ВВОД В ЭКСПЛУАТАЦИЮ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ Российский патент 2017 года по МПК H05B37/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится к вводу в эксплуатацию осветительных систем.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Сетевые осветительные системы используются в торговых и иных помещениях и могут управляться из центрального пункта, чтобы упростить техническое обслуживание и оптимизировать потребление энергии.

После того как осветительная система изначально смонтирована, ее требуется ввести в эксплуатацию так, чтобы связать переключатели и датчики с одним или более источниками света. До настоящего времени ввод в эксплуатацию выполнялся в ручном режиме установки связей так, чтобы источниками света можно было управлять по отдельности или группами с помощью конкретных переключателей и датчиков, при этом вся система находится под управлением центрального контроллера. Вследствие этого ввод в эксплуатацию осветительной сети является трудоемким процессом, подверженным ошибкам.

В документе WO 2011/055259 раскрыт способ освещения подвижного объекта в сети уличного освещения. Этот способ содержит измерение и сохранение временных различий между обнаружением объекта, перемещающегося вдоль улицы, с помощью различных источников света. Далее в одном варианте осуществления, когда источник света получает сообщение от другого источника света, который обнаружил перемещающийся объект, он ассоциирует уровень затемнения с сохраненным в памяти временным различием, при этом, например, чем меньше временное различие, тем выше уровень освещения, так чтобы создать «гало-эффект» вокруг подвижного объекта.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В изобретении предложена осветительная система, содержащая множество источников света, расположенных в пространстве, которое требуется осветить, систему датчиков для детектирования присутствия пользователя в этом пространстве, а также контроллер, который в режиме ввода в эксплуатацию выполнен с возможностью приема данных, соответствующих адресам источников света, которые требуется определить в качестве группы, и приема данных позиционирования от системы датчиков в ответ на перемещение исполнителя ввода в эксплуатацию вдоль траектории, ассоциированной с областью пространства, ассоциированной с этой группой, а в режиме эксплуатации - включения источников света этой группы в ответ на распознавание занятости в области, ассоциированной с группой.

Таким образом, нет необходимости во введении в эксплуатацию источников света по одному.

Изобретение дополнительно включает в себя сетевой контроллер для осветительной сети, включающей в себя множество источников света, расположенных в пространстве, которое требуется осветить, а также систему датчиков для детектирования положения пользователя в этом пространстве, при этом контроллер выполнен с возможностью

в режиме ввода в эксплуатацию - приема данных, соответствующих адресам источников света, которые требуется определить в качестве группы, а также приема данных позиционирования от системы датчиков в ответ на перемещение исполнителя ввода в эксплуатацию вдоль траектории в пространстве по этой группе, а также

в режиме эксплуатации - включения источников света этой группы в ответ на распознавание системой датчиков присутствия человека в области, ассоциированной с группой, в ходе выполнения режима ввода в эксплуатацию.

Изобретение также включает в себя способ ввода в эксплуатацию осветительной сети, а также компьютерную программу, выполняемую контроллером для осуществления способа.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Варианты осуществления изобретения далее будут описаны лишь в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, где

на фиг. 1 схематично показана структурная схема осветительной сети;

на фиг. 2 показана блок-схема контроллера для сети;

на фиг. 3 схематично показана структурная схема источника света;

на фиг. 4 показана блок-схема датчика для использования в сети;

на фиг. 5 показан вид сверху пространства, включающего в себя источники света сети, а также датчик для использования с сетью;

на фиг. 6 показан альтернативный датчик, а именно акустический датчик;

на фиг. 7 показан альтернативный датчик, а именно оптический датчик;

на фиг. 8 показана блок-схема процесса, выполняемого для получения информации от датчика, представленного на фиг. 7;

