АППАРАТ, СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НАГРУЗОЧНЫМ УСТРОЙСТВОМ ЧЕРЕЗ ЛИНИЮ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОТОКОЛА СОГЛАСОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ Российский патент 2019 года по МПК H05B37/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области аппарата, способа и системы для управления нагрузочным устройством, таким как осветительное устройство или сенсорное устройство.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

US 2013/0117581 A1 раскрывает способ, в котором первое устройство обеспечивает первое электропитание на второе устройство, используя первый набор проводников из множества проводников. В ответ на прием уведомления первое устройство обеспечивает второе электропитание на второе устройство, используя первый и второй набор проводников из множества проводников. Это уведомление указывает, что второе устройство может быть запитано посредством второго электропитания, используя первый набор проводников и второй набор проводников из множества проводников, а также может предусматривать конфигурацию для обеспечения возможности второго электропитания. "Смешанные линии" как для подачи электропитания, так и для передачи данных в контексте согласования электропитания описаны и использованы нижеследующим образом. В начале протокола согласования электропитания посредством источника электропитания на нагрузочное устройство, используя первый набор проводников, подается начальное электропитание. Протокол согласования электропитания может быть инициирован после первого соединения нагрузочного устройства и источника электропитания или после того, как оно включено, после нахождения в выключенном состоянии. Как только нагрузочное устройство принимает это начальное электропитание, оно может отправлять уведомление на источник электропитания, используя их связь через первый набор проводников. Это уведомление может указывать, что нагрузочное устройство может быть запитано посредством второго электропитания, используя второй набор проводников. В этом случае источник электропитания может затем обеспечить на нагрузочное устройство второе электропитание, используя оба - и первый, и второй наборы проводников.

US 2014/0070700 A1 раскрывает портативную лампу, содержащую источник света для генерирования по меньшей мере одного светового луча, средство для управления яркостью по меньшей мере одного светового луча в ответ на управляющую информацию или сигнал управления и блок управления для генерации упомянутой управляющей информации или сигнала управления. D2 в абзаце [0070] представляет блок 128 управления, имеющий USB-модуль для обмена данными через последовательный интерфейс 250 в соответствии со Стандартом, а затем в абзаце [0073] утверждает, что USB-разъем к компьютеру может быть использован также и для перезарядки аккумуляторной батареи, подающей на лампу электропитание. Заявитель хотел бы указать, что описанная в D2 портативная лампа, используя линию электропитания и линию передачи данных в обычном USB-кабеле, пользуется спецификацией Стандарта USB.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение обеспечивает аппарат, заявленный в п. 1 формулы изобретения, нагрузочное устройство, заявленное в п. 6, устройство подачи электропитания, заявленное в п. 8, систему, заявленную в п. 9, способ, заявленный в п. 12 и компьютерный программный продукт, заявленный в п. 13.

В соответствии с первым аспектом изобретения аппарат для управления нагрузочным устройством в соответствии с настоящим изобретением содержит:

- блок управления, выполненный с возможностью использования протокола согласования электропитания, сигнализирующий для того чтобы обмениваться по меньшей мере одним из статусной и управляющей информации с нагрузочным устройством, причем протокол согласования электропитания, используемый для обмена управляющей или статусной информацией, является протоколом согласования электропитания USB Power Delivery, и

- трансивер для передачи или приема управляющей или статусной информации на нагрузочное устройство или от него по линии электропитания, используемой для подачи электропитания на упомянутое нагрузочное устройство.

Изобретение основано на нижеследующих соображениях.

Универсальная последовательная шина (USB) является промышленным стандартом, разработанным в середине 90-х годов, который определяет кабели, разъемы и коммуникационные протоколы, использовавшиеся в шинах для соединения, связи и подачи электропитания между компьютерами и электронными устройствами.

USB была разработана для стандартизации связи периферийных устройств компьютера (включая клавиатуру, позиционирующие устройства, цифровые камеры, принтеры, переносные медийные плейеры, дисководы и сетевые адаптеры) к персональным компьютерам, как для связи, так и для подачи электроэнергии. Он стал обычным атрибутом в других устройствах, таких как смартфоны, "персональные цифровые помощники" (PDA), видеоигровые приставки. USB фактически заменила множество более ранних интерфейсов, таких как последовательный и параллельные порты, а также отдельные устройства подзарядки для портативных устройств.

