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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem mit einer Leuchtvorrichtung, einer Steuervorrichtung zum Steuern der Leuchtvorrichtung, einer in oder an der Leuchtvorrichtung angeordneten Kommunikationsvorrichtung zum drahtlosen Senden und/oder Empfangen und einem insbesondere mobilen Endgerät, das zur Kommunikation mit der Kommunikationsvorrichtung ausgebildet ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Beleuchtungssystems, das eine Leuchtvorrichtung, eine in oder an der Leuchtvorrichtung angeordnete Kommunikationsvorrichtung zum drahtlosen Senden und/oder Empfangen und ein (mobiles) Endgerät, das zur Kommunikation mit der Kommunikationsvorrichtung ausgebildet ist, aufweist.
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Die sogenannte „Beacon-Technologie“ basiert auf einem Sender-Empfängersystem. Ein „Beacon“ (zu Deutsch: „Leuchtfeuer“ oder auch „Bake“ beziehungsweise „Peilsender“) ist ein kleiner, meist batteriebetriebener Sender, der ein Signal in (definierbaren) Zeitintervallen meist auf dem Bluetooth-Low-Energy-Standard aussendet. Das Funksignal jedes Beacon ist gekennzeichnet durch eine einmalige Identifikationsnummer (sogenannte UUID). Beacon können dazu verwendet werden, um Objekten und Orten eine digitale Identifikation zu verleihen. Objekte (an denen ein Beacon installiert ist) und Orte (an denen ein Beacon z.B. an einer Wand installiert ist) können auf diese Weise von Endgeräten (z.B. Smart-Devices) im Signalfeld des Beacon identifiziert werden.
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Beacons können zur Identifikation eines Ortes beziehungsweise zur Ortung verwendet werden. Durch Platzierung eines oder mehrerer Beacons in einem Gebäudeareal entsteht somit eine Art funkbasiertes Raster, in dem sich ein Smart-Device über die BLE-Schnittstelle (Bluetooth Low Energy) sowie entsprechende Algorithmen lokalisieren kann. Die individuellen Identifikationsnummern der installierten Beacons geben einem Ort dabei eine Kennung, mit der ein Smart-Device näherungsweise die Position bestimmen kann (grundsätzliches Sende-Areal des Beacon kann bestimmt werden). Algorithmen auf dem Smart-Device können die Positionsgenauigkeit z.B. über Signalstärken verbessern. Es ist dabei notwendig, dass das Smart-Device auf Informationen in einer Datenablage (z.B. auf einem Cloud-Server) zugreifen kann (z.B. Identifikationsnummer und eine Kartierung). Kommt ein Endgerät (beispielsweise Smart-Device) in die Reichweite eines Senders, kann es die Identifikationsnummer detektieren und beispielsweise über eine Serverabfrage den Standort bestimmen. Die Ortungsalgorithmen greifen dabei unter anderem auf die empfangene Signalstärke der Beacons im Umkreis zu, insbesondere als Indikator für die Entfernung zum jeweiligen Beacon.
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Die vorliegende Erfindung basiert auf der grundlegenden Erfindung, Beacons in Lichttechnik/Beleuchtungstechnik zu installieren. Dabei wird insbesondere der Vorteil genutzt, dass eine Lichtinstallation einen permanenten Energiezugang bietet, um den Beacon mit Energie zu versorgen. Daraus ergibt sich wiederum der Vorteil, dass die Batterie des Beacon nicht ausgetauscht werden muss und somit entsprechende Lebenszykluskosten beziehungsweise Prozesse eingespart werden können. Darüber hinaus können auch Parametrisierungen des Beacon mit höherem Energieverbrauch eingestellt werden, ohne dass die Lebensdauer des Beacon reduziert wird. Installationsprozesse von Beacons und Lichttechnik können zudem vereinheitlicht werden. Ein weiterer Vorteil ist eine definierte Arretierungsposition eines Beacon-Senders, der gut vor Manipulation geschützt ist. Einem Ort kann somit eine klare und sichere Kennung verliehen werden.