на фиг. 9 показана блок-схема процесса ввода в эксплуатацию, осуществляемого под управлением программы, выполняемой центральным контроллером, представленным на фиг. 1.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. 1 показана сетевая осветительная система, при этом группа источников L_1,1, L_1,2 света соединена в сети 1 с управляющими переключателями SW1, SW2 и имеющимися датчиками, такими как пассивные инфракрасные (PIR) датчики S1, S2, под управлением центрального контроллера 2. Сеть 1 может продолжаться по всем помещениям, например на нескольких этажах. Помещения могут содержать офисное здание, склад или другие торговые и жилые помещения. Соответствующие протоколы для сети 1 включают в себя, но не ограничиваясь перечисленным, Цифровой адресный интерфейс освещения (DALI), Zigbee, LLM, Dianet, Star sense, Ethernet и Wi-Fi. Каждый из источников света, переключателей и датчиков имеет индивидуальный, однозначно определенный сетевой адрес (такой как IP-адрес), при этом через сеть на них или от них могут поступать управляющие сигналы с целью управления работой источников света.

В приведенном в настоящем описании иллюстративном примере может использоваться протокол DALI. После того как сеть изначально смонтирована, требуется выполнить операцию ввода в эксплуатацию, чтобы индивидуальные источники света привести в соответствие с конкретными пространствами в помещениях, управляемых в групповом порядке либо главным контроллером 2, либо индивидуальными ассоциированными переключателями и датчиками S, SW.

На фиг. 2 главный контроллер 2 показан подробнее, при этом в его состав входит процессор 3, связанный с сетью 1 посредством модема 4. Память 5, помимо прочего, включает в себя данные, касающиеся сетевых адресов различных переключателей, датчиков и источников света в сети, так что на них могут подаваться управляющие команды в индивидуальном порядке в соответствии с информацией, поступающей через блок 6 ввода данных. За работой сети может осуществляться контроль с панели 7 управления.

Блок-схема одного из источников света показана на фиг. 3. Источник света включает в себя процессор 8 в ассоциированной памяти 9, в которой хранится индивидуальный сетевой адрес для источника света. Управляющие сигналы принимаются от контроллера 2 и ассоциированных переключателей и датчиков по сети 1 через модем 10. Процессор 8 регулирует подачу мощности, потребляемой от сети переменного электрического тока, от входа 11 посредством переключателя 12, который переключает подачу переменного тока на осветительный элемент 13, например люминесцентную лампу или другой электрический осветительный элемент.

На фиг. 4 показана блок-схема основных компонентов одного из датчиков и/или переключателей S и SW, показанных на фиг. 1, которая включает в себя процессор 14 с ассоциированной памятью 15, содержащей сетевой адрес. Процессор 14 обменивается информацией с сетью 1 через модем 16 и запитывается от сетевого источника питания 17 переменного тока. Если говорить о переключателе SW, ручной переключающий элемент 18, например настенный переключатель, обеспечивает подачу сигналов «включено/выключено» на процессор 14, который может использоваться для подачи сигналов «включено/выключено», поступающих на индивидуальные источники света через сеть с помощью модема 16.

При использовании в качестве датчика S детекторный блок 19 может применяться для детектирования перемещения в отдельной части рабочего пространства, при этом сигнал поступает в процессор 14 для подачи управляющего сигнала через модем 16 и сеть 1 для включения отдельных источников света. Примером детекторного блока 19 служит пассивный инфракрасный (PIR) датчик, например, из серии Philips Dynalite. Это датчики ненаправленного действия, детектирующие движение путем детектирования изменений в инфракрасном излучении. Инфракрасный датчик обладает равной чувствительностью во всех направлениях, что графически можно представить в виде круга, построенного вокруг детектора инфракрасного излучения.

На фиг. 5 показан вид сверху помещений, включающих в себя прямоугольный массив установленных на потолке источников света, содержащий источники света L_1,1… L₆,₇, расположенные эквидистантно в прямоугольном массиве. Это пространство также включает в себя массив установленных на потолке PIR-детекторов, описанных выше, при этом их круговые диаграммы направленности покрывают области A1-A4; B1-B4 и C1-C4. Области чувствительности датчиков S выполнены с возможностью перекрытия. Таким образом, например, область A1 перекрывается областями A2 и B1. Это перекрытие используется для того, чтобы позволить различать положения в пределах круговой области чувствительности каждого PIR-датчика S в ходе операции ввода в эксплуатацию.