Конструктивная архитектура USB по своей топологии является асимметричной, состоящей из хоста, множества выходных USB-портов и множества периферийных устройств, соединенных по топологии многоуровневой звезды. USB-хост может воплощать множество хост-контроллеров, и каждый хост-контроллер может обеспечивать один или более USB-портов. USB-устройства посредством хабов соединены последовательно. Один хаб, встроенный в хост контроллер, является корневым хабом.

USB эволюционировала от интерфейса данных, способного подавать ограниченную мощность, до основного провайдера электропитания с интерфейсом данных. Сегодня многие устройства заряжаются или получают свое электропитание от USB-портов, содержащихся в переносных компьютерах, автомобилях, на самолетах и даже в стенных розетках. USB стала повсеместно распространенной розеткой электропитания для множества небольших устройств, таких как сотовые телефоны, МР3-плееры и другие карманные устройства. Пользователи нуждаются в USB для удовлетворения своих потребностей не только с информационной точки зрения, но также и для подачи электроэнергии на свои устройства или их зарядки, простой, часто без необходимости загрузки драйвера для того, чтобы выполнить обычные функции USB.

Дополнительные подробности могут быть почерпнуты из вебсайта ʺUSB Power Deliveryʺ, 15.11.2013, имеющегося в онлайновом доступе на сайте http://www.usb.org/developers/ powerdelivery/, а также из сообщения: Brad Saunders, USB 3.0 Promoter Group: USB 3.0 Promoter Group Announces Availability of USB Power Delivery Specification; HILLSBORO, Ore. -July 18, 2012; имеющегося в онлайновом доступе на сайте http://www.usb.org.

Осветительные устройства (например, светильники) с питанием от USB или другие типы нагрузочных устройств могут быть выполнены с возможностью только потребления электропитания от USB-порта. В некоторых случаях на светильнике или на его проводе могут быть установлены ручные выключатели. Однако длина USB-провода является ограниченной. Более конкретно, - USB-спецификация ограничивает длину USB-провода до 5 м для высокоскоростных приложений интерфейса USB 2.0 и до 3 м для низкоскоростных устройств с интерфейсом USB 1.1. По существу это значит, что невозможно соединить "гирляндой" несколько удлинительных USB-кабелей и сделать ее длиннее 5 метров. Большинство USB-кабелей подпадают под спецификацию высокоскоростного интерфейса USB 2.0 и имеют 5-метровое ограничение. Для того чтобы выйти из этого ограничения требуются хабы, активные удлинительные кабели, или продукты "USB через Ethernet".

Наступающим трендом является использование USB для подачи постоянного тока (DC) на многие устройства потребителей. Поэтому был разработан новый стандарт USB-PD (USB Power Delivery), для того чтобы поддерживать мощность до 100 Вт, подаваемую с одной стороны USB-разъема на другую сторону, а также для обеспечения возможности согласования только по линии подачи электропитания (V_BUS).

Таким образом, поскольку в соответствии с настоящим изобретением управляющая и статусная информация передается через линию электропитания с использованием протокола USB-PD согласования электропитания, то для обмена управляющей и статусной информацией с нагрузочным устройством не требуется никакого отдельного информационного соединения. Поэтому нагрузочному устройству не требуются способности для специальных информационных соединений (например, USB-соединения), так что соединительный кабель (например, USB-кабель) может быть сокращен до провода (проводов) источника питания, например, до двух USB-линий и выводов. В результате, обычные ограничения по длине кабеля (например, ограничения для USB-кабелей) могут быть значительно превышены.

Кроме того, использование протокола USB-PD согласования электропитания, используемого для того, чтобы обмениваться управляющей и статусной информацией, обеспечивает то преимущество, что уже имеющиеся в USB-PD-устройствах модемные цепи и (или) функции могут использоваться для осуществления предложенных управляющих и статусных сигнализаций.

В одном варианте осуществления аппарат выполнен с возможностью кодирования управляющей и/или статусной информации в определяемом производителем сообщении в соответствии с протоколом согласования электропитания USB Power Delivery. Предпочтительно, чтобы блок управления был выполнен с возможностью кодирования управляющей и/или статусной информации в определяемом производителем сообщении в соответствии с протоколом согласования электропитания USB Power Delivery.

В одном варианте осуществления блок управления выполнен с возможностью использования протокола согласования электропитания USB Power Delivery только для обеспечения канала управления для нагрузочного устройства, вообще без использования фактического согласования USB Power Delivery. Для реализации этого канала управления может быть использован лишь однопарный кабель.