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Einen Überblick über Nutzpotentiale von Beacons in Lichttechnik bietet folgende Aufzählung:
- – Energieversorgung der Lichtinstallation anstatt einer Batterie nutzen, um die Lebenszykluskosten des Beacon zu reduzieren;
- – Energieversorgung der Lichtinstallation nutzen, um die Sendeparameter an den Dienst und nicht an die verfügbare Restenergie beziehungsweise die Parameter der Batterie anzupassen (beispielsweise häufige Sendezyklen erzeugen hohe Genauigkeit der Dienste, jedoch auch höheren Energieverbrauch);
- – Austausch der Batterie konventioneller Beacons birgt Risiken (z.B. im Hinblick auf Fehler in der Handhabung);
- – Vermeidung einer Nicht-Verfügbarkeit der Dienste durch eine unterbrechungsfreie Energieversorgung des Beacon;
- – Installationsort unterhalb der Decke ist ideal für die Signalausbreitung des Beacon;
- – Installationsort unterhalb der Decke macht das Gesamtsystem robuster gegen Störungen/Abschattungen durch Objekte auf Höhe der Flurebene im Gegensatz zu einer Installation des Beacon selbst auf Höhe der Flurebene;
- – Beacon wird vor Manipulation/Fremdzugriff (versehentlich, mutwillig) geschützt;
- – Beleuchtung und Dienste (z.B. Ortungsdienste) werden als Gesamtsystem „aus einer Hand“ angeboten (d.h. Systemlieferant ist auch Dienst-Anbieter);
- – Möglichkeit zur Nutzung des sicheren Kommunikationsnetzwerks der Lichtinstallation, z.B. um den Beacon zu konfigurieren oder Beacons untereinander zu vernetzen;
- – Vereinheitlichung der Installationsprozesse von Beacons und Lichtinstallation;
- – Möglichkeit zur Kopplung zu weiteren Systemelementen der peripheren Gebäudeinfrastruktur über das Kommunikationsnetzwerk der Lichtinstallation, z.B. Elementen der Sicherheitstechnik;
- – optisch ansprechendes System, da der Beacon nicht sichtbar in der Lichtinstallation untergebracht werden kann.
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Ein Beacon kann in oder an einer elektrischen Beleuchtungsvorrichtung angeordnet sein. Der Beacon kommuniziert mit einem Endgerät (z.B. Smart-Device). Dabei ist der Beacon gegebenenfalls über eine Kommunikationsverbindung mit weiteren Beacons oder mit Infrastrukturelementen verbunden.
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Innerhalb eines Areals haben Menschen und Geräte gegebenenfalls die Herausforderung, sich zu orientieren, zu navigieren und andere lokale digitale Dienste ausfindig zu machen und zu nutzen (z.B. Apps oder App-Funktionen, Google Maps, Lightify Lichtsteuerung). Die Lichtinstallation mit integriertem Beacon in einem Areal wird für diese Nutzpotentiale zu einem Ortungs- beziehungsweise Orientierungssystem. Mit der damit realisierbaren Selbstortung des Endgeräts können nun Dienste bereitgestellt werden, wie etwa Navigation oder die Bereitstellung von ortsspezifischen Informationen.
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Ein Aspekt der Beacon-Technologie ist die Möglichkeit zur Konfiguration typischer Parameter wie beispielsweise Signalstärke und Sendeintervall des Beacon. Mit unterschiedlichen Konfigurationen können verschiedene Anwendungsszenarien individuell unterstützt werden. Wenn eine hohe Servicequalität (genaue Lokalisierung in kurzen Abständen) gefordert ist (z.B. bei einer Indoor-Navigation), sind beispielsweise sehr kurze Zeitintervalle zu konfigurieren.
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Derzeit werden für die Energieversorgung der Beacons Batterien eingesetzt. Durch die Notwendigkeit, diese Batterien in regelmäßigen Zyklen zu wechseln, ergibt sich ein hoher Aufwand sowie entsprechend hohe Lebenszykluskosten für die Beacons.
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Eine hohe Service-Qualität – beispielsweise hohe Ortungsgenauigkeit, hohe Reichweite, kurzes Sendeintervall – benötigt vergleichsweise viel Energie beim Sender-Modul, sodass die Batterie eines batteriebetriebenen Beacon nach kurzer Zeit (z.B. nach einem Monat) ausgetauscht werden muss. Jeder Austausch einer Batterie birgt neben dem Nachteil der Austauschkosten zudem das Risiko, dass die Funktionalität des Ortungssystems durch kleine Positionsveränderung oder falsche Handhabung der Beacons nachteilig beeinflusst wird. Gegebenenfalls besteht die Gefahr, dass der Betreiber (z.B. Besitzer eines Supermarkts) sich des Energiemangels der Beacons nicht bewusst ist beziehungsweise die Beacons nicht wiederfindet, wenn keine ausreichende Restenergie mehr vorhanden ist. Die Dienste (z.B. Navigation) der Beacons sollten dem Nutzer jedoch permanent zur Verfügung stehen. Dies erfordert eine unterbrechungsfreie Energieversorgung.
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Die Anbringung/Installation der Beacons an/in oder als Teil einer Lichtinstallation/Leuchte beziehungsweise eines Leuchtmittels (im Folgenden zusammengefasst als Leuchtvorrichtung) würde es gegenüber einem Batteriebetriebenen Beacon ermöglichen, die Energieversorgung der Leuchtvorrichtung für die Energieversorgung des Beacon zu nutzen und somit die Batterie des Beacon zu substituieren und den damit verbundenen Problemstellungen (vergleiche oben) entgegenzuwirken.
