АДАПТИВНО УПРАВЛЯЕМАЯ СИСТЕМА НАРУЖНОГО ОСВЕЩЕНИЯ И СПОСОБ ЕЕ РАБОТЫ
ADAPTIVE CONTROLLED OUTDOOR LIGHTING SYSTEM AND OPERATION METHOD THEREOF

Настоящая система относится к адаптивной системе освещения и, в частности, к адаптивной системе наружного освещения, которая может содержать погодно-зависимое управление, и к способу работы упомянутой системы.
В связи с современной революцией в области освещения с сенсорным управлением, совершен переход от обособленных осветительных устройств к индивидуально управляемым осветительным устройствам. Более того, поскольку осветительные устройства стали включать в себя такие дискретные источники освещения, как светоизлучающие диоды (СД) и т.п., то в настоящее время можно управлять дискретными источниками освещения. Кроме того, с появлением сетевых систем типа Internet, в настоящее время можно получать различную погодную информацию, например, метеосводки и т.п., которые могут обеспечивать прошлые, текущие, а также будущие погодные условия.
В соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения предлагается система освещения, содержащая, по меньшей мере, один контроллер (например, процессор), который может получать информацию прогноза погоды, содержащую, по меньшей мере, какие-то одни из текущих или ожидаемых погодных условий (например, прогноз погоды); определять, по меньшей мере, один параметр настройки освещения на основании информации прогноза погоды; формировать информацию о параметрах настройки освещения в соответствии с найденными параметрами настройки освещения; и/или передавать информацию о параметрах настройки освещения в, по меньшей мере, одно осветительное устройство системы. Осветительные устройства могут содержать приемопередатчик (Tx/Rx), который может принимать информацию о параметрах настройки освещения; по меньшей мере, один источник освещения для обеспечения освещения; и/или секцию управления для управления источником освещения, чтобы обеспечивать освещение в соответствии с информацией о параметрах настройки освещения. Кроме того, контроллер может определять, по меньшей мере, один параметр настройки питания на основании информации прогноза погоды и/или формировать соответствующую информацию о параметрах настройки питания. Кроме того, система может дополнительно содержать секцию питания, содержащую схемы, сконфигурированные с возможностью селективного присоединения осветительных устройств к источнику питания из множества источников питания в соответствии с информацией о параметрах настройки питания. Кроме того, контроллер может выбирать источник питания из множества источников питания в соответствии с информацией прогноза погоды. Кроме того, контроллер может формировать информацию прогноза погоды в соответствии с, одним или более из информации датчиков и погодной информации, при этом, погодную информацию получают из источника погодной информации. Кроме того, информация о параметрах настройки освещения может содержать информацию, относящуюся к, одному или более из картины распределения освещения, интенсивности освещения, спектральной характеристики освещения, поляризации освещения и потребления энергии, по меньшей мере, одного осветительного устройства системы.
В соответствии с вариантами осуществления настоящей системы предлагается компьютеризованный способ управления системой освещения с использованием контроллера, при этом, способ может содержать, по меньшей мере, один или более из этапов: получения информации прогноза погоды, содержащей, по меньшей мере, какие-то одни из текущих или ожидаемых погодных условий; определения, одного или более из параметров настройки освещения на основании информации прогноза погоды; формирования информации о параметрах настройки освещения в соответствии с найденными параметрами настройки освещения; и передачи информации о параметрах настройки освещения. Кроме того, способ может содержать этапы: приема информации о параметрах настройки освещения; и/или управления источником освещения для обеспечения освещения в соответствии с информацией о параметрах настройки освещения. Кроме того, способ может содержать этапы определения, по меньшей мере, одного параметра настройки питания на основании информации прогноза погоды; и/или формирования соответствующей информации о параметрах настройки питания. Кроме того, способ может содержать этап соединения осветительных устройств с выбранным источником питания из множества источников питания в соответствии с информацией о параметрах настройки питания. Кроме того, способ может содержать этап выбора источника питания из множества источников питания в соответствии с информацией прогноза погоды. Способ может также содержать этап определения информации прогноза погоды в соответствии с, одной или более из информации датчиков и погодной информации, при этом, погодную информацию получают из источника погодной информации. Способ может также содержать этап формирования информации о параметрах настройки освещения для включения в ее состав информации, относящейся к одному или более из картины распределения освещения, интенсивности освещения, спектральной характеристики освещения, поляризации освещения и энергопотребления осветительных устройств системы.
В соответствии с вариантами осуществления настоящей системы предлагается компьютерная программа, хранящаяся на компьютерно-считываемой запоминающей среде, при этом, компьютерная программа сконфигурирована с возможностью обеспечения пользовательского интерфейса (Ul) для постановки задачи, причем, компьютерная программа может содержать программную секцию, сконфигурированную с возможностью: получения информации прогноза погоды, содержащей, по меньшей мере, какие-то одни из текущих или ожидаемых погодных условий; определения, по меньшей мере, одного параметра настройки освещения на основании информации прогноза погоды; формирования информации о параметрах настройки освещения в соответствии с найденными параметрами настройки освещения; и/или передачи информации о параметрах настройки освещения в, по меньшей мере, одно осветительное устройство системы. Программная секция может быть дополнительно сконфигурирована с возможностью приема информации о параметрах настройки освещения; и/или управления источником освещения для обеспечения освещения в соответствии с информацией о параметрах настройки освещения. Кроме того, программная секция может быть дополнительно сконфигурирована с возможностью: определения, по меньшей мере, одного параметра настройки питания на основании информации прогноза погоды; и/или формирования соответствующей информации о параметрах настройки питания. Кроме того, программная секция может быть дополнительно сконфигурирована с возможностью выбора осветительных устройств и соединения выбранных осветительных устройств с выбранным источником питания из множества источников питания в соответствии с информацией о параметрах настройки питания. Кроме того, программная секция может быть дополнительно сконфигурирована с возможностью выбора источника питания из множества источников питания в соответствии с информацией прогноза погоды. Кроме того, предполагается, что программная секция может быть дополнительно сконфигурирована с возможностью определения информации прогноза погоды в соответствии с с одной или более из информации датчиков и погодной информации, при этом, погодная информация может быть получена из погодных ресурсов.
Настоящая система дополнительно подробно поясняется, например, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 - схематическое представление системы освещения в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы;
Фиг. 2 - вид в перспективе системы освещения в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы;
Фиг. 3 - блок-схема последовательности операций, которая поясняет способ в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы;
Фиг. 4 - блок-схема последовательности операций, которая поясняет способ в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы; и
Фиг. 5 - схема секции системы в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы.
Ниже приведено описание примерных вариантов осуществления, которые, вместе с нижеописанными чертежами, наглядно представляют вышеупомянутые, а также дополнительные признаки и преимущества. В нижеприведенном описании, в целях пояснения, а не ограничения, объясняются такие иллюстративные детали, как архитектура, интерфейсы, методы, определяющие признаки и т.п. Однако, специалистам со средним уровнем компетентности в данной области техники будет ясно, что другие варианты осуществления, которые отходят от упомянутых деталей, следует тем не менее интерпретировать как находящиеся в пределах объема охраны прилагаемой формулы изобретения. Кроме того, для ясности, подробные описания общеизвестных устройств, схем, инструментальных средств, методов и способов не приведены, чтобы не лишать ясности описания настоящей системы. Следует ясно понимать, что чертежи включены в описание для иллюстрации, и не отражают объема настоящей системы. На прилагаемых чертежах, одинаковые числовые позиции на разных чертежах могут обозначать сходные элементы.
Варианты осуществления настоящей системы могут сопрягаться с традиционными осветительными инфраструктурами, например, системами освещения городских тротуаров, улиц и/или шоссе, чтобы управлять, по меньшей мере, одной секцией традиционных систем освещения. Кроме того, варианты осуществления настоящей системы могут включать в себя автоматические методы определения погоды для определения, по меньшей мере, одного параметра настройки освещения и/или для управления и/или конфигурирования систем освещения в соответствии с найденным, по меньшей мере, одним параметром настройки освещения. Варианты осуществления настоящей системы могут получать погодную информацию, например, прошлые и/или текущие погодные условия и/или прогнозы (например, ожидаемые в будущем погодные условия), по любой(ым) подходящей(им) сети или сетям (например, the Internet, телефонной сети, региональной сети (WAN), локальной сети (LAN), специализированной сети, сети WiFi™ (wireless fidelity), сети Bluetooth™, одноранговой (P2P) сети и т.п) и определять, по меньшей мере, один параметр настройки освещения или одну конфигурацию питания системы в соответствии с прошлыми, текущими и/или будущими погодными условиями. Кроме того, по меньшей мере, один найденный параметр настройки освещения или погодная информация могут быть основаны, по меньшей мере, частично, на информации датчиков, полученной из датчиков системы, например, оптических датчиков (например, таких устройств получения изображений, как камеры и т.п.), радиолокационных (например, доплеровских) датчиков, датчиков дождя (резисторного типа и т.п.), датчиков местоположения (например, на основе GPS (глобальной системы местоопределения, предварительно заданного и т.п.), температурных датчиков (например, термопар, инфракрасных (ИК), биметаллических, ртутных и т.п.) и т.п., которые могут быть расположены в, по меньшей мере, одном месте, например, на столбах, осветительных устройствах и т.п., в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. Например, по меньшей мере, один датчик может быть вмонтирован в уличные осветительные столбы и может обеспечивать информацию датчиков для системы, при использовании любого подходящего способа связи. Хотя в примере на фиг. 1 показано лишь ограниченное число датчиков, предусмотрена также возможность применения других датчиков, например, спутниковых датчиков изображения, которые могут обеспечивать изображения температуры воздуха, облачного покрова, осадков и т.п.
В соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, датчики могут обеспечивать информацию датчиков, которую можно обрабатывать для определения информации прогноза погоды, обеспеченности электроэнергией, параметров настройки освещения, параметров настройки питания и т.п. Например, доплеровские радиолокационные датчики могут обеспечивать информацию о количестве атмосферных осадков, которые выпадают на текущий момент. Кроме того, оптические датчики могут собирать изобразительную информацию, которую можно обрабатывать с использованием подходящего метода обработки изображений для определения, например, текущих погодных условий, например, выпадает ли дождь, град или снег, и/или существует ли облачность. Изобразительную информацию можно дополнительно обрабатывать для определения условий вблизи датчика, например, наземных условий (например, снежного покрова, влажности земли, околоземной прозрачности, посторонних объектов (например, скал) на земле, поваленных деревьев и т.п.), а также текущих условий освещения (например, солнечного, слабого, достаточного освещения, недостаточного освещения и т.п.) вблизи соответствующего датчика.
В соответствии с вариантами осуществления настоящей системы могут быть обеспечены многочисленные измерительные средства (например, типы датчиков) для обеспечения измерительной информации. Датчики можно использовать для обеспечения измерительной информации, например, для определения информации прогноза погоды, и/или можно также использовать для исправления/коррекции измерительной информации. Например, в зависимости от измерительного средства, конкретные погодные условия могут или не могут влиять на измерительные характеристики, по меньшей мере, одного датчика. В соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, в случае, когда, по меньшей мере, один из датчиков системы является датчиком изображения, по меньшей мере, один датчик может испытывать влияние таких условий, как дождь, ветер, снег и т.п. В данных вариантах осуществления, сведения о погодных условиях, например, обеспечиваемых датчиком и/или другим источником погодной информации, может способствовать более надежному измерению. Например, в соответствии с прогнозом погоды, для, по меньшей мере, одного датчика может быть обеспечен конкретный набор параметров получения изображений и/или параметров настройки алгоритма обнаружения для каждого погодного условия. Например, в случае сильного дождя, порог обнаружения для датчика изображения может быть повышен для исключения ложных срабатываний вследствие, например, движения капель дождя перед датчиком. Как несложно понять специалисту со средним уровнем компетентности в данной области техники, аналогичный тип адаптации можно применить к данному измерительному средству и/или прогнозу погоды.
В соответствии с вариантами осуществления настоящей системы может быть предложена система освещения, которая получает различную информацию датчиков, например, погодную информацию, изобразительную информацию и т.п., которая обрабатывается для определения погодных условий и/или условий освещения вблизи соответствующего датчика в, по меньшей мере, одно время или один период. Затем, можно определить параметры настройки освещения и/или питания для выбранных осветительных устройств в соответствии с найденными погодными условиями и/или условиями освещения. В соответствии с вариантами осуществления настоящей системы предлагается система управления, которая может устанавливать конфигурацию освещения первого осветительного устройства в соответствии с информацией датчиков, принятой из второго осветительного устройства. Таким образом, например, если информация датчиков из второго осветительного устройства указывает на опасное условие (например, опасность на пути, например, посторонний объект, дорожно-транспортное происшествие, обледенение и т.п.), то система может установить конфигурацию освещения, включающую в себя, по меньшей мере, что-то одно из картины распределения освещения (например, формы освещаемой зоны), интенсивности освещения (например, яркости), спектральной характеристики освещения (цвета), поляризации освещения, частоты освещения и т.п., первого осветительного устройства в соответствии с информацией датчиков, принятой из второго осветительного устройства.
На фиг. 1 приведена схема системы 100 освещения в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. Система 100 освещения может содержать одно или более из контроллера 102, памяти 104, множества осветительных устройств 106-1 - 106-N (в общем, 106-x), множества датчиков 110-1 - 110-M (в общем, 110-x), погодных ресурсов 112, секции 114 питания и сети 108, которая, в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, может обеспечивать рабочую связь между, по меньшей мере, двумя из элементов настоящей системы.
Контроллер 102 может содержать один или более из процессоров, который может управлять всей работой системы 100. Соответственно, контроллер 102 может иметь связь с, по меньшей мере, чем-то одним из памяти 104, осветительных устройств 106-x, датчиков 110-x, секции 114 питания и/или погодных ресурсов 112, чтобы посылать (например, передавать) и/или принимать различную информацию в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. Например, контроллер 102 может запрашивать (например, с использованием запроса или запросов и т.п.) информацию датчиков из, по меньшей мере, одного из датчиков 110-x и/или информацию прогноза погоды из погодных ресурсов 112 и может принимать соответствующую информацию (например, результаты запроса и т.п.) из датчиков 110-x и/или ресурсов, которую можно обрабатывать для определения параметров настройки освещения (например, стратегии освещения) для, по меньшей мере, одного из осветительных устройств 106-x. Кроме того, контроллер 102 может хранить информацию (например, информацию о прошлых периодах), которую контроллер принимает и/или формирует, в памяти 104 для дальнейшего использования, например, для определения характеристик освещения и/или зарядки в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. По мере того, как контроллером 102 принимается новая информация, хранимая информация может обновляться контроллером 102. Контроллер 102 может содержать множество процессоров, которые могут быть расположены локально или удаленно друг от друга и могут быть связаны между собой по сети 108.
В соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, контроллер 102 может управлять сетью 108 или ее секциями, чтобы распределять электроэнергию из выбранных источников, которые могут быть доступны по «энергосети» (например, муниципальной энергосистеме и т.п.) и/или из «экологически чистых» источников (например, солнечных, гидроэлектрических, химических, водородных и/или ветряных источников питания), для непосредственного использования и/или накопления с целью использования впоследствии в соответствии с выбранными и запланированными параметрами настройки освещения и/или питания. Таким образом, варианты осуществления настоящей системы могут планировать вперед на основании прошлых, настоящих и будущих прогнозируемых погодных условий и соответственно планировать конфигурации и характеристики распределения и выработки электроэнергии. Следовательно, в случае, когда ожидается ветреный вечер, варианты осуществления настоящей системы могут выбрать ветряную выработку электроэнергии для питания осветительных устройств, чтобы сберечь энергию аккумуляторных батарей для продления срока службы аккумуляторных батарей (например, в результате уменьшения частоты перезарядок и/или оптимизации скоростей зарядки). Таким образом, система может распределять электроэнергию в соответствии с параметрами настройки системы и фактической или прогнозируемой погодой. Соответственно, система может заряжать накопительные устройства в соответствии с параметрами настройки системы и/или фактической или прогнозируемой погодой. Кроме того, за счет способности к прогнозированию параметров настройки освещения вследствие фактической или прогнозируемой погоды, система может определять отбор электроэнергии осветительными устройствами и может подготавливать источники питания (например, аккумуляторные батареи, конденсаторы, топливные элементы, химические источники тока, тепловые элементы и т.п.) для накопления электроэнергии на основании фактической или прогнозируемой погоды.
Например, контроллер 102 может определять расчетную потребность в электроэнергии с течением времени (например, по меньшей мере, одного из осветительных устройств 106-x) и сравнивать упомянутую потребность с пороговыми требованиями к работоспособности источника питания (например, аккумуляторной батареи, «энергосети», конденсатора и т.п.) с течением времени, и, если определяется, что прогнозируемая потребность в электроэнергии превышает пороговые требования к работоспособности источника питания, то контроллер 102 может настроить конфигурацию системы так, чтобы питание могли подавать другие источники питания. Однако, предполагается также, что контроллер 102 может выбирать энергонакопительные устройства в соответствии с показателем значимости (например, рангом). Следовательно, например, экологически чистые источники могут иметь показатель значимости выше, чем традиционный источник на ископаемом топливе (например, «энергосеть» и т.п.). Кроме того, контроллер 102 может определять параметры настройки освещения (например, картину распределения освещения, интенсивность освещения, спектральную характеристику освещения, поляризацию освещения, частоту освещения и т.п.) для соответствующего осветительного устройства 106-x и может определять потребность в электроэнергии в соответствии с найденными конфигурациями освещения. Кроме того, контроллер 102 может запрашивать метеосводки из ресурсов 112 и может определять, когда следует заряжать выбранные энергонакопительные устройства в соответствии с параметрами настройки системы, на основании полученной информации метеосводок и/или информации о прошлых периодах (например, статистической информации и т.п.). Соответственно, система может содержать статистические и/или эвристические механизмы для согласования данных.
