[發明專利]用于在DC照明和電力網格上進行定位的方法和系統

有效

• 申請號: 201280040002.2
• 申請日: 2012-08-17
• 公開（公告）號: CN103765988A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: A.J.戴維;A.A.托克馬科夫;P.R.西蒙斯
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02;G01S5/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李靜嵐;汪揚

技術領域

本發明總體上涉及照明系統。更具體來說，這里所公開的各種發明性方法和設備涉及照明和電力配送系統。

背景技術

數字照明技術即基于例如發光二級管（LED）之類的半導體光源的照明，其給出了針對傳統的熒光、HID和白熾燈的一種可行的替換方案。LED的功能上的優點和益處包括高能量轉換和光學效率、耐用性、更低的操作成本以及許多其他優點和益處。LED技術的近來的發展提供了允許許多應用中的多種照明效果的高效且魯棒的全光譜照明源。

特別處在辦公室空間和其他類似環境中的傳統照明設施通常采用簡單的點對點連接方法，其中通過專用的但是實質上“自由浮動”的電力線纜向每一個照明器供給電力。這些電力線纜在許多地方載送例如240V的高AC電壓，其通常按照總體上自組織的方式從一個照明器跳躍到另一個照明器，直到所有的燈都被包括在系統中為止。此外，每一個照明器常常需要安裝單獨的開關線纜，其把每一盞燈或燈具連接到專用的控制開關或開關組。

在典型的辦公室照明設施中，照明器通常被放置在矩形網格圖案中，但是與此相對，為這些照明器網格供電所需的天花板上方的線纜布線的放置常常是相當不規則的。在許多情況下，電力線纜的放置和布線被留給各個單獨的安裝者決定。

為了幫助解決這種情況，在被稱作“EMerge”的聯盟內正在開發一種標準，該聯盟是開發導致在商業建筑中快速采用DC電力配送的標準的開放性行業協會。EMerge標準提出使用安全的低電壓（24V?dc）電力配送以及更加結構化的電力供給方案，這是基于使用在天花板上方延伸的剛性母線而實現的。這種系統促進了照明系統中的燈的簡化且安全的移除、連接或重定位。此外，由于所述母線系統可以被組織在天花板上方的網格結構中，因此其可能更加適合于與由其提供電力的照明器網格連接。在圖1中示出了所提出的EMerge電力供給母線的一部分的一個實例，以及為各個單獨的照明器供給電力所需的連接器和辦公室天花板中的其他設備。

由于EMerge標準被設計成使得用戶更容易即時移動和重新配置照明設施，因此希望確保可以容易地把照明器與控制開關相關聯以及解除關聯。為此，EMerge提出使用無線通信系統（當前是ZigBee）而不是物理連線來把照明器與例如墻壁開關之類的用戶操作的控制點相連。

雖然傳統的點對點風格的布線策略對于辦公室照明設施的日常使用的影響很小，但是其在安裝和試運轉照明系統方面存在顯著缺陷。此外，用于最初的系統的點對點線纜連接可能不適合于將來的修改。

任何新的照明系統的試運轉的一個重要的困難在于如何準確地把照明器映射到控制單元或開關。例如對墻壁上的特定開關到其所控制的天花板中的照明器之間的連線進行布線。在傳統上，整個試運轉過程是完全人工的。安裝者需要首先把天花板中的照明器與在照明規劃圖中所表明的照明器相關聯，并且確保所述照明器被硬連線到也在規劃圖上被表明為對應于該盞燈的控制點的任何開關。在按照傳統方式連線的系統的情況下，這一過程緩慢且費力。當希望通過無線方式控制以傳統方式連線的照明器時，情況變得更加困難。在這種情況下，安裝工程師有必要記錄與每一個照明器相關聯的獨有無線標識符（ID編號）并且將該信息傳送到照明規劃圖。當隨后安裝例如開關之類的無線照明控制時，類似地有必要把開關ID細節傳送到照明規劃圖。所述過程中的下一步驟通常是在控制系統中的某處人工創建一個綁定表，以便把開關與照明器相關聯。最后，需要對系統進行測試以便確保正確地分配了所期望的綁定。

因此希望簡化控制器-照明器映射過程。舉例來說，如果天花板中的每一個照明器的物理位置都被提供給系統，則可以使得照明器與控制點映射過程自動化。

當前，針對定位對象的許多傳統技術解決方案采用無線技術，比如ZigBee或WiFi。在總的這一類解決方案中，將會發現最常見的兩種系統是基于信號強度或者是基于行程時間。

使用信號強度作為其測量的基礎的無線電定位系統（例如由AeroScout和Ekahau生產的那些系統）通常相對易于在適度的成本下實施，但是其固有精度相當差，可能會與真實位置相差5米。利用被稱作“指紋采集”的技術可以改進精度，所述技術涉及事先測量房間內的每一點處的信號強度。但是所述過程實施起來較為費力，并且所得到的指紋簡檔會隨著房間內的例如移動家具之類的微小改動而發生改變。