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Eine spezifische Problematik stellt also eine Kommunikationsvorrichtung zum Senden und/oder Empfangen (z.B. Beacon) in/an oder als Teil einer Leuchtvorrichtung dar, wobei die Kommunikationsvorrichtung über die Leuchtvorrichtung mit Energie versorgt werden sollte. Dabei könnte ein Energie-Zwischenspeicher (z.B. Akku, Kondensator) Teil des Gesamtsystems sein. Dieser würde die Kommunikationsverbindung im Betrieb mit der notwendigen Energie versorgen, wenn die Energieversorgung durch die Leuchtvorrichtung unterbrochen ist (z.B. im Falle, dass die Leuchte ausgeschaltet ist und kein Licht emittiert).
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Eine weitere Herausforderung könnte in einem Service-Areal bestehen, welches mit mindestens einem, typischerweise mit mehreren Kommunikationsvorrichtungen (z.B. Beacons) ausgestattet ist. Dies führt dazu, dass ein Endgerät (z.B. Smart-Device) mehrere Signale verschiedener Kommunikationsvorrichtungen (z.B. BLE-Signale von Beacons) gleichzeitig empfängt. Ferner gibt es in diesem Zusammenhang keine eindeutige Rückmeldung des Systems, mit welcher Kommunikationsvorrichtung das Endgerät eine Kommunikationsverbindung eingegangen ist. Darüber hinaus kann der Bedarf bestehen, dass die Kommunikationsvorrichtung (z.B. der Beacon) konfiguriert werden muss, es dem Benutzer des Endgeräts jedoch unklar ist, mit welcher Kommunikationsvorrichtung das Endgerät eine Verbindung eingegangen ist. Dies führt dazu, dass beispielsweise installationsbedingt erforderliche Konfigurationsvarianten der Sendeparameter (z.B. unterschiedliche Installationshöhen, unterschiedliche Abstände der Leuchten zur Decke, unterschiedliche Abstände zu reflektierenden Objekten und so weiter) nicht realisiert werden können. Das Herausfinden, mit welcher Kommunikationsvorrichtung das Endgerät verbunden ist, kostet ungewollt Zeit und somit Aufwand.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, einem Nutzer zuverlässig die Möglichkeit zu geben, von seinem Endgerät eine Kommunikation mit der Kommunikationsvorrichtung aufzubauen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Beleuchtungssystem nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 10. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Es ist demnach ein Beleuchtungssystem mit einer Leuchtvorrichtung (z.B. LED-Modul, LED-Röhre) und einer Steuervorrichtung zum Steuern der Leuchtvorrichtung beispielsweise in Form eines Vorschaltgeräts bereitgestellt. Die Steuervorrichtung kann in die Leuchtvorrichtung integriert sein. Außerdem verfügt das Beleuchtungssystem über eine in oder an der Leuchtvorrichtung angeordnete Kommunikationsvorrichtung zum drahtlosen Senden und/oder Empfangen. Bei einer solchen Kommunikationsvorrichtung kann es sich beispielsweise um eine Bake beziehungsweise ein Beacon handeln. Ferner gehört dem Beleuchtungssystem ein insbesondere mobiles Endgerät an, das zur Kommunikation mit der Kommunikationsvorrichtung ausgebildet ist. Es wird demnach eine drahtlose Kommunikationsverbindung zwischen der Kommunikationsvorrichtung und dem (mobilen) Endgerät (z.B. Smart-Device) aufgebaut. Vorteilhafterweise ist die Steuervorrichtung dazu ausgebildet, die Leuchtvorrichtung nur dann in vorgebbarer Weise anzusteuern, wenn das Endgerät mit der Kommunikationsvorrichtung in Kommunikationsverbindung steht. Die Leuchtvorrichtung soll also gezielt in spezifischer Art und Weise angesteuert werden, falls das Endgerät mit der Kommunikationsvorrichtung kommuniziert. Wenn die beiden nicht kommunizieren, soll diese spezifische Ansteuerung nicht erfolgen. Der Benutzer des Beleuchtungssystems kann also zuverlässig erkennen, ob das Endgerät mit der spezifischen Kommunikationsvorrichtung in Verbindung steht oder nicht.
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In einer Ausgestaltungsform ist die Kommunikationsvorrichtung dazu ausgebildet, ihren elektrischen Verbrauch um ein vorgegebenes Maß zu erhöhen, sobald die Kommunikationsverbindung zwischen Endgerät und Kommunikationsvorrichtung steht. Durch diesen zusätzlichen Verbrauch steht der Leuchtvorrichtung, die ja die Kommunikationsvorrichtung mit Energie versorgt, weniger Leistung zur Verfügung. Folglich macht sich ein Flackern oder Abdunkeln der Leuchtvorrichtung, das durch den Leistungsverbrauch der Kommunikationsverbindung entsteht, stärker bemerkbar.
