CN101341420A - 用于照明控制的方法和设备 - Google Patents

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CN101341420A CNA2006800479950A CN200680047995A CN101341420A CN 101341420 A CN101341420 A CN 101341420A CN A2006800479950 A CNA2006800479950 A CN A2006800479950A CN 200680047995 A CN200680047995 A CN 200680047995A CN 101341420 A CN101341420 A CN 101341420A
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Abstract

至少一个光源(40)照射包含有诸如家具(30)之类的至少一个物品的房间(10)。物品感测设备(62，70)对该物品(多个)进行感测并且确定该物品在房间(10)之内的位置。照明控制***(82)响应于房内物品所感测到的位置及移动对光源进行控制。

Description

用于照明控制的方法和设备
本发明涉及对房间内的照明***进行控制。
所期望的是在家和其他现代建筑中通过复杂的照明***来提供从美学角度令人喜爱的环境，所述照明***用于提供可由用户调节以适合用户的需要和期望的较宽范围的操作特征。
将来，设想到这样的照明***，该照明***通过根据用户的活动/请求将光调节到适当强度、方向、颜色等等而在房间或其他区域中提供各种期望氛围。例如，用户想要具有浪漫设置、或者动作电影设置、或者游戏设置、聊天设置等等。通常将这些设置称为可由照明设计者(或最终用户)预定义且可由最终用户使用的预置。
期望通过为各种活动提供预定义的预置来帮助照明***的最终用户。因为一般性地定义了这些预置而不知道照明***的实际环境的详情，因此照明设计者将假设何处的灯可用、多少灯可用、什么灯可用，并且例如还假定像诸如TV和音频/视频部件之类的器件这样的房间物品所处的位置以及床、躺椅、工艺品、及其他家具处于房间中的位置。因此，已经做出了许多假设并且此后专业照明设计者定义适合的预置。
当将这种预置应用于实际房间中时，需要有关诸如光源之类的什么资源实际上是可用的以及这种灯的位置和诸如家具、工艺品、以及多媒体部件之类的各种房间物品的位置的翻译。
在光源例如通过诸如使用符合蓝牙、Zigbee、或者其他连接方式或标准的协议之类的RF连接性而可与照明***相连的情况下，可能的是照明***可得知光源在房间中的位置。在该***中，利用为该本技术领域众所周知的RF位置觉察可将光源的位置自动地标识给该***。在通过参考而全面并入到这里的U.S.专利No.6,867,699中公开了利用发射应答器和变换器来控制房间照明的一个***。通过参考而全面并入到这里的U.S.专利申请公开No.2005/0097162中公开了用于通过互联网来进行照明控制的另一***。
然而，对于诸如家具、工艺品、电子部件等之类的非连接元件，不存在用于对这种非连接元件的位置进行标识的简单且自动的方式。唯一显然的解决方法是通过图形接口手动地向***标识该位置，并且当物品在房间中移动时手动地更新该信息。因此，需要简单的、考虑到各种物品在房间中的位置的照明控制。
在包含有诸如家具、工艺品、和/或电子部件这样的各种物品以及多个光源的房间中，提供了物品(例如家具)感测设备，该物品感测设备可对家具物品进行感测并且确定家具物品在房间之内的位置。照明控制器响应于所感测到的位置对一个或多个光源进行控制并且响应于家具物品在房间之内的移动来对该光源进行调节。
为了可在特定环境中能够利用一般景物描述或预置，需要使有关不同器件和家具相对于灯具所处地方的位置的信息可用于控制***。利用附着于房中物品上的、诸如用于对器件和家具进行标识的RFID标签之类的传感器可获得该位置信息。例如通过收发器对加标签的器件和家具进行三角测量来确定加标签的房间物品的位置。
