無線鎮流器控制單元的製作方法
2023-09-21 00:35:10 3
專利名稱：無線鎮流器控制單元的製作方法
無線鎮流器控制單元
背景技術：
本示範的實施例通常涉及照明系統。本示範的實施例發現了結合用於照明系統的無線調光裝置的特別應用並且將特別對此進行描述。然而，將會認識到本示範的實施例也適合於其他類似的應用。例如線性螢光照明系統和高密度放電照明系統的放電照明系統通常包括調光控制。這類調光控制的廣為接受的標準是0-10V調光控制。雖然0-10V調光控制被認為是能直接實現的，但是它需要伸展於固定裝置和調光控制器之間的兩條低壓線路。不幸的是，其中在固定裝置和調光控制器之間伸展附加的線路是非常麻煩的或不能接受的情形可能會發生。在翻新改進的情形中，例如，穿過牆壁和天花板伸展附加的線路將是非常麻煩的。在懸掛的固定裝置的情形中，例如，使附加的線路延伸至懸掛的固定裝置可能是不能接受的。因此，無線調光裝置一直受到喜愛。
已知的無線調光裝置通常依賴於用於無線通信的互連基站的基礎設施，在無線通信中無線設備通過基站彼此進行通信。然而，維護和安裝這樣的基礎設施的成本都很高，並且這樣的基礎設施可能需要附加的線路伸展穿過牆壁和天花板。因此，具有不依賴於網絡基礎設施的低成本照明系統將會是有利的。
發明內容
提供一種用於控制至少一個可調光鎮流器的至少一個光輸出的鎮流器控制單元。可調光鎮流器經由光輸出為一個或多個光源供電。鎮流器控制單元包括被提供用於從網狀網絡接收消息並轉發不是發往該鎮流器控制單元的所接收的消息的無線接口。鎮流器控制單元還包括被提供用於根據發往該鎮流器控制單元的所接收的消息中的命令來控制可調光鎮流器和光輸出的控制模塊。每個命令對應於可調光鎮流器或光輸出。提供一種用於控制至少一個可調光鎮流器的至少一個光輸出的方法，所述可調光鎮流器經由光輸出為一個或多個光源供電。該方法包括從網狀網絡中接收消息和確定該消息是否已經到達它的目的地。如果沒有，則轉發所接收的消息，並且如果所接收的消息已經到達它的目的地，則根據所接收的消息中的命令來控制鎮流器和光輸出。每個命令對應於鎮流器或光輸出。提供一種用於通過網狀網絡控制至少一個可調光鎮流器的至少一個光輸出的照明系統，其中可調光鎮流器經由光輸出為一個或多個光源供電。照明系統包括鎮流器控制單元，所述鎮流器控制單元具有被提供用於從網狀網絡接收消息並轉發不是發往該鎮流器控制單元的所接收的消息的無線接口。鎮流器控制單元還包括被提供用於根據發往該鎮流器控制單元的所接收的消息中的命令來控制鎮流器和光輸出的控制模塊。照明系統還包括被提供用於通過網狀網絡傳送消息的調光單元，其中每個傳送的消息包括開/關命令和/或調光命令。
圖I示出了示範的鎮流器控制單元；
圖2示出了用於圖I中的鎮流器控制單元的所接收的消息；以及 圖3示出了具有多個鎮流器控制單元的示範的照明系統。
具體實施例方式公開了具有用於控制一個或多個可調光鎮流器的鎮流器控制單元的照明系統實施例。每個可調光鎮流器包括一個或多個可調光碟機動器，並且每個可調光碟機動器為例如逆變器(Inverter )。此外，每個可調光碟機動器連接到光輸出，所述光輸出連接到一個或多個光源。光源優選地為放電光源，例如線性螢光光源和高密度放電光源。然而，應該認識到其他光源是同樣適合的。鎮流器控制單元的控制模塊選擇性地控制向每個可調光鎮流器供電和/或提供調光信號給每個可調光碟機動器以便於控制光輸出的調光。在某些實施例中，使用0-10V調光控制，但是其他調光控制是同樣適合的。例如，鎮流器控制單元可以只提供數字調光信號 來替代0-10V調光信號給可調光碟機動器。