(57)【要約】住宅または商業地内のライトをパーソナルコントローラ（１０）との無線通信リンクを通して制御するためのシステム（１００）および方法。システムは、照明モジュール（３００）ならびに、パーソナルコントローラおよび照明モジュールとの無線通信のために動作可能な無線通信モジュール（２０２）を有するシステムアドミニストレータ（２００）を含む。無線通信モジュールは、ピアツーピア通信リンクを使用してパーソナルコントローラと通信するように構成され、また、ピアツーピア以外の通信リンクを使用して照明モジュールと通信するように構成される。【選択図】図４
2016517199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
住宅または商業地内のライトをパーソナルコントローラとの無線通信リンクを通して制御するためのシステムであって、前記パーソナルコントローラがプロセッサ、ユーザーインタフェース、および無線通信送受信機を有し、前記システムが、
少なくとも１つの照明モジュールであって、前記照明モジュールが、マイクロコントローラならびに、アンテナおよび無線送受信機を有する無線通信制御モジュールを含み、前記照明モジュールが、前記照明モジュールに接続されたライトへの電力を変更するように構成されている、少なくとも１つの照明モジュールと、
マイクロコントローラならびに前記パーソナルコントローラおよび前記照明モジュールとの無線通信のために動作可能な無線通信制御モジュールを含むシステムアドミニストレータ装置であって、前記無線通信制御モジュールが、ピアツーピア通信リンクを使用して前記パーソナルコントローラと通信するように構成された回路を含み、前記回路が、ピアツーピア以外の通信リンクを使用して前記照明モジュールと通信するように構成されている、システムアドミニストレータ装置と
を含む、
住宅または商業地内のライトをパーソナルコントローラとの無線通信リンクを通して制御するためのシステム。
【請求項２】
前記照明モジュールが直接電源電力での使用のために構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記照明モジュールが低電圧ランプでの使用のために構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記低電圧ランプが白熱灯を含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記低電圧ランプがＬＥＤランプを含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記照明モジュールに接続された安定器をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
少なくとも第２の照明モジュールをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記照明モジュールおよび前記第２の照明モジュールの無線通信制御モジュールが、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）を使用して互いに通信するように構成されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記照明モジュールおよび前記第２の照明モジュールの無線通信制御モジュールが、Ｚｉｇｂｅｅ  Ｌｉｇｈｔ  Ｌｉｎｋを使用して互いに通信するように構成されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記照明モジュールおよび前記第２の照明モジュールが、メッシュネットワークを形成するように構成されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記照明モジュールの１つが白熱灯への接続用に構成され、前記照明モジュールの別の１つがＬＥＤランプへの接続用に構成されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
前記システムアドミニストレータ装置の前記無線通信制御モジュールが、前記パーソナルコントローラとのピアツーピア通信用に構成された第１の無線装置、前記照明モジュールとの通信用に構成された第２の無線装置を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第２の無線装置が、メッシュネットワークとの通信用に構成されている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第２の無線装置が、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）を使用した前記照明モジュールとの通信用に構成されている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第２の無線装置が、Ｚｉｇｂｅｅ  Ｌｉｇｈｔ  Ｌｉｎｋを使用した前記照明モジュールとの通信用に構成されている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
ＷＬＡＮアクセスポイントとの通信用に構成された第３の無線装置をさらに含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１７】
前記システムアドミニストレータ装置が、電源にプラグを差し込むように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記システムアドミニストレータ装置が、前記照明モジュールと係合するように構成されたレセプタクルを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記照明モジュールが、前記システムアドミニストレータ装置と係合するように構成されたプラグを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記システムアドミニストレータ装置の前記無線通信制御モジュールの前記回路が、Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔを使用して前記パーソナルコントローラと通信するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
前記システムアドミニストレータ装置の前記無線通信制御モジュールの前記回路が、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を使用して前記パーソナルコントローラと通信するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項２２】
前記システムアドミニストレータ装置の前記無線通信制御モジュールの前記マイクロコントローラが、前記システムアドミニストレータ装置の前記無線制御モジュールを２つ以上のモードで動作させるように構成され、前記マイクロコントローラが、前記無線通信制御モジュールを、前記ピアツーピア通信リンクを使用して第１のモードで動作させるように構成され、前記マイクロコントローラが、前記無線制御モジュールを、非ピアツーピア通信リンクを使用して第２のモードで動作させるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記システムアドミニストレータ装置の前記無線通信制御モジュールの前記マイクロコントローラが、前記無線通信制御モジュールを、前記第１および第２のモードで同時に動作させるように構成されている、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記システムアドミニストレータ装置の前記無線通信制御モジュールの前記マイクロコントローラが、前記第２のモードで動作している間、ネットワーククライアント装置として機能するように構成されている、請求項２２または２３のいずれかに記載のシステム。
【請求項２５】
前記システムアドミニストレータ装置の前記無線通信制御モジュールが、前記パーソナルコントローラとのピアツーピア無線通信リンクを、
前記パーソナルコントローラがネットワークＷｉ−Ｆｉ装置である場合は、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイントをシミュレートすること、または
前記パーソナルコントローラがＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ装置である場合は、前記マイクロコントローラまたは前記パーソナルコントローラのどちらがグループオーナーの役割を担うかについて前記パーソナルコントローラと交渉すること
のいずれかによって、オープンするように構成されている、
請求項１に記載のシステム。
【請求項２６】
パーソナルコントローラで、住宅または商業地における照明を制御するための方法であって、前記方法が、
照明場所または照明場所の近くにあるシステムアドミニストレータ装置で、前記照明場所において少なくとも１つの指定されたライトへの電力の変更するために、前記パーソナルコントローラからコマンドを受信することであって、前記コマンドが、第１の通信規格を使用して前記システムアドミニストレータ装置によって受信されている、前記パーソナルコントローラからコマンドを受信することと、
前記システムアドミニストレータ装置で、前記指定されたライトへの前記電力を変更するために前記指定されたライトに接続された少なくとも１つの照明モジュールにコマンドを送信することであって、前記コマンドが、前記第１の通信規格とは異なる第２の通信規格を使用して、前記システムアドミニストレータ装置によって送信されている、コマンドを送信することと、
前記照明モジュールで、前記システムアドミニストレータ装置から受信した前記コマンドに従って、前記指定されたライトへの前記電力を変更することと
を含む、
住宅または商業地における照明を制御するための方法。
【請求項２７】
前記第１の通信規格がピアツーピア通信規格である、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１の通信規格がＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔである、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１の通信規格がネットワークＷｉ−Ｆｉである、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記第２の通信規格がＺｉｇｂｅｅ（登録商標）を含む、請求項２６〜２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
