[发明专利]环境照明控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于环境照明（ambient lighting）控制系统的装置、用于环境照明控制系统的控制器、环境照明控制系统及其方法。

背景技术

光的自动化在许多室内环境（environment）中被广泛使用，并且这在未来数年将会增长。监视存在于环境中的自然光和人造光二者的强度的用于光强控制的自动化系统在本领域中是已知的。用于控制环境照明的量的已知系统典型地使用光传感器来以某一采样频率感测光强，其中，经采样的数据通过使用模拟-数字转换器（ADC）处理，并且然后通过使用微控制器和射频（RF）模块发送到中心节点。此外，电池或者电线被用来给系统供应电力。

发明内容

本发明的一个目的是提供对于现有技术的环境照明控制系统的改进。特别地，一个目的是使得环境照明控制系统能够在光强的各种级别处提供可靠的操作，并且可以以简单且有成本效率的方式被制造和维护。

根据本发明的第一方面，这些和其它目的通过用于环境照明控制系统的装置实现。该装置包括能量存储元件和光能收集元件，所述光能收集元件被设置成为能量存储元件充电。该装置进一步包括传输器，其被设置成使用由能量存储元件存储的能量向环境照明控制系统的控制器提供信号。根据发明的第一方面，在一个时间间隔期间提供给控制器的信号的数量与在该时间间隔期间光能收集元件接收的光的强度成比例。该装置因此可以通过信号传输的速率指示环境光（ambient light）的强度。因此接收信号的控制器可以依据信号从传输器接收的速率以简单的方式控制环境照明的量。结果，可以避免光强的采样和随后的数字化（例如，借助于模拟-数字转换器，ADC），以及传输器对光强数据到信号的编码。这有利地降低了该装置的复杂性以及其电力需求这二者。

传输器被设置成使用由能量存储元件存储的能量来提供信号。对该装置中的附加能源的需要从而可以被降低。事实上，就能量而言该装置可以完全地自支持，从而降低维护需求。在能量存储元件处存储足以用于在信号传输期间为传输器供以动力的能量总量所需的时间可能取决于能量存储元件的充电速率并且因此取决于入射在光能收集元件上的光的强度。结果，传输器可以提供信号的速率可能与其中提供有能量收集元件的环境中的环境光的强度成比例。

根据一个实施例，该装置进一步包括开关电路，其被设置成响应于由能量存储元件存储的能量超过阈能而将能量存储元件连接到传输器。传输器进而又被设置成响应于变成与能量存储元件连接而向环境照明控制系统的控制器提供信号。该实施例提供了依据光强而改变传输速率的简单且有效的实现。一被连接到能量存储元件，传输器就接收由存储元件存储的能量的至少一部分，并且使用所接收的能量传输信号。由能量存储元件存储的能量可能因此降低到降到阈能之下的量。通过光能收集元件，能量存储元件将在一段时间之后再充电到超过阈能的能量，其中传输器可以向控制器传输又一个信号。正如以上所讨论的，能量存储元件再充电所花费的时间可以取决于入射在光能收集元件上的光的强度。

根据一个实施例，开关电路被设置成响应于传输器向控制器提供信号而将能量存储元件从传输器断开。因此在该信号传输之后，传输器将不消耗任何来自能量存储元件的能量。能量存储元件从而可以更快地再充电至超过阈能的水平。

使开关电路响应于传输器向控制器提供信号而将能量存储元件从传输器断开的一种方式是，将开关电路设置成响应于由能量存储元件存储的能量降到第二阈能之下而将能量存储元件从传输器断开，所述第二阈能低于上文提及的（第一）阈能。由此，开关电路的状态可以通过简单地监视存储在能量存储元件处的能量总量而被方便地确定。第一阈能与第二阈能之间的能量差确定可用于传输器的能量的量。

根据一个实施例，传输器被设置成响应于连接到能量存储元件而开始信号的传输，并且响应于从能量存储元件断开而结束信号的传输。这使得能够实现传输器的简单配置。此外，如果使用在与先前的实施例的组合中，传输器的操作可以依据存储在能量存储元件处的能量总量而被控制。这可以简化该装置的设计。

根据一个实施例，传输器被设置成响应于连接到存储元件而接收由存储元件存储的能量的至少一部分并且使用所接收的能量传输信号。由此，传输器可以由存储元件供以动力以用于向控制器的信号传输。