專利名稱：具有對于日光級的自動適應的照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于照明人們的環(huán)境特別是建筑物中的工作空間或居住空間的 照明系統(tǒng)的領(lǐng)域。盡管可更廣泛地應用，但是將針對辦公建筑物中的工作站的情形解釋本 發(fā)明。
背景技術(shù)：
在工作站，通常期望具有一定的光級(即光強)，并且在許多國家甚至存在指定對 于工人的最低光級的健康規(guī)定。該光級可以取決于執(zhí)行的工作的類型。為在所有環(huán)境下提 供這樣的光級，有必要設(shè)置能夠提供所述光級的光源(燈)。但是，在白天，日光可能進入所 考慮的房間，并且可對于工作站的光級作出貢獻。如果燈將在其額定光輸出下工作，則光級 將比所需要的還高。因此，如果燈的光輸出隨著日光級提高而減小從而總光級基本保持恒 定，則可節(jié)省能量。為此，開發(fā)了包括可調(diào)光的燈以及用于基于日光級控制燈的變暗等級的燈控制器 的系統(tǒng)。由一個或多個日光傳感器測量日光級，所述一個或多個日光傳感器為控制器提供
測量信號。在待安裝的新系統(tǒng)中，這樣的日光傳感器可通過線纜耦接至控制器，但是如果采 用無線傳感器則獲得更大的靈活度。另外，在具有現(xiàn)有照明系統(tǒng)的現(xiàn)有建筑物中，和必須設(shè) 置線纜比起來采用無線傳感器更容易。無線傳感器通過合適的無線通信傳輸(諸如ZIGBEE) 向控制器提供其測量信號。無線傳感器將被從專用電源(諸如電池，如果可接受較高的系統(tǒng)成本，可通過光伏 轉(zhuǎn)換器利用捕捉的日光再充電)供電。利用這樣的專用電源，期望保持能耗較低以具有長的 工作時間(即電池壽命，等等)。另一方面，無線傳輸消耗較多能量。因此，已經(jīng)提出傳感器 不是持續(xù)地、而是間歇地向控制器進行傳送。例如，如果傳感器每秒僅僅傳輸測量信號一次 并且傳輸持續(xù)時間為每次傳輸20ms，則能耗大約降低為50分之一。美國專利申請2008/0007394描述了 一種照明系統(tǒng)，其中每個光源配備有用于感 測光源附近光級的傳感器。這里，光傳感器不是無線的，不從電池供電，并且測量信號的傳 輸是連續(xù)的，降低能耗顯然不是關(guān)注的問題。美國專利6. 340. 864描述了一種具有無線傳感器的照明系統(tǒng)，該無線傳感器以小 脈沖例如每秒一次地周期性傳輸其數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的總體目的在于改進上述類型的現(xiàn)有技術(shù)照明系統(tǒng)以實現(xiàn)進一步降低能 耗同時不減少功能。控制器將知道被表示為目標光級的所需要的光級，并且其將從傳感器接收表示實 際光級的信息。處理所接收的傳感器信號時，控制器將知道光源的變暗等級設(shè)置是否正確， 或者光源應發(fā)出更多還是更少的光。如果實際光級在一定界限內(nèi)對應于目標光級，則控制
4器什么都不必改變。但是，在這樣的情形下，傳感器將不必傳輸傳感器信號和不必消耗傳輸 信號的能量。因此，在日光級將基本保持恒定的常規(guī)環(huán)境下，其傳感器以固定間隔連續(xù)或者 重復地傳輸測量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)在大多數(shù)傳輸中浪費能量。因此，根據(jù)本發(fā)明，只要實際光級處于目標限度內(nèi)，如果傳感器避免傳輸數(shù)據(jù)信號 則可實現(xiàn)能量的重大降低。根據(jù)本發(fā)明，傳感器配備有存儲器，其包括了定義控制器的控制行為特征的信息， 如果控制器在接收這樣的信號時將不通過改變燈設(shè)置來進行響應，則傳感器制止傳輸任何 傳感器信號。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，如果傳感器發(fā)現(xiàn)實際光級處于目標限度內(nèi)，則傳感器制 止傳輸任何傳感器信號。一旦傳感器發(fā)現(xiàn)實際光級處于目標光級之外并傳輸傳感器信號，則控制器不能通 過立即調(diào)節(jié)燈的光級來進行響應，這是因為人眼將可注意到這一點。