(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信メディアと当該通信メディアに結合される複数の制御モジュールとを含むネットワークを有する、電気的負荷への動作電力の付与を制御するための電力制御システムであって、各制御モジュールはプログラム命令と、モジュール動作状態及び検知された環境状況に関係する情報とを、前記ネットワークに接続された他の制御モジュールへ送信し、他の制御モジュールから受信し、処理し、各制御モジュールは、その動作パフォーマンスを決定する格納されたパラメータを含み、各制御モジュールは、前記ネットワーク上で通信されるプログラム命令に応じて、格納された動作値のセットから選択される値へ各パラメータの値を設定し、各制御モジュールは、昼光、人工的光、対象の規定されたゾーン内の身体の動き、温度、振動及び音声から成るグループから選択される環境状況を検知するためのセンサを含み、各制御モジュールは、検知された環境状況に関係する情報及び装置動作状態情報を格納し、各制御モジュールは、ネットワークに接続された一つ以上の制御モジュールから前記ネットワーク上で通信される装置動作状態情報又は環境状態情報に少なくとも部分的に応じて、格納された動作値のセットから選択される異なる値へ動作パラメータの一つ以上のセット値を変化させ、前記制御モジュールの少なくとも一つは、所与の領域内の周囲光強度を検知し、所定の監視間隔にわたって検出される最大測定周囲光強度の相対的な割合である出力状態信号を作るためのフォトセルセンサを有する、電力制御システム。
【請求項２】
前記制御モジュールの少なくとも一つは、太陽輻射、白熱照明、蛍光照明、赤外線ビーム、及びレーザー光ビームからなる光放射グループの少なくとも一つの源からの光の放射を検知できるセンサを有する、請求項１に記載の電力制御システム。
【請求項３】
ネットワークに接続されている前記制御モジュールの少なくとも一つは、ネットワーク上で通信される環境状況状態信号を受信し、前記制御モジュールの前記少なくとも一つは、前記環境状況状態信号に含まれる情報に応じて電気的負荷制御機能を実施する、請求項１に記載の電力制御システム。
【請求項４】
前記制御モジュールの少なくとも一つは、更に、日光を検知するための多チャンネルフォトセンサ、主に赤外線スペクトルの光波長を検知できる一つ以上のセンサチャネルを含むフォトセンサ、及び主に人の目により識別可能なスペクトルの光波長を検知できる一つ以上のセンサチャネルを有する、請求項１に記載の電力制御システム。
【請求項５】
前記制御モジュールの一つ以上の各々は、更に、主に赤外線波長範囲の光放射を検知する赤外線スペクトルフォトセンサと、主にレーザー波長範囲の光放射を検知するレーザースペクトルフォトセンサとを有し、各制御モジュールの前記赤外線スペクトルフォトセンサは、遠隔送信器により前記赤外線スペクトルフォトセンサに無線で通信される赤外線プログラム命令信号に応じて、広域プログラムモードで動作する前記制御モジュールの２つ以上を、遠隔で選択し設定し、前記レーザースペクトルフォトセンサは、遠隔送信器から前記レーザースペクトルフォトセンサに無線で通信されるレーザー命令信号に応じて単一のモジュールプログラミング動作モードで動作する唯一の制御モジュールを遠隔で選択し設定する、請求項１に記載の電力制御システム。
【請求項６】
前記制御モジュールの少なくとも一つは、周囲光強度を検知するためのフォトセルセンサと、領域内の動きの検出に従って照明負荷への動作電力のオン／オフ付与を制御するための使用センサとを有し、これにより、規定された領域内部の日光及び／又は周囲光レベルの瞬間的な測定を供給し、前記制御モジュールの少なくとも一つは、測定された光レベルの値を格納するためのメモリを有し、使用センサモジュールが、光強度測定間隔の間に前記規定された領域内の全てのライトを瞬間的にオフにする、請求項１に記載の電力制御システム。
【請求項７】
プログラム命令の手動入力を可能にするため少なくとも一つの制御モジュールに接続されたインターフェイススイッチを更に有する、請求項１に記載の電力制御システム。
【請求項８】
少なくとも一つの制御モジュールが、負荷への電力をオンオフするための手動で動作可能な電気的スイッチを含むスイッチである、請求項１に記載の電力制御システム。
【請求項９】
少なくとも一つの制御モジュールがランプの輝度を調整するための調光器を有する、請求項１に記載の電力制御システム。
【請求項１０】
少なくとも一つの制御モジュールが照明負荷への電力の付与を制御するためのリレーを有する、請求項１に記載の電力制御システム。
【請求項１１】
少なくとも一つの制御モジュールが光レベル電圧制御信号を生成し、これを蛍光灯負荷の電子バラストに付与するバラスト制御回路を有する、請求項１に記載の電力制御システム。
【請求項１２】
電気的負荷への動作電力の付与を制御するための照明制御システムであって、通信メディアと当該通信メディアに結合される複数の制御モジュールとを含むネットワークを有し、各制御モジュールは、プログラム命令、前記制御モジュールの動作状態に関係する情報、及び前記制御モジュールにより検知される環境状況に関係する情報を、前記ネットワークに接続されている他の制御モジュールへ送信し、他の制御モジュールから受信し、処理し、前記制御モジュールの少なくとも一つは、太陽輻射、白熱照明、蛍光照明、赤外線ビーム、及びレーザー光ビームからなる光放射グループの少なくとも一つの源からの光の放射を検知できるセンサを有し、前記制御モジュールの少なくとも一つは、検知された光の放射に関係する情報を含むモジュール状態信号を前記ネットワークに接続されている他の制御モジュールと通信でき、前記ネットワークに接続されている少なくとも一つの制御モジュールは、ネットワーク上で通信されるモジュール状態信号を受信し、電気的負荷制御機能を実施するために前記モジュール状態信号に含まれる情報に反応し、前記制御モジュールの少なくとも一つは、所与の領域内の周囲光強度を検知し、所定の監視間隔にわたって検出される最大測定周囲光強度の相対的な割合である出力状態信号を作るためのフォトセルセンサを有する、照明制御システム。
【請求項１３】
各制御モジュールは、動作パフォーマンスを決定する一組の動作パラメータを含み、各動作パラメータが前記ネットワーク上で通信されるプログラム命令に応じて動作値の格納されたセットから選択される値に設定可能であり、各制御モジュールは、動作パラメータの一つ以上の設定値を、前記ネットワークに接続された他の制御モジュールから前記ネットワーク上で通信される動作状態情報に少なくとも部分的に応じて、格納された動作値のセットから選択された異なる動作値へ変更する、請求項１２に記載の照明制御システム。
【請求項１４】
電気的照明負荷への動作電力の付与を制御するための照明制御システムであって、通信メディアと当該通信メディアに結合される複数の制御モジュールとを含むネットワークを有し、各制御モジュールは、デジタルデータを、前記ネットワークに接続されている他の制御モジュールへ送信し、受信し、処理し、前記制御モジュールの少なくとも一つは、日光を検知するための多チャンネルフォトセンサ、主に赤外線スペクトルの光波長を検知できる一つ以上のセンサチャネルを含むフォトセンサ、及び主に人の目により識別可能なスペクトルの光波長を検知できる一つ以上のセンサチャネルを有し、前記少なくとも一つの制御モジュールは、検知された光の放射に関係する情報を含むモジュール状態信号を、前記ネットワークに接続されている他の制御モジュールと通信し、前記少なくとも一つの制御モジュールは、前記センサチャネルの選択された一つにおいて前記少なくとも一つの制御モジュールの光検知動作を行い、前記制御モジュールの少なくとも一つは、所与の領域内の周囲光強度を検知し、所定の監視間隔にわたって検出される最大測定周囲光強度の相対的な割合である出力状態信号を作るためのフォトセルセンサを有する、照明制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、エネルギー管理制御システムに関し、特に個々のセンサモジュール及び電力制御スイッチがローカルエリアネットワークを介して装置状態情報を共有し、有線接続手動スイッチコマンドと同様に遠隔赤外線及びレーザー無線信号コマンドに応じて電力制御機能を実行する照明制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