从以下所提供的详细说明可显而易见地得知本发明可应用的进一步区域。很清楚的是，虽然详细说明和具体示例表示本发明的示意性实施例，但是它们仅仅用于说明的目的，并且不对本发明的范围做出限制。根据以下描述、随后权利要求、以及附图可更清楚理解本发明的设备和方法的这些及其他特征、方面、以及优点，在附图中：
图1是其中安装了本发明实施例的房间的透视图表示；以及
图2是根据本发明的、具有收发器和灯控制器的灯具的正视图。
以下对某些示意性实施例的描述本质上仅是示意性的并且决不对本发明、其应用、或者使用做出限制。
参考图1，由天花板12、地板14、以及墙壁16，18，20，24定义了建筑物中的房间10。通过门口26进入房间。例如，灯开关28安装在与门口26相邻的墙壁16上。
该房间包含诸如包括有沙发30、阅读椅32、电视34、以及挂在墙壁18上的工艺品36在内的家具之类的各种物品。当然，房间中还包含诸如包括有计算机、多媒体设备等等在内的各种电子部件之类的任何其他物品。房间由安装在天花板12上的灯具40、42、44、46、以及48照明。应清楚的是安装在天花板上的灯具用作示意性灯具，其中可使用诸如安装在墙壁上的灯具、桌面或地板灯具等等之类的任何其他类型的灯具。
参考图2，灯具40包括外壳54、灯56、插座58、灯控制器60、以及可包括具有天线64的RFID(射频标识)读取器的收发器62。灯具42、44、46、46、以及48与灯具40相同或相似。灯56可以是诸如白炽、荧光、高强度放电(HID)、以及发光二极管(LEDs)之类的任何类型的光源。灯控制器60可以是诸如为该技术领域所众所周知的、用于某些类型的灯的镇流器之类的任何类型控制器。灯控制器60被配置成对诸如强度、颜色、色调、饱和度等之类的、灯56所发射出的光的各种属性进行控制，其中LED最适合用于提供不同属性的光。
诸如RFID标签之类的传感器附着于房中每个或任何期望的物品上，其包括附着于沙发30上的RFID标签70、附着于阅读椅32上的RFID标签72、附着于电视34上的RFID标签74、以及附着于工艺品36上的RFID标签76。RFID标签可以预定义有诸如床、椅、TV等等的书写文本或象形图之类的标记，以便最终用户简单地将标签附于相应的家具、工艺品、电子设备等上。例如，通过用户使标签由例如用户接口80或***控制器82的读取器读取、并且向***控制器82通知特定标签要附于例如诸如床30之类的特定房间物品上，可手动地使该标签与房间物品相关。这些RFID标签可以由照明***来激活并且此后向该***生成它们的身份。
该RFID标签可以是有源标签或无源标签。在有源标签的情况下，该有源标签包括电池和用于接收并发射RF信号的收发器。在无源标签的情况下，无源标签没有电池，并且如众所周知的那样、无源标签可从所接收到的信号提取任何需要的能量并响应于所接收到的信号传送其唯一标识。当然，无源标签还可按照根据反射信号来确定其唯一标识这样的方式来反映所接收到的信号。RFID读取器62可包括用于将RF信号传送到RFID和***控制器82并且接收来自RFID和***控制器82的RF信号的收发器。或者，RFID读取器62可仅包括用于读取RFID标签所发射出的信号的接收器，其中在读取器62之外提供用于将信号传送到RFID和***控制器82的传送器，其诸如属于灯控制器60的一部分或者与之相分离。当然，RFID读取器/收发器62可以是灯控制器60的一部分，其中该灯控制器60接收由RFID标签提供的信息、确定它们的身份和位置、并且经由传送到灯控制器60(多个)的控制信号来控制适当权利，所述灯控制器60具有用于接收控制信号的接收器以及相关元件(诸如在无线传输情况下的天线)。