前記第２の通信規格がＺｉｇｂｅｅ  Ｌｉｇｈｔ  Ｌｉｎｋを含む、請求項２６〜２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
前記コマンドが、メッシュネットワークを使用して、前記照明モジュールに送信される、請求項２６に記載の方法。
【請求項３３】
前記コマンドが前記指定されたライトを調光することを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３４】
前記コマンドが前記指定されたライトのオンまたはオフを作動させることを含む、
請求項２６に記載の方法。
【請求項３５】
前記指定されたライトに対して前記ランプのタイプを判断することをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３６】
前記判断が、前記指定されたライトがＬＥＤランプまたは白熱灯であるかを判断することを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記ランプのタイプの前記判断に基づき、前記指定されたライトへの電力を変更することをさらに含む、請求項３５または３６のいずれかに記載の方法。
【請求項３８】
前記パーソナルコントローラが、前記システムアドミニストレータ装置と通信するためにＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔを利用していない場合に、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイントの役割を前記システムアドミニストレータ装置に割り当てること、または
前記パーソナルコントローラが、通信するためにＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔを利用している場合には、前記システムアドミニストレータ装置と前記パーソナルコントローラとの間で、前記システムアドミニストレータ装置および前記パーソナルコントローラのどちらがＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔグループオーナーの役割を担うかを交渉すること
を含み、
前記システムアドミニストレータ装置と前記パーソナルコントローラとの間のピアツーピア無線通信リンクをオープンすることをさらに含む、
請求項２６〜３７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３９】
前記システムアドミニストレータ装置をネットワークＷｉ−Ｆｉ装置および／またはＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者として構成するために、前記パーソナルコントローラと前記システムアドミニストレータ装置との間にＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信リンクを確立することをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭内および商業的用途におけるライトを、無線ピアツーピア通信リンクおよび／または無線ローカルエリアネットワークを通じて、標準的なスマートフォン、タブレットまたは同様の製品をパーソナルコントローラとして機能するように使用して、オーサリングおよび無線制御するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明は、家庭内および商業ビルの共通な部分である。いくつかの建造物は、スケジューリング、調光、および色混合などのパラメータのプログラミングをサポートする複雑な照明オートメーションシステムを有する。これらは、通常、ボタン、スイッチまたはリモートコントローラの組合せを通して、オープンまたは独自のプロトコルを使用する、いくつかの無線および配線接続の技術を通じて動作する。建物の建設中に照明オートメーションシステムを指定することは比較的容易であるが、一方、レガシーシステムでは、通常、費用がかかり、相当な追加の配線を伴い、新たに出現した発光ダイオード（ＬＥＤ）照明と互換性がない可能性がある。逆に言えば、建造物は、標準的な配線で接続された照明スイッチのみを使用する、完全に必要最小限の照明制御で構築され得る。この場合、照明制御またはオートメーションの任意の追加の形式を導入する能力は、建物の構造およびインフラストラクチャによって大幅に制限され得、任意の新しい機能の追加を不可能または費用のかかるものにする。
【０００３】
近年では、スマートフォンの急増により、強力なコンピューティング装置が一般の人の手中に置かれるようになった。これらの装置は、制御コマンドを生成して、無線で送信できるが、それらの汎用無線システムは、家庭内または商業用照明で現在使用されている規格と互換性がなく、コマンドを交換するためにかかるものとネイティブに通信することができない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの好ましい実施形態では、本発明は、３つの部分、すなわち、電力インタフェース接続を有するシステムアドミニストレータ、照明に供給される電力を変更し、システムアドミニストレータとコマンドを無線で交換するように適合された照明モジュール、およびシステムアドミニストレータと無線で通信可能な電池式のパーソナルコントローラ、を含む。
【０００５】
システムアドミニストレータは、好ましくは、Ｗｉ−Ｆｉ−Ｄｉｒｅｃｔおよび／またはネットワークＷｉ−Ｆｉ技術を使用して、個別に、または同時に、のいずれかで、適応Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者およびネットワークＷｉ−Ｆｉ装置として、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）技術を使用するＺｉｇｂｅｅ（登録商標）メッシュ装置として、ならびに任意選択で、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  ＳＩＧクラス２．１＋ＥＤＲ以降の技術を使用するＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）装置として、動作するように構成されている。本明細書では、「ネットワークＷｉ−Ｆｉ」は、任意の修正、拡張または独自の実装を含む、任意の「米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）８０２．１１規格に基づく無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）製品」としてのＷｉ−Ｆｉ  Ａｌｌｉａｎｃｅ定義を指す。本明細書では、用語「Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ」は、Ｗｉ−Ｆｉ  Ａｌｌｉａｎｃｅ  Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ仕様およびＷｉ−Ｆｉピアツーピア技術の修正、拡張または独自の実装をサポートするように構成された装置を指す。本明細書では、「Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）」は、任意の修正、拡張または独自の実装を含め、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）  Ａｌｌｉａｎｃｅ  Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）仕様および規格、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）  ＲＦ４ＣＥ仕様および規格、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）  ２０１２仕様および規格、ならびにＩＥＥＥ  ８０２．１５．４仕様および規格を指す。
【０００６】
システムアドミニストレータは、好ましくは、照明モジュールを収容し、照明モジュールに必要な電力を供給してその無線および制御システムを実行するように設計された物理電源コネクタを含む。
【０００７】
Ｗｉ−Ｆｉ  ＤｉｒｅｃｔおよびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）は、ピアツーピア通信技術である。システムアドミニストレータに組み込まれ得るピアツーピア通信方法は、２０１１年１２月２９日に出願された、「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｏｗｅｒ，Ｌｉｇｈｔ  ａｎｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ」という名称のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＡＵ２０１１／００１６６６号にさらに詳細に記述されており、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。ネットワークＷｉ−Ｆｉは、装置がＷＬＡＮを通じて通信するのを可能にする通信技術である。システムアドミニストレータに組み込まれ得る、適応ネットワーク、ピアツーピア通信方法およびシステム属性は、２０１２年８月１５日に出願された、「Ａｄａｐｔａｂｌｅ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｏｗｅｒ，Ｌｉｇｈｔ  ａｎｄ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ  Ｓｙｔｅｍ」という名称のＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＡＵ２０１２／０００９５９号にさらに詳細に記述されており、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００８】
