(57)【要約】  本発明の実施形態は、個々の照明器具レベル、地区レベル、地域レベルおよびより広域の地理的領域レベルでの、照明システムの自動制御に関する。本発明の実施形態は、階層型照明制御システムを備える。この階層型照明制御システムは、数百万もの照明器具および照明エレメントのそれぞれを制御できる自動ネットワークコントロールセンタを含む。この階層型の照明制御システムは、公共通信ネットワークによって、１つまたは複数のネットワークコントロールセンタに接続されたリージョナルルータを含む。各ネットワークコントロールセンタは、数百から数千の照明器具のそれぞれを制御する。階層型照明制御システムは、無線通信及び／又は電力線通信によってリージョナルルータに接続された照明器具管理ユニットを含む。この照明器具管理ユニットは、それぞれ、照明器具に含まれる構成要素、例えば、照明エレメント、安定器、センサおよび他のデバイスを制御する。【選択図】  図７
2013522824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の照明エレメントをそれぞれ含む、２つ以上の照明器具と、
前記照明器具のそれぞれに設けられた２つ以上の照明器具管理ユニットであって、それぞれコントロール情報およびステータス情報を格納し、その照明器具管理ユニットを含む照明器具内の照明エレメントによる照明の照度をコントロール情報に応じて制御する照明器具管理ユニットと、
前記照明器具内の照明エレメントを自動的に制御するための動作スケジュールの生成および変更を行なうための制御ユーザインタフェースを提供し、コントロール情報を照明器具管理ユニットに送信し、照明器具管理ユニットからステータス情報を受信するため、ルータと少なくとも一つの照明器具管理ユニットとの間の第１通信媒体を用いて、さらには、照明器具管理ユニット内通信媒体を用いて、照明器具管理ユニットとの通信を行なうルータと、
を備えた自動照明制御システム。
【請求項２】
前記照明器具管理ユニットは、ブリッジ照明器具管理ユニットと、エンドポイント照明器具管理ユニットとを含む、請求項１に記載の自動照明制御システム。
【請求項３】
前記エンドポイント照明器具管理ユニットは、それぞれ、そのエンドポイント照明器具管理ユニットを含む前記照明器具内の照明エレメントからの発光の強度を、エンドポイント照明器具管理ユニットに格納された動作スケジュールおよび追加的な制御指示に応じて制御し、
エンドポイント照明器具管理ユニットのそれぞれは、１つ以上のセンサからの入力を監視して、そのセンサ入力に基づいてイベントを生成し、
エンドポイント照明器具管理ユニットのそれぞれは、そのエンドポイント照明器具管理ユニットを含む照明器具内の構成の動作に関するステータス情報を集めて保存する、請求項２に記載の自動照明制御システム。
【請求項４】
１つ以上のエンドポイント照明器具管理ユニットは、電力線通信によって直接前記ルータと通信を行なう、請求項２に記載の自動照明制御システム。
【請求項５】
１つ以上のエンドポイント照明器具管理ユニットは、無線通信により直接前記ルータと通信を行なう、請求項２に記載の自動照明制御システム。
【請求項６】
１つ以上のエンドポイント照明器具管理ユニットは、ブリッジ照明器具管理ユニットへの電力線通信を介して、間接的に前記ルータと接続する、請求項２に記載の自動照明制御システム。
【請求項７】
前記ブリッジ照明器具管理ユニットのそれぞれは、そのブリッジ照明器具管理ユニットを含む照明器具内の照明エレメントの発光の照度を、ブリッジ照明器具管理ユニットに格納された動作スケジュールおよび追加的な制御指示に基づいて制御し、
前記ブリッジ照明器具管理ユニットのそれぞれは、１つ以上のセンサからの入力を監視し、そのセンサ入力に基づいて、イベントを生成し、
前記ブリッジ照明器具管理ユニットのそれぞれは、前記ブリッジ照明器具管理ユニットを備えた照明器具内の構成の動作に関連するステータス情報を集めて格納し、
前記ブリッジ照明器具管理ユニットのそれぞれは、前記ルータから、前記エンドポイント照明器具管理ユニットに対するコマンドを、前記第１通信媒体を介して受信し、そのコマンドを、前記照明器具管理ユニット内通信媒体によって、前記エンドポイント照明器具管理ユニットに対して送信する、
請求項２に記載の自動照明制御システム。
【請求項８】
前記照明器具管理ユニットは、それぞれ、その照明器具管理ユニットを備えた照明器具内の構成の動作に関するステータス情報を保存し、
前記ステータス情報は、
前記照明器具への入力電圧と、
前記照明器具に流れる電流と、
前記照明器具の単位時間あたりの消費電力と、
センサ入力によって示されたイベントの発生の記述と、
照明エレメントの総動作時間と、
照明エレメントに関するパワーオンイベントの回数と、
を含む、請求項２に記載の自動照明制御システム。
【請求項９】
前記照明器具管理ユニットは、それぞれ、タイムインターバルと照明エレメントのステータスとグループ識別子とを示す１つ以上のスケジュールエントリを含む、動作スケジュールを保存する、請求項２に記載の自動照明制御システム。
【請求項１０】
前記照明器具管理ユニットは、それぞれ、
コマンドパケットおよび応答パケットを電力線通信で送受信する照明器具管理ユニット内通信媒体チップまたはチップセットと、
電力線通信からのノイズをバンドパスフィルタリングするノイズフィルタと、
データを選択し保存する内部制御プログラムを実行して、格納されたデータおよびプログラムに従って、照明エレメントの動作を制御するＣＰＵおよびメモリと、
ＤＣ電力をデジタルコンポーネントに供給するためＡＣ入力電力をＤＣ内部電力に変換する内部電源と、
電力の急上昇から前記ＣＰＵを単離するオプトカプラアイソレーションユニットと、
電気出力のデジタルパルス幅モジュレーションを照明エレメントに供給して、照度出力幅にわたって照明エレメントを動作させる出力電流を提供する照度調整回路と、
照明エレメントおよび／または他のコンポーネントに対して制御電圧出力を提供するデジタルアナログ回路と、
照明器具管理ユニットを含む照明器具内の様々なデバイスまたはコンポーネントに対する電力供給を制御するスイッチリレーと、
を備えた、請求項２に記載の自動照明制御システム。
【請求項１１】
前記ブリッジ照明器具管理ユニットはそれぞれ、さらに、
コマンドおよび応答メッセージの送受信を行なう第１通信媒体チップまたはチップセットと、
前記ルータから前記第１通信媒体を介して受信した通信メッセージを、照明器具管理ユニット内通信媒体を介してエンドポイント照明器具管理ユニットへ転送し、
１つ以上のエンドポイント照明器具管理ユニットから前記照明器具管理ユニット内通信媒体を介して受信した通信メッセージを、前記第１通信媒体を介してルータへ転送する、
実行コードと、
を含む、請求項２に記載の自動照明制御システム。
【請求項１２】
前記照明器具管理ユニットは、それぞれ、メモリにエントリーを含むデータ構造を保存し、前記エントリーは、
１つ以上の照明エレメントの動作ステータスと、
前記照明器具管理ユニットが割り当てられたグループを識別する１つ以上のグループ識別子と、
前記照明器具管理ユニットによって監視できる１つ以上の入力信号と、
１つ以上のイベントのそれぞれのステータスと、
１つ以上の動作指示を含むスケジュールと、
を表わす、請求項２に記載の自動照明制御システム。
【請求項１３】
前記第１通信媒体は、無線通信媒体であり、前記照明器具管理ユニット内通信媒体は、電力線通信媒体である、請求項１に記載の自動照明制御システム。
【請求項１４】
前記ルータは、さらに、ネットワーク通信によってリモートコンピュータと通信を行ない、
前記ルータは、さらに、電力線通信によって照明器具管理ユニットと通信を行ない、
前記ルータおよび１つ以上の照明器具管理ユニットの両方は、携帯通信デバイスとの間で、セルラー電話通信を用いて、通信を行なう、請求項１３に記載の自動照明制御システム。
【請求項１５】
前記ルータは、
モバイルパーソナルコンピュータによって実行されるソフトウェアルーチンおよび、メッセージを前記第１通信媒体に対して送信し、前記第１通信媒体から受信するハードウェア構成と、
メッセージを前記第１通信媒体に送信し、前記第１通信媒体から受信するための、プロセッサ、メモリ、ソフトウェアおよび／またはファームウェアルーチン、およびハードウェア構成を含むスタンドアローンハードウェア構成と、
のいずれか一方によって実現される、請求項１に記載の自動照明制御システム。
【請求項１６】
前記ルータは、
前記自動照明制御システムの構成のタイプおよび記述と、
製造者、保守者、管理者、および前記自動照明制御システムの構成に対する電力供給者についての情報と、
前記自動照明制御システムの構成についての情報と、
構成と管理前記自動照明制御システムの構成間の関係についての情報と、
照明器具管理ユニットのグループについての情報と、
をデータストレージ構成に保存する、請求項１に記載の自動照明制御システム。
【請求項１７】
前記ルータは、照明器具内の照明エレメントの動作スケジュールを決定し、変更し、削除するためのユーザインタフェースを提供し、
前記ユーザインタフェースを介して、照明器具内の照明エレメントのマニュアル制御を実行し、
前記ユーザインタフェースを介して、照明器具内の照明エレメントおよび他の構成のステータスおよび動作特性を表示する、
請求項１に記載の自動照明制御システム。
【請求項１８】