说明性而言，用户接口面板80安装在与门口26相邻的墙壁16上。用户接口面板80与***控制器82进行通信并且包括该***控制器82或者与之相分离。***控制器82通过有线或无线通信链接与灯控制器60和灯具40、42、44、46、以及48中的每一个的RFID读取器62相连。用户接口80可以是触敏屏幕或者诸如键盘、鼠标、PDA、或者与例如***控制器82进行无线通信的远程控制之类的、与***控制器82相接口的任何类型的输入/输出设备。
灯控制器60和***控制器82可包括诸如通用或专用处理器、微处理器、中央处理单元(CPU)、数字信号处理器、专用集成电路(ASIC)、以及这些及其他处理设备的部分或组合之类的任何类型的控制器。如众所周知的那样，灯和***控制器60，82可与下述其中存储有程序指令及其他数据的电子存储器进行通信，所述电子存储器包括RAM、ROM、以及诸如以盘为基础的光或磁存储器之类的其他类型的存储设备。
在操作中，当例如由进入房间10的人打开照明开关28而激活照明***时，使灯具40、42、44、46、以及48通电以照亮房间10。使灯具通电还使每个灯具的RFID收发器/读取器62通电。例如RFID读取器62之一中的至少一个发射机或收发器此后将消息发射到RFID标签以由此激活它们。该处理继续进行直至由来自一个或多个读取器62或***控制器82的信号激活了所有标签为止。在响应时，房内的每个RFID标签发射数据，而该数据由所有或一些灯具和/或***控制器82的RFID读取器62中的所有或一些收发器所接收到。说明性而言，***控制器82接收该数据(来自RFID标签或读取器62)以用于处理，例如诸如确定加标签的房间物品的位置、并且根据预置以及所确定的房间物品位置来对灯具进行控制。***控制器82可根据所确定的、用于表示加标签的物品在房中的位置的位置信息来对预置进行调节。
从任何RFID标签所接收到的数据包括该标签的唯一标识符，例如由附于工艺品36的RFID标签76所发射出的数据可使***控制器82能够分离出并处理相对于工艺品36的唯一数据。可以由用户依照要求例如通过用户接口80和/或例如***控制器82、或者由RFID标签的厂家使诸如与特定房间物品相关的特定数据之类的其他数据以及唯一标识符与RFID标签相关联(或者使其改变)。说明性而言，例如，RFID标签可以与工艺品一起由工厂交付/安装。此外，当由工厂交付时，该标签可包括诸如物品的类型、大小、颜色、反射系数之类的、与特定相关房间物品的照明相关的具体参数/数据，以及诸如要使用的灯类型、光点大小、距物品的灯距等之类的所提议的照明参数。当然，可将***控制器80配置成诸如具有算法或软件来(自动或手动地)获得或请求所需信息(诸如灯和房间物品的类型和位置)，并且例如考虑到灯和房间物品的类型和位置而提供与适当照明条件有关的预置或者预置建议以便例如由用户选择。
***控制器82包括例如用于对诸如工艺品RFID标签76的数据之类的RFID标签的唯一数据进行处理的算法。与每个灯具40、42、44、44、以及46相关的RFID读取器每个都查询并接收来自工艺品RFID标签76的数据，其中该数据还被提供给***控制器82。***控制器82包括例如用于通过对从每个RFID读取器62所接收到的数据(诸如标签ID、信号强度、或者信号的传播时间)进行三角测量来计算每个RFID标签(例如工艺品RFID标签76)的位置的算法。以两维或者为了更精确而以三维方式来确定该位置。说明性来说，该算法可根据对由每个RFID标签发射且由RFID读取器62和/或***控制器82接收到的信号的信号强度和/或传播时间进行测量来确定位置。例如，将该信号强度与RFID标签所发射的已知信号强度进行比较。此外，代替或者除了三角测量之外，当仅一个RFID读取器62读取信号强度或者传播时间时，可使用波束方向。在名称为LANDMARC：Indoor Location Sensing UsingActive RFID、作者为Lionel M.NI等、通过参考而将其全部并入到这里的已出版技术报告中公开了与使用RFID技术来确定RFID标签在房内位置有关的附加信息。
通过***控制器82和用户接口80，可对上述***进行编程和重编程以考虑到房内的例如家具、工艺品等等这样的加有RFID标签的物品的已确定物理位置和类型，来使得能够进行大范围的、利用灯类型/位置的期望照明控制功能。当然，用户还可手动地控制灯具并且对***控制器82进行编程/重编程。