パーソナルコントローラは、好ましくは、少なくともネットワークＷｉ−Ｆｉをサポートし、かつＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔおよび／またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）および／または近距離無線通信（ＮＦＣ）もサポートし得るスマートフォンとして一般に知られている、市販のセルラー電話または携帯電話である。特に断りのない限り、パーソナルコントローラは、スマートフォンに関して記述されるが、本発明は、そのように制限されない。単なる例として、パーソナルコントローラは、アプリケーションプログラム（アプリ）をダウンロードできるか、または他の手段でインストールでき、必要な機能を実行するためにアプリを制御するため、ユーザーがやり取りできる適切なインタフェースを有し、かつシステムアドミニストレータとの通信を確立するための無線通信機能を有する、任意の携帯機器であり得る。パーソナルコントローラの例は、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、ウルトラブックおよびノートブックパーソナルコンピュータを含む。
【０００９】
照明モジュールは、好ましくは、取り付けられたランプまたは照明に供給される電力を変更する目的で、電源電力、または安定器からの低電圧電源を受信するように構成された小型装置である。照明モジュールは、好ましくは、システムアドミニストレータからのコマンドを交換および実行する目的で、他の照明モジュールとメッシュネットワークを形成可能な無線メッシュ通信規格を利用する。照明モジュールは、好ましくは、調光機能を含む。
【００１０】
システムアドミニストレータは、好ましくは、Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔおよび／またはネットワークＷｉ−Ｆｉを使用して、スマートフォンとの通信リンクを形成できる。システムアドミニストレータがＷＬＡＮに接続される場合、同様に同じＷＬＡＮに接続された、Ｗｉ−Ｆｉ機能を有する任意のスマートフォンが、適切なアプリを使用して、システムアドミニストレータと通信できることが理解され得る。すなわち、ユーザーは、コマンドを自分のスマートフォンに入力し、それをシステムアドミニストレータにＷＬＡＮを経由して送信できる。この場合、スマートフォンは、ＷＬＡＮアクセスポイントの近くであり得るか、またはスマートフォンはリモート位置にあり、ＷＬＡＮアクセスポイントとインターネットを経由して通信し得る（そのように構成されている場合）。
【００１１】
Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者として動作するシステムアドミニストレータは、ＷＬＡＮを必要とすることなく、スマートフォンと直接通信できることが理解され得る。この場合、スマートフォンが通信するためにＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔを使用していない場合、システムアドミニストレータは、Ｗｉ−ＦｉアクセスポイントもしくはＳｏｆｔＡＰのように見えるか、または、スマートフォンが通信するためにＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔを使用している場合には、システムアドミニストレータおよびスマートフォンは、どれがＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔグループオーナーの役割を担うかを交渉して、ピアツーピア接続を確立できる。一旦、ピアツーピア接続が確立されると、ユーザーは、コマンドを直接スマートフォンから選択されたシステムアドミニストレータに、任意の他の仲介物またはネットワークを必要とすることなく、送信することが可能である。
【００１２】
本発明は、１つの好ましい実施形態では、ネットワークＷｉ−ＦｉおよびＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ接続の両方を個別にもしくは同時に、ならびにＺｉｇｂｅｅ（登録商標）接続を提供する、任意の数の無線装置、送受信機およびコントローラから得られる無線通信機能をシステムアドミニストレータに提供する。いくつかの好ましい実施形態では、システムアドミニストレータは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続もサポートし得る。いくつかの好ましい実施形態では、システムアドミニストレータは、Ｚ−ｗａｖｅ、またはＺｉｇｂｅｅ（登録商標）以外の代替無線メッシュネットワーク通信プロトコルを使用し得る。
【００１３】
費用および所望の結果に応じて、システムアドミニストレータの無線通信機能は、個別に、まとめて、もしくはパッケージ内のシステム（ＳｉＰ）として、もしくはチップ上のシステム（ＳｏＣ）として、のいずれかで、任意の数の個別の無線装置、アンテナ、送受信機およびコントローラを使用すること、異なる規格のいくつかの個別の送受信機およびコントローラの機能に、ＳｉＰもしくはＳｏＣとして統合する組合せもしくは「コンボ」チップを使用すること、または、コンボチップ（複数可）、ＳｉＰ（複数可）、ＳｏＣ（複数可）および／もしくは個別の無線装置、アンテナ、送受信機およびコントローラの組合せ、を使用することにより達成され得る。システムアドミニストレータは、単一もしくは複数の無線バンド、物理チャネル、仮想チャネル、モードまたは他の共存技術およびアルゴリズムを利用し得、その方法は、当業者には既に知られており、本明細書では記述しない。選択されたハードウェア構成要素に応じて、システムアドミニストレータは、共用アンテナサポートおよび外部スプリッタに対する必要性を排除する共用信号受信経路も含み得る。
【００１４】
本発明は、１つの好ましい実施形態では、第１のモードで、Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔピアツーピア接続を提供し、第２のモードでは、ユーザーにより、ネットワークＷｉ−Ｆｉ装置として動作して、ＷＬＡＮにクライアントとして接続するように構成できる、無線通信をシステムアドミニストレータに提供する。
【００１５】
システムアドミニストレータは、好ましくは、その無線通信を、その最終構成に関わらず、当初はＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者モードで機能するように設定される。Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者モードはピアツーピア接続であるので、システムアドミニストレータに電力が供給されるとすぐに、それは、スマートフォンによって認識でき、無線通信リンクが確立できる。一旦、リンクが確立されると、ユーザーは、スマートフォンとシステムアドミニストレータとの間のデータ経路を使用する、スマートフォンアプリを起動することができる。スマートフォンアプリを使用すると、ユーザーは、ネットワークＷｉ−ＦｉまたはＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ装置に必要な操作パラメータの設定、装置の命名、暗号キーの設定、パスワードおよび任意の他の要件の入力を行うことができる。この手順が完了すると、ユーザーは、システムアドミニストレータに「再起動する」ように命令することができ、その時、それは、セットアッププロセス中に指定されているパラメータに従って自身を構成する。
【００１６】
ユーザーがシステムアドミニストレータをＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ装置として動作するように選択している場合、それは、再起動後も継続してそのように動作するであろう。システムアドミニストレータは、通信リンクを確立する前にその接続要件に完全に準拠できるスマートフォンのみに接続するであろう。これは、Ｗｉ−Ｆｉ  Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ  ＡｃｃｅｓｓなどのＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔの任意のネイティブのセキュリティ対策に加えて、セキュリティ対策を含み得る。
【００１７】
ユーザーがシステムアドミニストレータをネットワークＷｉ−Ｆｉ装置として動作するように選択している場合、スマートフォンアプリは、システムアドミニストレータがＷＬＡＮに接続するために必要なパラメータを構成するであろう。システムアドミニストレータが再起動すると、それはＷＬＡＮ上のクライアント装置として接続するであろう。それは、同じＷＬＡＮに同様に接続されている装置にのみアクセス可能であろう。
【００１８】
いずれのモードでも、スマートフォンアプリは、好ましくは、システムアドミニストレータの機能を制御するために使用される。ネットワークＷｉ−Ｆｉモードでは、スマートフォンアプリは、ＷＬＡＮアクセスポイントを経由して選択されたシステムアドミニストレータと通信する。Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔモードでは、スマートフォンアプリは、選択されたシステムアドミニストレータとピアツーピアで直接通信する。
【００１９】
ユーザーがシステムアドミニストレータをＷｉ−Ｄｉｒｅｃｔ装置およびネットワークＷｉ−Ｆｉ装置の両方として同時に動作するように選択している場合、システムアドミニストレータが再起動すると、それは、ＷＬＡＮ上のクライアント装置として、およびＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者として見えるであろう。そのため、システムアドミニストレータは、同時ＷＬＡＮ接続にアクセスするのを許可することなく、第３者がＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ接続を経由して、機能を制御するのを可能にし得、従って、他のＷＬＡＮ装置にアクセスするのを防ぐ。
【００２０】