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In einer speziellen Ausgestaltung kann die Kommunikationsvorrichtung zur Erhöhung des elektrischen Verbrauchs einen ausschließlich für die Erhöhung der Stromaufnahme bereitgestellten Lastwiderstand bestromen oder eine Sendeleistung erhöhen. Im Falle der Bestromung des Lastwiderstands wird der zusätzliche Verbrauch nicht genutzt, während bei Erhöhung der Sendeleistung ein zusätzlicher Nutzen bezüglich der Stabilität der Kommunikation entsteht.
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In einer alternativen Ausgestaltung besitzt die Kommunikationsvorrichtung einen Energiepufferspeicher, in den ein gegenüber einem für den betriebsmäßigen Gebrauch vorgegebenen Sollwert erhöhter Strom bei Vorliegen der Kommunikationsverbindung eingeprägt wird. Dies bedeutet, dass bei hergestellter Kommunikationsverbindung zwischen Endgerät und Kommunikationsvorrichtung der Energiespeicherpuffer (z.B. Stützkondensator) mit einem erhöhten Ladestrom geladen wird. Auch dieser erhöhte Ladestrom führt zu einem höheren Energieverbrauch der Kommunikationsvorrichtung, weshalb weniger Leistung für die Leuchtvorrichtung zur Verfügung steht, und das Flackern, das ein optisches Zeichen für die bestehende Kommunikationsverbindung sein kann, ist gegebenenfalls besser zu erkennen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Kommunikationsvorrichtung dazu ausgebildet, bei Vorliegen der Kommunikationsverbindung eine höhere Leistung abzustrahlen als bei Nicht-Vorliegen der Kommunikationsverbindung. Auch hierdurch wird der Leistungsverbrauch der Leuchtvorrichtung eingeschränkt, sodass deren kommunikationsbedingtes Flackern unter Umständen besser zu sehen ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Steuervorrichtung dazu ausgelegt sein, bei dem Ansteuern der Leuchtvorrichtung in vorgebbarer Weise einen Kurzschluss insbesondere pulsierend zu erzeugen. Bei hergestellter Kommunikationsverbindung wird also die Leuchtvorrichtung bewusst stark moduliert, indem sie beziehungsweise ihre Leuchtelemente (gegebenenfalls unter Strombegrenzung) kurzgeschlossen werden. Dieses Kurzschließen erfolgt besonders vorteilhaft pulsierend, sodass die Leuchtvorrichtung entsprechend gepulst leuchtet, sodass die Kommunikationsverbindung optisch leicht erkennbar angedeutet wird.
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Das Ansteuern in vorgebbarer Weise kann eine insbesondere periodische Modulation oder ein vorgegebenes zeitliches Muster der Liststärke der Leuchtvorrichtung umfassen. Eine derartige (periodische) Modulation oder ein geeignetes zeitliches Muster kann leicht als Indiz für die Kommunikationsvorrichtung wahrgenommen werden.
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Des Weiteren kann das Ansteuern in vorgebbarer Weise ein Einschalten und Ausschalten einer für ein Signalisieren des Vorliegens der Kommunikationsverbindung separaten Leuchtdiodeneinrichtung der Leuchtvorrichtung umfassen. Die Leuchtvorrichtung weist also eine zusätzliche beziehungsweise separate Leuchtdiodeneinrichtung (z.B. rote LED, grüne LED, Infrarot-LED) auf, die die hergestellte Kommunikationsverbindung signalisiert. Zum verbesserten Erkennen der hergestellten Kommunikationsverbindung kann also auf das Leuchten der spezifisch dafür vorgesehenen Leuchtdiodeneinrichtung geachtet werden und es muss nicht ein schwaches Flackern der Leuchtvorrichtung an sich erkannt werden.
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In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung ist das Endgerät dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von der Ansteuerung der Leuchtvorrichtung durch die Steuervorrichtung die Identität der Leuchtvorrichtung zu ermitteln. Damit ist nicht ein Nutzer darauf angewiesen, selbst diejenige Kommunikationsvorrichtung in/an einer Leuchtvorrichtung zu erkennen, mit der sein Endgerät in Kommunikationsverbindung steht. Vielmehr erkennt sein Endgerät diejenige Leuchtvorrichtung beziehungsweise die zugeordnete Kommunikationsvorrichtung, zu der die Kommunikationsverbindung hergestellt ist. Für diese Identifikation kann die Leuchtvorrichtung beispielsweise auch Infrarotstrahlung oder höhere Frequenzen verwenden, die das menschliche Auge nicht wahrnehmen könnte. So kann beispielsweise eine Kamera eines Mobiltelefons Infrarotstrahlung detektieren.