相反，控制器緩慢調(diào)節(jié) 燈設(shè)置以在大約10 - 30秒(或者可能更長)的時間幀內(nèi)緩慢到達校正的設(shè)置。這一點意味 著傳感器測量有時仍將發(fā)現(xiàn)實際光級處于目標界限之外。但是，向控制器傳輸該信息不會 告知控制器任何新的信息，并且不改變其改變燈設(shè)置的方式。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，如果 傳感器發(fā)現(xiàn)控制器響應是如所期望的或者是在調(diào)節(jié)燈設(shè)置的時間期間，傳感器制止傳輸任 何傳感器信號。在從屬權(quán)利要求中提到了其它有利的詳細說明。


將通過下面參考附圖對一個或多個優(yōu)選實施例的描述進一步解釋本發(fā)明的這些 及其它方面、特征和優(yōu)勢，其中相同的附圖標記表示相同或者相似的部件，附圖中
圖1示意性示出了辦公間； 圖2為時序圖； 圖3為時序圖； 圖4為時序圖5為示意性示出作為燈變暗因數(shù)的函數(shù)的光級的圖； 圖6為示意性示出日光日常變化的圖； 圖7為具有多個燈的房間的示意性頂視圖； 圖8為示意性示出作為日光的函數(shù)的燈功率的圖。
具體實施例方式圖1示意性示出了辦公間1的側(cè)視圖，該辦公間1具有天花板2和墻壁3，并且在 至少一面墻壁3 (在此情形下為左邊的墻壁)中具有至少一個窗戶4。5示意性示出了辦公 桌。房間配備有照明系統(tǒng)10，其包括至少一個光源11和用于控制光源的控制器12?？刂?器可例如實現(xiàn)為適當編程的微處理器等。每個光源11可例如實現(xiàn)為白熾燈、氣體放電燈、 LED燈等。每個光源可配備有專用驅(qū)動器，或者多個光源可共享公用的驅(qū)動器。在任何情形 下，光源都是可控的。因為可控光源以及用于控制這樣的光源的控制器本身已知，所以這里 不需要另外的解釋。例如，如將為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知，可通過占空比控制實現(xiàn)對燈的光輸出的控制。下面，光源將簡單表示為“燈”，但是其將包括LED。系統(tǒng)10適合于保持桌5位置的光強(或者光級)基本上恒定。例如，如果太陽Z照 耀且日光進入房間從而光級增加，則控制器12調(diào)節(jié)其對燈11的控制信號以減小每個燈的 光輸出。控制器12需要接收表示實際光級的輸入信號，并且為此系統(tǒng)10包括至少一個光 傳感器16。光傳感器16可以例如被靠在天花板2上安裝或者靠在墻壁3上安裝，但是在 圖1的實例中傳感器16示出為放置在桌子5上。光傳感器16適合于向控制器12無線傳 送其測量信號。這樣的無線傳送的合適實例例如為Zigbee，但是如本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚 的，可采用任何其它類型的無線傳送。因為光傳感器本身是公知的，甚至無線光傳感器本身 是已知的，所以這里不需要對光傳感器16的設(shè)計和操作更詳細的解釋。圖2為示意性示出系統(tǒng)10的操作的一些方面的時序圖。圖2中的橫軸代表時間 t，縱軸代表光級L。為了節(jié)能，傳感器16不連續(xù)測量光級，而是在由垂直虛線表示并且被表 示為tl、t2、t3等的測量時刻定期測量光級。典型地，測量時刻將具有固定的時間間隔，但 是對本發(fā)明而言這一點不是必需的。另外，注意到詞組“測量時刻”不應被解釋為意味著測 量過程將會無限地快；相反，測量時刻將具有典型地為幾毫秒量級的有限持續(xù)時間。Lt表示目標光級這是房間內(nèi)預期的光級?？紤]到某些容限Lu和Ly控制器12將 嘗試使得光級等于目標光級LT。Lu表示高于Lt的上限，而k表示低于Lt的下限。典型地， Lu和Lt之差將為百分之幾，該差的精確值與本發(fā)明無關(guān)；對于k同樣如此。差Lu — Lt可 等于差Lt - 1^，但是這一點不是必需的。圖2中的黑點表示光級的示意性測量值，其將表示為對應于、、t2、t3等的Li、L2、L3 等。該附圖示出所有的測量值都介于Lu和！^之間。