１つの好ましい実施形態では、スマートフォンとシステムアドミニストレータとの間のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ピアツーピア接続は、システムアドミニストレータをネットワークＷｉ−Ｆｉ装置および／またはＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者として構成するための情報を入力するために使用され得る。別の好ましい実施形態では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ピアツーピア接続は、システムアドミニストレータを構成して、制御コマンドをシステムアドミニストレータに送信するための情報を入力するために使用され得る。
【００２１】
本発明は、１つの好ましい態様では、家庭または商業的環境内の照明に供給される電力を、無線ピアツーピア通信リンクおよび／もしくは無線ローカルエリアネットワーク接続を通してシステムアドミニストレータと通信する、標準的なスマートフォン、タブレットまたはパーソナルコントローラとして機能する同様の製品によって無線で制御できる、照明モジュールを介して、制御するためのシステムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の１つの好ましい実施形態に従った、スマートフォンの斜視図である。
【図２】システムアドミニストレータの機能要素のブロック図である。
【図３】照明モジュールの機能要素のブロック図である。
【図４】図１のスマートフォン、ならびに図２のシステムアドミニストレータおよび図３の照明モジュールとのそのやりとりのシステム図的表現である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の代替実施形態は、本明細書の検討および本明細書で開示する本発明の実施から当業者には明らかであろう。本明細書および例は、後に続く請求項によって示されている本発明の真の範囲および精神とともに、例示としてのみ見なされることを意図する。
【００２４】
図１〜図４を参照すると、システム１００は、好ましくは、本明細書で「製品アプリ」と称する、アプリケーションプログラム、パーソナルコントローラ１０、システムアドミニストレータ２００、および１つまたは複数の照明モジュール３００を含む。好ましくは、製品アプリは、スマートフォン１０にダウンロードされて、１つまたは複数の照明モジュール３００を操作および制御するようにシステムアドミニストレータ２００を構成し、かつ／またはそれに命令する。各照明モジュール３００は、好ましくは、関連付けられたライト、ランプおよび／または照明への電力を変更するように適合される。システム１００は、好ましくは、コマンドを伝達して、電力使用を制御するために、無線通信ネットワークを利用する。システムアドミニストレータ２００とスマートフォン１０との間の通信は、好ましくは、ネットワークＷＬＡＮ、ピアツーピア接続、または両方を同時に、のいずれかを利用する。システムアドミニストレータ２００と、１つまたは複数の照明モジュール３００との間の通信ネットワークは、好ましくは、低電力無線装置を利用するメッシュネットワークとして構成され、好ましくは、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）仕様での使用のために構成される。製品アプリ、スマートフォン１０、システムアドミニストレータ２００および照明モジュール３００のやりとりは、以下でさらに詳述される。
【００２５】
例として、システムアドミニストレータ２００がネットワークＷＬＡＮおよびピアツーピア接続で同時に動作する場合、システムアドミニストレータ２００は、同時ＷＬＡＮ接続にアクセスするのを許可することなく、第３者がピアツーピア接続を経由して、機能を制御するのを可能にし得、このようにして、他のＷＬＡＮ装置にアクセスするのを防ぐ。あるいは、システムアドミニストレータは、システムの実際の制御をピアツーピア接続に制限しながら、ネットワークＷＬＡＮ接続を介したシステムの遠隔監視を可能にし得る。
【００２６】
図１は、以下でさらに詳述する、システムアドミニストレータと通信するために無線リンクを使用するスマートフォン１０の斜視表現である。スマートフォン１０は、好ましくは、市販の、従来型のスマートフォンである。スマートフォンが好ましくは含む、基本的な機能のいくつかは、タッチセンサー方式のグラフィカルスクリーンインタフェース１２、互換性のある無線送受信機、およびシステムアドミニストレータに対する制御インタフェースを提供する、個々のスマートフォンに固有のアプリを実行する機能、である。以下の例では、各アプリに対する具体的なコーディングは、当業者であれば、具体的なコーディングに関して説明する必要なく、記述された実施形態の機能を理解して再現することが可能であり得るので、簡単にするために省略されている。
【００２７】
スマートフォン１０は、好ましくは、少なくともネットワークＷｉ−Ｆｉを経由して通信する技術を含め、様々な無線通信技術にわたって動作するように構成される。スマートフォン１０は、Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔおよび／またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）および／またはＮＦＣに対する追加の機能を含み得る。本発明の好ましい実施形態はスマートフォン（具体的には、少なくともネットワークＷｉ−Ｆｉを組み込んでいるスマートフォン）をそのコントローラとして使用するが、他の無線通信方法およびシステムが、本発明の用途の特定の要件に応じて使用され得る。
【００２８】
ここで図２を参照すると、本発明の好ましい実施形態に従ったシステムアドミニストレータ２００が示されている。システムアドミニストレータ２００は、好ましくは、無線通信２０２、万年クロックカレンダー２０４、電力供給２０６、内蔵メモリを備えたシステムマイクロコントローラ２０８、およびアンテナ２１０を含む、物理装置である。無線通信２０２は、以下でさらに詳述するように、システムアドミニストレータが、スマートフォン１０および／または他のシステム要素と１つまたは複数の通信プラットフォームにわたって通信するのを可能にする回路を含む。いくつかの好ましい実施形態では、システムマイクロコントローラ２０８が、内臓メモリに加えて、またはその代わりに、外部メモリをサポートするのが好ましくあり得る。いくつかの好ましい実施形態では、システムアドミニストレータ２００は、Ｗｉ−ＦｉおよびＺｉｇｂｅｅ（登録商標）要素の共存機能に応じて、２つ以上のアンテナを有し得る。万年クロックカレンダー２０４は、好ましくは、電源電力の供給停止が生じた場合に、実時間が正確に維持されるのを可能にする、バッテリーまたは超コンデンサによる電力バックアップを含む。
【００２９】
１つの好ましい実施形態では、システムアドミニストレータ２００は、好ましくは、照明モジュール３００の電源ソケットに適合する組込み電源コンセント２１２を提供して、照明モジュールが、それらそれぞれのマイクロプロセッサおよび無線通信を実行するために、プラグを差し込んで、システムアドミニストレータ２００から電力を受信するのを可能にする。
【００３０】
１つの好ましい実施形態では、システムアドミニストレータ２００は、好ましくは、電源電力の汎用コンセントにプラグを差し込むように構成されている。別の好ましい実施形態では、システムアドミニストレータ２００は、好ましくは、建物または建造物の一部内に配線され得る。必要に応じて、システムアドミニストレータ２００は、光スイッチに組み込まれ得るか、またはその一部を形成し得る。
【００３１】
システムマイクロコントローラ２０８とスマートフォン１０との間のコマンドおよび応答は、無線通信２０２およびアンテナ２１０によってサポートされる無線周波数無線リンクを通して伝達される。システムマイクロコントローラ２０８と照明モジュール３００との間のコマンドおよび応答は、無線通信２０２およびアンテナ２１０によって同様にサポートされる無線周波数無線リンクを通して伝達される。スマートフォン１０とシステムアドミニストレータ２００との間で利用される通信規格（例えば、ＷＬＡＮおよび／またはピアツーピア）は、メッシュネットワーク内で使用される通信規格（例えば、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標））と異なり得る。これは、セキュリティパラメータおよび／または電力消費要因に基づくシステムの最適化の結果であり得る。従って、システムアドミニストレータ２００の無線通信２０２は、好ましくは、１つまたは複数の照明モジュール３００の間での分散のために製品アプリによって送信された命令を再フォーマットするブリッジとして機能する。そのブリッジ機能を容易にするために、追加のアンテナが、必要に応じて、Ｗｉ−ＦｉおよびＺｉｇｂｅｅ（登録商標）規格に基づき、通信機能をアンテナ間に分離して、含まれ得る。別々のアンテナは、Ｗｉ−ＦｉおよびＺｉｇｂｅｅ（登録商標）規格が、異なる搬送波周波数、例えば、２．４ｇＨｚおよび５ｇＨｚ上で動作する場合に、必要とされ得ることが理解され得る。無線通信２０２は、好ましくは、ネットワークＷｉ−ＦｉおよびＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ接続を個々に、または同時に、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）メッシュ接続、ならびにＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）および／またはＮＦＣを任意選択でサポートする機能を提供する、任意の数の無線装置、送受信機、コントローラおよびアンテナを含む。無線通信機能は、個別に、まとめて、またはＳｉＰとして、もしくはＳｏＣとして、のいずれかで、任意の数の個別の無線装置、アンテナ、送受信機およびコントローラを使用すること、異なる規格のいくつかの個別の送受信機およびコントローラの機能に、ＳｉＰもしくはＳｏＣとして統合する組合せもしくは「コンボ」チップを使用すること、または、コンボチップ（複数可）、ＳｉＰ（複数可）、ＳｏＣ（複数可）および／もしくは個別の無線装置、アンテナ、送受信機およびコントローラの組合せ、を使用することにより達成され得る。選択されたハードウェア構成要素に応じて、システムアドミニストレータは、共存アルゴリズム、共用アンテナサポート、および外部スプリッタに対する必要性を排除する共用信号受信経路を含み得る。スマートフォン１０は、最良の通信リンクをシームレスに提供するために、無線要素および無線技術の任意の混合と通信し得る。
【００３２】