Сеть 108 может включать в себя, по меньшей мере, одну сеть и может допускать связь между, по меньшей мере, чем-то одним из контроллера 102, памяти 104, ресурсов 112, осветительных устройств 106-x, датчиков 110 и/или секции 114 питания, с использованием любой подходящей схемы передачи, например, проводной и/или беспроводной схем связи. Соответственно, сеть 108 может включать в себя, по меньшей мере, одну такую сеть, как региональная сеть (WAN), локальная сеть (LAN), телефонная сеть (например, поколений 3G, 4G и т.п., многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), глобальная система для мобильной (GSM) сети, сеть традиционной службы телефонной связи (POT)), одноранговая (P2P) сеть, сети WiFi™ (wireless fidelity), сеть Bluetooth™, специализированная сеть и т.п.). Кроме того, сеть 108 может включать в себя, по меньшей мере, одну электросеть, которая может обеспечивать питание системы 100 посредством, например, традиционных источников (например, «энергосети») и/или «экологически чистых» источников, например, солнечных, гидроэлектрических, ветряных, топливных элементов, химических, тепловых, аккумуляторных и т.п. Соответственно, сеть 108 может включать в себя схемы переключения питания, которые могут быть включены в состав секции 114 питания для переключения питания на/с заданного получателя/источника электрической энергии.
Память 104 может включать в себя любую подходящую долговременную память и может хранить информацию, используемую системой, например, информацию, относящуюся к рабочему коду, прикладным программам, параметрам настройки, предыстории, пользовательскую информацию, учетную информацию, погодную информацию, информацию о конфигурации системы, расчеты, основанные на упомянутой информации, и т.п. Память 104 может включать в себя один или более блоков памяти, которые могут быть расположены локально или удаленно друг от друга (например, в наземной сети (SAN)).
Ресурсы 112 могут содержать ресурсы погодной информации, например, специализированные и/или сторонние погодные ресурсы (например, Национальной метеорологической службы, Accuweather™ и т.п.), которые могут предоставлять погодную информацию, например, метеосводки и/или прогнозы погоды (в общем, информацию прогноза погоды, которая может включать в себя информацию прогноза фактической или ожидаемой погоды) в контроллер 102 и/или осветительные устройства 106-x. Кроме того, ресурсы 112 могут включать в себя прикладные программы по метеосводкам для обработки информации, которая может быть отправлена в ресурсы 112, например, информации датчиков и/или метеосводок, и обеспечивать соответствующую информацию прогноза погоды. Таким образом, прикладные программы по метеосводкам могут дополнительно уточнять метеосводку для зоны и/или на период времени, с использованием информации датчиков, полученной датчиками, например, датчиками 110-x.
Секция 114 питания может содержать источники питания, которые могут содержать традиционные источники (например, на основе «энергосети» (например, муниципальной энергосистеме)) или «экологически чистые» источники (например, такие «экологически чистые» источники, как гидроэлектрические, солнечные, ветряные источники и т.п.) и/или их комбинации. Кроме того, «экологически чистая» электроэнергия может подаваться локально (например, от локальной аккумуляторной батареи, солнечного элемента и т.п.) или может подаваться по энергосети для электроснабжения от, по меньшей мере, одного удаленного «экологически чистого» источника. Соответственно, система 100 может содержать множество «экологически чистых» устройств для выработки электроэнергии, например, солнечных элементов и/или ветряных и/или гидродинамических генераторов. Кроме того, секция 114 питания может содержать активные и/или пассивные компоненты, например, сети, переключатели и т.п. (в общем, цепи 118 питания), для транспортировки и/или переключения питания на или от, по меньшей мере, один источник(а) питания (например, «энергосистему», аккумуляторную батарею 120B и/или емкостной накопитель 120C энергии и т.п.) в соответствии с параметрами настройки энергии системы. Параметры настройки энергии системы могут определяться контроллером 102 на основании, например, погодной информации, информации о снабжении электроэнергией (например, касающейся перерыва питания, ожидаемого в 12:00 на 3 часа, и т.п.), параметров настройки освещения (например, полное, энергосберегающее и т.п.), потребного питания и т.п. Соответственно, цепи 118 питания могут быть сконфигурированы в соответствии с параметрами настройки энергии, чтобы переключать питание на источники и/или от них (например, «энергосистему», аккумуляторную батарею, солнечные элементы, конденсаторы, тепловой аккумулятор, химический аккумулятор, топливные элементы и т.п.). Таким образом, контроллер 102 может конфигурировать секцию 114 питания с помощью параметра настройки питания, например, первое осветительное устройство 106-1 может работать с питанием от «энергосети», тогда как второе осветительное устройство 106-2 может работать с питанием от аккумуляторной батареи, а третье осветительное устройство 106-3 может работать на солнечной энергии, обеспечиваемой солнечным элементом (например, в удаленном местоположении), и т.п., по требованию. В общем, контроллер 102 и/или другие секции системы (например, по меньшей мере, что-то одно из датчиков, осветительных устройств и секции питания) могут работать как модуль управления питанием. В соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, модуль управления питанием может определять питание, требующееся системе в различное время, и, тем самым, управлять потреблением и/или выработкой электроэнергии для распределения электроэнергии в осветительные устройства, накопительные устройства, источники и т.п.
Например, контроллер 102 может запросить секцию 114 питания о выдаче информации, относящейся к источникам питания, например, имеющему место снабжению (например, в течение дня, по датам, часам и т.п.), зарядке (например, 80% от 100 килоВатт·час (кВт·час)), рабочему состоянию (выключенному из работы, рабочему, 50% надежности и т.п.) и т.п. Энергонакопительные устройства 120 могут содержать такие энергонакопительные элементы, как аккумуляторные батареи 120B, конденсаторы 120C, химические источники тока, топливные элементы, тепловые элементы и т.п., которые могут накапливать энергию для последующего использования системой 100, и которые могут быть расположены локально и/или удаленно друг от друга. Например, по меньшей мере, один накопительный элемент типа аккумуляторных батарей, конденсаторов и т.п., может быть расположен в, по меньшей мере, одном соответствующем осветительном устройстве 106-x и может быть селективно сконфигурирован для зарядки и/или подачи питания в выбранное осветительное устройство 106-x, которое может включать в себя соответствующее осветительное устройство 106-x и/или другое осветительное устройство 106-x. Электроэнергия, обеспечиваемая секцией 114 питания, может вырабатываться традиционными источниками и/или «экологически чистыми» источниками и может селективно накапливаться, распределяться и/или потребляться (например, выбранными осветительными устройствами и т.п.) в соответствии с выбранной конфигурацией системы.
Датчики 110 могут содержать множество датчиков, например, датчики 110-1 - 110-M (в общем, 110-x), которые могут формировать информацию от датчиков, например, изобразительную информацию, статусную информацию (например, осветительное устройство действует, бездействует и т.п.), радиолокационную информацию (например, доплеровскую информацию и т.п.), геофизическую информацию (например, геофизические координаты, полученные из, например, глобальной системы местоопределения (GPS)), информацию о давлении, информацию о влажности и т.п. Датчики 110-x могут быть расположены в, по меньшей мере, одном геофизическом местоположении и могут сообщать о своем местоположении в контроллер 102. Каждый датчик 110-x может содержать сетевой адрес или другой адрес, который можно использовать для идентификации датчика.
2
Осветительные устройства 106-x могут содержать, по меньшей мере, что-то одно из секции 109 приемопередатчика (Tx/Rx), контроллера 105 (который может быть частью контроллера 102), источников 107 освещения, например, ламп (например, газоразрядных ламп и т.п.), светоизлучающих диодов (СД), ламп накаливания, люминесцентных ламп и т.п., и могут работать с управлением от контроллера 105. Кроме того, источники освещения могут быть сконфигурированы в виде матрицы (например, матрицы 10Ч10 источников освещения), в которой системой может осуществляться активное управление такими характеристиками освещения, как картина распределения, интенсивность, спектральная характеристика (например, цветовой оттенок, цвет и т.п.), поляризация, частота и т.п. освещения, от, по меньшей мере, одного из множества источников освещения и/или картиной распределения света для множества источников освещения. Осветительные устройства 106 могут дополнительно содержать, по меньшей мере, один элемент 130 управления светом, например, активную решетку отражателей для активного управления картинами распределения освещения от, по меньшей мере, одного источника освещения из множества источников освещения. Например, по меньшей мере, одну активную решетку отражателей можно устанавливать в заданное положение электронными средствами и/или подвергать иному манипулированию для обеспечения (например, посредством отражения, преломления и/или пропускания) освещения от, по меньшей мере, одного источника освещения в искомой зоне, с управлением, тем самым, картиной распределения освещения (например, управлением формой и/или размером картины распределения освещения, например, как описано ниже со ссылкой на позицию 235-8). Кроме того, по меньшей мере, одной активной решеткой отражателей можно управлять электронными средствами для управления интенсивностью освещения (например, в люменах) картины распределения освещения, как поясняется ниже. Кроме того, элементы 130 управления светом могут содержать, по меньшей мере, один активный фильтр, которым можно управлять для управления прохождением освещения сквозь данный фильтр (например, посредством коэффициента пропускания), спектральной характеристикой освещения и/или поляризацией освещения для освещения, проходящего сквозь данный фильтр. Кроме того, контроллер может управлять спектральной характеристикой освещения и/или световым выходом (например, в лм/м) посредством, по меньшей мере, одного из источников освещения. Таким образом, контроллер может управлять интенсивностью освещения посредством управления выходным освещением источника освещения. Аналогично, контроллер может управлять двумя источниками освещения для управления картиной распределения освещения.
