ЛАМПЫ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ
LAMPS WITH POSSIBILITY OF WIRELESS COMMUNICATION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее раскрытие относится к компоновке ламп с возможностью беспроводной связи, таких как модернизированные светодиодные (LED) замены для традиционных люминесцентных ламп или ламп накаливания.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Светильник (осветительное устройство) является устройством, содержащим по меньшей мере одну лампу для излучения света, и любой соответствующий разъем, опору и/или корпус. Светильник может принимать любую из множества форм, например, форму общепринятого потолочного или настенного светильника, свободностоящего светильника или бра, или менее общепринятую форму, например, форму источника света, встроенного в поверхность или элемент мебели, или форму осветительного устройства любого другого типа для излучения света в окружающую среду. Лампа относится к отдельному светоизлучающему компоненту, находящемуся внутри светильника, причем в каждом светильнике может быть одна или несколько ламп. Лампа может также принимать любую из некоторого количества форм, например, форму светодиодной лампы, газоразрядной лампы, или лампы накаливания. Все более популярной формой лампы становится модернизированная светодиодная лампа, содержащая один или несколько светодиодов в качестве средства, с помощью которого излучается свет, но выполненная с возможностью модернизации светильника, спроектированного для традиционной лампы накаливания или люминесцентной лампы.
Светильник или даже отдельная лампа могут быть также снабжены интерфейсом беспроводной связи, позволяющим светильнику или лампе быть управляемыми дистанционно посредством команд управления освещением, принимаемых от пользовательского устройства, такого как смартфон, планшет, компактный портативный компьютер или настольный компьютер, или от беспроводного настенного переключателя; и/или на основе показаний датчиков, принимаемых от одного или нескольких дистанционных датчиков. В настоящее время, интерфейс связи может содержаться прямо в самой лампе (например, в концевой крышке модернизированной замены для лампы накаливания или люминесцентной лампы). Например, это может позволить пользователю, посредством пользовательского устройства, включать и выключать свет лампы, регулировать уровень освещения в сторону увеличения или уменьшения, изменять цвет излучаемого света, и/или создавать динамический (изменяющийся во времени) световой эффект. В одной форме, интерфейс связи выполнен с возможностью приема команд управления освещением и/или совместного использования данных датчиков посредством технологии локального, ближнего радиодоступа, такой как технология Wi-Fi, 802.15.4, ZigBee или Bluetooth. Такие лампы могут иногда называться «подключаемыми-к-сети».
Подключаемая-к-сети лампа одного типа является моментально устанавливаемой лампой на «трубчатых светодиодах» (tube LED - TLED), которая модернизирует светильник, спроектированный для традиционных люминесцентных ламп. Согласно подходу моментально устанавливаемых TLED-ламп, существующее пускорегулирующее устройство люминесцентных ламп с фиксированным выходом, держатели TLED-ламп, а также вся электрическая проводка внутри светильника остаются неизмененными. Посредством прямой замены ламп, существующие «глухие» люминесцентные лампы (или даже «глухие» TLED-лампы) могут быть заменены на регулируемые подключаемые-к-сети TLED-лампы, каждая из которых имеет отдельное, встроенное устройство беспроводной радиосвязи.
Однако, проект по замене всех устаревших ламп в некотором офисе на TLED-лампы и т.п., потребует процесса ввода в эксплуатацию.
Рассмотрим процесс ввода в эксплуатацию компоновки беспроводных светильников, в которой беспроводной интерфейс включен в корпус каждого светильника на основе принципа включения в каждый светильник (в противоположность беспроводному интерфейсу, включаемому в каждую отдельную беспроводную лампу). Для осуществления этого, технический специалист по вводу в эксплуатацию должен стоять под каждым светильником, который он или она намеревается ввести в эксплуатацию (или в пределах его видимости), и выбрать то, что, как он или она считает, является этим светильником на пользовательском интерфейсе инструмента ввода в эксплуатацию (например, специального устройства ввода в эксплуатацию или приложения ввода в эксплуатацию, выполняемого на мобильном пользовательском терминале, таком как смартфон, планшет или компактный портативный компьютер). Инструмент ввода в эксплуатацию затем передает запрос ввода в эксплуатацию, содержащий идентификатор выбранного светильника, и в ответ светильник, имеющий этот идентификатор, будет излучать визуальную индикацию (например, посредством мигания своей лампой (лампами) или отдельным световым индикатором). Таким образом, технический специалист может проверить, действительно ли выбранный светильник является светильником, который он или она намеревается ввести в эксплуатацию. Если это так, то тогда технический специалист подтверждает это на инструменте ввода в эксплуатацию, и в ответ инструмент добавляет подтвержденный светильник в беспроводную сеть для управления осветительными устройствами в последующей рабочей фазе. Технический специалист по вводу в эксплуатацию затем повторяет это для каждого светильника, подлежащего вводу в эксплуатацию (например, для каждого светильника в офисе).
В качестве альтернативы, для идентификации конкретного светильника в процессе ввода в эксплуатацию иногда также применяют способы указания. Одним примером этого является устройство инфракрасного дистанционного управления, прямо указывающее на светильник, имеющий инфракрасный приемник. Другой способ состоит в выборе светильника посредством освещения мощным электрическим фонарем датчика дневного света конкретного светильника.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Рассмотрим теперь случай, когда беспроводной интерфейс включен в состав каждой отдельной беспроводной лампы. В типичных офисных применениях, четыре TLED-лампы включены в состав каждого светильника. Следовательно, решение на основе моментально устанавливаемых подключаемых-к-сети TLED-ламп обеспечивает в результате число беспроводных узлов, в четыре раза большее, чем число беспроводных узлов в конкурирующих подходах, применяющих либо беспроводной комплект обновления светильника (например, продукт Philps Evokit), либо новый беспроводной светильник. Таким образом, существующие решения предшествующего уровня техники для подключаемых-к-сети TLED-ламп будут приводить к очень большим усилиям при вводе в эксплуатацию, вследствие очень большого числа беспроводных узлов на единицу пространства. Т.е., техническому специалисту по вводу в эксплуатацию может потребоваться выполнить описанные выше этапы для каждой лампы, а не только для каждого светильника, посредством выполнения этапа вставания под каждой отдельной лампой или в пределах ее видимости и этапа обеспечения того, чтобы она замигала, для подтверждения ее идентичности, затем выполнения этапа отдельного присоединения каждой лампы к сети управления. Техническому специалисту по вводу в эксплуатацию может также потребоваться идентифицировать, какие лампы являются частью одного и того же светильника, чтобы позволить им быть управляемыми (например, регулируемыми) в виде группы после окончания фазы ввода в эксплуатацию. Дополнительно, такой процесс обычно требует наличия относительно высококвалифицированного технического специалиста по вводу в эксплуатацию.
Для уменьшения трудности ввода в эксплуатацию, таким образом, было бы желательно обеспечить процесс ввода в эксплуатацию, который не требует отдельного ввода в эксплуатацию каждой лампы. Например, этот процесс может быть использован для автоматического предварительного группирования всех TLED-ламп или других таких модернизированных ламп, инсталлированных внутри данного светильника, перед началом ввода в эксплуатацию, чтобы позволить им быть введенными в эксплуатацию в виде группы, и, предпочтительно, также чтобы позволить им быть затем управляемыми через единственный беспроводной адрес в рабочей фазе.
Нижеследующее описание обеспечивает подход для автоматического группирования и ввода в эксплуатацию, для беспроводной системы на основе TLED-ламп или другой такой системы ламп с возможностью беспроводной связи (например, потолочных светильников в конференц-зале или прожекторов в вестибюле гостиницы), который может позволить пользователю, такому как агент по вводу в эксплуатацию или продавец комплексных систем (value-added-reseller - VAR), легче организовать полный комплексный переход на беспроводное управление освещением (например, для управляемых беспроводным способом светодиодных ламп). Инсталляция может быть даже выполнена низкоквалифицированным работником, поскольку в вариантах осуществления настоящего изобретения, с точки зрения пользователя, она должна включать в себя только простую замену ламп. Например, процесс ввода в эксплуатацию, раскрытый здесь, может быть использован для организации бизнеса типа «ассортимент и поток» (причем бизнес типа «ассортимент и поток» включает в себя как продажи через канал оптовых продаж, так и использование «среднеобученной» рабочей силы для проведения работ по замене ламп, вместо специалистов-электриков и высококвалифицированных специалистов по вводу в эксплуатацию).
Кроме проектов по инсталляции новых TLED-ламп и т.п., в вариантах осуществления, процесс, раскрытый здесь, также позволяет обеспечить полевую замену «из коробки» неисправных TLED-ламп (или других таких ламп), позволяющую обеспечить автоматическое группирование без привлечения средства дистанционного управления или специалиста по вводу в эксплуатацию.
Дополнительно, кроме инсталляции или замены TLED-ламп или других беспроводных ламп в одном и том же светильнике, в вариантах осуществления, процесс ввода в эксплуатацию, раскрытый здесь, может быть также применен в других ситуациях, где он является подходящим для обращения с кластером ламп как с группой. В качестве примера, рассмотрим комнату, такую как кухня, с дискретными кластерами прожекторов или других таких местных осветительных устройств: например, кластер прожекторов под навесными шкафами, кластер прожекторов над рабочей поверхностью кухонного острова, и т.д. Другим примером является большая люстра с множественными свечеобразными лампами. В качестве другого примера, с лампами, находящимися в разных зонах комнаты, такой как офис, можно обращаться как с группой, например, одна группа может обеспечиваться для каждого офисного рабочего места.
Согласно одному аспекту, раскрытому здесь, обеспечена первая лампа для использования в качестве одной из множества ламп с возможностью беспроводной связи, причем каждая соответствующая одна из ламп может работать в первом режиме, в котором соответствующая лампа кажется инструменту ввода в эксплуатацию ожидающей ввода в эксплуатацию, и во втором режиме, в котором соответствующая лампа не кажется инструменту ввода в эксплуатацию ожидающей ввода в эксплуатацию, причем каждая из ламп выполнена с возможностью начинать работать в первом режиме как части процесса ввода в эксплуатацию (т.е. каждая лампа выполнена с возможностью участия в процессе ввода в эксплуатацию, и в начале своего участия в процессе ввода в эксплуатацию, каждая лампа начинает работать в первом режиме). Например, первый режим может быть режимом Factory New (FN) (режимом «нового заводского устройства») протокола ZigBee Light Link или другого такого протокола ZigBee, а второй режим может быть не-FN-режимом протокола ZigBee Light Link или другого протокола ZigBee.
Первая лампа выполнена с возможностью выполнения следующих этапов. Сначала, первая лампа инициирует переключение второй одной или нескольких ламп во второй режим (например, не-FN режим), так что во время процесса ввода в эксплуатацию упомянутые одна или несколько вторых ламп не будут казаться инструменту ввода в эксплуатацию ожидающими ввода в эксплуатацию. Предпочтительно, первая лампа выполнена с возможностью выбора упомянутых одной или нескольких вторых ламп, подлежащих такому обращению, на основе нахождения в той же самой пространственно определенной группе, что и первая лампа, например, в том же самом пространственном кластере. А именно, упомянутых одну или несколько вторых ламп выбирают на основе наличия некоторого заданного пространственного соотношения с первой лампой, например, согласно некоторому предопределенному измерению близости, например, на основе нахождения в пределах предопределенной пространственной области, определяемой относительно первой лампы. В особенно предпочтительном применении, первая лампа выполнена с возможностью выполнения упомянутого инициирования переключения упомянутых одной или нескольких вторых ламп во второй режим на основе их нахождения в том же самом светильнике, что и первая лампа. Т.е., упомянутые одна или несколько вторых ламп являются лампами, обнаруживаемыми первой лампой как находящиеся в том же самом светильнике, что и первая лампа (см. ниже).
После упомянутого инициирования переключения упомянутых одной или нескольких вторых ламп во второй режим, первая лампа сама работает в первом режиме (например, в FN-режиме), так что первая лампа будет казаться инструменту ввода в эксплуатацию ожидающей ввода в эксплуатацию и, таким образом, будет совместно представлять первую и вторые лампы для инструмента ввода в эксплуатацию. Первая лампа затем взаимодействует с инструментом ввода в эксплуатацию от имени упомянутых одной или нескольких вторых ламп, для ввода в эксплуатацию упомянутых первой и вторых ламп как группы (существуют различные варианты этого взаимодействия посредством первой лампы, в зависимости от того, контактирует ли первая лампа только вначале с инструментом для инициирования процесса ввода в эксплуатацию между инструментом и вторыми лампами, или она играет большую роль в координировании ввода в эксплуатацию вторых ламп).
Таким образом, посредством искусственного управления режимом Factory New (и т.п.), можно обеспечить автоматический «предварительный ввод в эксплуатацию», в результате чего с лампами автоматически обращаются как с группой в целях ввода в эксплуатацию, причем одна лампа (первая лампа) действует как представитель других ламп. Предпочтительно, упомянутые один или несколько вторых источников света в той же самой группе (например, в том же самом светильнике) являются, таким образом, скрытыми от инструмента ввода в эксплуатацию, и с точки зрения пользователя, выполняющего ввод в эксплуатацию, процесс может продолжаться на основе каждой группы (например, на основе каждого светильника).
В вариантах осуществления, каждая соответствующая лампа выполнена с возможностью переключения во второй режим (например, не-FN режим) в ответ на присоединение к беспроводной сети с заданным протоколом беспроводной сети (например, протоколом ZigBee Light Link). В этом случае, первая лампа может быть выполнена с возможностью выполнения упомянутого переключения упомянутых одной или нескольких вторых ламп во второй режим (например, не-FN режим) посредством излучения первого сообщения, предписывающего вторым лампам присоединиться к первой беспроводной сети, создаваемой первой лампой согласно упомянутому протоколу беспроводной сети, таким образом, первой и вторым лампам предписывается переключиться во второй режим (например, не-FN режим); и упомянутый этап работы первой лампы в первом режиме (например, в FN режиме) может содержать этап выхода первой лампы из первой беспроводной сети, после упомянутого этапа переключения первой и вторых ламп во второй режим (например, не-FN режим), чтобы вернуться в первый режим (например, FN режим) и, таким образом, стать обнаруживаемой инструментом ввода в эксплуатацию.
В вариантах осуществления, первая лампа может быть выполнена с возможностью обнаружения второго сообщения (например, предупредительного сигнала ZigBee), излучаемого каждой из одной или нескольких из упомянутого множества ламп, причем каждое второе сообщение передает атрибут соответствующей лампы (например, идентификатор, такой как его адрес); и первая лампа может быть дополнительно выполнена с возможностью определения того, следует ли ей становиться ведущей в целях процесса ввода в эксплуатацию, посредством сравнения соответствующего атрибута первой лампы с атрибутом, принимаемым в каждом из одного или нескольких обнаруживаемых вторых сигналов, и следует ли ей выполнять вышеупомянутые этапы предварительного ввода в эксплуатацию в состоянии ведущей. Т.е., первая лампа, которая действует как представитель упомянутых одной или нескольких вторых ламп в своей же группе, также действует как ведущая и обращается с упомянутыми одной или несколькими вторыми лампами в своей же группе (например, в том же самом светильнике) как с ведомыми в целях ввода в эксплуатацию, так что она будет предписывать своим соответствующим вторым лампам выполнить одно или несколько действий как часть процесса ввода в эксплуатацию. Первая лампа выбирает себя в качестве ведущей на основе распределенного протокола, в результате чего каждая лампа сравнивает значение, назначенное для нее, со значением того же самого атрибута, назначенным для других ламп, принимаемым в их предупредительных сигналах. Например, ведущая может быть лампой с наименьшим адресом среди обнаруженных адресов.
В вариантах осуществления, первая лампа выполнена с возможностью, после ввода в эксплуатацию упомянутых первой и вторых ламп, позволить следующей лампе из упомянутого множества ламп в дополнительном светильнике или группе стать ведущей для ввода в эксплуатацию ламп дополнительного светильника или группы. Первая лампа осуществляет это посредством указания в сообщении от первой лампы, что (не смотря на тот факт, что она перешла обратно в первый режим и передает предупредительные сигналы) первая лампа уже была ведущей. Таким образом, это не будет учитываться снова распределенным протоколом для выбора следующей ведущей.
Ввод в эксплуатацию, который выполняется на основе группы, может содержать одну или несколько операций из некоторого количества возможных операций ввода в эксплуатацию.
Например, первая лампа может быть выполнена с возможностью приема идентификаторов одной или нескольких вторых ламп, например, через первую беспроводную сеть (например, локальную сеть ZigBee, созданную между первой и вторыми лампами), или через другое средство, такое как кодированный свет или модуляция нагрузки (см. ниже). Упомянутое взаимодействие с инструментом ввода в эксплуатацию может тогда содержать этап сообщения первой лампой идентификаторов одной или нескольких вторых ламп инструменту ввода в эксплуатацию. Альтернативно, упомянутое взаимодействие может содержать этап приема, от имени первой и вторых ламп, запроса от инструмента ввода в эксплуатацию; и первая лампа может быть выполнена с возможностью, в ответ, отправки к упомянутым одной или нескольким вторым лампам через первую беспроводную сеть сообщения, предписывающего упомянутым одной или нескольким вторым лампам сообщить их собственные соответствующие идентификаторы инструменту ввода в эксплуатацию.
В качестве другого примера, упомянутое взаимодействие может содержать этап приема, от имени упомянутых первой и вторых ламп, запроса от инструмента ввода в эксплуатацию; и первая лампа может быть выполнена с возможностью, в ответ, предписать одной или нескольким из упомянутых первой и вторых ламп создать визуальную индикацию для пользователя инструмента ввода в эксплуатацию, указывающую на совместное группирование упомянутых первой и вторых ламп (например, мигает только первая лампа, или первая лампа предписывает упомянутым первой и вторым лампам мигать вместе). Это позволяет пользователю подтвердить, что светильник или группа ламп, вводимых в эксплуатацию, действительно являются светильником или группой, которые задал пользователь, и подтвердить физическое местоположение группы ламп, вводимых в эксплуатацию.
В качестве другого примера, упомянутое взаимодействие с инструментом ввода в эксплуатацию может содержать: этап присоединения первой лампы ко второй беспроводной сети, а также этап предписания упомянутым одной или нескольким вторым лампам выйти из первой беспроводной сети для присоединения ко второй беспроводной сети, причем вторая сеть предназначена для управления лампами после окончания процесса ввода в эксплуатацию. Вторая сеть может использовать тот же самый протокол беспроводной сети, что и первая сеть, например, она может быть дополнительной ZigBee-сетью. Эта вторая сеть может быть более широкой сетью, объединяющей лампы множественных светильников или групп. Она используется позже в рабочей фазе, чтобы позволить лампам быть управляемыми (например, регулируемыми по яркости на основе команд от контроллера освещения и/или показаний датчиков от одного или нескольких беспроводных датчиков).
В дополнительных вариантах осуществления, упомянутое взаимодействие с инструментом ввода в эксплуатацию может содержать: этап назначения, инструментом ввода в эксплуатацию, группового адреса для совместного управления упомянутой первой лампой и упомянутыми одной или несколькими вторыми лампами через вторую беспроводную сеть.
В других дополнительных вариантах осуществления, первая лампа может быть дополнительно выполнена с возможностью выполнить: после процесса ввода в эксплуатацию, этап обнаружения замены одной из упомянутых одной или нескольких вторых ламп в том же самом светильнике или группе (причем заменяющая лампа начинает работать в первом режиме после замены упомянутой одной из вторых ламп), и этап предписания заменяющей лампе присоединиться ко второй беспроводной сети (и, таким образом, также этап предписания заменяющей лампе переключиться во второй режим, например, не-FN режим). Предпочтительно, первая лампа также выполнена с возможностью предписывать, чтобы заменяющая лампа была добавлена к групповому адресу. Таким образом, заменяющая лампа распределяется в ту же самую группу (группы), к которой лампа раньше относилась, и полностью принимает на себя функции неисправной лампы.
Следует отметить, что в любом данном варианте осуществления, любые одна или несколько из операций группового ввода в эксплуатацию, упомянутые выше (в том числе взаимодействие с инструментом ввода в эксплуатацию) могут быть применены сами по себе или в комбинации. Дополнительно, в вариантах осуществления, любые из них могут быть выполнены в ответ на запрос от инструмента ввода в эксплуатацию, и если охвачены множественные такие операции ввода в эксплуатацию, то любые из них могут быть выполнены в ответ на одно и то же запрашивающее сообщение от инструмента ввода в эксплуатацию или отдельные запросы от этого инструмента.
Согласно другому аспекту, раскрытому здесь, обеспечен светильник, содержащий первую лампу и одну или несколько вторых ламп, причем каждая соответствующая одна из ламп может работать в первом режиме, в котором соответствующая лампа кажется инструменту ввода в эксплуатацию ожидающей ввода в эксплуатацию, и во втором режиме, в котором соответствующая лампа не кажется инструменту ввода в эксплуатацию ожидающей ввода в эксплуатацию, причем каждая из ламп выполнена с возможностью начинать процесс ввода в эксплуатацию в первом режиме; причем первая лампа выполнена с возможностью выполнять: этап инициирования переключения второй одной или нескольких ламп во второй режим так что во время процесса ввода в эксплуатацию, упомянутые одна или несколько вторых ламп не будут казаться инструменту ввода в эксплуатацию ожидающими ввода в эксплуатацию; после упомянутого переключения упомянутых одной или нескольких вторых ламп во второй режим, этап работы в первом режиме, так что первая лампа будет казаться инструменту ввода в эксплуатацию ожидающей ввода в эксплуатацию; и этап взаимодействия с инструментом ввода в эксплуатацию от имени упомянутых одной или нескольких вторых ламп, для ввода в эксплуатацию упомянутых первой и вторых ламп как группы.
Согласно другому аспекту, раскрытому здесь, обеспечена система, содержащая множество ламп с возможностью беспроводной связи, включающее в себя первую лампу и одну или несколько вторых ламп, причем каждая соответствующая одна из ламп может работать в первом режиме, в котором соответствующая лампа кажется инструменту ввода в эксплуатацию ожидающей ввода в эксплуатацию, и во втором режиме, в котором соответствующая лампа не кажется инструменту ввода в эксплуатацию ожидающей ввода в эксплуатацию, и каждая из ламп выполнена с возможностью начинать процесс ввода в эксплуатацию в первом режиме; причем первая лампа выполнена с возможностью выполнять: этап инициирования переключения второй одной или нескольких ламп во второй режим, так что во время процесса ввода в эксплуатацию, упомянутые одна или несколько вторых ламп не будут казаться инструменту ввода в эксплуатацию ожидающими ввода в эксплуатацию; после упомянутого переключения упомянутых одной или нескольких вторых ламп во второй режим, этап работы в первом режиме, так что первая лампа будет казаться инструменту ввода в эксплуатацию ожидающей ввода в эксплуатацию; и этап взаимодействия с инструментом ввода в эксплуатацию для ввода в эксплуатацию упомянутых первой и вторых ламп как группы.
Согласно другому аспекту, раскрытому здесь, обеспечен способ работы множества ламп с возможностью беспроводной связи, причем каждая соответствующая одна из ламп может работать в первом режиме, в котором соответствующая лампа кажется инструменту ввода в эксплуатацию ожидающей ввода в эксплуатацию, и во втором режиме, в котором соответствующая лампа не кажется инструменту ввода в эксплуатацию ожидающей ввода в эксплуатацию; причем способ содержит: этап начала процесса ввода в эксплуатацию, причем каждая из ламп находится в первом режиме; этап предписания второй одной или нескольким вторым лампам переключиться во второй режим, так что во время процесса ввода в эксплуатацию упомянутые одна или несколько вторых ламп не будут казаться инструменту ввода в эксплуатацию ожидающими ввода в эксплуатацию; после упомянутого переключения упомянутых одной или нескольких вторых ламп во второй режим, этап работы первой лампы в первом режиме, так что первая лампа будет казаться инструменту ввода в эксплуатацию ожидающей ввода в эксплуатацию; и этап использования первой лампы для взаимодействия с инструментом ввода в эксплуатацию для ввода в эксплуатацию упомянутых первой и вторых ламп как группы.
Согласно другому аспекту, раскрытому здесь, обеспечен компьютерный программный продукт для работы первой лампы как одной из множества ламп с возможностью беспроводной связи, причем каждая соответствующая одна из ламп может работать в первом режиме, в котором соответствующая лампа кажется инструменту ввода в эксплуатацию ожидающей ввода в эксплуатацию, и во втором режиме, в котором соответствующая лампа не кажется инструменту ввода в эксплуатацию ожидающей ввода в эксплуатацию, и каждая из ламп выполнена с возможностью участия в процессе ввода в эксплуатацию, начиная работать в первом режиме; причем компьютерный программный продукт содержит код, реализованный на компьютерно-читаемом запоминающем носителе и/или загружаемый с него, и выполненный с возможностью, при выполнении на первой лампе, выполнять: этап инициирования переключения второй одной или нескольких ламп во второй режим, так что во время процесса ввода в эксплуатацию, упомянутые одна или несколько вторых ламп не будут казаться инструменту ввода в эксплуатацию ожидающими ввода в эксплуатацию; после упомянутого переключения упомянутых одной или нескольких вторых ламп во второй режим, этап работы первой лампы в первом режиме, так что первая лампа будет казаться инструменту ввода в эксплуатацию ожидающей ввода в эксплуатацию; и этап взаимодействия с инструментом ввода в эксплуатацию для ввода в эксплуатацию упомянутых первой и вторых ламп как группы.
В вариантах осуществления, любые из первой лампы, светильника, системы, способа и компьютерной программы могут дополнительно содержать признаки согласно любым идеям, приведенным здесь.
Согласно дополнительным аспектам настоящего изобретения, обеспечены устройство, способ и компьютерная программа для обнаружения того, находятся ли лампы в одном и том же светильнике, а также для идентификации этих ламп. Это может быть использовано для обнаружения ламп в одном и том же светильнике в целях ввода в эксплуатацию, и/или в других целях, например, для обнаружения заменяющей лампы на более поздней стадии.
Следовательно, согласно одному аспекту настоящего раскрытия, обеспечена первая лампа для использования в светильнике, причем первая лампа содержит: передающую схему, выполненную с возможностью передачи, и/или принимающую схему, выполненную с возможностью приема, одного или нескольких сигналов через ограниченный канал передачи сигналов, в результате чего распространение сигналов ограничивается физической характеристикой светильника; и контроллер, выполненный с возможностью обнаружения, на основе передачи и/или приема упомянутых одного или нескольких сигналов через упомянутый ограниченный канал передачи сигналов, того, что одна или несколько других, вторых ламп, присутствуют в том же самом светильнике, что и первая лампа, и идентификации упомянутых одной или нескольких вторых ламп на основе передачи и/или приема упомянутых одного или нескольких сигналов.
А именно, зажимное приспособление оказывает удерживающее или ограничивающее действие на сигнал, действуя как физический барьер или препятствие, и на основе этого контроллер на первой лампе может быть выполнен с возможностью делать вывод о присутствии упомянутых одной или нескольких вторых ламп в том же самом светильнике, и идентифицировать эти лампы.
В особенно предпочтительном варианте осуществления, это достигается посредством передачи сигналов через схему источника питания (например, пуско-регулирующее устройство), включенную в состав светильника, т.е., таким образом, упомянутый канал передачи сигналов является схемой источника питания светильника, а упомянутая физическая характеристика, ограничивающая сигнал, является тем фактом, что сигнал проходит только через локальную схему источника питания (например, пуско-регулирующее устройство), находящуюся внутри светильника, и, таким образом, передается к другим лампам только при совместном использовании одной и той же схемы источника питания.
Однако, альтернативно, ограниченный канал передачи сигналов может содержать кодированный свет, ультразвуковой и/или радиоканал, причем распространение упомянутых одного или нескольких сигналов ограничивается по меньшей мере частью корпуса светильника.
В вариантах осуществления, первая лампа может содержать по меньшей мере передающую схему, выполненную с возможностью передачи по меньшей мере соответствующего одного из упомянутых сигналов к каждой из упомянутых одной или нескольких вторых ламп, и контроллер может быть выполнен с возможностью обнаружения упомянутых одной или нескольких вторых ламп на основе обратного приема ответного сообщения от каждой из вторых ламп в ответ на передачу соответствующего сигнала. Предпочтительно, первая лампа содержит альтернативный интерфейс (например, беспроводной интерфейс) для приема сообщений через другой (например, беспроводной) канал, отличный от упомянутого ограниченного канала передачи сигналов, и контроллер выполнен с возможностью использования упомянутого альтернативного интерфейса для приема упомянутого ответного сообщения через упомянутый другой канал. Этот другой канал может быть каналом, который не подвержен упомянутому физическому ограничению, налагаемому светильником (либо совсем не ограниченным, либо ограниченным в меньшей степени). Например, беспроводной интерфейс может быть интерфейсом ZigBee, Wi-Fi, 802.15.4, или Bluetooth.
В вариантах осуществления, в которых ограниченный канал передачи сигналов содержит схему источника питания, находящуюся внутри упомянутого того же самого светильника, для подачи энергии на упомянутые первую и вторые лампы, передатчик выполнен с возможностью выполнения упомянутой передачи посредством модуляции энергии, подаваемой упомянутой схемой источника питания, причем распространение одного или нескольких сигналов, таким образом, ограничено схемой источника питания, находящейся внутри того же самого светильника, где находятся упомянутые первая и вторые лампы.
Передающая схема может быть выполнена с возможностью выполнения упомянутой модуляции посредством модулирования нагрузки, оказываемой на схему источника питания первой лампой. Например, эта модуляция может содержать амплитудную манипуляцию, в результате чего нагрузка выборочно закорачивается, или выборочно включается в схему источника питания и выключается из нее.
В альтернативных или дополнительных вариантах осуществления, первая лампа может содержать по меньшей мере принимающую схему, выполненную с возможностью приема соответствующего одного из упомянутых сигналов от каждой из упомянутых одной или нескольких вторых ламп через упомянутый ограниченный канал передачи сигналов, и контроллер может быть выполнен с возможностью идентификации упомянутых одной или нескольких вторых ламп на основе сообщения, передаваемого в каждом из соответствующих принимаемых сигналов.
В вариантах осуществления, где ограниченный канал передачи сигналов содержит схему источника питания, находящуюся внутри упомянутого того же самого светильника, для подачи энергии на упомянутые первую и вторые лампы, распространение упомянутых одного или нескольких сигналов, таким образом, ограничивается схемой источника питания, находящейся внутри того же самого светильника, что и упомянутые первая и вторые лампы; и принимающая схема выполнена с возможностью приема упомянутого сигнала посредством обнаружения модуляций в энергии, подаваемой упомянутой схемой источника питания светильника.
В вариантах осуществления, первая лампа может быть выполнена с возможностью использования комбинации двух или более способов обнаружения того, какие лампы находятся в том же самом светильнике. А именно, передающая схема может быть выполнена с возможностью передачи, и/или принимающая схема может быть выполнена с возможностью приема, соответствующего одного или нескольких сигналов через каждый из множества разных каналов передачи сигналов, причем каждый из них является каналом, посредством которого распространение сигналов ограничивается физической характеристикой светильника; и контроллер может быть выполнен с возможностью обнаружения и идентификации одной или нескольких других, вторых ламп в том же самом светильнике, где находится первая лампа, на основе передачи и/или приема одного или нескольких сигналов, передаваемых через каждый из упомянутого множества каналов передачи сигналов.
В вариантах осуществления, источником питания, используемым для передачи сигналов, является пускорегулирующее устройство. В вариантах осуществления, первая лампа может принимать форму модернизированной светодиодной замены для люминесцентной лампы, причем упомянутое пускорегулирующее устройство является пускорегулирующим устройством для питания энергией люминесцентной лампы.
В вариантах осуществления, первая лампа может содержать беспроводный интерфейс (например, ZigBee, Wi-Fi, 802.15.4, или Bluetooth) для приема соответствующего предупредительного сигнала от каждой из множества других ламп через другой, беспроводной канал, отличный от упомянутого ограниченного канала передачи сигналов, причем упомянутое множество других ламп включает в себя, но не ограничено этим, упомянутые одну или несколько вторых ламп; и контроллер может быть выполнен с возможностью использования беспроводного интерфейса для измерения уровня принимаемого сигнала соответствующего предупредительного сигнала от каждой из упомянутого множества других ламп, определения подмножества ламп из упомянутого множества ламп на основе уровней принимаемых сигналов, и, затем, использования упомянутых одного или нескольких сигналов, передаваемых и/или принимаемых через упомянутый ограниченный канал передачи сигналов, для обнаружения и идентификации упомянутых одной или нескольких вторых ламп из упомянутого подмножества. Например, упомянутое подмножество может быть выбрано как подмножество ламп, чьи предупредительные сигналы принимаются с уровнем сигнала, большим порогового уровня сигнала, или может быть выбрано как подмножество из N ламп, чьи предупредительные сигналы принимаются с наибольшими уровнями сигналов (где N является заданным целым).
В вариантах осуществления, ограниченный канал передачи сигналов может быть также использован для обнаружения замены на заменяющую лампу. А именно, в вариантах осуществления: каждая из упомянутых первой и вторых ламп может быть выполнена с возможностью передачи сигналов через беспроводную сеть; по меньшей мере одна из вторых ламп может содержать заменяющий компонент, являющийся заменой предыдущего экземпляра этой лампы, который использовался ранее в светильнике; и контроллер первой лампы может быть дополнительно выполнен с возможностью автоматического обнаружения заменяющей лампы в качестве замены, на основе передачи и/или приема по меньшей мере одного из сигналов через упомянутый ограниченный канал передачи сигналов, и автоматического предписания заменяющей лампе присоединиться к упомянутой беспроводной сети после замены.
Альтернативно или дополнительно, контроллер первой лампы может быть выполнен с возможностью автоматического обнаружения, внутри светильника, на основе передачи и/или приема по меньшей мере одного дополнительного сигнала через упомянутый ограниченный канал передачи сигналов, заменяющей лампы, являющейся будущей заменой для одной из упомянутых одной или нескольких вторых ламп, и, в ответ, автоматического предписания заменяющей лампе присоединиться к упомянутой беспроводной сети.
Согласно другому аспекту, раскрытому здесь, обеспечен светильник, содержащий первую лампу и одну или несколько вторых ламп, причем первая лампа содержит: передающую схему, выполненную с возможностью передачи, и/или принимающую схему, выполненную с возможностью приема, одного или нескольких сигналов через ограниченный канал передачи сигналов, в результате чего распространение сигналов ограничивается физической характеристикой светильника; и контроллер, выполненный с возможностью обнаружения, на основе передачи и/или приема упомянутых одного или нескольких сигналов через упомянутый ограниченный канал передачи сигналов, того, что одна или несколько других, вторых ламп присутствуют в том же самом светильнике, что и первая лампа, и идентификации упомянутых одной или нескольких вторых ламп на основе передачи и/или приема упомянутых одного или нескольких сигналов.
Согласно другому аспекту, раскрытому здесь, обеспечен компьютерный программный продукт для работы первой лампы внутри светильника, причем компьютерный программный продукт содержит код, реализованный на компьютерно-читаемом запоминающем носителе и/или загружаемый с него, и выполненный с возможностью, при выполнении на первой лампе, выполнять: операцию передачи от первой лампы и/или операцию приема на первой лампе, одного или нескольких сигналов через ограниченный канал передачи сигналов, в результате чего распространение сигналов ограничивается физической характеристикой светильника; и, на основе передачи и/или приема упомянутых одного или нескольких сигналов через упомянутый ограниченный канал передачи сигналов, операцию обнаружения того, что одна или несколько других, вторых ламп присутствуют в том же самом светильнике, что и первая лампа, и операцию идентификации упомянутых одной или нескольких вторых ламп на основе передачи и/или приема упомянутых одного или нескольких сигналов.
Согласно другому аспекту, раскрытому здесь, обеспечен способ ввода в эксплуатацию светильника, содержащего первую лампу и одну или несколько вторых ламп, причем способ содержит: этап передачи от первой лампы и/или этап приема на первой лампе, одного или нескольких сигналов через ограниченный канал передачи сигналов, в результате чего распространение сигналов ограничивается физической характеристикой светильника; и, на основе передачи и/или приема упомянутых одного или нескольких сигналов через упомянутый ограниченный канал передачи сигналов, этап обнаружения того, что одна или несколько других, вторых ламп присутствуют в том же самом светильнике, что и первая лампа, и этап идентификации упомянутых одной или нескольких вторых ламп на основе передачи и/или приема упомянутых одного или нескольких сигналов.
Согласно другому аспекту, раскрытому здесь, обеспечена вторая лампа для использования в светильнике, причем вторая лампа содержит: принимающую схему, выполненную с возможностью приема сигнала от первой лампы через ограниченный канал передачи сигналов, в результате чего распространение сигналов ограничивается физической характеристикой светильника; и контроллер, выполненный с возможностью обнаружения приема упомянутого сигнала и идентификации первой лампы на основе упомянутого сигнала. В вариантах осуществления, вторая лампа дополнительно содержит альтернативный интерфейс (например, беспроводной интерфейс, такой как интерфейс ZigBee) для передачи сообщений через другой (например, беспроводной) канал, отличный от упомянутого ограниченного канала передачи сигналов; причем контроллер может быть выполнен с возможностью использования упомянутого альтернативного интерфейса для ответа на упомянутый сигнал, принимаемый через упомянутый ограниченный канал передачи сигналов, посредством отправки сообщения, идентифицирующего вторую лампу, к первой лампе через упомянутый другой канал.
В вариантах осуществления, любые из первой лампы, второй лампы, системы, способа и компьютерной программы могут дополнительно содержать признаки согласно любым идеям, приведенным здесь.
Дополнительно, следует отметить, что объем настоящего раскрытия может быть также распространен на ввод в эксплуатацию других компонентов, не только ламп, и/или на обнаружение того, находятся ли один или несколько других компонентов в том же самом светильнике, что и лампа. Следовательно, в любом из вышеупомянутых вариантов осуществления любых вышеупомянутых аспектов, описанных в отношении ламп, или везде в этом документе, где упоминается лампа, лампу можно еще интерпретировать, в общем, как компонент. В вариантах осуществления любого аспекта, первая лампа действительно является лампой, но там, где описаны одна или несколько вторых ламп, их можно интерпретировать, в общем, как один или несколько вторых компонентов. Например, упомянутые один или несколько вторых компонентов могут содержать один или несколько компонентов, которые могут находиться в светильнике вместе с первой лампой, например, компонент детектора дыма, камера системы безопасности, возбудитель (драйвер) для возбуждения лампы, и/или батарея, такая как батарея аварийного питания для питания энергией первой лампы.
Согласно еще одному дополнительному аспекту, раскрытому здесь, обеспечен способ замены одного из множества заменяемых компонентов в светильнике, причем эти компоненты включают в себя по меньшей мере одну лампу и выполнены с возможностью передачи сигналов через беспроводную сеть; причем способ содержит: этап использования одного из компонентов для автоматического обнаружения замены для другого из компонентов; и, в ответ, этап автоматического предписания упомянутым одним из компонентов заменяющему компоненту присоединиться к беспроводной сети.
В вариантах осуществления, этот последний аспект может быть использован вместе с любыми из признаков любых других аспектов или вариантов осуществления, раскрытых выше или где-либо еще в этом документе, или может быть использован независимо от них. Конкретно, следует отметить, что этот аспект, относящийся к замене компонентов, может быть использован вместе с любыми из признаков начального ввода в эксплуатацию, раскрытых здесь, или с другим процессом ввода в эксплуатацию; и/или обнаружение заменяющей лампы может быть реализовано с использованием механизма, раскрытого здесь для обнаружения того, находятся ли лампы или компоненты в том же самом светильнике, или с использованием другого механизма обнаружения (например, справочника на основе предварительно сохраненного отображения ламп в светильниках).
Согласно другому аспекту, обеспечена первая лампа, выполненная с возможностью выполнения вышеупомянутого способа. Согласно другому аспекту, обеспечен светильник, содержащий эту первую лампу и один или несколько других компонентов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для помощи в понимании настоящего раскрытия и чтобы показать, как могут быть осуществлены варианты осуществления, в качестве примера делается ссылка на сопутствующие чертежи, в которых:
Фиг. 1 является схематичной иллюстрацией среды, в которой развернута осветительная система,
Фиг. 2 является схематичной блок-схемой светильника, содержащего множество ламп,
Фиг. 3 является схематичной блок-схемой лампы,
Фиг. 4 является схемой электрических соединений для светильника, содержащего множество ламп,
Фиг. 5 является принципиальной схемой пускорегулирующего устройства,
Фиг. 6 является принципиальной схемой другого пускорегулирующего устройства,
Фиг. 7 является принципиальной схемой лампы,
Фиг. 8 является схематичной временной диаграммой, показывающей ток, воспринимаемый лампой, и
Фиг. 9 является схематичной диаграммой состояний лампы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Нижеследующее описание обеспечивает способ автоматического ввода в эксплуатацию для автоматического группирования множественных подключаемых-к-сети TLED-ламп или других таких беспроводных ламп, которые находятся внутри одного и того же светильника. В варианте осуществления, способ автоматического группирования построен на понимании того, что TLED-лампы, находящиеся внутри светильника, соединены проводниками с одним совместно используемым пускорегулирующим устройством люминесцентных ламп. Для использования этого, выполняют верификацию того, что TLED-лампы совместно используют одно и то же пускорегулирующее устройство, посредством образцов преднамеренных изменений нагрузки, обеспечиваемых одной ведущей TLED-лампой для пускорегулирующего устройства. Изменение нагрузки, испытываемое пускорегулирующим устройством люминесцентных ламп - в зависимости от типа пускорегулирующего устройства - приводит либо к сдвигам частоты пускорегулирующего устройства и/либо токов ламп, обеспечиваемых пускорегулирующим устройством люминесцентных ламп для других, ведомых TLED-ламп, находящихся внутри светильника. После обнаружения образцов сдвигов частоты и тока, вызванных ведущей TLED-лампой, каждая из одной или нескольких ведомых TLED-ламп может достоверно сделать вывод о том, что она совместно использует то же самое пускорегулирующее устройство и, следовательно, что она находится внутри светильника вместе с ведущей TLED-лампой.
Нижеследующее раскрытие также обеспечивает механизм присоединения к сети, оптимизированный для TLED-ламп. Сначала только Ведущая подключаемая-к-сети TLED-лампа является видимой для установщика как Новая Заводская (Factory New) лампа. После добавления Ведущей TLED-лампы к ZigBee-сети, которая устанавливается посредством осветительного моста или устройства дистанционного управления, ведомым TLED-лампам, находящимся внутри того же самого светильника, разрешается затем присоединиться к той же самой ZigBee-сети, причем для этого также не требуются никакие дополнительные действия установщика. Настоящее раскрытие дополнительно обеспечивает способ автоматического группирования «на основе сброса нагрузки пускорегулирующего устройства», предназначенный для замены неисправных подключаемых-к-сети TLED-ламп без необходимости вмешательства установщика.
Для увеличения скорости автоматического группирования TLED-ламп, предпочтительно, процедура начинается с более быстрого и менее интрузивного (но также менее детерминированного) способа оценки. А именно, сначала можно предположить, что TLED-лампы внутри одного и того же светильника, вероятно, находятся в относительно малой «беспроводной» окрестности, по сравнению с типичным расстоянием до ближайшего соседнего светильника. Следовательно, на основе радиоиндикатора RSSI (или, альтернативно, кодированного света), TLED-лампы могут быть сгруппированы в области, такие как «область, вероятно, внутри одного и того же светильника», «область, возможно, одного и того же светильника», «область, вероятно, не одного и того же светильника». Затем, начиная с начальных областей TLED-ламп на основе RSSI, способ приступает к использованию модуляции нагрузки для достоверного определения того, какие TLED-лампы соединены с совместно используемым пускорегулирующим устройством люминесцентных ламп, и, таким образом, несомненно расположены внутри одного и того же светильника.
Представленные подходы автоматического ввода в эксплуатацию являются, в частности, пригодными для автоматического группирования подключаемых-к-сети TLED-ламп, расположенных внутри одного светильника. Тем не менее, в то время как варианты осуществления могут быть описаны, в качестве иллюстрации, в отношении TLED-ламп, следует отметить, что технологии, раскрытые здесь, могут также применяться для группирования беспроводных ламп других типов, например, светодиодных ламп других типов, таких как модернизированные светодиодные замены для традиционных ламп накаливания, или даже несветодиодных ламп.
Некоторые иллюстративные варианты осуществления будут теперь описаны более подробно со ссылкой на фиг. 1-8.
Фиг. 1 показывает иллюстративную осветительную систему, в которой могут быть реализованы раскрытые технологии. Эта система содержит один или несколько светильников 4, инсталлированных или, иначе, развернутых в среде 2, выполненных с возможностью излучать свет в эту среду 2. Среда 2 может быть закрытым пространством, таким как одна или несколько комнат и/или коридоров здания; или открытым пространством, таким как парк, сад, дорога, или открытая зона парковки; или частично закрытым пространством, таким как стадион, структурированная парковка или бельведер; или любым другим пространством, таким как внутренняя часть корабля, поезда или другого транспортного средства; или любой комбинацией таких вариантов.
Каждый из светильников 4 содержит по меньшей мере одну соответствующую лампу, такую как светодиодная лампа, газоразрядная лампа или лампа накаливания, плюс любую соответствующую опору, кожух или другой такой корпус. Каждый из светильников 4 может принимать любую пригодную форму, например, форму потолочного или настенного светильника, свободностоящего светильника, бра, люстры; или менее общепринятую форму, например, форму встроенного источника света, встроенного в элемент мебели, строительный материал, такой как стекло или бетон, или любую другую поверхность. В общем, светильник 4 может быть осветительным устройством любого типа для излучения света в среду 2. В вариантах осуществления, светильник 4 является светильником, который выполнен с возможностью излучения света, пригодного для освещения среды 2, т.е. функциональным осветительным устройством - устройством, спроектированным и используемым для обеспечения пользователям возможности видеть и находить свою дорогу в пределах среды 2, обеспечивающим освещение или существенно способствующим ему в той мере, которая адекватна для этой цели. Тем не менее, вместо обеспечения функционального освещения (или вместе с обеспечением функционального освещения), также возможно, что светильник 4 является устройством, выполненным с возможностью генерирования светового эффекта, такого как местное освещение, выделяющее освещение или освещение для создания настроения; например, встроенный светильник, встроенный в поверхность, который изменяет цвет.
Пример одного из светильников 4 показан на фиг. 2. Каждый светильник 4 содержит схему 10 источника питания, одну или несколько ламп 12, и корпус 14. Фактически, по меньшей мере один из светильников 4, и, в вариантах осуществления, каждый из некоторых или всех светильников 4, содержит множество ламп 12. В этом случае, светильник 4 содержит внутреннюю схему 10 источника питания светильника, и разъемы для соединения множества ламп 12 со схемой 10 источника питания для питания энергией этих ламп 12. Например, фиг. 2 показывает четыре лампы 12a, 12b, 12c, 12d в одном и том же светильнике 4 (но следует отметить, что в то время как нижеследующие варианты осуществления могут быть описаны в отношении этого примера, это не является ограничением, и светильник 4 может содержать другое число ламп 12). Нахождение в одном и том же светильнике 4 здесь означает, что рассматриваемые лампы совместно используют одну и ту же схему 10 источника питания и один и тот же корпус 14. Следовательно, лампы 12a-d могут быть описаны как «сосуществующие» в одном и том же светильнике 4. В общем, «корпус» 14 может относиться к любому кожуху и/или опорной конструкции зажимного приспособления. Например, в вариантах осуществления, корпус 14 может содержать непрозрачный верхний и/или боковой кожух для установки на потолке, плюс множество разъемов, механически соединенных с верхним кожухом, и нижний рассеивающий элемент для рассеяния света, излучаемого вниз лампами 12a-d в среду 2. Однако, в другой иллюстративной форме, «корпус» 14 может принимать форму подвесной конструкции, такой как конструкция в стиле люстры, содержащей множество разъемов (и кожухообразный элемент может отсутствовать).
Схема 10 источника питания соединяется с иерархически вышестоящим источником 16 питания, например, сетью электропитания, и выполнена с возможностью генерирования энергии электропитания, пригодной для питания ламп на основе этого. Например, обычно схема 10 источника питания принимает форму пускорегулирующего устройства, т.е. устройства для ограничения тока, подаваемого на лампы, находящиеся в его светильнике 4.
В вариантах осуществления, каждый из одного или нескольких светильников 4 может принимать форму люминесцентного светильника, имеющего разъемы для приема множества люминесцентных ламп. В этом случае, лампы 12a-d могут принимать форму «трубчатых светодиодов» (tube LED - TLED), т.е. модернизированных светодиодных ламп, выполненных с возможностью замены люминесцентных ламп в общепринятом люминесцентном светильнике, спроектированном для традиционных люминесцентных ламп. Например, большинство офисных светильников имеет от двух до четырех TLED-ламп на каждое зажимное приспособление (хотя это не исключает того, что некоторые, но не все, другие светильники могут иметь только одну TLED-лампу).
Таблица 1 демонстрирует краткий обзор типичного числа TLED-ламп 12 и пускорегулирующих устройств 10 на каждый светильник 4 для регионов EMEA (Европа, Ближний Восток и Африка) и NAM (Северная Америка). Почти во всех ситуациях, только одно пускорегулирующее устройство 10 присутствует в каждом светильнике 4. В США, TLED-лампы 12a-d в одном и том же зажимном приспособлении всегда соединены с единственным пускорегулирующим устройством 10 люминесцентных ламп.
Регион
Тип светильника
Число TLED-ламп
Число пускорегулирующих устройств
EMEA
квадратный светильник 2фт*2фт
4
1
5-футовый 1-ламповый светильник
1
1
5-футовый 2-ламповый светильник
2
1 (или в некоторых редких случаях 2)
4-футовый 1-ламповый светильник
1
1
4-футовый 2-ламповый светильник
2
1
NAM
светильник 2фт*2фт
4
1
светильник 2фт*4фт
4 или 3
1
Фиг. 3 показывает отдельную TLED-лампу 12, которая может представлять любую из ламп 12a-d, используемых в светильнике 4, описанном со ссылкой на фиг. 2.
Как показано, лампа 12 содержит фактический осветительный элемент 18, такой как цепочка или другой массив светодиодов. Лампа 12 также содержит по меньшей мере одну концевую крышку 20, и в случае TLED-лампы, заменяющей люминесцентную лампу, лампа 12 фактически содержит две концевых крышки 20i, 20ii. Каждая концевая крышка 20i, 20ii содержит соответствующий соединитель 22 для соединения лампы 12 с пускорегулирующим устройством 10 через разъем светильника 4, и, таким образом, для подачи на осветительный элемент 18 энергии, подаваемой пускорегулирующим устройством 10. В случае люминесцентной лампы, каждый соединитель 22 фактически содержит два контакта (пару штырьков), каждый из которых является контактом воспринимающего катода прямого накала, хотя в случае TLED-лампы, заменяющей люминесцентную лампу, эти два контакта каждого соединителя обычно закорочены друг с другом, поскольку потребность в двух контактах является специфическим требованием люминесцентных ламп и не обязательно уместна для светодиодных ламп (см. обсуждение ниже в отношении фиг. 4).
Кроме того, по меньшей мере одна концевая крышка 20i лампы 12 используется для размещения дополнительных компонентов, являющихся специфическими компонентами в силу того, что лампа 12 является беспроводным образом управляемой заменой и/или светодиодной заменой для более традиционной лампы, такой как люминесцентная лампа или лампа накаливания. Эти дополнительные компоненты содержат выпрямитель 23 и возбудитель 24 светодиодов для преобразования энергии, подаваемой пускорегулирующим устройством 10 (выполненным с возможностью питать энергией общепринятую лампу, такую как люминесцентная лампа), в энергию, пригодную для возбуждения светодиодного осветительного элемента 18. Выпрямитель 23 соединен с соединителем (соединителями) 22i, 22ii лампы 12, для приема питания переменного тока, подаваемого пускорегулирующим устройством 10, и преобразования его в питание постоянного тока. Возбудитель 24 светодиодов соединен с выпрямителем 23 и выполнен с возможностью дополнительного преобразования питания постоянного тока в питание приблизительно постоянного (но, в вариантах осуществления, настраиваемого) тока для питания энергией светодиодного осветительного элемента 18 (например, цепочки светодиодов), и, таким образом, обеспечения излучения требуемого светового выхода из осветительного элемента 18. Следует отметить, что если энергия электропитания, подаваемая схемой 10 источника питания светильника, уже является энергией постоянного тока, то выпрямитель 23 не нужен, но обычно, в сценарии модернизированной светодиодной лампы, энергия электропитания от собственной схемы 10 источника питания (например, пускорегулирующего устройства) светильника действительно является энергией переменного тока и, таким образом, нуждается в выпрямлении.
Дополнительно, дополнительные компоненты в концевой крышке 20i содержат контроллер 26 и беспроводной интерфейс 28 в форме приемопередатчика радиосвязи, такого как приемопередатчик ZigBee, Wi-Fi, 802.15.4 или Bluetooth. Контроллер 26 может быть реализован в программном средстве, хранимом во встроенной памяти лампы 12 и выполняемом на встроенном обрабатывающем устройстве 46 лампы 12, или контроллер 26 может быть реализован в специальных аппаратных схемах или конфигурируемых или реконфигурируемых аппаратных схемах, таких как PGA или FPGA. В вариантах осуществления, контроллер реализован в комбинации программного средства и специального аппаратного средства М1 (см. фиг. 7, обсуждаемую более подробно ниже).
В вариантах осуществления, чтобы помочь при инсталляции в обеспечении наилучшей связи между лампами 12 внутри светильника 4, концевая крышка 20i, вмещающая в себя дополнительные компоненты, может быть отмечена физическим (например, видимым) знаком или знаками. Например, физический знак может быть обеспечен на конце, где находится устройство радиосвязи, и установщик может быть проинструктирован группировать эти знаки внутри светильника. Альтернативно, может быть использовано цветовое кодирование, с использованием знака одного цвета на одном конце 20i, и знака другого цвета на другом конце 20ii. Например, может быть обеспечена красная точка на одной крышке (и, необязательно, синяя точка на другой крышке) и инструкции о том, что крышки одного и того же цвета должны располагаться рядом друг с другом.
Контроллер 26 соединен с беспроводным интерфейсом 28 и возбудителем 24 светодиодов. Контроллер 26 выполнен с возможностью (т.е. запрограммирован) использования беспроводного интерфейса 28 для приема команд управления освещением от ручного или автоматизированного контроллера освещения (не показан), такого как специальное устройство дистанционного управления, беспроводной настенный переключатель или настенная панель, или приложение управления освещением, выполняемое на пользовательском терминале, таком как смартфон, планшет, компактный портативный компьютер или настольный компьютер. В ответ, контроллер 26, тогда, управляет возбудителем 24 для управления световым выходом осветительного элемента 18 согласно принятой управляющей команде. Например, это может содержать включение или выключение света, регулирование светового выхода в сторону увеличения или уменьшения, изменение цвета светового выхода, или создание динамического (изменяющегося во времени) светового эффекта. Например, контроллер 26 может настраивать уровень тока, подаваемого на светодиоды в осветительном элементе 18, для регулирования светового выхода, и/или может настраивать уровень тока, подаваемого на светодиоды разных цветов или подмассивы светодиодов разных цветов в осветительном элементе 18 для настройки общего цвета светового выхода.
Альтернативно или дополнительно, в распределенной системе, каждый из светильников 4 может содержать один или несколько датчиков, таких как датчик внешней засветки и/или датчик присутствия (не показан), и/или один или несколько беспроводных датчиков могут быть размещены где-либо еще в среде 2. В этом случае, контроллер 26 может быть выполнен с возможностью использования беспроводного интерфейса 28 для приема показаний датчиков от одного или нескольких датчиков, например, находящихся в том же самом светильнике 4 и/или в соседнем светильнике 4. В ответ, контроллер 26 может затем управлять световым выходом осветительного элемента 18 согласно показанию (показаниям) датчиков, например, для регулирования яркости в сторону уменьшения или выключения светильников, когда датчик обнаруживает, что уровень внешней засветки находится за пределами порога, или что никакие обитатели не присутствуют в заданной окрестности, или для регулирования яркости в сторону увеличения яркости или включения светильников, когда датчик обнаруживает, что уровень внешней засветки находится ниже порога, или что обитатель присутствуют в данной окрестности (или, в общем, управление может быть основано на более сложном алгоритме распределенного управления, который вычисляет настройку на основе показаний датчиков, принимаемых от множественных датчиков).
В дополнительных вариантах осуществления, контроллер 26 может быть также выполнен с возможностью использования беспроводного интерфейса 28 для отправки отчетов о состоянии к контроллеру освещения (не показан), например, для сообщения текущей наработки, для сообщения рабочей температуры лампы, и/или для сообщения о неисправности.
Однако, для выполнения различных действий, описанных выше или подобных, сначала требуется ввести в эксплуатацию лампы 12. А именно, лампы 12 должны быть идентифицированы и присоединены к беспроводной сети, такой как сеть ZigBee, Wi-Fi, 802.15.4 или Bluetooth. Эта беспроводная сеть затем обеспечивает средство, посредством которого беспроводной интерфейс 28 на каждой лампе 12 может, впоследствии, в рабочей фазе, принимать команды управления освещением от контроллера освещения (не показан), принимать показания датчика (датчиков), и/или отправлять отчеты о состоянии к контроллеру освещения. Ниже приведено описание в отношении ZigBee, но следует понимать, что это не является ограничением.
Согласно вариантам осуществления, раскрытым здесь, контроллер 26 выполнен с возможностью участия в процессе ввода в эксплуатацию перед рабочей фазой. Ввод в эксплуатацию включает в себя взаимодействие одной или нескольких ламп 12 с инструментом 6 ввода в эксплуатацию, используемым пользователем 8, который выполняет ввод в эксплуатацию. Инструмент 6 ввода в эксплуатацию может принимать любую пригодную форму, например, форму специального удаленного блока, или приложения ввода в эксплуатацию, выполняемого на пользовательском терминале, таком как смартфон, планшет или компактный портативный компьютер. Следует отметить, что инструмент ввода в эксплуатацию обычно не является тем же самым устройством, что и контроллер освещения (не показан), который впоследствии управляет лампами 12 в рабочей фазе, хотя эта возможность тоже не исключается.
Пользователь 8 использует инструмент 6 ввода в эксплуатацию по меньшей мере для инициирования ввода в эксплуатацию каждого из светильников 4, которые он или она желает присоединить к сети управления, хотя согласно вариантам осуществления, приведенным здесь, некоторые или все из оставшихся этапов процесса могут быть затем выполнены автоматически при взаимодействии между лампами 12 и инструментом 6 ввода в эксплуатацию.
Контроллер 26 на каждой лампе 12 выполнен с возможностью быть способным управлять своей соответствующей лампой 12 либо в режиме «нового заводского устройства» (FN-режим), либо в режиме «ненового заводского устройства» (не-FN-режим), а также переключаться между этими режимами. Например, это могут быть FN-режим и не-FN-режим протокола ZigBee Light Link (Световая связь ZigBee). В FN-режиме, лампа 12 кажется инструменту 6 ввода в эксплуатацию ожидающей ввода в эксплуатацию. Например, это может быть обеспечено, когда контроллер 26 использует свой соответствующий беспроводной интерфейс 28 для повторного (например, периодического) излучения предупредительных сигналов, объявляющих о том, что соответствующая лампа 12 ожидает ввода в эксплуатацию. Альтернативно, это может быть обеспечено, когда контроллер 26 настраивается отвечать на запросы, передаваемые от инструмента 6, таким образом, чтобы в ответах было указано, что лампа 12 ожидает ввода в эксплуатацию. В не-FN-режиме, лампа 12 действует по-другому. Например, контроллер 26 не излучает никаких предупредительных сигналов, или по меньшей мере не излучает никаких предупредительных сигналов, объявляющих о том, что лампа 12 ожидает ввода в эксплуатацию (например, он может прекратить излучать некоторые предупредительные сигналы, или изменить содержимое своих предупредительных сигналов таким образом, чтобы не заявлять о том, что соответствующая лампа ожидает ввода в эксплуатацию). Альтернативно, контроллер 26 может настроиться на режим, в котором он не будет отвечать на запросы, передаваемые от инструмента 6, или не будет сообщать в ответе, что лампа 12 ожидает ввода в эксплуатацию.
Таким образом, когда лампа 12 находится в FN-режиме, инструмент 6 ввода в эксплуатацию будет обнаруживать, что лампа 12 ожидает ввода в эксплуатацию, и будет отображать ее в этом качестве пользователю 8 через пользовательский интерфейс инструмента 6 ввода в эксплуатацию. С другой стороны, в не-FN-режиме, инструмент 6 ввода в эксплуатацию не будет видеть лампу 12 как ожидающую ввода в эксплуатацию и, следовательно, не будет отображать ее в этом качестве пользователю 8 через пользовательский интерфейс инструмента 6 ввода в эксплуатацию.
В вариантах осуществления, термин «ожидающий ввода в эксплуатацию» означает по меньшей мере ожидание присоединения к беспроводной сети (например, ZigBee-сети) в целях последующего управления в рабочей фазе. Следовательно, в вариантах осуществления, контроллер 26 на каждой лампе 12 выполнен с возможностью излучать описанные выше предупредительные сигналы при нахождении в FN-режиме, но прекращать излучать упомянутые предупредительные сигналы при нахождении в не-FN-режиме, или, в альтернативных вариантах осуществления, изменять метод, по которому он отвечает на запросы, передаваемые от инструмента ввода в эксплуатацию, ищущего лампы 12, ожидающие ввода в эксплуатацию. В качестве иллюстрации, следующие примеры могут быть описаны в отношении предшествующей реализации, где FN-режим управляет тем, излучает или нет соответствующая лампа 12 предупредительные сигналы (или по меньшей мере излучает ли она предупредительный сигнал некоторого типа, объявляющий о том, что она ожидает ввода в эксплуатацию). В последней реализации, если инструмент 6 ввода в эксплуатацию отправит предложение для открытой сети, контроллер 26 ведущей лампы отреагирует на это предложение, а ведомая лампа его проигнорирует.
Другое свойство, используемое вариантами осуществления, приведенными здесь, состоит в том, что лампа, сконфигурированная согласно стандарту ZigBee, например, стандарту ZigBee Light Link, автоматически переключится из FN-режима в не-FN-режим, когда она присоединится к ZigBee-сети. Таким образом, согласно вариантам осуществления, приведенным здесь, предписание лампе присоединиться к временной сети и покинуть ее может быть использовано для искусственного управления FN-режимом.
Согласно иллюстративным технологиям, раскрытым здесь, контроллер 26 на каждой из ламп 12 выполнен с возможностью подчиняться распределенному протоколу «ведущий-ведомый», в результате чего он определяет распределенным образом (без использования координации с центральным контроллером), следует ли ему самому становиться ведущим или ведомым в целях ввода в эксплуатацию. Этот протокол организован таким образом, что одна и только одна лампа 12а на каждый светильник 4 будет становиться ведущей, а все остальные лампы 12b, 12c, 12d в том же самом светильнике 4 будут ведомыми по отношению к соответствующей ведущей 12а (следует отметить, что лампа, обозначенная позицией 12а, описана здесь как ведущая только в качестве примера - в общем, ведущей может быть любая из ламп 12a-d в том же самом светильнике 4). Технологии для обнаружения того, какие лампы 12a-d находятся внутри одного и того же светильника, будут обсуждаться более подробно ниже.
Контроллер 26 лампы 12а, которая становится ведущей, затем искусственно управляет FN-режимом своих ведомых 12b-d для сокрытия всех ламп, кроме ведущей 12а, от демонстрации пользователю 8 в пользовательском интерфейсе инструмента 6 ввода в эксплуатацию. Это обеспечивается тем, что ведущая 12а должна предписать ведомым лампам 12b-d присоединиться к временной беспроводной сети (например, ZigBee-сети), созданной ведущей. Дополнительно, контроллер 26 ведущей лампы 12а выполняет одну или несколько операций ввода в эксплуатацию от своего имени и от имени своих ведомых 12b-12d как группы. Таким образом, с точки зрения пользователя, ввод в эксплуатацию выполняется только для каждого светильника 4, а не для каждой отдельной лампы 12, причем ввод в эксплуатацию включает в себя сообщение идентификаторов ведомых 12b-12d инструменту 6 ввода в эксплуатацию и присоединение этих ведомых к сети, выполняемое полностью «за кулисами».
Ниже описана иллюстративная последовательность операций для ситуации, в которой, перед началом автоматического группирования, все TLED-лампы 12a-d внутри светильника 4 являются вновь инсталлируемыми, т.е. находятся в режиме «нового заводского устройства» (Factory New - FN). Это показано, в качестве примера, для комнаты с N зажимными приспособлениями 4, каждое из которых имеет четыре TLED-лампы 12a-12d, которые вводятся в сеть ZigBee. Если ниже описано, что лампа 12 выполняет некоторую операцию, то можно предположить, что она выполняется под управлением ее соответствующего контроллера 26, с использованием соответствующего беспроводного интерфейса 28 при необходимости.
Сначала, новые заводские (factory new - FN) TLED-лампы 12 в количестве 4*N вставляют в N зажимных приспособлений 4 светильников, соответственно. Сначала, каждая FN TLED-лампа 12 не обнаруживает никакой ZigBee-сети (или обнаруживает только сеть или сети с уровнем принимаемого сигнала, меньшим порога, которые, как можно предположить, должны относиться к другому светильнику или даже к другой комнате - см. признак «образования областей», описанный ниже).
Каждая TLED-лампа 12 в среде 2 затем начинает образовывать новую сеть ZigBee, начиная работать в FN-режиме (следует отметить, что никакое мостовое или дистанционно управляющее устройство 6 ввода в эксплуатацию не должно присутствовать в системе в это время). Это означает, что каждая лампа 12 в среде 2 передает предупредительные сигналы, передающие тот факт, что это новая лампа, которая ищет соседей. Эти предупредительные сигналы включают в себя уникальный идентифицирующий номер (например, 64-битовый ZigBee-адрес TLED-лампы). Все TLED-лампы 12 также прослушивают эти предупредительные сигналы, и анализируют адреса других TLED-ламп 12 в сравнении со своими собственными адресами. Единственная TLED-лампа 12 с наименьшим адресом начинает вторую фазу автоматического ввода в эксплуатацию посредством модулирования своего 64-битового ZigBee-адреса на линии пускорегулирующего устройства, соединяющей ее с пускорегулирующим устройством 10, посредством модулирования нагрузки, которую она оказывает на пускорегулирующее устройство (будет описано более подробно ниже). Все остальные TLED-лампы 12 проверяют, модулируется ли энергия электропитания, которую они принимают от пускорегулирующего устройства 10. Если это так, то каждая из этих TLED-ламп 12b-d захватывает 64-битовый адрес, которая она приняла посредством модуляции нагрузки пускорегулирующего устройства. Этот 64-битовый адрес является ZigBee-адресом ведущей TLED-лампы 12а в ее собственном светильнике 4. Следует отметить, что лампы 12 могут не все включиться и начать процесс точно одновременно. Строго говоря, питание светильника 4 должно быть выключено во время замены ламп, так что если этому правилу следовали, то все лампы будут включены вместе после замены ламп и, следовательно, начнут процесс одновременно. На практике, этому правилу следуют не всегда, но, тем не менее, поскольку лампы 4 выполнены с возможностью продолжать поиск потенциальных ведущих или ведомых в течение некоторого конечного временного окна после включения питания, описанный процесс все же заработает.
Альтернативный подход для выбора ведущей может состоять в использовании случайного перерыва после включения питания электрической сети 16, перед которым каждой TLED-лампе 12 разрешается запустить свое устройство 28 радиосвязи. TLED-лампа 12, на которой устройство 28 радиосвязи первым становится активным, становится ведущей и запускает образование сети. Признак случайного перерыва TLED-лампы 12 блокируется по прошествии некоторого периода времени, например, одного месяца, если TLED-лампа 12 все еще не введена в эксплуатацию. Этот подход случайного перерыва является, однако, менее предпочтительным: этот процесс занимает время, и, дополнительно, трудно определить его продолжительность как для малых, так и для больших сетей (чем больше сеть, тем продолжительнее будет требуемая задержка запуска). В то время, как модуляция нагрузки работает напрямую и работает для сети любого размера.
Независимо от того, каким образом выбираются ведущая и ведомые, каждая из ведомых TLED-ламп 12b-d впоследствии присоединяется к ZigBee-сети ведущего TLED ZigBee-устройства 12а (предписывающего каждой из ведомых переключиться в не-FN-режим и прекратить передачу предупредительных сигналов). Ведущая TLED-лампа 12а замечает, что одна или несколько TLED-ламп 12b-d присоединились к ее сети. Эта сеть используется ведущей 12а для получения уникальных номеров (например, 6-значных кодов дистанционного сброса) от своих ведомых 12b-d, причем они используются позже во время процесса ввода в эксплуатацию для присоединения ведомых TLED-ламп 12b-d к ZigBee-сети, установленной дистанционным устройством 6 (инструментом ввода в эксплуатацию) установщика.
После определения того, какие TLED-лампы 12 расположены в том же самом светильнике 4, ведущая TLED-лампа 12а сохраняет уникальный адрес своих ведомых TLED-соседей 12b-d, вместе с сетевыми параметрами и ключами. Ведущая TLED-лампа 12а выходит из сети, которую она создала для своих ведомых 12b-d, и переходит обратно в FN-режим, чтобы проявиться для инструмента 6 ввода в эксплуатацию как ожидающая ввода в эксплуатацию. Однако, она покидает свои ведомые TLED-лампы 12b-d в этой вновь созданной сети, так что они не будут проявляться для инструмента 6 ввода в эксплуатацию. Следовательно, ведущая TLED-лампа 12а действует как представитель своих ведомых 12b-d.
Когда ведущая TLED-лампа 12а возвращается в FN-режим, это означает, что она снова начинает передавать предупредительные сигналы. Чтобы избежать ее учета в распределенном протоколе для выбора следующей ведущей, она, соответственно, указывает в одном или нескольких своих предупредительных сигналах на то, что она уже действовала как ведущая.
В отношении передачи предупредительных сигналов, в общем, TLED-лампы 12 требуют механизма для передачи некоторого уникального ID, их присутствия, и того, были ли они уже сгруппированы для каждого светильника 4. Нормальные предупредительные сигналы ZigBee содержат, среди прочего, расширенный PAN ID их сети, но не обеспечивают пространство или механизм для включения другой информации, которую TLED-лампам 12 может потребоваться передать. Таким образом, один из следующих альтернативных способов может быть использован для указания того, была ли уже ведущей (группировала ли уже лампы 12b-d в своем собственном светильнике) ведущая 12а, возвращающаяся в FN-режим.
Первая возможность состоит в использовании частным образом определенных извещающих сообщений, передаваемых через ZigBee. Согласно этому подходу, каждая лампа 12 начинает образовывать свою собственную ZigBee-сеть, которая не является открытой для того, чтобы другие устройства присоединялись к этой сети. Один или более раз на всем протяжении процесса ввода в эксплуатацию (при начальной передаче предупредительных сигналов и/или позже), каждая TLED-лампа 12 регулярно (с некоторым заданным интервалом) отправляет по своей собственной сети интер-PAN извещающее сообщение, содержащее информацию, уместную для цели настоящего изобретения (например, MAC-адрес, указание на то, что она является ведущей по отношению к ведомым TLED-лампам внутри светильника, произошло ли уже или нет в этом светильнике автоматическое группирование с ведомыми TLED-лампами). В остальное время, она прослушивает либо свой собственный канал, либо все каналы (см. замечание ниже), для получения подобных сообщений от других TLED-ламп 12. Каждая новая заводская TLED-лампа прослушивает все такие сообщения в своем диапазоне радиочастот и действует соответствующим образом (см. ниже). Если TLED-лампа 12 уже выполнила автоматическое группирование, то она настраивает содержимое своего извещающего сообщения соответствующим образом. После завершения ввода в эксплуатацию, отправка извещающих сообщений может быть продолжена в таких случаях, как замена одной из TLED-ламп (обсуждается более подробно ниже).
Вышеупомянутое может быть выполнено со всеми TLED-лампами 12 на некотором ZigBee-канале, известном им всем (это легче всего, поскольку устройства должны прослушивать только один канал), или каждая TLED-лампа может выбирать случайный ZigBee-канал (что означает, что каждое устройство должно прослушивать все каналы - что обусловливает несколько большее вовлечение в процесс, но обеспечивает хорошее распространение по всем ZigBee-каналам).
Вторая возможность состоит в использовании модифицированных предупредительных сигналов. Это подобно первой возможности, описанной выше, но вместо извещающих сообщений с использованием предупредительного сигнала, определенного в спецификации ZigBee, байт протокола устанавливают равным значению, отличному от значений, используемых для существующих систем (00=ZigBee Pro, и т.д.). В полезной нагрузке переносится различная информация (такая же, как информация, описанная в отношении вышеупомянутой первой возможности).
Третья возможность состоит в использовании предупредительных сигналов альтернативного типа, отличных от предупредительных сигналов ZigBee, относящихся к другому протоколу, отличному от ZigBee. Это является вариантом вышеупомянутых первой и второй возможностей, но рассматриваемая информация передается в альтернативных предупредительных сигналах, например, сигналах BLE (Bluetooth Low Energy) iBeacons.
Независимо от того, каким образом первая ведущая 12а указывает на то, что она уже была ведущей, другие TLED-лампы 12 в других светильниках 4, которые еще не были автоматически сгруппированы, тогда, замечают, что они больше не принимают предупредительные сигналы от ведущей TLED-лампы 12а в первом светильнике без этого данного указания. Это означает, что другая TLED-лампа 12 будет теперь иметь наименьший уникальный номер, назначит себя на роль ведущей для своего светильника 4 и повторит вышеупомянутый процесс для этого светильника. Весь процесс повторяется до тех пор, пока соответствующая ведущая TLED-лампа 12 в каждом светильнике 4 не завершит эти этапы.
Следует отметить, что, необязательно, последовательность операций процесса, описанная выше, может быть дополнена использованием меры уровня принимаемого сигнала предупредительных сигналов, например, индикатора уровня принимаемого сигнала (signal strength indicator - RSSI), чтобы помочь выбрать ламп-соседей 12b-d внутри светильника 4 посредством обнаружения ламп, имеющих достаточно высокий уровень сигнала. А именно, RSSI может быть использован для ускорения процесса автоматического ввода в эксплуатацию TLED-ламп. Предупредительные сигналы с RSSI ниже заданного порога могут быть проигнорированы, так что множественные светильники 4 (например, в большом офисе с открытой планировкой) могут выполнять вышеупомянутый процесс автоматического группирования одновременно, независимо верифицируя то, какие TLED-лампы 12 действительно находятся внутри тех же самых светильников 4. RSSI сам по себе не обязательно является достаточно надежным для идентификации TLED-ламп 12, находящихся внутри того же самого светильника 4, с достаточной достоверностью. Следовательно, в вариантах осуществления, RSSI используется только для создания основанных на RSSI областей TLED-ламп 12 (т.е. подмножеств-кандидатов), например, таких, которые, вероятно, находятся в одних и тех же светильниках, или таких, которые могут находиться в одном и том же светильнике. На основе этих областей, затем используется второй механизм идентификации - например, закорачивание электрической нагрузки одной ведущей TLED-лампы 12а и обнаружение изменения нагрузки пускорегулирующего устройства в другой ведомой TLED-лампе 12b-d внутри светильника - для более надежного определения того, какие TLED-лампы 12 действительно находятся внутри одних и тех же светильников 4.
В следующей фазе последовательности операций ввода в эксплуатацию, пользователь-установщик (человек) 8 привлекается к вводу в эксплуатацию. Пользователь-установщик 8 видит на своем инструменте 6 ввода в эксплуатацию только одну FN-лампу 12, отображаемую для каждого светильника 4 (т.е. ведущую TLED-лампу). Если пользователь 8 пожелает включить светильник 4 одной из этих видимых FN-ламп 12а в сеть, которую он или она создает, то тогда он или она выбирает (выделяет) эту лампу 12а на пользовательском интерфейсе инструмента 6 ввода в эксплуатацию. Это предписывает инструменту 6 ввода в эксплуатацию отправить запрос ввода в эксплуатацию к выбранной лампе 12а. В ответ, эта лампа 12а обеспечивает визуальную индикацию для пользователя 8, например, посредством мигания своего осветительного элемента 18. Пользователь 8 может, таким образом, увидеть, что лампа 12а, которую он или она выбрал, действительно находится в светильнике 4, который он или она намеревается ввести в эксплуатацию. Если это так, то пользователь подтверждает это через пользовательский интерфейс инструмента 6 ввода в эксплуатацию, предписывая инструменту 6 ввода в эксплуатацию включить ведущую TLED-лампу в свою ZigBee-сеть (т.е. более широкая ZigBee-сеть создается в целях управления лампами 12 в последующей рабочей фазе). Ведущая TLED-лампа 12а также сообщает инструменту 6 ввода в эксплуатацию о своих трех не-FN-TLED ведомых 12b-d (в том числе их уникальные ID, например, ZigBee-адреса). Ведомые TLED-лампы 12b-d затем присоединяются к ZigBee-сети, установленной инструментом ввода в эксплуатацию (или осветительным мостом). Для этого существуют по меньшей мере три возможности.
Первая возможность состоит в использовании инструментом 6 ввода в эксплуатацию уникальных ID ведомых TLED-ламп для присоединения ведомых ламп 12b-d к его сети с использованием 6-значных кодов сброса. Они могут быть переданы инструментом 6 ввода в эксплуатацию, чтобы заставить ведомые TLED-лампы 12b-d снова перейти в FN-режим и присоединиться к сети удаленного доступа инструмента ввода в эксплуатацию.
В качестве второй возможности, ведущая TLED-лампа 12а временно переходит обратно в старую сеть (сеть, которую она создала со своими ведомыми 12b-d) и использует ее для передачи своим ведомым TLED-лампам 12b-d параметров новой сети (сети, создаваемой инструментом 6 ввода в эксплуатацию). Ведомые TLED-лампы 12b-d затем переключаются на новую сеть, и ведущая TLED-лампа 12а также переходит обратно в новую сеть инструмента 6 ввода в эксплуатацию.
В третьей возможности, инструмент 6 ввода в эксплуатацию предписывает ведущей TLED-лампе 12а отправить «удаленный сброс» к ее ведомым TLED-лампам 12b-d. Ведущая TLED-лампа 12а временно переходит обратно в старую сеть и передает «удаленный сброс» к своим ведомым TLED-лампам 12b-d, предписывая ведомым TLED-лампам 12b-d снова перейти в FN-режим. Ведущая TLED-лампа 12а затем переходит обратно в сеть инструмента 6 ввода в эксплуатацию. Инструмент 6 ввода в эксплуатацию осуществляет поиск новых устройств и находит три ведомые TLED-лампы 12b-d.
Таким образом, ведущая и ведомые лампы 12a-d все совместно присоединяются к беспроводной сети (например, ZigBee-сети), создаваемой инструментом 6 ввода в эксплуатацию, так что лампы 12a-d могут впоследствии управляться через эту сеть в рабочей фазе. Независимо от того, какая возможность используется, предпочтительно, инструмент 6 ввода в эксплуатацию также назначает групповой адрес (например, групповой адрес ZigBee) лампам 12a-12d в одном и том же светильнике 4 (назначая отличный соответствующий групповой адрес каждому соответствующему светильнику). Этот групповой адрес затем позволяет управляющему устройству (не показано) управлять лампами 12a-d вместе посредством передачи одного или нескольких управляющих сообщений каждой из них с использованием только единственного группового адреса в качестве адреса назначения (вместо передачи отдельного сообщения на отдельный адрес каждой лампы). Например, согласно технологии ZigBee, сообщения могут быть переданы с использованием группового идентификатора, в результате чего будут реагировать только лампы 12, содержащие этот идентификатор (т.е. находящиеся в этой группе). После назначения, инструмент 6 ввода в эксплуатацию передает групповой адрес к ведущей 12а и каждой из ведомых. В работе, каждая лампа 12a-d затем прослушивает любые сообщения с групповым адресом и реагирует соответствующим образом. Следует отметить, однако, что не требуется обязательного наличия группового адреса для всех TLED-ламп внутри светильника. Альтернативно, после завершения процесса ввода в эксплуатацию, можно просто адресовать каждую TLED-лампу по ее собственному отдельному адресу.
Таким образом, выше описан механизм, посредством которого может быть введена с эксплуатацию компоновка вновь инсталлированных светильников 4. Дополнительная ситуация, в которой может быть использовано автоматическое группирование, имеет место тогда, когда в данном светильнике 4 заменяется одна из отдельных TLED-ламп 12, после окончания начальной фазы ввода в эксплуатацию и начала рабочей фазы. Ниже описана последовательность операций для замены одной из не-FN-TLED-ламп 12 в светильнике 4. Эта полевая замена подключаемых-к-сети TLED-ламп имеет целью автоматический ввод в эксплуатацию заменяющей TLED-лампы 12 «из коробки» без привлечения устройства дистанционного управления или специалиста по вводу в эксплуатацию. Процесс автоматического группирования может быть инициирован комбинацией наличия новой заводской подключаемой-к-сети TLED-лампы 12 и однократного циклического изменения питающего сетевого напряжения 16 посредством переключателя. Альтернативно, человек, заменяющий лампу, может активно инициировать автоматический ввод в эксплуатацию для заменяющей лампы (например, посредством пятикратного переключения сетевого переключателя в течение 10 секунд).
Автоматический ввод в эксплуатацию заменяющей TLED-лампы происходит следующим образом. Вновь инсталлируемая TLED-лампа, например, замена для 12b, отправляет сигнал к пускорегулирующему устройству 10, посредством модуляции нагрузки, которую она оказывает на пускорегулирующее устройство 10. Другие TLED-лампы 12a, 12c, 12d в том же самом светильнике 4 прослушивают это сообщение в энергии электропитания, подаваемой им пускорегулирующим устройством 10. Одна из этих TLED-ламп 12a, 12c, 12d открывает свою сеть (например, лампа с наименьшим уникальным адресом, или TLED-лампа 12а, которая уже стала ведущей светильника 4). Новая TLED-лампа затем присоединяется к этой сети. Ведущая TLED-лампа 12а программирует соответствующие ZigBee-группы в новой TLED-лампе таким образом, чтобы она функционировала так же, как замененная TLED-лампа 12b.
Это предполагает, что инструмент 6 ввода в эксплуатацию распределяет все TLED-лампы 12a-d в светильнике 4 в единственную ZigBee-группу. Распределение всех TLED-ламп 12a-d внутри светильника 4 в одну и ту же группу является очень предпочтительным для этого случая применения для замены, поскольку тогда номер ZigBee-группы остальных старых TLED-ламп 12a, 12c, 12d может быть прямо повторно использован для новой заменяющей TLED-лампы. В отличие от групповых адресов ZigBee, нормальные ZigBee-адреса не имеют этой характеристики: новая заменяющая TLED-лампа будет всегда иметь 16-битовый адрес, отличный от старого адреса.
Вышеупомянутый механизм может включать в себя перерыв в случае отсутствия ответа на запрос. Или, в качестве альтернативы, новая TLED-лампа может отправить запрос по сети на основе ZigBee, которая контролируется другой TLED-лампой (лампами) 12a, 12c, 12d - или по меньшей мере ведущей 12а светильника 4 - и получить ответ. Также, здесь передача сигналов через линию пускорегулирующего устройства может быть использована (и предпочтительно используется) для верификации того, что обе они находятся в одном и том же светильнике 4. Для полевой замены TLED-ламп, эта верификация в отношении того, является ли беспроводной узел-«кандидат», ожидающий присоединения к осветительной сети, действительно соединенным с пускорегулирующим устройством 10 люминесцентных ламп, также служит в качестве защитного механизма - этот беспроводной узел-«кандидат» может быть присоединен к сети, только если он физически находится в том же самом светильнике 4, что и существующий элемент 12а сети, таким образом, предотвращается присоединение вредоносных устройств, присоединяющихся со злым умыслом, например, чтобы попытаться нарушить работу освещения. Совместное использование одного и того же пускорегулирующего устройства 10 люминесцентных ламп является во многих отношениях аналогией для рынка TLED-ламп механизма «установления связи касанием», используемого в пользовательских приложениях. В пользовательских приложениях, процедура спаривания требует физической близости устройств дистанционного управления с колбами ламп для предотвращения спаривания вредоносных новых сетевых компонентов с лампами, например, с внешней стороны корпуса 14. Таким же образом, варианты осуществления настоящего раскрытия обеспечивают существующей лампе 12а доступ к авторизации нового ZigBee-компонента для присоединения его к сети, посредством верификации того, что новый беспроводной компонент, заявленный как TLED-лампа, действительно имеет проводное соединение с тем же самым пускорегулирующим устройством 10, что и существующая подключаемая-к-сети TLED-лампа 12а, и, следовательно, действительно является заменяющей TLED-лампой, а не другим вредоносным беспроводным устройством.
Резюмируя вышеизложенное, на фиг. 9 приведена диаграмма состояний, показывающая разные возможные состояния лампы 12 согласно вариантам осуществления настоящего раскрытия. Каждая лампа начинает свой срок службы с первого включения питания в первый раз в состоянии 54 «из коробки», в котором она выполняет распределенный протокол согласования для определения того, следует ли ей стать ведущей или ведомой, как описано выше. Затем, на основе этого, одна из ламп 12а переходит в состояние 56 ведущей, в то время как каждая из других ламп в том же самом светильнике переходит в состояние 58 ведомой. В то время как первая лампа 12а находится в состоянии 56 ведущей, и вторые лампы 12b-d находятся в состоянии 58 ведомых, ведущая 12а взаимодействует с инструментом ввода в эксплуатацию от имени первой и вторых ламп 12a-d в совокупности, для инициирования одного или нескольких этапов ввода в эксплуатацию этих ламп 12a-d как группы. Наконец, после окончания ввода в эксплуатацию, как ведущая, так и ведомые лампы 12a-d переходят в рабочее состояние (рабочую фазу) 60, в котором они пригодны для достижения их конечной цели, т.е. могут быть использованы для освещения среды 2 и могут управляться через ZigBee-сеть или другую такую беспроводную сеть, установленную инструментом ввода в эксплуатацию (например, могут быть использованы для регулирования яркости, для установления цветных световых сцен, и т.д.). В рабочем состоянии 60, каждая лампа 12 следит за сигналами потенциальных заменяющих ламп, как описано выше.
Следует отметить, что то, (а) находится ли лампа в FN-режиме (режиме «нового заводского устройства»), является отдельной переменной, отличной от того, (b) находится ли она в состоянии «лампы из коробки», ведущей, ведомой, или в конечном рабочем состоянии. Это можно увидеть с учетом того, что в то время как лампа является ведущей, она переключается между FN-режимом и не-FN-режимом, а также, в то время как лампа является ведомой, она может также переключаться между FN-режимом и не-FN-режимом - таким образом, (a) и (b) являются отдельно управляемыми факторами. Таким образом, технологии, раскрытые здесь, включают в себя преднамеренное и искусственное управление FN-состоянием таким образом, чтобы оно не только указывало на то, является ли лампа новой «лампой из коробки», но и использовалось для дополнительной цели, состоящей в управлении тем, какие из множественных ламп 12 в одном и том же светильнике 4 проявляются для инструмента 6 ввода в эксплуатацию.
Использование модуляции нагрузки для передачи сигналов через пускорегулирующее устройство может быть особенно предпочтительным по сравнению с автоматическим группированием на основе только RSSI. Например, в США светильники всегда имеют сплошную металлическую оболочку, как с верхней стороны, так и со стороны боковых стенок светильника 4. Металлические боковые стенки светильника блокируют прямой путь беспроводных сигналов (в одной и той же плоскости) между TLED-лампами 12, находящимися в разных светильниках 4. Следовательно, ослабление беспроводных сигналов между TLED-лампами 12, находящимися в двух разных светильниках 4, является обычно более сильным, чем для двух смежных TLED-ламп, расположенных на расстоянии 15-20 см внутри одного и того же светильника 4. Однако, для расстояния инсталляции между смежными светильниками 4, меньшего, чем обычное расстояние инсталляции, ослабление, вызванное металлическими боковыми стенками светильника, будет в некоторых случаях недостаточным для предотвращения случайного автоматического группирования подключаемых-к-сети TLED-ламп 12 из разных светильников (например, если пробитое отверстие в металлической боковой стенке светильника расположено прямо рядом с устройствами 28 радиосвязи TLED-ламп). Дополнительно, каждая из TLED-ламп 12 может иметь свое устройство 28 радиосвязи, расположенное только в одной из концевых крышек 20i лампы 12. Следовательно, будет существовать 50%-вероятность того, что две соседние TLED-лампы 12a, 12b, расположенные внутри одного и того же светильника 4, будут установлены установщиком таким образом, что устройства 28 радиосвязи будут находиться на противоположных концах ламп 12. Размещение антенны 28 посередине TLED-лампы может преодолеть эту проблему. Однако, с точки зрения аппаратных средств TLED-ламп, предпочтительное местоположение устройства радиосвязи в подключаемой-к-сети TLED-лампе находится внутри концевой крышки 20.
Для обеспечения достаточной робастности, таким образом, предпочтительно образовывать «область» TLED-ламп 12 с помощью RSSI и затем использовать второй способ группирования для достоверного определения того, какие TLED-лампы 12 расположены внутри одного и того же светильника 4.
Существуют по меньшей мере две возможности для второго способа группирования. Один вариант осуществления, упомянутый выше, состоит в том, что ведущая TLED-лампа 12а передает сигналы через пускорегулирующее устройство 10 посредством модуляции нагрузки, которую она оказывает на пускорегулирующее устройство 10 (например, для сигнализации своего уникального ID). Другие TLED-лампы 12b-d затем стремятся обнаруживать переходы нагрузки, вызванные их TLED-лампами-сестрами внутри того же самого светильника 4. Это будет более подробно описано ниже.
В альтернативном варианте осуществления, однако, каждая из подключаемых-к-сети TLED-ламп 12 может иметь встроенный датчик света, который может быть использован, чтобы позволить ведомым 12b-d обнаруживать образец модуляции света, излучаемый ведущей TLED-лампой 12а, расположенной внутри того же самого светильника 4 (и/или ведомые 12b-d могут излучать образец света, подлежащий обнаружению ведущей 12а). Датчик света может быть уже существующим датчиком дневного света, или специальным датчиком света для целей раскрытого обнаружения. Ведущая 12а будет выборочно выключать свет внутри светильника 4, чтобы помочь ведущей TLED-лампе принять кодированные световые сообщения от своих соседей 12b-d без помех со стороны своего собственного света. Кодированный свет может быть использован для обнаружения того, какие лампы 12 находятся в том же самом светильнике, поскольку корпус 14 светильника 4 по меньшей мере частично блокирует кодированные световые сигналы - таким образом, лампы 12b-d в том же самом светильнике 4 будут принимать сигналы от каждой другой лампы, но не сигналы от ламп 12, находящихся в других светильниках 4. Для обеспечения этого, датчики света и/или местоположения ламп 12 могут быть, конкретно, расположены таким образом, чтобы только, или по меньшей мере преимущественно, датчик света данной лампы 12 в данном светильнике 4 принимал свет от ламп, находящихся в том же самом светильнике 4. Например, датчик света может быть расположен таким образом, чтобы он был обращен вверх для обнаружения света, отраженного от верхнего отражающего элемента, находящегося во внутренней части соответствующего корпуса 14 светильника. Подобный принцип может быть даже применен с использованием других носителей в качестве средства, посредством которого обнаруживают, находятся ли лампы 12 в одном и том же светильнике: например, каждая лампа 12 может излучать ультразвуковой сигнал, который блокируется корпусом 14, или каждая лампа 12 может излучать радиосигнал, который блокируется металлическими элементами, находящимися вокруг боковых сторон корпуса 14 светильника (таким образом, чтобы сигналы могли приниматься от контроллера или инструмента ввода в эксплуатацию, находящегося ниже светильника 4, но не могли приниматься от других светильников, установленных на том же потолке).
В качестве дополнительного признака, в вариантах осуществления, посредством использования датчика света для каждой TLED-лампы 12, можно идентифицировать относительное расположение TLED-ламп 12b-d внутри светильника 4. Это обеспечивается, когда направленный свет пробегает (разворачивается) по четвертым TLED-лампам 12a-d внутри светильника 4 (слева направо или справа налево). Это динамический разворачивающийся световой луч может позволить идентифицировать направленность среди соседних светильников 4, что может обеспечить возможность автоматического ввода в эксплуатацию на уровне комнаты. В этом подходе, TLED-лампы 12, находящиеся внутри одного и того же светильника 4, последовательно включают свой свет с левой стороны до правой стороны светильника. В то же время, светодиоды TLED-ламп в соседних светильниках остаются выключенными, но обнаруживают светочувствительным средством уровень освещенности на полу, обеспечиваемый во время последовательного включения TLED-ламп, находящихся внутри соседних светильников. Чем ближе физически находится включаемая TLED-лампа к принимающей TLED-лампе, тем больше света будет на полу. На основе обнаруженного уровня освещенности на полу во время пошагового включения ламп, TLED-лампа (в режиме выключения света) может сделать вывод о том, расположен ли фактически соседний светильник, выполняющий развертку света, с ее правой или ее левой стороны.
Ниже теперь будет описана иллюстративная реализация технологии для преднамеренной модуляции нагрузки, оказываемой на пускорегулирующее устройство 10 ведущей 12а, для сигнализации образца в энергии электропитания, подаваемой пускорегулирующим устройством 10 на лампы 12a-d в одном и том же светильнике 4.
Как описано выше, люминесцентный светильник 4 обычно имеет несколько TLED-ламп 12a-d, имеющих проводное соединение с единственным пускорегулирующим устройством 10. Типичная схема электрических соединений для пускорегулирующего устройства 10 с мгновенным включением (instant start - IS) показана на фиг. 4. На каждом конце TLED-лампы 12, два штырька 22 закорочены шунтированным держателем лампы. Штырьки 22a,i на одном конце первой из ламп 12а в светильнике 4 соединены с пускорегулирующим устройством 10 через первую синюю линию 30а, и штырьки 22b,i на одном конце второй из ламп 12b соединены с пускорегулирующим устройством 10 второй синей линией 30а (и т.д., если в светильнике имеется более двух ламп). На другом конце, штырьки 22a,ii и 22b,ii (и т.д.) все соединены вместе и соединены с пускорегулирующим устройством 10 через одну и ту же красную линию 32. Само пускорегулирующее устройство 10 соединено с питающей сетью 16 через черную линию 34 и белую линию 36.
Фиг. 5 и 6 показывают примеры пускорегулирующих устройств 10 различных типов для питания энергией люминесцентных ламп. В качестве примера, они представляют преобладающие топологии в регионах NAM для пускорегулирующих устройств с мгновенным включением (Instant Start - IS), а именно, схему с самовозбуждением (self-oscillating - SO) (см. фиг. 5) и токопитаемую полумостовую резонансную схему (см. фиг. 6).
Фиг. 5 показывает типичное высокочастотное (High Frequency - HF) пускорегулирующее устройство люминесцентных ламп. Это пускорегулирующее устройство 10 состоит из фильтра 38 электромагнитных помех (electromagnetic interference - EMI), выполненного с возможностью приема электропитания от иерархически вышестоящего сетевого источника 16 питания и фильтрации его для создания отфильтрованного электропитания и блокирования помех, генерируемых пускорегулирующим устройством обратно в питающую сеть. Пускорегулирующее устройство 10 также содержит входной каскад 40 увеличения коэффициента мощности (power factor correction - PFC), выполненный с возможностью приема отфильтрованного электропитания от EMI-фильтра 38, и выполнения увеличения коэффициента мощности в отношении отфильтрованного электропитания для создания электропитания с увеличенным коэффициентом мощности. Схема дополнительно содержит резонансный выходной каскад 42, выполненный с возможностью приема электропитания с увеличенным коэффициентом мощности от каскада 40 увеличения коэффициента мощности. Эта схема работает в режиме самовозбуждения для генерирования, на основе принятого электропитания с увеличенным коэффициентом мощности, конечного электропитания, используемого для питания энергией люминесцентных ламп (или их TLED-замен 12). Два транзистора в резонансной схеме 42 возбуждаются вспомогательной обмоткой трансформатора Т1. Выходной сигнал обычно изолирован от питающей сети 16. Пускорегулирующее устройство 10, таким образом, генерирует HF-напряжение, равное около 600В, на вторичной обмотке Т1. Конденсаторы C1 и C2 соединены последовательно с каждой из ламп 12a, 12b, соответственно. Конденсаторы C1, C2 действуют в качестве стабилизирующего элемента и управляют током лампы.
В последних продуктах, полумостовая (half-bridge - HB) резонансная схема стала более популярной, поскольку она снижает затраты. Типичная топология HB пускорегулирующего устройства люминесцентных ламп показана на фиг. 6. Эта схема подобна схеме фиг. 5, но при этом резонансная схема 42 SO заменена HB-схемой 44. HB-схема 44 обычно управляется интегральной схемой (integrated circuit - IC). Выходной сигнал не изолирован от питающей сети 16.
Подробности некоторых иллюстративных технологий для передачи и приема сигнала через пускорегулирующие устройства 10, такие как пускорегулирующие устройства, показанные на фиг. 5 и 6, или другие пускорегулирующие устройства, будут теперь описаны более подробно со ссылкой на фиг. 7.
Фиг. 7 показывает иллюстративную лампу 12 для выполнения модуляции нагрузки для передачи сигналов через пускорегулирующее устройство 10, а также для обнаружения таких сигналов от других ламп 12 через электропитание, принимаемое от пускорегулирующего устройства 10. В вариантах осуществления, каждая из ламп 12 в одном, некоторых или всех светильниках 4 может быть сконфигурирована согласно фиг. 7.
Как показано на фиг. 7, лампа 12 содержит выпрямитель 23, содержащий систему диодов D1, D2, D3, D4, выполненный с возможностью приема электропитания переменного тока от пускорегулирующего устройства 10 через штырьки 22 лампы 12, и преобразования его в электропитание постоянного тока. Различные формы выпрямителя сами по себе известны специалистам в данной области техники, и выпрямитель 23 не обязательно должен (хотя может) принимать форму, показанную на фиг. 7. Лампа 12 дополнительно содержит возбудитель 24 светодиодов, выполненный с возможностью приема электропитания постоянного тока от выпрямителя 23 и, на основе этого, генерирования постоянного или приблизительно постоянного тока для светодиодного осветительного элемента 18 (цепочки или массива светодиодов). Следует, однако, отметить, что постоянный ток, упоминаемый здесь, не обязательно означает ток, который является ненастраиваемым. Кроме того, лампа 12 содержит контроллер 26, например, содержащий микроконтроллер 46, выполненный с возможностью выполнения встроенного аппаратно-программного средства лампы 12. Дополнительно, лампа 12 содержит беспроводной интерфейс 28, например, интерфейс ZigBee, Wi-Fi, 802.15.4 или Bluetooth (вышеизложенное было описано, главным образом, на примере ZigBee). Микроконтроллер 46 соединен с беспроводным интерфейсом 28 и возбудителем 24 светодиодов. Он выполнен с возможностью приема сообщений через беспроводной интерфейс 28, например, сообщений, исходящих от контроллера освещения или одного или нескольких беспроводных датчиков (не показаны), и, на основе этого, определения уровня светового выхода, с которым осветительный элемент 18 должен излучать свет. Микроконтроллер 46 затем указывает этот уровень светового выхода для возбудителя 24 светодиодов и, в ответ, возбудитель 24 светодиодов устанавливает ток на соответствующем уровне для обеспечения требуемого светового выхода. Ток, подаваемый возбудителем 24 светодиодов, является, таким образом, постоянным в отношении того, что для данного светового выхода, указанного контроллером 26, возбудитель 24 светодиодов обеспечивает то, что ток является приблизительно постоянным. Также следует отметить, что в случае, когда используется регулирование яркости с использованием широтно-импульсной модуляции (pulse width modulation - PWM) и т.п., постоянный ток относится к среднему току. Дополнительно, в вариантах осуществления, светодиодный осветительный элемент 28 может содержать разноцветные, независимо управляемые светодиоды или подмассивы светодиодов. В этом случае, контроллер 26 и возбудитель 24 светодиодов могут также индивидуально устанавливать уровни выходных сигналов каждого разноцветного светодиода или подмассива для управления цветом светового выхода.
Для передачи сигналов через пускорегулирующее устройство 10, внутренний контроллер 26 лампы 12 дополнительно содержит передающую схему в форме транзисторного переключателя М1, соединенного таким образом, чтобы он мог модулировать нагрузку, оказываемую на пускорегулирующее устройство 10 соответствующей лампой 12, под управлением микроконтроллера 46. В показанном иллюстративном варианте осуществления, это обеспечивается посредством присоединения истока и стока (или коллектора и эмиттера) транзистора М1 параллельно нагрузке, например, параллельно возбудителю 24 светодиодов или осветительному элементу 18, причем затвор (или база) транзистора М1 соединена с контроллером 26. Это позволяет контроллеру 26 выборочно закорачивать нагрузку посредством управления затвором (или базой) транзистора М1. Когда он это делает, это вызывает подачу «икоты» («перебоев») обратно через пускорегулирующее устройство 10, которая является обнаруживаемой в энергии электропитания, принимаемой другими лампами 12 в том же самом светильнике 4. Посредством управления закорачиванием согласно пригодному, заданному коду (см. ниже), таким образом, можно передавать сигналы к другим лампам 12 в том же самом светильнике 4 через пускорегулирующее устройство 10.
Для обеспечения возможности восприятия таких сигналов от других подобных ламп 12 в том же самом светильнике 4, лампа 12 фиг. 7 дополнительно содержит воспринимающую схему 50, присоединенную между выпрямителем 23 и возбудителем 24 светодиодов (хотя потенциально она может быть присоединена в других частях схемы). Эта схема 50 выполнена с возможностью обнаружения сигнализируемого образца «икоты» в энергии электропитания, подаваемой пускорегулирующим устройством 10, и подачи обнаруженного сигнала на контроллер 26 для декодирования. Воспринимающая схема 50 может быть выполнена с возможностью восприятия модуляций в принимаемой энергии электропитания посредством восприятия модуляций в токе, напряжении и/или частоте принимаемой энергии электропитания. Например, в вариантах осуществления, воспринимающая схема 50 является схемой восприятия тока.
Таким образом, контроллер 26 может передавать сигналы через пускорегулирующее устройство 10, а также воздействовать на такие сигналы согласно различным этапам последовательности операций ввода в эксплуатацию, раскрытым здесь, для выполнения автоматического группирования ламп 12a-d в одном и том же светильнике 4.
Чтобы начать способ группирования TLED-ламп, одна ведущая TLED-лампа 12а (например, из области TLED-ламп, вероятно, совместно использующих один и тот же светильник 4) инициирует процесс автоматического группирования. Во время процесса автоматического группирования, эта ведущая TLED-лампа 12а начинает процесс шунтирования светодиодной нагрузки, и размыкает и замыкает переключатель М1 с предопределенной частотой и рабочим циклом (определяемыми микроконтроллером 46). Каждая из ведомых TLED-ламп 12b-d воспринимает изменение в токе лампы через свой внутренний блок 50 обнаружения тока. Когда ведущая TLED-лампа 12а выполняет это кодированное шунтирующее действие, состояние нагрузки пускорегулирующего устройства 10 изменяется, и пускорегулирующее устройство отклоняется от своей нормальной рабочей точки. Следовательно, остальные TLED-лампы 12b-d в группе принимают либо большую, либо меньшую энергию электропитания от пускорегулирующего устройства 10. Величина и направление изменения зависит от топологии пускорегулирующего устройства люминесцентных ламп, но в любом случае изменение будет заметным для ведомых TLED-ламп 12b-d. Ведомые TLED-лампы воспринимают это изменение посредством блока 30 обнаружения, находящегося внутри лампы. Поскольку пускорегулирующее устройство 10 является источником тока, кодированное закорачивание, выполняемое ведущей TLED-лампой 12а, является безопасным действием и не повредит пускорегулирующее устройство 10 и никакие из TLED-ламп 12a-d.
Функциональность закорачивания нагрузки может быть реализована с малыми затратами внутри TLED-лампы 12, например, с использованием шунтирующего переключателя М1, показанного на фиг. 7. В каждой TLED-лампе 12, экземпляр этого шунтирующего переключателя М1 размещают после выпрямителя 23 (этот переключатель М1 может фактически уже присутствовать в существующих TLED-лампах 12 в целях регулирования яркости с использованием широтно-импульсной модуляции). Когда М1 замыкается, вход лампы закорачивается, и ток от пускорегулирующего устройства 10 отводится без доставки энергии электропитания к светодиодной нагрузке 18. Для обнаружения кодов, отправляемых другими TLED-лампами 12, экземпляр блока 50 обнаружения тока вставляют в главный токовый контур каждой TLED-лампы 12. Кодированные изменения в токе пускорегулирующего устройства и частоте воспринимаются через этот блок 50 обнаружения, и извлеченный сигнал подают на внутренний микроконтроллер 46, находящийся внутри TLED-лампы 12. Тот же самый микроконтроллер 26 также управляет шунтирующим переключателем М1.
Следует отметить, что в вариантах осуществления, схемы 52i, 52ii накала могут быть включены в состав у входных частей 22i, 22ii на двух сторонах TLED-лампы 12, соответственно, для имитации катода прямого накала реальной люминесцентной лампы. Эти схемы 52 могут быть, например, мощным резистором, или могут оставаться разомкнутыми для пускорегулирующих устройств с мгновенным включением. Схема 52 накала, следовательно, будет пропускать сигнализируемые коды, не оказывая никакого влияния на сигнал.
Фиг. 8 показывает иллюстративную форму тока I пускорегулирующего устройства во временной области t (после согласования устройств), принимаемого ведомой лампой 12b-d согласно вариантам осуществления, раскрытым здесь. Верхний схематический чертеж показывает ток во время нормальной работы, в результате чего ток пускорегулирующего устройства, принимаемый ведомой TLED-лампой 12a-d, находится на стабильном уровне. Ведущая TLED-лампа 12а затем начинает процесс группирования и воздействует кодированным образцом на пускорегулирующее устройство 10. Следовательно, как показано на нижнем схематическом чертеже фиг. 8, ток, принимаемый ведомой TLED-лампой 12b-d, содержит образец модулированного сигнала с частотой, равной частоте шунтирования ведущей лампы. Частота шунтирования может находиться, например, в диапазоне 1-10Гц, или в диапазоне от нескольких сотен Гц до нескольких кГц (предпочтительно, следует избегать частоты питающей сети, для минимизации нежелательных помех, создаваемых компонентами сетевой частоты).
Существует несколько путей для обнаружения блоком 50 обнаружения кодированного образца модуляции. В первой возможности, обнаружение выполняют посредством восприятия изменения в среднем значении тока. Сначала, воспринимаемый сигнал усредняют посредством фильтра нижних частот. Затем, значение считывается микроконтроллером 46 и сравнивается с номинальным значением. Микроконтроллер 46 затем решает, представляет ли это значение сигнал от другой лампы 12, совместно использующей общее пускорегулирующее устройство 10 с его собственной соответствующей лампой 12. Например, каждая ведомая лампа 12b-d может прослушивать на пускорегулирующем устройстве 10 сигнал от ведущей 12а, идентифицирующий ведущую, и если ведомая 12b-d его обнаруживает, то соответствующая ведомая 12b-d отвечает ведущей 12а через беспроводной интерфейс 28, чтобы сообщить ведущей 12а идентификатор ведомой (например, адрес). Или же, действуя наоборот, ведущая 12а может прослушивать на пускорегулирующем устройстве 10 сигналы, принимаемые от ведомых 12b-d, идентифицирующих себя для ведущей 12а через пускорегулирующее устройство 10.
В качестве второй, альтернативной или дополнительной возможности для обнаружения, обнаружение может быть выполнено посредством измерения частоты принимаемых модуляций. При необходимости, ведущая TLED-лампа 12а может даже отправить некоторое основное сообщение к ведомым лампам 12b-d посредством модулирования частоты, рабочего цикла, и т.д. Эта вторая возможность является более точной, чем первая возможность, описанная выше, поскольку разные схемные топологии пускорегулирующих устройств приводят к разным глубинам модуляции тока TLED-ламп. Способ обнаружения среднего значения, используемый в первой возможности, является, таким образом, более склонным к ошибкам, чем вторая возможность (хотя и может быть применен таким образом).
В отношении схемы кодирования, используемой для сигнализации информации через схему модификации нагрузки пускорегулирующего устройства, раскрытую выше, возможны различные схемы кодирования. Например, канал связи на основе пускорегулирующего устройства между ведущей и ведомыми TLED-лампами 12a-d может использовать схему двоичного кодирования, такую как код Морзе, манчестерское кодирование, или модуляцию положения импульса, и т.д. Сигнализируемая информация может содержать 64-битовый уникальный ZigBee-адрес (или другой уникальный идентификатор) некоторых или всех передающих ламп, необязательно, вместе с некоторыми другими битами, такими как биты заголовков, стартовые и стоповые биты, и/или биты обнаружения или коррекции возможных ошибок. В некоторых вариантах осуществления, этот канал связи может также позволять отправлять дополнительную информацию, например, посредством добавления байта «кода операции». Ведомым лампам 12b-d может быть разрешено подтверждать ведущей 12b-d, что они приняли сигнал, либо обратным путем через пускорегулирующее устройство 10, либо через беспроводной интерфейс 28. После сигнализации, ведущая 12 возвращается в FN-режим и взаимодействует с инструментом 6 ввода в эксплуатацию, как описано выше.
Следует отметить, что сигнализация через пускорегулирующее устройство 10 может быть также реализована посредством модулирования только части диапазона яркости (например, между световым выходом 100% и 80%), а не посредством полной модуляции от 100% до 0% (свет выключен) светодиодов 18. Подобно кодированию с использованием кодированного света, эта модуляция 100%-80% может быть даже использована позже в рабочей фазе для «побочного канала» на основе изменения нагрузки пускорегулирующего устройства, который является невидимым для конечного пользователя во время нормальной работы освещения.
После завершения автоматического группирования, как ведущей, так и ведомыми TLED-лампами 12a-d нельзя будет управлять до тех пор, пока они не будут введены в эксплуатацию установщиком 8. Существует несколько возможностей в отношении того, какие уровни света следует выбрать во время состояния, когда TLED-лампы 12a-d автоматически сгруппированы, но еще не введены в эксплуатацию. В одном варианте осуществления, ведущая лампа 12а и ведомые лампы 12b-d автоматически устанавливаются на разные уровни света для обеспечения (первому) установщику 8 возможности быстрой визуальной проверки в отношении того, было ли автоматическое спаривание выполнено правильно.
Следует понимать, что вышеупомянутые варианты осуществления были описаны только в качестве примера.
Например, последовательность операций ввода в эксплуатацию, раскрытая выше, может быть также использована с другими протоколами, не только ZigBee или ZigBee Light Link. Наиболее существенно, что режим «нового заводского устройства» является режимом, в котором лампа 12 кажется новой инструменту 6 ввода в эксплуатацию, т.е. кажется ожидающей ввода в эксплуатацию, а режим «ненового заводского устройства» является режимом, в котором лампа 12 не кажется новой инструменту 6 ввода в эксплуатацию. Другие протоколы могут быть модифицированы таким образом, чтобы они включали в себя подобные пары режимов, и могут быть также полезными с использованием принципа искусственного управления режимом «нового заводского устройства» (и т.п.) для совместного представления ламп 12a-d, находящихся в одном и том же светильнике 4, как части процесса ввода в эксплуатацию.
Дополнительно, выше было описано, что ведущая 12а обнаруживает другие лампы 12b-12d в том же самом светильнике 4 посредством передачи сигналов через пускорегулирующее устройство 10, и, затем, приема идентификаторов этих других ламп обратно через другую среду в форме беспроводной сети (например, ZigBee-сети). Но, альтернативно, ведомые 12b-d могут вместо этого отвечать обратно также через пускорегулирующее устройство 10 (например, каждая ведомая отправляет свой ответ в случайный момент времени, или с использованием технологии множественного доступа с контролем несущей). Или, в качестве другой альтернативы, ведомые 12b-d могут сначала сигнализировать свои идентификаторы ведущей через пускорегулирующее устройство 10 (не ожидая сначала сигнал от ведущей). Также, протокол для определения того, какой лампе следует стать ведущей, может быть реализован через другие средства, не только через предупредительные радиосигналы; например, через пускорегулирующее устройство 10, или через кодированный свет или ультразвук. Кроме того, для выбора ведущей могут быть использованы альтернативные протоколы: например, ведущая может не быть лампой с наименьшим адресом, а может вместо этого быть лампой с наибольшим адресом, или адрес (или, в общем, идентификатор) может выбираться согласно некоторому другому правилу. Или выбор может даже не основываться на адресе или идентификаторе, а может вместо этого быть основан на некотором другом атрибуте в предупредительных сигналах, таком как отдельный указатель приоритета в каждом предупредительном сигнале (так что лампа с наивысшим уровнем приоритета становится ведущей).
Дополнительно, последовательность операций ввода в эксплуатацию не ограничена группированием ламп 12a-d в одном и том же светильнике 4. В общем, раскрытая последовательность операций ввода в эксплуатацию может быть также использована с другими способами определения ламп 12, подлежащих группированию, не только на основе обнаружения того, находятся ли они в одном и же светильнике 4. Например, другие причины для группирования ламп могут включать в себя кластеры или зоны группирования ламп внутри комнаты. В таких случаях, можно организовать, чтобы каждая из ламп 12 излучала сигнал, например, кодированный световой сигнал, радиосигнал или ультразвуковой сигнал, содержащий идентификатор соответствующей лампы 12 (этот сигнал может не всегда задерживаться соответствующим корпусом 14); и организовать, чтобы каждая из ламп 12 также прослушивала сигналы от других из ее соседних ламп для измерения уровня принимаемого сигнала (например, RSSI) или времени распространения сигнала (time-of-flight - ToF). Посредством сбора вместе этих измерений (либо на ведущей лампе из ламп 12, либо на центральном устройстве, таком как инструмент 6 ввода в эксплуатацию или осветительный мост), можно обнаруживать относительные расстояния между разными лампами 12 и, таким образом, сделать вывод о топологии ламп 12 в среде 2, для обнаружения того, какие лампы следует считать находящимися в одном и том же кластере.
Напротив, раскрытые технологии для обнаружения того, находятся ли лампы в одном и том же светильнике, могут быть использованы с другими последовательностями операций ввода в эксплуатацию, не обязательно включающими в себя управление режимом «нового заводского устройства» и т.п., или, действительно, в любых других ситуациях, где может быть желательным обнаруживать то, что лампы находятся в одном и том же светильнике 4 (например, в целях проверки, или для управления как группой специальным способом без конкретной фазы ввода в эксплуатацию).
Дополнительно, существуют другие возможности для модулирования нагрузки, отличные от подхода с включением/выключением (входа/выхода), показанного на фиг. 7, в котором переключатель М1 используется для переключения нагрузки между нулевой и полной нагрузкой. Например, альтернативно, светодиоды 18 и/или возбудитель 24 светодиодов могут оставаться соединенными со схемой и не быть полностью закороченными, но переключаемое или переменное сопротивление или полное сопротивление может быть подключено последовательно или параллельно к светодиодам 18 и/или возбудителю 24 светодиодов, и микроконтроллер 46 может управлять этим переключаемым или переменным сопротивлением или полным сопротивлением для модулирования нагрузки. Или, в общем, другие технологии связи по линии питания могут быть доступными специалистам в данной области техники. Кроме того, раскрытая технология модулирования энергии электропитания может быть применена не только в контексте пускорегулирующего устройства 10, но и в контексте любой другой схемы источника питания, например, схемы, содержащей трансформатор.
Следует также отметить, во избежание сомнений, что термин «беспроводная лампа» и т.п., используемый здесь, относится к тому факту, что лампа способна обмениваться данными беспроводным способом, а не к тому, что ее не нужно подключать к источнику электропитания для питания энергией. В общем, беспроводная лампа может питаться энергией любыми средствами, например, энергией питающей сети или энергией батареи, например, TLED-лампа может питаться энергией от батареи аварийного освещения, находящейся внутри светильника.
Дополнительно, термин «предупредительный сигнал» в этой заявке не ограничен предупредительным сигналом ZigBee Beacon, а может быть также любым сообщением, которое повторно отправляется лампой, например, сообщением для поиска открытой сети (или любым сообщением, выявляющим открытую сеть). Другой альтернативный способ состоит в том, что данное устройство будет или не будет отвечать на предложения открытых сетей в зависимости от его состояния ведущей/ведомой. В этом случае, лампы по существу только прослушивают, и не отправляют предупредительные сигналы. Напротив, если инструмент ввода в эксплуатацию отправит предложение открытой сети, то ведущее устройство отреагирует на это предложение, а ведомое устройство проигнорирует его.
Кроме того, следует снова отметить, что объем настоящего раскрытия может быть также распространен на ввод в эксплуатацию других компонентов, не только ламп. Следовательно, везде в этом документе, где упоминается лампа, лампу можно еще интерпретировать, в общем, как компонент. Например, люди все больше используют беспроводные средства, такие как ZigBee (и т.д.), для установления связи между компонентами даже внутри данного светильника. Эти компоненты включают в себя любой один или несколько из, например, компонента детектора дыма, камеры системы безопасности, возбудителя для возбуждения лампы (ламп) светильника, и/или батареи, такой как батарея аварийного питания для питания энергией первой лампы (ламп) (и/или других компонентов), и любые из множества других возможностей. Любые из идей изобретения, приведенных здесь, могут быть распространены на ввод в эксплуатацию группы компонентов, содержащих по меньшей мере одну лампу и один или несколько компонентов других типов, например, для обнаружения того, какие компоненты находятся в том же самом светильнике, что и данная лампа, причем каждый из компонентов сконфигурирован подобным образом, что и вышеупомянутые лампы 12a-12d (по меньшей мере в отношении протокола ввода в эксплуатацию).
Другие варианты раскрытых вариантов осуществления могут быть поняты и осуществлены специалистами в данной области техники при применении на практике заявленного изобретения, на основании изучения чертежей, раскрытия, и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения, слово «содержащий» не исключает других элементов или этапов, а упоминание в единственном числе не исключает множественности. Единственный процессор или другой блок может выполнять функции нескольких элементов, перечисленных в формуле изобретения. Тот факт, что некоторые меры перечислены во взаимно отличающихся зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что комбинация этих мер не может быть использована для получения преимущества. Компьютерная программа может храниться/ распространяться на пригодном носителе, таком как оптический запоминающий носитель или твердотельный носитель, поставляемом вместе с другим аппаратным средством или в виде его части, но может также распространяться в других формах, например, через Интернет или другие проводные или беспроводные телекоммуникационные системы. Никакие ссылочные позиции в формуле изобретения не должны толковаться как ограничение объема изобретения.