調光信號還可以通過誤接線電路以便保護鎮流器控制單元免受由安裝誤接線導致的損害。控制模塊基於從無線接口接收到的消息來選擇性地控制可調光鎮流器和光輸出。每個消息包含一個或多個命令並且每個命令為開/關命令和/或調光命令。在開/關命令的情形中，該命令與一個或多個可調光鎮流器相關。在調光命令的情形中，該命令與一個或多個光輸出相關。儘管列舉的命令，但是另外的命令是同樣適合於公開的實施例的。無線接口從網狀網絡接收消息。在某些實施例中，網狀網絡是ZigBee網狀網絡，但是也可以使用用於實現網狀網絡的其他協議。無線接口充當路由器並且轉發不是發往該鎮流器控制單元的所接收的消息，從而方便網狀網絡的建立和操作。此外，如果消息是發往該鎮流器控制單元的，則該消息被中繼到控制模塊並且其中的命令被用來控制可調光鎮流器和/或光輸出。在某些實施例中，網狀網絡包括協調器單元。每個網狀網絡將只有單個協調器。在初始化例如鎮流器控制單元的任何網絡設備時，網絡設備使用唯一 id向協調器單元註冊。在鎮流器控制單元的情形中，註冊過程可以包括消息通知協調器單元鎮流器控制單元的能力(例如，鎮流器控制單元控制多少可調光鎮流器和光輸出)。其他網絡設備可以包括燈開關、調光開關、運動傳感器和其他類似設備。協調器單元協調鎮流器控制單元和任何其他網絡設備。也就是，協調器單元發送包含操作用於控制可調光鎮流器和光輸出的命令的消息給鎮流器控制單元。協調器單元可以基於例如內部時鐘或計時器的內部激勵或者例如被網絡設備或用戶觸發的事件的外部激勵來行動。因此，協調器單元可以例如指示鎮流器控制單元在某個時間為光輸出上電或者響應於由運動傳感器設備感測到的運動而為光輸出上電。協調器單元可以是專用網絡設備或與具有附加功能的另外的網絡設備結合。例如，鎮流器控制單元除了它的上述功能性之外還可以充當協調器單元，或者可以將協調器集成到用戶可操作的調光控制，等等。此外，並非網狀網絡內的每個網絡設備都必定要充當路由器。例如，運動傳感器設備可以只包括發送器。儘管前面的討論與單個鎮流器控制單元有關，但是照明系統可以包括多個鎮流器控制單元。此外，雖然前面討論的鎮流器控制單元從協調器單元接收命令，但是可提供其他網絡設備來直接尋址鎮流器控制單元。例如，無線遙控可以直接發送開/關命令給鎮流器控制單元指示它對它的所有可調光鎮流器斷電。圖I示出了鎮流器控制單元100，所述鎮流器控制單元通過唯一 id來識別並且包括無線接口 102和具有電源105的控制模塊104。鎮流器控制單元100被連接到多個可調光鎮流器106、108、110，所述多個可調光鎮流器106、108、110被連接到多個光源112、114、116、118。通過控制可調光鎮流器106、108、110，鎮流器控制單元100能夠控制多個光源112、114、116、118。鎮流器控制單元100還通過控制模塊104的電源105接收來自外部電源119的電力。第一可調光鎮流器106包括單個可調光碟機動器120，據此它具有單個可調光光輸出122。該光輸出122被連接到多個光源112。第二可調光鎮流器108包括單個可調光碟機動器124，據此它也具有連接到單個光源114的單個可調光光輸出126。第三示範的可調光 鎮流器110包括2個可調光碟機動器128、130，據此它具有2個可調光光輸出132、134。第一可調光光輸出132被連接到多個光源116，並且第二可調光光輸出132被連接到單個光源118。在某些實施例中，可調光碟機動器120、124、128、130為能夠響應於0-10V調光信號而對相關聯的光輸出122、126、132、134進行調光的逆變器。