天线传感器、包含该天线传感器的灯以及改装该天线传感器的方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]许多不同类型的电子设备使用可操作地连接到接收机和/或发射机以接收和/或发射射频(RF)信号的天线。另外，许多这些设备包括一个或多个用于监视与该电子设备有关的环境或电路情况的传感器。在某些情况下，期望给现有的电子设备增加一个或多个传感器以增加功能性，但是改装传感器是昂贵并且复杂的。
[0002]越来越多地被设计为接收和发射RF信号的电子设备的示例为由市政和高速公路照明系统使用的用来照亮路面的路灯。这样的路灯包括在支撑杆或柱的顶部的光源，其在每晚的某一时间打开或点亮。一些现代的路灯包括与内部控制电路相互作用以在黄昏打开路灯、在黎明关闭路灯和/或在昏暗的天气激活路灯的打开功能的光敏光电池。然而，较老的路灯模式可能不包括光传感器，但可以基于内部时钟和程序化到控制电路内的调度来可操作以打开。其中一些较老式模式路灯确实包括控制电路，该控制电路包括具有可操作以接收来自命令中心的控制信号的天线的RF接收机。控制电路典型地使用接收的信号执行诸如改变程序化的调度和/或打开路灯和/或关闭路灯的功能。
[0003]智能路灯当前被制造为基于使用和当前条件来调节光输出，并且包括经由网络配置操作的RF接收机和发射机。例如，这样的智能路灯包括能够自动分辨(或分类)行人、自行车或汽车的一个或多个传感器和控制电路，以便路灯可以相应地调整光输出，监视诸如风速、温度和周围的光强的情况，并且例如，可以发送与监视活动有关的数据到中央命令中心。这样的路灯还配置为依靠道路情况调节光输出水平，例如雪或雨的存在(其会增强光反射，因此需要降低光照)。然而，安装和运营这样的智能路灯和网络系统非常昂贵，并且涉及到移除传统的路灯和用智能路灯及相关的网络硬件和软件代替传统路灯的成本对许多市政当局来说是昂贵的。
【发明内容】
[0004]本发明公开了一种用于提供天线传感器的装置和方法。在一个实施例中，天线传感器包括可操作以接收和/或发送射频(RF)信号的天线和可操作地连接到所述天线的一个或多个传感器。这些传感器配置为监视至少一种情况，并且输出传感器信号。天线传感器包括单独的连接器，用于连接到电子设备以从天线传送RF信号以及从一个或多个传感器传输传感器信号到电子设备。
[0005]本发明还公开了一种灯，其包括外壳、支撑在外壳内的光源、在外壳内的驱动电路，所述驱动电路包括射频(RF)输入连接器，和可操作地连接到所述驱动电路的天线传感器。所述驱动电路可操作地连接到光源，并且配置为控制所述光源。所述天线传感器包括可操作以进行接收RF信号和发射RF信号的至少一个的天线，和可操作地连接到所述天线并且配置为监视至少一种情况和输出传感器信号的至少一个传感器。到RF输入连接器的单个连接传输来自所述天线的RF信号和来自所述至少一个传感器的传感器信号到所述驱动电路。
【附图说明】
[0006]图1是根据本发明实施例的传感器天线布置的原理方框图；
[0007]图2是根据本发明实施例的包括天线和光电探测器的传感器天线布置的电路图；
[0008]图3是包括图1的传感器天线布置的灯组件的原理方框图；
[0009]图4是根据本发明实施例的路灯灯头组件的局部剖面视图；
[0010]图5阐明了根据本发明实施例的没有按照实际尺寸绘制的模块化天线传感器布置的实施例。
【具体实施方式】
[0011]图1是根据实施例的传感器天线布置100的原理方框图。传感器天线100包括用于接收射频(RF)信号的天线102和传感器104。在图1的实施例中，天线可操作地经由同轴电缆106连接到传感器104。另外，经由同轴电缆108提供传感器104的输出，所述同轴电缆108包括超微型A (sub-miniature vers1n A)连接器(SMA连接器)109。SMA连接器是用于连接同轴电缆的两个部分的同轴RF连接器。例如，SMA连接器109可连接到电子设备的驱动电路的输入(未示出)。外壳110用来包围和保护天线102和传感器104。
