УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, СИСТЕМА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ОСВЕЩЕНИЕМ
CONTROL DEVICE, ILLUMINATION CONTROL SYSTEM AND METHOD

Группа изобретений относится к области систем управления, а именно к системе из связанных между собой регулируемых источников света, и может использоваться для организации освещения складов, промышленных и торговых помещений и открытых пространств.
Известна система освещения и способ управления ею по патенту РФ №2530310 (опубликован 20.01.2015 г.), которая содержит источники света для общего освещения, а также источники света для местного освещения, предназначенные для освещения предварительно определенной зоны, такой как рабочее место, например, с переменной яркостью. Множество датчиков присутствия предусмотрено для детектирования присутствия в ряде зон присутствия. Источники света для общего освещения и источники света для местного освещения управляются датчиками присутствия. Каждый датчик присутствия выполнен с возможностью осуществления беспроводной связи с другими датчиками. При этом после детектирования присутствия, в одной зоне датчики присутствия, детектирующие присутствие, активируют, по меньшей мере, один источник света для общего освещения и отправляют сигнал управления на другие датчики присутствия для активации других источников света для общего освещения, и яркость группы источников света для местного освещения, освещающих занятую зону устанавливается на уровень выше, чем яркость оставшихся источников света для местного освещения.
Недостатками системы освещения являются необходимость для организации работы системы наличия большого числа датчиков присутствия, неудобство настройки, поскольку для настройки или перестройки системы требуется перенастройка датчиков, то есть требуются работы на высоте размещения осветителей (а это обычно 10-15 метров в реальных промышленных осветительных системах), а также ограниченность применения, так как система не предусматривает возможности задания долгосрочных планов освещения, сбора статистики и перестройки системы под изменяющиеся задачи. Работа системы основана исключительно на, связанных между собой, датчиках присутствия и при выходе датчика из строя работоспособность системы утрачивается. В системе освещения используются источники освещения с регулируемой яркостью, что приводит к удорожанию системы освещения.
Технический результат, на получение которого направлено изобретение, является экономия электроэнергии за счет создания системы освещения, а также устройства управления и способа управления такой системой, обеспечивающих возможность задания долгосрочных планов освещения территорий или помещений, и их выполнения при отсутствии связи оконечных устройств с управляющим устройством, а также сбора статистической информации и перестройки системы под изменяющиеся задачи, причем все оконечные устройства характеризуются одинаковым устройством с простым управлением подключенных к ним источников света путем включения/выключения.
Технический результат достигается в системе освещения, представляющей собой программно-аппаратный комплекс, содержащей, по крайней мере, одно управляющее устройство, по крайней мере, два оконечных устройства, а с каждым оконечным устройством соединен, по крайней мере, один, коммутируемый им, источник света, при этом в оконечном устройстве обеспечена компоновка, содержащая функциональный блок коммутации (включения/выключения) сети питания источника света, функциональный блок шифрования и дешифрования сигналов, функциональный блок памяти, и функциональный блок маршрутизатора беспроводной сети, обеспечивающий связь оконечных устройств с маршрутизаторами соседних оконечных устройств и через них с управляющим устройством системы освещения, а также функциональный блок замеров токов и напряжений источников света. Оконечное устройство выполнено с возможностью передачи информации о состоянии, соединенного с ним, по крайней мере, одного источника света управляющему устройству и другим оконечным устройствам. За счет функционального блока памяти, оконечное устройство выполнено с возможностью хранения загружаемой информации о плане работы оконечного устройства, и источников света а также с возможностью сбора и сохранения информации о параметрах работы коммутируемых оконечным устройством источников света. Оконечное устройство выполнено с возможностью исполнения команд согласно плану работы оконечного устройства, путем коммутации (включения/выключения) сети питания, по крайней мере, одного источника света, в том числе при отключенном или вышедшим из строя управляющем устройстве. Оконечное устройство также выполнено с возможностью, в случае выхода из строя какого-либо или всех содержащихся в нем функциональных блоков, обеспечения постоянного подключения источника света к сети питания. Функциональный блок шифрования/дешифрования выполнен с возможностью обеспечения независимой работы оконечных устройств соседствующих систем освещения, организованных подобным образом. Система освещения выполнена с избыточным количеством изначально выключенных источников света с целью компенсации снижения освещенности при деградации источников света к концу срока службы.
Система освещения также может содержать источники информации для формирования сигналов управления, в качестве которых могут использоваться датчики освещенности и/или датчики движения, и/или датчики шума, и/или присутствия, и другие виды датчиков. Система освещения выполнена с возможностью удаленного подключения к системе оконечных устройств и с возможностью удаленной настройки источников информации для формирования сигналов управления, а также с возможностью обмена данными между оконечными устройствами, полученными от источников информации для формирования сигналов управления.
Система освещения, в случае необходимости расширения или изменения требований к системе освещения, может быть дополнена оконечными устройствами, и/или источниками информации для формирования сигналов управления.
Технический результат достигается также с помощью управляющего устройства системы освещения, где обеспечена компоновка, которая содержит функциональный блок формирования управляющих сигналов для оконечных устройств, функциональный блок сбора информации с оконечных устройств, функциональный блок анализа полученной от оконечных устройств информации, функциональный блок формирования планов работы системы освещения, функциональный блок памяти, функциональный блок интерфейса для ввода планов работы системы освещения, функциональный блок шифрования и дешифрования сигналов, функциональный блок приемопередающего устройства, обеспечивающий беспроводной обмен информацией управляющего устройства с маршрутизаторами оконечных устройств, обеспечивающими передачу планов работы системы и оконечных устройств на оконечные устройства, удаленные от управляющего устройства. Управляющее устройство выполнено с возможностью выдачи управляющих сигналов на оконечные устройства и сбора информации от оконечных устройств. Управляющее устройство выполнено с возможностью загрузки управляющих планов и получения информации о состоянии системы освещения.
В управляющем устройстве также может обеспечиваться компоновка, которая содержит также функциональный блок сбора и анализа информации с источников информации для формирования сигналов управления, при условии их наличия в системе, а также функциональный блок настройки источников информации для формирования сигналов управления и функциональный блок интерфейса для настройки источников информации для формирования сигналов управления.
Управляющее устройство может быть выполнено в виде отдельного модуля или модуля, встраиваемого в источник информации для формирования сигналов управления, в качестве которого может использоваться датчик освещенности или датчик движения.
Технический результат достигается также в способе управления системой освещения, в котором пользователь удаленно подключает к системе освещения источники информации для формирования сигналов управления к оконечным устройствам и удаленно настраивает эти источники с помощью интерфейса для настройки источников информации для формирования сигналов управления, загружает, в том числе в режиме удаленного доступа, с помощью интерфейса для ввода планов работы системы освещения, план работы системы освещения в управляющее устройство системы освещения, а управляющее устройство собирает информацию от оконечных устройств, собирает информацию от подключенных к системе освещения источников информации для формирования сигналов управления, определяет соответствие информации, полученной от элементов системы освещения загруженному плану управления, формирует управляющие сигналы для оконечных устройств согласно загруженному плану работы системы, шифрует управляющие сигналы, направляет на оконечные устройства план работы каждого конкретного оконечного устройства с помощью маршрутизаторов оконечных устройств, а каждое оконечное устройство дешифрует поступившие управляющие сигналы, загружает в функциональный блок памяти оконечного устройства план работы этого оконечного устройства, соответствующего общему плану работы системы освещения, коммутирует источник/источники света оконечного устройства в соответствии с планом работы оконечного устройства. В способе, при деградации источников света к концу срока службы, управляющее устройство осуществляет подключение ранее установленных первоначально выключенных избыточных источников света с целью компенсации снижения освещенности. В способе управляющее устройство осуществляет регулировку уровня освещенности за счет изменения числа включенных источников света. В способе для снижения пусковых токов и общей нагрузки на электрическую сеть управляющее устройство осуществляет режим плавного включения освещения путем последовательного включения необходимого числа источников света с регулируемым временем задержки включения. В способе управляющее устройство анализирует и накапливает информацию, полученную от оконечных устройств и, при наличии в системе освещения источников информации для формирования сигналов управления, информацию, полученную от этих источников, а также осуществляет статистическую обработку накопленной информации. На основе полученных статистических данных о потреблении энергии, о наработке количества часов элементами системы освещения, о количестве отказов элементов системы освещения, о работоспособности системы освещения, в способе управляющее устройство или пользователь изменяет план работы системы освещения с целью более рационального использования электроэнергии при выполнении конкретного плана работы системы освещения. В способе, на основе анализа статистической информации, управляющее устройство осуществляет прогнозирование потребления энергии, объема необходимого технического обслуживания источников света и оконечных устройств, и оценку результатов для различных планов работы системы освещения. В способе управляющее устройство выдает рекомендации пользователю по результатам анализа статистической информации и прогнозирования для конкретных планов работы системы с учетом индивидуальных требований пользователя. В способе в управляющее устройство пользователь вводит шаблоны планов работы системы освещения для различных задач, в том числе для целей архитектурной подсветки, для уличного освещения, для промышленного освещения, для освещения складов, для освещения паркингов, для освещения офисных помещений, для освещения торговых помещений, для освещения коридоров, для освещения в аварийной ситуации. В способе пользователь выбирает один из шаблонов планов работы системы освещения или формирует, с помощью интерфейса для ввода планов работы системы освещения, план работы для пользовательских условий. При возникновении аварийных ситуаций в системе освещения управляющее устройство формирует сигнал оповещения об аварии и включает настраиваемый аварийный план работы системы освещения.
На фиг.1 показана схема реализации системы освещения. П - пользователь, 1 - управляющее устройство, 2.1, 2.2….2.N - оконечные устройства, 3 - источник света, 4 - функциональный блок коммутации, 5 - функциональный блок шифрования и дешифрования, 6 - функциональный блок памяти, 7 - функциональный блок маршрутизатора беспроводной сети, 8 - функциональный блок формирования управляющих сигналов для оконечных устройств, 9 - функциональный блок сбора информации с оконечных устройств, 10 - функциональный блок анализа полученной от оконечных устройств информации, 11 - функциональный блок формирования планов работы системы освещения, 12 - функциональный блок памяти, 13 - функциональный блок интерфейса для ввода планов работы системы освещения, 14 - функциональный блок шифрования и дешифрования сигналов, 15 функциональный блок приемопередающего устройства, 16 - функциональный блок сбора и анализа информации с источников информации для формирования сигналов управления, 17 - функциональный блок настройки источников информации для формирования сигналов управления, 18 - функциональный блок интерфейса для настройки источников информации для формирования сигналов управления, 19 - датчик освещенности, 20 - датчик движения.
Изобретение может быть реализовано следующим образом. Система освещения содержит управляющее устройство 1, оконечные устройства 2, а к каждому оконечному устройству 2 подключен, по крайней мере, один источник света 3, при этом в оконечном устройстве 2 содержится функциональный блок коммутации (включения/выключения) сети питания источника света 4, функциональный блок шифрования/дешифрования сигналов 5, функциональный блок памяти 6, функциональный блок маршрутизатора 7 беспроводной сети, обеспечивающий связь оконечных устройств 2 с маршрутизаторами 7 соседних оконечных устройств 2 и через них с управляющим устройством 1 системы освещения, функциональный блок замеров токов и напряжений 8 подключенных к оконечному устройству 2 источников света 3. Система освещения выполнена с избыточным количеством источников света 3 с целью компенсации снижения освещенности при деградации источников света 3 к концу срока их службы. Управляющее устройство 1 системы освещения содержит функциональный блок формирования управляющих сигналов для оконечных устройств 9, функциональный блок сбора информации с оконечных устройств 10, функциональный блок анализа полученной от оконечных устройств информации 11, функциональный блок формирования планов работы системы освещения 12, функциональный блок памяти 13, функциональный блок интерфейса для ввода планов работы системы освещения 14, функциональный блок шифрования/дешифрования сигналов 15, функциональный блок приемопередающего устройства 16, функциональный блок 17 сбора и анализа информации с источников информации для формирования сигналов управления, функциональный блок 18 настройки источников информации для формирования сигналов управления, функциональный блок интерфейса 19 для настройки источников информации для формирования сигналов управления. Система освещения также содержит датчик освещенности 20 и датчик движения 21. Управляющее устройство 1 встроено в корпус датчика освещенности 20.