В соответствии с вариантом осуществления, который может быть скомбинирован с любым другим вышеупомянутым вариантом осуществления, предложенная сигнализация используется для переноса команд управления или пакетов статуса от системы управления осветительного устройства или на нее. Тем самым предложенная сигнализация может быть использована для управления световыми устройствами без требования каких-либо дополнительных линий управления. Система осветительного управления может быть реализована, например, посредством одного или более центральных компьютерных устройств осветительного управления. Во время работы такие компьютерные устройства осветительного управления соединены для связи с одним или более осветительными устройствами, которые образуют нагрузочные устройства. Система осветительного управления служит для общего управления осветительной системой, включающей в себя множество осветительных устройств в виде нагрузочных устройств. В одном варианте осуществления один аппарат этого варианта осуществления обеспечен в виде части системы осветительного управления, а другой аппарат этого варианта осуществления обеспечен в виде части нагрузочного устройства. Таким образом, этот вариант осуществления предлагает использование USB-PD для обмена командами управления или статусной информацией при обмене между системой осветительного управления и по меньшей мере одним нагрузочным устройством в осветительных системах.

В конкретном примере этого варианта осуществления аппарат выполнен с возможностью приема или передачи команд управления или статусных пакетов от системы осветительного управления или на нее, посредством использования протокола UPnP светового управления. Таким образом, предложенная сигнализация линии электропитания с использованием USB-PD может быть преимущественно применена в системах UPnP.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления, который может быть скомбинирован с любым другим из вышеупомянутых вариантов осуществления, аппарат выполнен с возможностью сигнализации лицу, производящему установку, или пользователю, которая сообщает об успешном установлении канала связи по линии электропитания с нагрузочным устройством. Тем самым может быть быстро определено, что нагрузочное устройство поддерживает предложенную функциональность, и что соединение активно.

Второй аспект настоящего изобретения образован нагрузочным устройством, содержащим аппарат по первому аспекту или один из вариантов его осуществления.

Во время работы нагрузочное устройство преимущественно использует аппарат для приема и передачи управляющей и статусной информации с устройством подачи электропитания, которое тоже содержит аппарат по первому аспекту изобретения или любой из вариантов его осуществления, или же с системой осветительного управления, которая тоже содержит аппарат по первому объекту изобретения или любой из вариантов его осуществления.

Третий аспект настоящего изобретения образован устройством подачи электропитания, содержащим устройство по первому аспекту настоящего изобретения или один из вариантов его осуществления.

Во время работы устройство подачи электропитания преимущественно использует аппарат для приема и передачи управляющей и статусной информации с нагрузочным устройством, которое тоже содержит аппарат по первому аспекту изобретения или любой из вариантов его осуществления, или с системой осветительного управления, которая тоже имеет аппарат по первому аспекту изобретения или любой из вариантов его осуществления. В одном варианте осуществления устройство подачи электропитания также образует систему осветительного управления. В частности, устройство подачи электропитания такого варианта осуществления содержит одно или более центральных компьютерных устройств осветительного управления. В другом варианте осуществления система осветительного управления представляет собой устройство, которое отделено от устройства подачи и содержит аппарат по первому объекту изобретения или один из вариантов его осуществления.

В соответствии с вариантом осуществления, который может быть скомбинирован с любым другим из вышеупомянутых вариантов осуществления, устройство подачи электропитания содержит блок USB-PD подачи электропитания, имеющий вход электропитания и порт данных. Таким образом, внешние управляющие данные могут подаваться, например, от устройства подачи электропитания на нагрузочное устройство, а статусная информация от нагрузочного устройства, может выводиться через порт данных.

В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения обеспечено хаб-устройство. Это хаб-устройство может быть скомбинировано с любым из вышеупомянутых вариантов осуществления. Хаб-устройство имеет источник электропитания от сети и выполнено с возможностью поддержки информационного соединения с внешним устройством, таким как нагрузочное устройство или система осветительного управления, поддерживающим протокол Universal Plug and Play универсальной автоматической настройки сетевых устройств (UPnP). Хаб-устройство выполнено с возможностью ретрансляции сообщений между назначенными производителем кодами освещения и относящимися к освещению пакетами UPnP. Хаб третьего аспекта настоящего изобретения позволяет осуществлять соединение осветительного устройства с питанием от USB с сетью UPnP.