１つ以上の追加的な照明器具管理ユニットとの通信を行なう１つ以上の追加的なルータを含む、請求項１に記載の自動照明制御システム。
【請求項１９】
ネットワーク通信を介して、前記ルータと通信し、前記ルータの動作を制御するネットワークコントロールセンタをさらに含む、請求項１８に記載の自動照明制御システム。
【請求項２０】
前記照明器具管理ユニットは、
電流、電圧、音声、カメラデータ、揮発性化学物質、照明器具コンポーネントによる電力消費、温度および圧力の少なくとも一つを監視するセンサコンポーネントを含む、
請求項１に記載の自動照明制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明システムに関し、特に、個々の照明エレメント、個々の照明器具に関連する照明エレメント群、および、地区（local areas）、地域（regional areas）、およびより広域の地理的領域（larger geographical areas）に配置された任意のサイズの照明器具グループをコントロールし、モニタリングする自動制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
公道、大通り、工場、オフィスビル、学校、大学などの組織、および他のプライベートな施設や公共の施設のための照明システムは、照明設備の取得、設置、保守、および管理の費用を含めば、年間のエネルギーおよび財政資源の支出の大部分を占めている。エネルギーコストが増大し、地方自治体、地方政府および中央政府の税収入が落ち込んでいるため、また、様々な企業および組織におけるコスト的な制約のため、精密調査の増加の下で、照明システムを取得し、メンテナンスし、サービスし、稼働し、管理する予算は、落ち込んでいる。結果として、照明システムを取得し、稼働し、保守し、管理するほとんど全ての組織および政府の代理人は、管理コスト、保守コストおよび稼働コストを削減するための、照明器具を制御する革新的な方法およびシステムを要望している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の実施形態は、個々の照明器具レベル、地区レベル、地域レベルおよびより広域の地理的領域レベルでの、照明システムの自動制御に関する。本発明の一実施形態は、階層型の照明制御システムを備える。この階層型の照明制御システムは、数百万の照明器具および照明エレメントのそれぞれを制御できる自動ネットワークコントロールセンタを含む。また、この階層型の照明制御システムは、パブリックコミュニケーションネットワークによって、１つまたは複数のネットワークコントロールセンタに接続された、複数のリージョナルルータを含む。各ネットワークコントロールセンタは、数百から数千の照明器具のそれぞれを制御する。この階層型の照明制御システムは、また、無線通信および／または電力線通信によってリージョナルルータに接続された複数の照明器具管理ユニットを含む。この照明器具管理ユニットは、それぞれ、照明器具に含まれるコンポーネント、例えば、照明エレメント、安定器（バラスト）、センサおよび他のデバイスを制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】図１は、駐車場、通り沿い、道路沿い、および工場、学校、複合オフィスビルに配備された従来型の照明システムの一部を示す図である。
【図２】図２は、照明器具のロケーションとして最適にサイズ化された工業的または商業的領域を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の一実施形態を表わす照明システム制御への概念的なアプローチを示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の一実施形態を表わす照明システム制御への概念的なアプローチを示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態を表わす照明制御システムによって、図２で示したのと同じ工業的領域において、ばらばらの照明器具を、容易に自動制御できるようにグループ化した様子を示す図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態にかかる、図４で示した照明器具のグループの自動制御のためのスケジュール表示を示す図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態を表わす自動化された階層型の照明制御システムのための汎用構造を示す図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態にかかる、無線通信に対応した照明器具管理ユニットを示すブロック図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態にかかる、スタンドアローンのルーチングデバイスを示すブロック図である。
【図９】図９は、本発明の一実施形態にかかる、ルータと、無線通信に対応した照明器具管理ユニットと、エンドポイント照明器具管理ユニットとの間の通信を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態にかかる、２５６個ののコマンドコードを４つのサブセットに区分する様子を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態にかかる、各照明器具管理ユニット内に格納されたデータタイプを示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明の一実施形態にかかる、ルータが管理する異なる照明管理システムまたは照明器具の全てのためにルータにより管理されたデータを示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本発明の一実施形態にかかる、ルータが管理する異なる照明管理システムまたは照明器具の全てのためにルータにより管理されたデータを示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の特定の実施形態にかかる、照明器具管理ユニット間の通信にルータで用いられる個々のコマンドを示す図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、図１３で示した様々なコマンドおよび応答のデータコンテンツを示す図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、図１３で示した様々なコマンドおよび応答のデータコンテンツを示す図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、図１３で示した様々なコマンドおよび応答のデータコンテンツを示す図である。
【図１４Ｄ】図１４Ｄは、図１３で示した様々なコマンドおよび応答のデータコンテンツを示す図である。
【図１４Ｅ】図１４Ｅは、図１３で示した様々なコマンドおよび応答のデータコンテンツを示す図である。
【図１４Ｆ】図１４Ｆは、図１３で示した様々なコマンドおよび応答のデータコンテンツを示す図である。
【図１４Ｇ】図１４Ｇは、図１３で示した様々なコマンドおよび応答のデータコンテンツを示す図である。
【図１４Ｈ】図１４Ｈは、図１３で示した様々なコマンドおよび応答のデータコンテンツを示す図である。
【図１４Ｉ】図１４Ｉは、図１３で示した様々なコマンドおよび応答のデータコンテンツを示す図である。
【図１４Ｊ】図１４Ｊは、図１３で示した様々なコマンドおよび応答のデータコンテンツを示す図である。
【図１４Ｋ】図１４Ｋは、図１３で示した様々なコマンドおよび応答のデータコンテンツを示す図である。
【図１４Ｌ】図１４Ｌは、図１３で示した様々なコマンドおよび応答のデータコンテンツを示す図である。
【図１４Ｍ】図１４Ｍは、図１３で示した様々なコマンドおよび応答のデータコンテンツを示す図である。
【図１４Ｎ】図１４Ｎは、図１３で示した様々なコマンドおよび応答のデータコンテンツを示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施形態にかかる、照明器具管理ユニットの制御機能を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、本発明の一実施形態にかかる、照明器具管理ユニットの制御機能を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、本発明の一実施形態にかかる、照明器具管理ユニットの制御機能を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、本発明の一実施形態にかかる、照明器具管理ユニットの制御機能を示すフロー制御図である。
【図１９】図１９は、本発明の一実施形態を表わすルータのユーザインタフェースの一例を示す状態遷移図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
