreover, the present invention relates to a method for operating a corresponding illumination system.
- the beacon technology is based on a transmitter or transceiver system.
- a beacon in German: beacon or beacon or
- Peilsender is a small, mostly battery-powered
- beacon that emits a signal at (definable) time intervals, typically on the Bluetooth Low Energy Standard (BLE).
- BLE Bluetooth Low Energy Standard
- the radio signal of each beacon is characterized by a unique identification number (so-called UUID).
- Beacons can be used to give objects and places a digital identification. Objects (where a beacon is installed) and locations (where a beacon is installed, for example, on a wall) can thus be identified by terminals (eg, smart devices) in the beacon's beacon.
- a beacon can be a place
- Placement of one or more beacons in a building area creates a kind of radio-based grid in which a smart device can locate itself via the BLE interface and corresponding algorithms.
- Beacons give a location an identifier that allows a smart device to approximate its position
- Position accuracy z. B. improve signal strengths. It is necessary for the smart device to be able to access information in a repository (eg on a cloud server) (eg identification number and mapping). If a terminal, for example smart device, comes within the range of a transmitter, it can detect the identification number and, for example, determine the location via a server query. Among other things, the location algorithms access the received signal strength of the beacons in the vicinity, in particular as an indicator for the distance to the respective beacon.
- a repository eg on a cloud server
- the location algorithms access the received signal strength of the beacons in the vicinity, in particular as an indicator for the distance to the respective beacon.
- beacons can be installed in lighting or lighting technology.
- the advantage is used that a light installation provides a permanent energy access to power the beacon with energy. This in turn results in the advantage that the battery of the beacon does not need to be replaced and thus appropriate
- parameterization of the beacon can be set with higher power consumption without reducing the lifetime of the beacon.
- the energy supply of the light installation can be used to adapt the transmission parameters to the service and not to the available residual energy or the parameters of the battery (for example, frequent transmission cycles generate a high accuracy of the services, but also higher energy consumption).
- the non-availability of the services may be caused by a
- a beacon can prevent manipulation / third-party access
- Lighting and services can be offered as a one-stop-shop system.
- Fig. 1 shows a schematic representation of the integration of a beacon in a light installation.
- a central beacon Bl is arranged on an electric lighting device BE, which indicates the physical connection PV1.
- the Beacon Bl is optionally a module M with
- the Beacon Bl is wireless
- the beacon Bl can be in communication connection KV2 with one or more further beacons B2. Furthermore, a communication link KV3 to a
- beacon technology One aspect of beacon technology is the ability to configure typical parameters such as
- Locating accuracy, long range, short transmission interval - requires comparatively much energy at the transmitter module, so that the battery of a battery-powered beacon must be replaced after a short time (eg after one month). Any replacement of a battery also carries the risk that the functionality of the positioning system is adversely affected by a small change in position or incorrect handling of the beacon.
- Beacon is unaware or will not find the beacon if there is not enough residual energy left.
- the services of the beacon eg navigation
- This requires an uninterruptible power supply.
- a transceiving device or transmitting device (hereinafter briefly transmitting device, eg Beacon) in a service area, eg. B. Parking area for motor vehicles, such as a parking garage, installed. It exists the
- the challenge is that, for example, an operator of a corresponding service area must determine whether a parking space is already occupied, ie. H. whether a motor vehicle is parked on it, or whether the parking lot is not occupied.
- the object of the present invention is therefore to provide a convenient monitoring option for a service area. For this purpose, a corresponding method should also be specified.
- a lighting system with a lighting device and a transmitting device, which in or directly at the
- Lighting device is arranged to send a
- electromagnetic signal in particular radio signal having a specific for the transmitting device
- transmitting device is integrated directly into the housing of the lighting device or attached to the housing of the lighting device.
- the transmitting device may be, for example, a beacon or a Wi-Fi transmitter.
- the identification information becomes used, for example, for locating in order to be able to determine at the receiving end from which transmitting device (whose position is known) the received signal originates. This signal can now be used simultaneously to detect the presence of an object.
- the transmitting device may be, for example, a beacon or a Wi-Fi transmitter.
- the identification information becomes used, for example, for locating in order to be able to determine at the receiving end from which transmitting device (whose position is known) the received signal originates. This signal can now be used simultaneously to detect the presence of an object.
- the transmitting device may be, for example, a beacon or a Wi-Fi transmitter.
- Identification information can also be used for a luminaire control. Furthermore, the transmitting device can be fed via the same power supply as the
- Lighting device For example, the transmitting device can be supplied with power from a ballast of the lighting device.
- the lighting system includes a
- the transmitting device Relative to the transmitting device, for receiving an analysis signal caused by the signal and for generating a corresponding received signal.
- the transmitting device is mounted at a first location and the receiving device at a second location. This solid
- the lighting system has a
- Evaluation device for evaluating the received signal
- Lighting devices are monitored by reflections.
- the receiving device also has a transmitting unit for transmitting an electromagnetic
- a plurality of transceiver devices each of which is the same design, can be used to monitor a service area.
- the transmitting device and the
- Lighting device may also be integrated in a common housing.
- the evaluation device is designed to perform a pattern analysis of the received signal in order to recognize a predetermined object.
- the receiving device is favorably designed in this embodiment so that it can take a two-dimensional image and generate a corresponding image signal as a received signal. The evaluation device then performs as part of a
- Image processing through a pattern analysis As an object, for example, a motor vehicle can be detected, whose
- the evaluation device can also be designed to determine a number and / or position of detected objects. This means that the image processing or
- Objects in the image can be localized. From this a corresponding position can be determined.
- the transmitting device and the receiving device form nodes of such a meshed communication network.
- Receiving devices in this case be “mesh-capable” and can build the meshed communication network independently.
- the evaluation device can be connected to the
- the evaluation device is in this case a separate node of the communication network.
- a central evaluation device can be installed, which the
- the evaluation device can thus detect whether the object in the image is moved or not. This is favorable, for example, when a parking space is to be monitored.
- the latter has, in addition to the transmitting device, at least one further transmitting device, but the receiving device is the only device of respective signals.
- the evaluation device is part of a ballast of the lighting device.
- This can be a
- Evaluation device integrated into the transmitting device, and the received signal is transmitted via the communication network to the transmitting device.
- a module can be provided, wherein in a housing both the transmitting device and a corresponding
- the analysis signal may be a signal that has been generated by attenuation or reflection from the signal.
- an object may reflect the signal, or the signal may shine through the object, so that the signal from the
- Detection device registered signal is a reflection ⁇ or a damped transmission signal.
- Detection device registered signal is a reflection ⁇ or a damped transmission signal.
- Lighting devices such as a running light lead to a free parking space.
- a free parking space can also be illuminated by a special lighting by means of the lighting devices.
- the above object is also achieved by a method for operating a lighting system with a lighting device, a transmitting device, which is arranged in or directly on the lighting device for wireless transmission of a signal with a for the
- Fig. 1 is a schematic representation of the integration of a
- Transmit-receive means A concept of a lighting system with a
- FIG. 4 shows a concept of a lighting system with primary and secondary receiving devices in an overall assembly of lighting devices
- Fig.6 a parking lot with dynamic detection.
- Transceiver or transmitter in / on or as part of a
- Transmitting device eg Beacon
- a lighting device in particular on a ballast mounted, wherein the transmitting device is powered by the lighting device with energy.
- the transmitting device is powered by the lighting device with energy.
- the transmitting device parallel to LED modules or to a group of LEDs or possibly to an LED carrier module.
- Another possibility is to use existing energy and communication interfaces
- Lighting device to use this interfaces primary side of the electronic ballast and
- Primary interface is always powered, even if the light z. B. is issued, an energy access for the transmitting device available.
- a transmitted or reflected signal originally transmitted by the primary transmitter eg, BLE signal
- a received signal which may be an image signal for example, is generated.
- Receive signal determines whether or how many objects, such. B. motor vehicles are (at which position) in the area.
- An example of such a pattern analysis is the so-called fingerprinting method.
- Receiving device are part of an overall composite of lights or bulbs with integrated transceiver devices in a service area, the individual devices can each form both a primary and a secondary transceiver.