Следовательно, характеристики освещения, например, картина распределения освещения, интенсивность освещения, спектральная характеристика освещения, поляризация освещения и т.п., по меньшей мере, одного осветительного устройства могут быть управляемыми контроллерами 105 и/или соответствующим осветительным устройством 106-x. Каждое осветительное устройство 106-x и/или группы осветительных устройств может и/или могут содержать сетевой адрес и/или другую идентификационную информацию, чтобы передачи информации из/в осветительное устройство 106-x можно было направлять соответствующим образом. Идентифицирующая информация осветительного устройства может дополнительно содержать геофизическое местоположение.
На фиг. 2 представлен вид в перспективе системы 200 освещения в соответствии с вариантами освещения настоящей системы. Система 200 освещения может быть аналогичной системе 100 освещения и может содержать множество осветительных устройств 206-1 - 206-N, которые могут освещать поверхность 201, например, улицы/тротуара и т.п., с управляемой картиной 231-x распределения освещения. По меньшей мере, одно из осветительных устройств 206-x может содержать, по меньшей мере, что-то одно из источника 207 освещения, аккумуляторной батареи 220, контроллера 205, секции 209 Tx/Rx (приемопередатчика) и солнечного элемента 222. Источник 207 освещения может содержать, по меньшей мере, одну лампу, например, СД, газоразрядную лампу, люминесцентную лампу, лампу накаливания и т.п., которая может обеспечивать освещение под управлением контроллера 205. Секция 209 Tx/Rx (приемопередатчика) может передавать и/или принимать информацию, например, информацию датчиков, информацию о параметрах настройки освещения, информацию о параметрах настройки питания и т.п., в и/или из контроллер(а) (например, контроллер(а) 102), другие(их) осветительные(ых) приборы(ов) 206-x, секцию(ии) питания, датчики(ов) и т.п. Аккумуляторная батарея 220 может получать энергию, вырабатываемую соответствующим солнечным элементом 222, и может селективно накапливать энергию для последующего использования, по меньшей мере, одним выбранным осветительным устройством 206-x. Кроме того, по меньшей мере, одно из осветительных устройств 206-x может содержать датчики, например, инфракрасный (ИК) температурный датчик 226, датчик 228 температуры воздуха (например, окружающего воздуха), радиолокационный датчик 230 (например, доплеровский радиолокационный датчик для определения атмосферных осадков), датчик 232 изображения и т.п., которые могут включаться в состав информации датчиков, предоставляемой в контроллер в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. Например, температурный ИК датчик 226 может сообщать такую температуру, как температура земли в, по меньшей мере, одном местоположении около соответствующего осветительного устройства 206-x. Датчик 228 температуры воздуха может обеспечивать информацию о температуре воздуха вблизи соответствующего осветительного устройства 206-x. Кроме того, датчик изображения может обеспечивать изобразительную информацию (например, информацию, которую можно обрабатывать для определения атмосферных условий, например, идет ли дождь, требуемых уровней освещения и т.п.).
Контроллер может обрабатывать информацию датчиков и/или погодную информацию (например, полученную от третьей стороны, например, из ресурса Accuweather™ и т.п.) и определять параметр настройки освещения в соответствии с погодной информацией и/или информацией от датчиков. Затем, контроллер может формировать соответствующую информацию о параметрах настройки освещения, которая может передаваться в, по меньшей мере, одно из осветительных устройств 206-x. Информация о параметрах настройки освещения может содержать информацию, которая может быть использована для управления такими характеристиками осветительного устройства, как потребление электроэнергии, картины распределения освещения, интенсивности освещения, спектральные характеристики освещения (например, цветовой оттенок, цвет и т.п.), поляризации освещения и т.п., по меньшей мере, одного из осветительных устройств 206-x. Кроме того, в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, предполагается, что, по меньшей мере, одно осветительное устройство 206-x может передавать информацию датчиков в соседнее осветительное устройство 206-x (например, с использованием маломощной линии связи), которое, в таком случае, может формировать соответствующую информацию датчиков для, по меньшей мере, двух осветительных устройств 206-x и передавать (например, с использование более мощной линии связи) упомянутую информацию датчиков в контроллер для дальнейшей обработки.
i
j
i
j
2
Кроме того, в отношении картины 231-8 распределения освещения, контроллер может управлять осветительными устройствами 206-x, чтобы регулировать интенсивность освещения для, по меньшей мере, одной установленной зоны или секции, по меньшей мере, одной зоны картины распределения освещения (смотри, например, более темную штриховку, которая указывает на более яркое освещение, в сравнении с более светлой штриховкой на фиг. 2) в соответствии с информацией о параметрах настройки освещения. Таким образом, например, в предположении, что осветительное устройство 206-x, например, осветительное устройство 206-8, может освещать зону 235-8, которая может соответствовать, например, освещаемой матрице (x, y), контроллер может управлять источником 206-8 освещения, чтобы регулировать картину распределения освещения для освещения зоны, например, для освещения такой зоны, как вся матрица (x, y), или такой секции матрицы, как зона, ограниченная картиной 231-8 распределения освещения. Кроме того, внутри такой картины распределения освещения, как картина 231-8 распределения освещения, контроллер может управлять осветительным устройством 206-x для управления интенсивностью освещения (например, в люменах/м), чтобы секции картины 231-8 получали большее или меньшее освещение, как показано вышеупомянутой более светлой и/или более темной штриховкой в пределах картины 231-8 распределения освещения. Таким образом, картина распределения освещения и/или интенсивность освещения (например, в пределах картины или в пределах всей зоны, освещаемой соответствующим осветительным устройством 238-x) могут быть управляемыми системой.
Кроме того, контроллер может принимать (например, в ответ на запросы или периодически) информацию датчиков, которая может подвергаться анализу (например, с использованием методов анализа изображений изобразительной информации, принимаемой в составе информации датчиков), и определять, достаточна ли картина распределения освещения, и/или регулировать картину распределения освещения, если определение указывает, что текущая картина распределения освещения не отвечает текущим требованиям к освещению (например, является недостаточной).
Затем, контроллер может формировать и/или обновлять базу данных информации о параметрах настройки освещения в памяти системы 200 в соответствии с информацией, созданной и/или принятой системой, например, информацией о текущих параметрах настройки освещения, информацией датчиков, погодной информацией и/или прогнозами погоды и т.п., для последующего использования. Таким образом, параметры настройки освещения для некоторых погодных условий могут быть модифицированы системой и/или пользователем, как поясняется в настоящей заявке.
На фиг. 3 представлена блок-схема последовательности операций, которая поясняет способ 300 в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. Способ 300 может выполняться системой, содержащей, по меньшей мере, один компьютер, который может обмениваться данными по сети, например, сети 108, показанной на фиг. 1. Способ 300 может содержать, по меньшей мере, один из следующих этапов. Кроме того, по меньшей мере, один из данных этапов можно объединять и/или разбивать на подэтапы, при необходимости. В процессе работы, способ может начинаться на этапе 301 и затем переходить к этапу 303.
На этапе 303, способ может получать информацию, которая может содержать информацию, указывающую погодные условия вблизи, по меньшей мере, одного осветительного устройства, способного обеспечивать освещения в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. Следовательно, способ может получать информацию датчиков, которая может, например, содержать, по меньшей мере, какую-то одну из изобразительной информации, температурной информации (например, земли и/или воздуха), доплеровской радиолокационной информации, информации о давлении, информации и скорости и/или направлении ветра, информации о барометрическом давлении, информации об относительной влажности и т.п. После получения информации датчиков, способ может перейти к этапу 305.
На этапе 305, способ может определить текущее состояние погоды посредством анализа информации датчиков. Например, способ может проанализировать изобразительную информацию, температурную информацию, информацию о давлении, радиолокационную информацию и определить, что в настоящее время идет дождь. Кроме того, информация о текущем состоянии погоды может содержать информацию, относящуюся к текущим погодным условиям вблизи передающих сообщения датчиков, например, к, по меньшей мере, одному виду атмосферных осадков (например, дождю, снегу, туману, измороси, обледенению и т.п.), интенсивности атмосферных осадков (например, 0,02 (0,51), 2 (51) и т.п. дюймов (мм) дождя в час, измеренных радиолокационным, коллекторным датчиками и/или датчиком изображения), влажности (бар), барометрическому давлению (дюймы рт. ст.), точке росы, внешнему освещению (например, темноте, как в ночное время, которая может также определяться вместе или независимо с/от информации о времени в текущий момент времени) и т.п. Например, способ может обрабатывать изобразительную информацию с использованием алгоритма распознавания изображений или другого метода цифровой обработки сигналов и определять, что идет дождь и темно и формировать соответствующую информацию о состоянии погоды. Способ может также определять температуру земли и/или воздуха и т.п. Для определения информации о текущем состоянии погода, способ может применять любой подходящий способ, например, прикладную программу прогноза погоды, которая может исполняться локально или в удаленном месте (например, прикладной программой третьей стороны и т.п.), и т.п. Соответственно, способ может пересылать обработанную или необработанную информацию датчиков в прикладную программу прогноза погоды и принимать информацию, относящуюся к текущему состоянию погоды (например, дождю, точке росы, ожидаемым погодным условиям (например, ясная погода, усиление облачности, похолодание и т.п.) и т.п.). Соответственно, информация о текущем состоянии погода может дополнительно содержать информацию прогноза погоды на будущее. Кроме того, предполагается, что способ может получать информацию о состоянии погоды из прикладной программы третьей стороны. После завершения этапа 305, способ может перейти к этапу 307.