當接收到表示光級Li的測量信號時， 控制器12把所接收的值Li與上限Lu以及與下限k進行比較。如果呈現(xiàn)Li>L ，則控制器 12將減小燈11的光輸出；如果呈現(xiàn)Li<k，則控制器12將增加燈11的光輸出。在圖2所 示出的實例中，控制器在接收到任何測量值時將不會改變燈11的設(shè)置，這是因為每次控制 器都發(fā)現(xiàn)所測量的光Li處于容限內(nèi)。在現(xiàn)有技術(shù)中，傳感器16將向控制器12傳輸每個測量值Li(i表示索引)。但是， 無線傳輸數(shù)據(jù)消耗相對較多的能量。本發(fā)明是基于如下的認識，即如果在不需要這樣的傳 輸時傳感器將被設(shè)計為不傳輸數(shù)據(jù)，則可節(jié)省能量。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，如果控制器在 接收數(shù)據(jù)時不通過改變?nèi)魏螣粼O(shè)置來進行響應，則不需要這樣的傳輸。因此，基于上面的認 識，根據(jù)本發(fā)明的傳感器16配備有存儲器17，其包含了表示至少光上限Lu和光下限LJ勺數(shù) 據(jù)。另外，傳感器16適合于比較所測量的值Li和來自存儲器的極限值Lu和Ly以及適合 于基于該比較結(jié)果來決定是否傳輸所測量的值。特別地，傳感器16僅僅在如果發(fā)現(xiàn)Li>L 或者Li<k時傳輸所測量的光級Li。圖3為和圖2類似的視圖，描述了本發(fā)明的該方面。一直到tl，所測量的光級L介 于、和k之間；因此，傳感器16將不向控制器12傳輸任何數(shù)據(jù)。在時刻tl，傳感器16發(fā) 現(xiàn)所測量的光級L1高于Lu ；因此，傳感器16將向控制器12傳輸所測量的值。一接收到，控 制器12將采取行動并將減小燈11的光輸出。該附圖中也示出了該行動的結(jié)果光級下降。原則上，控制器12將可能立即逐步減小燈11的光輸出。但是，如果燈的光輸出改 變太快，則人眼將可看見該改變，而這一點是不期望的。因此，控制器12被設(shè)計為逐漸改 變光輸出，從而在實際光級回到目標光級之前，將花費典型地為30秒左右數(shù)量級的一些時間?？刂破鞲淖儫舻墓廨敵龅摹八俣取睂⒈槐硎緸楦淖兯俾蔙，其可表達為R= AL (11)/ At,L (11)表示燈11的光輸出。應當清楚的是該改變速率R可為正或負。正改變速率的 值可等于負改變速率的值，但是這不是必須的。因此，控制器12可以以兩種不同的模式工 作，即其中燈的光輸出L (11)恒定且R = O的常規(guī)模式，和其中燈的光輸出L (11)改變且 ROO的改變模式。控制器在收到表示容限之外的實際光級的測量信號時從常規(guī)模式切換為 改變模式，并且在一段時間之后切換回常規(guī)模式。因此，在測量的光級回到容限內(nèi)之前需要花費一些時間。在圖3的圖示中這一點 清楚可見在時刻t2、t3、t4測量的值L2、L3、L4仍然高于Lu,并且僅僅在t5測量的值L5降至 Lu以下。如果傳感器16將簡單認為測量的值1^2丄3丄4處于容限之外，則其將傳輸這些測量 的值。對于如下的系統(tǒng)，這一點是適合的控制器將被設(shè)計為在每次接收表示實際光級太高 的測量信號時略微減小光輸出，并且控制器被設(shè)計為如果未收到測量信號則保持光輸出恒 定。但是，在這樣的系統(tǒng)中將期望實際光級將接近于其中一個界限光級傳感器將不通過發(fā) 送測量信號而“抗議”，以及控制器在未接收到任何測量信號時將不改變?nèi)魏螣粼O(shè)置。更期 望實際光級將更接近目標光級LT。但是，為在這樣的系統(tǒng)中實現(xiàn)這一點，控制器將需要接收 更多的測量信號。在對本發(fā)明的進一步詳細說明中，提供進一步的改進，其在于控制器12即使在實 際光級回到容限內(nèi)之后仍繼續(xù)改變燈11的光輸出L(ll)，一直到滿足終止標準為止。該終 止標準例如為經(jīng)過預定的時間間隔。稍后，將討論更復雜的標準。利用如上所述進行設(shè)計的控制器12，控制器12將在從傳感器16接收到測量信號 時進入改變模式，并且當滿足終止標準時返回到常規(guī)模式。當在改變模式下工作時，無論有 沒有接收到任意的其它測量信號，控制器都將保持改變速率R恒定。