例如，灯具48可以是聚集在工艺品36上的聚光灯。如果工艺品36被移走并且被悬挂在另一房间中，那么从其所识别的位置移走工艺品RFID标签76可用作由***控制器82处理的控制输入，并且***控制器82可以将信号传送到灯具48中例如镇流器这样的灯控制器60以熄灭灯具48。工艺品的移走消除了对工艺品进行照明的需要，并且对在移走了工艺品之后所留下的空白空间进行照射不是所期望的。
作为另一示例，如果沙发位于图1所示的位置处并且电视34位于灯具40和42之下，那么使灯具40和42变暗或者熄灭是所期望的。还可通过***控制器82响应于例如对TV观看预置的选择来确定并建议这种照明配置/预置。另一方面，如果将电视34移动到位于灯具44和46之下，那么期望的是使灯具44和46变暗或者熄灭。此外，当用户选择了浪漫预置时，***控制器82使特定照明变暗或者根据所确定的加标签的房间物品位置(诸如床30的位置)以及***控制器82所预定/存储的或者确定的浪漫设置来改变诸如颜色之类的其他照明属性。
可对***控制器82进行编程来通过响应于加有RFID标签的各种物品的位置的各种变化而通过改变照明***的控制来自动地进行响应。或者，在一些环境下，所期望的是让***控制器82转到默认设置，并且此后当确定出家具已移动时发出视觉或听觉信号，以便向用户通知他应通过用户接口80来对照明***进行重编程或者至少知道该***要进行自动重编程。替代地或者此外，通过视觉或听觉信号来提示用户以激活自动重编程或对***控制器82进行手动重编程。
应该明白，所期望的是将其他输入添加到由***控制器82管理的控制逻辑中。例如，用户接口可具有一系列开关，进入该房间的用户通过这一系列开关可从诸如交谈、阅读、电视观看等等之类的各种照明场景/预置选择中进行选择。还可在***控制器82中对诸如用于浪漫设置的预置、或者动作电影设置、或者游戏设置、聊天设置等等之类的其他预置进行编程。这些预置是可编程的并且可通过用户或者专业照明设计者进行编程。此后，在这些预置或者场景选择之内，加标签的物品的传感位置(例如家具，因为它们可以在房间内移动)可以由***控制器82进行处理，并且经由从***控制器82传送到各种灯具的各种灯控制器60命令而用作照明控制的输入，以分别地或者集体地改变灯具所发射出的光属性，诸如改变光强、颜色、色调、饱和度、光图案、或者其中以时控间隔来顺序或者同时开启、调暗和/或关闭某些灯的时序设置等等。
可以将***控制器82和用户接口80配置成允许用户手动地将灯具耦接到房间物品以较容易地定义个人预置，该个人预置可以由***控制器根据加标签物品的位置信息和用户信息而建议。当然，用户还能够定义预置并以任何期望方式对***控制器82进行编程。此外，RFID标签还可以在房中的一个或者多个人上，诸如可以在衣服上，由此可对该人和/或他或她的位置进行标识并且提供用于照明的相关数据。例如，根据所确定的人(多个)的位置，可推断出并实现某些照明设置。如果检测到人坐在阅读椅上，例如成年人或家庭成员具有在一天的某个时间期间坐在阅读椅上进行阅读的历史，那么将阅读灯到适当的亮度级。
因此，在RFID标签包括用于对人或用户进行标识的数据的情况下，可实现与所标识的用户相关的预定照明数据。例如，与用户A相关的照明属性以下述用户预定义的强度打开特定灯或一组灯，所述用户预定义的强度取决于用户的当前位置并且根据过去的用户活动可知。类似地，可相对于一群用户得知、预定义或者相关联照明属性。例如，当两个或更多孩子位于房中时，那么以基本上完全强度打开灯，其中打开大部分灯具。相反，当夫妻单独位于房中时，那么例如以调暗的强度和/或期望的颜色或灯属性仅打开某些灯以创建浪漫气氛，这还可与诸如时刻在晚上很晚这样的时刻相关。