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Die obige Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Beleuchtungssystems, das eine Leuchtvorrichtung (L1), eine in oder an der Leuchtvorrichtung angeordnete und von der Leuchtvorrichtung mit Energie versorgte Kommunikationsvorrichtung zum drahtlosen Senden und/oder Empfangen (B1) und ein insbesondere mobiles Endgerät, das zur Kommunikation mit der Kommunikationsvorrichtung ausgebildet ist, aufweist, wobei die Leuchtvorrichtung nur dann in vorgebbarer Weise moduliert wird, wenn das Endgerät mit der Kommunikationsvorrichtung in Kommunikationsverbindung steht.
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Für dieses Verfahren gelten die gleichen Vorteile wie für das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem. Außerdem kann es mit Verfahrensmerkmalen weitergebildet werden, die den funktionellen Merkmalen des oben beschriebenen Beleuchtungssystems entsprechen.
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Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
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1 ein schematisches Diagramm zum Aufbau eines erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems mit Peripherie;
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2 ein schematisches Diagramm eines alternativen Beleuchtungssystems; und
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3 den schematischen Aufbau einer weiteren Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems.
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Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Dabei ist zu beachten, dass die einzelnen Merkmale nicht nur in den geschilderten Merkmalskombinationen, sondern auch in Alleinstellung oder in anderen technisch sinnvollen Kombinationen realisiert werden können.
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Ein beispielhaftes Beleuchtungssystem besitzt neben der eigentlichen Leuchtvorrichtung mindestens eine in oder an der Leuchtvorrichtung angeordnete Kommunikationsvorrichtung (z.B. Bake oder auch Beacon genannt). Die Kommunikationsvorrichtung dient zum Senden und/oder Empfangen von Informationen, z.B. zum Orten oder zum Bereitstellen ortsspezifischer Informationen.
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Die Kommunikationsvorrichtung wird über die Leuchtvorrichtung mit Energie versorgt. Eine Möglichkeit, bei der kein aufwendiger Energiewandler benötigt wird, ist der elektrische Anschluss der Kommunikationsvorrichtung (z.B. Beacon) parallel zu einer LED-Einheit beziehungsweise zu einer Gruppe von LEDs oder unter Umständen zu einem LED-Trägermodul.
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Für den Einsatz der Kommunikationsvorrichtung (z.B. Beacon) können verschiedene Modi vorgesehen sein:
- – Betriebsmodus: Er beschreibt den angestrebten Betriebszustand, in welchem die Kommunikationsvorrichtung konfiguriert ist und entsprechend dem Einsatzzweck beispielsweise eine Identifikationsnummer gemäß der vorgegebenen Sende-Parameter zyklisch aussendet, um ortsbezogene Services beispielsweise auf einem Smart-Device zu ermöglichen.
- – Konfigurationsmodus (Default-Modus): In diesem Modus wird beispielsweise ein optisches Signal ausgesendet.
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In einer Ausgestaltung wird eine Kommunikationsverbindung zwischen einem Endgerät und der Kommunikationsvorrichtung, also beispielsweise der Sende-Empfangs-Vorrichtung (z.B. Beacon) in/an oder als Teil einer Lichtinstallation/Leuchte beziehungsweise eines Leuchtmittels in einem Service-Areal aufgebaut. Zudem wird z.B. eine Konfiguration der Kommunikationsvorrichtung angestrebt, um beispielsweise einen bestimmten Sende-Parameter festzustellen.
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Da die Kommunikationsvorrichtung über die Leuchtvorrichtung mit Energie versorgt wird, kann sich eine verhältnismäßig hohe Entnahme an Energie durch die Kommunikationsvorrichtung auch auf die Leuchtvorrichtung bemerkbar machen. Durch die Kommunikation kann also die Lichtstärke der Leuchtvorrichtung erkennbar sinken. Dies kann man sich zunutze machen, um ein Indiz für das Vorliegen einer bestehenden Kommunikation zu erhalten. Da der Energieverbrauch für die Kommunikation in der Regel etwas schwankt, macht sich die Kommunikation durch ein Flackern oder Abdunkeln der Leuchtvorrichtung bemerkbar. Über eine erhöhte Stromaufnahme der Kommunikationsvorrichtung z.B. in der LED-Parallelschaltung während der Kommunikation (z.B. für eine Konfiguration) wird also ein Flackern (zyklisches optisches Signal mit einem definierten Intervall/einer definierten Frequenz) der Leuchtvorrichtung (z.B. LED) beziehungsweise des Leuchtsignals provoziert beziehungsweise erzeugt. Auf diese Weise wird optisch angezeigt, zwischen welcher Leuchtvorrichtung beziehungsweise Kommunikationsvorrichtung eine Kommunikationsverbindung zum Endgerät besteht (optische Rückmeldung des Systems).