В конкретных вариантах осуществления хаб-устройство выполнено с возможностью поддержки информационного соединения с использованием протокола Universal Plug and Play (UPnP). Дополнительно хаб-устройство имеет аппарат по первому аспекту изобретения для ретрансляции сообщений между относящимися к освещению пакетами UPnP и определяемыми производителем сообщениями по протоколу USB-PD. Пакеты UPnP могут приниматься или передаваться посредством использования USB-соединения или любого другого соединения, поддерживающего протокол UPnP. Определяемые производителем сообщениям, предпочтительно, переносят осветительные коды для управляющих воздействий на осветительное устройство или обеспечения статусной информации относительно рабочего состояния осветительного устройства.

Пятый аспект изобретения представлен системой, содержащей устройство подачи электропитания по третьему аспекту изобретения или один из его вариантов осуществления, и дополнительно содержащей по меньшей мере одно нагрузочное устройство по второму аспекту изобретения или один из его вариантов осуществления, которое подсоединено к устройству подачи электропитания.

Шестой аспект изобретения представлен способом управления нагрузочным устройством. Способ включает в себя:

- использование сигнализации протокола согласования электропитания с , для того чтобы обмениваться по меньшей мере одним из управляющей и статусной информации с нагрузочным устройством, и

- передачу или прием, только через выводы USB источника питания, управляющей и статусной информации по линии электропитания, используемой для подачи электропитания на нагрузочное устройство, причем

протокол согласования электропитания, используемый для обмена управляющей и статусной информацией, представляет собой протокол USB Power Delivery.

Седьмой аспект изобретения представлен компьютерным программным продуктом, содержащим кодовое средство для выполнения, будучи исполнено на вычислительном устройстве, этапов способа по шестому аспекту.

Следует понимать, что аппарат по п. 1 формулы изобретения, нагрузочное устройство по п. 6, устройство подачи электропитания по п. 8, система по п. 9, способ по п. 12 и компьютерный программный продукт по п. 13 имеют подобные и (или) идентичные варианты осуществления, в частности, в том виде, как они определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Следует понимать, что предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения могут являться также любой комбинацией зависимых пунктов или вышеприведенных вариантов осуществления с соответствующим независимым пунктом формулы изобретения.

Эти и другие объекты изобретения станут очевидными и более понятными при обращении к описанным далее вариантам осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На нижеследующих чертежах:

фиг. 1 показывает осветительное устройство, которое запитано посредством USB-соединения;

фиг. 2 показывает стек передачи данных подачи электропитания через разъем USB, и

фиг. 3 показывает схематичную блок-схему системы управления в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Нижеследующие варианты осуществления направлены на соединение согласования питания (то есть, по каналу V_BUS) интерфейса USB-PD для передачи команд управления на осветительное устройство. Соединение согласования питания представляет собой канал связи, который полностью назависим от информационного соединения. Например, он использует разные протоколы и разные проводники, чем в канале передачи данных.

Фиг. 1 показывает в качестве примера систему управления питанием, в которой настольная лампа запитана через USB. Эта настольная лампа, запитанная через USB, содержит ряд светоизлучающих диодов (светодиодов), установленных в головной части 10 настольной лампы, провод с USB-разъемом 11 на конце и возможное средство возбуждения, которое имеет ручной выключатель 12.

Обычно для управления настольной лампой с USB стороны требуется перечислимая вилка USB-разъема и система управления воспроизведением, требующая также, чтобы были подсоединены линии передачи данных.

Первой благоприятной используемой особенностью стандарта USB-PD является то, что возможность согласования электропитания существует также и тогда, когда подача электропитания осуществляется, и электрический ток протекает. В этом его отличие от других систем, таких как «питание через Ethernet» (PoE), в которых согласование возможно только для свежего соединения, до того, как будет включено напряжение электропитания. Второй благоприятной особенностью является то, что согласование в основном, не использует USB-канал передачи данных. Однако для подачи электропитания был разработан новый канал связи, который использует проводники подачи электропитания для параллельной передачи данных посредством установки модемов линии электропитания по обеим сторонам USB-соединения.