換言之，如果控制器接 收到另一個表示實際光級處于容限之外的測量信號，則控制器12不改變其操作。根據(jù)本發(fā) 明的原理，即使實際光級將處于容限之外，如果傳感器16現(xiàn)在被阻止傳輸任何測量信號， 則可獲得進一步的節(jié)能?？赏ㄟ^將傳感器16設(shè)計為在傳輸測量信號之后其在預定時間期 間將制止這樣的傳輸而實現(xiàn)這一點。光輸出改變的目的在于使得實際光級更接近目標光級。但是，可能的是所述改變 速率R并不足夠。在該情形下，控制器應當修改改變速率R。將參考附圖4解釋的本發(fā)明 的優(yōu)選實施例中實現(xiàn)這些特征，圖4是和圖2和3類似的圖。如在圖3的情形下那樣，實際 光級L增加，直到其在時刻、超過上限Lu為止。這通過向控制器傳輸測量信號的傳感器 16發(fā)現(xiàn)。該系統(tǒng)現(xiàn)在將進入改變模式，其中控制器將逐漸采用改變速率R的第一值來減小 光輸出(應當清楚的是，當實際光級將落到下限k之下時經(jīng)過必要修正后同樣的情況將適 用)。在該改變模式下，系統(tǒng)將假定變化的目標光級Lts，其相對于原始目標光級Lt變化，而 變化量ALt= Lts-Lt隨時間減小。因此，變化的目標光級遵從一目標變化函數(shù)，該函數(shù) 將變化的目標光級描述為時間的函數(shù)。該目標變化函數(shù)可適合為、但不一定為線性函數(shù)，該 線性函數(shù)在圖4中圖形化地表示為斜線41。同樣，變化的上限Lus遵從斜線42表示的上限 變化函數(shù)，而變化的下限L遵從斜線43表示的下限變化函數(shù)。這些變化的光級限定了變 化的容限，其反映了實際光級響應于控制器在其改變模式下造成的燈的輸出光級改變的期 望的發(fā)展。只要實際光級在這些變化的容限以內(nèi)，控制器就將保持改變速率R恒定。根據(jù)本發(fā)明，傳感器16的存儲器17包含定義這些變化函數(shù)的信息，例如查找表，公式等。換言之，傳感器知道控制器正在做什么，或者至少被期望如此。而在改變模式下， 傳感器16將比較測量的光級和變化的界限LUS、LTS，并且如果其發(fā)現(xiàn)測量的光級處于變化的 界限Lus和Lts內(nèi)則將制止傳輸測量的值。因此，在附圖4描述的實例中，傳感器16將僅僅 在時刻、傳輸測量的值?？梢钥闯?，在所有更晚的時刻，測量的值處于變化的容限內(nèi)，并且 實際光級接近于原始目標光級，而傳感器不需要傳輸任何其它的測量值。注意到，如果測量的光級處于變化的容許光級之外，則傳感器將向控制器傳輸測 量信號，即使測量的光級處于原始容許光級內(nèi)也是如此。圖4示出變化的容限在時刻tx結(jié)束此時，系統(tǒng)返回常規(guī)模式。在改變模式下，控制器一開始設(shè)置改變速率R的值。該值可以為控制器12的存儲 器13中的以及傳感器16的存儲器17中的固定的預定值。理想地，該改變速率R將使實際 光級在預定時間中回到目標光級。但是，如所提到的，可能這樣的固定的值不適當從而改變 速率的初始值太高或者太低。根據(jù)對本發(fā)明的進一步詳細說明，控制器12能夠根據(jù)實際日 光級計算改變速率的適當?shù)闹?。將對超過上容許光級Lu的增加的光級的情形解釋這一點，但是當下降的光級低于 下容許光級k時，經(jīng)過必要的修正相同的解釋將適用。假定燈11的額定光輸出表示為Pn。m而實際變暗因數(shù)表示為y，從而燈的實際光輸 出Pout可表示為Pout = y · Pn。m。進一步假定到達傳感器的光輸出部分可表示為χ 這一 點意味著如傳感器16所測量的來自燈的光級Llamp可表示為Llamp = x-y Pn。m。注意到控 制器將知道變暗因數(shù)y，這是因為該變暗因數(shù)由控制器設(shè)置，Pn。m為固定值，其通過存儲在存 儲器13中而可對于控制器已知，而χ將典型地為可通過校準找到并被存儲在存儲器中的固 定值。根據(jù)L = Lz + Llamp,傳感器16測量的實際總光級L為燈光Llamp和太陽Z提供的 日光Lz的和。當控制器12從傳感器16接收測量信號時，其知道值L并可計算Llamp。