用于户外通讯系统的控制系统的制作方法

本发明是要求享有2015年12月16日提交的编号为62/268,485的临时专利申请以及编号为29/548,803的外观专利申请二者的优先权的非临时专利申请，编号为62/268,485的临时专利申请以及编号为29/548,803的外观专利申请的公开内容通过引用以其全部并入本文中。

技术领域

本发明通常涉及一种户外通讯系统(例如户外照明系统或交通控制器)。特别地，本发明涉及一种用于获得户外通讯系统的颜色外观的控制系统。

背景技术：

户外照明系统(例如道路/户外照明系统)包括一个或多个照明器材，每个照明器材典型地向在其紧靠的附近内的环境提供光照。这样的照明器材能够沿街道和街道拐角以及在道路十字路口处被找到。

照明器材也为了安全和保险目的在夜间期间提供可见度。这些器材通常沿街道和公路定位以使行人交通和车辆交通能够在下班以后和在低光区域中保险地通过道路。

照明器材如在图1中示出的那样典型地安装在街道柱上。图1描绘了包括柱10、在近端的端部处连接到柱10的柱杆悬臂(mast arm)20的传统的道路户外照明系统50。还包括了以物理的方式联结到柱杆悬臂20的远端的端部的照明器材30。道路户外照明系统50典型地安置于在柱10的底部处的地面中。

柱杆悬臂20包括电线路以用于连接照明器材和经由公用电网(utility grid)给照明器材通电。照明器材30典型地包括照明装置32和在其顶部表面处的连接器40(例如NEMA®插座)以用于连接到包括具有无线节点(node)或光电池45的罩壳的控制系统以用于控制照明器材30。

除提供照明以外，道路/街道照明系统的柱日益被使用以执行其他的功能例如远程监视、公用能量管理以及全球定位系统(GPS)绘图。因此，无线节点需要按照必要的需求被着色并且能够允许在各种频率处的通讯。

无线节点的壳体典型地利用两个或更多个塑料构件(例如如在图1中示出的窗口和罩盖)形成。构件能够经由机械的固定或制造方法例如超声波焊接或搭扣被附接在一起。节点允许光谱显示和穿过窗口的感测。

存在与机械的设计及其制造相关联的若干挑战，因为不宜的环境因素(例如温度条件、或风或其他的环境条件)能够降低性能。因此，附加的构件(例如衬垫和其他的硬件)和制造工艺可为必要的(该附加的构件和制造工艺为了试图减轻不宜的环境的影响招致附加的费用)并且提供可靠的户外无线控制系统。

技术实现要素：

倘若前述的不足，存在对于用于用于户外照明系统的户外照明控制系统的更能适应的罩盖或壳体的需要。

在某些情况下，本发明的实施例提供了用于户外通讯系统的控制系统，该制系统安装到户外通讯系统的器材上。控制系统包括：至少一个传感器，该至少一个传感器构造成感测和执行无线通讯；以及罩盖，该罩盖至少部分地透明地形成并且构造成容纳至少一个传感器并且传送信号穿过罩盖以用于与户外通讯系统的无线通讯。

在另一示例性的实施例中，提供了用于户外通讯系统的控制系统的至少部分地透明地形成的罩盖。罩盖包括透明的有色的聚合物基材料，该材料构造成从容纳在罩盖中的无线节点传送信号穿过罩盖。

在再另一示例性的实施例中，用于在控制具有器材的户外通讯系统期间获得颜色外观的方法，其中控制系统安装到器材上。方法包括：提供至少部分地透明地形成的罩盖以用于容纳至少一个传感器以执行与户外通讯系统的感测；并且通过传送信号穿过罩盖并且将控制系统无线地连接到户外通讯系统以接收和传送来自户外通讯系统的数据来执行周围环境感测和无线通讯。