- Receiving devices of the overall composite of transceiver devices or receiving devices in / on or im
- the communication network can be wired (eg DALI bus, Power-Over-Ethernet / Ethernet, Powerline etc.) or wireless (eg Bluethooth, WiFi,
- the network topologies are preferably "mesh" and / or "point-to-point” and / or serial, i. Bus architecture, feasible.
- the transmitted signal of a transmitting device after reflection on an object is received, for example, from another mesh-capable (transmitting) receiving device.
- Information processing device or evaluation then takes place the evaluation by means of pattern analysis (s).
- the transmitted or reflected in the service area signal is, as described, from a secondary
- Receiving device eg monitoring system or (transmitting) receiving device resumed.
- different variants are proposed:
- Monitoring system / a single receiving device for
- This one acts as a gateway to a central one
- Illuminant may occur as the primary transmitting (receiving) device itself.
- a primary transmitter is at the same time transmitter of the signal and receiver of the reflected signal.
- the pattern analyzes for the identification of changes in the signal take place, for example, in one
- the evaluation device as part of the electronic ballast (ECG) of the light installation or the light in which the secondary (transmitting) receiving device is optionally integrated.
- a central information processing or evaluation device eg a central service server
- the pattern analysis is carried out, wherein a
- the pattern analysis can also be performed.
- Presence information to the light installation / luminaire eg to the electronic ballast ECG in order to be able to access the
- the transmitting devices on the bulbs can be mesh-capable transmitting (receiving) devices that can build together a meshed network, i. each device may act as a network node that communicates with one or more other devices (primary and / or secondary) in the same installation area wirelessly and / or via the communication network of the
- Light installations / lights is connected. Within this meshed network, the information is passed from node to node.
- a primary transmitting device SE (preferably with receiving functionality) is connected to a lighting device LE (cf.
- Connection PV 1 emitted a signal SW (eg electromagnetic wave) and reflected or attenuated by an object OB, if present, in the considered service area.
- the reflected or attenuated signal RW is then from a secondary receiving device EE, which also
- the schematic representation of Fig. 2 also shows the above-mentioned variant 1 (VI) and variant 3 (V3), i. at which point of the overall system, the pattern analysis MA for evaluating the received reflected signal RW done.
- the secondary (transmitting) receiving device EE can be in / on or as part of a light installation / luminaire or a lighting device, i. at the lighting device LE, housed or as a separate system element,
- Variant 1 provides that the Pattern analysis MA (eg fingerprinting) on an information processing unit IV in the secondary
- V3 is an evaluation of the signals in a central
- This can be, for example, the Internet or a central service server. Furthermore, in the here
- the illumination system of Fig. 2 shows further details.
- the lighting device LE for example, an LED board LP, a ballast ECG and a
- Information processing device IV and also an energy interface ES. Both are interconnected via a communication link KV6 and one
- the receiving device EE has in addition to the
- a mains supply device NV which supplies, for example, an AC voltage of 230 V. It has, for example, a power transmission channel EK6 to the energy interface ES of the lighting device LE, a power transmission channel EK7 to the infrastructure device IS, a power transmission channel EK8 to the
- reflected signal RW received from a monitoring system MS. It can be a
- Power supply device NV provided to the monitoring system MS.
- the transmitting device SEI is used as a primary-side transmitting device and the transmitting device SE2 as a secondary-side receiving device.
- the transmitting device SE2 for sending and the transmitting device SEI serve to receive.
- the entire system here has a communication network KN between the individual subscribers SEI and SE2 (possibly further transceiver devices) at the lighting devices LEI, LE2, etc.
- connection points "a" and "b" are provided in FIG. 4, which are each connected to one another.
- the communication network KN can in particular
- the transmitted signal SW eg electromagnetic wave
- the other transceiver SE2 As a subscriber to the communication network KN, which transmits the received data, for example, via a mesh network as the communication network KN to a central transceiver
- the evaluation is carried out by means of
- Pattern analysis MA With regard to the other components and connections, reference is again made to the description of FIG. 2. In addition, in Fig. 4 nor the variant 2 of the pattern analysis MA indicated in the lighting device LEI or LE2 and in particular in the electrical
- Ballasts ECG can take place. 5
- a further concept of a lighting system is indicated, in which the signal RW reflected by the object OB is received by a monitoring system MS.
- Monitoring system MS is in / on or as part of a
- Luminaire / light installation ie. arranged on the lighting device LE2, which is the physical
- Connection PV2 implies.
- the monitoring system MS can receive reflected signals RW from a plurality of transmission signals.
- a central infrastructure IS for services eg, Internet or central service server.
- services eg, Internet or central service server.
- Communication link KV10 is designed, for example, wirelessly or by wire and can via the
- Power supply device NV to the power interface ES of the second lighting device LE2 be provided. Furthermore, a power transmission channel EK13 may consist of the electronic ballast ECG of the second lighting device LE2 to the monitoring system MS.
- a parking lot PA has a variety at parking PP. Some of these parking lots are already occupied by motor vehicles KF.
- the park area PA has a driveway ZF and an exit AF.
- a first lighting device LEI including transmitting device SEI is provided, the signal SW transmitted by the transmitting device SEI is reflected by the object OB, in this case a motor vehicle, and reaches a receiving device EE1 as a reflected wave or as a reflected signal RW.
- the occupancy of a parking area with respect to the number of parked vehicles are monitored. are also distributed in the parking lot such system
Landscapes
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Abstract
Es soll auf einfache Weise die Präsenz von Objekten ermittelt werden können. Dazu wird ein Beleuchtungssystem mit einer Leuchteinrichtung (LE) und einer Sendeeinrichtung (SE), die in oder unmittelbar an der Leuchteinrichtung (LE) angeordnet ist, zum drahtlosen Senden eines Signals bereitgestellt. Das Beleuchtungssystem weist ferner eine Empfangseinrichtung (EE) auf, die körperlich von der Sendeeinrichtung (SE) getrennt in einer festen örtlichen Beziehung zu der Sendeeinrichtung (SE) steht, zum Empfangen eines von dem Signal (SW) verursachten Analysesignals (RW) und zum Erzeugen eines entsprechenden Empfangssignals. Ferner verfügt das Beleuchtungssystem über eine Auswerteeinrichtung (IS) zum Auswerten des Empfangssignals hinsichtlich seiner Signalstärke.
Description
BELEUCHTUNGSSYSTEM MIT ANALYSESIGNALAUSWERTUNG BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem mit einer Leuchteinrichtung und einer Sendeeinrichtung, die in oder unmittelbar an der Leuchteinrichtung angeordnet ist, zum Senden eines Signals. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines entsprechenden Beleuchtungssystems.
Sogenannte „Beacons" können mit Leuchten kombiniert werden, um leuchtenspezifische oder andere Informationen
bereitzustellen. Die Beacon-Technologie basiert auf einem Sender- beziehungsweise Sender-Empfänger-System. Ein Beacon (zu Deutsch: Leuchtfeuer oder auch Bake beziehungsweise
Peilsender) ist ein kleiner, meist batteriebetriebener
Sender, der ein Signal in (definierbaren) ZeitIntervallen typischerweise auf dem Bluetooth-Low-Energy-Standard (BLE) aussendet. Das Funksignal jedes Beacon kennzeichnet sich durch eine einmalige Identifikationsnummer (sogenannte UUID) . Beacons können dazu verwendet werden, Objekten und Orten eine digitale Identifikation zu verleihen. Objekte (an denen ein Beacon installiert ist) und Orte (an denen ein Beacon, z. B. an einer Wand installiert ist) können auf diese Weise von Endgeräten (z. B. Smart-Devices ) im Signalfeld des Beacon identifiziert werden.