因此，控制 器12可根據(jù)公式Lz = L — Llamp計算日光級Lz。控制器還知道目標光級Lt(因為Lt和Lu以絕對值表示，或者因為Lt被表示為Lu的 百分比或者反之亦然)。因此，控制器12可根據(jù)AL = L — Lt = Lz + Llamp 一 (Lz + Llampl) =Llamp - Llampl計算實際光級的要求的減小量，其中LlampT表示燈光Llamp的目標值。清楚的 是AL不取決于日光Lz的量。將LlampT寫為χ -yT ·Ρ_，清楚的是控制器12可計算燈11的變暗因數(shù)的目標值yT。 因此，變暗因數(shù)應當以量Ay = y — yT被改變?？刂破?2被設(shè)計為計算改變速率R=A y/tc,其中tc為存儲在控制器的存儲器 13中的預定改變時間，在圖4中tc將對應tx - tl。注意到改變速率R和誤差L 一 Lt成比例，并且不取決于日光Lz的量。因此，可提 前計算△ L和y之間的關(guān)系，甚至L和R之間的關(guān)系，以及可以例如以公式或者查找表的形 式將該關(guān)系存儲到控制器的存儲器13中。在進一步的詳細說明中，控制器12自學習。假定在經(jīng)過時間tc之后，實際光級處 于容限之外。因此，控制器12將從傳感器接收測量信號。明顯地，如上計算的改變速率是 不適當?shù)钠鋺敻呋蛘吒?。因為控制?2知道實際的光級，所以控制器12可計算改變速率R應當高多少或者低多少，并相應地調(diào)適其存儲器13中的值。一種可能的在改變時間tc后造成偏離期望光級的事實為額定燈功率Pm例如因 老化改變，或者因數(shù)X改變，或者兩者都改變。根據(jù)對本發(fā)明的進一步詳細說明，控制器12 能夠在校準模式下工作，其中其計算χ和乘積P_的準確值。控制器12可通過臨時增加或 者降低或者既增加又降低變暗因數(shù)y而實現(xiàn)這一點。圖5為示意性示出作為燈變暗因數(shù)y (橫軸)的函數(shù)的光級L (縱軸)的圖。參考 圖5，假定變暗因數(shù)y增加到ζ倍。根據(jù)上面給出的公式，應當清楚的是結(jié)果是光級增加 AL = Z-X-Y-Pnom 一 χ · y · Pnom = y · (ζ — 1) · χ · Pn。m。因此，通過測量 AL，控制器可 計算χ · Pn。m。控制器12可假定χ恒定并計算Pm的當前值，并將該值存儲在其存儲器中。 可替換地，控制器12可假定P_恒定并計算χ的當前值并將其存儲在其存儲器中?？商鎿Q 地，控制器12可將χ · Pnoffl的當前值存儲在其存儲器中。圖6為圖示對示例性情形測量的作為時間(橫軸，秒)的函數(shù)的日光日常變化(縱 軸，Cd/m2)的圖。除了可能因經(jīng)過的云彩造成的波動以外，可清楚地看到實線表示的、其為 三次擬合的總體趨勢存在。根據(jù)對本發(fā)明的進一步詳細說明，該擬合可用于預測日光并因此調(diào)適改變速率R 以進一步使傳感器和控制器之間的通信需要最小化。在具有多個光源的房間內(nèi)可能存在問題。圖7為具有墻壁3、一面墻上的一個或多 個窗戶4、以及典型地位于窗戶對面的墻壁上的門6和走廊入口(未示出)的房間1的示意 性頂視圖。該房間具有多個燈61、71公用的一個光傳感器16和一個控制器12。燈按行設(shè) 置，第一行燈61位于靠近窗口 4，第二行燈71設(shè)置在距窗戶更遠的距離。在這樣的情形下，問題在于更接近窗戶4的光級Lz高于距離窗戶更遠的光級。如 果以相同的功率驅(qū)動所有的燈，則在靠近窗戶的位置的光級將過高或者在窗戶對面的位置 的光級將太低，或者兩種情況都有。圖8為圖示本發(fā)明提出的解決該問題的燈控制方案的圖。橫軸表示諸如由傳感器 16檢測的日光量Lz，縱軸表示控制器12對靠近窗戶的燈61 (曲線86)和遠離窗戶的燈71 (曲線87)設(shè)置的燈的目標變暗因數(shù)yT?；谌展饬縇z，控制器可以在附圖中羅馬數(shù)字表示 的五種不同的模式下工作。在以I表示的第一模式下，日光級Lz低于某第一值Li，其太低以至于以全功率驅(qū) 動所有的燈(變暗級100%)。當日光級Lz高于該第一值Ll但是低于某第二值L2時，如果日光級增加則燈光可 變暗，并且反之亦然，以維持光級恒定。因此，控制器與日光級Lz成反比地改變靠近窗口的 燈61的變暗因數(shù)y (61)，從而根據(jù)公式(1)，當Lz等于L2時y (61)等于零