多くの様々なタイプの照明器具、照明エレメント、発光体、および照明アプリケーションが存在している。図1は、駐車場、通り沿い、道路沿い、および工業用地内、学校設備内、および複合オフィスビル内で見られる、従来型の照明システムの一部を示している。従来型の照明システムは、図１の街灯設備１０２〜１０４に示すような設備を有している。街灯設備は、それぞれ、頑強な垂直のポール１１０、およびアームまたはブラケット１１２を含む。そして、電気的な配線がその内部に施され、１つ以上の照明ユニット１１４を互いにサポートしている。各照明ユニットは、一般に、１つ以上の照明エレメントと、それらの照明エレメントにおける電圧降下およびそれらの照明エレメントに流れる電流を制限する安定器と、を含む。安定器は、サージ電圧および／またはサージ電流をバッファし、照明エレメントの駆動のための適正な出力電圧および出力電流を供給するため、入力電圧または入力電流を形成する。現在、多くの様々なタイプの照明エレメントが利用されている。例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）パネル、誘導照明（inductive-lighting）エレメント、または小型蛍光エレメント、高圧ナトリウム照明エレメント、水銀ハロゲン照明エレメント、白熱電球エレメントおよび他の照明エレメントが挙げられる。一連の照明器具は、しばしば、公共事業の電気グリッドにおいて、共通の電子回路を通じて接続される。照明器具は、しばしば、光電スイッチ１１６によって制御される。光電スイッチ１１６は、周辺光量の有無に応答して、暗い時間帯には照明エレメントをオンにし、周囲が明るい時間帯には、その照明エレメントをオフにする。
【０００６】
小さな工業施設、商業施設、教育施設などの施設であっても、様々な目的のために多くの照明器具を使用することが多い。図２は、照明器具が配置された小規模の工業用地または商業用地を示す図である。図２に示す工業用地は、管理棟２０２、オペレーション棟２０４、３つの研究棟２０６〜２０８、および、３つの駐車場２１０〜２１２を含む。照明器具の位置は、黒点２１４のような複数の黒点で示されている。照明器具のいくつかは、照明器具２２０のように道路沿いに配置される。そして、道路を照らし、その道路のそばのビルの一部、ビルのエントランス、歩道、およびそのビルおよび道路周辺の領域を照らす。このタイプの照明は、車両の乗員および歩行者に安全を提供し、安全面での懸念をある程度解消する。ダブルアーム照明器具２２４〜２２６のような他の照明器具は、駐車場を照らし、駐車場のユーザの利便性を向上させるとともに、その安全性を担保するために用いられる。研究棟２０６〜２０８を囲む照明器具２３０を含む他の照明器具は、まずは、ビル内部およびその領域内およびその周囲において、高い安全性を担保するために用いられる。
【０００７】
図１、図２に示すような単純な照明システムであっても、多くの問題がある。照明器具の光電制御は、比較的雑であり、暗い中では１００パーセントの電力を照明器具に供給し、ある程度明るい時間帯には、電力を全く照明器具に供給しない。したがって、照明は、その設備やその設備で働く人やその設備を訪れた人にとっての必要性よりも、むしろ日照時間に従って制御されている。光電セルおよび光電制御回路は、コンスタントに電源がオンされたままの照明器具を誤って発生させてしまうことがあり、その場合、その照明器具の寿命はかなり短くなり、その照明器具による電力消費の深刻な増大を招いてしまう。図２を用いて議論したとおり、ある設備に用いられる様々な照明器具は、様々な目的を有しており、従って、様々なスケジュールや様々な照度の要求に従って、これらの照明器具を最適に制御すべきである。しかしながら、現状の照明システムは、一般的に、それらの照明器具および照明エレメントを、個別に動作させる効果的な手段を有していなかった。これらの、そして多くの他の理由により、照明器具および照明システムの製造者、販売者、管理者、および照明システムを取得し動作させ、メンテナンスし、管理する代理人、そして、究極的には、その照明システムの利益を教授する全ての人は、照明システムを制御する改善されたシステムを求め続けている。そのような照明であれば、様々な異なる照明要求に応じることができ、コスト効果を最大にできる。
【０００８】
上述したように、現在の照明システムに含まれる照明器具は、それぞれ、光電セルによって徐々に制御される。また、現在の照明システムに含まれる、電気的に接続された照明器具のグループは、さらに、タイマーおよび他の粗雑な制御メカニズムによって、回路レベルで制御される。また、現在の照明システムでは、個々の照明器具ベースで特定の時間に必要な照度を提供するため、照明システムの最適制御に必要な、制御の自由度および正確性が不足している。また、現在の照明システムでは、出力、コンポーネントの欠陥、および他の動作特性を知るため、照明器具をモニタリングしない。さらに、現在の照明システムは、照明システムを制御するための、地区、地域およびより広域な地理的領域でのアプローチを提供しない。これに対し、本発明の実施形態では、自動制御システム、インターネットを含む公共通信ネットワーク、無線通信、および電力線通信を介した、局所的、部分領域的および広域的な、電気接続のトポロジーにかかわらず、照明器具の正確な制御を実現する。したがって、本発明の実施形態では、個々の照明器具における照明エレメントのそれぞれについても、また、広域にわたって分布している何百万もの照明器具を含む、任意に指定された照明器具のグループについても、自由度が高く、スケジュール管理され、コントロールされた動作を提供する。加えて、本発明の実施形態は、照明器具管理ユニット、照明器具埋め込みセンサ、および照明器具管理ユニットとルータとネットワークコントロールセンタとの間の双方向通信を、フレキシブルに制御することにより、照明エレメント、照明器具、および照明器具の周辺環境を自動監視できる。本発明の実施形態によれば、照明器具に含まれるアクティブコンポーネントの制御であって、加熱エレメントと、不具合改良回路と、他のそのようなローカルな機能とを自動的に起動することを含む制御を、本発明の実施形態を表わす階層的制御システムによって、実現できる。
【０００９】
図３Ａ〜図３Ｂは、本発明の一実施形態を表わす照明システム制御への概念的なアプローチを示す。本発明のこの実施形態によれば、照明システム制御は、階層的に実行される。トップレベルのネットワークコントロールセンタ３０２が、直接複数のルーチングデバイス３０４〜３１０と通信を行なう。それらのルーチングデバイス３０４〜３１０は、それぞれ、各照明器具内の１つ以上の無線通信対応（ＲＦ）ブリッジ照明器具管理ユニット（ＬＭＵｓ）３２０〜３３１と通信する。１つ以上の無線通信対応ブリッジ照明器具管理ユニット３２０〜３３１は、照明器具の動作を制御し、同じ照明器具内の１つ以上のエンドポイント照明器具管理ユニットと電力線通信を介して通信を行なう。一般的に、ネットワークコントロールセンタは、インターネットのようなネットワーク通信を介してルータと通信する。しかしながら、ネットワークコントロールセンタは、また、セルラー電話ネットワーク通信、無線通信および他のタイプの通信を、ネットワーク通信以外に追加して用いてもよい。ルータは、無線通信、電力線通信、および他の実施形態では、他のタイプの通信を利用して、照明器具管理ユニットと内部通信する。本発明の一実施形態では、無線通信対応ブリッジ照明器具管理ユニットは、無線通信を用いてルータと内部通信する。また、無線通信対応ブリッジ照明器具管理ユニットは、追加的なエンドポイント照明器具管理ユニットと、電力線通信を介して通信する。
【００１０】
ルータ３０４のようなルータはそれぞれ、図３において、点線３４０によって囲まれた領域内の照明器具のように、照明器具管理ユニットを含む多くの照明器具のそれぞれと、関連付けられる。照明器具管理ユニットは、ルータと通信して、照明器具の制御を行なう。一方、ルータは、ネットワークコントロールセンタ３０２と通信を行なう。ネットワークコントロールセンタ３０２は、ネットワークコントロールセンタ３０２と通信する全てのルータによって制御される全ての照明器具の中央自動制御を行なう。本発明の一実施形態では、階層的制御において以下の４つのレベルがある。（１）中央ネットワークコントロールセンタ３０２。（２）多数のルーチングデバイス３０４〜３１０。（３）無線通信対応ブリッジ照明器具管理ユニット。および（４）追加的なエンドポイント照明器具管理ユニット。この追加的なエンドポイント照明器具管理ユニットは、電力線通信を介して、無線通信対応ブリッジ照明器具管理ユニットと通信を行なう。本発明の他の実施形態では、追加的な階層レベルとして、例えば、複数のネットワークコントロールセンタが、より高いレベルのセントラルコントロールシステムと通信して、非常に大きな地理的領域の制御を行なってもよい。または、複数の地理的に分離されたネットワークコントロールセンタが、分散されたネットワークコントロールセンタとして、相互に動作してもよい。ただし、特定のルータを介して制御される照明器具、例えば、点線３４０によって囲まれた領域内の照明器具は、必ずしも、他のルータによって制御される照明器具から地理的に分離されている必要は無い。照明器具管理ユニットは、個々の照明器具内に設けられ、その照明器具内の１つ以上の照明エレメントのそれぞれについて、ポリシー駆動、個別制御、自動制御、を行ない、照明エレメントのマニュアル制御を行ない、センサからのデータの受信および処理を行ない、照明器具内の様々なアクティブデバイスを制御する。１０００以上の照明器具管理ユニットが、特定のルーチングデバイスと通信を行ない、データを送信し、ポリシー指示とデータを受信できる。そして、ネットワークコントロールセンタは、１０００以上のルーチングデバイスとの間で通信を行ない、データを受信し、ポリシー指示を送信する。したがって、ネットワークコントロールセンタは、１００万以上の照明器具のそれぞれを自動制御することができる。