Mithilfe eines Beacon kann beispielsweise ein Ort
identifiziert werden beziehungsweise eine Ortung durchgeführt werden. Durch Platzierung eines oder mehrerer Beacons in einem Gebäudeareal entsteht eine Art funkbasiertes Raster, in dem sich ein Smart-Device über die BLE-Schnittstelle sowie entsprechende Algorithmen lokalisieren kann. Die
individuellen Identifikationsnummern der installierten
Beacons geben einem Ort dabei eine Kennung, anhand der ein Smart-Device näherungsweise die Position bestimmen kann
(grundsätzliches Sende-Areal des Beacon kann bestimmt
werden) . Algorithmen auf dem Smart-Device können die
Positionsgenauigkeit z. B. über Signalstärken verbessern. Es ist dabei notwendig, dass das Smart-Device auf Informationen in einer Datenablage (z. B. auf einem Cloud-Server) zugreifen kann (z. B. Identifikationsnummer und eine Kartierung) . Kommt ein Endgerät, beispielsweise Smart-Device, in die Reichweite eines Senders, kann es die Identifikationsnummer detektieren und beispielsweise über eine Serverabfrage den Standort bestimmen. Die Ortungsalgorithmen greifen dabei unter anderem auf die empfangene Signalstärke der Beacons im Umkreis zu, insbesondere als Indikator für die Entfernung zum jeweiligen Beacon .
Grundsätzlich können, wie erwähnt wurde, in der Lichttechnik beziehungsweise Beleuchtungstechnik Beacons installiert werden. Dabei wird insbesondere der Vorteil genutzt, dass eine LichtInstallation einen permanenten Energiezugang bietet, um den Beacon mit Energie zu versorgen. Daraus ergibt sich wiederum der Vorteil, dass die Batterie des Beacon nicht ausgetauscht werden muss und somit entsprechende
Lebenszykluskosten beziehungsweise Prozesse eingespart werden können. Darüber hinaus können auch Parametrisierungen des Beacon mit höherem Energieverbrauch eingestellt werden, ohne dass die Lebensdauer des Beacon reduziert wird.
Installationsprozesse von Beacon und Lichttechnik können zudem vereinheitlicht werden. Ein weiterer Vorteil ist eine definierte Arretierungsposition eines Beacon-Senders , der gut vor Manipulation geschützt ist. Einem Ort kann somit eine klare und sichere Kennung verliehen werden.
Ein Überblick über Nutzenpotentiale der Integration eines Beacon in eine LichtInstallation kann folgender Aufzählung entnommen werden:
- Es kann die Energieversorgung der LichtInstallation anstatt einer Batterie genutzt werden, um die Lebenszykluskosten des Beacon zu reduzieren.
- Die Energieversorgung der LichtInstallation kann genutzt werden, um die Sendeparameter an den Dienst und nicht an die verfügbare Restenergie beziehungsweise die Parameter der Batterie anzupassen (beispielsweise erzeugen häufige Sendezyklen eine hohe Genauigkeit der Dienste, jedoch auch höheren Energieverbrauch) .
- Der Austausch der Batterie konventioneller Beacon birgt
Risiken, nämlich beispielsweise im Hinblick auf Fehler in der Handhabung.
- Die Nicht-Verfügbarkeit der Dienste kann durch eine
unterbrechungsfreie Energieversorgung des Beacon vermieden werden .
- Ein Installationsort unterhalb der Decke ist ideal für die Signalausbreitung des Beacon.
- Ein Installationsort unterhalb der Decke macht das
Gesamtsystem robuster gegen Störungen/Abschattungen durch Objekte auf Höhe der Flurebene im Gegensatz zu einer
Installation des Beacon selbst auf Höhe der Flurebene.
- Ein Beacon kann vor Manipulationen/Fremdzugriffen
(versehentlich, mutwillig) geschützt werden.
- Beleuchtung und Dienste (z. B. Ortungsdienste) können als Gesamtsystem „aus einer Hand" angeboten werden.
- Es besteht die Möglichkeit zur Nutzung des sicheren
Kommunikationsnetzwerks der LichtInstallation, um
beispielsweise den Beacon zu konfigurieren oder die Beacons untereinander zu vernetzen.
- Eine Vereinheitlichung der Installationsprozesse von Beacon und LichtInstallation ist möglich.
- Weiterhin besteht die Möglichkeit zur Kopplung zu weiteren Systemelementen der peripheren Gebäudeinfrastruktur über das Kommunikationsnetzwerk der LichtInstallation, z. B. zu Elementen der Sicherheitstechnik.
- Es kann ein optisch ansprechendes System bereitgestellt werden, da der Beacon nicht sichtbar in der
LichtInstallation untergebracht sein kann.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Integration eines Beacon in eine LichtInstallation . Ein zentraler Beacon
Bl ist an einer elektrischen Beleuchtungseinrichtung BE angeordnet, was die physikalische Verbindung PV1 andeutet. Dem Beacon Bl ist gegebenenfalls ein Modul M mit
Datenverarbeitungseinheit DV und Datenschnittstelle DS zugeordnet. Der Beacon Bl steht über eine drahtlose
Kommunikationsverbindung KVl mit einem Endgerät E in
Verbindung. Es können auch mehrere Endgeräte für die
Kommunikation mit dem Beacon Bl zur Verfügung stehen. Der Beacon Bl zusammen mit dem beziehungsweise den Endgeräten E bilden ein Datenübertragungssystem DT.
Der Beacon Bl kann mit einem oder mehreren weiteren Beacons B2 in Kommunikationsverbindung KV2 stehen. Ferner kann eine Kommunikationsverbindung KV3 zu einer
Infrastruktureinrichtung IE, z. B. Internet oder zentraler Dienste-Server, bestehen. Die Infrastruktureinrichtung kann zur Steuerung und/oder zur Übermittlung von Informationen dienen . Der lokale Beacon Bl der elektrischen Beleuchtungseinrichtung BV kann als reine Sendeeinrichtung oder aber auch als kombinierte Sende-Empfangs-Einrichtung dienen.
In einem Einsatzbeispiel haben Menschen und Geräte
gegebenenfalls die Herausforderung, sich innerhalb eines Areals zu orientieren, zu navigieren oder andere lokale digitale Dienste ausfindig zu machen beziehungsweise zu nutzen (z. B. Apps oder App-Funktionen, Google Maps, Lightyfy LichtSteuerung etc.). Die LichtInstallation mit integriertem Beacon in einem Areal wird für diese Nutzenpotentiale zu einem Ortungs- beziehungsweise Orientierungssystem. Mit der damit realisierbaren Selbstortung des Endgeräts können nun Dienste bereitgestellt werden, wie etwa Navigation oder die Bereitstellung von ortsspezifischen Informationen.
Ein Aspekt der Beacon-Technologie ist die Möglichkeit zur Konfiguration typischer Parameter wie beispielsweise
Signalstärke und Sendeintervall des Beacon. Mit
unterschiedlichen Konfigurationen können verschiedene
Anwendungsszenarien individuell unterstützt werden. Wenn eine hohe Servicequalität (genaue Lokalisierung in kurzen
Abständen) gefordert ist (wie z. B. bei einer Indoor- Navigation), sind z. B. sehr kurze Sendeintervalle zu
konfigurieren .
Derzeit werden für die Energieversorgung der Beacon Batterien eingesetzt. Durch die Notwendigkeit, diese Batterien in regelmäßigen Zyklen zu wechseln, ergibt sich ein hoher
Aufwand sowie entsprechend hohe Lebenszykluskosten für den Beacon .
Eine hohe Service-Qualität - beispielsweise hohe
Ortungsgenauigkeit, hohe Reichweite, kurzes Sendeintervall - benötigt vergleichsweise viel Energie beim Sender-Modul, sodass die Batterie eines batteriebetriebenen Beacon nach kurzer Zeit (z. B. nach einem Monat) ausgetauscht werden muss. Jeder Austausch einer Batterie birgt zudem das Risiko, dass die Funktionalität des Ortungssystems durch eine kleine Positionsveränderung oder falsche Handhabung des Beacon nachteilig beeinflusst wird.
Gegebenenfalls besteht die Gefahr, dass der Betreiber (z. B. Besitzer eines Supermarkts) sich des Energiemangels des
Beacon nicht bewusst ist bzw. den Beacon nicht wiederfindet, wenn keine ausreichende Restenergie mehr vorhanden ist. Die Dienste des Beacon (z. B. Navigation) sollten dem Nutzer jedoch permanent zur Verfügung stehen. Dies erfordert eine unterbrechungsfreie Energieversorgung.