y(61) = 100% X (L2-Lz)/(L2-Ll), Ll ^ Lz ^ L2(1)
控制器區(qū)分高于第一預定光級A的y (61)(第二模式II)和低于該預定光級的y (61) (第三模式III)；在圖8的實例中，該第一預定光級A等于80%，但是可不同地選擇該第一 預定光級；所述第一預定光級甚至可高達100%。注意到所述第一預定光級A對應日光級 Lz的第三值L3。在第二模式下，根據(jù)公式(2)，較遠的燈71的變暗因數(shù)y (71)等于靠近窗口的燈 61的變暗因數(shù)y (61)y(71) = y(61), Ll ^ Lz ^ L3(2)
在第三模式下，控制器考慮到較遠的燈71獲得的日光Lz更少，為較遠的燈71選擇高 于變暗因數(shù)y (61)的變暗因數(shù)y (71)。差y (71) - y (61)隨著日光級Lz增加而增加， 從而當Lz = L3時差y (71)- y (61)等于零，當Lz = L2時等于第二預定光級B。在圖8 的實例中，該第二預定光級B等于80%，但是可不同地選擇該第二預定光級B。因此，在第 三模式下，可由下公式表示變暗因數(shù)y (71)
y(71) = y(61) + 30% X (Lz_L3) / (L2—L3)，L3 彡 Lz 彡 L2 (3) 當日光級Lz高于第二值L2時，控制器在第四模式IV下使得y (61)等于零(靠近窗戶 的燈61關(guān)閉)，但是隨著日光級Lz增加而繼續(xù)減小y (71)，從而根據(jù)下面的公式，y (71) 對于日光級Lz的某第四值L4變?yōu)榱?br> y(71) =30% X (L4-Lz)/(L4-L2)， L2 彡 Lz 彡 L4 (4A) 優(yōu)選地，第四模式IV下的y (71)的比例因數(shù)等于第三模式III下的y (71)的比例因 數(shù)，從而下面的公式適用
y(71) =80% X (L4-Lz)/(L4-L3)，L3 彡 Lz 彡 L4 (4B) 當日光級Lz高于第四值L4時，控制器在第五模式V下保持y (71)等于零(較遠的燈 71關(guān)閉)。在變型中，控制器在第五模式V下可保持y (71)處于較小的值，例如1%，以避免 當日光級Lz變化時打開/關(guān)閉。在該情形下，當Lz高于L4達比預期的延遲更長的時間、例 如15分鐘時，控制器可關(guān)閉較遠的燈71 (y (71) = 0)。相似的變型可以適用于y (61)?？傊?，本發(fā)明提供了一種照明系統(tǒng)10，其包括光源11、控制光源功率輸出的控制 器12、和與控制器無線通信的光傳感器16。在常規(guī)模式下，控制器控制光源從而光級基本保持恒定。在改變模式下，控制器控 制光源使得光級以預定的改變速率R逐漸改變以降低與目標光級Lt的偏差?？刂破骰?從光傳感器接收的輸入信號從其常規(guī)模式切換為改變模式。光傳感器測量光級，并決定是 否向控制器傳送信號。當接收信號不會造成控制器改變其控制行為特性時光傳感器制止傳輸信號。雖然在附圖和前面的描述中詳細圖示和描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應當清楚 的是這樣的圖示和描述將被認為是例示性或者示例性的而非限制性的。本發(fā)明不限于所公 開的實施例；相反，在附加權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的保護范圍內(nèi)可進行若干變型和更改。例如，現(xiàn)在可能傳感器12不傳送光級值但是僅傳送光級高于上光級Lu的事實。因 為控制器知道Lu的值(存儲在存儲器17中)，所以控制器知道實際光級的非常好的近似。另外，代替具有位于靠近窗戶的燈61和位于距離窗戶更遠的燈71的房間，房間可 從不同類型的外部光源而非日光接收外部光。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過對附圖、公開和附加權(quán)利要求的研究在實踐請求保護的發(fā)明 時可理解并實現(xiàn)所公開實施例的其它變型。