Следует понимать, что когда осветительная сеть изначально смонтирована, хотя каждый из источников света, датчиков и переключателей источников света имеет индивидуальный сетевой адрес, вначале они не объединены в группы, например, для освещения конкретных рабочих областей в пространстве, показанном на фиг. 5. Чтобы выполнить ввод в эксплуатацию, источники света, которые должны быть объединены в определенную группу, сначала включаются вручную человеком, выполняющим ввод в эксплуатацию, который в настоящем описании назван исполнителем ввода в эксплуатацию. Центральный контроллер 2 переключается в режим ввода в эксплуатацию, в ходе которого источники света, включенные с целью объединения в группу, посылают свои индивидуальные сетевые адреса из своих соответствующих запоминающих устройств 9 через свои модемы 10 и сеть 1 на контроллер 2, где они временно сохраняются в памяти 5 для дальнейшей обработки. Исполнитель ввода в эксплуатацию далее проходит или как-то иначе передвигается вдоль траектории по группе источников света, которые были включены.

Источники света, которые были включены, чтобы образовать группу, на фиг. 5 показаны в виде белых кружков, в то время как источники света, которые остаются выключенными, показаны в виде серых кружков. Исполнитель ввода в эксплуатацию проходит вдоль траектории из положения P1 в P2,… P8. Пребывая в положении P1, исполнитель ввода в эксплуатацию распознается исключительно датчиком S, ассоциированным с областью C1 датчика. Аналогичным образом в положениях P2 и P3 исполнитель ввода в эксплуатацию распознается в областях B1 и A1 датчиков соответственно. Однако в положении P4 исполнитель ввода в эксплуатацию распознается как пребывающий в обеих областях A2 и A3 одновременно. Датчики, ассоциированные с областями A, B, C, передают сигналы обнаружения через сеть 1 на контроллер 2 и, таким образом, контроллер 2 может построить последовательность координатных точек траектории, продолжающейся по источникам света, которые должны войти в состав группы. Образованная группа также может быть ассоциирована с отдельными переключателями SW.

Процесс ввода в эксплуатацию может повторяться для других групп или подгрупп источников света в помещениях. Таким образом, исполнитель ввода в эксплуатацию при перемещении вдоль траектории P1-P8 задает координаты, которые распознаются датчиками, чтобы определить область в пространстве, которую требуется ассоциировать с группой источников света. Это устраняет необходимость включать источники света по отдельности и ассоциировать их с группой по одному на центральном контроллере 2 путем перемещений взад-вперед между центральным контроллером 2 и индивидуальными источниками света.

В примере на фиг. 5 используются детекторы инфракрасного излучения в виде PIR-датчиков S, при этом можно видеть, что для обеспечения детектирования положения в пределах пространства, занимаемого источниками света, требуется, чтобы их было относительно много. На фиг. 6 показан альтернативный датчик 19, в котором применяются акустические детекторы. Они детектируют звук, издаваемый исполнителем ввода в эксплуатацию, совершающим маршрутный обход. Обычно используется три блока акустического обнаружения, чтобы осуществить триангуляцию звуков, издаваемых исполнителем ввода в эксплуатацию в процессе прохождения вдоль траектории. На фиг. 6 более подробно показан один из блоков, который содержит массив по меньшей мере из двух микрофонов 20, 21, соединенных с процессорами 22, 23 обработки сигналов, детектирующих импульсные составляющие в электрических сигналах, полученных от микрофонов 20, 21 соответственно. Следует понимать, что импульсные сигналы будут иметь разность фаз в зависимости от угла падения акустической волны, распространяющейся от исполнителя ввода в эксплуатацию. Процессор 24 рассчитывает функцию корреляции между импульсными сигналами, распознанными детекторами 22, 23, а процессор 25 рассчитывает разность по времени между ними, которая, в свою очередь, используется процессором 26 для расчета, с какой стороны издается звук, исходящий от исполнителя ввода в эксплуатацию. Положение исполнителя ввода в эксплуатацию может рассчитываться с помощью вычислителя 27 положения, принимающего акустические сигналы одновременно от трех детекторов на линиях 28-1, 28-2, 28-3, а значит, способного осуществить триангуляцию положения исполнителя ввода в эксплуатацию по мере его перемещения по траектории P1-P8 ввода в эксплуатацию. В качестве опции исполнитель ввода в эксплуатацию может носить устройство, издающее отчетливый звук, который может быть легко распознан детекторами 22, 23, чтобы способствовать получению точных данных позиционирования для траектории P.