在某些實施例中，光源112、114、116、118為放電光源，例如線性螢光光源和高密度放電光源。在示出的例子中，每個光輸出122、126、132、134與可調光碟機動器120、124、128、130相關聯。然而，可使用可調光碟機動器和光輸出之間的一對多映射。此外，也可以使用不與可調光碟機動器相關聯的光輸出。無線接口 102被連接到方便從網狀網絡(未示出)接收消息的無線天線136，所述網狀網絡在一個實施例中利用ZigBee無線協議來實現，但是其他無線協議是同樣適合的。每個所接收的消息包含標識該消息的目的地的欄位和一個或多個命令。目的地欄位包括消息發往的網絡設備的唯一 id。命令可以為例如調光命令和開/關命令。圖2示出了包括目的地欄位202和N個命令的示範的消息200，其中N是大於或等於I的整數。返回參考圖1，針對每個所接收的消息，無線接口 102確定所接收的消息的目的地是否匹配鎮流器控制單元100的唯一 id。如果不匹配，則轉發該消息以便於網狀網絡上的其他網絡設備(未示出)可以接收它。如果唯一 id匹配所接收的消息的目的地，則將所接收的消息發送到控制單元104。因為無線接口 102發送消息並接收消息，所以它包括收發器。另外，利用例如PIC控制器的微控制器(未示出)實現用於網狀網絡的特定無線協議(例如ZigBee)，在一個示例中所述微控制器為無線接口 102和控制模塊104兩者所共用。控制模塊104解釋所接收的消息中的命令並且控制多個可調光鎮流器106、108、110以及因此控制它們的相關聯的光輸出122、126、132、134。在開/關命令的情形中，控制模塊104將允許/禁止給與命令相關的可調光鎮流器供電。在調光命令的情形中，控制模塊將提供模擬的或數字的調光信號給與命令相關的可調光碟機動器。應當認識到，這將具有對相應的可調光鎮流器的光輸出進行調光的作用。另外，控制模塊104使用上述的共用微控制器來實現這個功能。為方便開/關命令，控制模塊104包括第一繼電器138和第二繼電器140。繼電器138,140選擇性地將來自外部電源119的電力耦合至相關聯的可調光鎮流器106、108、110。在本例中第一繼電器138允許控制模塊104控制給第一可調光鎮流器106和第二可調光鎮流器108供電。類似地，第二繼電器140允許控制模塊104控制給第三可調光鎮流器110供電。如果開/關命令指示控制模塊104禁用可調光鎮流器，則控制模塊104通過對應的繼電器禁止給該可調光鎮流器供電。如果開/關命令指示控制模塊104啟用可調光鎮流器，則控制模塊104通過對應的繼電器允許給該可調光鎮流器供電。應當認識到，就與開/關命令相關的可調光鎮流器共享繼電器來說，開/關命令是受限的。例如，由於共享繼電器138，與第一鎮流器106相關的開/關命令必然會影響第二鎮流器108，反之亦然。為方便調光命令，示範的控制模塊104包括多個數模(D/A)轉換器142、144。在一個實施例中，數模轉換器142、144提供0-10V調光信號給可調光鎮流器106、108、110的可調光碟機動器 120、124、128、130。