建設中のオフィスビル及び校舎だけでなく家においてもあらかじめ配線される照明制御システムは、益々精巧になっている。ユーザが単一の制御パネルから特定の部屋の照明をカスタマイズすることができるように、複数の照明チャネルを制御でき、選択されたチャネルに対して調光を供給できるマルチチャネルのタッチ感応コントローラにより、単一回路の機械的照明スイッチは取って代わられてきている。このタイプのシステムは、「マイクロコンピュータに制御された光スイッチ」という名称の１９８７年３月１０日に発行された米国特許第４，６４９，３２３号及び「プログラマブルマルチ回路壁面搭載のコントローラ」という名称の１９８８年３月２２日に発行された米国特許第４，７３３，１３８号に開示されている。チャネルのグループに対する照明レベルは、単一のスイッチを押すことにより検索される予め設定されたレベルとして、メモリに保存されている。これらの予め設定されたコントローラは、通常は、単一の部屋又は領域の照明回路を制御するために配線されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
複数の照明レベルのコントローラを、マイクロコントローラを含む単一の中央コントロールユニットに連結することも可能である。マイクロコントローラは、特定のグループ内の幾つかの個々の照明制御ユニットを連結して、グループ内で選択された個々の制御ユニットの制御下にグループを配置するようにプログラムされる。斯様なシステムは、「個別の光制御のためのマルチルームコントローラ」という名称で１９８８年１２月２０日に発行された米国特許第４，７９２，７３１号に説明されている。この特許のシステムは、様々な個別の部屋又は領域の照明制御ユニットを制御し、所望のようにこれらをグループ化するために用いられる中心に位置される制御パネルを含む。このシステムの限界は、全てのプログラミングが中央制御ユニットで達成されなければならないということである。中央制御ユニットが失敗を経験する場合、個々の照明制御ユニットの全ては、機能するために中央コントローラからの命令に依存するので、全体の照明システムは故障する。また、遠隔照明制御ユニットは、中央コントローラをプログラムする能力、又は中央コントローラを通じないで互いを制御する能力が欠如している。
【０００４】
ビル及びビル内の部屋のエネルギー管理は、日及び週の一定時間での照明回路をオンオフするためのタイマーの組合せと、部屋又はスペースがもはや使用されていないとき回路及び照明をオフにする使用センサと、部屋及びスペースの照明を予め定められた照明レベルに調整するフォトセルセンサとを必要とする。多くの使用検知システムは、使用が検出されるとき、一つ以上のリレーを起動させるため接触閉鎖を供給する一つ以上の回路を使用する。デイライトハーヴェスティング（daylight  harvesting）を可能にするフォトセルセンサも、リレーパック間の追加配線、調光器及び使用センサを必要とする。
【０００５】
複数の領域を監視する使用センサは、所望の結果をもたらすために、特定の（時々は複雑な）配線トポロジを必要とする。使用センサ及びフォトセルセンサを加えることは、システムを相互接続するために多くの配線を必要とする。部屋の構成を変えることは、梯子を登って、システムを再配線することを必要とし、これは時間及びコストがかかる作業である。全てのセンサユニットをプログラムすることも、各ユニットに届くために梯子を必要とし、センサを開いて、ジャンパー又はスイッチを所望の設定に手動で合わせる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の照明制御システムは、ローカルエリアネットワーク上で装置動作状態情報及びプログラム命令を互いに通信し共有する「ネットワーク装置」と本願で概して呼ばれる複数の制御モジュール及び知的な（インテリジェント）スイッチ（intelligent  switch）を含む。ネットワーク装置は、センサ、手動スイッチ、知的なスイッチ、リレーモジュール、調光器及び一つ以上のＤＣ電源を含む。制御モジュール及び知的なスイッチはネットワーク上で互いと通信し、当該通信は、ツイストペアのデータ導体及びツイストペアの低電圧ＤＣ電力導体を使用して実行される。全てのネットワーク装置は、共通のネットワーク電源から動作電力を引き出す。制御モジュールは、ビーパ（ビープ音発生装置）を使用した音により、又は動作モード及びネットワーク装置状態を表示するＬＥＤ指示器を使用した目視の何れかにより状態を示すための警報装置を含む。システムは、動き検出、周囲光検知、オン／オフスイッチング機能及び調光機能によって、工業プラント、オフィスビル、学校又は家庭内の照明制御及び負荷調光アプリケーションに特に適している。
【０００７】
本発明の照明制御システムによると、複数の制御モジュール及び知的なスイッチは、使用検知、周囲光レベル検知、手動タッチスイッチ（押しボタン）オン／オフ及び上げ／下げ、プリセットシーン選択、光調光及びパワー制御リレースイッチングを含む様々なパワー制御機能を供給する。制御モジュール及び知的なスイッチは、壁ボックスレベルでのプリセット手動スイッチ命令と同様に、遠隔無線命令に応じて種々異なるパワー制御機能を実行するため４線式ローカルエリアネットワークで相互接続される。ローカルエリアネットワークは、ＤＣ動作電力を供給し、全ての制御モジュール及び知的なスイッチ装置へ共有の制御情報信号及びネットワーク装置動作状態情報を通信する。
【０００８】
各制御モジュール及び知的なスイッチが２つの内部スイッチを手動で使用してプログラムできる一方、モジュールは、また、オペレータによりなされる動作モード及びプログラムモード選択に従って携帯プログラムコントローラから送信される無線ワイドビーム赤外線及び狭いビームレーザー命令信号により遠隔でプログラムできる。各制御モジュール及び知的なスイッチは、また、ローカルエリアネットワークに接続されている壁取付け遠隔タッチパッドスイッチを介して、手動でプログラムできる。１つの制御モジュールは、遠隔の知的なスイッチ又は遠隔ネットワークから命令を受信するためのドライ接点入力を持つリレードライバ及び電力パックを含む。
【０００９】
携帯用のプログラムコントローラは、制御モジュールのグループをプログラムモードに設定するために（ワイドビームでグループ割当て用の）赤外線命令を送信し、プログラムされるべき個々のモジュールを選択するために、（狭いビームでソロ割当て用の）レーザービームを送信する。携帯用のコントローラは、動きセンサ（赤外線）モジュール、光センサ（フォトセル）モジュール及び電力パックモジュールをプログラムする。２つ以上の制御モジュールが互いの近くに位置されるか又は幾つかのモジュールに到達するほど赤外線ビームが非常に拡がるような高い天井に位置されるときに１つのモジュールだけがプログラムされるべきとき、レーザープログラムモードは、プログラムされるべき特定のモジュールを選択するために用いられる。レーザープログラムモードは、単独のプログラム割当てのため唯一の特定モジュールを選択するか若しくは外すか、又はグループプログラム割当てのため２つ以上の特定モジュールを選択するか若しくは外すために用いられる。
【００１０】
各制御センサモジュールは、対象の一つ以上のローカル環境状況、例えば光強度、熱エネルギー、物理的動き、温度、振動及び音を検出、検知及び／又は測定するための一つ以上のセンサを含む。例示の実施例では、制御モジュールは、熱の動きを検出するためのパッシブ赤外線（ＰＩＲ）センサ、周囲光を検知及び測定するためのフォトセルセンサ、日光のＩＲスペクトルを検知するための赤外線センサ、遠隔送信器からワイドエリア赤外線命令信号を受信するための赤外線受信器、遠隔送信器から狭いビームレーザー命令信号を受信するためのレーザー受信器、通信トランシーバ、データマイクロコントローラ及び多重発光ダイオード（ＬＥＤ）を具備する。ＬＥＤダイオードは、個別に又は組み合わせて、一つ以上の色及び明滅レートで、遠隔プログラミングユニットにより送信される命令信号に含まれる情報によるプログラムモードを示すか、センサフィードバックを供給するか、又はネットワーク装置動作状態を示すために用いられる。プログラム命令信号及び装置状態情報は、ローカルエリアネットワークの信号導線に接続されている全ての制御モジュール及び知的なスイッチにより共有される。