在權(quán)利要求書中，詞語“包括”不排除其它元件 或者步驟，而且不定冠詞“一個”不排除復數(shù)。單個處理器或者其它單元可實現(xiàn)權(quán)利要求中 陳述的若干項的功能。在相互不同的從屬權(quán)利要求中陳述某些手段的簡單事實不表示為不 可以有利地采用這些手段的組合。計算機程序可存儲/分布在合適的介質(zhì)上，諸如和其它 硬件一起或者作為其部分供應的光存儲介質(zhì)或者固態(tài)介質(zhì)，但是也可以按其它形式例如經(jīng)因特網(wǎng)或者其它有線或者無線電信系統(tǒng)分布。權(quán)利要求中的任何附圖標記應當解釋為限制 范圍。 上文中，參考框圖解釋了本發(fā)明，該框示了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的功能塊。將理 解可以以硬件實現(xiàn)一個或多個這些功能塊，其中通過各個硬件組件執(zhí)行這樣的功能塊的功 能，但是還可能以以軟件實現(xiàn)一個或多個這些功能塊，從而通過計算機程序的一個或多個 程序行或者可編程設(shè)備(諸如微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器等等)執(zhí)行這樣的功能 塊的功能。
權(quán)利要求
1.一種照明系統(tǒng)(10)，包括-至少一個光源(11)；-用于控制光源(11)功率輸出的控制器(12);-與控制器無線通信的光傳感器(16);控制器能夠在常規(guī)模式下工作，在常規(guī)模式下控制器被設(shè)計為控制光源使得光級保持 基本恒定，并且控制器能夠在改變模式下工作，在改變模式下控制器被設(shè)計為控制光源使 得光級以預定改變速率(R)逐漸改變，以減小與目標光級(Lt)的偏差，控制器適合于基于從 光傳感器接收的輸入信號從其常規(guī)模式切換到其改變模式；其中光傳感器配備有存儲器(17)，所述存儲器包含了定義控制器的行為的至少一個特 征的數(shù)據(jù)；其中光傳感器被設(shè)計為在由非零時間間隔隔開的測量時刻間歇地測量光級以詢問其 存儲器并決定是否向控制器傳送信號；并且其中光傳感器適合于當根據(jù)其存儲器中的數(shù)據(jù)能夠獲知接收信號將不會使得控 制器改變其控制行為時，制止傳輸信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中在前一傳輸之后的預定時間間隔內(nèi)，傳感器制止進行 傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中傳感器具有定義比目標光級(Lt)高的預定上限(、)和 定義比目標光級仏》低的預定下限(K)的信息；并且其中傳感器在第一模式下被設(shè)計為在所測量的光級在上限(Lu)和下限(K)之間 的情形下制止進行傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中如果測量的光級高于上限(Lu)則傳感器向控制器傳輸 信號并從其存儲器獲得定義如下內(nèi)容的信息比目標光級(Lt)高的變化的目標光級(Lts)、 比變化的目標光級(Lts)高的變化的上限(Lus)、和比變化的目標光級(Lts)低的變化的下限 (Lls)；其中控制器響應于接收測量信號而被設(shè)計為逐漸減小光源(11)的光輸出；其中傳感器在向控制器傳輸了其信號之后在第二模式下工作，在第二模式下傳感器適 合于逐漸減小變化的上限(Lus)和變化的下限(k)，并且在后面的測量時刻，在測量的光級 在變化的上限(Lus)和變化的下限(Lu)之間的情形下制止進行傳輸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中當變化的目標光級(Lts)變?yōu)榈扔诔跏寄繕斯饧?Lt) 時傳感器適合于從第二模式切換為第一模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其中控制器具有包含光源(11)的光輸出的改變速率的存 儲器；其中傳感器在其存儲器中具有定義對于變化的目標光級(LTS)、變化的上限(Lus)和變 化的下限(Lu)的改變速率的數(shù)據(jù)；并且其中如果在傳感器已經(jīng)從第二模式切換為第一模式后的第一測量時刻傳感器發(fā) 現(xiàn)所測量的光級高于所述上限(Lu)或低于所述下限(LJ，則a)光傳感器被設(shè)計為向控制器傳輸信號并切換為在第二模式下工作；b)控制器被設(shè)計為調(diào)適其存儲器中的改變速率；c)傳感器被設(shè)計為以相應的方式調(diào)適其存儲器中的改變速率。