無線通信２０２がＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ仕様に従って動作する場合、それは、いかなる中間ハードウェアも必要とすることなく、ピアツーピアベースで、ネットワークＷｉ−ＦｉまたはＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔをサポートする装置と通信できる。無線通信２０２は、好ましくは、Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔグループ参加者およびＷｉ−Ｆｉ  ＤｉｒｅｃｔアクセスポイントまたはＳｏｆｔＡＰの両方として、Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ仕様に従って動作するように構成されて、システムアドミニストレータが、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイントとしての発見中に、ネットワークＷｉ−Ｆｉ装置に対して出現するのを可能にする。Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイントとして発見された後、Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ装置は、時々、改正される、ＩＥＥＥ  ８０２．１１仕様をサポートするネットワークＷｉ−Ｆｉ装置とピアツーピア通信することができる。この場合、ネットワークＷｉ−Ｆｉ装置は、装置発見メッセージを、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイントからであるかのように、システムアドミニストレータから受信し、権利がシステムアドミニストレータによって付与される場合、スマートフォンとの通信リンクを確立することが可能である。Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ装置とネットワークＷｉ−Ｆｉ装置との間に通信リンクを確立する手順は、Ｗｉ−Ｆｉ  Ａｌｌｉａｎｃｅ仕様で定義されており、通信システムプロトコルにおける当業者によって理解されるであろう。
【００３３】
Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔは、システムアドミニストレータと、コントローラとして動作しているスマートフォンとの間の通信を簡略化する、いくつかの利点を有する。スマートフォンおよびシステムアドミニストレータが、無線通信リンクを確立するために互いにラジオレンジ内にあることだけを必要とする場合、重要な利点は可動性および可搬性を含む。Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔは、Ｗｉ−Ｆｉ  Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ  Ａｃｃｅｓｓプロトコルおよび転送メッセージに対する暗号化を使用する安全な通信を提供して、システムが適格な装置に対して安全であり続けることを確実にする。最も重要なことであるが、Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔは、ネットワークＷｉ−Ｆｉのみを備えたスマートフォンが、たとえそのスマートフォンのネットワークＷｉ−Ｆｉが、オンデマンドの、ピアツーピア通信をサポートするように意図されていなくても、システムアドミニストレータとのピアツーピアデータ交換に関与することを可能にする。
【００３４】
スマートフォンが進化し続けるにつれて、新しいモデルが、ネットワークＷｉ−Ｆｉに加えて、Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔサポートを含め始めている。１つの好ましい実施形態では、システムアドミニストレータが、装置発見メッセージに対するＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ応答を受信すると、スマートフォンおよびシステムアドミニストレータは、Ｗｉ−Ｆｉ  Ａｌｌｉａｎｃｅ  Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ仕様に従って、どの装置がグループオーナーとなるかを交渉し、１：１またはピアツーピアＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ通信リンクが確立される。Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ仕様は、任意のＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ装置がグループオーナーになるのを可能にし、装置の機能に応じて、交渉手順が、この役割を実行するのに最適な装置を判断する。
【００３５】
システムマイクロコントローラ２０８は、好ましくは、システムアドミニストレータの動作および機能を定義するファームウェアプログラムを組み込んで、無線通信２０２の動作モードの指定、万年クロックカレンダー２０４の問合せ、ならびに無線通信２０２を経由した照明モジュールおよびスマートフォン対するデータおよび制御メッセージの交換を含む、全てのプログラムコードおよびシステム要素を制御する責任を負う。システムマイクロコントローラ２０８は、好ましくは、製品アプリから受信した任意のプログラムデータを格納するための不揮発性メモリを含む。いくつかの好ましい実施形態では、万年クロックカレンダー２０４は、システムマイクロコントローラ２０８の組込み機能であり得る。いくつかの好ましい実施形態では、不揮発性メモリは、システムマイクロコントローラ２０８の外部であり得る。いくつかの好ましい実施形態では、２つ以上のマイクロコントローラが使用され得る。
【００３６】
システムアドミニストレータ２００の製造時に、システムマイクロコントローラ２０８は、好ましくは、システムアドミニストレータ２００をネットワークＷｉ−Ｆｉ装置およびＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者として動作させるファームウェアを保持する。電力がシステムアドミニストレータ２００に初めて供給されるとき、システムマイクロコントローラ２０８は、好ましくは、システムアドミニストレータ２００をＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者モードで起動して、無線範囲内のスマートフォンによって検出できる発見メッセージまたは「ｐｉｎｇ」の送信を開始する。
【００３７】
Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者として動作するシステムアドミニストレータは、Ｗｉ−Ｆｉ  ＷＬＡＮを必要とすることなく、スマートフォンと直接通信できることが理解され得る。システムアドミニストレータ２００は、好ましくは、スマートフォン１０がＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔを使用していない場合は、Ｗｉ−Ｆｉアクセスポイントのように見えるか、またはスマートフォン１０がＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔをサポートする場合には、どの装置がＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔグループオーナーの役割を担うかについてスマートフォン１０と交渉するか、のいずれかである。ユーザーは、次いで、ピアツーピア通信リンクを確立して、いかなる他の装置も必要とすることなく、選択されたシステムアドミニストレータに直接、コマンドを送信することが可能である。
【００３８】
システムアドミニストレータを制御するための好ましい方法は、関連した製品アプリを通してである。製品アプリに対するインストレーション命令は、好ましくは、システムアドミニストレータに含まれる。製品アプリは、好ましくは、従来のスマートフォンプラットフォームによって共通して利用される、同じ集中型アプリストアインストレーション方法を採用する。
【００３９】
１つの好ましい実施形態では、製品アプリは、好ましくは、システムアドミニストレータ２００との無線通信リンクを開始、検索、および確立するために、スマートフォン１０の無線通信を制御し得る。
【００４０】
製品アプリが起動すると、それは、好ましくは、システムアドミニストレータをスキャンして、初めに構成する必要がある新しいシステムアドミニストレータを識別する。この時点で、製品アプリは、好ましくは、ユーザーが、新しいシステムアドミニストレータとピアツーピア接続を確立して、それが、Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者のみのままである、クライアントとしてＷＬＡＮに接続して、ネットワークＷｉ−Ｆｉ装置になる、または、システムアドミニストレータの無線通信２０２によってサポートされる場合、Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者およびネットワークＷｉ−Ｆｉ装置として同時に動作する、かどうかを判断するのを可能にする。
【００４１】
ユーザーが新しいシステムアドミニストレータをＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ装置にしたい場合には、好ましくは、製品アプリでこの選択肢を選択する。製品アプリは、次いで、スマートフォンのタッチスクリーン１２をヒューマンインタフェースとして使用して、ユーザーを一連のデータ入力を通して導く。製品アプリは、システムマイクロコントローラ２０８と通信して、当初の接続のために使用された汎用パラメータを、システムアドミニストレータを一意のＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ製品として定義する特定パラメータに置き換える。これらは、システムアドミニストレータとスマートフォンとの間の全てのデータ転送が保護されるように一意の暗号キーを設定すること、システムアドミニストレータ名を、例えば、「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ」のような製品名から「Ｋｉｔｃｈｅｎ  Ｌｉｇｈｔｓ」などの、一意で、容易に認識可能な識別子に設定すること、システムアドミニストレータの一意のＷｉ−ＦｉアドレスＩＤを、それ自体で個別の装置になるように設定すること、およびスマートフォンと安全なリンクを確立するために使用されるシステムアドミニストレータ内のパスワードを設定すること、を含み得る。