在某些實施例中，數模轉換器142、144可以實現為R2R梯形或已濾波的脈寬調製信號。另外，在一些實施例中，數模轉換器142、144可以使用反饋迴路來在變動負載下控制調光信號。例如，在使用R2R梯形的數模轉換器的情形中，模擬調光信號可以基於反饋斜線上升到目標值。然而，應當認識到，在所有實施例中反饋不是嚴格的必要條件。控制模塊104還包括多個誤接線電路146、148、150以保護控制模塊104。在這些實施例中，調光信號在連接到可調光碟機動器120、124、128、130之前通過誤接線電路146、148、150。在操作中，如果電源線被無意地連接到承載調光信號的線路中的一條，則誤接線電路將保護控制模塊104。如果接收到調光命令，則控制模塊104輸出或者模擬調光信號或者數字調光信號給與該命令相關的可調光碟機動器120、124、128、130。調光信號代表作為調光命令的一部分接收的數字調光值。如果與命令相關的可調光碟機動器要求模擬調光信號，則使用數模轉換器(例如142、144)來將在該命令中接收到的數值轉換為模擬調光信號，例如某些實施例中的0-10V調光信號。參考圖3，示出了具有多個鎮流器控制單元302的示範的照明系統300。在本例中，每個鎮流器控制單元302與具有布置在其中的可調光鎮流器(未示出)的光源304相關聯。照明系統300還包括協調器單元306、第一開關面板308和第二開關面板310。在包括第一房間314和第二房間316的辦公室樓層平面圖312的背景下示出了照明系統300。照明系統300使用網狀網絡來方便例如鎮流器控制單元302的獨立網絡設備間的通信。當網絡設備302、308、310初始化時，它們向協調器單元306註冊。也就是，每個網絡設備302、308、310發送消息給協調器單元306警告協調器單元306它的存在。這樣做時，每個網絡設備302、308、310利用唯一 id向協調器單元306標識它自己。另外，消息可以包括與相應網絡設備的能力有關的信息。例如，對於可調光燈開關，可調光燈開關可以警告協調器單元306它觸發了某個鎮流器控制單元的調光事件。利用例如PIC控制器的微控制器來優選地實現網絡設備302、308、310和協調器306。示出的照明系統300使用例如ZigBee的網狀網絡，其中大部分的(如果不是所有的)網絡設備路由消息。因此，如果消息不是發往接收網絡設備的，則實際接收給定消息的網絡設備將會轉發該消息。例如，第一開關面板308的覆蓋區域318不包括協調器單元306。然而，覆蓋區域318包括具有無線覆蓋區域322的中間鎮流器控制單元320。這個無線覆蓋區域322包括協調器單元306。因此，第一開關面板308能夠通過中間鎮流器控制單元320間接經由中繼來與協調器單元306進行通信。應當認識到，這允許容易地對現有照明系統進行翻新改進而無需延伸附加的線路或安裝無線基礎設施。在本例中，協調器單元306從第一開關面板308和第二開關面板310接收警告協調器單元306照明事件(例如調光事件或供電事件)的消息。第一開關面板308包括用於關閉所有光源304的主電源開關324。另外，第一開關面板308包括用於對第一房間314中的所有光源304進行調光的調光控制器326。第二開關面板310包括用於關閉第二房間316中所有光源304的電源開關328。基於來自開關面板308、310的這些消息，協調器單元306指示與包含在消息中的命令相關的鎮流器控制單元據此行動。可以按照至少兩種方式中的一種或多種方式來使鎮流器控制單元與這些命令相關。第一種方式是開關面板308、310指定與命令有關的鎮流器 控制單元。例如，第一開關面板308可以發送消息給協調器306明確地告訴它作用於特定的鎮流器控制單元。第二種方式是協調器306使用預編程的查找表來確定命令與哪些鎮流器控制單元有關。例如，協調器306使用唯一 id和命令的種類來將索引編入查找表並且確定哪些鎮流器控制單元與命令相關。如果將第一開關面板308的主電源開關324設置到斷開位置，則面板308發送供電消息給協調器單元306，其中消息與和所有鎮流器控制單元302相關聯的所有可調光鎮流器(未示出)相關。