[0012]应当理解的是，传感器104可包括用来获取和/或提供涉及电子设备的操作或环境的一种或多种类型的信息的一个或多个传感器。这样的传感器的示例包括，但不限制为光电探测器、运动传感器、温度传感器、风速传感器和音频传感器。这样的传感器可以单独或组合使用。另外，应当理解的是，在操作期间，传感器天线布置100可与利用RF通信的任意数量的电子设备一起使用。例如，传感器天线布置100可以与其集成，或可配置为改装到跟踪设备(例如，GPS设备)、包括用于操作灯的电路的路灯、听觉辅助设备、生物医学遥感设备、电缆输入选择器开关设备、民用频段(CB，citizens band)设备和/或车辆控制电路。
[0013]图2是根据实施例的包括天线202和由虚线表示的光电探测器204的传感器天线布置200的电路图。传感器天线布置200与图1的传感器天线布置100类似，并且包括可操作地经由同轴电缆206连接到光电探测器传感器电路204的天线202。光电探测器传感器204包括连接在输出调谐电路208和输入调谐电路210之间用来检测入射光的光电二极管206。在某些实施例中，输入调谐电路210包括用于在操作期间输入到使用RF通信的电子设备(未示出)的SMA连接器212。因此，RF信号输入(来自天线202)和传感器输入信号(来自传感器206的模拟信号)都在单个RF同轴电缆上输出，并作为诸如智能驱动电路(将在下文中讨论)的输入。
[0014]图3是包括图1的传感器天线布置100的灯配件300的原理方框图。特别地，灯配件300包括用来控制诸如路灯的光源的组件。传感器天线布置100包括天线102和传感器104，并且其可操作地连接到智能驱动器302。智能驱动器302包括控制器304、RF接收机306和电源308，并且其可操作地连接到交流电路(AC)主电源310。智能驱动器302可操作地连接到包括多个发光二极管(LED)的光源或灯312。在某些实施方式中，天线102可操作地接收从诸如由市政当局等操作的照明命令中心(未示出)发射的控制信号。这样的照明命令中心可发射由天线102接收并且经由同轴电缆108反馈到RF接收机306的RF通信信号以由控制器解释和/或使用。此外，来自传感器104的传感器信号经由相同的同轴电缆108反馈到智能驱动器302以由控制器解释和或使用。因此，控制器被配置为接收来自天线104的RF通信信号和来自传感器102的传感器信号，并且还配置为用于分离和区分RF通信信号和传感器信号。例如，控制器多路传输来自天线的RF信号和来自传感器的模拟信号(例如，通过使用异步时分(ATD,asynchronous time divis1n)复用协议)来分离这些信号，并且将分离的信号与特定操作相匹配，以便控制灯312。因此，智能驱动器302能够接收、分离和分辨多个通信与控制信号从而控制灯312的功能。
[0015]在图3的实施例中，灯312由配置为集体产生白光的多个发光二极管(未示出)组成。由于寿命长、低功耗以及低热，LED逐步适于大量的照明任务。因此，许多社区已经在它们的路灯上安装诸如LED灯以享受基于LED系统带来的好处。控制器304控制灯312以按照调度(例如，通过使用内部时钟，设定在黄昏来临时打开灯，在黎明来临时关闭灯)来操作，并且指示在灯上使用的功率电平。控制器304还用来诸如改变灯的照明调度，响应于由天线102接收的通信信号或响应于由传感器104接收的传感器信号，或者点亮灯、或者熄灭灯。例如，当白天暴风雨天气来临时，由中央控制站发射打开灯的控制命令，或者传感器为当室外光的水平低于预定阈值时，提供打开路灯的命令信号的光电探测器。经由天线102由RF接收机306接收的命令信号还可远程地对控制器304进行编程以完成其他任务。
[0016]图4是根据实施例的路灯头部配件400的局部剖面视图。路灯头部配件400包括外壳402和透明圆顶404，它们与长支撑杆4