【００１１】
本発明の実施形態によれば、照明器具内の個々の照明エレメントをルーチングデバイスのユーザインタフェースおよびネットワークコントロールセンタのユーザインタフェースを用いてマニュアル制御できる。その一方、マニュアル制御は、煩雑であり、エラーを起こしやすい。本発明の実施形態としての自動照明制御システムは、個々の照明器具を論理的に集めて、制御目的ごとに照明器具の様々なグループを形成することができる。図４は、図２と同じ工業用地のレイアウトを例にして、本発明の実施形態に係る照明制御システムにより、照明器具をグループ化して、自動制御を容易に行なうことを示している。図４に示すように、黒点２２０のように表わされた様々な照明器具は、１１個の異なる制御グループに分けられる。照明器具２２０を含む公道沿いの複数の照明器具は、第１グループ４０２にグループ化され、グループ番号１が付されている。管理棟２０２およびオペレーション棟２０４の後ろ側で小さな道路４０４と大型駐車場２１２に沿って設けられた照明器具は、２つのグループに分けられる。（１）グループ２（図４の４０６）と（２）グループ３（図４の４０８）である。これらの照明器具を、２つのグループに分けることにより、道路と駐車場に沿った他の照明を、異なる日にアクティベートすることができ、エネルギー消費を小さくし、照明エレメントの動作寿命を長くすることができる。あるいは、全ての照明エレメントを、組み合わせて一つのグループとし、より小さな照度で出力しても、同様の目的を達成できる。同様に、駐車場２１２内のダブルアーム照明エレメントを、２つのグループ４１０、４１２に分割すれば、各ダブルアーム照明器具の一方の腕のみの照明エレメントを所定の日にオンにすることもできる。このグループは、例えば、グループ６、７（図４の４２０、４２２）のように１つの照明器具のみを構成要素としてもよい。さらには、グループは、照明器具に含まれる一つの照明エレメントのみをその構成要素としてもよい。階層的自動照明制御は、本発明の様々な実施形態に応じて、容易にその規模を調整でき、全国または大陸全体における全ての照明器具を制御できる。本発明の一実施形態としての自動照明制御システムの階層的な実行により、スケーラビリティとフレキシブルな通信を実現できる。一例が図３Ｂに示されている。図３Ｂは、多くの、異なるタイプの通信の方法論を用いる自動照明制御システムの一部を示す図である。図３Ｂにおいて、ルータ３５０は、８つの異なる照明器具３５２〜３５９における照明器具管理ユニットを管理する。照明器具は、２つの異なるグループに分けられる。第１グループ３５２〜３５５は、第１電力線３６０にシリアル接続され、トランスフォーマ３６２によって発光される。第２グループ３５６〜３５９は、第２電力線によってシリアル接続され、トランスフォーマ３６２によって発光される。両方のグループの照明器具が、照明器具を２つのグループに分けるトランスフォーマ３６２を用いずに一つの電力線に接続されると、全ての照明器具管理ユニットは、照明器具内において、電力線通信のみを用いてルータと直接通信することができる。しかしながら、電力線通信は、トランスフォーマ３６２および様々な他の電気グリッドコンポーネントをブリッジできない。２つのルータのそれぞれを、照明器具の２つのグループのそれぞれに用いて、電力線通信を用いた照明器具の各グループに対して各ルータを内部接続することもできる。しかしながら、２つのルータを用いれば、その接続とその配置に制約が生じてしまい、ルータ機能の不必要な重複が発生し、コスト高になってしまう。代わりに、本発明の様々な実施形態に従い、ルータ３５０は、照明器具３５４、３５８のそれぞれにおける無線通信対応照明器具管理ユニットと無線通信を行なう。各無線通信対応ブリッジ照明器具管理ユニットは、そのブリッジ照明器具管理ユニットが設けられた照明器具のグループにおける残りの照明器具との相互通信を、電力線通信を利用して行なう。ブリッジ照明器具管理ユニットは、照明器具内のローカル照明器具管理ユニットとしても、通信ブリッジとしても機能する。各グループのエンドポイント照明器具管理ユニットは、この通信ブリッジを介して、ルータ３５０からメッセージを受け取り、ルータ３５０へメッセージを送ることができる。したがって、無線通信および無線通信対応ブリッジ照明器具管理ユニットは、電気システムの変圧器と他の電力線通信割り込みコンポーネントとの間のブリッジングを行なうための、コストエフェクティブでフレキシブルな方法を提供する。加えて、照明器具管理ユニットのそれぞれは、携帯電話通信回路を踏んでもよく、それにより、照明器具管理ユニットはダイレクトに携帯電話３７０と通信を行なうことができる。携帯電話は、ルータとのブリッジとして、あるいは、特定のローカルルータとして振る舞うことができ、メンテナンス担当者は、様々なモニタリング時およびサービス提供時にマニュアルで照明器具管理ユニットを制御することができる。
【００１２】
本発明の一実施形態において、照明器具管理ユニットは、内部に保存されたスケジュールに従って照明器具内の照明エレメントの動作を制御する。図５は、本発明の一実施形態に従って、図４に示した照明器具の様々なグループにおける自動制御のスケジュール表示を示す図である。スケジュールは、ルータにより、およびネットワークコントロールセンタのユーザインタフェースルーチンにより様々な方法で表示でき、認証ユーザによって双方向のスケジュール生成、変更、削除を行なうことができる。図５に示すように、図４に示した１１グループのそれぞれの照明器具内における照明エレメント動作のスケジュールは、日を特定して提供される。横棒５０２のような横棒は、それぞれ一日のうちの時間に応じた特定のグループの照明器具内の照明エレメントの動作スケジュールを示す。本発明の一実施形態では、照明器具内の全ての照明エレメントを含む、全ての照明器具は、複数のグループに割り当てられる。一方、本発明の他の実施形態では、照明器具内の個々の照明エレメントをばらばらに複数のグループに割り当ててもよい。午前１２時（横棒の左端５０４）から午後１２時（横棒の右端５０６）まで時間がインクリメントされる。横棒５０２内の領域５０８のように、横棒においてシェードが付けられた領域は、照明エレメントをパワーオンすべき時間を示している。シェードが付けられた領域の高さは、照明エレメントをパワーオンすべきレベルを示している。例えば、横棒１におけるシェード領域５１０は、グループ１に属する照明器具内の照明エレメントを最大照度の５０パーセントで午前１２時から午前２時までパワーオンすべきであることを示している。一方、シェード領域５０８の右側の部分は、グループ１に属する照明器具内の照明エレメントを午後６時半から真夜中まで最大照度でパワーオンすべきであることを示している。
【００１３】
加えて、イベント駆動またはセンサ駆動の動作特性をグループごとに決めることができる。例えば、図５において、横棒５１４のような小さな横棒は、様々なイベントが起こった場合にどれほどの照明エレメントを動作させるべきかを示す。例えば、横棒５１４は、フォトセル信号出力の閾値まで周辺の照明が増してフォトセルの出力がオンからオフに変更された場合に、既にオンになっている照明、または最大照度の５０％を越えて発光している照明を、シェード領域５１６に示すように、最大照度の５０％の出力で１５分追加的に動作させ、その後、パワーオフすべきであることを示している。適正の照明から暗闇への変化を示すフォトセルオンイベント向けに動作特性を明示でき、また、照明器具の領域内での動きを示すモーションセンサからの入力信号向けにも動作特性を明示できる。多くの追加的なイベントごとに動作特性を明示してもよい。また、雪および氷を溶かすための加熱エレメント、様々な誤り回復システム、フェールオーバーシステム、および他のその種の装置および機能を含む追加的な制御デバイスおよび制御機能のための動作特性を明示してもよい。
【００１４】
照明エレメントの動作を明示する多くの異なるアプローチがある。また、異なる動作特性を提供する多くの異なる考え方がある。この異なる動作特性は、図５において、グループごとに異なる横棒で示されている。この横棒は、エンコードされた動作スケジュールおよびイベントに関する動作指示を表わしている。例えば、フォトセルがオフになったイベントに応答して照明エレメントをパワーオンにすることには何の意味もない。横棒５１４内の小さなシェード領域５１６の意味は、照明を最大照度の５０％以上でパワーオンする場合には、照明エレメントを、完全にパワーオンする前の短い期間は、最大照度の５０％以下に抑えて駆動するべきと言うことを示している。したがって、時間に応じて増加する、大きな横棒５０２および小さな横棒５１４の組合せは、どの時点でも、照明をこの時刻スケジュールバーおよびフォトセルオフイベントに対応する、より短い横棒に示される最大照度でパワーオンすべきであることを示している。しかしながら、他のケースでは、一気に、時刻スケジュールバーで示され、さらに異なるタイプのイベントに対応する他の短い横棒で示される、最大のパワーレベルで照明をパワーオンする必要があるかもしれない。一般的には、照明器具内の照明器具管理ユニットによって実行される、その照明器具の究極の動作特性を、任意のブール値および関連オペレータ表現または解釈された短いスクリプトまたはコンピュータプログラムによって定義してもよい。そのコンピュータプログラムは、どの時点でも、センサ入力信号に基づいて、また、保存されたスケジュールおよび特定のイベントに関連して保存された動作特性に基づいて、照明エレメントをパワーオンする程度を計算する。