協調器單元306接收該消息並且發送類似的消息給每個鎮流器控制單元302指示它們禁止給所有它們的相關聯的可調光鎮流器供電。如上所討論的，鎮流器控制單元302通過繼電器控制供電。如果將第二開關面板310的電源開關328設置到斷開位置，則執行類似的過程。然而，與關閉所有光源304相反，協調器單元306僅指示第二房間316中的鎮流器控制單元302禁止給它們的相關聯的可調光鎮流器供電。如果調節第一開關面板308的調光控制器326，則第一開關面板308發送其中包含調光命令的消息給協調器單元306。協調器單元306接收該消息並確定哪些鎮流器控制單元與包含在所接收的消息內的命令相關。在調光命令的情形中，協調器單元306確定哪些光輸出與命令相關。基於此，協調器單元306發送消息給與調光命令相關聯的鎮流器控制單元，指示它們據此調節它們的光輸出。儘管有第一開關面板308和第二開關面板310，協調器單元306可以根據預編程的時間表來控制鎮流器控制單元302。也就是，協調器單元306可以被編程為在某個時間打開所有光源304並且在某個時間關閉所有光源304。此外，或者備選地，協調器單元306可以同樣地在某些時間對所有光源304進行調光。本文公開的照明系統的組成部分(即鎮流器控制單元、協調器等等)可以部分地包含在計算機內或者部分地包含在包括例如微處理器、微控制器、圖形處理單元(GPU)等的數字處理器和存儲器的其他數字處理設備內。在一些實施例中，本申請的上面討論的示範的方法、使用該方法的系統等等通過存儲可執行(例如通過數字處理器)用來實現示範的方法和/或系統的指令的存儲介質而被部分地包含。存儲介質可以包括，例如磁碟或其他磁性存儲介質、光碟或其他光學存儲介質、隨機訪問存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、或其他電子存儲設備或晶片或操作互連的晶片組。
已參考優選的實施例對本發明進行了描述。在閱讀和理解前面的詳細描述時，將 會想到對其他實施例的修改和變更。意圖是本公開內容被看作是包括了所有這樣的修改和變更。
權利要求
1.一種用於控制至少一個可調光鎮流器的至少一個光輸出的鎮流器控制單元，其中所述可調光鎮流器經由所述光輸出為至少一個光源供電，所述鎮流器控制單元包括 無線接口，所述無線接口被提供用於從發送器接收消息，其中所述無線接口轉發不是發往所述鎮流器控制單元的所接收的消息；以及 控制模塊，所述控制模塊被提供用於根據發往所述鎮流器控制單元的所接收的消息中的命令來控制所述可調光鎮流器和所述光輸出，其中每個所述命令對應於所述可調光鎮流器中的至少一個或所述光輸出中的至少一個。
2.如權利要求I所述的鎮流器控制單元，其中所述控制模塊包括用於所述可調光鎮流器中的所述至少一個的繼電器，其中所述可調光鎮流器中的所述至少一個的所述繼電器根據與所述可調光鎮流器中的所述至少一個相對應的開/關命令來允許或禁止給所述可調光鎮流器中的所述至少一個供電。
3.如權利要求I所述的鎮流器控制單元，所述可調光鎮流器中的所述至少一個包括多個可調光鎮流器。
4.如權利要求I所述的鎮流器控制單元，其中所述控制模塊包括用於所述光輸出中的所述至少一個的數模轉換器，其中所述光輸出中的所述至少一個的所述數模轉換器根據與所述光輸出中的所述至少一個相對應的調光命令來提供調光信號給所述光輸出中的所述至少一個。
5.如權利要求4所述的鎮流器控制單元，其中所述光輸出中的所述至少一個的所述數模轉換器的所述調光信號為OV到IOV。
6.如權利要求4所述的鎮流器控制單元，其中所述光輸出中的所述至少一個的所述數模轉換器包括用於所述調光信號的反饋迴路。