Пользователь П удаленно подключает датчик освещенности 20 к оконечному устройству 2.2, а датчик движения 21 к оконечному устройству 2.N и удаленно настраивает эти датчики с помощью интерфейса 19, загружает, в режиме удаленного доступа, с помощью интерфейса 14 план работы системы освещения в управляющее устройство 1, а управляющее устройство 1 собирает информацию от оконечных устройств 2.1, 2.2,… 2.N , собирает информацию от датчика освещенности 20 и датчика движения 21, определяет соответствие информации, полученной от элементов системы освещения загруженному плану управления, формирует управляющие сигналы для оконечных устройств 2.1, 2.2,… 2.N согласно загруженному плану работы системы, шифрует управляющие сигналы, направляет на оконечные устройства 2.1, 2.2,… 2.N план работы каждого конкретного оконечного устройства с помощью маршрутизаторов 7 оконечных устройств 2.1, 2.2,… 2.N, а каждое оконечное устройство дешифрует поступившие управляющие сигналы, загружает в функциональный блок памяти 6 план работы этого оконечного устройства, соответствующего общему плану работы системы освещения, коммутирует (включает или выключает) источник света 3 оконечного устройства в соответствии с планом работы оконечного устройства. При деградации источников света 3 к концу срока службы, управляющее устройство 1 осуществляет подключение ранее установленных избыточных оконечных устройств из числа 2.1, 2.2,… 2.N, которые включают содержащиеся в них источники света 3 с целью компенсации снижения освещенности. Управляющее устройство 1 осуществляет регулировку уровня освещенности за счет изменения числа включенных источников света 3. Для снижения пусковых токов и общей нагрузки на электрическую сеть управляющее устройство 1 осуществляет режим плавного включения освещения путем последовательного включения необходимого числа источников света 3 с регулируемым временем задержки включения. Управляющее устройство 1 анализирует, накапливает и осуществляет статистическую обработку информации, полученной от оконечных устройств 2.1, 2.2,… 2.N, от датчика освещенности 20 и от датчика движения 21. На основе полученных статистических данных о потреблении энергии, о наработке количества часов элементами системы освещения, о количестве отказов элементов системы освещения, о работоспособности системы освещения, управляющее устройство 1 или пользователь П изменяет план работы системы освещения с целью более рационального использования электроэнергии при выполнении конкретного плана работы системы освещения. На основе анализа статистической информации, управляющее устройство 1 осуществляет прогнозирование потребления энергии, объема необходимого технического обслуживания источников света 3 и оконечных устройств 2, и оценку результатов для различных планов работы системы освещения. Управляющее устройство 1 выдает рекомендации пользователю П по результатам анализа статистической информации и прогнозирования для конкретных планов работы системы с учетом индивидуальных требований пользователя. В управляющее устройство 1 пользователь П вводит шаблоны планов работы системы освещения и выбирает один из шаблонов планов работы системы освещения или формирует, с помощью интерфейса 14, план работы для пользовательских условий. При возникновении аварийных ситуаций в системе освещения управляющее устройство 1 формирует сигнал оповещения об аварии и включает настраиваемый аварийный план работы системы освещения.
Таким образом, достигается технический результат, создана система освещения, а также устройство и способ управления такой системой, обеспечивающие возможность задания долгосрочных планов освещения территорий или помещений, а также сбор статистической информации и перестройки системы под изменяющиеся задачи, причем все оконечные устройства характеризуются одинаковым устройством с простым управлением источников света путем включения/выключения.