专利名称：分布式照明控制系统的制作方法
技术领域：
总体而言，本发明涉及照明系统，尤其涉及在电力线上进行照明控制数据通信的分布式模块化照明控制系统。
背景技术：
近年来，照明控制系统变得越来越普遍，即使它通常有很高的成本。传统的照明控制系统允许用户通过位于住宅/办公室建筑的中央地区远程控制照明单元的网络。该类型的照明系统可能包括分散在整个站点的多个控制站，并电耦合到多个控制模块和可编程中央控制单元(CCU)，其包括中央处理器，在存储器中保存所有的编程信息，并把来自整个家庭的控制站的按钮按压信息转换成适当的照明变化。CCU是相当昂贵的组件，并可能通过提供调制解调器以允许远程系统维护或对照明控制系统做改变。控制站是墙装小键盘，替代传统的照明开关和调光控制器。比如，在控制站上的按钮可以同时作为触发开关和调光开关，并可能具有存储器用于记忆上次使用的调光级别。控制模块执行电力负载的实际开关和调光，包括调光白炽灯，低压灯，荧光灯负载等。
安装传统的照明控制系统通常需要大量的重新布线并花费大量的时间和材料。数据通信通常在电力线上使用各种数据传输协议实现。对传统的照明控制系统而言，系统的可靠性仍是问题，即使在过去几年内该领域引入了大量的系统和通信改进措施。比如，在数据传输方面，CCU和控制模块的标识可能混淆，这样系统的可靠性就显著降低。
安装了照明控制系统之后，安装者必须配置并在使用前测试所有的系统组件，这通常是相当复杂、费时和费钱的过程。
另外，在电力线上操作典型的照明控制系统不为用户提供载波频率和/或传输功率级别的选择。载波频率的选择通常是防止意外的线上噪声源的第一道防线。用户也应该能够根据所在的住宅/办公室建筑的线阻调整发射功率级别。
因此，人们需要改善了的在电力线上通信照明控制数据的照明控制系统，该系统不使用中央处理器来监视和控制操作。该系统应该优选用分布式系统结构实施，即，每个控制模块具有独立于系统的其它组件的所有系统编程信息和处理能力来执行其功能。该类型的分布式照明系统将彻底改善整个系统的可靠性，降低系统成本，并提供给用户简单的安装和维护服务。另外，每个控制模块都可以在用户设定的许多载波频率和传输功率级别上操作。
发明内容
本发明满足上面的需求并指明了一种照明系统，包括多个分布于交流(AC)电力线上的控制模块，用于远程控制在建筑物中的电力负载，每个控制模块耦合到至少一个电力负载，每个控制模块能够独立地处理并与在交流电力线上的其它控制模块进行数据信号的通信，用于控制一个或一组电力负载，而无需中央处理器来协调照明控制操作。
多个控制模块中的至少一个包括处理器，通过数据总线耦合到该处理器的数据解码器，以及用于驱动调光器的装置。调光器驱动装置包括用于产生负载控制信号通过光隔离器以驱动调光器的调光器驱动器，以及电耦合到该交流电力线上的调光器。
该照明系统还包括用于驱动调光器驱动器的装置，包括电耦合到交流电力线上的用于产生整流电压信号的整流桥，耦合到整流桥用于接收整流电压信号的分压器，以及用于产生脉冲信号以输入到调光器驱动器的装置。该脉冲信号产生装置包括操作性耦合到分压器的比较器，以及操作性耦合到比较器的输出和调光器驱动器之间的电阻器。
该照明系统还包括用于对多个中的至少一个控制模块进行编程的装置。该编程装置包括操作性耦合到至少一个控制模块和计算机之间的编程模块，该计算机用于通过该可编程模块下载系统配置数据到至少一个控制模块。照明系统还包括用于评估数据传输命令的装置。该数据传输命令评估装置包括从计算机通过该编程模块下载到至少一个控制模块的供处理器使用的响应表，该响应表包括该至少一个控制模块的地址项以及负载地址项。
多个控制模块中的至少一个还包括专用集成电路(ASIC)，通过数据总线耦合到该处理器。该ASIC包括现场可编程门阵列(FPGA)，该FPGA包括调光器驱动器和数据解码器。