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Das Flackern der Leuchtvorrichtung kann jedoch verhältnismäßig gering sein. Daher werden im Folgenden mehrere Varianten V1 bis V7 vorgeschlagen, um das Flackern beziehungsweise das entsprechende optische Signal deutlicher auszuprägen:
V1: Der Energie- beziehungsweise Leistungsverbrauch der Kommunikationsvorrichtung wird über einen erhöhten Ladestrom für einen Pufferspeicher/Stützkondensator angehoben, wodurch die für die Leuchtvorrichtung zur Verfügung stehende Leistung reduziert wird, was unter Umständen zu einer besseren Wahrnehmbarkeit des Flackerns führt.
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V2: Der Leistungsverbrauch der Kommunikationsvorrichtung wird über eine erhöhte Sendeleistung der Kommunikationsvorrichtung (z.B. Beacon) gesteigert.
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V3: Ein Treiber der Kommunikationsvorrichtung wird mit einem zusätzlichen Lastwiderstand geschaltet. Seine Ansteuerung führt zu einer erhöhten Stromaufnahme.
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V4: In der Kommunikationsvorrichtung wird gegebenenfalls nach einer Strombegrenzung vorzugsweise ein pulsierender Kurzschluss erzeugt. Dadurch bricht auch teilweise die Spannungsversorgung der Leuchtvorrichtung beziehungsweise der LEDs zusammen.
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V5: An einem Treiber der Kommunikationsvorrichtung wird eine separate LED beziehungsweise ein separates LED-Modul (z.B. rot, grün) gehängt. Mit einer solchen LED beziehungsweise einem solchen LED-Modul kann direkt optisch angezeigt werden, dass eine Kommunikationsverbindung zu dem Endgerät besteht.
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V6: Über eine Steuervorrichtung beziehungsweise ein elektronisches Vorschaltgerät (ECG) können alle LED-Module bei festgestellter Kommunikation an- und ausgeschaltet werden (Steuerleitung über ECG).
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V7: Das Vorliegen einer Kommunikation wird über eine Infrarot-LED angezeigt. Dadurch kann dem Endgerät direkt angezeigt werden, welche Leuchtvorrichtung beziehungsweise welche Kommunikationsvorrichtung mit ihm in Verbindung steht.
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Das optische Signal ist beispielsweise derart ausgeführt, dass es gemäß Verwendung für unterschiedliche Empfänger eine definierte Frequenz/Sendemuster/Codierung aufweist. Dabei wird unter anderem zwischen einem menschlichen Empfänger (ungefähr 0,5 Hz Intervall/Frequenz) und einem maschinellen Empfänger (z.B. einem Lichtsensor/Kamera eines Smart-Device) unterschieden. Im letztgenannten Fall handelt es sich beispielsweise um ein höherfrequentes, optisches Signal/Flackern der Leuchtvorrichtung (z.B. größer 50 Hz).
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Entsprechend einem konkreten Beispiel kann die Kommunikation zwischen Kommunikationsvorrichtung in/an der Leuchtvorrichtung und dem Endgerät für ein automatisches Auslösen beziehungsweise automatisches Starten einer Konfiguration der Kommunikationsvorrichtung (z.B. Beacon) durch das Endgerät (z.B. Smart-Device, PC oder spezifischer Konfigurator) genutzt werden. Erkennt nämlich beispielsweise das Smart-Device eine Modulation der Leuchtvorrichtung, so kann auf dem Display gegebenenfalls mit entsprechender Orientierungsinformation diejenige Leuchte angezeigt werden, die selbst oder deren Kommunikationsvorrichtung konfiguriert werden soll. Die Konfiguration kann dann durch Bedienen des Endgeräts ausgelöst werden.
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Anhand der 1 bis 3 werden nun einige Konzepte für die Realisierung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems aufgezeigt. Entsprechend einem ersten Konzept, das in 1 dargestellt ist, umfasst das Beleuchtungssystem eine Leuchtvorrichtung L1, nämlich beispielsweise eine Leuchte, eine Lichtinstallation oder ein Leuchtmittel. Daneben besitzt das Beleuchtungssystem eine Kommunikationsvorrichtung zum Senden und/oder Empfangen, die beispielsweise als Bake beziehungsweise Beacon B1 realisiert sein kann. Zudem weist das Beleuchtungssystem ein Endgerät E (z.B. Smart-Device) auf. Schließlich besitzt das Beleuchtungssystem hier auch einen Energiespeicher ES. Dieser kann beispielsweise einen Akku AK und/oder einen Kondensator C aufweisen.
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Die Leuchtvorrichtung L1 steht in physischer Verbindung PV1 mit dem Beacon B1 (stellvertretend für eine beliebige Kommunikationsvorrichtung). Dementsprechend ist das Beacon B1 in oder an der Leuchtvorrichtung L1 angeordnet oder ist Teil der Leuchtvorrichtung L1.