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項的系統(tǒng)，包括位于相對靠近外部光源的第一組的一個或 多個燈(61)，并包括位于距外部光源更遠的第二組的一個或多個燈(71);其中控制器被設(shè) 計為控制作為日光級的函數(shù)的第一組燈(61)的第一變暗因數(shù)y (61)和第二組燈(71)的第 二變暗因數(shù)y (71)，使得第二變暗因數(shù)y (71)總是高于或者等于第一變暗因數(shù)y (61)；其中變暗因數(shù)=零表示燈關(guān)閉，變暗因數(shù)=100%則表示燈完全打開。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中-如果日光級Lz在零和某第一值Ll之間，則控制器被設(shè)計為在第一模式下工作，其 中 y (61) = y (71) = 100% ；-如果日光級Lz在第一值Ll和某第三值L3之間，則控制器被設(shè)計為在第二模式下 工作，其中y (61) = y (71) = 100% X (L2 一 Lz) / (L2 一 Li), L2為比第三值L3高的第二值；-如果日光級Lz在第三值L3和第二值L2之間，則控制器被設(shè)計為在第三模式下工 作，其中y (61) = 100% X (L2 一 Lz) / (L2 一 Li), y (71) = y (61) + BX (Lz - L3) / (L2 — L3)， B為預定的變暗因數(shù)；-如果日光級Lz在第二值L2和第四值L4之間，則控制器被設(shè)計為在第四模式下工 作，其中y (61) = δ ，y (71) = BX (L4 一 Lz) / (L4 一 L2)；-如果日光級Lz高于第四值L4，則控制器被設(shè)計為在第五模式下工作，其中 y (61) = y (71) = δ。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中δ=O0
10.根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其中δ初始為高于零的小值，并且其中控制器被設(shè)計為 在第五模式下工作預定的持續(xù)時間后設(shè)置δ = 0。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中由傳感器傳輸?shù)男盘枮楸硎舅鶞y量的光級值的測量信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中由傳感器傳輸?shù)男盘枮楸硎舅鶞y量的光級值高于上 限(Lu)或者低于下限(LJ的信號。
全文摘要
一種照明系統(tǒng)(10)包括光源(12)；控制器(12)，控制光源的功率輸出；光傳感器(16)，與控制器無線通信。在常規(guī)模式下，控制器控制光源使得光級基本上保持恒定。在改變模式下，控制器控制光源使得光級以預定改變速率(R)逐漸改變以減小相對于目標光級(LT)的偏差。控制器基于從光傳感器接收的輸入信號從其常規(guī)模式切換為其改變模式。光傳感器測量光級并決定是否向控制器傳送信號。光傳感器在接收信號將不會使得控制器改變其控制行為時制止傳輸信號。
文檔編號H05B39/04GK102106189SQ200980128603
公開日2011年6月22日 申請日期2009年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月23日
發(fā)明者P. A. 德爾諾伊 R. 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司