本发明还指明了一种照明系统，包括多个分布于建筑物中的交流(AC)电力线上的控制模块。每个控制模块具有至少一个控制开关和操作性耦合到至少一个控制开关的用于状态指示的至少一个发光二极管(LED)，每个控制模块能够独立地处理并与在交流电力线上的其它控制模块进行数据信号的通信，而无需中央处理器来协调照明控制操作。
多个控制模块中的至少一个包括处理器，通过数据总线耦合到该处理器的数据解码器，以及开关和操作性耦合到至少一个控制开关和至少一个LED之间的LED接口。
该照明系统还包括用于对多个控制模块中的至少一个进行编程的装置。该编程装置包括操作性耦合到至少一个控制模块和计算机之间的编程模块，该计算机用于通过该可编程模块下载系统配置数据到至少一个控制模块。
该照明系统还包括用于评估数据传输命令的装置。该数据传输命令评估装置包括从计算机通过该编程模块下载到至少一个控制模块的供处理器使用的响应表，该响应表包括该至少一个控制模块的地址项，至少一个控制开关的地址项以及至少一个LED的地址项。
多个控制模块中的至少一个还包括专用集成电路(ASIC)，通过数据总线耦合到该处理器。该ASIC包括现场可编程门阵列(FPGA)，该FPGA包括开关和LED接口以及数据解码器。
本发明还指明了一种照明系统，包括多个分布于交流(AC)电力线上的控制模块，用于远程控制建筑物中的电力负载。每个控制模块耦合到至少一个电力负载，并具有至少一个控制开关和操作性耦合到至少一个控制开关的用于状态指示的至少一个发光二极管(LED)，每个控制模块能够独立地处理并与在交流电力线上的其它控制模块进行数据信号的通信，用于控制一个或一组电力负载，而无需中央处理器来协调照明控制操作。
多个控制模块中的至少一个包括处理器，通过数据总线耦合到该处理器的数据解码器，开关和操作性耦合到至少一个控制开关和至少一个LED之间的LED接口，以及用于驱动调光器的装置。调光器驱动装置包括用于产生负载控制信号通过光隔离器以驱动调光器的调光器驱动器，电耦合到该交流电力线上的调光器。
该照明系统还包括用于驱动调光器驱动器的装置，其包括电耦合到交流电力线上的用于产生整流电压信号的整流桥，耦合到整流桥用于接收整流电压信号的分压器，以及用于产生脉冲信号以输入到调光器驱动器的装置。该脉冲信号产生装置包括操作性耦合到分压器的比较器以及操作性耦合到比较器的输出和调光器驱动器之间的电阻器。
该照明系统还包括用于对多个控制模块中的至少一个进行编程的装置。该编程装置包括操作性耦合到至少一个控制模块和计算机之间的编程模块，该计算机用于通过该编程模块下载系统配置数据到至少一个控制模块。
该照明系统还包括用于评估数据传输命令的装置。该数据传输命令评估装置包括从计算机通过该编程模块下载到至少一个控制模块的供处理器使用的响应表，该响应表包括该至少一个控制模块的地址项，至少一个控制开关的地址项，至少一个LED的地址项，以及负载地址项。
多个控制模块中的至少一个还包括专用集成电路(ASIC)，通过数据总线耦合到该处理器。该ASIC包括现场可编程门阵列(FPGA)，该FPGA包括调光器驱动器，数据解码器，以及开关和LED接口。
本发明进一步指明了一种控制模块，用于分布于建筑物中的交流(AC)电力线上的照明系统，该控制模块包括处理器；通过数据总线耦合到处理器的数据解码器；开关和操作性耦合到数据解码器的发光二极管(LED)接口；以及调光器驱动器，该控制模块电耦合到建筑物布线中并能够在分布式照明系统中独立地接收和发送通信信号。