В вариантах исполнения изобретения предложено, чтобы соединение согласования электропитания дополнительно использовалось для управления нагрузкой с питанием от USB-интерфейса или конечным устройством. Это дает положительный результат, поскольку соединение согласования электропитания является полностью независимым от передачи данных по USB и от связанной с этим обработкой. Кроме того, для подачи электропитания и управления требуется проводка только двух проводов, что оставляет выводы данных USB-соединения полностью открытыми.

Таким образом, использование канала согласования электропитания интерфейса USB-PD для сигнализации управления между нагрузочным устройством и хост-устройством сокращает количество требуемых кабелей, извлекает максимальную пользу из используемых медных проводов и обеспечивает увеличенную длину кабелей.

Более того, поскольку в USB-PD для нового канала согласования совершенно необходимыми являются модемные устройства, то ожидается, что в будущем на рынке появятся соответствующие дешевые стандартизованные микросхемы. Канал согласования может быть использован для передачи через линию подачи электропитания на управляемое нагрузочное устройство индивидуальных кодов производителя. Это может быть достигнуто посредством относящихся к производителю кодов права собственности.

Для USB-PD в онлайновом доступе на сайте www.usb.org есть текущий стандарт USB Power Delivery Specification Revision 1.2, который описывает технику согласования с использованием выделенного канала связи.

Фиг. 2 показывает коммуникационный стек между устройством 20 подачи электропитания и нагрузочным устройством 30, в котором функциональное средство 204 физического уровня (PHY) этого канала устройства 20 подачи электропитания и функциональное средство 304 физического уровня этого канала нагрузочного устройства 30 являются ответственными за отправку и прием сообщений по линии 40 электропитания (то есть, по каналу V_BUS). Функциональные средства 204, 304 обоих физических уровней (PHY) содержат трансивер, который накладывает сигналы на линию 40 электропитания, и являются ответственными за контроль данных в линии 40 электропитания. Это включает в себя, помимо всего прочего, исключение столкновений в линии 40 электропитания, а также восстановление работоспособности после таких столкновений, если они происходят. Кроме того, они определяют ошибки в сообщениях посредством использования циклической проверки избыточного кода (СRС).

Дополнительными функциональными средствами с обеих сторон на более высоких уровнях коммуникационного стека являются соответствующие функциональные средства 203, 303 протокола, функциональные средства 202, 302 политики оборудования и функциональные средства 201, 301 устройства администратора политик. Информация на одном коммуникационном конце последовательно передается и преобразуется сверху вниз по всем слоям коммуникационного стека, а затем, через линию 40 электропитания, на другой коммуникационный конец, где она последовательно передается и преобразуется по всем слоям коммуникационного стека снизу вверх и наоборот. Тем самым средство 201 администратора политик в устройстве 20 подачи электропитания может обмениваться информацией со средством 301 администратора политик в нагрузочном устройстве 30.

Спецификация USB-PD позволяет производить передачу сообщений данных по каналу V_BUS для согласования электропитания, для выполнения самопроверок, а также для передачи индивидуального кода производителя.

В соответствии с вариантами осуществления команды управления для нагрузочного устройства с питанием через USB, такие как уровень ослабления света и цвет в случае осветительного устройства или другие команды, относящиеся к функционированию нагрузочного устройства, могут быть закодированы в определяемом производителем сообщении. Это имеет несколько преимуществ по отношению к использованию информационного соединения для передачи таких команд на осветительное устройство. Нагрузочное устройство при этом не нуждается в возможностях для информационного соединения USB, и USB-линия подачи электропитания и управляющее соединение могут быть упрощены всего лишь до двух проводов и выводов. В результате ограничения по длине обычного кабеля USB могут быть сильно превышены.

USB-PD использует несущую частоту в 23,3 МГц, модулированную информационным сигналом во избежание какого-либо шума со стороны источников электропитания. Для кодирования битов команд управления или статусной информации по каналу V_BUS используется непрерывное кодирование со сдвигом частот (FSK). Используемая скорость передачи двоичных символов составляет порядка 300 кбит/с. Конечно, настоящее изобретение не ограничено модуляцией такого вида, указанной частотой несущей или скоростью передачи данных.

Спецификация USB-PD V. 1.2 определяет управляющие сообщения и сообщения данных, которые могут быть использованы в настоящих вариантах осуществления для обмена управляющей и статусной информацией между стороной подачи электропитания и стороной запитываемой нагрузки.