【００１５】
図６は、本発明の一実施形態としての自動階層照明制御システムの一般化された構造を示す図である。広範囲の地理的領域内の多くの照明器具に対し、ネットワークコントロールセンタ６０２内で走る自動制御プログラムを用いて大規模制御を実行する。ネットワークコントロールセンタは、そのコントロールプログラムに加えて、一つ以上の関連データベース管理サーバ６０３または他のタイプのデータ記憶システムおよび複数のウェブサーバ、あるいは他のインタフェース提供システム６０５〜６０７を含む。これらは互いに、分散自動照明制御システムネットワークコントロールセンタを含む。ネットワークコントロールセンタウェブサーバは、インターネット６１６を介して、あるいは、無線通信トランスミッタ６１８を介して、複数のルータ６１０〜６１３に対して照明システム制御情報を提供する。加えて、ネットワークコントロールセンタは、インターネットまたはローカルエリアネットワークによってネットワークコントロールセンタと双方向接続されたパーソナルコンピュータまたはワークステーション６２２を介してウェブサイトベースのネットワークコントロールセンタによるユーザインタフェース６２０を提供できる。本発明の一実施形態において、ネットワークコントロールセンタは、個々のルータによって提供されるものと同様の機能を提供する。そして、各照明器具管理ユニットの状態を監視し、グループを決定し、スケジュールを決定、変更し、照明器具をマニュアルコントロールし、他のその種のタスクを実行する能力を含む。加えて、ネットワークコントロールセンタは、ルータレベルにとどまらず、非常に大きな地理的領域において、消費電力、メンテナンスのしやすさ、および他の特性を含む、照明システムの様々な特性を監視し、分析する複合解析プログラムを含む、追加的な機能を提供できる。
【００１６】
ルータは、ルータ６１１のように、ラップトップコンピュータまたはパーソナルコンピュータ上で動くソフトウェアによって実現できる。ルータ６１０およびルータ６１２のように、パーソナルコンピュータまたはワークステーションに接続されたスタンドアローンデバイスであってもよい。スタンドアローンルータは、そのパーソナルコンピュータまたはワークステーションにおいてユーザインタフェースを表示し、図６のルータ６１３のようにユーザに提供する。ルータは、無線通信対応照明器具管理ユニット６３０〜６４０と、ＩＥＥＥ８０２．１（Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標））を含む無線通信を介して通信を行なう。そして、無線通信対応ＬＭＵは、特定の照明器具を制御できる。さらに、ブリッジ照明器具管理ユニットは、エシュロンパワーライン(ANSI/EIA 709.1-A)を含む電力線通信によって通信する、追加的なエンドポイント照明器具管理ユニット間においてブリッジとして振る舞う。本発明の一実施形態では、ルータは、図６のルータ６１２および照明器具管理ユニット６３３のような照明器具管理ユニットに対し、電力線通信を介した通信を行なうことができる。本発明の他の実施形態においては、他のタイプの通信をネットワークコントロールセンタとルータとの間の情報のやりとりに用いてもよい。ルータとブリッジ照明器具管理ユニットまたはエンドポイント照明器具管理ユニットとの間、および、ブリッジ照明器具管理ユニットとエンドポイント照明器具管理ユニットとの間で情報通信を行なうために、他のタイプの通信を行なってもよい。他のタイプの通信経路を実現するため、照明器具管理ユニット、ルータ、およびネットワークコントロールセンタのコンポーネントに対して、様々な異なるチップセットおよび回路を加えることもできる。
【００１７】
ブリッジ照明器具管理ユニットおよびエンドポイント照明器具管理ユニットは、共に、照明器具内の照明エレメントの動作を制御し、その照明器具内に設けられた様々な種類のセンサを介してデータを集める。いずれのタイプの照明器具管理ユニットも、ルータおよびネットワークコントロールセンタからその照明器具管理ユニット内にダウンロードされたスケジュールに従って、あるいは、製造時にインストールされたデフォルトのスケジュールに従って、自主的に照明器具の動作を制御する。一方で、それらのタイプの照明器具管理ユニットは、ルータおよびネットワークコントロールセンタから受信したコマンドに応じて、ダイレクトに照明器具の動作特性を制御できる。照明器具管理ユニット内に記憶されたスケジュールおよび他の制御指示は、ルータおよびネットワークコントロールセンタによって提供されたユーザインタフェースを介してユーザによって幾分任意に変更できる。多くのアプリケーションにおいて、照明器具管理ユニットの制御機能は、本発明の実施形態にかかる自動照明システムの制御機能の重要な部分を占める。一方、他の多くのアプリケーションにおいて、照明器具管理ユニットによって提供される監視機能も、同様に重要であり、あるいは、より重要である。照明器具管理ユニットの構成は、照明器具管理ユニットに通常含まれる電圧センサおよび電力センサの入力に加えて、モーションセンサ入力、化学検知センサ入力、温度センサ入力、気圧センサ入力、音声および映像信号入力および多くの他のタイプのセンサ入力を含む、多くの異なるセンサ入力を照明器具管理ユニットに接続するために提供される。様々なタイプの入力信号のそれぞれに対する照明器具管理ユニットの応答は、ルータとネットワークコントロールセンタによって提供されるユーザインタフェースからユーザによって設定できる。様々なタイプのセンサ入力は、通常、まずは、照明システム動作の効果的な制御を提供するために用いられる。しかしまた、それらのセンサ入力は、ローカルレベルで、リージョナルレベルで、そして広域レベルで、非常に多岐にわたる監視タスクを提供するために用いてもよい。例えば、安全性の監視、交通パターンの監視、交通渋滞の検知のため、交通信号のインテリジェントな制御を容易にするため、ローカルおよびリージョナルな気象学上の条件の監視のため、銃の発砲、爆発、毒性のある化学薬品の散布、火災、地震および多くの他のタイプのイベントを含む、潜在する危険なイベントの検知のため、照明器具管理ユニットを用いてもよい。リアルタイムにそれらを監視することで、地方自治体、地方行政、地域行政、および多くの他の機関に対して、利益をもたらすことができる。
【００１８】
図７は、本発明の一実施形態にかかる無線通信対応照明器具管理ユニットを示すブロック図である。無線通信対応照明器具管理ユニットは、無線通信アンテナ７０２と、無線通信チップまたはチップセット７０４と、電力線通信チップまたはチップセット７０６と、ノイズフィルタ７０７と、ＣＰＵ７０８およびメモリと、内部電源と、オプトカプラアイソレーションユニット７１０と、照度調整回路７１２と、デジタルアナログ変換回路７１４と、スイッチリレー７１６とを含む。無線通信チップまたはチップセット７０４は、コマンドおよび応答パケットの無線での送受信を実現する。電力線通信チップまたはチップセット７０６は、コマンドおよび応答パケットの電力線を用いた送受信を実現する。また、ノイズフィルタ７０７は、電力線接続からのノイズをバンドパスフィルタリングする。ＣＰＵ７０８およびメモリは、内部制御プログラムを実行する。内部制御プログラムは、データを集めて保存し、照明エレメントの動作を保存されたデータおよびプログラムに応じて制御し、ＲＦからＰＬ通信にパケットを送信し、ＰＬからＲＦ通信に、パケットを送信する。内部電源は、ＡＣ入力電力をＤＣ内部電力に変換し、ＤＣ電力をデジタルコンポーネントに供給する。オプトカプラアイソレーションユニット７１０は、ＣＰＵを電力サージから分離する。照度調整回路７１２は、電気出力のデジタルパルス幅変調を照明エレメントに提供し、出力照度幅にわたってある種の照明エレメントを動作させるための出力電流を提供する。スイッチリレー７１６は、照明器具内におけるバラストを含む様々なデバイスおよびコンポーネントに対する電力供給を制御する。
【００１９】
図８は、本発明の一実施形態にかかるスタンドアローンルーチングデバイスを示すブロック図である。このスタンドアローンルーチングデバイスは、図７に示すように、無線通信対応照明器具管理ユニットに含まれるのと同じ多くのエレメントを含む。また、このルーチングデバイスは、ローカルエリアネットワーク通信コントローラおよびポート８０２と、他の通信コンポーネント８０４、８０６を含み、これらによって、このスタンドアローンルータは、ユーザインタフェースの表示のため、パーソナルコンピュータまたはワークステーションとの双方向通信を実現する。
【００２０】