根据本发明的一个方面，该控制模块还包括用于对控制模块进行编程的装置。该编程装置包括操作性耦合到控制模块和计算机之间的编程模块，该计算机用于通过该编程模块下载系统配置数据到控制模块。该控制模块还包括用于评估数据传输命令的装置。该数据传输命令评估装置包括从计算机通过该编程模块下载到控制模块的供处理器使用的响应表，该响应表包括该控制模块的地址项。
根据本发明的另一个方面，该控制模块还包括专用集成电路(ASIC)，通过数据总线耦合到该处理器。该ASIC包括现场可编程门阵列(FPGA)，该FPGA包括开关和LED接口，调光器驱动器，以及数据解码器。
本发明的这些以及其它方面可以通过参考附图以及下面对本发明优选实施例的详细描述而变得清晰。
图1是根据本发明的分布式照明系统的方框图；图2是根据本发明的分布式照明系统中使用的控制模块的方框图；图3是本发明的一个优选实施例的图表；图4是本发明的另一个优选实施例的图表；图5是本发明的又一个优选实施例的图表；图6是本发明的又一个优选实施例的图表；以及图7显示了用于本发明的响应文件/表格式。
具体实施例方式
下面，本发明的一些优选实施例将参照附图1-7加以详细描述。本发明的附加的实施例，特征和/或优势将从确切的描述中变得清楚或在本发明的实际应用中了解。
在图中没有使用比例尺画图，参考数字指示了本发明的不同特征，在整个附图和描述中同样的数字指明同样的特征。
下面的描述包含了到目前为止所思考的实施本发明的最佳方式。该描述不是为了限制，而只是出于描述本发明的总体原则的目的。
本发明指明了一种分布式照明系统8(图1)，用于在住宅/办公室建筑结构等的电力线上进行照明控制数据通信。本发明的照明系统8包括了集成的硬件，嵌入式固件，以及所设计的编程软件允许在60Hz电力线上有效发送和接收高频数据信号，用于远程控制电力负载，比如调光白炽灯，低压灯，荧光灯，电子镇流荧光灯、氖灯和冷阴极负载等。照明系统8包括多个控制模块，比如控制模块1，控制模块2，控制模块3，...控制模块N(其中N可以高达250，参见图1)分布在建筑物如住宅、商用办公楼等的各个不同位置的双相配电变压器的次级(参见图1的建筑物布线9)。每个控制模块连接到电力负载(参见如图1中的负载1，负载2，负载3，...负载N)并与其它控制模块相互通信以控制交流电力线上的一个或一组负载。这种类型的设置允许系统在最小或无需额外的重新布线情况下方便的对现有居所进行花样翻新。
根据本发明所使用的典型控制模块，用参照数字10加以引用，如图2所示，其包括专用集成电路(ASIC)12，包括现场可编程门阵列(FPGA)通过2比特宽的数据总线14电耦合到相对廉价的带有存储器18的处理器16。适合于本发明使用的现场可编程门阵列和处理器可以分别从比如位于加州San Jose的Xilinx公司以及荷兰的Philips Signetics，of Eindhoven公司购买。
如图2所进一步显示，ASIC 12包括操作性耦合到处理器16(通过数据总线14)，数字调光器驱动器22以及开关和LED接口24之间的数据解码器20。开关和LED接口24耦合到控制开关40和用于状态显示的发光二极管(LED)42之间。控制模块10包括四个控制开关(开关1-4)以及二极管42包括绿/黄LED 1，绿/黄LED 2，绿/黄LED 3，以及绿/黄LED 4。所有的开关和负载控制元件独立作用，并且基本控制模块类型包括墙装调光器，墙装继电器，吊顶调光器，吊顶继电器和插入式调光器。使用主机软件，在系统中的任何开关都可以编程用几种模式中的一种来控制任何负载或任何组负载，其模式包括触发，闪亮，调光，定时开，闪烁开，场景预设，主开，主关，主调光，主触发关。如果没有偏离本发明的意图和目的，那么也可以使用其它模块类型和/或操作模式。