Die Anbringung bzw. Installation der Beacon an/in oder als Teil der LichtInstallation bzw. eines Leuchtmittels würde es gegenüber einem batterie-betriebenen Beacon ermöglichen, die Energieversorgung der LichtInstallation (z. B. Vorschaltgerät der Leuchte bzw. des Leuchtmittels) für die Energieversorgung des Beacon zu nutzen und somit die Batterie des Beacon zu
substituieren und den damit verbundenen Problemstellungen (vergleiche oben) entgegenzuwirken.
Speziell können die Lichtinstallationen/Leuchten bzw.
Leuchtmittel (nachfolgend kurz Leuchteinrichtung) mit
integrierter Sende-Empfangs-Einrichtung bzw. Sendeeinrichtung (nachfolgend kurz Sendeeinrichtung, z. B. Beacon) in einem Service-Areal, z. B. Parkplatzfläche für Kraftfahrzeuge, wie etwa eine Parkgarage, installiert sein. Es besteht die
Herausforderung, dass etwa durch einen Betreiber eines entsprechenden Service-Areals ermittelt werden muss, ob ein Parkplatz bereits belegt, d. h. ob ein Kraftfahrzeug darauf abgestellt ist, oder ob der Parkplatz nicht belegt ist.
Konventionelle Lösungen zur Detektion der Präsenz eines Fahrzeugs auf einem Parkplatz sind aufwendig und/oder teuer.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, eine günstige Überwachungsmöglichkeit für ein Service-Areal zu schaffen. Hierzu soll auch ein entsprechendes Verfahren angegeben werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein
Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 14. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird demnach ein Beleuchtungssystem mit einer Leuchteinrichtung und einer Sendeeinrichtung, die in oder unmittelbar an der
Leuchteinrichtung angeordnet ist, zum Senden eines
elektromagnetischen Signals (insbesondere Funksignals) mit einer für die Sendeeinrichtung spezifischen
Identifikationsinformation bereitgestellt. Die
Sendeeinrichtung ist also beispielsweise unmittelbar in das Gehäuse der Leuchteinrichtung integriert oder an dem Gehäuse der Leuchteinrichtung befestigt. Bei der Sendeeinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Beacon oder einen WiFi- Sender handeln. Die Identifikationsinformation wird
beispielsweise für die Ortung benutzt, um empfangsseitig feststellen zu können, von welcher Sendeeinrichtung (deren Position bekannt ist) das empfangene Signal stammt. Dieses Signal lässt sich nun gleichzeitig nutzen, um die Präsenz eines Objekts festzustellen. Alternativ kann die
Identifikationsinformation auch für eine Leuchtensteuerung verwendet werden. Ferner kann die Sendeeinrichtung über die gleiche Energieversorgung gespeist werden wie die
Leuchteinrichtung. Beispielsweise kann die Sendeeinrichtung von einem Vorschaltgerät der Leuchteinrichtung mit Strom versorgt werden.
Darüber hinaus beinhaltet das Beleuchtungssystem eine
Empfangseinrichtung, die (ggf. körperlich von der
Sendeeinrichtung getrennt) in einer festen örtlichen
Beziehung zu der Sendeeinrichtung steht, zum Empfangen eines von dem Signal verursachten Analysesignals und zum Erzeugen eines entsprechenden Empfangssignals. So ist beispielsweise die Sendeeinrichtung an einem ersten Ort montiert und die Empfangseinrichtung an einem zweiten Ort. Diese feste
örtliche Beziehung der beiden Einrichtungen zueinander ist wichtig, um entsprechende Transmissions- oder
Reflexionssignale quantitativ und qualitativ analysieren zu können .
Des Weiteren besitzt das Beleuchtungssystem eine
Auswerteeinrichtung zum Auswerten des Empfangssignals
hinsichtlich seiner Signalstärke. Das auf einer Reflexion basierende Signal wird also mindestens hinsichtlich seiner Signalstärke ausgewertet. Ggf. können aber auch Auswertungen hinsichtlich Laufzeit, Polarisation und dergleichen erfolgen. Insgesamt kann durch ein derartiges Beleuchtungssystem somit ein Areal unter Zuhilfenahme der einen oder mehreren
Leuchteinrichtungen anhand von Reflexionen überwacht werden.
In einer Ausgestaltung weist die Empfangseinrichtung auch eine Sendeeinheit zum Senden eines elektromagnetischen
Signals und/oder die Sendeeinrichtung auch eine
Empfangseinheit zum Empfangen eines elektromagnetischen
Signals auf. Es können also eine Vielzahl von Sende- Empfangseirichtungen, die jeweils gleich konzipiert sind, benutzt werden, um ein Service-Areal zu überwachen.
Gegebenenfalls können die Sendeeinrichtung und die
Empfangseinrichtung (optional zusammen mit der
Leuchteinrichtung) auch in ein gemeinsames Gehäuse integriert sein . Vorzugsweise ist die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet, eine Musteranalyse des Empfangssignals durchzuführen, um ein vorgegebenes Objekt zu erkennen. Die Empfangseinrichtung ist in dieser Ausgestaltung günstigerweise so ausgebildet, dass sie ein zweidimensionales Bild aufnehmen und daraus ein entsprechendes Bildsignal als Empfangssignal generieren kann. Die Auswerteeinrichtung führt dann im Rahmen einer
Bildverarbeitung eine Musteranalyse durch. Als Objekt kann beispielsweise ein Kraftfahrzeug erkannt werden, dessen
(metallische) Oberfläche für entsprechende Signalreflexionen sorgt.
Die Auswerteinrichtung kann ferner dazu ausgebildet sein, eine Anzahl und/oder Position von erkannten Objekten zu ermitteln. Dies bedeutet, dass die Bildverarbeitung bzw.
Musteranalyse derart verfeinert ist, dass auch einzelne
Objekte in dem Bild lokalisiert werden können. Daraus kann eine entsprechende Position ermittelt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Sendeeinrichtung und der Empfangseinrichtung ein
insbesondere vermaschtes Kommunikationsnetz aufgebaut. Die Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtung bilden Knoten eines derartigen vermaschten Kommunikationsnetzes. Natürlich kann eine Vielzahl weiterer Sendeeinrichtungen und/oder
Empfangseinrichtungen an dem Kommunikationsnetz teilhaben. Insbesondere sollten die Sendeeinrichtungen und
Empfangseinrichtungen in diesem Fall „mesh-fähig" sein und
das vermaschte Kommunikationsnetz selbständig aufbauen können .
Des Weiteren kann die Auswerteeinrichtung an das
Kommunikationsnetz angeschlossen sein, wobei die
Empfangseinrichtung das Empfangssignal über das
Kommunikationsnetz an die Auswerteeinrichtung überträgt. Die Auswerteeinrichtung ist in diesem Fall ein eigener Knoten des Kommunikationsnetzes. Insbesondere kann so eine zentrale Auswerteeinrichtung installiert werden, die die
Empfangssignale sämtlicher Empfangseinrichtungen aufnimmt und auswertet. Auf diese Weise muss nicht jede
Empfangseinrichtung mit einer Auswerteeinrichtung
ausgestattet sein.
Zudem kann die Auswerteeinrichtung dazu ausgebildet sein, ein statisches Objekt von einem dynamischen Objekt zu
unterscheiden. Die Auswerteieinrichtung kann also erkennen, ob das Objekt in dem Bild bewegt wird oder nicht. Dies ist beispielsweise dann günstig, wenn ein Parkplatz überwacht werden soll.
In einer speziellen Ausgestaltung des Beleuchtungssystems weist dieses neben der Sendeeinrichtung mindestens eine weitere Sendeeinrichtung auf, aber die Empfangseinrichtung ist die einzige Einrichtung jeweiliger Signale. Dies
bedeutet, dass eine einzige Empfangseinrichtung die Signale sämtlicher Sendeeinrichtungen aufnimmt. Dadurch kann eine vereinfachte Empfangs- und Auswertestruktur geschaffen werden.