【００１１】
照明制御モジュールの任意の一つが、ネットワーク上で任意の他の照明制御モジュールを制御できる中央又はマスターコントローラとして機能できる。従って、任意の特定の照明制御モジュールの故障は、この直近のローカルの効果を越えてネットワーク上で効果を持たず、この特定の照明制御モジュールは迂回されるか、又はこの特定の照明制御モジュールの機能が他の照明制御モジュールにより置き換えられる。
【００１２】
その上、様々なタイプの遠隔スイッチが、ローカルエリアネットワークに接続されていて、選択された照明制御モジュールが、これらのユニットからの遠隔命令に反応するようにプログラムされてもよい。一つの斯様なタイプの遠隔スイッチユニットは、任意の特定の一つ以上照明制御モジュールにより制御される複数の照明チャネル上の照明レベルを同時に調整できる手動で動作可能なプリセットスイッチを含む。他のタイプの遠隔スイッチユニットは、特定の照明制御調光器モジュールにより制御される選択されたチャネル上の照明レベルを上下させるプリセット上げ／下げスイッチである。遠隔ネットワークからプログラム命令を受信するためのデータ入力も供給される。
【００１３】
例えば、住居の通路の照明を制御する照明制御調光器モジュールは、通路内の全ての照明が遠隔で二階までプリセットレベルにオンされるように、二階のベッドルームに位置される遠隔制御スイッチモジュールに反応するようにプログラムされる。住居の階下の他の照明制御モジュールは、同じ制御モジュールに従動でき、この単一のスイッチが起動するとき、住居の階下の全てのライトをフルのオンにすることができる。同様に、階下の遠隔プリセットスイッチは、この単一のスイッチを起動することにより住居から離れるとき全てのライトが切られるように、全ての二階の照明レベルを制御するように選択される。任意の特定の照明制御モジュールが応答するかどうかは、これがそのようにプログラムされているかどうかに依存する。
【００１４】
匹敵する又は対応する部品は、詳細な説明及び幾つかの図面の全体にわたって同一参照番号により識別される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、ローカルエリアネットワーク内で接続される電力制御システムの主要な部品を示している簡略的配線図である。
【図２】図２は、使用センサモジュールの主要な部品を示している簡略的配線図である。
【図３】図３は、フォトセルモジュールの主要な部品を示している簡略的配線図である。
【図４】図４は、複数の照明負荷に動作電力を供給するための電源、リレードライバ、電子バラスト及び調光器を含む電力パックモジュールの主要な部品を示している簡略的配線図である。
【図５】図５は、知的な壁スイッチモジュールの主要な部品を示している簡略的配線図である。
【図６】図６は、使用検知モード及びデイライトハーヴェスティングモードの照明制御システムの動作の間、使用制御モジュール及び知的なスイッチによりなされる論理的判断を例示するフローチャートである。
【図７】図７は、図２の使用センサモジュールの性能を制御する動作パラメータを識別し、各パラメータと関連した様々なプログラム可能な設定を示し、更に、システムオン命令に応じて「昼日」モードでの自動動作のための使用センサモジュールを設定するパラメータ設定の特定の組合せを示している表である。
【図８】図８は、図２の使用センサモジュールの性能を制御するパラメータを識別し、各パラメータに関連した様々なプログラム可能な設定を示し、更にユーザ定義の動作モード、例えば、手動入力されたシステム無効命令に応じた「時間後」の動作モードでの手動動作のための使用センサを設定するパラメータ設定の特定の組合せを示している表である。
【図９】図９は、図２の使用センサモジュールの性能を制御するパラメータを識別し、各パラメータに関連した様々なプログラム可能な設定を示し、更に他のユーザ定義の動作モード、例えば、仮眠時間（幼稚園）の間又はフィルム若しくはスライドショーのプレゼンの間に学校（高校）のクラスで、例えば使用されるべき「ライトオフ」又は「劇場」動作モードでの手動動作のための使用センサを設定するパラメータ設定の特定の組合せを示している表である。
【図１０】図１０は、人工的光（可視の「人間の目」波長）と日光（可視波長及び赤外線波長）とを区別できるマルチチャネルフォトセルセンサのスペクトル応答を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１を参照すると、本発明によって構成される照明制御システム１０は、ネットワーク１２に接続されている。この例示的実施例では、ネットワークは、有線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）である。制御システム１０の主要な部品は、電力パックモジュール１４、一つ以上の使用センサモジュール１６、光検知フォトセルモジュール１８、（上げ／下げの）２ボタン実施例で示されている複数ボタンの壁取付け知的なスイッチ２０、及び（プリセットシーン選択の）８ボタン実施例で示されている壁取付け知的なスイッチ２２を含む。これらの部品は、一方の対２６が＋データ及び−データ（白、緑）であり、他方の対がＤＣ電圧＋１２ＶＤＣ及びグランド（赤、黒）である、２つの遮蔽されたツイストペア有線導体により形成される４つの導体バス２４により相互接続されている。正確なシステム構成は、ユーザにより決められ、多かれ少なかれプリセット遠隔スイッチ及び上げ／下げ遠隔スイッチと同様に、所望ならば追加の照明制御モジュールを含んでもよい。
【００１７】
制御システム１０は、様々な種類の照明負荷、蛍光及び白熱、調光及び非調光両方、並びに任意の一つ以上のアクセサリ負荷、例えば遮光制御又はプレゼンスクリーンの上げ／下げ機能のような非照明機能の実行のためのモーター負荷への動作電力の供給を制御するアプリケーションコードソフトウェア及び装置制御ファームウェアで構成される。図４に示された例示的実施例では、システム１０は、電力スイッチングリレー３０、３２、３４、３６を介して電気的調光バラスト３８、４０、４２及び４４のグループへのＡＣ動作電力の供給を制御する。電気的調光器回路４６、４８等は、蛍光灯ＦＬｌ、ＦＬ２、ＦＬ３及びＦＬ４の輝度出力を制御するための調光バラストへ０―１０ＶＤＣ又はパルス幅変調ＤＣ電圧（ＨＤＦ）の何れかを供給する。
【００１８】
制御システム１０の制御モジュール１４、１６及び１８並びにスイッチモジュール２０、２２は、各制御モジュール及びスイッチモジュールが、動作プログラム命令、アプリケーションプログラムコード、ファームウェアプログラムコード及びデフォルトモジュール構成パラメータが格納されるＲＯＭメモリ、装置制御ファームウェアが格納されるＥＥＰＲＯＭメモリ、構成パラメータ設定に関する情報、検知された環境データ及びネットワーク装置状態情報が格納されるＲＡＭメモリを持つマイクロコントローラ５０の形式のデータ処理装置を有するという意味で、「知的である」として特徴づけられる。
【００１９】
ネットワーク命令、構成パラメータ設定、装置状態情報、及び検知された環境データに関係する情報が全ての検知モジュール及びスイッチにより同時に共有されるネットワーク内で相互接続された知的な検知モジュール及び知的なスイッチをシステムが有するという意味で、全体の制御システム１０は、知的であるとして特徴づけられる。その上、各制御モジュールは、他の制御モジュール及び知的なスイッチからネットワーク上で通信される装置状態情報及び命令だけでなく、ローカルに検知された環境状況に応じて、このパラメータ設定を動的に再構成でき、ローカル状況が変化するにつれて、これらに応じて電力制御機能を動的に実行できる。
【００２０】
図４を参照すると、クロック回路、ゼロクロス検出回路ΦＣｒｏｓｓ、一つ以上のレギュレータＤＣ電源、及び通信トランシーバ５４を含む、従来のサービス部品が、マイクロコントローラ５０に接続されている。ネットワーク１２上で通信されるデータに応じて、マイクロコントローラ５０は、調光回路、例えばバラスト調光回路４６、４８を駆動するＤＩＭ１及びＤＩＭ２に、命令出力を供給する。マイクロコントローラは、また、スイッチングトランジスタＱｌ、Ｑ２、Ｑ３及びＱ４により形成されるドライバ回路をリレーするための命令出力リレー１（Ｒｅｌａｙ１）、リレー２（Ｒｅｌａｙ２）、リレー３（Ｒｅｌａｙ３）及びリレー４（Ｒｅｌａｙ４）を作る。スイッチングトランジスタは、エアギャップリレー３０、３２、３４及び３６のフィールド巻線を通ってＤＣ作動電流を流すためのグランド経路を供給する。