図９は、本発明の一実施形態にかかる、ルータ、無線通信対応照明器具管理ユニット、エンドポイント照明器具管理ユニット間の通信を示す図である。コマンドおよび応答の両方を、７〜５６バイトの無線通信用パケットにエンコードする。無線通信プロトコルは、コマンド／応答プロトコルであり、これにより、ルータはコマンドを無線通信対応照明器具管理ユニットに発行し、そのコマンドに対する応答を受信することができる。また、無線通信対応照明器具管理ユニットが、コマンドをルータに発行し、コマンドに対する応答をルータから受信できる。ブロードキャストメッセージおよびワンウェイメッセージもまた、提供される。コマンドパケットまたは応答パケットのそれぞれは、６バイトのＩＤ９０２、１バイトのコマンド識別子またはコード９０４、および０〜４９バイトのデータ９０６を含む。ＩＤ９０２は、ルータとの間で通信を行なう照明器具管理ユニットの中で、特定の照明器具管理ユニットまたは無線通信対応照明器具管理ユニットを識別するために用いられる。そのコマンドおよび応答は、エシュロン(Echelon)電力線通信プロトコルを介して電力線通信を行なうため、電力線通信アプリケーションパケット内にパッケージされる。
【００２１】
図１０は、本発明の一実施形態に従い、２５６個のコマンドコードを、４つのサブセットに区分する様子を示す図である。図１０において、中央の行１００２は、２５６個の異なるコマンドコードを含む。これらは、無線通信および電力線（ＰＬ）通信の両方に用いられる通信パケット内の１バイトのコマンドコードフィールドによって表現される。偶数のコマンドコードは、コマンドに対応し、奇数のコマンドコードは応答に対応する。特定のコマンドに対する応答のコードは、その特定のコマンドのコマンドコードよりも１つ大きな値を有する。ルータからエンドポイント照明器具管理ユニットへのコマンドのための、コマンドコードおよび応答コードは小さな値であり、水平な点線１００４よりも上側の値として表わされている。ルータからブリッジ照明器具管理ユニットへのコマンドは、より大きな値のコマンドコードを有しており、水平な点線１００４の下側のコマンドコードによって表わされている。したがって、ブリッジ照明器具管理ユニットは、ルータから受信したコマンドをブリッジ照明器具管理ユニットで照明器具のローカル制御のために処理すべきか、あるいは、電力線通信を介して下流の照明器具管理ユニットへ送信すべきかを、コマンドコードから即座に決定できる。同様にエンドポイント照明器具管理ユニットからルータへのコマンドは、小さな値を持つコマンドコードを有している。ブリッジ照明器具管理ユニットからルータへのコマンドは、より大きな値のコマンドコードを有している。コマンドコード「０」１００６のように、どの特定のコマンドコードも、ルータから照明器具管理ユニットへのコマンドか、または、照明器具管理ユニットからルータへのコマンドに対応する。ルータは、照明器具管理ユニットからルータへのコマンドのみを受信し、照明器具管理ユニットは、ルータから照明器具管理ユニットへのコマンドのみを受信するため、ルータおよび照明器具管理ユニットは、これらの異なるコマンドを識別できる。
【００２２】
図１１は、本発明の一実施形態に係る照明器具管理ユニット内に格納されたデータタイプを示す。照明器具管理ユニットは、それぞれ、所定の数の照明エレメント１１０２〜１１０５についての情報、その照明器具管理ユニットが割り当てられたグループを識別する多くのグループ識別子１１１２についての情報、入力／出力デバイスディスクリプタ１１１４についての情報、様々な異なるイベントのステータス１１１６についての情報、およびいくつかの最大数以下の動作指示を含むスケジュール１１１８についての情報を記憶する。照明エレメント「０」を記述する情報１１０２のような、特定の照明エレメントを記述する情報のセットは、それぞれ、照明エレメントがパワーオンになっているかオフになっているかを示すビット１１２１を備え、照明の最大照度出力に関して、その照明がパワーオンされた程度を示すフィールド１１２２を備えたステータス１１２０を含む。加えて、本発明の特定の実施形態では、様々な追加的なタイプの情報と共に、照明エレメントの総駆動時間１１２４、照明エレメントに関連するバラストの総駆動時間１１２６および照明エレメントに関するパワーオンイベントの数１１２８が保存される。照明器具に関する情報１１０８は、現在の消費電力１１３０と、照明器具の現在のまたは瞬間的な電圧１１３２と、照明器具に流れる電流１１３４と、照明器具によって消費される累積エネルギー１１３６と、特定の警告があったか、他のセンサ入力があったか、他の入力信号がアクティブか非アクティブかを示すフラグ１１３８と、特定のリレーおよび他の出力コンポーネントがアクティブか非アクティブかを示すフラグセット１１４０と、を含む。照明器具情報はまた、その照明器具に関連するいずれかの照明エレメントがオンまたはオフになったか否かを示す累積照明ステータス１１４２を含む。ステータスビット１１１０は、オーバライドイベント、センサのエラーおよび通信エラー、照明エレメントの動作制御に必要なデータが保存されていないこと、様々なタイプの問題を示す様々な異なるビットフラグを含む。入出力デバイスディスクリプタ１１１４は、照明器具管理ユニットが監視できる様々な入力信号のそれぞれの意味の記述を提供する。スケジュール１１１８内の各動作指示は、指示が適用されるグループを特定するグループＩＤ１１５８だけではなく、日付の記述１１５０、スタート時刻１１５２、エンド時刻１１５４、指示に関連する照明ステータス１１５６を含む。
【００２３】
図１２Aおよび図１２Ｂは、本発明の一実施形態に係るルータが管理する全ての異なる照明器具管理ユニットまたは照明器具について、そのルータに管理されたデータを示している。図１２Aおよび図１２Ｂにおいて、関係データベーステーブルのセットは、そのルータによって管理される照明器具管理ユニットに関して、ルータによってメンテナンスされるタイプの情報を示すために用いられる。もちろん、本発明の他の実施形態において複数のルータについての情報を保存し、管理するために、様々な異なるデータベースをいくつ生成してもよい。図１２Ａ、図１２Ｂに示す相関テーブルは、ルータに保存されるデータタイプを示すデータベースの一例を表わしたものである。この相関テーブルは、以下の（１）〜（１３）を含む。
（１）照明器具管理ユニット、ルータ、および他のコンポーネントのみならず、照明器具および照明エレメントの内部コンポーネントを含む、自動照明制御システム内の様々なタイプのコンポーネントをリスト化したコンポーネントタイプ１２０２
（２）他のテーブルから参照される様々な異なるアドレスを含むアドレス１２０４
（３）特定のコンポーネントの製造元についての情報を含む製造元１２０６
（４）自動照明制御システムのコンポーネントをメンテナンスする責任を有する様々な個人またはメンテナンス業者についての情報を含むメンテナンス担当者１２０８
（５）自動照明制御システムの構成を管理する様々な管理業者または管理人についての情報を含む管理者１２１０
（６）電力を供給し、他の様々なサービスを提供する責任を有する個人および業者を記載すると共に、他の個人および業者を記載した図１２Ａ、図１２Ｂには不図示の追加テーブル
（７）自動照明制御システム内の特定のコンポーネントに関する詳細な情報を記憶したコンポーネント１２１２
（８）コンポーネントテーブルの行を参照した行を有し、特定のシステムコンポーネントについての詳細な電気的特性を記憶したＥＬＥＣ１２１４
（９）コンポーネントテーブルの行を参照した行を有し、特定のシステムコンポーネントについての詳細なソフトウェア特性を記憶したソフトウェア１２１６
（１０）コンポーネントテーブルの行を参照した行を有し、特定のシステムコンポーネントの詳細な機械的特性を記憶した機械的構成１２１８
（１１）ペアのうち最初のコンポーネントＩＤによって特定されるコンポーネントが、２番目のコンポーネントＩＤによって特定されるコンポーネントを含むことを示す、内包関係を形成するコンポーネントＩＤのペアを記憶した内包１２２０
（１２）コンポーネントの管理関係を記憶した管理１２２２
（１３）ルータにおいて定義される、照明器具管理ユニットの様々なグループについての情報を含むグループ１２２４
【００２４】
図１２Ａ、図１２Ｂに示されたデータ構成の例において、コンポーネントタイプテーブル１２０２は、自動小雨名システム内の異なるタイプのコンポーネントのそれぞれを示すＩＤ／記述（description）ペアを含む。ＩＤまたは識別子は、コンポーネントテーブル１２１２のＣＴ  ＩＤ行において用いられる。アドレス１２０４は、アドレスの記述を提供する行（row）を含み、製造元１２０６、保守者１２０８および管理者１２１０のテーブルは、個人または業者を示す記述を行に含む。コンポーネントテーブル１２１２の各エントリー―は、自動照明制御システム内の異なる構成を記述する。コンポーネントテーブルの一番目の行１２３０における識別子またはＩＤによって各コンポーネントは識別される。各コンポーネントは、二番目の列１２３２に含まれるコンポーネントタイプ識別子によって識別されるタイプを有する。各コンポーネントは、コンポーネントテーブルの３番目の列１２３４において、製造元ＩＤによって識別される製造元を有する。ここで、製造元ＩＤは、製造元テーブル１２０６の第１行１２３６に提供される製造元識別子である。コンポーネントに関しては、追加的に、列１２４０、１２４２において、保証情報が記述され、列１２４４において導入日が記述される。また、列１２４６においてシリアル番号が記述され、ＥＬＥＣ、ソフトウェア、および他のテーブルにおける行への参照が、列１２４８、１２５０に記述される。さらに、列１２５２に、ＧＰＳ位置情報が記述される。図１２Ａに示されていない追加的な列が存在してもよい。他の多くのタイプの情報が、コンポーネントを記述する追加的な列に含まれる。