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Die Leuchtvorrichtung L1 besitzt eine Energieschnittstelle ES, die beispielsweise von einem peripheren Netz N (z.B. geschaltete Netzversorgung, insbesondere AC 230V) versorgt werden kann. Weiterhin kann die Leuchtvorrichtung L1 beispielsweise LEDs besitzen, die von der Energieschnittstelle ES versorgt werden. Mittels der LEDs oder anderer Leuchtelemente kann die Leuchtvorrichtung L1 eine drahtlose Kommunikationsverbindung KV1 mit einem Empfänger EPF (z.B. Mensch) herstellen. Die LEDs der Leuchtvorrichtung L1 dienen also nicht nur zur Erzeugung von Licht zur Beleuchtung, sondern auch zum Erzeugen eines Erkennungs- beziehungsweise Kommunikationssignals.
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Das Beacon B1 besitzt ebenfalls eine Energieschnittstelle ES. Diese erhält Energie hier von der Energieschnittstelle ES der Leuchtvorrichtung L1 über einen entsprechenden Energieübertragungskanal. Außerdem versorgt die Energieschnittstelle ES des Beacon B1 eine Beacon-interne Informationsverarbeitungseinheit IV. Das Beacon B1 steht in Kommunikationsverbindung KV2 mit dem Endgerät E. Dazu wird beispielsweise mittels elektromagnetischer Wellen eine entsprechende Leistung zur Verfügung gestellt. Das Beacon B1 lässt sich beispielsweise hinsichtlich der Sendeleistung, der Sendeintervalle, der Ausrichtung und ähnlichem vorzugsweise durch das Endgerät E konfigurieren.
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Der Energiespeicher ES steht in physischer Verbindung PV2 mit dem Beacon B1. Dies bedeutet, dass der Energiespeicher ES in oder an dem Beacon B1 angeordnet ist. Außerdem liefert der Energiespeicher ES über einen separaten Energieübertragungskanal Energie an die Energieschnittstelle ES des Beacon B1 vorzugsweise dann, wenn die Versorgung von der Leuchtvorrichtung L1 nicht gegeben ist.
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In diesem Konzept erfolgt also die Identifizierung der mit dem Endgerät E in Verbindung stehenden Kommunikationsvorrichtung (hier Beacon B1) mittels einer veränderten Licht- beziehungsweise Strahlungsabgabe der LEDs, welche in der Leuchtvorrichtung L1 angebracht sind. Die veränderte Licht- beziehungsweise Strahlungsabgabe der LEDs kann z.B. durch An- und Ausschalten mit einer bestimmten Frequenz geschehen oder in Intervallen. Ursächlich oder auslösend beziehungsweise verstärkend für die veränderte Licht- beziehungsweise Strahlungsabgabe kann ein erhöhter Ladestrom des Energiespeichers ES oder eine erhöhte Sendeleistung der Kommunikationsvorrichtung B1 sein (vergleiche obige Varianten V1 bis V7).
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In einem etwas abgeänderten Konzept kann der Energieübertragungskanal von der Energieschnittstelle ES der Leuchtvorrichtung L1 und der Energieschnittstelle ES des Beacon B1 durch eine Kurzschlusseinrichtung (in 1 nicht dargestellt) des Beacon B1 unterbrochen beziehungsweise kurzgeschlossen werden. Damit kann die Sendeleistung des Beacon B1 zum Endgerät E an- und abgeschaltet werden. Alternativ kann auch der Energiekanal von der Netzversorgung N zur Leuchtvorrichtung L1 durch eine Kurzschlussvorrichtung (z.B. pulsierend) unterbrochen werden. Die Versorgungsspannung der LEDs der Leuchtvorrichtung L1 bricht dann entsprechend pulsierend zusammen. Die Kurzschlussvorrichtungen werden vorzugsweise durch die Informationsverarbeitungseinrichtung IV des Beacon B1 so gesteuert, dass die (pulsierenden) Kurzschlüsse dann erzeugt werden, wenn die Kommunikationsverbindung KV2 mit dem Endgerät E besteht. Wenn keine Kommunikationsverbindung KV2 besteht, werden die Kurzschlüsse nicht initiiert.
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Ein weiteres, in 2 dargestelltes Konzept basiert auf einem ähnlich aufgebauten Beleuchtungssystem wie dasjenige von 1. Zusätzlich besitzt die Leuchtvorrichtung L1 hier neben den LEDs zur Beleuchtung eine separate Signalisierungs-LED SL. Mit ihr kann zu dem Empfänger EPF eine eigene Kommunikationsverbindung KV3 hergestellt werden. Diese basiert auf kontinuierlichem oder beispielsweise pulsierendem Licht der Signalisierungs-LED SL, die aktiviert wird, wenn die Informationsverarbeitungseinheit IV des Beacon B1 eine Kommunikationsverbindung KV2 zum Endgerät E feststellt. Es besteht also vorzugsweise eine entsprechende Kommunikationsverbindung zwischen Beacon B1 und Leuchtvorrichtung L1, die in 2 der Übersicht halber nicht eingezeichnet ist.