Для обмена информацией между парой портов-партнеров могут быть использованы три типа сообщений данных, которые имеют диапазон длины от 48 до 240 бит. Это - сообщения, используемые для выявления способностей и согласования электропитания, сообщения для встроенных самопроверок и сообщения, которые являются определяемыми производителем и могут быть использованы для уведомления о дополнительном управлении и передачи статусной информации текущих вариантов осуществления.

Определено одно определяемое производителем сообщение (VDM). Это VDM-сообщение, которое, как предполагается, будет использоваться для передачи управляющей информации и (или) статусной информации для нагрузочного устройства, состоит из заголовка, идентификатора производителя и одного или более "объектов" (16 бит для первого объекта, 32 бита для каждого последующего объекта). Для обеспечения однозначности производителя в VDM-сообщениях, все VDM-сообщения в первом VDM-объекте будут содержать идентификатор USB-производителя. VDM-сообщение состоит из по меньшей мере одного объекта данных, первого VDM-объекта, и может содержать максимально до шести дополнительных VDM-объектов. Если порт на нагрузочном устройстве получает VDM-сообщение, которое ему не знакомо, он может просто проигнорировать это сообщение.

В случае осветительных устройств или ламп определяемые производителем коды могут быть обеспечены, например, для статуса лампы, типа, имеющихся цветов, температуры, года выпуска, эффективности и т.д. Кроме того, могут быть обеспечены управляющие сообщения для управления световым устройством, такие как устанавливаемый уровень светового потока, процент от максимальной мощности (уровень ослабления), цветовая температура цвета и т.д.

Поскольку согласование может быть достигнуто только посредством использования контактов электропитания, то такое предположительное осветительное устройство может быть подсоединено лишь с использованием единственной однопарного кабеля, не тратя меди и изоляции на соединение канала передачи данных.

Фиг. 3 показывает схематичную блок-схему системы управления в соответствии с первым вариантом осуществления. На выходе USB источника электропитания (то есть, USB-хоста или USB-хаба) блок (Р) 56 источника электропитания выполнен с возможностью преобразования переменного тока (АС) ввода электропитания, подаваемого на входной вывод PI, в требуемое электропитание постоянного тока. Электропитание постоянного тока через конденсатор С и изолирующее реактивное сопротивление L подается в линию 40 подачи электропитания (V_BUS), которая, необязательно, может быть заэкранирована заземленным коаксиальным экраном 44 совместно со второй линией 42 заземления (GND). На другом конце USB-кабеля электропитание постоянного тока подается на нагрузочное устройство (L) 66 через другой конденсатор С и изолирующее реактивное сопротивление С, которые используются для подавления нежелательных составляющих переменного тока.

В соответствии с первым вариантом осуществления на стороне подачи электропитания обеспечен порт DP данных, для того чтобы вводить или выводить данные управления или статусные данные, обмениваемые через линию 40 подачи электропитания. Для достижения этого имеются блок 50 управления и трансивер, который состоит из передающей части 52 (ТХ) и приемной части 54 (RX), предназначенные для генерации вышеупомянутого определяемого производителем сообщения (VDM) на основе входных данных, поданных через порт DP данных, и для передачи или, соответственно, приема VDM-сообщений по линии 40 подачи электропитания. Передающая часть 52 выполнена с возможностью модуляции VDM-сообщения в соответствии со спецификацией USB-PD, а приемная часть 54 выполнена с возможностью демодуляции полученного VDM-сообщения в соответствии со спецификацией USB-PD. После этого модулированное VDM-сообщение через переходную емкость C_AC по переменному току вводится в линию 40 подачи электропитания. Сопротивление R на выходе передающей части 52 служит для согласования выходного сопротивления передающей части 52 с сопротивлением USB-кабеля.

Подобная конфигурация с блоком 60 управления, трансивером, состоящим из передающей части 62 и приемной части 64, резистора R и конденсатор C_AC связи по переменному току обеспечены на нагрузочном устройстве 66. Поскольку эти компоненты функционируют аналогичным же образом, что и соответствующие компоненты на стороне подачи электропитания, то подробное описание этого здесь опущено. Дополнительно, блок 60 управления может быть подсоединен к нагрузочному устройству 66 таким образом, чтобы управлять этим нагрузочным устройством 66 на основе принятой команды управления или определять статус, который подлежит сигнализации на устройство подачи электропитания.