技术方案1. 一种用于户外通讯系统(200)的控制系统(300)，该控制系统安装到所述户外通讯系统(200)的器材(230)上，所述控制系统(300)包含：

至少一个传感器(670)，该传感器构造成感测和执行无线通讯；以及

罩盖(310)，该罩盖至少部分地透明地形成并且构造成容纳所述至少一个传感器(670)并且传送信号穿过所述罩盖(310)以用于与所述户外通讯系统的无线通讯。

技术方案2. 根据技术方案1所述的控制系统(300)，其特征在于，所述户外通讯系统(200)包括户外照明系统。

技术方案3. 根据技术方案1所述的控制系统(300)，其特征在于，所述罩盖(310)是由透明的聚合物材料形成的单一构件。

技术方案4. 根据技术方案2所述的控制系统(300)，此外包含：

第一电路板(320)，该第一电路板包括网络接口单元以执行与外部的系统的通讯；以及

第二电路板(322)，该第二电路板与所述第一电路板(320)连接并且包括所述至少一个传感器(670)和至少一个处理单元以用于使用来自所述户外通讯系统(200)的信息来执行计算。

技术方案5. 根据技术方案4所述的控制系统(300)，其特征在于，所述第二电路板(322)此外包括构造成指示所述控制系统(300)的状态的多个发光二极管和构造成控制所述发光二极管的驱动器。

技术方案6. 根据技术方案5所述的控制系统(300)，其特征在于，第二电路板(322)构造成执行自动检测以检测是否所述户外通讯系统(200)的驱动器包含0-10伏协议或数字化可寻址照明接口(DALI)接口。

技术方案7. 根据技术方案4所述的控制系统(300)，此外包含：

配电板组件(324)，该配电板组件(324)包含：

功率接口，该功率接口包括继电器以用于与所述器材(230)完成电路并且作为控制器运行以接通和断开所述户外通讯系统(200)的所述器材(230)。

技术方案8. 根据技术方案4所述的控制系统(300)，此外包含：

基底部分(326)，该基底部分包围所述控制系统(300)的所述第一电路板(320)、第二电路板(322)以及所述配电板组件(324)并且构造成牢固地装备到所述罩盖(310)上。

技术方案9. 根据技术方案4所述的控制系统(300,600)，其特征在于，所述第一电路板(320)和所述第二电路板(322)组合成单一的电路板(620)。

技术方案10. 根据技术方案9所述的控制系统(300,600)，其特征在于，所述单一的电路板(620)和所述配电板组件(324,630)形成在所述罩盖(310,610)内的PCB叠层。

技术方案11. 根据技术方案1所述的控制系统(300)，其特征在于，所述罩盖(310)是半透明的和/或浅色的。

实施方案1. 一种用于所述户外通讯系统的控制系统，该控制系统安装到所述户外通讯系统的器材，所述控制系统包含：

至少一个传感器，该至少一个传感器构造成感测和执行无线通讯；以及

罩盖，该罩盖至少部分地透明地形成并且构造成容纳所述至少一个传感器并且传送信号穿过罩盖以用于与所述户外通讯系统的无线通讯。

实施方案2. 根据实施方案1所述的控制系统，其特征在于，所述户外通讯系统包括户外照明系统。

实施方案3. 根据实施方案1所述的控制系统，其特征在于，所述罩盖是由透明的聚合物材料形成的单一构件。

实施方案4. 根据实施方案2所述的控制系统，此外包含：

第一电路板，该第一电路板包括网络接口单元以执行与外部的系统的通讯；以及

第二电路板，该第二电路板与所述第一电路板连接并且包括至少一个传感器和至少一个处理单元以用于使用来自所述户外通讯系统的信息来执行计算。

实施方案5. 根据实施方案4所述的控制系统，其特征在于，所述第二电路板此外包括构造成指示所述控制系统的状态的多个发光二极管和构造成控制所述发光二极管的驱动器。

实施方案6. 根据实施方案5所述的控制系统，其特征在于，第二电路板构造成执行自动检测以检测是否所述户外通讯系统的驱动器包含0-10伏协议或数字化可寻址照明接口(DALI)接口。

实施方案7. 根据实施方案4所述的控制系统，此外包含：

配电板组件，该配电板组件包含：

功率接口，该功率接口包括继电器以用于与所述器材完成电路并且作为控制器运行以接通和断开所述户外通讯系统的所述器材。

实施方案8. 根据实施方案4所述的控制系统，此外包含：

基底部分，该基底部分包围所述控制系统的所述第一电路板、第二电路板和所述配电组件并且构造成牢固地装备到所述罩盖上。

实施方案9. 根据实施方案4所述的控制系统，其特征在于，所述第一电路板和所述第二电路板组合成单一的电路板。

实施方案10. 根据实施方案9所述的控制系统，其特征在于，所述单一的电路板和所述配电板组件形成在所述罩盖内的PCB叠层。

实施方案11. 根据实施方案1所述的控制系统，其特征在于，所述罩盖是半透明的和/或浅色的。

实施方案12. 一种用于户外通讯系统的控制系统的至少部分地透明地形成的罩盖，所述罩盖包含透明的有色的聚合物基材料，该材料构造成从容纳在罩盖中的无线节点传送信号穿过罩盖。

实施方案13. 根据实施方案12所述的罩盖，其特征在于，所述罩盖是由模制工艺形成的单一构件。

实施方案14. 根据实施方案12所述的罩盖，此外包含：

上部部分，该上部部分用于容纳：第一电路板，该第一电路板包括网络接口单元；和第二电路板，该第二电路板与所述第一电路板连接并且包括所述至少一个传感器和至少一个处理单元以使用来自所述户外通讯系统的信息以执行计算；

中部部分，该中部部分用于容纳配电板组件，该配电板组件构造成控制所述户外通讯系统的所述器材的接通和断开状态；以及

底部部分，该底部部分用于容纳将所述控制系统连接到所述户外通讯系统的连接器。

实施方案15. 一种用于在控制具有器材的户外通讯系统期间获得颜色外观的方法，其中控制系统安装到所述器材上，所述方法包含：

提供至少部分地透明地形成的罩盖，该罩盖用于容纳至少一个传感器以用于执行与所述户外通讯系统的感测；并且

通过传送信号穿过所述罩盖并且将所述控制系统无线地连接到所述户外通讯系统以接收和传送来自所述户外通讯系统的数据来执行周围环境感测和无线通讯。

实施方案16. 根据实施方案15所述的方法，此外包含：

提供包括网络接口单元的在所述罩盖内的第一电路板；并且

提供与所述第一电路板连接且包括所述至少一个传感器以执行感测的第二电路板。

实施方案17. 根据实施方案15所述的方法，此外包含：

经由在所述罩盖内的微控制器/处理单元控制所述户外通讯系统。

实施方案18. 根据实施方案17所述的方法，此外包含：

经由所述户外通讯系统的可选的无线数据源穿过所述罩盖接收来自所述户外通讯系统的数据。

实施方案19. 根据实施方案18所述的方法，其特征在于，所述无线数据源是RF源。

实施方案20. 根据实施方案19所述的方法，此外包含：

穿过所述罩盖与外部的系统通讯以用于获得周围环境感测数据以监视和控制所述户外通讯系统。

上述内容已经广泛地概述了应当解释为仅仅解释本公开的各种潜在的应用的各种实施例的方面和特征中的一些。其他的有益的结果能够通过以不同的方式应用公开的信息或通过组合公开的实施例的各种方面而获得。因此，其他的方面和更全面的理解可除由权利要求限定的范围以外通过参照结合附图对示例性的实施例进行的详细的描述获得。

附图说明

图1是示出了传统的户外照明系统的简图。

图2是示出了能够在一个或多个实施例内实施的用于户外照明系统的控制系统的简图。

图3A和3B是示出了能够在本发明的一个或多个实施例内实施的在图2中示出的控制系统的罩盖的简图。

图4是示出了能够在本发明的一个或多个实施例内实施的控制系统的详细的简图。

图5是示出了能够在本发明的一个或多个实施例内实施的当执行在控制系统和户外照明系统之间的感测和通讯时经由控制系统获得颜色外观的方法的流程图。

图6是示出了能够在本发明的一个或多个备选的实施例内实施的控制系统的详细的简图。

图仅仅为了示出优选的实施例的目的并且不应被解释为限制本公开。倘若图的下面的能够实现的描述，本公开的新颖的方面应当对于本领域的普通技术人员变得明显。该详细的描述使用数字符号和字母符号以意指在图中的特征。在图和描述中的相同的或相似的符号已经被使用以意指本发明的实施例的相同的或相似的部件。

具体实施方式

如需要的那样，在本文中公开了详细的实施例。必须理解的是公开的实施例仅仅是示例性的各种和备选的方式。如在本文中使用的那样，措词“示例性的”用于广泛地意指用作图解、范例、模型或模式的实施例。图不必按比例绘制并且一些特征可被放大或最小化以示出特别的构件的细节。

在其他的情形中，对于本领域的普通技术人员已知的众所周知的构件、系统、材料或方法为了避免使本公开晦涩难懂而未被详细地描述。因此，在本文中公开的特别的结构上的和功能上的细节不应被理解为起限制作用，而是仅仅作为用于权利要求的基础并且作为用于教导本领域的技术人员的代表性的基础。

如在上面注意的那样，实施例提供了控制系统，该控制系统包括罩盖，该罩盖包含到户外通讯系统(例如户外照明系统或交通控制系统)的无线节点。控制系统能够接收来自户外照明系统的照明器材的功率(power，有时称为电力)和数据二者。控制系统能够在现有的户外照明系统内实施并且提供感测和通讯能力例如用于在户外照明系统内的照明装置的远程监视和运行，获得公用能量测量数据并且执行照明装置的GPS绘图。

图2是示出了用于能够在一个或多个实施例内实施的户外照明系统200的控制系统的简图。户外照明系统200包括在照明器材230的顶部表面处的连接器或插头240，以及用于控制照明系统200的网络接口(web interface)和外部系统。根据一个或多个实施例，连接器或插头240能够为NEMA®插座、两芯(two-prong，有时称为两眼)或三芯插座(three-prong，有时称为三眼)或适合于在本文中阐明的目的的任何类型的连接器。

图3A和3B是示出了能够在本发明的一个或多个实施例内实施的在图2中示出的控制系统的罩盖的示意图。

图3A描绘了根据本发明的一个或多个实施例的安装到连接器或插头240的控制系统300。控制系统300能够由连接器或其他的接口单元连接。控制系统300包括罩盖310。

罩盖310可为完全透明的或至少部分地透明的。例如，罩盖310可为半透明的和/或浅色的。根据一个或多个实施例，透明的材料能够是透明的聚合物基材料。罩盖310能够看起来是黑色或其他颜色同时允许控制系统300的闪光LED(如在图4中描绘的那样)通讯并且允许在其中的光电传感器或节点运行。根据一个或多个实施例，罩盖310是能够包括窗口或凹口的单一元件，该窗口或凹口在制造期间在该单一元件中整体地形成，其是半透明的以允许在其中的光电传感器或节点运行。不同于在图1中示出的传统的壳体，本发明的单一罩盖310因此提供了防止在已经在制造期间一起密封的分离的构件之间的水进入的优点。

图3B示出了罩盖310的内部区域。内部区域包括上部部分310a、中部部分310b以及底部部分310c。上部部分310a容纳主电路板、光电传感器或节点以及LED。中部部分310容纳用于无线节点的微处理器/处理单元，并且下部部分310c包括用于将节点连接到照明器材230的触点和功率引脚(power pin)。用于控制系统300的构件的附加的细节将在下面参考图4被讨论。

如在图4中示出的那样，控制系统300包括罩盖310、以及包括网络接口单元(例如网络接口卡)以执行与外部的系统以及其他的构件的通讯的第一电路板320。第一电路板320还包括RF天线和用于其运行的联合电路系统。

控制系统300还包括第二电路板322(即主板或母板)，其包括用于执行周围环境感测的光电传感器，以及至少一个微处理器/处理单元以用于使用来自照明系统200的信息以执行计算。第二电路板322此外包括至少一个传感器和/或多个LED，和控制LED的驱动器。LED指示了控制系统300的状态，例如初始化、初始化错误、连接建立等等。第二电路板322能够执行自动检测以检测是否驱动器是0-10伏类型或数字化可寻址照明接口(DALI)接口。

如下面参考图6进一步讨论的那样，第一电路板320和第二电路板322能够根据一个或多个实施例组合成一个单一的板。

控制系统300此外包括能够包括微处理器/处理单元的配电板组件324。配电板组件324能够为功率接口，该功率接口包括继电器以为了与照明器材230一起完成电路并且作为照明控制器运行以接通或断开照明器材230。配电板组件324还能够将功率供给到照明系统200。配电板组件324能够为可选的构件并且节点能够从照明器材200的照明驱动器直接地接收功率。控制系统300还能够包括装载的(on board，有时称为集成的)微控制器/处理单元以及装载的GPS。

控制系统300此外包括例如以搭扣配合的方式牢固地装备到罩盖310的基底部分326。

提供了包括密封器件(即o型环)328和衬垫(即海绵衬垫)330在内的附加的构件以密封在控制系统300和照明器材230的外部连接器240之间的连接，如在图2中示出的那样。

此外，包括了功率引脚332和触点334以经由外部连接器240提供在照明器材230和控制系统300之间的电的连接。触点334能够包括USB以用于连接到外部传感器，以及其他的构件。控制系统300能够经由照明器材230的功率电路接收来自照明器材230的功率。

根据实施例，一个或多个传感器能够优选地包括用于获得外部感测数据的传感器，以用于监视系统本身。一个或多个传感器还能够除控制和监视照明系统200的功能和功率以外监视空气质量风速、天气条件、交通条件以及腐蚀和振动条件。本发明不限制于任何特别的传感器实施方式。

控制系统300能够根据本发明的备选的实施例经由无线数据源与照明系统200无线地通讯。无线数据源能够为无线电频率(RF)、蜂窝或任何其他类型的耐用的无线数据源。如果使用RF，备选地RF能够为将控制系统300无线地连接到照明器材230的无线功率源。控制系统300能够此外经由指定的无线数据电路与照明器材230无线地通讯。

控制系统300能够与至少一个外部的系统(例如计算机系统)处于无线通讯以用于获得感测数据以监视和控制户外照明系统200。控制系统300能够接收来自外部的系统的命令信号并且响应接收的命令信号传送感测数据。

图5是能够在本发明的一个或多个实施例内实施的经由控制系统获得颜色外观同时执行在控制系统和户外照明系统之间的感测和通讯的方法500的示例性的示图。方法500在运行510处开始，提供至少部分地透明地形成的罩盖以用于容纳至少一个传感器以执行与户外照明系统的感测和无线通讯。

方法继续到运行520，在该运行520中控制系统以物理的方式与照明器材连接。

在运行530处，通过传送信号穿过罩盖并且将控制系统无线地连接到户外照明系统以接收和传送来自户外照明系统的数据来执行周围环境感测和无线通讯，方法继续。

图6是示出了能够在本发明的一个或多个备选的实施例内实施的控制系统的详细的简图。在本发明的该实施例中，控制系统600类似于控制系统300除了该控制系统600能够以更紧凑的方式布置在照明器材230内。

如在图6中示出的那样，控制系统(即节点)600包括罩盖610以容纳PCB叠层，该PCB叠层包括类似于一起组合成一个电路板的第一电路板320和第二电路板322(如在图4中描绘的那样)的电路板620，该第一电路板包括网络接口单元(例如网络接口卡)以执行与外部的系统和其他的构件的通讯，以及联合的RF电路系统以用于运行根据一个或多个实施例能够布置在罩盖610的顶部的RF天线。板620还包括用于使用来自照明系统200的信息以执行计算的至少一个微处理器/处理单元和至少一个传感器和/或多个LED，以及控制LED的驱动器。

配电板组件630类似于配电板组件324(如在图3中描绘的那样)并且包括继电器以用于与照明器材230完成电路并且作为照明控制器运行以接通或断开照明器材230。配电板组件360还能够将功率供给到照明系统200。配电板组件324能够为可选的构件并且节点能够直接地从照明器材200的照明驱动器接收功率。另外，控制系统600包括通过连接器件例如螺钉直接地连接到照明器材230的基底壳体640。因此，在该实施例中不需要连接器(例如NEMA连接器)以执行在控制系统600和户外照明系统200之间的连接。

如在图6中此外示出的那样，电线650被用于简化在节点和照明器材230之间的电的连接。在电路板620和配电板组件630之间还提供了光电池670以执行周围环境感测。备选地，光电池670能够或者定位在板620或者定位在配电板组件630上。

罩盖610以搭扣配合或闭锁的方式牢固地装备到基底壳体640中，以为了完成控制系统600的外观。

本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例包括不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构要素，则它们意于处在权利要求的范围之内。