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In diesem Konzept erfolgt also die Identifizierung der mit dem Endgerät E in Verbindung stehenden Kommunikationsvorrichtung B1 mittels der zusätzlichen Signalisierungs-LED SL (z.B. rot oder grün blinkend).
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Ein weiteres Konzept ist in 3 wiedergegeben. Der Aufbau des Beleuchtungssystems entspricht wie derjenige von 2 im Wesentlichen demjenigen von 1. In diesem Konzept besteht jedoch zusätzlich oder alternativ eine Kommunikationsverbindung KV4 von den LEDs der Leuchtvorrichtung L1 zu dem Endgerät E. Das Licht der LEDs wird also nicht nur zur Beleuchtung, sondern auch für das Endgerät E als Erkennungssignal genutzt. Da die Auswertung nicht durch einen Menschen erfolgt, können beispielsweise höhere Frequenzen genutzt werden, um den Betrieb des Beacon B1 beispielsweise anhand seines erhöhten Stromverbrauchs zu erkennen.
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Darüber hinaus besitzt die Leuchtvorrichtung L1 in dem Beispiel von 3 auch eine Strombegrenzungseinheit SB. Diese ist in dem Energieübertragungskanal von der Energieschnittstelle ES der Leuchtvorrichtung L1 zu der Energieschnittstelle ES des Beacon B1 angeordnet. Sie begrenzt den Strom für die Kommunikationsvorrichtung beziehungsweise das Beacon B1.
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Darüber hinaus steht das Beacon B1 hier in physischer Verbindung PV3 mit einem Lastwiderstand RL. Dieser wird über einen eigenen Energieübertragungskanal von der Energieschnittstelle ES des Beacon B1 mit Strom versorgt. Dies erfolgt gesteuert durch die Informationsverarbeitungseinheit IV für den Zweck, dass ein erhöhter Strom von der Leuchtvorrichtung L1 gezogen werden soll. Dadurch werden die LEDs der Leuchtvorrichtung L1 mit weniger Strom versorgt, sodass sich ein Flackern der Kommunikationsverbindung KV4 hervorgerufen durch die Kommunikationsverbindung KV2 besser bemerkbar macht.
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In diesem Konzept von 3 erfolgt also die Identifizierung der mit dem Endgerät E in Verbindung stehenden Kommunikationsvorrichtung B1 mittels einer veränderten Licht- beziehungsweise Strahlungsabgabe der LEDs, welche in der Leuchtvorrichtung L1 angebracht sind, durch das Endgerät E selbst. Die veränderte Licht- beziehungsweise Strahlungsabgabe der LEDs kann z.B. durch An- und Ausschalten mit einer bestimmten Frequenz geschehen oder in Intervallen, wobei dem Lichtsignal noch Zusatzinformationen aufmoduliert sein können. Für das Modulieren kann ein zusätzlicher Lastwiderstand RL angebunden sein.
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In vorteilhafter Weise können die Beacons erfindungsgemäß zumindest bei Betrieb der Leuchtvorrichtung batterieunabhängig betrieben werden. Somit sind sie hinsichtlich der Energieversorgung in der Anwendungszeit nicht mehr limitiert. Außerdem können teure Batterieaustauschdienste entfallen, woraus sich eine Reduzierung der Lebenszykluskosten der Beacons ergibt. Ferner werden Dienste der Beacons unterbrechungsfrei zur Verfügung gestellt. Es kann eine hohe Service-Qualität bereitgestellt werden, da die Einstellung der Parameter des Beacon abhängig vom Dienst und nicht von der zur Verfügung stehenden Restenergie ist. Ein fehlerbehafteter Austausch der Batterie ist nicht notwendig. Außerdem gibt es keine Beschränkung des Temperatureinsatzbereichs des Gesamtsystems durch eine Batterie. Schließlich ergibt sich ein ressourcenschonender Einsatz der Beacon-Technologie.
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Bezugszeichenliste
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- AK
- Akku
- B1
- Beacon/ Kommunikationsvorrichtung
- E
- Endgerät
- ES
- Energieschnittstelle
- EPF
- Empfänger
- KV1
- Kommunikationsverbindung
- KV2
- Kommunikationsverbindung
- KV3
- Kommunikationsverbindung
- KV4
- Kommunikationsverbindung
- IV
- Informationsverarbeitungseinheit
- L1
- Leuchtvorrichtung
- N
- Netzversorgung
- RL
- Lastwiderstand
- PV1
- physische Verbindung
- PV2
- physische Verbindung
- PV3
- physische Verbindung
- SB
- Strombegrenzungf
- SL
- Signalisierungs-LED