ＥＬＥＣテーブル１２１４は、コンポーネントの様々な電気的特性を記述しており、列１２５４には推定寿命を、列１２５６にはコンポーネントの累積駆動時間を、列１２５８にはコンポーネントのパワーオンイベントの回数を、列１２６０、１２６２には、様々な閾値を記述している。なお、図１２Ｂには示されていない追加的な列において、コンポーネントに関するトリガーイベントを記述してもよい。一例として、列１２６０は、累積駆動時間が、列１２６０に示された閾値以上になった場合に自動照明制御システムが何らかのアクションをとるべきであることを示す駆動時間アラートを含む。ソフトウェアテーブル１２１６および機械的構成テーブル１２１８は、ソフトウェアコンポーネントおよびメカニカルコンポーネントの様々な特性を含む。グループテーブル１２２４に含まれる各グループについては、列１２７０においてＩＤが記述され、列１２７２において名前が記述され、列１２７４、１２７６において、グループに関連する、管理者、保守者、他のサービスプロバイダの様々なＩＤが記述される。また、図１２Ｂには図示されていない追加的な列において、それらのＩＤを記述してもよい。そのグループに関連するルータのコンポーネントＩＤは、列１２７８に記述され、そのグループの現在のスケジュールは、列１２８０に記述される。図１２Ａおよび図１２Ｂに示されるデータ構造の一例に格納された情報により、ルータまたはネットワークデータセンタで実行されたユーザインタフェースルーチンによって生成された、多くの異なるタイプのクエリに対��て、応答することができる。例えば、ルータが提供するユーザインタフェースにおいて、ユーザが、スーパーモールの駐車場のグループ内で、全てのポールまたは照明器具を見つけたいと望んだ場合、ルータのユーザインタフェースルーチンが、次のＳＱＬクエリを実行でき、識別されたポールのシリアル番号およびＧＰＳ座標を提供できる。
【００２５】
Select GPS, SerialNo
From Component C, ComponentType CT
Where C.CTID = CT.ID AND
CT. Description = 'pole' AND
C.ID IN
(Select CID2 From Manages Ml
Where M 1.CID1 IN
(Select CID2 From Manages M2
Where M2.CID1 IN
(Select RID From Groups G
Where G.Name = 'Supermall Pkg'
)
)
)
【００２６】
本発明の一実施形態では、データベースは、ルータ内にローカルに格納され、または、ネットワークコントロールセンタを介してルータにアクセスできるデータベース管理システムに格納される。このデータベースは、データが追加され、または更新された場合、ルータから照明器具管理ユニットに対して送られるメッセージを生成する自動的なトリガーとなりうる。本発明の他の実施形態では、ユーザインタフェースルーチンは、ユーザインタフェースを介したユーザ入力に応答して、クエリを実行し、そのデータベースを更新する。そして同時に、ユーザインタフェースルーチンは、適正なタイミングで、照明器具管理ユニットに送信すべきコマンドを生成する。場合によっては、分離された非同期ルータのルーチンが、定期的に、データベースのコンテンツと照明器具管理ユニット内に保存された情報とを比較して、照明器具管理ユニットの情報コンテンツがデータベース内に格納された情報を反映していることを確認してもよい。一般的には、照明器具管理ユニットに格納された、ステータス、駆動特性、センサ定義、および他のその種の情報を含む情報を、ルータのデータベース内に保存してもよい。
【００２７】
ルータは、複数の照明器具管理ユニットに対して、コマンドインタフェースを介して制御を実行する。図１３は、本発明の一実施形態にかかる、ルータと、照明器具管理ユニットとの間の通信に用いられる様々なコマンドを示す。これらのコマンドは、以下の（１）〜（１３）を含む。
（１）照明器具管理ユニットにおける時間を設定するセットタイムコマンド
（２）照明器具管理ユニットが属するグループのリスト（図１１の１１１２）におけるエントリーを設定するグループ定義コマンド
（３）照明器具管理ユニット内に保存されるスケジュールを定義する際に用いるスケジュール定義コマンド
（４）照明器具管理ユニット内の様々なセンサデバイスおよび関連するイベント定義する入出力定義コマンド
（５）ユーザインタフェースを介してユーザがルータを操作することにより、あるいは他の実施形態ではユーザが携帯電話を操作することにより、照明器具管理ユニットを介した照明器具のマニュアル動作を実現する、強制照明ステートコマンド
（６）照明器具管理ユニットからルータによってステータス情報を求めるための、レポートステータスコマンド
（７）照明器具管理ユニットによって受信されたレポートステータスコマンドへの応答に用いられる、様々な形態のレポートステータスコマンドリプライ
（８）いずれのユニットによっても送信可能な、イベントをリポートするためのイベントコマンド
（９）照明器具管理ユニットによって保守された照明器具内のコンポーネントについて、様々な電気的特性をルータにセットさせるための駆動時間設定コマンド
（１０）照明エレメントを管理する照明器具管理ユニット内の照明エレメントごとに、特定の照明特性をルータに保存させるための照明特性定義コマンド
（１１）照明器具管理ユニットを、ファームウェアのアップデートを受け付ける状態にする、ファームウェアアップデートコマンド
（１２）照明器具管理ユニットからデータを取得するために用いる、バックドアコマンド、デバッグコマンド
（１３）ブリッジ照明器具管理ユニットの電力線ネットワークに対してエンドポイント照明器具管理ユニットを追加することまたはそこからエンドポイント照明器具管理ユニットを削除することをブリッジ照明器具管理ユニットに対して知らせる追加／削除コマンド
図１４Ａ〜図１４Ｎは、図１３を参照して上述した様々なコマンドおよびリプライのデータコンテンツを示す。図１４Ａ〜図１４Ｎにて提供される、メッセージのデータフィールドを示すテーブルは、明解であるため、これ以上の説明は行なわない。
【００２８】
図１５〜図１８は、本発明の第１実施形態に係る照明管理ユニットの制御機能を示すフローチャートである。図１５は、照明器具管理ユニット内で発生するイベントに応答する、照明器具管理ユニットイベントハンドラを示すフローチャートである。イベントハンドラは、ステップＳ１５０２において発生する次のイベントを待ち、次に、そのイベントが発生したことを検知し、待機ステップＳ１５０２に続くステップＳ１５０４のような暫定ステートメントのセットにおいて、そのイベントに応答する。続いて、照明管理ユニット内において、イベントハンドラを走らせる。オンからオフへ変化し、オフからオンに変化する、光電セルからの出力信号のような非同期センサイベントが発生すると、ステップＳ１５０４において、それが検知され、図１１のイベントテーブル１１１６において、そのイベントのイベントディスクリプタを更新する。タイマーの満了は、図１１のイベントテーブル１１１６において、イベントディスクリプタが供給されるような様々なイベントをチェックする時間であることを示し、そのタイミングにおいて、ステップＳ１５０８では、チェックイベントルーチンを呼び出す。ステップＳ１５１０において、到着メッセージの到着メッセージキューへのキューイングに対応したイベントが発生した場合、ステップＳ１５１２において、受信コマンド処理ルーチンを呼び出す。ステップＳ１５１４において、そのイベントが、発信メッセージキューに対する発信メッセージのキューイングに対応すると判断した場合、ステップＳ１５１８において、発信メッセージの処理ルーチンを呼び出す。保存された動作スケジュールに対応する所定時間の経過をタイマーが検知したことを示すイベントが発生したとステップＳ１５２０で判断した場合、ステップＳ１５２２でスケジュールチェックルーチンを呼び出す。ステップＳ１５２４において、発生しうるさまざまな他のイベントのいずれかが、デフォルトイベントハンドラによって処理される。図１５において明示的に処理されるイベントは、照明管理ユニットイベントハンドラの機能概要を説明するために用いた一例に過ぎない。
【００２９】
図１６は、図１５のステップ１５０８において呼び出されるイベントチェックルーチンの内容を示すフローチャートである。ステップＳ１６０２〜Ｓ１６０８の「for」ループにおいて、図１１のイベントディスクリプタリスト１１１６内の各イベントディスクリプタを検査する。イベントがアクティブとして記述されている場合、あるいは、処理よりも、より最近発生したと記述されている場合、一般的には、ステップＳ１６０４において、イベントをレポートするメッセージを、発信メッセージキューに書き込む。そして、ステップＳ１６０５においてローカルアクションが保証されたと判断した場合、そのイベントは、ステップＳ１６０６において、ローカルに処理される。メッセージのキューイングとローカルハンドリングに続けて、ステップＳ１６０７ではイベントステータスがリセットされる。他のタイプのイベントをレポートできるが、ローカルには処理できない。他のタイプのイベントをルータにレポートし、かつローカルに処理する。例えば、温度センサイベントが発生すると、ローカルに温度制御を行なうため、加熱エレメントをローカルに駆動または停止することになる。
【００３０】