Таким образом, направляемая посредством модулированных VDM-сообщений, введенных в линию 40 подачи электропитания, статусная информация и управляющая информация может обмениваться между устройством подачи электропитания и нагрузочным устройством. В качестве примера, устройство подачи электропитания может передавать управляющие сообщения на нагрузочное устройство, для того чтобы управлять функционированием нагрузочного устройства, а нагрузочное устройство может передавать статусную информацию на устройство подачи электропитания, для того чтобы указывать предопределенный статус. В качестве примера такой статусной информации, может быть использован индикатор, подлежащий сигнализации лицу, производящему установку, или пользователю о том, что установлено соединение с осветительным устройством, использующее канал согласования электропитания USB-PD.

В вышеописанном первом варианте осуществления модемы согласования USB-PD, обеспеченные для согласования электропитания по линии V_BUS подачи электропитания, могут "неправильно использоваться" только для канала управления нагрузочного устройства, подсоединенного посредством лишь однопарного кабеля, вообще без использования USB-PD согласования. Это может быть очень выгодно, поскольку, предполагается, что соответствующие микросхемы доступны на рынке в большом количестве и по низкой цене. Таким образом, управляемое нагрузочное устройство 66 включено всего лишь двумя выводами и, тем не менее, является управляемым.

В соответствии со вторым вариантом осуществления предложенная передача сообщения через линию подачи электропитания USB используется для ретрансляции на осветительное устройство управляющих сообщений UPnP, например, по USB-каналу передачи данных. В сетевом режиме UPnP каждое устройство имеет «протокол динамической конфигурации хост-машины» DHCP-клиент и ищет DHCP-сервер. Если DHCP-сервер доступен, то сеть является управляемой, то есть, устройство использует приписанный ему адрес сетевого протокола (IP-адрес). Если DHCP-сервера не доступен, значит, сеть является неуправляемой, и устройство для получения адреса использует «автоматическую частную IP-адресацию» (Auto IP). Чтобы управлять UPnP-устройством, контрольная точка инициирует действие услуги устройства. Для этого контрольная точка отправляет на электронный адрес размещения (URL) услуги соответствующее управляющее сообщение. В ответ услуга возвращает какие-либо результаты или ошибки этого действия. Результаты действия, если они есть, могут быть также смоделированы изменением переменных, которые описывают динамическое состояние услуги. Когда эти переменные состояния изменяются, эти события публикуются всем заинтересованным контрольным точкам.

В качестве дополнительного структурного элемента второго варианта осуществления предложен USB-PD хаб осветительного комплекта, имеющий источник электропитания от сети электропитания и USB или от любого другого информационного соединения, поддерживающего протокол UPnP. Хаб ретранслирует все сообщения между назначенными производителем индивидуальными кодами освещения по протоколу USB-PD и относящимся к освещению пакетом UPnP. Соответствующие сообщения публикуются на форуме UPnP в разделе органов управления световыми устройствами ʺLighting Controls V 1.0ʺ на сайте http://upnp.org.

Использование предложенной сигнализации для UPnP имеет особый смысл, поскольку обычные протоколы, используемые в USB-соединениях, связаны с UPnP. Но точно таким же образом могут поддерживаться и другие языки или протоколы органов управления освещением (и среди прочих: XCLIP, DALI, KNX и т.д.).

Суммируя вышеизложенное, было предложено использовать соединение по протоколу согласования питания (то есть, по каналу V_BUS) интерфейса подачи электропитания для передачи и приема команд управления или, соответственно, статусной информации на нагрузочное устройство или от него. Соединение по протоколу согласования электропитания может быть использовано в качестве канала связи, который является полностью независимым от информационного соединения. Например, оно использует иные протоколы и иные проводники, чем информационное соединение. Команды управления, такие как определяющие уровень ослабления света или цвет, могут быть закодированы в определяемом производителем сообщении соответствующего протокола согласования электропитания.

Настоящее изобретение не ограничено вышеупомянутыми вариантами осуществления и не ограничено USB-соединениями. Оно может быть использовано с любым интерфейсом или технологией соединения, где обеспечена функция согласования электропитания посредством лини подачи электропитания, а также для нагрузочных устройств любого типа, а именно, для внутренних световых устройств любого типа и (или) соединений светодиодного модуля (модулей) внутри светильника или же для сенсорного устройства любого рода.

Специалистами в данной области при практической работе с заявленным изобретением в результате изучения чертежей, описания, а также приложенных пунктов формулы изобретения могут быть поняты и реализованы другие вариации раскрытых вариантов осуществления.