В альтернативном примере датчик 19, показанный на фиг. 4, содержит камеру «рыбий глаз», представленную на фиг. 7, которая может быть установлена, например, в центре группы источников света, показанных на фиг. 5. Камера «рыбий глаз», схематично показанная на фиг. 7, содержит устройство 29 обработки изображения, имеющее объектив 30 «рыбий глаз», который обычно может создавать изображение с обзором в пределах приблизительно полусферы (360°). Операция, выполняемая устройством 29 обработки изображения, содержит обработку изображений в поле обзора последовательно, так что, как показано на фиг. 8, следующее по счету изображение, появляющееся на этапе S 8.1, сравнивается с предыдущим изображением, полученным на этапе S 8.2, что позволяет определить изменения в поле обзора. Эти изменения на этапе S 8.3 сравниваются с опорными данными, относящимися к статическому изображению, полученному из поля обзора, откалиброванными так, что на этапе S 8.4 можно получить информацию о местонахождении изменений, произошедших в поле обзора. Эти изменения являются результатом перемещения исполнителя ввода в эксплуатацию вдоль траектории P1-P8, и, таким образом, координаты для траектории, по которой перемещается исполнитель ввода в эксплуатацию в ходе операции ввода в эксплуатацию, могут регистрироваться и подаваться в центральный контроллер 2 для ассоциирования с группой источников света.

Из вышесказанного ясно, что контроллер может работать сначала в режиме ввода в эксплуатацию, а затем в режиме эксплуатации. Режим ввода в эксплуатацию выполняется под управлением программы, хранящейся в памяти 5 контроллера 2, когда уполномоченное лицо выбирает этот режим, используя панель 7 управления. Программа выполняет этапы, показанные на фиг. 9. На этапе S9.1 выбирается режим ввода в эксплуатацию. Затем на этапе S9.2 адреса источников света, которые были включены исполнителем ввода в эксплуатацию для определения группы, поступают в контроллер 2 и объединяются в группу в памяти 5 под управлением программы. После этого на этапе S9.3 получают данные позиционирования, соответствующие траектории P перемещения исполнителя ввода в эксплуатацию, которые также сохраняются в памяти 5 контроллера 2. Из предшествующего описания ясно, что эти данные позиционирования могут быть получены с использованием массива IR-статических детекторов, описанных со ссылкой на фиг. 5, или схемы акустического детектора, описанной со ссылкой на фиг. 6, либо схемы оптического детектора, представленной на фиг. 7, либо комбинации таковых.

Далее на этапе S9.4 данные позиционирования на этой траектории ассоциируются с адресами S датчиков для группы, так что эта группа может включаться или выключаться, когда человек попадает в область, в которой расположены источники света этой группы. Кроме того, если это требуется, с группой могут быть ассоциированы индивидуальные переключатели SW 1 и т.п., так что эта группа источников света может включаться и выключаться вручную локальным переключателем или схожим элементом.