【００４２】
製品アプリは、好ましくは、これらの特定パラメータのレコードを、新しいシステムアドミニストレータの将来の識別、およびそれに対する接続のために、スマートフォンのメモリに保持する。
【００４３】
一旦、セットアップ手順が完了すると、製品アプリは、好ましくは、システムアドミニストレータファームウェアに「再起動する」ように命令する。アプリケーションファームウェアが再起動すると、システムアドミニストレータは、ユーザーがロードしたデータを使用して事前設定し、その独自の一意のＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ識別を作成する。この識別を設定するために使用されたスマートフォンは、新しい特定パラメータが分かっているので、そのシステムアドミニストレータに自動的に接続することが可能であろう。製品アプリは、次いで、好ましくは、ユーザーがその特定の装置を選択するたびに、システムアドミニストレータとの通信リンクを自動的に確立するために使用できる。
【００４４】
一旦、システムアドミニストレータが構成されると、任意の他のスマートフォンは、ユーザーが、その特定のシステムアドミニストレータに現在一意の特定パラメータを知っている場合に限り、接続できる。第２のスマートフォンがＷｉ−ＦｉアクセスポイントまたはＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ装置を検索する場合、それは、例えば、「安全な」特性を持つ「Ｋｉｔｃｈｅｎ  Ｌｉｇｈｔｓ」として識別されるシステムアドミニストレータを見るであろう。それに接続するために、ユーザーは、そのシステムアドミニストレータに割り当てられた特定パスワードを知っている必要があり、そうでない場合には、通信リンクを確立することができない。パスワードが分かっていて、要求された時にスマートフォンに入力されると、第２のスマートフォンとシステムアドミニストレータとの間の通信リンクが確立されるであろう。製品アプリは、依然として、好ましくは、システムアドミニストレータを制御するために必要であり、これは、用途の特質に応じて、追加のセキュリティ要件を有し得る。
【００４５】
新しくインストールされたシステムアドミニストレータをＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者として構成する代わりに、ユーザーがそれをネットワークＷｉ−Ｆｉ装置にすることを選択する場合、これが必要な選択肢として選択されて、製品アプリは、システムアドミニストレータがクライアントとして接続するために利用可能な１つまたは複数のＷＬＡＮがあるかを判断する。製品アプリは、ユーザーに好ましいネットワークを確認するように要求し、システムアドミニストレータがクライアントとしてＷＬＡＮに接続できるように、ネットワークパスワードなどの任意の必要なネットワークパラメータを確認および／または入力するようにユーザーに求める。
【００４６】
製品アプリは、スマートフォンを経由して、システムマイクロコントローラ２０８と通信して、システムアドミニストレータがそれ自身をネットワークＷｉ−Ｆｉ装置として確立するために必要なパラメータを設定する。適切なパラメータの全てが分かっていて更新されると、製品アプリは、システムアドミニストレータにそのファームウェアをネットワークＷｉ−Ｆｉ装置として再起動するように命令する。システムアドミニストレータは、次いで、クライアントとしてＷＬＡＮに接続し、スマートフォンの製品アプリによりＷＬＡＮアクセスポイントを介してのみアクセス可能である。ネットワークＷｉ−Ｆｉクライアントとして実行しているシステムアドミニストレータは、次いで、他のスマートフォン（それらが同じＷＬＡＮ上にある限り）によって制御され得る。１つの好ましい実施形態では、システムアドミニストレータが、パスワード保護などの追加のセキュリティ対策、製品アプリを有するソケット層、またはシステムアドミニストレータが、許可なしでネットワーク上の他の装置によって制御されるのを防ぐための他の手段を含むことが望ましい可能性がある。
【００４７】
一旦、システムアドミニストレータがＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者またはネットワークＷｉ−Ｆｉ装置として構成されると、それは、好ましくは、電源をオフにされた後でさえ、そのモードで継続して動作する。各モードに対する特定の操作パラメータの全てが、好ましくは、不揮発性メモリに保存されて、電力が除去された場合に保持される。電力が回復されると、システムマイクロコントローラ２０８は、電力が除去される前に実行していたのと同じＷｉ−Ｆｉモードで電源を入れ、適切なファームウェアおよび操作パラメータが不揮発性メモリから復元される。
【００４８】
Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者およびネットワークＷｉ−Ｆｉ機能を同時に実行しているシステムアドミニストレータが望ましい用途がある。この状況では、ユーザーは、製品アプリを経由して、両方のモードを起動することができ、いずれのモードも使用されるのを可能にする。同様に、ユーザーは、製品アプリを経由して、モードの一方を無効にするのを選択できるか、または必要に応じて、Ｗｉ−ＦｉモードをＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者からネットワークＷｉ−Ｆｉに、もしくはその逆に変更できる。
【００４９】
Ｗｉ−Ｆｉモードが変更されるたびに、新しいモードに対するパラメータが、好ましくは、電力が停止されるか、または失われる場合に、システムマイクロコントローラ２０８によって保持される。電力が復元されると、システムマイクロコントローラ２０８は、電力が除去される前に動作していたのと同じＷｉ−Ｆｉモードで電源を入れ、適切な操作パラメータが不揮発性メモリから復元される。従って、システムマイクロコントローラ２０８は、好ましくは、最後の変更を記憶する（格納する）適合されたデフォルト設定で構成される。
【００５０】
システムアドミニストレータが移動され得て、現在のＷｉ−Ｆｉモードが適切でない可能性があるか、または元のＷＬＡＮがもはや利用可能でない場合があり得ることが予測される。製品アプリは、好ましくは、システムアドミニストレータと通信して、工場出荷時の設定に再初期化するようそれに命令することが可能である。この場合、システムアドミニストレータにロードされた全てのユーザー定義のパラメータが失われて、それはその工場出荷時の設定に戻されて、新しいユーザー定義のパラメータを受信する準備ができている。
【００５１】
システムアドミニストレータは、ユーザーが作動させ得るボタンまたはスイッチなどの機械的手段を組み込んで、システムアドミニストレータに、スマートフォンまたは製品アプリを使用することなく、工場出荷時の設定への再初期化、システムの再ブート、またはＷｉ−Ｆｉ  Ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ  Ｓｅｔｕｐにおける支援、を行わせ得る。
【００５２】
１つの好ましい実施形態では、システムアドミニストレータは、Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者およびネットワークＷｉ−Ｆｉ機能に加えて、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信機能を含み得る。スマートフォン１０とシステムアドミニストレータ２００との間のピアツーピアＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信リンクは、Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者もしくはネットワークＷｉ−Ｆｉ通信リンクを確立するためのパラメータを入力するために製品アプリによって使用され得るか、または、それ自体で、製品アプリとシステムアドミニストレータ２００との間で制御コマンドの転送のためのピアツーピア通信リンクとして動作し得る。
【００５３】
１つの好ましい実施形態では、システムアドミニストレータは、ＮＦＣ機能を含み得、それは、製品アプリが、新しいシステムアドミニストレータと最初に通信する時に、ＮＦＣをサポートするそれらのスマートフォンとのＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者ピアツーピア通信リンクを自動的に確立するために使用し得る。このプロセスは、一般に「ブートストラップ」と呼ばれ、当業者によって知られている通信を初期化するための確立された方法である。
【００５４】
前述のステップは、本発明の範囲から逸脱することなく、異なる順序で実行されるか、変更されるか、またはあるステップが追加もしくは完全に省略され得ることが理解されるであろう。前述のシステムは、本発明の範囲から逸脱することなく、さまざまに変更できることも当業者によって理解されるであろう。ほんの一例として、無線通信２０２、システムマイクロコントローラ２０８、万年クロックカレンダー２０４およびインタフェース接続２０６の要素が、単一または様々なＳｏＣまたはＳｉＰに統合され得る。
【００５５】
図３は、照明モジュール３００の好ましい機能要素を示す。照明モジュール３００は、好ましくは、無線通信３０２、万年クロックカレンダー３０４、電力変換および制御３０６、内臓メモリを備えたシステムマイクロコントローラ３０８、およびアンテナ３１０を含む。いくつかの好ましい実施形態では、システムマイクロコントローラ３０８が、内臓メモリに加えて、またはその代わりに、外部メモリをサポートするのが好ましくあり得る。いくつかの好ましい実施形態では、無線通信３０２は、２つ以上のアンテナを有し得る。いくつかの好ましい実施形態では、万年クロックカレンダーは、完全に省略され得るか、またはシステムマイクロコントローラ３０８の一部を形成し得る。
【００５６】
システムマイクロコントローラ３０８とシステムアドミニストレータ２００との間のコマンドおよび応答は、照明モジュール３００内の無線通信３０２およびアンテナ３１０ならびにシステムアドミニストレータ２００内の無線通信２０２およびアンテナ２１０によってサポートされる無線周波数無線リンクを通して伝達されるが、好ましい実施形態では、追加のアンテナが、特に照明モジュールと通信するための専用のシステムアドミニストレータ内に含まれ得る。
