用于提高可寻址照明网络上的数据速率的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于提高可寻址照明网络(例如DALI网络)的数据速率的信令系统、方法和计算机程序产品。提出了总线钳位技术，以允许快速数据通信，而不影响正常网络设备的操作。所提出的方案在诸如室外灯具的应用中是有用的，在这些应用中，网络数据速率对于需要例如实时麦克风或图像数据传送的用例而言太低。

System and method for increasing data rate on addressable lighting network

The invention relates to a signaling system, a method and a computer program product for improving the data rate of an addressable lighting network, such as a Dali network. The bus clamp technology is proposed to allow fast data communication without affecting the operation of normal network equipment. The proposed scheme is useful in applications such as outdoor lighting, where the network data rate is too low for use cases requiring real-time microphone or image data transmission, for example.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于提高可寻址照明网络上的数据速率的系统和方法
本专利技术涉及基于通信标准（诸如但不限于数字可寻址照明接口(DALI)标准）的可寻址照明网络中的数据通信领域。
技术介绍
DALI是照明控制的专用协议。DALI系统可以包括控制装置、控制设备和总线电源。控制装置通常包含用于驱动灯或灯具的功率控制电路，或者某种其他类型的输出，诸如接通/断开开关或模拟信号。控制设备可以向其他控制设备提供信息(诸如光强度信息)，并且可以向控制装置发送命令。此外，输入设备是向系统提供某些信息（诸如按键按压或移动检测）的一种类型的控制设备或向系统提供某些信息（诸如按键按压或移动检测）的控制设备的一部分。附加地，应用控制器是一种类型的控制设备或控制设备的一部分，并且是DALI系统中的决策者——例如，它们可以向控制装置发送命令来修改照明。DALI系统中可以存在至少一个总线电源。这对于允许总线上的通信以及为任何总线供电的设备进行供电这两者都是必要的。总线电源不需要是单独的单元，它可以是另一设备（诸如发光二极管（LED）驱动器或传感器）的一部分。DALI通信标准在现代照明控制系统中被非常广泛地使用。虽然其常见用途是用于房间/地板/建筑物级别的照明控制，但也出现了新的应用，在新应用中其用于连接灯具内的设备。通过包括DALI电源的驱动器（例如，飞利浦高级XitaniumSRLED驱动器）的出现，使该新应用成为可能。图1示出了基于DALI驱动器（例如，Xitanium-SR驱动器）的分别用于室内和室外灯具的典型灯具电气架构(a)和(b)。在室内情况下(a)，DALI主模块14和从模块12-1和12-2经由具有正和负连接线DALI+和DALI-的DALI总线系统从DALI驱动器10（例如DALILED驱动器）中提供的DALI电源(未示出)供电。在室外情况下(b)，在DALI驱动器10中集成额外的电源，以通过单独的电压供应线VSUP处理高功率需求，而负连接线DALI-可以接地(GND)。尽管相对于噪声和干扰的鲁棒，但是DALI协议的主要限制中的一个限制是其低数据速率(1200b/s)，这可以从例如微芯片技术公司（2012）的DALI应用笔记AN1465或从ZVEI分部灯具(法兰克福，2001)的DALI活动组的DALI手册中收集到。在简单的照明控制命令通过长DALI电缆发送的传统应用中，该数据速率足够了。然而，诸如软件升级、读出状态数据和与高速数据源(音频或视频)通信的新的用例将遭受该数据速率限制。此外，DALI协议的通信开销是令人担忧的事，它将有效数据速率降低到约400b/s=33.3%×1200b/s。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种简单且可靠的信令方法，以允许可寻址的低速率照明网络(诸如DALI网络)上的增加的数据速率。该目的通过如权利要求1所述的系统、如权利要求2所述的传输装置、如权利要求5所述的从设备、如权利要求6所述的接收装置、如权利要求10所述的主设备、如权利要求12所述的灯具设备、如权利要求13所述的传输方法、如权利要求14所述的接收方法以及如权利要求15所述的计算机程序产品来实现。因此，可寻址照明网络的数据总线的主设备被通知关于高速数据传输的需求，以便触发将数据总线上的传输电压电平钳位低于用于数据总线上的低速数据传输的最低检测阈值电平。然后，响应于数据总线上的检测到的高速传输请求和数据总线上的传输电压被钳位到低于最低检测阈值电平的电平，激活模式控制信号，并且响应于数据总线上的低于最低检测阈值电平的降低的电压电平的检测，启动经由数据总线的高速数据传输。因此，可以提高数据总线上的数据速率，同时信令系统可以保持与正常(低速)系统操作兼容。