На этапе 307, настоящая система может определять параметр настройки освещения в соответствии с информацией о текущем состоянии погоды. Параметр настройки освещения может, например, управлять профилем, картиной(ами) распределения, интенсивностями, спектральной(ыми) характеристикой(ами), поляризацией(ями), частотами (например, вспышками света или непрерывным освещением и т.п.) освещения и т.п., для освещения, обеспечиваемого, по меньшей мере, одним из, по меньшей мере, одного осветительного устройства. Соответственно, параметр настройки освещения может определяться с использованием алгоритма и/или поисковой таблицы, например, показанной ниже в таблице 1.
ТАБЛИЦА 1
Параметр настройки освещения
Состояние погоды
Картина (профиль)
Интенсивность (во всех зонах)
Цвет (спектральная характеристика)
Частота
Потребление электроэнергии (оценочное)
Ясно
Нормальная
Нормальная
Белый
90 Гц
5 кВт/час
Пасмурно
Нормальная
Нормальная
Белый
90 Гц
5 кВт/час
Туман
Размытая
Нормальная
Желтый
90 Гц
6 кВт/час
Дождь
Размытая
Высокая
Желтый
90 Гц
8 кВт/час
Снег
Размытая
Низкая
Желтый
90 Гц
5 кВт/час
Обледенение
Размытая
Высокая
Красный
20 Гц (вспышки света)
8 кВт/час
В таблице 1, картина распределения освещения может содержать нормальную и размытую картину. Нормальный профиль может задавать нормальную зону (например, матрицу), имеющую нормальные форму и/или размер, тогда как размытый профиль может иметь, например, такую же форму, но может иметь больший размер (или может иметь отличающуюся форму, при необходимости).
Соответственно, настоящая система может устанавливать параметр настройки системы на основании информации о состоянии погоды. Например, если идентифицированное состояние погоды определяется как туман (например, туманное), то способ может установить размытый профиль освещения, нормальную интенсивность, желтый цвет и частоту 90 Гц (например, без вспышек). Параметры настройки освещения, приведенные в таблице 1, могут устанавливаться и/или обновляться системой и/или пользователем. Например, в отношении параметра настройки для туманного состояния погоды, пользователь может установить красный цвет и может установить частоту 20 Гц, чтобы человеком воспринимались вспышки красного света, при наблюдении светового выхода соответствующего осветительного устройства. Однако, предполагается также, что система может использовать информацию за прошлые периоды для модификации информации в таблице параметров настройки освещения. После определения параметра настройки освещения, способ может формировать соответствующую информацию о параметрах настройки освещения, которая, при необходимости, может передаваться в центральный контроллер и/или, по меньшей мере, одно осветительное устройство из множества осветительных устройств в системе освещения и/или приниматься упомянутыми центральным контроллером или, по меньшей мере, одним осветительным устройством. После завершения этапа 307, способ может переходить к этапу 309.
На этапе 309, настоящая система может конфигурировать выбранные осветительные устройства для освещения в соответствии с информацией о параметрах настройки освещения. Например, СД источники могут быть сконфигурированы с возможностью выдачи картин распределения, интенсивностей, цвета, интенсивностей цвета, спектральных характеристик цвета и/или частот освещения в соответствии с информацией о параметрах настройки освещения. Картины распределения освещения могут определяться с использованием матриц, которые могут указывать распределение интенсивности по зоне. Кроме того, на основании параметров настройки освещения могут быть выбраны разные источники освещения (например, газоразрядные лампы, СД и т.п.). После завершения этапа 309, способ может перейти к этапу 311.
На этапе 311, настоящая система может формировать и/или обновлять информацию за прошлые периоды (например, статистическую информацию) в памяти настоящей системы в соответствии с установленным состоянием погоды, информацией датчиков, днем, датой, временем и т.п., при этом, упомянутую информацию можно использовать в последующем. После завершения этапа 311, способ может перейти к этапу 313.
На этапе 313, настоящая система может определить, следует ли повторить, по меньшей мере, один этап способа. Соответственно, если определение требует повторить, по меньшей мере, один этап способа, то способ может перейти на этап 303 (или другой этап, который требуется повторить). И, наоборот, если определение не требует повторения, по меньшей мере, одного этапа способа, то способ может перейти к этапу 315, на котором способ заканчивается. Способ может повторяться через некоторые периодические и/или непериодические промежутки времени. При повторении способа, возможна оценка информации за прошлые периоды и ее использование для определения, например, скорости изменения информации датчиков. Например, при повторении этапа 305, возможно получение прошлой погодной информации или информации датчиков и ее сравнение с текущей погодной информацией или информацией датчиков для определения скорости изменения дождевых осадков, температуры, влажности, барометрического давления, облачности и т.п. Данную информацию можно использовать для определения параметров настройки освещения. Например, если скорость изменения дождевых осадков выше 2 (50,1) дюймов (мм) в час, то способ может выбрать соответствующий параметр настройки освещения, например, красное освещение максимальной интенсивности для указания на усиление дождевых осадков; тогда как, если определение устанавливает, что дождевые осадки ослабляются, то способ может выбрать параметр настройки освещения с минимальной интенсивностью, зеленым освещением для указания на прохождение сильных дождевых осадков и т.п., чтобы указать, что дождь становится слабее. Соответственно, человек, находящийся внутри может легко убедиться в погодных условиях снаружи посредством наблюдения картин распределения освещенности от осветительных устройств, работающих в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. Данное решение может быть полезно, например, для человека в магазине, который может пожелать определиться, выходить ли в настоящий момент или оставаться внутри, пока, например, не закончится гроза.
На фиг. 4 представлена блок-схема последовательности операций, которая поясняет способ 400 в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. Способ 400 может выполняться системой, содержащей, по меньшей мере, один компьютер, который может обмениваться данными по сети. Способ 400 может содержать, по меньшей мере, один из следующих этапов. Кроме того, по меньшей мере, один из данных этапов можно объединять и/или разбивать на подэтапы, при необходимости. В процессе работы, способ может начинаться на этапе 401 и затем переходить к этапу 403.
На этапе 403, настоящая система может получить погодную информацию из одного или более источников, например, источников независимой стороны (например, ресурса Accuweather™ и т.п.). Погодная информация может содержать информацию прогноза погоды, показывающую, например, текущие и/или будущие (например, ожидаемые) погодные условия (например, дождь, ожидаемый между 3 и 8 пополудни текущего дня и т.п.). Погодная информация может приниматься в ответ на запрос из контроллера и/или может активно подаваться в контроллер (например, в предварительно заданные моменты времени, периодически и т.п.). В соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, запрос может формироваться периодически, непериодически, в заданные моменты времени, в результате некоторого события (например, такого обнаруженного изменения погоды, как выпадение дождя, определяемого из погодной информации за прошедшие периоды, но отсутствующего в настоящее время), когда информация датчиков принимается из осветительных устройств, и т.п., что может определяться способом и/или пользователем. Для поддержки контакта с ресурсами, запрос может быть определен для зоны, обслуживаемой системой освещения. Соответственно, в результате запроса, обратно в систему может передаваться погодная информация, имеющая отношение к конкретной зоне, в которой, например, находится система, и/или к периферическим зонам (например, в радиусе 50 миль). После завершения этапа 403, способ может перейти к этапу 405.
На этапе 405, настоящая система может определять, следует ли получить информацию датчиков из, по меньшей мере, одного датчика настоящей системы. Система может выбрать некоторые датчики, из которых требуется информация, на основании местоположения и/или типа датчика или другой информации. Например, если способ принимает решение проверить условия, имеющие отношение к солнцу, (например, солнечного освещения) для зарядки аккумуляторных батарей, то система может запросить датчики изображения о предоставлении информации. Например, если способ принимает решение проверить интенсивность выпадения атмосферных осадков, то система может запросить доплеровские радиолокационные датчики о предоставлении информации. Способ может принять решение, что следует получить информацию датчиков в некоторые моменты времени (например, когда темно, в полдень и т.п.), через предварительно заданные периодические и/или непериодические промежутки, при конфигурировании системы (например, при конфигурировании «экологически чистых» источников питания на зарядку, разрядку и т.п.), и/или когда на этапе 403 прогнозируется некоторое состояние погоды, например, неблагоприятная погода (например, туман, дождь, гололед, обледенение, снег и т.п.). Соответственно, если принимается решение получить информацию датчиков, то способ может перейти на этап 407. И, наоборот, если принимается решение не получать информацию датчиков, то способ может перейти на этап 409. Кроме того, на этапе 405, способ может выбрать датчики, из которых требуется информация (например, датчики изображения, радиолокационные датчики и т.п.).
На этапе 407, настоящая система может получить информацию датчиков из, по меньшей мере, одного выбранного датчика настоящей системы. Соответственно, способ может запросить выбранные датчики о предоставлении требуемой информации и получить результаты запроса, которые могут содержать информацию датчиков. Однако, предполагается также, что информация датчиков может формироваться в некоторые моменты времени (например, ежечасно и т.п.), когда происходят некоторые события (например, определяется, что начался дождь, и т.п.). По завершении этапа 407, способ может перейти к этапу 409.