【００５７】
無線通信３０２は、好ましくは、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）メッシュ通信機能を提供する任意の数の無線装置、送受信機、コントローラおよびアンテナを含む。無線通信機能は、任意の数の個別の無線装置、アンテナ、送受信機およびコントローラを、個別に、まとめて、またはＳｉＰもしくはＳｏＣとして、のいずれかで、使用することにより達成され得る。１つの好ましい実施形態では、無線通信３０２は、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）  Ｌｉｇｈｔ  Ｌｉｎｋ規格をサポートするように構成され得る。
【００５８】
電力変換および制御３０６は、好ましくは、外部照明安定器３１２が照明モジュール３００に接続できるようにする物理入力接続を含む。本明細書では、用語「安定器（ｂａｌｌａｓｔ）」は、最新の照明システムで一般に使用される低電圧電力供給を指し、その構造および実装は確立されて、当業者に良く知られている。ほんの一例として、安定器３１２は、低電圧多面反射鏡（ＭＲ）白熱またはＬＥＤライトを点灯するために、２４０ボルトの電源電力を１２ボルトに変換するために使用され得る。１つの好ましい実施形態では、照明モジュール入力接続は、好ましくは、ＧＵ５．３の２ピン標準に準拠し得る。
【００５９】
電源電力は、外部安定器を必要とすることなく、ある照明を点灯するために使用できる。例えば、照明モジュール入力接続は、安定器を使用することなく、電源電力を受け入れるように構成され得る。照明モジュール入力接続は、必要に応じて、ＧＵ１０の回してロック（ｔｕｒｎ−ａｎｄ−ｌｏｃｋ）標準に準拠するように構成され得る。
【００６０】
電力変換および制御３０６は、好ましくは、ランプまたは照明が、照明モジュール３００に接続されて、それから電力を供給できるようにする物理出力接続を含む。照明モジュール３００の出力接続は、好ましくは、必要に応じて、ＧＵ５．３の２ピン標準またはＧＵ１０の回してロック標準に準拠し得る。照明モジュール３００は、２つ以上のライトまたは照明に電力を供給するように設計され得る。
【００６１】
電力変換および制御３０６は、好ましくは、ランプ／照明３１４への電力を制御することに加えて、照明モジュール３００を作動する電力を制御するように構成され得る。
【００６２】
最も一般的な電源電圧ランプのタイプは、白熱および蛍光である。ハロゲンランプは、白熱の一形態であり、ＣＦＬランプは、蛍光灯の一形態である。白熱灯技術は、加熱されたフィラメントに基づいており、印加する電圧を変更することにより調光でき、他方、蛍光灯技術は、プラズマアークに基づいており、電流フローを変更することにより調光できる。いくつかの調光技術が、電源電圧白熱および蛍光灯に対して確立されており、さらなる詳細なしで、当業者には容易に明らかであろう。
【００６３】
白熱灯、特に、ＭＲ１６フォームファクタのハロゲンランプに対する直接の置換えとして製造されている電源電力のＬＥＤランプもある。これらの装置は、最大電流を超えないことを確実にする電力変換電子機器を含み、それらが、電源電力のハロゲンランプに対する直接の置換えとなるのを可能にする。
【００６４】
照明モジュール３００は、安定器３１２なしで、電源電圧ランプに供給される電力を制御するために使用され得る。この環境では、照明モジュール３００は、好ましくは、電源電力光スイッチと制御されるランプ／照明３１４との間に直接接続される。ユーザーは、スマートフォン１０上で実行している製品アプリを通して、コマンドを照明モジュール３００に、システムアドミニストレータ２００を経由して送信して、ランプのスイッチをオン／オフにするか、または一般に調光と呼ばれる、中間レベルに設定できる。これを行うために、照明モジュール３００は、好ましくは、各電圧の開始を半サイクル遅らせるか、または各電圧を半サイクル早く終了させることにより、ランプに印加されている電源電圧電力の量を制御する。ランプに印加されている電力が、完全な光出力に対して要求される電力に満たないので、ランプによって発せられる光の量が減る。これらの制御方法は、一般に、リーディングエッジおよびトレーリングエッジ調光と呼ばれる。これらの基本的な調光技術に対する他の要件および方法は、照明制御システムの当業者によって理解され得、詳細には説明されないが、それらは、照明３１４によって発せられている光の量を制御できるのと同じ効果がある。
【００６５】
異なる電源電力のランプ技術の機能特性は、あるものはリーディングエッジ調光を使用した方が良く機能し、一方、他のものはトレーニングエッジ調光を使用した方が良く機能するか、またはそれらの適合もしくは変形のようなものである。照明モジュール３００が最適に機能するために、ユーザーは、製品アプリにより、好ましくは、照明モジュール３００に接続されるランプのタイプを指定することが可能である。製品アプリは、好ましくは、選択されたランプのタイプに対して最適な調光方法を構成して、照明モジュール３００に、接続されたランプを調光する際にこの方法を使用するように命令する。製品アプリは、スマートフォン１０、システムアドミニストレータ２００および照明モジュール３００によって形成されたネットワークの一部であるので、ネットワークおよび制御の当業者は、調光制御方法およびパラメータが、本発明の範囲から逸脱することなく、製品アプリ、システムアドミニストレータ２００および／または照明モジュール３００内に保持できることを理解するであろう。
【００６６】
図３を再度参照すると、照明モジュール３００は、低白熱およびＬＥＤランプなどの、低電圧ランプに供給される電力を制御するために使用され得る。低電圧ランプに対して使用される場合、照明モジュール３００は、好ましくは、安定器３１２と、制御されるランプ／照明３１４との間に接続される。照明モジュール３００は、好ましくは、追加の電力供給が要求されないように、それが動作するために必要とする少量の電力を安定器３１２から取るように構成される。
【００６７】
最も一般的な低電圧ランプのタイプはハロゲンおよびＬＥＤである。ハロゲンランプは、白熱灯の一形態であり、ＬＥＤは半導体素子である。ハロゲンランプ技術は、加熱されたフィラメントに基づいており、印加する電圧を変更することにより調光でき、他方、ＬＥＤランプ技術は、ソリッドステート半導体に基づいており、ダイオードを流れる電流フローを変更することにより調光できる。ＭＲ１６フォームファクタのハロゲンランプに対する直接の置換えとして製造されている低電圧ＬＥＤランプがある。これらの装置は、最大電流を超えないことを確実にする電力変換電子機器を含み、それらが、低電圧電力のハロゲンランプに対する直接の置換えとなるのを可能にする。
【００６８】
ユーザーは、スマートフォン１０上で実行している製品アプリを通して、照明モジュール３００にコマンドを、システムアドミニストレータ２００を経由して送信して、ランプのスイッチをオン／オフにするか、または一般に調光と呼ばれる、中間レベルに設定できる。これを行うために、照明モジュール３００は、好ましくは、動作電圧がＤＣであると知られることを確実にするために、安定器からの入力電圧をまず整流して平滑にすることにより、ランプに印加されている低電圧電力の量を制御する。照明３１４内のランプがハロゲンである場合、ランプ全体に印加される平均電圧は、ランプの最大定格電圧を超えないことを確実にしながら、白熱灯の電源電力調光のために使用されるリーディングエッジ調光器機能をシミュレートするパルス幅変調方式によって変更される。照明３１４内のランプがＬＥＤである場合、ランプを流れる平均電流は、ランプの最大定格電流を超えないことを確実にしながら、パルス幅変調方式によって変更される。両方のランプタイプが保護されることを確実にするために、照明に印加される電圧および照明によって引き込まれる電流の広範囲に及ぶ監視および制御が、電力変換および制御３０６によって実行される。
【００６９】
必要に応じて、照明モジュール３００は、照明安定器機構に組み込まれるか、もしくはその一部を形成するか、またはＬＥＤ照明に組み込まれるか、もしくはその一部を形成し得る。必要に応じて、安定器、照明モジュールおよび１つまたは複数のＬＥＤランプが、好ましくは、完全なＬＥＤ照明を形成するために単一の装置として構築され得る。
【００７０】
必要に応じて、照明モジュール３００は、光スイッチに組み込まれるか、もしくはその一部を形成し得る。
【００７１】
照明モジュール、安定器およびランプ／照明間の物理的な相互接続方法が、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な異なるプラグおよびレセプタクルのタイプによって実行され得ることが理解されるであろう。
【００７２】
図４は、スマートフォン１０、システムアドミニストレータ２００ならびに複数の照明モジュール３００ａ、３００ｂ、および３００ｃ、ならびに要素の各々を接続する通信システムの例示的な構成を示すシステム１００の図的表現である。Ｗｉ−Ｆｉ  ＷＬＡＮは、アクセスポイント４００を有する。アクセスポイント４００は、インターネット接続４０２を有する。ＷＬＡＮ通信は、好ましくは、アクセスポイント４００を通過する。システムアドミニストレータ２００がネットワークＷｉ−Ｆｉ装置として構成される場合、それは、好ましくは、アクセスポイント４００のクライアントとして動作する。スマートフォン１０が、ネットワークＷｉ−Ｆｉ装置として実行しているシステムアドミニストレータ２００と通信するために、スマートフォン１０も、好ましくは、アクセスポイント４００にクライアントとして接続される。スマートフォン１０からのメッセージが、次いで、アクセスポイント４００を通ってシステムアドミニストレータ２００に渡る。スマートフォン１０がアクセスポイント４００の無線範囲内にない場合、それはなお、インターネット接続４０２を経由してアクセスポイント４００と通信することが可能であり得る（そのように構成されている場合）。インターネット接続を通じたスマートフォンとアクセスポイントとの間の通信は、当業者には良く理解されるであろう。
【００７３】
ネットワークＷｉ−Ｆｉ装置として動作することに加えて、またはその代わりに、システムアドミニストレータ２００は、Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者として構成され得る。その場合、スマートフォン１０は、他のいかなる装置も必要とすることなく、システムアドミニストレータ２００にピアツーピアで直接、無線接続できる。したがって、（１）アクセスポイント４００はピアツーピア通信に必要でないこと、（２）通信リンクは、「必要に応じて」形成され得ること、および（３）そのスマートフォン１０は直接通信リンクを確立するためにシステムアドミニストレータ２００のラジオレンジ内にある必要があること、が分かる。
【００７４】
ネットワークＷｉ−Ｆｉ接続およびＷｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者接続は、利便性およびセキュリティの異なる混合を提供することが理解され得る。ネットワークＷｉ−Ｆｉ装置として動作するシステムアドミニストレータは、アクセスポイントがインターネット接続を有する場合、スマートフォンによって遠隔制御され得るが、システムアドミニストレータは、その結果、外部の世界にさらされるようになり、ハッキングなどの外的脅威に対して脆弱になり得る。代替として、Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔ接続は、その制限された無線範囲およびピアツーピアアーキテクチャのおかげで、より高いレベルのセキュリティを提供する。動作モード間のバランスは、通常、主観的であり、目前の用途によって決まる。場合によっては、ＷＬＡＮの可用性などのインフラストラクチャの制約が、動作モードをさらに制限し得る。
【００７５】
１つの好ましい実施形態では、製品アプリは、好ましくは、ユーザーの用途および個人的好みに最も良く合うように、ユーザーがシステムアドミニストレータ２００を、Ｗｉ−Ｆｉ  Ｄｉｒｅｃｔアクセスポイント／グループ参加者、ネットワークＷｉ−Ｆｉ装置、または両方の並行動作として構成するのを可能にする。
【００７６】
図４を再度参照すると、システムアドミニストレータ２００は、好ましくは、照明モジュール３００ａ、３００ｂ、および３００ｃとＺｉｇｂｅｅ（登録商標）を使用して無線で通信する。Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）は、無線メッシュネットワーク規格であり、それにより、システムアドミニストレータ２００と任意の照明モジュールとの間の通信がメッシュネットワーク全体にわたってルーティングされて、受信側に向かう途中で中間装置を通過する。ほんの一例として、コマンドデータを照明モジュール３００ｂに送信したいシステムアドミニストレータ２００は、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）メッシュネットワーク内の１つの照明モジュール（例えば、照明モジュール３００ａ）と通信できる必要があるだけであり、照明モジュール３００ｂとピアツーピアで直接通信できる必要はない。図４では、システムアドミニストレータ２００は、照明モジュール３００ａとのアクティブなＺｉｇｂｅｅ（登録商標）通信リンクを有していると示されている。システムアドミニストレータから照明モジュール３００ｂへのコマンドは、照明モジュール３００ａを通過し、そこで、コマンドがメッシュネットワークに伝搬される。メッシュ技術に応じて、コマンドは、照明モジュール３００ｃを通過して照明モジュール３００ｂに到達し得るか、または照明モジュール３００ａから直接照明モジュール３００ｂに移動し得る。Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）無線メッシュネットワークのプロトコルおよび動作は、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）  Ａｌｌｉａｎｃｅによって決定される規格および仕様であり、当業者によって知られている。
【００７７】
Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）無線メッシュネットワークは、広範囲な物理領域にわたる装置を制御するための非常に強力な手段を提供するが、スマートフォンはネイティブのＺｉｇｂｅｅ（登録商標）通信機能を含んでおらず、従って、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）無線メッシュネットワークと直接インタフェースをとることができないことが理解され得る。スマートフォン１０上で実行している製品アプリが、制御データを照明モジュールに送信するために、それは、好ましくは、必要なコマンドを、システムアドミニストレータ２００に、システムアドミニストレータの選択された構成に応じて、ピアツーピアまたはＷＬＡＮ経由のいずれかで、送信するであろう。システムマイクロコントローラ２０８は、好ましくは、制御データを製品アプリから受信して、任意の必要な処理を実行し、コマンドをそのＺｉｇｂｅｅ（登録商標）通信機能を介して、照明モジュールによって作成されたＺｉｇｂｅｅ（登録商標）メッシュに送信し、受信側の照明モジュール（複数可）によりそのコマンドを実行するであろう。システムアドミニストレータ２００は、製品アプリからのコマンドが、照明モジュールがユーザーによって意図された通りの機能を実行するために必要なフォーマットで、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）無線メッシュネットワークに移されるのを確実にするために必要な任意の計算タスクを実行し得る。照明と共に使用するために、システムアドミニストレータは、好ましくは、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）  Ｌｉｇｈｔ  Ｌｉｎｋ規格を組み込んで、照明モジュール機能を制御するために指定されたコマンドプロトコルを利用する。
【００７８】
スマートフォン１０上で実行している製品アプリは、好ましくは、照明モジュールが命名されて、製品アプリ内で便宜のためにグループ化されるのを可能にして、好ましくは、製品アプリからの単一のコマンドが、照明モジュールの指定されたグループを同時に制御するのを可能にする。ほんの一例として、ユーザーは、典型的な家屋の居間に設置された４つの照明モジュールから「Ｌｏｕｎｇｅ  Ｒｏｏｍ」と呼ばれるグループを作成し得る。ユーザーは、製品アプリを通じて、照明のＬｏｕｎｇｅ  Ｒｏｏｍグループのスイッチをオフにすることを選択し得、製品アプリは、好ましくは、選択されたオフコマンドを実行するために、４つの照明モジュールの指定されたグループにコマンドを送信する。ネットワークおよび制御の当業者は、グループ化方法およびパラメータは、本発明の範囲から逸脱することなく、製品アプリ、システムアドミニストレータ２００および／または照明モジュール３００内に格納できることを理解するであろう。
【００７９】
追加の照明モジュールが、必要に応じて、システム全体に追加され得ると考えられ、それは本発明の範囲内である。メッシュ技術に伴う要件の１つは、新しいメッシュノードは通常、そのメッシュノードがネットワークに参加するために必要なパラメータで構成されるために、オーサリング装置の近くに配置される必要があることである。システムアドミニストレータ２００は、好ましくは、新しい照明モジュールをそのＺｉｇｂｅｅ（登録商標）無線メッシュネットワークのノードとしてオーサリングすることが可能である。システムアドミニストレータ２００は、好ましくは、照明モジュールの電力入力接続に適合する組込み電源コンセント２１２（図２）を提供して、照明モジュールが、そのマイクロプロセッサおよび無線通信システムを実行する目的で、プラグを差し込み、システムアドミニストレータ２００から電力を受け入れるのを可能にして、システムアドミニストレータと通信し、システムアドミニストレータのＺｉｇｂｅｅ（登録商標）無線メッシュネットワークへのオーサリングのためのパラメータの入力を受け取る。製品アプリは、好ましくは、新しい照明モジュールのオーサリングを管理するように構成される。製品アプリは、好ましくは、システムアドミニストレータ２００をオーサリングモードにして、それが、新しい照明モジュールを検索し、必要なパラメータを新しい照明モジュールにロードして、それがシステムアドミニストレータのメッシュネットワークにノードとして参加できるようにするために使用される。
【００８０】
装置をＺｉｇｂｅｅ（登録商標）ネットワーク上にオーサリングするプロセスは、当業者によって良く理解されているであろう。好ましくは、システムアドミニストレータ２００は、オーサリングの目的で、照明モジュールに電力を供給して、装置の近接近を確実にする手段を有する。照明モジュールがオーサリングされた後、システムアドミニストレータのメッシュネットワークのためのパラメータの全てが、照明モジュールの不揮発性メモリに格納され得る。照明モジュールは、次いで、システムアドミニストレータからプラグを抜かれて、その必要な位置に物理的に設置できる。再度、電源が入れられると、照明モジュールは、その不揮発性メモリに保存されたパラメータを使用して、システムアドミニストレータのメッシュネットワークに参加する。
【００８１】
好ましくは、照明モジュール３００のプラグをシステムアドミニストレータ２００の電力出力２１２に差し込むと、システムアドミニストレータ２００および照明モジュール３００が自動的にオーサリングを開始する。オーサリングは、その場で、またはシステムアドミニストレータおよび１つまたは複数の照明モジュールの集合として出荷される場合は、製造業者から出荷する前に、達成され得る。
【００８２】
１つの好ましい実施形態では、システムアドミニストレータ２００は、照明モジュール３００が電力供給されて、メッシュネットワークまたはシステムアドミニストレータ２００の無線範囲内にある限り、照明モジュール３００を、その場で、メッシュノードとして無線でオーサリングし得る。
【００８３】
前述のステップは、本発明の範囲から逸脱することなく、異なる順序で実行されるか、変更されるか、またはあるステップが追加もしくは完全に省略され得ることが理解されるであろう。前述のシステムは、本発明の範囲から逸脱することなく、さまざまに変更できることも当業者によって理解されるであろう。
【図１】
2016517199.tif 000003
【図２】
2016517199.tif 000004
【図３】
2016517199.tif 000005
【図４】
2016517199.tif 000006
【国際調査報告】
2016517199.tif 000007
2016517199.tif 000008
2016517199.tif 000009