【００２１】
データ処理装置５０は、従来のマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラである。例示的なＬＡＮ実施例１２による従来のＥＩＡプロトコル互換性を持つネットワークでの使用のために、データ処理装置５０は、アリゾナ州チャンドラーのＭｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社により製造される品番ＰＩＣ１８Ｆｌ３２０５のマイクロコントローラである。Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社のマイクロコントローラ５０に関する詳細な仕様及び動作情報は、Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社により発行された「２８Ｐｉｎ８―Ｂｉｔ  ＣＭＯＳ  Ｆｌａｓｈ  Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ」という名称のＰＩＣ１８Ｆ１３２０データシートに見られ、参照によりここに組み込まれる。マイクロコントローラ５０は、ファームウェアプログラム格納のためのＲＡＭ及びＲＯＭメモリ装置と、ダウンロード可能なアプリケーションソフトウェア並びに各制御モジュールにより用いられる様々な定数及び動作パラメータを格納するためのＥＥＰＲＯＭとを含む。
【００２２】
電力パックモジュール１４は、制御モジュールの内蔵回路により必要なレギュレート電圧を供給するＤＣ電源５６を含む。内部電力ニーズに加えて、ＤＣ電源５６は、外部素子用の供給電圧を供給する。例えば、レギュレート＋１２ＶＤＣは、一つ以上の外部負荷用、例えばセンサ用に供給される。
【００２３】
従来のクロック回路は、マイクロコントローラ及び残りの回路により必要とされるクロック信号を供給する。クロック回路は、安定な基準クロック信号を供給するため一つ以上の水晶発振器を有する。リセットモニタ回路は、電力中断に応じてマイクロコントローラ５０へ電源リセット信号を供給する。当該回路は、また、ＡＣ電源の出力を監視する。ＡＣ電源電圧があまりに低く落ちる場合、リセット回路は、低電圧動作により生じる不安定な動作を回避するためにリセット信号を生成する。
【００２４】
各制御モジュール及び知的なスイッチは、ネットワーク上の他の装置と通信して情報を共有する。データ及び命令の双方向通信は、ネットワーク１２へ各制御モジュールをインターフェースする通信トランシーバ５４により供給される。通信トランシーバは、任意の従来の通信／ネットワークインターフェース装置を有する。ネットワークプロトコルの選択は、メディアの選択に加えて、通信トランシーバの要件を決定する。本発明の例示的な実施例で使用される通信プロトコルは、ネットワークハードウエア装置が一連のポイントツーポイントノードとして接続されるツイストペア導体上で、差動バランスシグナリングをマルチポイントシリアル通信チャネルが使用しているハーフデュプレックス、例えばＥＩＡ―４８５通信プロトコルである。
【００２５】
例示的な実施例のＥＩＡ―４８５プロトコルツイストペアネットワーク１２を使用する通信トランシーバ５４は、スイスのジュネーブのＳＴマイクロエレクトロニクス社により製造されるＲＳ４８５インタフェーストランシーバ品番ＳＴ４８５Ｂである。トランシーバ５４は、ツイストペアネットワーク１２上の双方向デジタルデータ通信のため各検知モジュール及び知的なスイッチとインターフェースするために必要な部品を含む。制御モジュール１４からの送信データは、ツイストペア２６データ導体Ｄａｔａ＋、Ｄａｔａ−上での送信のためデータをコード化して処理するトランシーバ５４に入力される。加えて、トランシーバ５４は、他のネットワーク装置からネットワーク１２を介して受信されるデータ及び命令を受信し、復号化し、処理する。
【００２６】
通信トランシーバ５４は、ネットワーク１２内の各制御モジュール及び知的なスイッチが、他の全てのネットワーク装置と情報を共有可能にする。例示的実施例では、通信トランシーバは、ツイストペア配線上でデータを送信し、受信するのに適している。通信トランシーバは、限定されるわけではないが、パワーラインキャリア、同軸ケーブル、光ファイバー及び無線ＲＦシグナリングを含む他のタイプのメディアにも適している。
【００２７】
上述のように、各制御モジュールは、また、様々な照明負荷を制御するための手段を含む。ここで示された例示的実施例では、蛍光灯のための（調光できる及び非調光の）バラスト、リレー接触の閉鎖により制御できる電気的負荷、及びパッシブ（抵抗）負荷を含む、３つのタイプの異なる負荷が制御できる。バラスト負荷は、ＤＩＭ１を命令する。電力パック制御モジュール１４のマイクロコントローラ５０からのＤＩＭ２は、一つ以上の調光器、例えば一つ以上の調光バラスト３８、４０、４２、４４を駆動するためのバラスト調光回路４６、４８に付与される。調光バラストの出力は、リレードライバ回路の動作に応じて、一つ以上の蛍光灯ＦＬｌ、ＦＬ２、ＦＬ３、ＦＬ４に付与される。リレードライバ回路は、マイクロコントローラ５０により作られるリレー命令信号Ｒｅｌａｙ１、Ｒｅｌａｙ２、Ｒｅｌａｙ３、Ｒｅｌａｙ４に応じて作動するスイッチングリレー３０、３２、３４、３６及びスイッチングトランジスタＱｌ、Ｑ２、Ｑ３及びＱ４により形成される。
【００２８】
電力パック制御モジュール１４のリレー駆動回路部分を例示しているブロック線図が、図４に示されている。各リレー駆動回路は、スイッチングリレー３０のフィールド巻線を通る電流の伝導を制御するためのトランジスタスイッチ、例えばＱ１を含む。マイクロコントローラ５０からのリレー負荷信号Ｒｅｌａｙ１が、抵抗電圧分割回路を介してトランジスタスイッチＱ１のベースに入力される。リレーフィールドコイルは、＋１２ＶＤＣ電圧端子とトランジスタＱ１のコレクタとの間の保護ダイオードと並列に接続される。このダイオードは、通電が断たれるとき、フィールド巻線により生成される戻りＥＭＦを抑制する。マイクロコントローラ５０からの命令に応じて、回路は、遠隔公共電源から供給される２７７ＶＡＣ又は１２０ＶＡＣの何れかの動作電圧に、バラスト３８の電力入力端子を接続するリレー接点を開閉する。
【００２９】
電力パックモジュール１４のバラスト調光回路４６、４８は、設計及び動作において従前通りであり、演算増幅器と、０から＋１０ＶＤＣの範囲の信号を出力するように機能する関連部品とを含む。電子バラストは、所望の光強度レベルを作るＤＣ入力に比例して駆動電圧を出力するのに適している。電子バラストは、これらがＤＣ入力バラスト調光信号のレベルに従って接続されているランプに付与される電圧を調整する。０又は１０ＶＤＣの一方が、オン又は最大制御状態に対応し、他方の電圧、すなわち＋１０ＶＤＣ又は０が、オフ又は最小制御状態に対応する。その間の電圧は、蛍光灯の制御された輝度とリニアに一致する。
【００３０】
電力パックモジュール１４のゼロクロス検出回路ΦＣｒｏｓｓ部分は、マイクロコントローラ５０により監視されるＡＣ入力フェーズの半サイクル毎にゼロクロス信号を生成する。ＡＣ電圧の各ゼロクロス点で、マイクロコントローラ５０が検出できる短いパルスが生成される。
【００３１】
例示的な実施例の照明制御システム１０は、中央コントローラ又は他のユニットからの介入なしに、所与のスペース又は部屋において１６照明チャネルまで制御できる。同じパラメータ（時間、リレー、感度、…）を適用範囲の広い領域を与えるために組み合わせる複数のセンサモジュールにプログラムすることは、センサモジュールの一つを選択し、その後ワイドビーム赤外信号ＩＲを送信する遠隔プログラミングユニット５８上のＳｅｌｅｃｔ  Ａｌｌ  ｂｕｔｔｏｎを作動させることを要求する。全てのセンサモジュールのＬＥＤ状態指標器６０は、これらが選択されることを示すように（青く）点灯する。センサモジュールは、レーザービームＬＺを所望のセンサモジュールに向けることにより、グローバルなプログラミングに加えられるか又は除去できる。
【００３２】
