[發明專利]照明網絡中的無線控制系統及方法

無效

• 申請號: 200710160097.2
• 申請日: 2007-12-24
• 公開（公告）號: CN101472363A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發明（設計）人: 錢學誠;馮雷
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02;G08C17/02;H04B1/56
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 李亞非;劉 紅

發明領域

本發明涉及一種無線控制技術，尤其涉及一種用于照明網絡中的無線控制系統及方法。

技術背景

近來，中央控制的照明網絡正在被廣泛應用，這種控制方式允許用戶實時地控制照明網絡顯示出不同的照明效果。采用這種控制方式的控制系統的一個主要特征是在控制臺與節點之間用于通信的數據速率是不對稱的，因為通常情況控制臺下只有一個或少數幾個，而節點數通常非常多(上千、乃至上萬個)。

現有技術中，控制臺與節點之間通過電纜連接，這會給系統的安裝、調試和維護帶來了許多工程上的困難和麻煩。隨著無線通信技術的發展，人們開始考慮能否使用無線連接代替電纜以消除有線連接帶來的困難和麻煩。盡管無線控制系統非常有吸引力，但在應用到照明網絡時，仍有許多顯示的問題有待解決，比如數據速率、通信距離、成本控制以及市場化所需的時間等。雖然理論上可以針對照明網絡單獨開發一種全新的無線控制系統，但高昂的成本以及較長的市場化時間都會阻礙這類全新的系統的推廣應用。

因此，充分利用現有的無線網絡協議則會是目前相對較好的解決方案。但現有的無線網絡協議在直接用于照明網絡特別是規模較大的照明網絡時，存在一些嚴重的問題。

以一個包含1個控制臺和10000個節點的照明網絡為例，假設每個節點內包括一個無線收發機和對應的3個顏色(紅/綠/藍)的燈，這10000個節點構成的照明網絡形成一個屏幕，可用來顯示視頻或靜態的圖像。當需要顯示視頻時，每個燈要在1/25秒內從控制臺無線接收8個比特的數據，因此每個節點的接收機的平均數據速率為8*25*3bps＝600bps(比特/秒)，而對于控制臺的發射機來說，總的數據速率將是600*10000bps＝6Mbps。與此不同的是，節點的發射機和控制臺的接收機只是偶爾工作，而且以非常低的速率傳輸信息。

顯然，針對上述這樣的一個照明網絡，需要使用能夠支持超過6Mbps數據速率的TDMA(時分多址)系統，或者具有10000個以上頻率信道的FDMA(頻分多址)系統來提供無線控制。但是，能夠支持超過6Mbps數據速率的TDMA系統非常昂貴因而不適合此類應用，而目前實踐中也沒有能夠同時支持10000個信道且每個信道工作在600bps的FDMA系統，為不同的照明網絡單獨定制這樣的FDMA系統不但研發時間長而且成本也非常高。除此以外，TDMA和FDMA系統的可擴展性十分有限。

發明內容

本發明的目的之一是提出一種混合無線控制系統和方法，其數據信號的發送方式結合了TDMA和FDMA的特點，能夠在保持節點工作速率不變的情況下在控制端獲得較高的工作速率。

按照本發明的一種無線控制系統，包括：

一個控制臺，包括若干分別工作在不同頻率上的中央無線裝置，用于發送不同內容的數據信號；以及

若干個節點，每個節點包括一個終端無線裝置，用于在一個相應的頻率上接收來自該頻率所對應的一個中央無線裝置的數據信號，且所有對應于該頻率的終端無線裝置分別工作在該頻率信道的不同時隙上。

按照本發明的一種無線控制方法，包括步驟：

a、將一個待發送的數據信號分割為若干個不同的子信號；

b、將所述若干個子信號分為若干個組，分別在不同的頻率進行發送；以及

c、將在同一頻率上進行發送的一組子信號分別在不同的時隙發送給不同的接收端。

在本發明的無線控制系統和方法中，控制臺將待發送的數據信號分散在不同頻率的不同時隙中進行發送，每個節點只會在一個預定頻率的預定時隙上接收到與其對應的數據信號。因此在保持每個節點處的無線收發機的低接收速率的情況下，但控制臺仍能夠實時地發送出高速率的數據信號分別給許多個節點。這有助于大幅降低每個節點的無線收發機的成本，從而相應地降低整個系統的成本。另外，在實際應用中，對所用的頻率數量或每個頻率上的時隙數量進行相應調整即可使該無線控制系統適用于不同規模的照明網絡，從而獲得較高的可擴展性。

通過參考以下結合附圖的說明以及權利要求書中的內容，并且隨著對本發明的更全面的理解，本發明的其他目的及效果將變得更加清楚和易于理解。

附圖簡述

現在結合附圖對本發明進行更詳細的描述，其中：

圖1示出了使用本發明無線控制系統的照明網絡的結構示意圖；

圖2示出了本發明無線控制系統第一種實施例的結構示意圖；

圖3示出了本發明無線控制系統第二種實施例的結構示意圖；以及

圖4示出了本發明無線控制系統第三種實施例的結構示意圖。