调光器驱动器22产生负载控制信号，其通过标准的光隔离器26驱动传统的三端双向可控硅调光器28。光隔离器26包含砷化镓红外发光二极管操作性耦合到硅光三端双向可控硅开关，其安装在电绝缘的6端子(针)铅框架中，它可以从德克萨斯州达拉斯的德州仪器公司购买。整流桥32从交流线30获取电能并产生全波整流后的直流输出电压信号经过其正和负接线端(未示出)传送过分压器34。分压器34的电压输出经过传统的比较器38，其优选具有轻微负偏差，以便经过零点的线电压结合负偏差把比较器38的非反转针(未示出)拉到地线以下。过零电阻器36耦合到比较器38和ASIC 12的调光器驱动器22之间，以便在线电压每次过零时产生一个脉冲。该脉冲重新同步在调光器驱动器22中的数字计数器(未示出)，当计数器超时的时候将设置调光器驱动器输出到光隔离器26低点火该三端双向可控硅开关。处理器16给ASIC 12发信号通过选择ASIC 12中的适当的地址指明所需的调光级别，然后发送2字节的字进入缓存(未示出)，该字预先装载数字计数器以便计数。
根据本发明的优选实施例，所发明的照明控制系统不包含中央处理器来监视和协调系统的操作。相反，所发明的照明控制系统采用分布式体系结构实现，即，每个控制模块(或节点)包含在系统中独立执行其任务所需的所有的信息和处理能力(参见如图2中的处理器16)。本领域技术人员能够方便的认识到该分布式控制系统显著地改善了系统的可靠性，安装和维护更简便，从而降低了该系统的总成本。
由电工来安装所发明的照明控制系统包括许多步骤。比如，一个步骤涉及电工记录其序列号，每个控制模块的位置，以及每个控制模块在安装时将来要控制的负载的类型。每个控制模块都硬连线到指定的负载以便控制。另一个步骤是通过按压每个模块(站)的其中一个开关(比如，向上按钮—调光控制)测试负载，此时每个站都还没有编程而是作为独立单元而动作。在控制模块之间没有可能的通信。此后，插入编程模块(未示出)到系统中，并通过RS 232端口连接到计算机(PC)。该编程模块在电力线通信硬件和软件方面具有与控制模块10(图2)相同的基本结构，但是它没有调光器，没有开关，而是具有到位于PC中的编程软件的RS 232接口。编程模块的功能是简单的把通信从PC桥接到分布式控制模块。安装者(或使用者)然后装载主机软件到PC。该主机软件被用于在三个步骤中对系统编程。
第一个步骤用表格表示，其标识所有的系统组件，每个所安装的控制模块有一个行项，每个模块的序列号占一个列项，每个模块的描述性名称占一个列项，每个模块所控制的负载占一个列项，以及每个站(模块)的开关数量占一个列项。
第二个步骤用开关分配表来表示，其具有关于系统中每个开关和站的索引。负载被分配到每个开关。值得注意的是由于每个模块都硬连线到指定的负载，所以模块上的每个开关都可以通过编程控制该负载或系统中的任何负载。因此在开关和所控制的负载之间没有硬件的关联。另外，如图2所示，在控制模块中的调光对象没有系统附加到开关，除了向上开关按钮通常预先编程作为测试目的的调光器使用。所有负载分配的数据库因此而被创立来指明每个负载在特定开关被按压时应该如何动作。
主机编程装配的第三个步骤涉及通过编程模块下载数据到控制模块。比如，用户选择载波频率(如115kHz或131kHz)，并选择传输功率级别。具体而言，传输功率级别按照每个模块为基础进行优化设置。实际的下载包括三个阶段。第一个阶段包括赋予唯一的站编号和住宅编号到每个模块对应预先记录的(电工记录)模块的序列号。第二个阶段包括发送其配置文件到每个控制模块地址(通过编程模块和电力线)，该文件包括开关1，开关2等分别是什么类型的开关，最大/最小调光级别，调光渐弱速率。第三个阶段是下载响应文件(或表)到每个控制模块，其提供有关开关和对应的负载的信息，这是每个站需要知道的以便能响应来自另一个模块的通信。因此，每个控制模块(站)接收地址，配置文件和响应文件。需要握手信号来确保所有的站都正确配置。一旦第一个站确认了所接收的所有系统数据，主机软件就开始一个接一个配置其它的所有剩余站直到所有的系统信息被下载。此时，就可以关闭PC并从系统中拔去编程模块，系统就可以自己运行了。如果以后系统需要重新配置，就还需要按照上面描述的方式使用PC和编程模块。
根据本发明的另一个优选实施例，每个开关按压都可能激活一个到三个发射通过交流电力线30进行广播并被所有其它控制模块接收。由于所有的控制模块都必须倾听该广播，就不使用握手或其它确认信号来接收该发射。为了改善发射成功的广播到所有其它模块的概率，每次发射被重复一次作为包括比特误差计数的误差校验方案的一部分。比特误差计数是整个发射被废弃之前所允许的两次发射拷贝之间的误差数量。较低的数量减少了错误发射的概率，但是增加了丢失通信的可能性。该参数优选在每个模块的基础上对最佳适应性进行优化设置。有关在电力线上进行数据信号通信和误差检测机制的细节可以在名称为“电力线上的数据通信(DataCommunication Over Power Lines)”的美国专利申请中找到，与临时专利申请同时提交，两个专利申请具有相同的发明人并被转让给相同的受让人，其内容引用在此供参考。
特别的，当用户按压开关时，控制模块处理开关命令并产生系统范围的发射，它优选包含住宅编码(唯一标识控制模块所属的照明控制系统的16个住宅编码中的1个)，控制模块编号(标识250个可能的控制模块中正在发射的一个)，开关编号(可以是4个开关中的1个，图2)以及所预期的动作的类型。系统中每个其它的控制模块都接收该发射并执行一系列检查。第一个检查是确定所接收的住宅编码是否可用，即发射产生于系统的哪个部分。如果发射的住宅编码不是系统的一部分，就抛弃该发射，该模块维持其当前的状态。如果发射的住宅编码是系统的一部分，每个正在接收的控制模块就照着响应表(图7-响应表数据格式)检查发射模块和开关编号，确定控制模块对象(LED和负载)是否应该根据所接收的发射进行可能的状态改变。响应表是大约1000个字节长的字节表(1字节＝8比特)。系统中的每个模块和开关编号在表格中存在一个字节项。具体而言，接收模块取出发送模块(或站)编号，对其乘以4，然后加上所发送的编号来创建1/1000索引(唯一编号)，用于标识在响应表中的发射站和开关。最后四比特被用做标志以告诉接收模块四个可能的LED的每个是否连接到命令开关。如果没有连接，标志位的值就是“0”，LED就没有什么动作。如果有连接，标志位的值就是“1”，处理器(比如，图1的处理器16)将评估该命令动作并根据LED/开关的类型和所命令的动作设置LED。
类似的，负载对象使用表格字节的第一个4比特来确定其响应。具体而言，在接收模块的处理器检查表格字节的第一个4比特，检查该值是否为“0”。如果该值是0，接收模块就不考虑该发射，不产生响应。如果该值不是0，就在开关按钮按压和接收模块(或站)所控制的负载之间存在关联，因此对应的响应就必须产生以改变负载状态。
绝大部分动作除了第一个4比特具有非零值之外不需要进一步的信息就可以评估，但是如果出现所谓的“场景预设”命令动作，那么表格字节的第一个4比特是指向单独的场景预设表的指针，其包括命令预设调光器级别和渐弱时间。“场景预设”功能允许用户设置开关执行一个或一组负载以创建特定的照明场景。相反的情况也是可能的，即一个负载可以响应一个或任意数量的开关。场景预设表(表1)的例子如下表1-场景预设表
主机软件编译编程数据到上面描述的响应表，通过找到每个开关对象影响其表正被产生的模块中的负载。表格字节的第一个4比特对影响负载的每个开关地址而言保持为非零值。对每个有场景预设的控制开关，主机软件将递增该第一个4比特定义场景预设表的特定位置。因此，15个场景预设的最大值可以被赋予到单一负载。LED标志也在每个开关地址进行设置，其中指定的开关位置在表中，LED/开关所属的表，控制在该系统中的同一个负载。
本领域技术人员将认为该响应表的产生是相对直接的任务，由于该系统的结构允许所有的LED和负载状态可以仅根据命令动作和有关对象关联的命令开关的信息而独立作出决定。该类型的结构自动保持每个命令下LED和负载的状态的相互一致。显然，现有技术系统发射开关动作(比如，开关开，开关关)并记录该对象本身的最后状态(LED，开关和负载)，如果丢失了一个通信就会非常容易地失去同步。
图3描述了在本发明使用的基本开关类型、负载类型和开关动作的表格形式的例子。另外，显示了26比特通信设计。有关26比特通信设计的详细信息将在上面描述的同时提交的专利申请中找到。
在图4中以表格形式提供了所有可能的开关动作的详细图。如表所示，实际的发射动作(命令)依赖于开关被赋予的类型。命令还依赖于开关按压次数以及LED状态指示的开关的当前状态。下面是开关按压次数方案的简单描述1.LED关或黄色闪烁开关关(sd)当开关按压的瞬时就发射表中显示的编码。
在初始开关按压之后400ms开关仍处于关闭状态-表中显示的编码被发射。
开关开(su)，当开关被释放时发射就发生。
在初始开关按压之后400ms开关仍处于打开状态-发射被发送出去。
开关在12s内关闭指明动作编码被发送。
2.LED开开关关(sd)-当开关按压的瞬时就发射表中显示的编码。
在400ms之前开关仍处于打开状态-发射被发送出去。
在初始开关按压之后400ms开关仍处于关闭状态-表中显示的编码被发射。
开关开(su)-当开关被释放时发射就发生。
开关在12s内关闭指明动作编码被发送。
相关的负载动作在图5中详细显示(以表格形式)。大体上，负载动作是命令动作和被控制的负载类型(比如非调光器负载的调光器)的函数。
图6显示所有可能的LED动作，作为命令动作和与被控制的LED相关的开关类型(比如闪亮，调光器，场景预设)的函数。
上面提到的开关动作，负载动作和LED动作表都优选硬连线到每个控制模块，即该表驻留在模块固件中。另外，每个控制模块“倾听”并同时响应同样的命令，确保平滑而有效的系统操作。
根据本发明的另一个优选实施例，数据总线定时方案被采用以便最小化数据冲突，当大数据包在交流线30上发送时提供静默时间。比如站到站，以及全局编程模块到站的发射在下面表2中显示。
表2
编程模块到指定站发射(需要响应)显示在下面的表3表3
如果站丢失了一个发射，那么它将扭曲两个静默时期。这种设计将保证响应站有至少一个静默通信来与编程模块进行通信。
编程模块数据下栽到站(需要响应)的情况显示在下面的表4表4
“所有其它站”的静默时期确保关键的下载数据能够通过响应站。可编程模块的静默时间以及响应站给常规的系统操作留有清理的机会。这当在同一变压器分布上不止一个住宅时尤其重要。
该新颖的控制模块可以用作墙装站，吊顶模块或墙装模块。该分布式照明控制系统还可以包括接口桥(未示出)用于互联照明系统到其它系统比如烟探测器，安全系统等。该接口桥可以包括许多可编程输入，许多干燥触点继电器输出以及用于连接到PC或其它照明或AV(音频视频)系统的RS 232接口。
本领域的技术人员应该认识到其它组件和/或配置可以被使用到上面描述的实施例中，其前提是这些组件和/或配置不偏离本发明的目的和范围。
尽管本发明用有关优选实施例进行详细描述，但是应该认识到各种修改和变化可以应用到本发明中而不偏离本发明的范围或精神。比如，可以指定其它开关动作来控制HVAC(采暖和空调)或AV系统。其它负载动作可以与继电器相互锁定操作以控制用于帘子或屏幕的电动机。另外，象温度或照明级别等的数据能够被编码到发射中。因此在这个意义上，注意到本发明的实现并不限制于上面描述的应用是十分重要的。许多其它的应用和/或修改都可以应用到本发明，前提是它们不偏离本发明的意图目的。