主要概念依赖于将总线电压钳位到低于最低阈值电压(例如，6.5V)的电平的想法，使得正常网络设备不会受到干扰。为了实现这一点，可以提供协议，其中总线主设备(例如，DALI总线主设备)被从设备(例如，DALI从设备)中的一个/多个通知对于高速通信的需求，使得它激活总线钳位控制。请求从设备随后将激活高速信令以将数据传送到主设备。在接收侧，降低检测阈值以匹配新的工作电压范围，并完成对接收信号的适当解码。在一个实施例中，高速半双工通用异步收发器(UART)协议可以用来利用广泛可用的微控制器外围设备作为物理层。根据第一选项，该装置可以包括多路复用器，用于选择性地向连接到数据总线的总线驱动器提供由低速编码器生成的低速传输数据或者由高速编码器生成的高速传输数据。因此，可以通过使用相同的总线驱动器用于低速和高速传输来降低电路复杂性。根据可以与第一选项组合的第二选项，通知单元可以被适配为通过数据总线上的轮询或基于事件的信令来通知主设备。这允许容易地实现所提出的双重传输方案，因为总线主设备控制增加的高速会话。根据可以与第一或第二选项组合的第三选项，可以提供高阈值接收器，用于接收以高于或等于最低检测阈值电平的电压电平经由数据总线传输的低速数据。低阈值接收器和高阈值接收器的组合提供提供了用于通过比较低阈值接收器和高阈值接收器的相应输出信号来检测总线钳位状态的选项。根据可以与第一至第三选项中的任一个组合的第四选项，总线钳位电路可以包括电压限制元件和切换元件，电压限制元件诸如齐纳二极管或限制电路等，其被适配为限制数据总线上的传输电压的电压摆动，并且开关元件激活电压限制元件并且由模式控制信号控制。该措施允许总线钳位功能的简单且可靠的实现。根据可以与第一至第四选项中的任一个组合的第五选项，总线钳位电路的钳位可以被限制到数据总线上的高速数据传输所允许的预定最大持续时间。因此，高速传输的持续时间可以与最大允许的总线空闲时段相匹配，以便防止总线错误情况。注意，上述传输和接收装置可以基于具有分立硬件组件、集成芯片或芯片模块的布置的分立硬件电路来实现，或者基于由存储在存储器中、写在计算机可读介质上或从诸如因特网的网络下载的软件例程或程序控制的信号处理设备或芯片来实现。应当理解，权利要求1的系统、权利要求2的传输装置、权利要求5的从设备、权利要求6的接收装置、权利要求10的主设备、权利要求12的灯具设备、权利要求13的传输方法、权利要求14的接收方法和权利要求15的计算机程序产品可以具有相似和/或相同的优选实施例，特别地，如从属权利要求中所限定的那样。应当理解，本专利技术的优选实施例也可以是从属权利要求或以上实施例与相应独立权利要求的任何组合。本专利技术的这些和其他方面根据下文描述的实施例将是清楚的，并且将参照下文描述的实施例进行阐述。附图说明在以下附图中：图1分别示出了用于室内和室外灯具的可寻址照明网络的示意性架构；图2示出了根据第一实施例的主设备的示意框图；图3示出了根据第二实施例的主设备的示意框图；图4示出了根据第三实施例的具有可选数据速率的总线型传输系统的示例性电路图；图5示出了具有低数据速率信令随后是高数据速率通信的波形的信令图；图6示出放大的信令图，以在更高分辨率下示出高数据速率通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，用于通过可寻址照明网络的数据总线传输数据，所述系统包括：/n-传输装置，包括：/n-通知单元(20；30)，用于通知高速数据传输的请求，以便触发将所述数据总线上的传输电压电平钳位低于用于所述数据总线上的低速数据传输的最低检测阈值电平；/n-低速传输单元(201)，用于以大于或等于所述最低检测阈值电平的电压电平和基于低速传输协议来经由所述数据总线传输数据；以及/n-高速传输单元(205)，用于响应于所述数据总线上的降低的电压电平的检测，基于高速传输协议启动经由所述数据总线的高速数据传输，所述降低的电压电平低于所述最低检测阈值电平；/n其中所述系统还包括：/n-接收装置，包括：/n-模式选择器(204)，用于响应于检测到的所述数据总线上的高速传输的请求来激活模式控制信号；/n-总线钳位电路(26)，用于响应于所述模式控制信号的激活，将所述数据总线上的传输电压钳位到低于用于所述数据总线上的低速数据传输的所述最低检测阈值电平的电平；以及/n-低阈值接收器(29)，用于接收以低于所述最低检测阈值电平的电压电平和基于所述高速传输协议经由所述数据总线传输的高速数据。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170410 EP 17165649.91.一种系统，用于通过可寻址照明网络的数据总线传输数据，所述系统包括：
-传输装置，包括：
-通知单元(20；30)，用于通知高速数据传输的请求，以便触发将所述数据总线上的传输电压电平钳位低于用于所述数据总线上的低速数据传输的最低检测阈值电平；
-低速传输单元(201)，用于以大于或等于所述最低检测阈值电平的电压电平和基于低速传输协议来经由所述数据总线传输数据；以及
-高速传输单元(205)，用于响应于所述数据总线上的降低的电压电平的检测，基于高速传输协议启动经由所述数据总线的高速数据传输，所述降低的电压电平低于所述最低检测阈值电平；
其中所述系统还包括：
-接收装置，包括：
-模式选择器(204)，用于响应于检测到的所述数据总线上的高速传输的请求来激活模式控制信号；
-总线钳位电路(26)，用于响应于所述模式控制信号的激活，将所述数据总线上的传输电压钳位到低于用于所述数据总线上的低速数据传输的所述最低检测阈值电平的电平；以及
-低阈值接收器(29)，用于接收以低于所述最低检测阈值电平的电压电平和基于所述高速传输协议经由所述数据总线传输的高速数据。