Любые функции обработки и (или) управления и (или) сигнализации описанных вариантов осуществления могут быть реализованы с использованием средств исполнения программного кода компьютерной программы и (или) посредством специализированного аппаратного обеспечения. Компьютерная программа может сохраняться или распространяться на подходящем носителе, таком как оптический носитель информации или твердотельный носитель, поставленном вместе с другим аппаратным обеспечением или как часть его, но может распространяться и в других формах, таким образом, как через интернет или через другие проводные или беспроводные системы.

В этих пунктах слово "содержащий" не исключает других элементов или этапов, а признак единственного числа не исключает множественности.

Один процессор или другой блок может выполнять функции нескольких перечисленных в пунктах формулы изобретения элементов. Тот простой факт, что некоторые размеры перечислены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что для получения преимущества не может быть использована комбинация этих размеров.

Изобретение предлагает использовать соединение согласования электропитания (например, канал V_BUS) интерфейса подачи электропитания для передачи или приема команд управления или соответственно статусной информации на осветительное устройство или от него. Это соединение согласования электропитания может использоваться в качестве коммуникационного канала, который полностью независим от информационного соединения. Например, оно использует другие протоколы и другие проводники, чем информационное соединение. Команды управления, такие как определяющие уровень ослабления света или цвет, могут быть закодированы в определяемом производителем сообщении соответствующего протокола согласования электропитания. Технический результат - упрощение устройства. 6 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Аппарат для управления осветительным устройством (66), упомянутый аппарат содержит:

- блок (50) управления, выполненный с возможностью использования сигнализации протокола согласования электропитания, для того чтобы обмениваться управляющими сообщениями для управления осветительным устройством, с осветительным устройством (66), причем протокол согласования электропитания, используемый для обмена управляющей информацией, является протоколом согласования электропитания USB Power Delivery; и

- трансивер (52, 54, 62, 64) для передачи или приема, только через выводы источника питания USB-разъема, управляющих сообщений на осветительное устройство (66) или от него по линии электропитания, используемой для подачи электропитания на упомянутое осветительное устройство (66).

2. Аппарат по п. 1, в котором блок управления выполнен с возможностью кодирования управляющей или статусной информации в определяемом производителем сообщении в соответствии с протоколом согласования электропитания USB Power Delivery.

3. Аппарат по п. 1, который дополнительно выполнен с возможностью приема или передачи пакетов статуса от системы управления светового устройства или на нее.

4. Аппарат по п. 3, причем аппарат выполнен с возможностью приема или передачи управляющих сообщений в осветительное устройство или от него и статусной информации от системы осветительного управления или на нее посредством использования протокола UPnP осветительного управления.

5. Аппарат по п. 1, который выполнен с возможностью сигнализации лицу, производящему установку, или пользователю, которая указывает успешно установленный канал связи по линии электропитания с нагрузочным устройством (60).

6. Осветительное устройство (66), содержащее аппарат по п. 1.

7. Устройство подачи электропитания, содержащее аппарат по п. 1.

8. Система, содержащая устройство подачи электропитания по п. 7 и по меньшей мере одно осветительное устройство по п. 6, которое подсоединено к устройству подачи электропитания.

9. Система по п. 8, в которой устройство подачи электропитания содержит блок USB-PD подачи электропитания, имеющий вход (PI) электропитания и порт (DP) данных.

10. Система по п. 8, дополнительно содержащая хаб-устройство, имеющее источник электропитания от сети, а также информационное соединение, поддерживающее протокол UPnP, при этом хаб-устройство выполнено с возможностью ретрансляции сообщений между назначенными производителем индивидуальными кодами освещения и относящимися к освещению пакетами UPnP.

11. Способ управления осветительным устройством (60), упомянутый способ содержит этапы, на которых:

- используют сигнализацию протокола согласования электропитания для того, чтобы обмениваться управляющими сообщениями, для управления осветительным устройством, с осветительным устройством (60), причем протокол согласования электропитания, используемый для обмена управляющими сообщениями, является протоколом USB Power Delivery; и

- передают или принимают управляющие сообщения, только через USB выводы источника питания, по линии электропитания, используемой для подачи электропитания на осветительное устройство (60.

12. Машиночитаемый носитель данных, имеющий сохраненную на нем компьютерную программу, которая при выполнении на вычислительном устройстве инструктирует вычислительное устройство выполнять этапы способа по п. 11.