7.如權利要求4所述的鎮流器控制單元，其中所述光輸出中的所述至少一個包括多個光輸出。
8.如權利要求4所述的鎮流器控制單元，其中所述控制模塊包括用於所述光輸出中的所述至少一個的誤接線電路，其中所述誤接線電路布置在所述數模轉換器和所述光輸出中的所述至少一個之間。
9.如權利要求I所述的鎮流器控制單元，其中通過唯一id識別所述鎮流器控制單元。
10.如權利要求I所述的鎮流器控制單元，其中所述發送器是網狀網絡中的節點。
11.如權利要求10所述的鎮流器控制單元，其中所述鎮流器控制單元向所述網狀網絡的協調器單元註冊。
12.如權利要求I所述的鎮流器控制單元，其中所述控制模塊根據與所述光輸出中的所述至少一個相對應的調光命令來提供數字調光信號給所述光輸出中的所述至少一個。
13.一種用於控制至少一個可調光鎮流器的至少一個光輸出的方法，其中所述可調光鎮流器經由所述光輸出為至少一個光源供電，所述方法包括 從網狀網絡接收消息； 確定所述消息是否已經到達它的目的地； 如果所接收的消息還沒有到達它的目的地，則轉發所接收的消息；以及， 如果所接收的消息已經到達它的目的地，則根據所接收的消息中的命令來控制所述可調光鎮流器和所述光輸出，其中每個所述命令對應於所述鎮流器中的至少一個或所述光輸出中的至少一個。
14.如權利要求13所述的方法，還包括向所述網狀網絡的協調器註冊。
15.如權利要求13所述的方法，其中所述控制包括根據與所述鎮流器中的所述至少一個相對應的開/關命令來允許或禁止給所述鎮流器中的所述至少一個供電。
16.如權利要求13所述的方法，其中所述控制包括根據與所述光輸出中的所述至少一個相對應的調光命令來提供調光信號給所述光輸出中的所述至少一個。
17.如權利要求13所述的方法，其中所述網狀網絡使用ZigBee無線協議。
18.一種用於通過網狀網絡控制至少一個可調光鎮流器的至少一個光輸出的照明系統，其中所述可調光鎮流器經由所述光輸出為至少一個光源供電，所述照明系統包括 鎮流器控制單元，所述鎮流器控制單元包括無線接口，所述無線接口被提供用於從所述網狀網絡接收消息，其中所述無線接口轉發不是發往所述鎮流器控制單元的所接收的消息；以及控制模塊，所述控制模塊被提供用於根據發往所述鎮流器控制單元的所接收的消息中的命令來控制所述可調光鎮流器中的至少一個和所述光輸出中的至少一個；以及 調光單元，所述調光單元被提供用於通過所述網狀網絡傳送消息，其中每個傳送的消息包含開/關命令和/或調光命令。
19.如權利要求18所述的照明系統，還包括用於控制所述鎮流器控制單元的協調器單元，其中所述協調器單元接收由所述調光單元傳送的所述消息並且提供其中包含的所述命令給所述鎮流器控制單元。
20.如權利要求19所述的照明系統，其中所述鎮流器控制單元和所述調光單元兩者都向所述協調器單元註冊。
全文摘要
公開了一種用於控制至少一個可調光鎮流器的至少一個光輸出的鎮流器控制單元，其中可調光鎮流器經由光輸出為一個或多個光源供電。鎮流器控制單元包括被提供用於接收來自網狀網絡的消息並轉發不是發往該鎮流器控制單元的所接收的消息的無線接口。鎮流器控制單元還包括被提供用於根據發往該鎮流器控制單元的所接收的消息中的命令來控制可調光鎮流器和光輸出的控制模塊，其中所述命令對應於可調光鎮流器和/或光輸出。
文檔編號H05B37/02GK102804927SQ201180015243
公開日2012年11月28日 申請日期2011年1月4日 優先權日2010年1月22日
發明者L.S.伊利斯 申請人:通用電氣公司