2.一种传输装置，用于通过可寻址照明网络的数据总线传输数据，所述传输装置包括：
-通知单元(20；30)，用于通知高速数据传输的请求，以便触发将所述数据总线上的传输电压电平钳位低于用于所述数据总线上的低速数据传输的最低检测阈值电平；
-低速传输单元(201)，用于以大于或等于所述最低检测阈值电平的电压电平和基于低速传输协议来经由所述数据总线传输数据；以及
-高速传输单元(205)，用于响应于所述数据总线上的降低的电压电平的检测，基于高速传输协议启动经由所述数据总线的高速数据传输，所述降低的电压电平低于所述最低检测阈值电平。


3.根据权利要求2所述的装置，其中所述装置包括多路复用器(301)，用于选择性地向连接到所述数据总线的总线驱动器(24)提供由所述低速传输单元(201)生成的低速传输数据或由所述高速传输单元(205)生成的高速传输数据。


4.根据权利要求2或3所述的装置，其中所述通知单元(20；30)被适配为通过所述数据总线上的轮询或基于事件的信令来通知所述数据总线的主设备(14)。


5.一种从设备，用于通过可寻址照明网络的数据总线传输或接收数据，其中所述从设备(12-1、12-2)包括权利要求2所述的装置。


6.一种接收装置，用于通过可寻址照明网络的数据总线接收数据，所述接收装置包括：
-模式选择器(204)，用于响应于检测到的所述数据总线上的高...

【专利技术属性】
技术研发人员：AA艾博，M哈弗拉，PN沃特斯，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL