用于自动化照明控制和监控的方法和系统技术方案

本发明专利技术的各实施例涉及在单个照明设施、本地、地区以及更大地理区域级别的对照明系统的控制。本发明专利技术的一个实施例包括分级照明控制系统，包括可以控制高达数百万单个照明设施以及发光元件的自动化网络控制中心，通过公用通信网络互连到网络控制中心或多个网络控制中心的地区性的路由器，每一个地区性的路由器都控制数百到数千单个照明设施，通过射频通信和/或输电线通信互连到地区性的路由器的灯管理单元，每一个灯管理单元控制照明设施内的组件，包括发光元件、相关联的镇流器、传感器、及其他设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及照明系统，具体而言，涉及用于控制和监控单个发光元件，与单个设施相关联的发光元件，以及跨本地、地区以及更大的地理区域设置的任意规模的照明设施组的自动控制系统。
技术介绍
公共道路、大道以及设施，专用以及商业设施，包括工厂、办公大楼综合体、学校、大学及其他这样的组织，及其他公共以及专用设施的照明系统每年消耗巨大的能量以及资金，包括照明设备的采购、运转、维护以及管理的开销。由于能源成本上升，用于市政府、本地政府以及州政府的税收的减少，以及由于与各种不同的企业以及组织相关联的成本约束，涉及采购、维护、检修、操作以及管理照明系统的开销受到严格的审查。结果，几乎所有的涉及采购、操作、维护以及管理照明系统的组织以及政府机构都在寻求用于控制照明设施以便降低管理、维护以及操作成本的改进的方法和系统。
技术实现思路
本专利技术的各实施例针对在单个照明设施、本地、地区以及更大地理区域级别的对照明系统的控制。本专利技术的一个实施例包括分级照明控制系统，包括自动化网络控制中心，可以控制高达数百万单个照明设施以及发光元件，通过公用通信网络互连到网络控制中心或多个网络控制中心的地区性的路由器，每一个地区性的路由器都控制数百到数千或更多单个照明设施，以及通过射频通信和/或输电线通信互连到地区性的路由器的灯管理单元，每一个灯管理单元控制照明设施内的组件，包括发光元件、相关联的镇流器、传感器、及其他设备。附图说明图I示出了在停车场，沿着道路以及在工业场所、学校设施以及办公大楼内观察到的传统的照明系统的一部分。图2示出了带有相关联的照明设施位置的尺寸适当的工业或商业场所。图3A-B示出了代表本专利技术的一个实施例的照明系统控制的概念性方法。图4使用如图2所示的相同工业场地布局示出了单个照明设施的分组，以促进通过代表本专利技术的各实施例的照明控制系统可能实现的自动控制。图5示出了根据本专利技术的某些实施例的对于如图4所示的照明设施的各种分组的自动控制的显示的时间表。图6提供了代表本专利技术的一个实施例的自动化分级照明控制系统的一般化体系结构。图7提供了根据本专利技术的一个实施例的启用了射频的照明管理单元的框图。图8提供了根据一个实施例的独立路由设备的框图。图9示出了根据本专利技术的一个实施例的路由器、启用了射频的照明管理单元以及端点照明管理单元之间的通信。图10示出了根据本专利技术的某些实施例的将256个可能的命令代码分割为四个子集。图11示出了根据本专利技术的某些实施例的存储在每个照明管理单元内的数据的类型。图12A-B示出了根据本专利技术的某些实施例的路由器所管理的不同的照明管理单元或照明设施中的全部的路由器所管理的数据。图13示出了根据本专利技术的某些实施例的路由器-照明管理单元通信中所使用的 各种控制。图14A-N示出了上文参考图13所讨论的各种控制和回复的数据内容。图15-18提供了根据本专利技术的一个实施例的与照明管理单元一起的控制功能的流程控制图。图19提供了代表本专利技术的一个实施例的一种路由器用户界面的状态转换图。具体实施例方式有许多不同类型的照明设施、发光元件，或光源，以及照明应用。图I示出了在停车场，沿着道路以及在工业场所、学校设施以及办公大楼内观察到的传统的照明系统的一部分。这样的照明系统常常使用诸如图I中的街道照明设施102-104之类的街道照明设施。每个街道照明设施都包括刚性的垂直的杆110，臂或支架112，通过它们，布设内部电线，它们还支撑一个或多个照明单元114。每个照明单元一般都包括一个或多个发光元件以及相关联的镇流器，这些镇流器限制跨发光元件的电压降，发光元件所吸收的电流，并缓冲电压和/或电流浪涌，整形输入电压或电流，以便提供用于驱动发光元件的明确的输出电压或电流。当前使用许多不同类型的发光元件，包括发光二极管(“LED”)面板、电感照明，或紧凑型荧光元件、高压钠光元件、汞齒化物发光元件、白炽灯发光元件，及其他类型的发光元件。一系列照明设施常常是沿着公共事业的电网内的共同的电路互连的。照明设施常常是通过光电池开关116控制的，光电池开关116对环境照明和/或缺乏环境照明作出响应，以在黑暗时打开发光元件，以及当有适当的环境日光时关闭发光元件。甚至规模适当的工业、商业、教育，及其他设施常常为各种不同的目的使用大量的照明设施。图2示出了带有相关联的照明固定物位置的尺寸适当的工业或商业场所。如图2所示的工业场所包括行政办公楼202、营运大楼204、三个实验大楼206-208以及三个停车场210-212。照明设施的位置被示为诸如填充的盘214之类的填充的盘。某些照明设施，诸如照明设施220，位于道路沿线，并可以照亮道路以及照亮与道路相邻的大楼的某些部分，大楼入口、通道，及其他大楼以及道路周围的环境的其他部分。这种类型的照明为汽车的驾驶员以及行人提供了安全，并可以解决某些安全性顾虑。其他照明设施，包括双臂照明设施224-226，照亮停车场，并主要为了停车场用户方便以及安全性目的。其他照明设施，包括实验大楼206-208周围的照明设施，包括照明设施230，可以主要用于促进高安全性大楼和区域的安全性。甚至诸如图I和2中所示出的那些简单的照明系统也会有许多问题。对照明设施的光电池控制相对来说比较初级，在黑暗时提供100%的电能，在有适当的环境光时没有电能提供给照明设施。如此，主要根据日长来控制照明，而并非根据设施以及在设施中工作、行走的人的需求。光电池以及光电池控制电路可能会发生故障，导致照明设施不断地保持打开，极大地缩短了发光元件的有用长度，并极大地提高照明设施的能量消耗。如参考图2所讨论的，一个设施内的各种不同的照明设施可以用于不同的目的，因此，可以根据不同的时间表以及照明强度要求来最佳地对它们进行控制，假如这样的控制是可能的话。然而，当前照明系统一般缺乏用于有区别地操作照明设施以及它们内的发光元件的有效的装置。由于这些以及许多其他原因，照明设施以及照明系统的制造商和供应商，负责采购、运营、维护以及管理照明系统的组织和机构，以及最终所有享受照明系统的好处的人不断地寻求用于控制照明系统的改进的系统，以便可以提供尽可能成本有效的照明，以符合各种不同的照明需求以及要求。如上文所讨论的，其中单个照明设施一般通过光电池来控制并且电互连的照明设施的组可以另外通过计时器及其他初级的控制机制在电路级别来控制的当前照明系统，不会提供优化对对照明系统的控制所需的控制的灵活性和精度，无法做到针对单个照明设施在特定时间提供所需的照明强度，监控照明设施的输出、组件故障，及其他操作特征，以及提供局部地区的、地区性的以及更大的地理区域的控制照明系统的方法。相比之下，本专利技术 局部的、地区性的以及更大的区域提供准确的对照明设施的控制，不管电连接的拓扑是什么。如此，本专利技术的各实施例提供照明设施的灵活的、有计划的以及受控的操作，向下达到单个照明设施内的单个发光元件的细粒度，向上可包括跨比较大的地理区域分布的数百万照明设施的任意指定的照明设施组。另外，本专利技术的各实施例通过对照明管理单元、照明设施嵌入式传感器，以及照明管理单元、路由器以及网络控制中心之间的双向通信的灵活控制，使得提供对发光元件、照明设施以及照明设施周围的环境的自动化监控成为可能。本专利技术的各实施例通过代表本专利技术的各实施例的分级控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.08 US 12/719,6811.一种自动化照明控制系统，包括 两个或更多照明设施，每个照明设施包含一个或多个发光元件； 两个或更多照明设施管理单元，所述照明设施中的每一个包括照明设施管理单元，每个照明设施管理单元存储控制信息和状态信息，并根据所存储的控制信息来控制由包含所述照明设施管理单元的所述照明设施内的所述发光元件发射的光的强度；以及 路由器，所述路由器提供用于创建和修改对于所述照明设施内的所述发光元件的自动控制的操作时间表的用户界面，并且所述路由器使用所述路由器和至少一个照明设施管理单元之间的第一通信介质、且另外还通过照明设施管理单元间通信介质与照明设施管理单元进行通信，以便向所述照明设施管理单元传输控制信息，并从所述照明设施管理单元接收状态信息。2.如权利要求I所述的自动化照明控制系统，其中，照明设施管理单元包括桥接照明设施管理单元以及端点照明设施管理单元。3.如权利要求2所述的自动化照明控制系统， 其中，每个端点照明设施管理单元根据存储在端点照明设施管理单元内的操作时间表和附加控制指令，来控制从包含端点照明设施管理单元的所述照明设施内的发光元件发出的光的强度； 其中，每个端点照明设施管理单元监控来自一个或多个传感器的输入，并基于传感器输入生成事件；以及 其中，每个端点照明设施管理单元收集并且存储有关包含端点照明设施管理单元的所述照明设施内的组件的操作的状态信息。4.如权利要求2所述的自动化照明控制系统，其中，一个或多个端点照明设施管理单元通过输电线通信直接与所述路由器进行通信。5.如权利要求2所述的自动化照明控制系统，其中，一个或多个端点照明设施管理单元通过射频通信直接与所述路由器进行通信。6.如权利要求2所述的自动化照明控制系统，其中，一个或多个端点照明设施管理单元通过到桥接照明设施管理单元的输电线通信间接地与所述路由器进行通信。7.如权利要求2所述的自动化照明控制系统， 其中，每个桥接照明设施管理单元根据存储在所述桥接照明设施管理单元内的操作时间表和附加控制指令，来控制从包含所述桥接照明设施管理单元的所述照明设施内的发光元件发出的光的强度； 其中，每个桥接照明设施管理单元监控来自一个或多个传感器的输入，并基于传感器输入生成事件；以及 其中，每个桥接照明设施管理单元收集并且存储有关包含所述桥接照明设施管理单元的所述照明设施内的组件的操作的状态信息；以及 其中，每个桥接照明设施管理单元通过所述第一通信介质从端点照明设施管理单元的所述路由器接收命令，并通过所述照明设施管理单元间通信介质来将所述命令转发到端点照明设施管理单元。8.如权利要求2所述的自动化照明控制系统，其中，每个照明设施管理单元存储有关包含所述照明设施管理单元的所述照明设施内的组件的操作的状态信息，所述状态信息包括 输入到所述照明设施的当前电压； 由所述照明设施吸收的电流； 由所述照明设施在一段时间间隔内消耗的功率； 由传感器输入指示的事件发生的指示； 发光元件操作的总小时数；以及 与发光元件相关联的接通电源事件的数量。9.如权利要求2所述的自动化照明控制系统，其中，每个照明设施管理单元存储包括一个或多个时间表条目的操作时间表，每个时间表条目指定时间间隔、发光元件的状态，以及组标识符。10.如权利要求2所述的自动化照明控制系统，其中，每个照明设施管理单元包括 照明设施管理单元间通信介质芯片或芯片集，用于提供命令和响应数据包的输电线接收和发射； 用于从输电线连接中带通过滤噪声的噪声过滤器， (PU和相关联的存储器，用于运行收集和存储数据的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·E·赫伯斯特，M·范瓦戈纳，
申请(专利权)人：维尔蒂库斯公司，
类型：
国别省市：