各使用センサモジュール１６は、プログラムモード、センサフィードバック及び状態の動作を示すために個別に、又は共に用いられる３つのＬＥＤ状態指標器（赤、青、緑）のクラスタ６０を含む。一度選択されると、単一のセンサモジュールは、これ自身の使用パラメータ（青色ＬＥＤ）、複数の使用センサパラメータ（青色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ）、スイッチ若しくは押しボタン（赤色ＬＥＤ）、調光器又はフォトセルパラメータ（緑）等をプログラムするよう命令できる。センサモジュールがテストモード又は正常モードにある間、ＬＥＤ指標器の色及び明滅レートは、センサ状態、例えば、検出された使用、タイムアウトのセンサモジュール、及び周囲光強度レベルを示すために用いられる。
【００３３】
制御モジュールのパラメータ設定を確認するために、オペレータは、確認されるべき様々なパラメータを通じて切り換えて、遠隔プログラミングユニット５８の読み出し（Ｒｅａｄ）ボタンを作動させる。ＬＥＤ指標器は、赤（Ｒｅｄ）（パラメータがプログラムされていない）又は青（Ｂｌｕｅ）（パラメータがプログラムされている）の点滅をするだろう。例えば、使用センサモジュール１６上の感度設定を検査するために、オペレータは、設定フィードバックモードに入って、感度を選択する。この時、オペレータは、遠隔プログラミングユニット５８上の低い感度ボタンを作動させる。使用センサモジュールのＬＥＤが赤くフラッシュする場合、これは低い感度がセンサの現在の設定ではないことを意味する。センサが青くフラッシュするまで、このときオペレータは、各後続の感度設定に切り替えることができ、これは、制御モジュールが、遠隔送信器上のキー押圧に対応するそれぞれの設定に設定されることを示す。
【００３４】
再び図２を参照すると、使用センサモジュール１６は、規定された領域内での動きの検出に応じて、エアギャップリレー又は調光負荷を制御する。使用センサモジュール１６は、使用検知、デイライトハーヴェスティング及び調光制御を含む様々な作業を実施するために用いられる装置状態情報を作る動き検出器センサ６６及び周囲光強度フォトセルセンサ６４を含む。使用センサモジュール１６、フォトセルセンサモジュール１８及びプリセット（シーン選択）知的なスイッチ２２によりネットワーク１２上で通信される装置状態情報に応じて、制御システム１０によりなされる論理的決定を示しているブロック線図が図６に示される。使用検知に加えて、デイライトハーヴェスティング作業が実行できる。デイライトハーヴェスティングは、フォトセルセンサ６４により検知される周囲光強度レベルを利用する。
【００３５】
使用センサモジュール１６は、定義された領域内での動きを検出するための赤外線エネルギーの変化に応じるパッシブ赤外線（ＰＩＲ）動きセンサ６６を含む。パッシブ赤外線動きセンサ６６は、カリフォルニア州フリーモントのパーキンエルマーオプトエレクトロニクス社により製造されるモデル番号ＬＨｉ１１２８である。モデル番号ＬＨｉ１１２８ＰＩＲ動きセンサ６６に関する詳細な仕様及び動作情報は、パーキンエルマーオプトエレクトロニクス社により発行された「パイロ電気検出器ＬＨｉ１１２８」という名称のデータシートで見つけることができ、参照によりここに組み込まれる。
【００３６】
使用が検出されるとき、ＰＩＲセンサ６６は、マイクロコントローラ５０のＲＯＭの使用作業アプリケーションソフトウェアの実行を可能にする命令を生成する。使用作業は、最初にライトの電流レベルを点検する。デイライトハーヴェスティングが可能にされる場合、ライトは、デイライトハーヴェスティング作業に従ってオンする。周囲光レベルは、フォトセルセンサ６４により定期的に測定され、ライトの輝度が然るべく調整される。デイライトハーヴェスティングが可能でなく、最後の光レベルの値がゼロに等しくない場合、すなわち、完全にオフではない場合、このときライトのレベルは、ライトが最後にオフにされた時に設定された最後の調光レベルへ設定されるだろう。最後の光レベルの値がゼロに等しい場合、このときライトのレベルは、既定値、例えば最大輝度に設定されるだろう。
【００３７】
使用センサモジュール１６は、ネットワークを介して定期的に使用状態更新信号を他の全てのモジュール及び知的なスイッチへ送る。この情報は、他のネットワーク装置のＲＡＭメモリに格納される。各制御モジュールは、割り当てられた作業の実行に関連する基準データとして、この情報を使用する。また、各制御モジュールのマイクロコントローラ５０は、更新された使用状態情報を以前の状態と比較し、この動作パラメータの一つ以上の設定値を、少なくとも部分的にこの比較の結果に応じて、格納された動作値のこのセットから選択される異なる値へ変える。
【００３８】
デフォルト（Ｄｅｆａｕｌｔ）、数時間後（ＡｆｔｅｒＨｏｕｒｓ）及びプレゼン（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ）使用検知モードでの制御システム１０の動作の間に呼ばれ得る使用センサパラメータ値の様々な組合せの例が、図７、図８及び図９に示されている。
【００３９】
使用センサモジュール１６は、電圧レギュレータ５２から＋５ＶＤＣ動作電圧を供給される。データは、送受信両用トランシーバ５４を介して、他のネットワーク接続された制御モジュール及びスイッチモジュールと通信して受信される。
【００４０】
照明センサモジュール１８は、周囲光の強度を検知し、測定するための光デジタル変換デュアルチャネルフォトセルセンサ６４を含む。センサ６４の広帯域チャネルは、監視されているローカルエリアの全体のスペクトル（可視光及びＩＲ）にわたる周囲光を検知する。広帯域チャネルは、人間の目の反応に近く、周囲光強度測定のデジタル出力を供給する。広帯域チャネルは、また、リモートコントローラ５８により送信される狭いビームレーザー光プログラム信号を検知する。フォトセル６４の狭い帯域チャネルは、ＩＲスペクトルだけの光に応じて、直接の昼光強度測定だけでなく、例えば、デイライトハーヴェスティングモードで動作するとき、間接的に使用されるデジタル出力を供給する。
【００４１】
デュアルチャネルフォトセルセンサ６４は、テキサス州ピアノのＴｅｘａｓ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ社（ＴＡＯＳ社）により製造される品番ＴＳＬ２５６０である。ＴＳＬ２５６０デュアルチャネルフォトセルセンサに関する詳細な仕様及び動作情報は、ＴＡＯＳ社により発行された「ＴＳＬ２５６０、ＴＳＬ２５６１  Ｌｉｇｈｔ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ」という名称のデータシートで見つけることができ、参照によりここに組み込まれる。
【００４２】
ここで図３を参照すると、マルチチャネルフォトセルモジュール１８は、規定された領域内の周囲光の強度を検出し測定する。フォトセルモジュール１８の構成は、使用センサ６６が省略されることを除き、全ての点で使用センサモジュール１６と同一である。フォトセルモジュール１８は、遠隔プログラミングコントローラ５８から無線ワイドビーム赤外線プログラム命令を受信するためのＩＲ受信器６８を含む。マルチチャネルフォトセルセンサ６４は、遠隔プログラミングコントローラ５８から狭いビームレーザープログラム命令を受信する一つのチャネルを含む。
【００４３】
フォトセルセンサモジュール１８は、装置状態信号を他の全てのモジュール及び知的なスイッチへネットワークを介して送る。フォトセルセンサモジュール状態信号は、他のネットワーク装置のＲＡＭメモリに受信され保存されるローカル環境状況情報（例えば、周囲光強度）及び装置動作状態（例えば、ライトオン／オフ、調光モード可能／不能、デイライトハーヴェスティング可能／不能、ルーメンメンテナンス可能／不能）を含む。各制御モジュールは、割り当てられた作業の実行に関連した基準データとして、この情報を使用する。また、各制御モジュールのマイクロコントローラ５０は、更新された光強度及び装置状態情報を、前に格納された情報と比較し、少なくとも部分的にこの比較の結果に応じて、この動作パラメータの一つ以上のパラメータの設定された値を、格納された動作値のセットから選択される異なる値に変える。
【００４４】
同様に、各使用センサモジュール１６は、装置状態信号を他の全てのモジュール及び知的なスイッチへネットワークを介して送信する。この使用センサ状態信号は、他のネットワーク装置のＲＡＭメモリに受信され格納される装置動作状態情報（例えば、手動モード、自動モード、検知された動き）を含む。各制御モジュールは、割り当てられた作業の実行に関連した基準データとして、この情報を使用する。また、各制御モジュールのマイクロコントローラ５０は、更新された使用センサ状態情報を、前に格納された情報と比較し、少なくとも部分的にこの比較の結果に応じて、この動作パラメータの一つ以上のパラメータの設定された値を、格納された動作値のセットから選択される異なる値に変える。
【００４５】
各知的なスイッチ２０、２２も、他のネットワーク装置のＲＡＭメモリに受信され格納される現在の設定（例えば、オン、オフ、シーン選択、上げ／下げ値）に関係する情報を含む装置状態信号を、ネットワークを介して送信する。各制御モジュールは、割り当てられた作業の実行に関連した基準データとして、この情報を使用する。また、各制御モジュールのマイクロコントローラ５０は、更新されたスイッチ状態情報を、前に格納された情報と比較し、少なくとも部分的にこの比較の結果に応じて、この動作パラメータの一つ以上のパラメータの設定された値を、格納された動作値のセットから選択される異なる値に変える。
【００４６】
一組のスイッチＳｌ、Ｓ２が、プログラム命令を手動で入力するためフォトセルモジュール１８及びモジュール１６に含まれる。ＬＥＤ指標器ランプのアレイ６０（赤、青、緑）は、モジュールプログラム状態の視覚的フィードバックを供給する。従来の赤外線センサ６８は、プログラム命令をマイクロコントローラ５０に入力するためのリモートコントローラ５８から、パルス化されたＩＲ信号を受信する。赤外線センサ６８は、ペンシルバニア州マルヴァーンのＶｉｓｈａｙ  Ｉｎｔｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社により製造された品番ＴＳＯＰ６２の遠隔制御ＩＲ受信器である。遠隔制御ＩＲ受信器６８に関する詳細な仕様及び動作情報は、Ｖｉｓｈａｙ  Ｉｎｔｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社により発行された「ＩＲ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅｓ  ｆｏｒ  Ｒｅｍｏｔｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ」という名称の文書Ｎｏ．８２１７７のデータシートで見つけることができ、参照によりここに組み込まれる。
【００４７】
制御モジュールは、相互接続でき、共通の又は異なる回路を制御するようにプログラムできる。これは、システムを再配線する必要なしに、センサへの負荷の相互接続を割り当て（再割り当て）可能にする。また、制御モジュールは、共通の又は異なるタイムアウト遅延を許容するようにプログラムできる。
【００４８】
例えば、廊下及び２つの洗面所は、廊下に一つの使用センサモジュール及び各洗面所に一つの使用センサモジュールが、廊下照明回路を制御可能にするために、一つのネットワーク上に接続できる。動きが廊下又は何れかの洗面所で検出される限り、廊下照明回路はオンに維持される。
【００４９】
他の例によると、洗面所又はユーティリティルームは、（１分のタイムアウト遅延を持って）入口近くに位置される単一の使用センサモジュール１６と、（１０分のタイムアウト遅延を持って）部屋の後部近くに位置される他の使用センサモジュールとにより監視される。これは、居住者が１分のタイムアウト遅延範囲内で、入口近くで素早い作業、例えば供給部材を取り上げることを実施可能にする。例えばファイルを捜索するために、居住者が更に部屋の奥に入る場合、１０分のタイムアウト遅延が設定される。
【００５０】
使用センサモジュール１６は、ライトをすぐに例えば５秒以内でオフにすることを示している可聴信号を発する信号発信器６２を含む。信号発信器トーンは、また、手動で又は遠隔でセンサモジュールをプログラムするときのフィードバックのために使用できる。
【００５１】
使用センサ制御モジュール１６は、モジュールが、以前に監視されてＲＡＭメモリに格納された使用パターンに基づいて、最も効果的なタイムアウト遅延を自動選択可能にする知的な動作モードにプログラムできる。
【００５２】
制御モジュール１６の幾つかのパラメータは、電力制御システム１０が、時間ベースでどのように機能するかを修正できるように動的に調整できる。例えば、テストモード（Ｔｅｓｔ  Ｍｏｄｅ）では、全ての使用センサモジュールのタイムアウト遅れは、一時的に、最小限のタイムアウトに変更できる（１５分のプログラムされた遅延が１５秒になる）。これは、照明制御システム１０が、１５分よりもむしろわずか１５秒間、部屋を立ち去る（又は静かに立つ）ことにより速くテスト可能にできる。テストモードの動作の間、ＬＥＤもセンサ状態確認のために点滅するだろう（赤＝テストモード（Ｔｅｓｔ  Ｍｏｄｅ）、青＝使用検出（Ｏｃｃｕｐａｎｃｙ  Ｄｅｔｅｃｔｅｄ）、緑＝回路をオフにするには時期尚早であるタイムアウト遅延（Ｔｉｍｅｏｕｔ  Ｄｅｌａｙ））。
【００５３】
部屋が結合されるべきとき、センサモジュールは、リンクされるべきであって、追加の通信遅延を扱うために長いタイムアウト遅延に設定されなければならない。代わりのタイムアウト設定命令（Ｓｅｔ  Ａｌｔｅｒｎａｔｅ  Ｔｉｍｅｏｕｔ命令）を送信することにより、全てのセンサ制御モジュールは、これらのタイムアウト遅延をより大きな遅延に増大するように設定できる。
【００５４】
ビル管理システムが選択された部屋へスイープオフ命令（Ｓｗｅｅｐ  Ｏｆｆ  Ｃｏｍｍａｎｄ）を出すときの時間の間、センサモジュールは、回路がより短い時間でオフ可能にするために、これらのタイムアウト遅延を、より短い時間に低減でき、管理人が部屋から部屋へ移動するときの時間の間、より多くのエネルギーを節約できる。
【００５５】
図３及び図１０を参照すると、モジュール１８のデュアルチャネルフォトセルセンサ６４は、モジュールが日光（開ループ）又は人工照明（閉ループ）検知の何れかを選択可能にする。これは、図１０に示されるフォトセルセンサ６４のマルチチャネルスペクトル応答により可能にされ、これによってセンサが、人工照明（可視光の「人間の目」波長）と日光（全可視スペクトル＋赤外線の波長）とを区別可能にできる。調光器４６、４８．．．が部屋に入ってくる日光の量に基づいて制御されるべきとき、フォトセル６４の日光（開ループ）チャネルが利用可能にされる。調光器４６、４８．．．が一定の部屋照明のために制御されるべきとき、フォトセル６４の人工照明（閉ループ）チャネルが利用可能にされる。これは、フォトセルセンサモジュール１８が、監視されるべき領域内で利用できる光に適応可能にでき、よって、光の源に対するフォトセル６４の位置及び方向が、良好なパフォーマンスのためのより厳格な要因ではなくなる。従来のフォトセルユニットはフォトセルセンサ素子の慎重な位置決め又は照準を必要とするけれども、図３のデュアルチャネルフォトセルセンサの特別な位置決め又は照準は、必要ではない。
【００５６】
多チャンネルフォトセルセンサモジュール１８は、光源の幅広い波長を処理でき、指定されたアプリケーションで何れを使用するかを選択できる。これにより、モジュールが人工照明（可視光の「人間の目」波長）と日光（可視光＋赤外線波長）とを区別可能にできる。光の調光を制御するため光センサモジュール１８を使用するための２つの主要なアプリケーションは、デイライトハーヴェスティング及び光束維持である。デイライトハーヴェスティングモードでは、デュアルチャネルフォトセルセンサ６４は、主に太陽（開ループ）からの光に曝される所、又は制御されている（閉ループ）人工光源及び太陽の効果に曝される所の何れかに配置される。光束維持は、ランプ経年として光出力の損失を補償するための人工照明の制御を含む。
【００５７】
全ての場合において、従来のフォトセルセンサの効果は、これが部屋の中でどのくらい良く配置されるかということに大きく基づいている。従来のフォトセルセンサは、制御レベルを得ている光源を読み込んで、他の全ての光源から遮蔽されることを必要とする。監視されるべき波長を選択できる複数チャネルフォトセルセンサ６４を用いることにより、位置決めはより厳格でなくなり、一つの複数チャネルフォトセルセンサはほとんど全てのアプリケーションのニーズを満たすように使用できる。同じ複数チャネルフォトセルセンサ６４が、昼光（開ループ）単独に基づいてライトのゾーンのオンオフを行い、また人工照明（閉ループ）によって、少なくとも部分的に照明される他のゾーンを調光することにより照明レベルを制御するために使用できる。
【００５８】
使用センサモジュール１６及びフォトセルセンサモジュール１８両方のフォトセルレベルは、ＩＲ遠隔プログラミングコントローラ５８により遠隔で、又は手動で調整でき、現在の周囲光レベルに「スナップショット」読書を採用することができる。使用センサモジュール１６がスナップショットフィーチャを使用して照明をオンにできるために必要とされる光のレベルを選択するために、オペレータは、設定レベルフォトセルパラメータを選択し、それからＩＲ遠隔送信器５８上のスナップショットボタンを押して保持する。フォトセルセンサモジュール１８は、最初に部屋の中のライトをオフにして、４秒間の秒読み（４回、ピーッと鳴る）を始めて、それから部屋の照明レベルに読書（スナップショット）を採用する。これは、従来のシステムの当て推量を排除する。スナップショット光強度測定が格納された後、格納されたスナップショット光強度レベルの値をインクリメントすることにより所望されるように、レベルは上げ又は下げを調整できる。
【００５９】
使用及びフォトセルセンサモジュールは、動作レベルを設定するために用いられる光を検出する。使用センサは、これらが部屋内への動きを検出するとき（自動オン）、ライトをオンにするために用いられる。幾つかの従来のセンサモジュールが持つ特徴は、部屋内に既にある日光の量を最初に検知することであり、充分な光がある場合、何のアクションもせず、ライトはオフのままであることが許される。このレベルが従来のセンサほとんどで設定される態様は、機械的にダイヤルを回転させるか、スイッチをセットするか、又はボタンを作動させることである。幾つかのセンサは、設置者が調整するのを助けるために、フィードバックＬＥＤ表示を提供する。これらの方法の全ては、設置者が梯子に乗って、物理的にセンサを調整する必要があり、それから梯子を下りて梯子を外し、その後、センサが適切に反応するかどうか見るためにセンサをテストする。これは、トライアンドエラー方法であって、通常、レベルを正しく設定するために、数回繰り返されなければならない。
【００６０】
電力制御システム１０によるフォトスナップショット又は捕捉は、取付けられるネットワークにより、又はフォトスナップショット機能をトリガーするためにＩＲ遠隔プログラミングユニット５８により、遠隔でフォトセルセンサモジュール１８にアクセス可能にする。トリガーされるとき、使用センサモジュール１６は、最初に部屋の中のライトをオフにし、フォトセル６４が現在の日光の量を測定するのを待ち、所望のレベルを設定し、それからライトをオンに戻す。この方法は、レベルが設定される間、設置者を外させる。
【００６１】
この方法は、また、デイライトハーヴェスティング又は光束維持アプリケーションで用いられるとき、フォトセルセンサモジュール１８に適用できる。この機能を使用するために、インテリアライトは、高い及び低い（又は無い）日光があるときに必要であるレベルに最初調整される。それから、フォトスナップショット機能は、高い又は低い日光レベルの何れかに設定するために、遠隔でトリガーされる。トリガーされるとき、フォトセルセンサ６４は、最初に照明を適当なレベルに調整し、照明が安定するのを待って、日光及び人工照明のレベルを読み込み、それから所望のレベルを設定する。フォトセルセンサモジュール１８は、また、一つのレベルを捕捉し、それから現在捕捉したレベルに基づいて人工的に第２のレベルを調整するように指示され得る。例えば、高い日光レベルが捕捉でき、フォトセルセンサモジュールは、８０％少ない日光に、低い日光レベルを人工的に設定するように指示され得る。
【００６２】
制御ネットワーク１２を共有する全ての制御モジュール１４、１６、１８及びインテリジェントスイッチ装置２０、２２は、全てのネットワーク接続されたモジュール及び装置に、システム命令、検知された環境状況及び装置動作状態情報を配布するように設計されている。このアレンジメントによって、制御モジュールは、システムの広い判断を可能にさせる。これは、また、ネットワーク通信を最小に保つ。その上、通信速度は、低いボーレートネットワーク上での動作を許容するために縮小できる。照明制御システム１０の完全な制御機能は、ボーレートが２０Ｈｚの低さであり得る高電圧のネットワーク上で実行できる。
【００６３】
例えば、複数の使用センサモジュール１６が広域を制御するために用いられるとき、動きを検知する第１の使用センサモジュール１６は、各ドライバリレー回路をオンにするための命令を送信し、タイムアウト遅延を設定し、タイムアウト遅延値を含む装置状態信号を送信する。全ての使用センサモジュール１６は、ネットワーク上の全てのリレーに対するタイムアウト遅延の経過を追う。他の使用センサモジュール１６が動きを検出するので、共通のリレードライバ回路が依然オンであることを示す装置状態情報が検出される限り、これらは送信する必要がない。リレードライバ回路をオフにする時間が１分より短くなるとき、全ての使用センサモジュール１６は、タイムアウト遅延を延長するためにタイムアウト遅延リセット命令を送信する機会を持つ。より長いタイムアウト遅延で設定されるこれらの使用センサモジュール１６が、最初に送信を許容される。これは、より短いタイムアウト遅延を持つ他のセンサモジュール１６がリセット命令を送信するのを防止する。全ての使用センサモジュール１６が１５分に設定されるタイムアウト遅延を持つシステムに対して、命令間の平均時間は、部屋内に通常の動きがあるとき、約１０〜１４分である。
【００６４】
ネットワーク上の分散インテリジェンスのため、フォトセルセンサモジュールは、太陽が高いサンセットポイントと低いサンセットポイントとの間の４０％にあることを示す命令を定期的に送信できる。ネットワーク上の調光器モジュールは、前に設定された高いサンセットポイントと低いサンセットポイントとの間で自動的に調整される。各調光器モジュールは、カスタムの上下のセットポイントに割り当てられ得る。これによって、照明回路の各セット上に別々のセンサを必要とするよりはむしろ、１つのセンサで複数の調光器を制御可能にする。
【００６５】
電力パックモジュール１４、使用センサモジュール１６、フォトセルセンサモジュール１８、調光器及びスイッチステーション２０、２２は、共有ネットワーク１２上で動作し、全体の照明制御システム１０をより知的に、反応良く、動的にするため、データ及び現在の装置状態情報を共有するために、このネットワークを使用する。従来の制御システムは、マルチ機能システムを作るため特定パターンで各センサを直接配線するか、又はエネルギー管理判断がなされるルームコントローラにこれらのレベルを報告するようにネットワーク内のモジュールを接続するかの何れかにより、構成される。何れの方法でも、従来の制御モジュールは全て、固定の態様で動作し、これらの機能は再配線又は再プログラムすることによってのみ変更できる。電力制御システム１０の分散知的アレンジメントは、動的に再構成でき、照明制御システムが現在どのように使用されているか、及び環境状況の局地的変化に基づいて決定する検知モジュールを利用する。
【００６６】
一つの例は、日中通常の使用であるが、夜には、使用がないか又は（管理人を除いて）ほとんど使用がないように設定される部屋である。日中、使用センサモジュール１６は、使用されたスペースを監視するためこれらの感度及びタイムアウト遅延を増大するが、夜には、大きな動きだけがライトをオンにし、ライトをオフにするためには短いタイムアウトを設定するため感度及び遅延を低減させる。電力パック調光器モジュール１４は、また、スペースが使用されていないが、依然幾らかの照明を必要とするとき、よりエネルギー節約レベルまでゆっくりライトを調光するために使用センサモジュール１６からの動き情報を使用する。
【００６７】
フォトセルセンサモジュール１８は、使用センサモジュール１６（又は、知的なスイッチ２０、２２）が、割り当てられた制御リレーをオンにし、ルームシーンがオンに設定されたと決定するとき、（デイライトハーヴェスティングが可能にされる）制御命令を調光回路へ送信するだけである。これは、異なるシーンが選択される（例えば、スクリーンプレゼンテーションを見るためにライトが低くされる）とき、又は（例えば、壁スイッチから）ライトの１行がオフにされる場合、フォトセルセンサモジュール１８を撤退可能にさせる（デイライトハーヴェスティング不能である）。