In einer speziellen Ausgestaltung ist die Auswerteeinrichtung Teil eines Vorschaltgeräts der Leuchteinrichtung. In diesem Fall wird die Datenverarbeitungskapazität des Vorschaltgeräts auch für die Auswertung der Empfangssignale der
Empfangseinrichtung genutzt. Dadurch lässt sich eine
vereinfachte Signalverarbeitungsstruktur realisieren.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die
Auswerteeinrichtung in die Sendeeinrichtung integriert, und das Empfangssignal ist über das Kommunikationsnetz an die Sendeeinrichtung übermittelbar. Auf diese Weise kann ein Modul bereitgestellt werden, bei dem in einem Gehäuse sowohl die Sendeeinrichtung als auch eine korrespondierende
Auswerteeinrichtung integriert sind. Dabei kann die
Auswerteeinrichtung die Energieversorgung der
Sendeeinrichtung nutzen.
Des Weiteren können die Sendeeinrichtung und die
Empfangseinrichtung dazu eingerichtet sein, selbständig ein vermaschtes Netzwerk aufzubauen. Hierdurch können die
Sendeeinrichtung und die Empfangseinrichtung ohne großen Aufwand in ein Netzwerk integriert werden oder als
„Keimzelle" ein neues Netzwerk aufbauen.
Ferner kann das Analysesignal ein Signal sein, das durch Dämpfung oder Reflexion aus dem Signal entstanden ist. So kann beispielsweise ein Objekt das Signal reflektieren oder das Signal durchscheint das Objekt, so dass das von der
Erfassungseinrichtung registrierte Signal ein Reflexions¬ oder ein gedämpftes Transmissionssignal ist. Im Rahmen einer speziellen Anwendung wird eine
Parkplatzanordnung mit einer Vielzahl an Parkplätzen und einem Beleuchtungssystem mit den obengenannten Merkmalen bereitgestellt, wobei mit der Auswerteeinrichtung freie
Parkplätze ermittelbar sind. Die Auswerteeinrichtung ist also so ausgebildet, dass sie anhand des Empfangssignals oder der Empfangssignale feststellen kann, ob ein Parkplatz belegt ist oder nicht. Dabei sollte das Auswertesystem in erster Linie Fahrzeuge, aber auch ggf. andere Objekte erkennen können. In einer speziellen Ausgestaltung der Parkplatzanordnung weist das Beleuchtungssystem mehrere Leuchteinrichtungen und eine Steuereinrichtung auf, die dazu ausgelegt ist, mittels der Leuchteinrichtungen zu einem freien Parkplatz zu führen
oder ihn anzuzeigen. Die Steuereinrichtung kann also die Leuchteinrichtungen derart ansteuern, dass die
Leuchteinrichtungen beispielsweise wie ein Lauflicht zu einem freien Parkplatz führen. Alternativ oder zusätzlich kann ein freier Parkplatz auch durch eine spezielle Beleuchtung mittels der Leuchteinrichtungen illuminiert werden.
Die obengenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Beleuchtungssystems mit einer Leuchteinrichtung, einer Sendeeinrichtung, die in oder unmittelbar an der Leuchteinrichtung angeordnet ist, zum drahtlosen Senden eines Signals mit einer für die
Sendeeinrichtung spezifischen Identifikationsinformation, durch
- Empfangen eines von dem Signal verursachten Analysesignals durch eine Empfangseinrichtung, die (ev. körperlich von der Sendeeinrichtung getrennt) in einer festen örtlichen Beziehung zu der Sendeeinrichtung steht,
- Erzeugen eines entsprechenden Empfangssignals durch die Empfangseinrichtung sowie
- Auswerten des Empfangssignals hinsichtlich seiner
Signalstärke durch eine Auswerteeinrichtung.
Die oben im Zusammenhang mit dem Beleuchtungssystem
angesprochenen Weiterbildungen und Vorteile sind sinngemäß auch auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragbar. Dabei stellen die funktionellen Merkmale der Mittel des
Beleuchtungssystems entsprechende Verfahrensmerkmale dar. Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Integration eines
Beacon in einer LichtInstallation gemäß dem Stand der Technik;
Fig.2 ein Konzept eines Beleuchtungssystems mit sekundärer
Sende-Empfangs-Einrichtung;
Fig.3 ein Konzept eines Beleuchtungssystems mit einem
Monitoringsystem zum Empfang reflektierter oder transmittierter Signale;
Fig.4 ein Konzept eines Beleuchtungssystems mit primären und sekundären Empfangs-Einrichtungen in einem Gesamtverbund von Leuchtmitteln;
Fig.5 ein Konzept eines Beleuchtungssystems mit einem
Monitioringsystem an einem Leuchtmittel und
Fig.6 einen Parkplatz mit dynamischer Erfassung.
Die nachfolgend näher geschilderten Beispiele stellen
bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Dabei ist zu beachten, dass die einzelnen Merkmale nicht nur den geschilderten Merkmalskombinationen, sondern auch in Alleinstellung oder in anderen, technisch sinnvollen
Kombinationen realisiert werden können.
Mit der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise die
Präsenz von Objekten, z. B. Kraftfahrzeugen, auf Freiflächen, z. B. auf Parkplätzen erreicht werden. Dies gelingt
beispielsweise mittels eines Systems aus einer primären
Sende-Empfangseinrichtung bzw. Sendeeinrichtung (nachfolgend kurz Sendeeinrichtung) in/an oder als Teil einer
Lichtinstallation/Leuchte bzw. eines Leuchtmittels
(nachfolgend kurz Leuchteinrichtung, z. B. Beacon) sowie einer sekundären (Sende-) Empfangseinrichtung, die
insbesondere als reine Empfangsvorrichtung ausgeprägt und ebenfalls an einem Leuchtmittel angeordnet sein kann. Ein reflektiertes oder transmittiertes Signal (Analysesignal) , welches ursprünglich von der Sendeeinrichtung ausgesendet wurde (z. B. BLE-Signal) wird von der Empfangseinrichtung detektiert und anschließend ausgewertet. Das Signal enthält eine eindeutige Kennung bzw. eine Identifikationsinformation,
mit des es eindeutig der entsprechenden Sendeeinrichtung zugeordnet werden kann.
In einer Ausführungsform wird also beispielsweise eine
Sendeeinrichtung (z. B. Beacon) an einer Leuchteinrichtung (insbesondere an einem Vorschaltgerät ) angebracht, wobei die Sendeeinrichtung über die Leuchteinrichtung mit Energie versorgt wird. Eine Möglichkeit bei der kein aufwendiger Energiewandler benötigt wird, ist der elektrische Anschluss der Sendeeinrichtung parallel zu LED-Modulen bzw. zu einer Gruppe von LEDs oder unter Umständen zu einem LED- Trägermodul. Eine andere Möglichkeit sieht vor, bestehende Energie- und Kommunikationsschnittstellen einer
digitalgesteuerten LichtInstallation für die
Energieversorgung einer Sendeeinrichtung an einer
Leuchteinrichtung zu nutzen, wobei dies Schnittstellen primärseitig des elektronischen Vorschaltgeräts sowie
Kommunikationsschnittstellen und/oder kombinierte Energie- und Kommunikationsschnittstellen umfasst. Da die
digitalgesteuerte LichtInstallation an der
Primärschnittstelle stets unter Strom steht, ist selbst dann, wenn das Licht z. B. ausgestellt ist, ein Energiezugang für die Sendeeinrichtung vorhanden. Ein transmittiertes oder reflektiertes Signal, welches ursprünglich von der primären Sendeeinrichtung ausgesendet wurde (z. B. BLE-Signal) , wird von der sekundären Einrichtung detektiert bzw. empfangen. Dabei wird ein Empfangssignal, was beispielsweise ein Bildsignal sein kann, generiert.
Beispielsweise wird durch eine Musteranalyse des
Empfangssignals ermittelt, ob bzw. wie viele Objekte, z. B. Kraftfahrzeuge sich (an welcher Position) in dem Areal befinden. Ein Beispiel für eine derartige Musteranalyse ist das sogenannte Fingerprinting-Verfahren . So kann durch eine Ermittlung von Veränderungen in dem empfangenen
Signal/reflektierten Signal auf die Belegung eines Areals, z. B. Parkplatzes, durch ein Fahrzeug rückgeschlossen werden.