На этапе 409, настоящая система может определять текущий прогноз погоды (например, содержащий состояние погоды и/или информацию прогноза погоды) на некоторый промежуток времени (например, 1, 12, 24 час и т.п.). Соответственно, настоящая система может анализировать, по меньшей мере, какую-то одну из погодной информации и информации датчиков с использованием подходящего способа. Например, текстовую погодную информацию можно анализировать с использованием механизма контекстно-ориентированного анализа, а погодную информацию, основанную на анализе изображений, и/или информацию датчиков можно анализировать с использованием, например, способа цифровой обработки сигналов (DSP), способа обработки изображений и т.п., для определения текущего и/или ожидаемого состояния погоды на, по меньшей мере, одно время или один период времени (например, 24 часа в настоящем примере). Упомянутую информацию можно индексировать для дальнейшего использования при определении конфигурации питания системы, как поясняется ниже со ссылкой на таблицу 2. Например, в настоящем примере будет предполагаться, что погодную информацию, основанную на анализе изображений, например, изобразительную информацию доплеровской радиолокационной карты, можно обработать, и можно определить, что в настоящее время идет дождь. Кроме того, погодную информацию можно обработать, и можно определить, что ожидается продолжение дождя в течение нескольких часов перед прояснением в, приблизительно, 9:00 вечера. Соответственно, настоящая система может определить, что текущее состояние погоды до 9:00 вечера соответствует непрекращающемуся дождю, и что прояснение наступит после 9:00 вечера. Настоящая система может индексировать информацию прогноза погоды с использованием любого подходящего способа, например, показанного ниже в таблице 2, которая является графиком, иллюстрирующим информацию о (текущем и будущем) состоянии погоды с течением времени и расчетный отбор (показанный знаком «-») или набор (показанный знаком «+») энергии в таких единицах измерения, как кВтч. Отбор энергии может соответствовать энергии, потребляемой системой, и набор энергии может быть энергией, подаваемой в систему из, по меньшей мере, одного источника, например, «экологически чистого» источника. Однако, предполагается также, что набор энергии может отражать энергию, обеспечиваемую «энергосетью». Кроме того, настоящая система может определить, что после 9:00 вечера погода будет ясной до следующего вечера. Соответственно, варианты осуществления настоящей системы могут определять энергию, обеспечиваемую, например, солнечными элементами (например, в дневные часы), с использованием предварительно заданных вычислений и/или с использованием информации о прошлых периодах. Информация о прошлых периодах может обеспечивать данные, например, статистические данные, которые можно использовать для вычисления электроэнергии, обеспечиваемой конкретным источником, например, «экологически чистым» источником. Например, в отношении солнечных элементов, варианты осуществления настоящей системы могут определять расчетный набор электроэнергии из, по меньшей мере, одного солнечного элемента в соответствии с информацией о прошлых периодах, соответствующей энергии, вырабатываемой, по меньшей мере, одним солнечным элементом. Соответственно, настоящая система может запрашивать память о выходной мощности в прошлые периоды, по меньшей мере, одного солнечного элемента во время аналогичных погодных условий или прогноза погоды (например, ясный день, пасмурный день и т.п.) на или, приблизительно, на ту же дату (например, для учета эклиптических или других колебаний), и/или при, приблизительно, одной и той же температуре (например, для учета температурных колебаний) и получать результаты запроса, которые можно использовать для интерполяции расчетного набора энергии из, по меньшей мере, одного солнечного элемента. Кроме того, в отношении других «экологически чистых» источников питания, например, ветряных турбин, варианты осуществления настоящей системы могут определять, например, ожидаемую скорость ветра в течение заданного периода, чтобы определить расчетную выходную мощность, по меньшей мере, одной ветряной турбины на основании определенной информации (например, листа технических данных от изготовителя или прошлых рабочих характеристиках, которые могут, например, храниться в информации о прошлых периодах или могут быть получены по сети, когда требуется способу).
ТАБЛИЦА 2
Состояние погоды
Время (час), текущее время 18:30, с 13 июня 2020 г. по 14 июня 2020 г.
18:00-21:00
21:00-24:00
00:00-03:00
03:00-06:00
06:00-09:00
09:00-12:00
12:00-15:00
15:00-18:00
Ясно
x-5 кВтч
x-5 кВтч
x-5 кВтч
x+10 кВтч
x+15 кВтч
x+15 кВтч
Пасмурно
x-5 кВтч
Туман
Дождь
x с-8 кВтч
Обледенение
Снег
В таблице 2, символ «x» обозначает прогнозируемые погодные условия (сравни таблицы 1 и 2), и символ «c» обозначает текущий промежуток времени. После завершения этапа 409, способ может перейти к этапу 411.
На этапе 411, настоящая система может определить соответствующие параметры настройки конфигурации системы для найденного прогноза погоды. Параметры настройки конфигурации системы могут содержать параметры настройки конфигурации питания системы и/или параметры настройки освещения для найденного прогноза погоды. Соответственно, параметры настройки освещения могут быть выбраны с использованием любого подходящего способа, например, поиска по таблице, как показано выше в таблице 1. Кроме того, для определения параметров настройки питания системы, система может рассчитывать на любые подходящие анализ и/или методы распределения питания. Например, посредством определения расчетных параметров настройки освещения и состояния погоды на период времени (например, 6, 12, 24, 36, 48 … час), система может определить расчетное потребление электроэнергии в течение периода (например, показанное в кВтч, хотя предполагается также применение других единиц измерения). Соответственно, варианты осуществления настоящей системы могут составить план расчетного потребления электроэнергии (например, в результате загруженности) и/или обеспеченности электроэнергией (например, благодаря «экологически чистым» источникам, «энергосети» и т.п.) и определять подходящие параметры настройки питания системы. Например, в таблице 3 приведен график расчетной обеспеченности электроэнергией по датам/времени для системы в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы.
ТАБЛИЦА 3
Тип источника
Идентификация источника
Располагаемая электроэнергия (кВтч), по времени (час), текущее время 18:30, с 13 июня 2020 г.
18:00-21:00
21:00-24:00
00:00-03:00
03:00-06:00
06:00-09:00
09:00-12:00
12:00-15:00
15:00-18:00
Освети-тельный
Освещение
-8
-5
-5
-5
-5
0
0
0
Накопи-тельный
Аккумуляторная батарея (доступная/на зарядке)
30
-8
22
-5
17
-5
12
-5
7
-5
2
10
12
15
27
Конденсаторы (доступные/на зарядке)
0
3
3
3
6
1
7
1
8
1
9
1
10
1
11
«Экологи-чески чистые» источники
Ветряной
3
3
1
1
1
1
1
2
Солнечный
0
0
0
0
0
10 кВт/ч
15 кВт/ч
15 кВт/ч
Снабжение от «энерго-сети»
Энергосеть
10
0
10
10
10
10
10
10
Как показано в таблице 3, способ может определять питание, необходимое системе в различное время в течение заданного времени, например, 24-часового периода. Однако, предусмотрены другие периоды, например, 12-, 36-, 72-часовые и т.п. Соответственно, настоящая система может управлять потреблением и/или выработкой электроэнергии для распределения питания в осветительные устройства (например, содержащие источники освещения), накопительные устройства (например, аккумуляторные батареи, конденсаторы и т.п.), источники (например, «энергосеть», солнечные элементы, ветряные источники, аккумуляторные батареи, топливные элементы и т.п.) и т.п., в соответствии с прогностическим методом, основанном на прогнозируемой погоде. Кроме того, настоящая система может включать в себя режим энергосбережения, в котором выходное освещение можно уменьшать на предварительно заданную величину, которая может изменяться в соответствии с располагаемой электроэнергией, прогнозами погоды и т.п. Например, теплым, безветренным и сухим вечером (например, в условиях теплой, ясной погоды со слабым ветром), настоящая система может управлять осветительными устройствами для уменьшения выработки электроэнергии на 10%, и, тем самым, настоящая система может распределять располагаемую и/или вырабатываемую электроэнергию в соответствии со сниженным потреблением энергии. В отношении накопительных устройств, располагаемая электроэнергия (например, в начале периода времени) приведена в ячейке с левой стороны, и зарядка или разрядка (например, указанная в виде отрицательного значения) приведена в ячейке с правой стороны. Таким образом, в период времени от 18:00 до 21:00 часов, например, аккумуляторная батарея может характеризоваться расчетной обеспеченностью электроэнергией 30 кВтч и отбором из нее 8 кВтч в результате потребления системой освещения, которая показана в конфигурации для отбора электроэнергии из аккумуляторных батарей в течение упомянутого периода времени. Избыточную электроэнергию, вырабатываемую «экологически чистыми» источниками, можно селективно использовать для зарядки таких накопительных устройств, как аккумуляторные батареи и/или конденсаторы. Например, ветряная электроэнергия, вырабатываемая системой, может передаваться для зарядки конденсаторов, тогда как солнечная электроэнергия может передаваться для зарядки аккумуляторных батарей. После того, как либо аккумуляторные батареи, либо конденсаторы заряжаются, дополнительная электроэнергия из экологически чистых источников может передаваться непосредственно в другие устройства и/или обратно в «энергосеть» для зачета выработки электроэнергии.
Кроме того, в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, конфигурацию системы можно выбирать для максимального увеличения количества «экологически чистой» электроэнергии, располагаемой для передачи в «энергосистему» для зачета. Таким образом, настоящая система может определять расчетные отбор и/или обеспеченность электроэнергией в соответствии с прогнозом погоды на период времени и соответственно распределять питание. Например, планируемое количество электроэнергии, вырабатываемой ветряными источниками питания, может определяться способом с использованием такой информации прогноза погоды, как скорость и/или направление ветра в течение данного периода, которая может быть связана с расчетной выработкой электроэнергии ветряными источниками питания в течение соответствующего времени. Аналогично, определение гидроэлектроэнергии может осуществляться способом с использованием информации прогноза погоды, которая может содержать информацию, относящуюся к ожидаемым атмосферным осадкам, таянию и/или приливно-отливным течениям, которые могут влиять на выработку гидроэлектроэнергии. Аналогично, прогнозы погоды могут быть использованы способом для определения расчетного значения солнечного освещения, которое может иметь место (например, по времени года, времени суток, фактической и ожидаемой облачности и т.п.), для выработки солнечной электроэнергии. Кроме того, способ может использовать данные за прошлые периоды для определения электроэнергии, которая может быть выработана экологически чистыми источниками, и т.п.
Кроме того, способ может определять, будут ли происходить какие-либо запланированные перерывы питания «энергосети» (например, время, продолжительность и т.п.), и определять параметры настройки конфигурации системы на основании планируемой располагаемой электроэнергии и расчетного использования. Соответственно, способ может запрашивать серверы (например, компании-производителя электроэнергии для общего пользования или муниципалитета) или использовать поиск на естественном языке (например, по текстовой, аудио и/или видеоинформации, например, передачам новостей) для получения информации о перерывах питания, например, ожидаемых времени и/или продолжительности. После завершения этапа 411, способ может перейти к этапу 413.
2
На этапе 413, настоящая система может быть сконфигурирована в соответствии с установленными параметрами настройки конфигурации системы. Соответственно, способ может формировать информацию о параметрах настройки конфигурации системы и передавать упомянутую информацию с использованием любого подходящего способа, например, проводной и/или беспроводной передающей системы. Информация о параметрах настройки конфигурации системы может содержать информацию, относящуюся к командам, параметрам настройки и/или конфигурации для осветительных устройств, датчиков и/или секций питания настоящей системы. Соответственно, способ может передавать информацию о параметрах настройки конфигурации системы в осветительные устройства, секцию питания и/или датчики системы, которые, в таком случае, могут быть сконфигурированы с возможностью работы в соответствии с принятой информацией о параметрах настройки конфигурации системы. Например, некоторое осветительное устройство может быть сконфигурировано с возможностью отбора электроэнергии от аккумуляторных батарей и обеспечения некоторого значения освещения (например, интенсивности освещения в люмен/м) в виде некоторой картины распределения освещения и т.п. Аналогично, схемы питания могут быть сконфигурированы с возможностью подачи «экологически чистой» электроэнергии (например, электроэнергии аккумуляторных батарей, гидроэлектроэнергии и т.п.) в, по меньшей мере, одно осветительное устройство и т.п. Однако, предполагается также, что осветительные устройства могут содержать схемы питания для переключения питания между такими источниками, как «энергосеть» и/или аккумуляторный источник. После завершения этапа 413, способ может перейти к этапу 415.
На этапе 415, настоящая система может формировать и/или обновлять статистическую информацию способа, например, информацию о прошлых периодах, (которая может содержать, например, статистическую базу данных), которая может сохраняться в памяти настоящей системы, в соответствии с информацией, сформированной на, по меньшей мере, одном этапе способа, например установленное состояние погоды, информацию датчиков, день, дату, время, конфигурацию системы, информация о параметрах настройки и т.п., при этом, упомянутую информацию можно использовать в последующее время, как поясняется в настоящей заявке. После завершения этапа 415, способ может перейти к этапу 417.
На этапе 417, настоящая система может принимать решение, следует ли повторить, по меньшей мере, один этап из этапов способа. Соответственно, если принимается решение повторить способ, то способ может перейти к этапу 403. И, наоборот, если принимается решение не повторять способ, то способ может перейти к этапу 415, на котором способ заканчивается. В соответствии с вариантами осуществления настоящей системы, способ может выбрать повторение, когда, например, происходят некоторые события, например, если истек некоторый период времени, освещение определяется как недостаточное, источник или осветительное устройство вышел из строя, возникает чрезвычайная ситуация, изменяются фактические, ожидаемые и/или планируемые требования, изменяется обеспеченность электроэнергией и т.п.
На фиг. 5 представлена секция системы 500 (например, контроллер 102, контроллер 105 и т.п.) в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. Например, секция настоящей системы может содержать процессор 510, имеющий рабочую связь с памятью 520, устройством визуализации, например, дисплеем 530, датчиками 540, секцией 550 питания, осветительными устройствами 560 и устройством 570 пользовательского ввода. Память 520 может быть устройством любого типа, содержащим долговременные устройства для хранения данных прикладных программ, а также другие данные, относящиеся к описанной работе. Данные прикладных программ и другие данные принимаются процессором 510 для конфигурирования (например, программирования) процессора 510, чтобы выполнять рабочие этапы в соответствии с вариантами осуществления настоящей системы. Процессор 510, сконфигурированный вышеописанным образом, становится специализированным компьютером, подходящим, в частности, для функционирования в соответствии с настоящей системой, (например, контроллером для управления освещением, модулем управления питанием и т.п.). Датчики 540 могут получать информацию датчиков, которая может подаваться в процессор 510. Секция 550 питания может работать под управлением процессора 510 и может подавать питание в осветительные устройства 560. Осветительные устройства 560 могут работать под управлением процессора 510.
Этапы работы могут содержать запрос/прием погодной информации, прием информации о конфигурации системы и требований к освещению и/или конфигурированию системы на основании принятой информации. Устройство 570 пользовательского ввода может содержать клавиатуру, мышь, трекбол или другое устройство, в том числе, сенсорные дисплеи, которые могут быть автономными или составлять часть системы, например, часть персонального компьютера, персонального цифрового секретаря, мобильного телефона, телевизионной приставки, телевизора или другого устройства для связи с процессором 510 по любой действующей линии связи. Устройство 570 пользовательского ввода может быть предназначено для взаимодействия с процессором 510, в том числе, для создания возможности взаимодействия внутри пользовательского интерфейса (Ul), как поясняется в настоящей заявке. Очевидно, что процессор 510, память 520, дисплей 530 и/или устройство 570 пользовательского ввода могут быть, все или частично, секцией компьютерной системы или другого устройства, например, клиента и/или сервера, как поясняется в настоящей заявке.
Способы в соответствии с настоящей системой пригодны, в частности, для выполнения системной программой компьютера, при этом, упомянутая программа содержит модули, соответствующие, по меньшей мере, одному из отдельных элементов, этапов или операций, описанных и/или предусмотренных в настоящей системе. Разумеется, упомянутая программа может быть реализована на компьютерно считываемом носителе, например, в интегральной микросхеме, периферийном устройстве или памяти, например, памяти 520 или другой памяти, связанной с процессором 510.
Программа и/или секции программы, содержащиеся в памяти 520, настраивают процессор 510 для осуществления способов, рабочих этапов и функций, описанных в настоящей заявке. Блоки памяти могут быть распределенными, например, между отдельными осветительными устройствами и/или сетью, серверами и т.п., или локальными, и процессор 510, в котором могут быть обеспечены дополнительные процессоры, также может быть распределенным или может быть отдельным. Блоки памяти могут быть реализованы в виде электрической, магнитной или оптической памяти или любой их комбинации или запоминающих устройств другого типа. Кроме того, термин «память» следует интерпретировать достаточно широко для охвата любой информации, допускающее считывание из записи по адресу в адресуемом пространстве, доступном для процессора 510. При данном определении, информации, доступная по сети, находится, тем не менее, в памяти, например, потому, что процессор 510 может осуществлять поиск и выборку информации в сети для работы в соответствии с настоящей системой.
Процессор 510 предназначен для обеспечения сигналов управления и/или выполнения операций в ответ на входные сигналы из устройства 570 пользовательского ввода, а также в ответ на другие устройства сети и исполнения команд, хранящихся в памяти 520. Процессор 510 может быть специализированной(ыми) или универсальной(ыми) интегральной(ыми) схемой(ами). Кроме того, процессор 510 может быть специализированным процессором для функционирования в соответствии с настоящей системой или может быть универсальным процессором, в котором только одна из многих функций работает для функционирования в соответствии с настоящей системой. Процессор 510 может работать с использованием программной секции, нескольких программных сегментов или может быть аппаратным устройством, использующим специализированную или универсальную интегральную схему.
Таким образом, предлагаются система и способ для адаптации сетей наружного освещения к прогнозам погоды. Система может содержать контроллер для управления освещением для управления работой множества световых блоков, которые могут получать питание из различных источников, например, главной электрической энергосистемы (например, муниципальной энергосистемы или «энергосистемы») или «экологически чистых» источников энергии (например, солнечных, ветряных и т.п.) и/или их комбинаций. Контроллер может получать обновленную информацию прогноза погоды и может определять рабочие параметры настройки освещения (например, стратегии) по информации прогноза погоды. Затем, контроллер может загружать рабочие параметры настройки освещения в световые блоки (например, осветительные устройства) системы. Световые блоки могут работать в соответствии с командами рабочих параметров настройки освещения, которые содержат параметры настройки управления, например, уменьшения силы света (например, источника освещения, например, для управления интенсивностью освещения), изменения цветов/спектральной характеристики и/или интенсивности освещения, распределения и т.п. Рабочие параметры настройки освещения могут дополнительно содержать стратегии организации питания, подлежащие применению в случае возможного нарушения питания и могут служить для определения, когда следует накапливать энергию, сколько энергии следует накопить в энергонакопительных устройствах, соответствующих световым блокам, в соответствии с информацией прогноза погоды. Система может также определять рабочие стратегии для управления параметрами настройки энергопотребления и/или зарядки для осветительных устройств, снабжаемых питанием от «экологически чистых» источников питания, которые либо подключены, либо не подключены к главной электрической энергосистеме, в соответствии с информацией прогноза погоды, чтобы обеспечивать требования к освещению (например, пороговые значения), снижать плату за энергию и/или получать более равномерные уровни освещения в различных погодных условиях.