【００６８】
デイライトハーヴェスティング可能にされるとき、フォトセルセンサモジュール１８は、相対的日光レベル（ゼロ又は弱い日光に対する０％から最大日光に対する１００％まで）を含む現在の装置状態情報を調光器モジュールへ送信する。これによって、調光器モジュールが、これらの調光器を制御する仕方を決定可能にする。マルチゾーンアプリケーションで使われるとき、これは、（窓から離れて位置される）他の領域が少しだけ変化する一方、日光変化に応じて幾つかのゾーン（例えば、窓近くに位置される領域）をかなり変化させるか又はオンオフさえできる。フォトセル制御モジュール１８の役割は、ネットワーク上に現在の日光強度状態情報を送信することであり、これによって、他の制御モジュールが、必要に応じて調整するか又は変わらないままにするために、その情報を利用できる。
【００６９】
フォトセルモジュール１８が現在の日光レベルに基づいて付加的なリレー負荷を加えるか又は減らす一方、使用センサモジュール１６は複数のリレーを制御できる。大きい部屋では、複数の使用センサモジュール１６は情報を共有できるので、一つのセンサが多くの活動を検出するとき、他の使用センサが、誤ったトリガーを回避するため、これらセンサの感度閾値を低減できる。その上、ライトが例えば５秒以内にオフすることを全ての使用センサモジュールが合意したとき、全てのモジュールは、ライトがオフになろうとしていることを監視領域の誰にでも警告するために可聴ビープ音を発するだろう。任意の壁ボタンステーション２０、２２は、同様のビープ音警告を発することができる。
【００７０】
各制御モジュール１６、１８は、プッシュボタンスイッチにより直接的に、ＩＲ遠隔発信器５８により間接的に、又は他の制御モジュールからネットワークを介して間接的にプログラムできる。例えば、一つの使用センサモジュール１６が遅延タイミングのために調整されているとき、これは他の全ての制御モジュールにこれらのタイミングを同じ遅延に設定するように命令できる。ＩＲ遠隔発信器５８を使用して、制御モジュールは、特定のネットワークパラメータ設定に含まれるか又は除外されるように命令できる。他の例は、任意の制御モジュール又は知的なスイッチが、照明シーンレベルを任意の取付けられた調光器制御モジュールに設定するために使用できるということである。
【００７１】
ビル及びビル内の部屋のエネルギー管理は、日及び週の固定時間でライトをオンオフするためのタイマーと、部屋又はスペースがもはや使用されていないとき、ライトをオフにするための使用センサと、部屋及びスペースの光レベルを調整するためのフォトセルセンサとの組み合わせを必要とする。他のネットワーク（例えば、ビルの制御ネットワーク）は、ネットワーク１２と接続でき、監視されている部屋から制御情報を得ることもできる。使用、光レベル、シーン選択等のような現在の状態情報は、他のルームコントローラ又はより広い制御オプションのためのビル管理システムと共有するために使用できる。
【００７２】
例えば、部屋が複数のスペース又は１つの大きなスペースを提供するために格納式壁により再分割されるとき、全てのスペースの使用センサ情報は、大きなスペースが適切に機能するために共有されなければならない。これを達成するために、部屋結合命令は、全ての適切な制御モジュールとネットワーク１２を介して通信される。このとき、制御モジュールは、より大きい領域の要求に適応するために、これらのタイムアウト（及び／又は感度）を増大することにより反応する。全ての制御モジュールがタイムアウトするまで、照明負荷はオフにならないだろう。
【００７３】
他の例は、スペースが使用されたことをビル情報システムに知らせるために（ライトオン／オフ情報ではない）使用制御モジュール情報を使用することである。これは、まだ使用はしているが、スクリーンプレゼンテーションのためライトをオフにした部屋への空調をビル管理システムがオフにすることを回避可能にする。
【００７４】
照明制御システム１０の分散知的（インテリジェンス）特徴は、ビル管理システムが種々異なる動作モードのために部屋の照明を選択的に設定可能にする。自動オン動作モードは、電力制御システム１０が最初どのように設定されたかに基づいて機能することを可能にする。知的オフ動作モードは、電力制御システム１０が自動的な１日のスケジュールに従って照明負荷をオフ可能にし、部屋が使用されているはずであるがほとんど動きがない（例えば、保育所の仮眠時間の）とき、感度及びタイムアウトを増大させる。ライトがタッチパッドスイッチにより手動でオフにされるとき、使用がスペース内で検出される限り、照明負荷はオフのままであり続ける。また、ライトがオフであっても、照明制御システム１０は、スペースが依然使用されていることを検出し、追跡目的のためビル管理システムにこの情報を報告できる。スペースがユーザ規定のタイムアウト期間の間に空くと、システムは、再装備して次の使用で自動的にオンにする。
【００７５】
時間経過（ＡｆｔｅｒＨｏｕｒ）動作モードは、電力制御システム１０が、人の動きに対する感度を下げて、ライトをオフにする前のタイムアウトを減少させることを可能にし、最初に動きを検出するときライトを自動的にオンにするよりはむしろ、照明負荷が、壁スイッチからオンにされるべきことを要求する。テストモードは、全てのタイムアウトが迅速なシステムテストのために加速可能にされる（例えば、ライトオフのための１５分の遅延が、１５秒の遅延になる）。
【００７６】
新規な制御モジュール又は知的なスイッチがネットワーク１２に加えられるので、共有情報は、全ての制御モジュールが、既にネットワークに接続されている制御モジュールの置換又は再配線を必要なしに、これらの機能を実行可能にする。
【００７７】
複数の制御モジュール内の共有アプリケーションの例は、以下の通りである。使用センサモジュール１６が動きを検出するとき、使用センサモジュール１６は、照明オンにするための決定をなすために内部フォトセル６４を使用する。周囲光レベルが、利用できる日光のため既に高いとき、使用センサモジュールはライトをオフに保つ。利用できる日光が、早朝又は曇りのため低い場合、使用センサモジュール１６は、動きが検出されるときライトをオンにする。電力パック調光器モジュール１４は、ライトをオンにし、光レベルを十分なものに設定する。ライトがオンになると、フォトセルセンサモジュール１８は、この時光レベルの制御を引き継ぐ。日光がより明るくなるにつれて、フォトセルセンサモジュール１８は、日光の割合の増加を報告し始める。電力パック調光器モジュール１４は、調光の光レベルを低下させることにより反応する。動きがもはや検出されないと、使用センサモジュール１６はライトをオフにする。フォトセル６４は、この時日光強度レベルを更新することから離れる。
【００７８】
調光器制御装置モジュール１４は、また、最大調光レベルが設定可能であるように高トリム（ＨｉｇｈＴｒｉｍ）モードに設定できる。このモードに入ると、調光器モジュール出力は、選択レベルに適応し、それから設定（Ｓｅｔ）ボタンの起動に応じて、遠隔プログラミングユニット５８からのＩＲ命令の受信に応じて、又はネットワーク設定（Ｓｅｔ）命令に応じて、レベルを「学習」する。
【００７９】
従って、照明制御システム１０は、エネルギー使用を低減する５つの態様を提供する。第１に、もはや部屋内に動きがないとき、照明をオフにする。第２に、部屋内に既に充分な日光があるとき、照明を自動的にはオンにしない。第３に、照明が高トリム（ＨｉｇｈＴｒｉｍ）に設定できる最大レベルを制限する。第４に、（使用が最初に検出されるとき）設定レベルまでしか照明をオンにしない。最後に、日光の増大が検出されるとき、照明を調光する。
【００８０】
本発明は、我々が本発明を利用するために最善の態様であると信じるものを説明するための例が与えられた好ましい照明制御実施例を参照して、特に示されて説明された。形式及び詳細について様々な変更が本発明の要旨及び範囲から逸脱することなくなされてもよいことは、当業者により理解されるだろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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