Eine vorteilhafte Ausprägung sieht vor, dass sowohl die primäre Sendevorichtung als auch die sekundäre
Empfangseinrichtung Teil eines Gesamtverbunds aus Leuchten bzw. Leuchtmitteln mit integrierten Sende- Empfangseinrichtungen in einem Serviceareal sind, wobei die einzelnen Einrichtungen jeweils sowohl eine primäre als auch eine sekundäre Sende-Empfangseinrichtung bilden können.
Beispielsweise handelt es sich beim empfangenden
Systemelement um einen Beacon, der selbst wiederum als Sender auftritt.
Weiterhin wird eine spezifische Ausprägung vorgeschlagen, welche ein Kommunikationsnetzwerk zwischen den
unterschiedlichen Teilnehmern (Sende- und/oder
Empfangseinrichtungen) des Gesamtverbunds aus Sende-Empfangs- Einrichtungen bzw. Empfangs-Einrichtungen in/an bzw. im
Umfeld von Lichtinstallationen/Leuchten bzw. Leuchtmitteln umfasst. Das Kommunikationsnetzwerk kann dabei drahtgebunden (beispielsweise DALI-Bus, Power-Over-Ethernet /Ethernet , Powerline usw.) oder drahtlos (z. B. Bluethooth, WiFi,
Zigbee, usw.) ausgeführt sein. In beiden Fällen sind die Net zwerk-Topologien vorzugsweise „mesh" und/oder „point-to- point" und/oder seriell, d.h. Bus-Architektur, realisierbar. So wird das ausgesendete Signal einer Sendeeinrichtung nach der Reflexion an einem Objekt beispielsweise von einer anderen mesh-fähigen (Sende-) Empfangseinrichtung empfangen. Diese übermittelt die empfangenen Daten beispielsweise ebenfalls über ein Mesh-Net zwerk an eine zentrale
Informationsverarbeitungseinrichtung. In dieser
Informationsverarbeitungseinrichtung bzw. Auswerteeinrichtung erfolgt dann die Auswertung mittels Musteranalyse (n) .
Ggf. kann auch zwischen statischer und dynamischer Detektion unterschieden werden. So können etwa auch sich bewegende Objekte, z. B. fahrende Kraftfahrzeuge, über die dynamische Veränderung der transmittierten oder reflektierten Signale detektiert werden, z. B. bei der Einfahrt /Zufahrt auf das Service-Areal. Ggf. sind die Musteranalysen anzupassen.
Das im Service-Areal transmittierte oder reflektierte Signal wird, wie beschrieben, von einer sekundären
Empfangseinrichtung (z. B. Monitoring-System) bzw. (Sende- ) Empfangseinrichtung wieder aufgenommen. Hierfür werden unterschiedliche Varianten vorgeschlagen:
Variante 1 :
Separates zentrales Monitoring-System/Empfangseinrichtung, die lediglich die transmittierten oder reflektierten Signale empfängt, und/oder diese anschließend auswertet.
Beispielsweise kommt für zehn primäre Sendeeinrichtungen (z.
B. Beacon) in entsprechenden LichtInstallationen ein einziges
Monitoring-System/eine einzige Empfangseinrichtung zum
Einsatz. Dieses/diese fungiert als Gateway zu einem zentralen
Server .
Variante 2 :
Eine sekundäre (Sende-) Empfangseinrichtung an einem
Leuchtmittel kann, wie erwähnt, ggf. selbst wiederum als primäre Sende- (Empfangs-) Vorrichtung auftreten.
Variante 3:
Eine primäre Sendeeinrichtung ist gleichzeitig Sender des Signals und Empfänger des reflektierten Signals.
Variante 4 :
Objekte, z. B. Kraftfahrzeuge, können selbst als Sende- Empfangsvorrichtung (z. B. Beacon) fungieren und können vom Monitoring-System erfasst werden.
Die Musteranalysen zur Identifikation von Veränderungen im Signal erfolgen beispielsweise in einer
Informationsverarbeitungseinrichtung oder einer
Auswerteeinrichtung. Diese kann in verschiedener Weise realisiert werden:
Variante 1 :
Ί ,
1 b
Innerhalb der Auswerteeinrichtung in/an als Teil der
sekundären Sende-Empfangs-Einrichtung bzw.
Empfangseinrichtung . Variante2 :
Innerhalb der Auswerteinrichtung als Teil des elektronischen Vorschaltgeräts (ECG) der LichtInstallation bzw. der Leuchte, in welcher die sekundäre (Sende-) Empfangs-Vorrichtung ggf. integriert ist.
Variante 3:
Innerhalb einer zentralen Informationsverarbeitungs- bzw. Auswerteeinrichtung (z. B. ein zentraler Diensteserver) wird die Musteranalyse durchgeführt, wobei eine
Kommunikationsverbindung zwischen der sekundären (Sende-
) Empfangseinrichtung mit dieser zentralen Instanz besteht.
Innerhalb der Auswerteeinrichtung der primären Sende- (Empfangs-) Vorrichtung kann die Musteranalyse ebenfalls durchgeführt werden. Dabei ist ein Kommunikationsnetz
zwischen den unterschiedlichen Sende-Empfangs-Einrichtungen an den Leuchtmitteln vorhanden, z. B. ein Mesh-Net zwerk .
In einer Ausprägung erfolgt eine (Rück-) Meldung einer
Präsenz-Information an die Lichtinstallation/Leuchte (z. B. an das elektronische Vorschaltgerät ECG) , um über die
Lichtinstallationen/Leuchten freie Parkplätze visuell
gegenüber belegten Parkplätzen abzugrenzen. Bei den Sendeeinrichtungen an den Leuchtmitteln kann es sich um mesh-fähige Sende- (Empfangs-) Einrichtungen handeln, die untereinander ein vermaschtes Netzwerk aufbauen können, d.h. jede Einrichtung kann als Netzwerkknoten fungieren, der mit einer oder mehreren anderen Einrichtungen (primär und/oder sekundär) im gleichen Installationsareal drahtlos und/oder über das Kommunikationsnetzwerk der
Lichtinstallationen/Leuchten verbunden ist. Innerhalb dieses
vermaschten Netzwerks werden die Informationen von Knoten zu Knoten weitergereicht.
Im Falle, dass eine Kommunikationsverbindung zwischen
mehreren installierten LichtInstallationen mit integrierten Sende-Empfangseinrichtungen besteht (z. B. über ein Mesh- Netzwerk zwischen mehreren installierten Sende- Empfangseinrichtungen oder über ein zusätzliches externes Netzwerk) , kann eine Rückmeldung der Präsenzinformation an die LichtInstallationen genützt werden, um den Nutzer, insbesondere den Fahrer des Kraftfahrzeugs dynamisch über die LichtInstallationen den Weg zu einem nicht belegten Parkplatz zu weisen (Parkplatzleitsystem mittels Beleuchtung) . Nachfolgend werden im Zusammenhang mit den Figuren 2 - 5 verschiedene Konzepte von Beleuchtungssystemen detailliert dargestellt .
Entsprechend dem Konzept von Fig. 2 wird von einer primären Sendeeinrichtung SE (vorzugsweise mit Empfangsfunktionalität) an einer Leuchteinrichtung LE (vergleiche physikalische
Verbindung PV 1) ein Signal SW (z. B. elektromagnetische Welle) ausgesendet und von einem Objekt OB, wenn anwesend, im betrachteten Service-Areal reflektiert oder gedämpft. Das reflektierte oder gedämpfte Signal RW wird anschließend von einer sekundären Empfangseinrichtung EE, die ebenfalls
Sendefunktionalität besitzen kann, empfangen.