除了利用与家具的位置有关的数据来调暗、熄灭、或者改变灯具中的灯的光属性之外，还期望对灯/灯具的其他属性和特征进行控制。例如，将灯具安装在电机化的转座上以便可使灯具旋转和倾斜一定角度以对特定人和/或家具物品的移动进行追踪。或者，在LED光源的情况下，改变光的颜色、色调、和/或饱和度以适合于特定照明预置或者场景选择以及家具和/或人员移动。
代替将诸如房中的家具或其他物品的位置之类的数据手动地输入***控制器82中，可利用所有相关元件(包括人之内)在房中的(半)连续位置标识来执行自动的数据输入，其中读取器62之一询问(例如发射信号以激活)附着于例如房间物品或者人的衣服上的标签，响应此，标签发射它们的唯一ID，并且多个读取器62确定加有标签的房间物品/人的位置。这消除了对房间物品/人以及其位置的人工输入，并且允许家具及其他相关物品在房中的移动而无需手动地再通知***它们所处的位置。代之以，房间物品位置被自动确定。
对本发明的上述描述在本质上仅仅是示意性的，并且因此其变化在本发明的范围之内。例如，可通过其他位置感测技术作为利用RFID技术的代替来确定例如家具这样的房间物品的位置。这种***包括能够接收信号并对诸如传感器唯一标识这样的信息进行传送的任何类型的传感器。例如，代替RFID技术，传感器、变换器、以及收发器可使用红外或者超声波技术。用于这些感测技术的感测设备方便地与灯具共同位于一起，或者这些感测设备位于房中适当的别处，以便收集与各种房间物品在房内的位置有关的数据以将其传送到***控制器82。
应该明白并知道的是，用户接口80和***控制器82可以是专门用于该应用的定制单目标照明控制面板，或者作为选择用户接口和***控制器82可以以个人计算机的形式提供，所述个人计算机根据需要被编程以执行期望的照明控制逻辑。不必使RFID读取器与灯具的每一个相关联，只要采用充够的RFID读取器以保证获得充够的数据以可靠地确定加标签的家具物品的位置即可。
响应于检测到房中物品移动的光属性控制适于由例如运行在***控制器82上的计算机软件程序来执行。这种软件当然可包含在诸如集成芯片、***控制器82的或者与***控制器82相耦合的***设备或存储器之类的计算机可读介质中，该***控制器82可包括用于根据本发明来执行的专用处理器或者是其中仅是许多功能中的一个进行操作以根据本发明来执行的通用处理器。该处理器利用程序部分、多个程序分段来进行操作，或者可以是利用专用或多用集成电路的硬件设备。用于对加标签房间物品的位置进行标识的上述***的每一个可与更多的***结合一起使用。
最后，以上讨论仅仅是用于对本发明进行说明并且不应将其看作是将随后权利要求限制为任何特定实施例或者实施例组。因此，虽然已经参考其特定示意性实施例对本发明进行了特别详细地描述，但是还应该知道的是在不脱离如随后权利要求中所阐述的本发明的更宽及意欲的精神和范围的情况下可对其做出许多修改和变化。因此认为该说明书和附图是说明性方式并且不对随后权利要求的范围做出限制。
在对随后权利要求进行解释的过程中，应该清楚的是：
a)词″包括″不排除存在权利要求中未列出的其他元件或者动作；
b)元件之前的词″一″或者″一个″不排除存在多个这种元件；
c)权利要求中的任何参考符号不是对其范围做出限制；
d)若干″装置″由相同项或者硬件或软件实现的结构或功能来表示；以及
e)每个公开的元件可以包括硬件部分(例如，分离的电子线路)、软件部分(例如计算机编程)、或者其任何组合。

Claims (22)

1、一种用于房间(10)的照明***，包括：
用于照明所述房间(10)的至少一个光源(40)；
可移动地处于所述房间(10)之内的至少一个物品(30)；
感测设备(62，70)，配置为确定所述至少一个物品在所述房间(10)之内的位置；以及
***控制器(82)，配置为根据所述位置对所述至少一个光源(40)进行控制。
2、根据权利要求1的照明***，其中所述感测设备包括附于所述至少一个物品(30)上的传感器(70)以及位于所述房间之内的各个位置处的多个读取器(62)，所述传感器(70)用于发射出所述传感器(70)特有的数据，所述多个读取器(62)配置为确定所述至少一个物品(30)的所述位置。