В соответствии с аспектом настоящей системы, предлагается система для управления работой световых блоков в соответствии с требованиями к освещению и прогнозами погоды для улучшения видимости, повышения безопасности, удобства пользователя comfort и энергосбережения в неблагоприятных погодных условиях и/или во время нарушений питания и т.п.
Система может содержать контроллер (например, контроллер 102), который может быть сконфигурирован с возможностью получения обновленной информации прогноза погоды, определения рабочих стратегий освещения для прогнозируемых погодных условий и передачи рабочих стратегий освещения (например, параметров настройки освещения) в световые блоки.
Система может дополнительно содержать множество световых блоков (например, осветительных устройств), которые могут быть сконфигурированы с возможностью связи с контроллером и/или другими световыми блоками и приема рабочих стратегий освещения и, в таком случае, могут быть сконфигурированы с возможностью работы в соответствии с командами рабочих стратегий освещения, передаваемых контроллером. Кроме того, рабочие стратегии освещения могут содержать стратегии управления (например, уменьшения силы света, изменения цвета/спектральной характеристики и/или распределения интенсивности освещения) и/или стратегии организации питания (например, когда и сколько энергии из главной электрической энергосистемы следует накопить в энергонакопительных устройствах, находящихся в световых блоках или подключенных к ним).
Контроллер может дополнительно определять стратегии управления освещением для прогнозируемых погодных условий, которые могут соответствовать информации прогноза погоды, и может загружать стратегии управления освещением в световые блоки. Соответственно, контроллер может получать информацию прогноза погоды посредством активного запроса метеослужб. Затем, контроллер может принимать информацию прогноза погоды, которая может содержать погодные предупреждения/уточнения от метеослужб и т.п.
Кроме того, предполагается, что контроллер может собирать информацию датчиков из датчиков системы, например, придорожных датчиков погоды и т.п., которая может содержать информацию, характеризующую локальные погодные условия, наземные условия и т.п. Затем, контроллер может обновить информацию прогноза погоды в соответствии с информацией датчиков (например, с использованием моделей погоды и т.п.) для определения обновленной информации прогноза погоды, которая может содержать, например, обновленный прогноз погоды. Соответственно, контроллер может передавать информацию датчиков в метеослужбу (например, прикладную программу третьей стороны и т.п.), которая может применять информацию датчиков к модели прогноза погоды и может передавать результаты моделирования в контроллер.
Предполагается также, что контроллер может идентифицировать световые блоки настоящей системы и определять их возможности (например, световой выход, рабочее состояние и т.п.). Затем контроллер может определить стратегии управления освещением в соответствии с информацией прогноза погоды и найденными возможностями освещения для световых блоков. Кроме того, предполагается, что контроллер может загружать стратегии управления освещением в световые блоки для управления световым выходом. Кроме того, предполагается, что контроллер может определять и передавать стратегии организации питания для подготовки планируемого потребления и обеспеченности электроэнергией (например, такого прогнозируемого события нарушения питания, как перерыв питания). Соответственно, контроллер может получать свежую/обновленную (например, текущую) информацию прогноза погоды и использовать упомянутую информацию для определения, содержит ли прогноз неблагоприятную погоду на предварительно заданный период (например, вечерний период освещения). Соответственно, если определяется, что прогноз на предварительно заданный период содержит неблагоприятную погоду, то контроллер может определить количество энергии, необходимой для обеспечения освещения (и работы системы) на предварительно заданный период времени. Затем, контроллер может определить «экологически чистую» энергию (например, возобновляемую энергию), располагаемую в течение предварительно заданного периода времени. Контроллер может дополнительно определить периоды времени получения и количества энергии из главной электрической энергосети во время, отличающееся от периодов перерыва питания. Таким образом, контроллер может конфигурировать систему для работы от энергосистемы до и/или после периода перерыва питания и для работы на накопленной «экологически чистой» энергии в период перерыва питания.
Дополнительно предполагается, что, когда определяется наступление перерыва питания, контроллер может определить стратегию организации питания и передать данную стратегию организации питания в световые блоки. Соответственно, контроллер может получить свежую/обновленную информацию прогноза погоды и/или может получить обновления (например, обеспеченности питанием и/или прогнозы по питанию) из ремонтных компаний, которые устраняют проблему нарушения питания. Затем, контроллер может обновить информацию, относящуюся к продолжительности события нарушения питания (например, ожидаемые 5 час). Контроллер может дополнительно определять энергию, доступную системе из других источников питания, например, альтернативных источников питания, которые могут содержать «экологически чистые» источники, энергонакопительные устройства и т.п. Затем, контроллер может определять стратегии управления питанием и/или освещением для прогнозируемой погоды с учетом располагаемой энергии на заданный период времени и может соответственно регулировать световой выход.
Дополнительно предполагается, что контроллер может определять стратегию организации питания для световых блоков, получающих питание от возобновляемых источников питания в соответствии с прогнозируемыми погодными условиями, и т.п., и передавать стратегию организации питания в световые блоки системы. Соответственно, контроллер может получать или определять свежую/обновленную (например, текущую) информацию прогноза погоды. Затем, контроллер может сформировать, по меньшей мере, одну стратегию управления освещением в соответствии с прогнозируемыми погодными условиями, содержащимися в информации прогноза погоды. Например, контроллер может определять располагаемую «экологически чистую» электроэнергию на период времени прогноза и, тем самым, соответственно управлять световыми блоками. Кроме того, предполагается, что контроллер может определять количество энергии, требующейся световым блокам, и определять, по меньшей мере, одну стратегию управления освещением. Затем, система освещения может быть сконфигурирована в соответствии с, по меньшей мере, одной стратегией управления освещением. Соответственно, световые блоки могут управлять соответствующими им источниками освещения таким образом, чтобы упомянутые источники производили освещение в соответствии с, по меньшей мере, одной стратегией управления освещением.
Дополнительно предполагается, что контроллер может определять и передавать стратегии организации питания для световых блоков, получающих питание как из главной электрической энергосистемы, так и из возобновляемых источников питания в соответствии с прогнозируемой погодой. Соответственно, контроллер может получить свежий/обновленный прогноз погоды; определить располагаемую возобновляемую электроэнергию на текущий день и/или наступающий период времени; определить количество энергии, необходимой для световых блоков и стратегий управления освещением; определить периоды времени и количество энергии, подлежащей получению из главной электрической энергосистемы; и/или передать стратегии организации питания в световые блоки.
Соответственно, настоящая система обеспечивает осветительный прибор, который может обеспечить характеристики освещения, при одновременной экономии таких ресурсов, как энергия. Специалистом со средним уровнем компетентности в данной области техники будут легко разработаны дополнительные варианты настоящей системы, которые охватываются нижеприведенной формулой изобретения.
И, наконец, предполагается, что вышеприведенное описание является только пояснением настоящей системы и не подлежит интерпретации в смысле ограничения прилагаемой формулы изобретения каким-либо конкретным вариантом осуществления или группой вариантов осуществления. Таким образом, хотя описание настоящей системы приведено со ссылкой на примерные варианты осуществления, следует также понимать, что специалистами со средним уровнем компетентности в данной области техники могут быть разработаны многочисленные модификации и альтернативные варианты осуществления, не выходящие за пределы расширенных и предполагаемых существа и объема настоящей системы, приведенных в нижеследующей формуле изобретения. Соответственно, описание и чертежи подлежат рассмотрению как пояснение и предполагают ограничения объема охраны прилагаемой формулы изобретения.
При интерпретации прилагаемой формулы изобретения, следует понимать, что:
a) формулировка «содержащий» не исключает присутствия других элементов или этапов, кроме тех, которые перечислены в данном пункте формулы изобретения;
b) признак единственного числа (в форме неопределенного артикля) перед элементом не исключает присутствия множества упомянутых элементов;
c) никакая позиция в формуле изобретения не ограничивает объем охраны формулы изобретения;
d) несколько «средств» могут быть представлены одним и тем же компонентом или структурой или функцией, реализованной аппаратным или программным обеспечением;
e) любой из описанных элементов может быть составлен из аппаратных секций (например, содержащих дискретные и интегральные электронные схемы), программных секций (например, компьютерных программ) и любой их комбинации;
f) аппаратные секции могут быть составлены из одной из или обеих, аналоговых и цифровых секций;
g) любое(ую) из описанных устройств или их секций можно объединять или разделять на дополнительные секции, если конкретно не указано иначе;
h) никакая конкретная последовательность операций или этапов не предполагается обязательной, если это конкретно не указано; и
i) выражение «множество элементов содержит, по меньшей мере, два из заявленных элементов и не подразумевает никакой конкретной области значений числа элементов; то есть, множество элементов может содержать всего два элемента и может содержать неизмеримое число элементов.