Die schematische Darstellung von Fig. 2 zeigt außerdem die oben genannten Variante 1 (VI) und Variante 3 (V3) , d.h. an welcher Stelle des Gesamtsystems die Musteranalyse MA zur Auswertung des empfangenen reflektierten Signals RW erfolgen. Grundsätzlich kann die sekundäre (Sende-) Empfangseinrichtung EE in/an oder als Teil einer Lichtinstallation/Leuchte bzw. eines Leuchtmittels, d.h. an der Leuchteinrichtung LE, untergebracht sein oder als separates Systemelement,
beispielsweise ausschließlich als Empfangseinrichtung, vorgesehen sein. Variante 1 (VI) sieht vor, dass die
Musteranalyse MA (z. B. Fingerprinting) auf einer Informationsverarbeitungseinheit IV in der sekundären
Empfangseinrichtung EE erfolgt, wohingegen Variante 3 (V3) eine Auswertung der Signale in einer zentralen
Infrastruktureinrichtung IS für Dienste vorsieht. Dabei kann es sich beispielsweise um das Internet oder einen zentralen Diensteserver handeln. Weiterhin ist in der hier
beschriebenen Ausführung eine Kommunikationsverbindung KV4 zwischen der sekundären Empfangseinrichtung EE und der
Infrastruktureinrichtung IS notwendig.
Das Beleuchtungssystem von Fig. 2 zeigt weitere Einzelheiten. Insbesondere weist die Leuchteinrichtung LE beispielsweise eine LED-Platine LP, ein Vorschaltgerät ECG und eine
Energieschnittstelle ES auf. Zwischen der LED-Platine LP und dem Vorschaltgerät ECG besteht eine Kommunikationsverbindung KV5. Darüber hinaus besteht von der Energieschnittstelle ES zu dem elektronischen Vorschaltgerät ECG ein
Energieübertragungskanal EK1 und von dem elektronischen
Vorschaltgerät ECG zu der LED-Platine LP ein
Energieübertragungskanal EK2.
Die Sendeeinrichtung SE besitzt eine
Informationsverarbeitungseinrichtung IV und ebenfalls eine Energieschnittstelle ES. Beide sind miteinander verbunden über eine Kommunikationsverbindung KV6 und einen
Energieübertragungskanal EK3. Weiterhin besteht zwischen der Energieverbindungstelle ES und dem elektronischen
Vorschaltgerät ECG der Leuchteinrichtung LE ein
Energieübertragungskanal EK 4.
Die Empfangseinrichtung EE besitzt neben der
Informationsverarbeitungseinheit IV ebenfalls eine
Energieschnittstelle ES. Beide Komponenten stehen über eine Kommunikationsverbindung KV7 und einen
Energieübertragungskanal EK5 miteinander in Kontakt .
Darüber hinaus kann für das zu überwachende Areal, insbesondere einen Parkplatz, eine Belegungsanzeige BZ vorgesehen sein. Mit ihrer Hilfe können die belegten
Parkplätze angezeigt werden. Sie steht hier in einer
Kommunikationsverbindung KV8 mit der Infrastruktureinrichtung IS .
Ferner ist eine Netzversorgungseinrichtung NV vorgesehen, die beispielsweise eine Wechselspannung von 230 V liefert. Sie besitzt beispielsweise einen Energieübertragungskanal EK6 zu der Energieschnittstelle ES der Leuchteinrichtung LE, einen Energieübertragungskanal EK7 zu der Infrastruktureinrichtung IS, einen Energieübertragungskanal EK8 zu der
Belegungsanzeige BZ und einen Energieübertragungskanal EK9 zu der Energieschnittstelle ES der Empfangseinrichtung EE
(Aufzählung nicht abschießend) .
Im Zusammenhang mit Fig. 3 wird nun ein weiteres Konzept eines Beleuchtungssystems erläutert. Im Vergleich zu dem Konzept von Fig. 2 wird das vom Objekt OB (z. B.
Kraftfahrzeug oder Straßenbelag) reflektierte Signal RW von einem Monitoring-System MS empfangen. Dabei kann ein
einzelnes Monitoring-System MS reflektierte Signale von mehreren primären Sendeeinrichtungen SE empfangen. Die
Auswertung, z. B. die Musteranalyse, erfolgt in dieser
Ausführungsform innerhalb des Monitoring-Systems MS. Zwischen dem Monitoring-System MS und der Belegungsanzeige BZ, die in dem vorliegenden Beispiel ebenfalls vorgesehen ist, besteht eine Kommunikationsverbindung KV9. Ferner ist ein
Energieübertragungskanal EK10 von der
Netzversorgungseinrichtung NV zu dem Monitoring-System MS vorgesehen. Hinsichtlich der Beschreibung der übrigen
Komponenten und Verbindungen dieses Ausführungsbeispiels wird auf die Beschreibung von Fig.2 verwiesen.
In dem Konzept gemäß Fig.4 ist vorgesehen, dass sowohl die primärseitige Sendeeinrichtung SE als auch die sekundäre Empfangseinrichtung EE Teil eines Gesamtverbunds aus
Leuchteinrichtungen LEI, LE2 mit integrierten Sende-Empfangs- Einrichtungen SEI und SE2 in einem Service-Areal sind.
In einem konkreten Fall wird die Sendeeinrichtung SEI als primärseitige Sendeeinrichtung und die Sendeeinrichtung SE2 als sekundärseitige Empfangseinrichtung genutzt. Umgekehrt kann natürlich auch die Sendeeinrichtung SE2 zum Senden und die Sendeeinrichtung SEI zum Empfangen dienen. Zudem weist das Gesamtsystem hier ein Kommunikationsnetz KN zwischen den einzelnen Teilnehmern SEI und SE2 (ggf. weitere Sende- Empfangseinrichtungen) an den Leuchteinrichtungen LEI, LE2 etc. auf. Beispielhaft sind in Fig. 4 Verbindungspunkte „a" und „b" vorgesehen, die jeweils untereinander verbunden sind. Das Kommunikationsnetzwerk KN kann dabei insbesondere
drahtlos (z. B. BLE, WiFi, Zigbee, usw.) ausgeführt sein. Es sind die Net zwerktopologien „mesh" und/oder „point-to-point" und/oder „seriell", d.h. BUS-Architektur, realisierbar. So wird das ausgesendete Signal SW (z. B. elektromagnetische Welle) der Sende-Empfangseinrichtung SEI nach der Reflexion an dem Objekt OB von der anderen Sende-Empfangseinrichtung SE2 als Teilnehmer des Kommunikationsnetzes KN empfangen. Diese übermittelt die empfangenen Daten z. B. über ein Mesh- Netzwerk als Kommunikationsnetzwerk KN an eine zentrale
Informationsverarbeitungseinrichtung ZI. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Infrastruktur für Dienste (z. B.
Internet oder zentraler Diensteserver) handeln.
In der zentralen Informationsverarbeitungseinrichtung ZI erfolgt hier beispielsweise die Auswertung mittels
Musteranalyse MA. Hinsichtlich der übrigen Komponenten und Verbindungen wird wiederum auf die Beschreibung von Fig. 2 verwiesen. Zusätzlich ist in Fig. 4 noch die Variante 2 der Musteranalyse MA angedeutet, die in der Leuchteinrichtung LEI bzw. LE2 und insbesondere in deren elektrischen
Vorschaltgeräten ECG stattfinden kann.
In Fig. 5 ist ein weiteres Konzept eines Beleuchtungssystems angedeutet, bei dem das vom Objekt OB reflektierte Signal RW von einem Monitoring-System MS empfangen wird. Das
Monitoring-System MS ist in/an oder als Teil einer
Leuchte/LichtInstallation bzw. Leuchtmittels, d.h. an der Leuchteinrichtung LE2 angeordnet, was die physikalische
Verbindung PV2 andeutet. Dabei kann das Monitoring-System MS reflektierte Signale RW von mehreren Sende-
Empfangseinrichtungen bzw. Sendeeinrichtungen SE empfangen.
Die Auswertung, z. B. die Musteranalyse, erfolgt in dieser Ausführung innerhalb einer zentralen Infrastruktureinrichtung IS für Dienste (z. B. Internet oder zentraler Diensteserver) . Es besteht eine Kommunikationsverbindung KV10 zwischen dem Monitoring-System MS und der zentralen
Informationsverarbeitungseinrichtung IS. Diese
Kommunikationsverbindung KV10 ist beispielsweise drahtlos oder drahtgebunden ausgebildet und kann über die
Kommunikationsverbindungen der Lichtinstallation/Leuchten, d.h. der Leuchteinrichtungen LEI und LE2 erfolgen. Wie in dem Beispiel von Fig. 4 kann außerdem ein
Energieübertragungskanal EKll von der
Netzversorgungseinrichtung NV zu der Energieschnittstelle ES der zweiten Leuchteinrichtung LE2 vorgesehen sein. Ferner kann ein Energieübertragungskanal EK13 von dem elektronischen Vorschaltgerät ECG der zweiten Leuchteinrichtung LE2 zu dem Monitoring-System MS bestehen.