図１７は、図１５のステップＳ１５１２における受信コマンド処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。ステップＳ１７０２において、次のコマンドが、受信コマンドキューから取り出される。そのコマンドが、情報検索コマンドであるとステップＳ１７０４で判断されると、照明器具管理ユニットによって保存された情報の中からそのコマンドに合った情報を検索する。そして、ステップＳ１７０６において、見つかった情報は、発信メッセージキューに書き込まれた応答メッセージに埋め込まれる。発信メッセージキューにそのメッセージを書き込む際には、ステップＳ１７０８において、キューは空ではないイベントを発生させる。ステップＳ１７０９において、そのコマンドが情報保存コマンドであると判断した場合には、ステップＳ１７１０において、そのコマンドにおいて受け取った情報を、照明器具管理ユニットの適切なデータ構造内に保存する。ステップＳ１７１２において、確認（acknowledgement）が必要であるか否か判定し、必要であれば、ステップＳ１７１４において確認メッセージを用意して発信メッセージキューに書き込む。ステップＳ１７１６において、そのコマンドがローカルアクションを起こすものであると判定した場合には、ステップＳ１７１８において、そのローカルアクションを実行する。さらに、ステップＳ１７２０において、確認（acknowledgement）が必要であるか否か判定し、必要であれば、ステップＳ１７１４において、確認メッセージを用意して発信メッセージキューに書き込む。ステップＳ１７２２において、コマンドキューがエンプティだと判断した場合には、このルーチンを終了する。もしそうでなければ、ステップＳ１７０２に戻り、次に受信したコマンドを取り出す制御を行なう。
【００３１】
図１８は、図１５のステップＳ１５２２に示したスケジュールチェックルーチンの内容を示すフローチャートである。ステップＳ１８０２〜Ｓ１８１０の「for」ループにおいて、照明器具管理ユニット内にローカルに保存された、図１１に示すスケジュール１１１８における各エントリーについて、検査を行なう。ステップＳ１８０３において、現在の検査対象となるスケジュールでの、スタート時刻エントリーおよびエンド時刻エントリーと現在時刻とを比較する。現在時刻が、その現在の検査対象となるスケジュールでの、スタート時刻エントリーおよびエンド時刻エントリーの間にあれば、ステップＳ１８０５〜１８０９の「for」ループ内部において、照明器具管理ユニットによって制御される照明器具内の各照明エレメントを検査する。スケジュールエントリのグループＩＤを、照明エレメントのグループＩＤと比較した結果、注目照明エレメントが、スケジュールエントリが有効なグループに含まれると判定された場合、そして、注目照明エレメントの出力が、スケジュールによって特定されたものと異なる場合、ステップＳ１８０８において、その照明器具管理ユニットは、その照明エレメントに出力される電圧または電流を変更することにより、照明エレメントの出力を、そのスケジュールで示されたものに変更する。
【００３２】
図１９は、本発明の一実施形態を表わす１つのルータにおけるユーザインタフェースに関する状態変化図である。ユーザがルータとユーザインタフェースを介してやり取りを行なう場合、ルータはまず、ホームページ１９０２を表示する。ユーザは、データを見たり、更新したり、変更したりしたいかもしれない。あるいは、ユーザは、一つ以上の照明器具管理ユニットをマニュアルで制御することを望むかもしれない。本発明の一実施形態においては、ユーザは、３つのタイプのインタラクションの一つを選択して、一つ以上の認証ページ１９０４〜１９０６を介して、このタイプのアクションを実行するため、認証を実行することができる。ユーザは、パスワード、指紋識別のための指紋を提供することを要求されるかもしれない。また、ユーザインタフェースとのやり取りにより、これらのおよび他のタイプのタスクを実行するためユーザを認証する他の情報を提供すること要求されるかもしれない。さまざまなウェブページにより、ユーザは、照明器具管理ユニットに対して定義されたグループを見たり変更したりできる。また、ユーザは、所望の照明動作を示すカレンダーのようなスケジュールを見たり変更したりできる。さらに、ユーザは、照明器具およびその照明器具に含まれるコンポーネントに関する情報を見たり変更したりできる。そして、ユーザは、そのようなウェブページにより、照明器具管理ユニットが含まれる領域の地図または写真画像上に、オーバレイされた照明器具の場所を見る能力を含む、照明器具の場所に関する情報を見たり変更したりできる。照明器具管理ユニットと特定のルータによって管理された照明器具とを双方向に制御するため、多くの異なるユーザインタフェースを提案できる。同様のユーザインタフェースをネットワークコントロールセンタレベルに提供してもよい。
【００３３】
本発明について、特定の実施形態を用いて説明してきたが、本発明をそれらの実施形態に限定すべきではない。それらの実施形態を変形してもよいことは、当業者には自明であろう。例えば、様々な異なるハードウェア構成およびデザインを用いて、エンドポイント照明器具管理ユニット、ブリッジ照明器具管理ユニット、ルータおよびネットワークコントロールセンタを実現してもよい。上述したように、本発明の実施形態によれば、ネットワークコントロールセンタのハードウェア、ルータのハードウェア、照明器具管理ユニットのハードウェアに、適正なチップセット、回路およびロジックサポートを導入することにより、自動照明制御システムに含まれる階層的なレベルのコンポーネント間で、様々な異なる通信方法の多くを利用できる。上述したように、多くの異なるタイプのセンサデバイスに対応でき、加熱エレメント、ビデオカメラを制御するモータ、および他のその種のデバイスおよびコンポーネントのような、多くのタイプのローカル電子デバイスおよび電子機械デバイスを制御するように、照明器具管理ユニットを構成できる。プログラム言語、オペレーティングシステムプラットフォーム、コントロールストラクチャ、データストラクチャ、モジュラオーガニゼーションおよび他のその種のパラメータを含む多くの異なる実行パラメータのいずれかを変更することにより、照明器具管理ユニット、ルータ、およびネットワークコントロールセンタのソフトウェアおよび論理構成を、様々な方法で実現してもよい。ルータおよびネットワークコントロールセンタのユーザインタフェースを用いて、多くの異なるタイプの、自動照明システムの制御機能および監視機能を実現してもよい。特定のイベントをフォローする動作特性を明示することにより、スケジュールに応じて照明器具の動作を制御できる。また、マニュアルコントロールユーザインタフェースを用いて、マニュアルで照明器具の動作を制御することもできる。さらに、本発明の実施形態を表わす階層的自動照明制御システム内において、異なるレベルのそれぞれでプログラマブルに照明器具の動作を制御することもできる。この制御は、照明器具管理ユニットのそれぞれによる、比較的自動的でプログラマティックな制御を含む。
【００３４】
上述した説明では、説明の目的のため、特定の専門用語を用いて、本発明の完全なる理解を促した。しかし、当業者にとっては、その特定の詳細は、発明の実現のために求められないことは明らかであろう。本発明の特定の実施形態の前述の記述は、説明および記述の目的のために用意されてものである。それらは、完成形を示したものではなく、開示された形式のままに本発明を限定しようとするものでもない。上述の教えに照らして、多くの変更およびバリエーションが可能である。上述の実施形態は、本発明の原理およびその実際の適用例を最高の形で説明するために示され記述された。したがって、当業者は、本発明、および、特定の熟考された利用方法にぴったりとあうように様々な変形を施した様々な実施形態を、最高の形で利用することができる。本発明の技術的範囲は、以下の請求の範囲およびそれと均等の範囲で定義されるべきものである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１４Ｅ】
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【図１４Ｆ】
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【図１４Ｇ】
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【図１４Ｈ】
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【図１４Ｉ】
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【図１４Ｊ】
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【図１４Ｋ】
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【図１４Ｌ】
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【図１４Ｍ】
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【図１４Ｎ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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