3、根据权利要求2的照明***，其中通过三角测量、对来自所述传感器且由所述多个读取器(62)的至少一个所接收的信号的强度进行测量、以及对所述信号的传播时间进行测量中的至少一个来确定所述位置。
4、根据权利要求2的照明***，其中所述数据包括与所述至少一个物品(30)的期望照明有关的参数。
5、根据权利要求2的照明***，其中所述***控制器(82)还被配置为包括所述传感器(70)中的所述数据。
6、根据权利要求1的照明***，其中所述感测设备(62，70)包括RFID标签、超声波标签、以及红外标签中的至少一个。
7、根据权利要求1的照明***，其中所述***控制器(82)配置为响应于所述位置对所述至少一个光源(40)的至少一个照明属性进行控制。
8、根据权利要求7的照明***，其中所述至少一个照明属性包括预置、亮度、颜色、饱和度、方向、光图案以及时间设置中的至少一个。
9、根据权利要求1的照明***，还包括灯控制器(60)，该灯控制器(60)被配置为响应于来自所述***控制器(82)的信号来改变所述至少一个光源(40)中的至少一个照明属性。
10、根据权利要求1的照明***，其中所述感测设备包括与所述至少一个光源(40)处于共同位置的至少一个收发器(62)。
11、根据权利要求1的照明***，其中所述***控制器(82)被配置为当所述至少一个物品(30)移动时发出听觉信号和视觉信号中的至少一个。
12、一种用于对具有至少一个光源(40)和至少一个物品(30)的房间(10)进行照明的方法，包括动作：
将至少一个传感器(70)安装在所述至少一个物品(30)上；
在所述房间中安装多个读取器(62)；
根据从所述至少一个传感器(70)发出且由所述多个读取器(62)接收的信号来计算所述至少一个物品(30)的位置；以及
响应于所述位置对所述至少一个光源(40)的至少一个属性进行控制。
13、根据权利要求12的方法，还包括动作：利用唯一数据配置所述至少一个传感器(70)。
14、根据权利要求12的方法，其中所述至少一个传感器(70)被配置成响应于来自所述多个读取器(62)之一的消息来发射出唯一数据。
15、根据权利要求12的方法，其中所述至少一个传感器(70)包括RFID标签、超声波标签、以及红外标签中的至少一个。
16、根据权利要求12的方法，其中通过三角测量、对来自所述至少一个传感器且由所述多个读取器(62)的至少一个接收的信号的强度进行测量、以及对所述信号的传播时间进行测量中的至少一个来确定所述位置。
17、根据权利要求12的方法，其中所述至少一个属性包括预置、亮度、颜色、饱和度和方向中的至少一个。
18、根据权利要求12的方法，其中所述多个读取器(62)的至少一个包括与所述至少一个光源(40)处于共同位置的至少一个收发器。
19、根据权利要求12的方法，还包括动作：当所述至少一个物品(30)移动时发出听觉信号和视觉信号中的至少一个。
20、一种其上包含有计算机可读代码的计算机可读介质，当执行时所述计算机可读代码包括动作：
激活位于房间(10)中的至少一个物品(30)上的至少一个传感器(70)；
响应于所述激活动作而提供来自所述至少一个传感器(70)的信号；
由所述房间(10)中的多个接收器(62)接收所述信号；以及
根据由所述多个接收器(62)接收的所述信号来计算所述至少一个物品(30)的位置。
21、根据权利要求20的计算机可读介质，还包括动作：响应于所述位置对所述房间(10)中的至少一个光源(40)的至少一个属性进行控制。
22、根据权利要求20的计算机可读介质，还包括动作：当所述至少一个物品(30)移动时发出听觉信号和视觉信号中的至少一个。
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PB01 Publication
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