Может потребоваться, чтобы были введены в эксплуатацию все датчики в области с целью приведения в действие источников света в этой области. Однако исполнитель ввода в эксплуатацию, перемещаясь вдоль траектории, показанной на фиг. 5, не обязательно приводит в действие все датчики S в пределах области, ограниченной этой траекторией. Например, датчик, ассоциированный с областью B2, не будет приведен в действие, а значит, не будет ассоциирован с группой исключительно на основе данных, полученных в результате действий исполнителя ввода в эксплуатацию.

Один из подходов для решения этой проблемы заключается в том, чтобы ввести в контроллер 2 информацию об областях покрытия всех датчиков, прежде чем исполнитель ввода в эксплуатацию начнет перемещаться вдоль траектории P1-P8, показанной на фиг. 5. Далее процессор 3 контроллера 2 может использовать алгоритм заполнения областей для опорных точек траектории P1-P8, заданных исполнителем ввода в эксплуатацию, и тем самым определить, что датчик для области B2 должен быть ассоциирован с заданной группой источников света.

Другой подход заключается в том, что исполнитель ввода в эксплуатацию не только обходит траекторию P1-P8, но также совершает движение в области, охваченной траекторией, чтобы привести в действие все датчики S в пределах этой области и тем самым позволить всех их ассоциировать с группой источников света.

Далее на этапе S9.5 группа вводится в эксплуатацию в качестве группы в памяти контроллера, после чего на этапе S9.6 устройство переводит переключатели в режим эксплуатации.

В режиме эксплуатации, когда обнаруживается, что человек вступил в область в пределах траектории P1-P8, заданной исполнителем ввода в эксплуатацию, т.е. область, занятую группой источников света, источники света автоматически включаются, а также могут выключаться, когда человек выходит из нее. Детектирование может выполняться PIR-датчиками S, которые могут быть избирательно ассоциированы с группой источников света, как описано выше, или на основе данных позиционирования в отношении человека в рабочем пространстве, чтобы определить, когда он вошел или покинул область, ассоциированную с группой в режиме ввода в эксплуатацию.

Следует понимать, что термин "содержащий" не исключает наличия других элементов или этапов, а единственное число не исключает множества. Один процессор может выполнять функции множества объектов, перечисленных в формуле изобретения. Тот факт, что определенные средства упоминаются во взаимно отличных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что сочетание этих средств не может быть использовано с выгодой. Ни одна из ссылочных позиций в формуле изобретения не должна рассматриваться как ограничивающая объем притязаний формулы изобретения.

Хотя формула изобретения сформулирована в данной заявке в отношении конкретных сочетаний признаков, следует понимать, что объем раскрытия настоящего изобретения также включает в себя любые новые признаки или любые новые сочетания признаков, раскрытых в настоящем описании в явной или неявной форме, или их обобщение, вне зависимости от того, относятся ли они к настоящему заявленному изобретению, и вне зависимости от того, решают ли они частично или полностью те же проблемы, что и родственное изобретение. Авторы изобретения ставят в известность, что в отношении таких признаков и/или сочетаний признаков могут быть сформулированы новые пункты формулы изобретения в ходе рассмотрения настоящей заявки или любой иной дополнительной заявки, полученной из нее.

Специалистам в данной области техники станут очевидны возможные модификации и изменения в объеме нижеследующей формулы изобретения.

Изобретение относится к области осветительной техники. Осветительная система включает в себя источники (L1, L2) света, расположенные в пространстве, которое требуется осветить, систему (S1, S2) датчиков для детектирования присутствия пользователя в этом пространстве и контроллер (2), который в режиме ввода в эксплуатацию выполнен с возможностью приема данных, соответствующих адресам источников света, которые требуется определить в качестве группы, и приема данных позиционирования от системы датчиков в ответ на перемещение исполнителя ввода в эксплуатацию, например человека, вдоль траектории, ассоциированной с областью пространства, ассоциированной с этой группой, а в режиме эксплуатации - включения источников света этой группы в ответ на распознавание занятости в области, ассоциированной с группой. Технический результат - упрощение ввода в эксплуатацию множества источников света, входящих в осветительную сеть. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Осветительная система, включающая в себя:

множество источников (L1,L2) света, расположенных в пространстве, которое требуется осветить,

систему (S1,S2) датчиков для детектирования присутствия пользователя в этом пространстве и

контроллер (2), выполненный с возможностью,

в режиме ввода в эксплуатацию, приема данных, соответствующих адресам источников света, которые требуется определить в качестве группы источников света, и приема данных позиционирования от системы датчиков в ответ на перемещение исполнителя ввода в эксплуатацию вдоль траектории, определяющей область пространства, которую требуется ассоциировать с упомянутой группой источников света,

в режиме эксплуатации, управления источниками света группы источников света в ответ на распознавание занятости в упомянутой области пространства.

2. Осветительная система по п. 1, при этом источники света, датчики и контроллер выполнены с возможностью обмена информацией через сеть.

3. Осветительная система по п. 2, при этом сеть представляет собой IP-сеть.

4. Осветительная система по п. 3, при этом сеть представляет собой DALI-сеть.

5. Осветительная система по любому из предшествующих пунктов, включающая в себя акустический детектор (23, 24) для

получения информации о местонахождении.

6. Осветительная система по п. 5, включающая в себя множество акустических детекторов для триангуляции положения исполнителя ввода в эксплуатацию.

7. Осветительная система по любому из пп. 1-4, включающая в себя оптический детектор (28,29) для получения информации о местонахождении.

8. Осветительная система по любому из пп. 1-4, включающая в себя массив детекторов (S1, S2) присутствия с перекрывающимися диаграммами направленности для получения данных позиционирования.

9. Сетевой контроллер (2) для осветительной сети, включающей в себя множество источников света, расположенных в пространстве, которое требуется осветить, и систему датчиков для детектирования положения пользователя в этом пространстве, при этом контроллер выполнен с возможностью

(a) в режиме ввода в эксплуатацию - приема данных, соответствующих адресам источников света, которые требуется определить в качестве группы источников света, а также приема данных позиционирования от системы датчиков в ответ на перемещение исполнителя ввода в эксплуатацию вдоль траектории, определяющей область пространства, которую требуется ассоциировать с группой источников света,

(b) в режиме эксплуатации - управления источниками света этой группы в ответ на распознавание занятости в области пространства, ассоциированной с группой источников света в ходе выполнения режима ввода в эксплуатацию.

10. Сетевой контроллер по п. 9, при этом область пространства ограничена траекторией, причем сетевой контроллер в режиме ввода в эксплуатацию выполнен с возможностью приема данных, вырабатываемых системой датчиков в ответ на перемещение исполнителя ввода в эксплуатацию в пределах области пространства, ограниченной траекторией, так чтобы ассоциировать все датчики, расположенные в этой области пространства, с группой источников света для режима эксплуатации.

11. Сетевой контроллер по п. 9, который в режиме ввода в эксплуатацию выполнен с возможностью применения алгоритма заполнения областей для ассоциирования датчиков, расположенных в области пространства, с группой источников света для режима эксплуатации.

12. Способ ввода в эксплуатацию осветительной системы, включающей в себя множество источников света, расположенных в пространстве, которое требуется осветить, и систему датчиков для детектирования присутствия пользователя в отдельных различных областях этого пространства, содержащий:

определение, какой один или более из источников света должны быть выполнены с возможностью функционирования в качестве группы источников света,

перемещение исполнителя ввода в эксплуатацию вдоль траектории, определяющей область пространства, которую требуется ассоциировать с группой источников света,

распознавание исполнителя ввода в эксплуатацию с помощью сенсорной системы, чтобы получать данные позиционирования в ответ на перемещение исполнителя ввода в эксплуатацию вдоль траектории, определяющей область пространства, которую требуется ассоциировать с группой источников света, а также ввод в эксплуатацию осветительной системы, так чтобы источники света этой группы источников света срабатывали в ответ на распознавание занятости в области пространства, ассоциированной с группой источников света.