Außerdem besteht ein Energieübertragungskanal EKll zwischen der Netzversorgungseinrichtung NV und der
Energieschnittstelle ES der zweiten Leuchteinrichtung LE2 sowie ein Energieübertragungskanal EK12 zwischen der
Netzversorgungseinrichtung NV und der zentralen
Informationsverarbeitungseinrichtung ZI (vgl. Fig. 4).
Im Zusammenhang mit Fig. 6 wird nun der Anwendungsfall eines oben beschriebenen Beleuchtungssystems bei Parkplätzen beschrieben. Ein Parkplatzareal PA verfügt über eine Vielzahl
an Parkplätzen PP . Einige dieser Parkplätze sind bereits mit Kraftfahrzeugen KF belegt. Das Parkareal PA besitzt eine Zufahrt ZF und eine Ausfahrt AF . An der Zufahrt ZF ist eine erste Leuchteinrichtung LEI einschließlich Sendeeinrichtung SEI vorgesehen, das von der Sendeeinrichtung SEI gesendete Signal SW wird von dem Objekt OB, hier ein Kraftfahrzeug, reflektiert und erreicht als reflektierte Welle bzw. als reflektiertes Signal RW eine Empfangseinrichtung EEl. Mit diesem Sende-Empfangs-System SEI, EEl an der
Leuchteinrichtung LEI kann also in der Zufahrt ZF ein einfahrendes Kraftfahrzeug registriert werden.
Ein gleiches System mit den Komponenten SE2, EE2 und LE2 ist an der Ausfahrt AF vorgesehen, um ausfahrend Kraftfahrzeuge zu regestieren. Mit einem solchen Gesamtsystem kann
beispielsweise die Belegung eines Parkareals bezüglich der Anzahl der geparkten Kraftfahrzeuge überwacht werden. Sind auch in dem Parkplatzareal derartige System verteilt
angeordnet, so können unter Umständen die genauen Positionen der geparkten Kraftfahrzeuge registriert werden.
BEZUGSZEICHENLISTE
Verbindungspunkt
AF Ausfahrt
b Verbindungspunkt
Bl, B2 Beacon
BE Beleuchtungseinrichtung
BZ Belegungsanzeige
DS Datenschnittstelle
DT DatenübertragungsSystem
DV Datenverarbeitungseinheit
E Endgerät
ECG Vorschaltgerät
EE, EE1 , EE2 Empfangseinrichtung
EK1 bis EK13 Energieübertragungskanal
ES Energieschnittstelle
IS Infrastruktureinrichtung
IV Informationsverarbeitungseinheit KF Kraftfahrzeug
KN Kommunikationsnetzwerk
KV1 bis KV10 KommunikationsVerbindung
LE, LEI, LE2 Leuchteinrichtung
LP LED-Platine
M Modul
MA Musteranalyse
MS Monitoring-System
NV Net zVersorgungseinrichtung OB Objekt
PA Parkplat zareal
PP Parkplatz
PV1, PV2 physikalische Verbindung
RW reflektiertes Signal
SE Sendeeinrichtung
SEI, SE2 Sende-Empfangs-Einrichtung
SW Signal
VI Variante 1
V3 Variante 3
ZF Zufahrt
Z I Informationsverarbeitungseinrichtung
Claims
1. Beleuchtungssystem mit
- einer Leuchteinrichtung (LE) und
- einer Sendeeinrichtung (SE) , die in oder unmittelbar an der Leuchteinrichtung (LE) angeordnet ist, zum drahtlosen Senden eines Signals (SW) mit einer für die
Sendeeinrichtung spezifischen Identifikationsinformation, gekennzeichnet durch
- eine Empfangseinrichtung (EE) , die in einer festen
örtlichen Beziehung zu der Sendeeinrichtung (SE) steht, zum Empfangen eines von dem Signal (SW) verursachten Analysesignals (RW) und zum Erzeugen eines entsprechenden Empfangssignals sowie
- einer Auswerteeinrichtung (IS) zum Auswerten des
Empfangssignals hinsichtlich seiner Signalstärke.
2. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, wobei die
Empfangseinrichtung (EE) auch eine Sendeeinheit zum Senden eines Signals und/oder die Sendeeinrichtung (SE) auch eine Empfangseinheit zum Empfangen eines Signals aufweist.
3. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Auswerteeinrichtung (IS) dazu ausgebildet ist, eine
Musteranalyse (MA) des Empfangssignals durchzuführen, um ein vorgegebenes Objekt (OB) zu erkennen.
4. Beleuchtungssystem nach Anspruch 3, wobei die
Auswerteeinrichtung (IS) dazu ausgebildet ist, eine Anzahl und/oder Position von erkannten Objekten zu ermitteln.
5. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei zwischen der Sendeeinrichtung (SE) und der Empfangseinrichtung (EE) ein insbesondere vermaschtes
Kommunikationsnetz (KN) aufgebaut ist.
6. Beleuchtungssystem nach Anspruch 5, wobei die
Auswerteeinrichtung (IS) an das Kommunikationsnetz (KN)
angeschlossen ist und die Empfangseinrichtung (EE) das
Empfangssignal über das Kommunikationsnetz (KN) an die
Auswerteeinrichtung (IS) überträgt.
7. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Auswerteeinrichtung (IS) dazu ausgebildet ist, ein statisches Objekt von einem dynamischen Objekt zu
unterscheiden .
8. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, das neben der Sendeeinrichtung (SE) mindestens eine weitere Sendeeinrichtung aufweist, aber die
Empfangseinrichtung (EE) die einzige Einrichtung zum
Empfangen jeweiliger Signale ist.
9. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei die Auswerteeinrichtung (IS) Teil eines Vorschaltgeräts (ECG) der Leuchteinrichtung (LE) ist.
10. Beleuchtungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei die Auswerteeinrichtung (IS) in die Sendeeinrichtung (SE) integriert ist und das Empfangssignal über das
Kommunikationsnetz (KN) an die Sendeeinrichtung (SE)
übermittelbar ist.
11. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei die Sendeeinrichtung (SE) und die
Empfangseinrichtung (EE) dazu eingerichtet sind,
selbstständig ein vermaschtes Netzwerk aufzubauen.
12. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei das Analysesignal ein Signal ist, das durch Dämpfung oder Reflexion aus dem Signal entstanden ist.
13. Parkplatzanordnung (PA) mit einer Vielzahl an Parkplätzen (PP) und einem Beleuchtungssystem nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei mit der Auswerteeinrichtung (IS) freie Parkplätze (PP) ermittelbar sind.
14. Parkplatzanordnung (PA) nach Anspruch 13, wobei das
Beleuchtungssystem mehrere Leuchteinrichtungen (LE) und eine Steuereinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, mittels der Leuchteinrichtungen (LE) zu einem freien Parkplatz (PP) zu führen oder ihn anzuzeigen.
15. Verfahren zum Betreiben eines Beleuchtungssystems mit einer Leuchteinrichtung (LE) , einer Sendeeinrichtung (SE) , die in oder unmittelbar an der Leuchteinrichtung (LE) angeordnet ist, zum drahtlosen Senden eines Signals (SW) mit einer für die Sendeeinrichtung spezifischen
IdentifikationsInformation,
gekennzeichnet durch
- Empfangen eines von dem Signal (SW) verursachten
Analysesignals (RW) durch eine Empfangseinrichtung (EE) , die in einer festen örtlichen Beziehung zu der
Sendeeinrichtung (SE) steht,
- Erzeugen eines entsprechenden Empfangssignals durch die Empfangseinrichtung (EE) sowie
- Auswerten des Empfangssignals hinsichtlich seiner
Signalstärke durch eine Auswerteeinrichtung (IS).
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- 2017-08-29 WO PCT/EP2017/071637 patent/WO2018086780A1/de not_active Ceased
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