本领域的技术人员应该认识到某个实施例所描述的特征可以被用于另一个实施例，从而为另一个实施例提供这样的特征而不是限制于上面描述的具体实施例。因此，本发明覆盖这些修改，实施例和变形只要它们与所附的权利要求及其等同物的范围一致。
权利要求
1.一种照明系统包括多个分布于交流(AC)电力线上的控制模块，用于远程控制在建筑物中的电力负载，每个控制模块耦合到至少一个所述电力负载，每个控制模块能够独立地处理并与在所述交流电力线上的其它控制模块进行数据信号的通信，用于控制一个或一组所述电力负载，而无需中央处理器来协调所述照明控制操作。
2.一种照明系统包括多个分布于建筑物中的交流(AC)电力线上的控制模块，每个控制模块具有至少一个控制开关和操作性耦合到所述至少一个控制开关的用于状态指示的至少一个发光二极管(LED)，每个控制模块能够独立地处理并与在所述交流电力线上的其它控制模块进行数据信号的通信，而无需中央处理器来协调所述照明控制操作。
3.一种照明系统包括多个分布于交流(AC)电力线上的控制模块，用于远程控制在建筑物中的电力负载，每个控制模块耦合到至少一个所述电力负载，并具有至少一个控制开关和操作性耦合到所述至少一个控制开关的用于状态指示的至少一个发光二极管(LED)，每个控制模块能够独立地处理并与在所述交流电力线上的其它控制模块进行数据信号的通信，用于控制一个或一组所述电力负载，而无需中央处理器来协调所述照明控制操作。
4.一种控制模块，用于建筑物中的分布于交流(AC)电力线上的照明系统，所述控制模块包括(a)处理器；(b)通过数据总线耦合到所述处理器的数据解码器；(c)开关和操作性耦合到所述数据解码器的发光二极管(LED)接口；以及(d)调光器驱动器，所述控制模块电耦合到建筑物布线中并能够在所述分布式照明系统中独立地接收和发送通信信号。
5.根据权利要求4所述的控制模块，还包括用于对所述控制模块进行编程的装置。
6.根据权利要求5所述的控制模块，其中，所述编程装置包括操作性耦合到所述控制模块和计算机之间的编程模块，所述计算机用于通过所述编程模块下载系统配置数据到所述控制模块。
7.根据权利要求6所述的控制模块，还包括用于评估数据传输命令的装置。
8.根据权利要求7所述的控制模块，其中，所述数据传输命令评估装置包括从所述计算机通过所述编程模块下载到所述控制模块的供所述处理器使用的响应表，所述响应表包括所述控制模块的地址项。
9.根据权利要求4所述的控制模块，还包括专用集成电路(ASIC)，通过所述数据总线耦合到所述处理器。
10.根据权利要求9所述的控制模块，其中，所述ASIC包括现场可编程门阵列(FPGA)，所述FPGA包括所述开关和LED接口，所述调光器驱动器和所述数据解码器。
11.根据权利要求1所述的照明系统，其中，所述多个控制模块中的至少一个包括处理器，通过数据总线耦合到所述处理器的数据解码器，以及用于驱动调光器的装置。
12.根据权利要求11所述的照明系统，其中，所述调光器驱动装置包括用于产生负载控制信号通过光隔离器以驱动所述调光器的调光器驱动器，所述调光器电耦合到所述交流电力线上。
13.根据权利要求12所述的照明系统，还包括用于驱动所述调光器驱动器的装置。
14.根据权利要求13所述的照明系统，其中，所述调光器驱动器驱动装置包括电耦合到所述交流电力线上的用于产生整流电压信号的整流桥，耦合到所述整流桥用于接收所述整流电压信号的分压器，以及用于产生脉冲信号以输入到所述调光器驱动器的装置。
15.根据权利要求14所述的照明系统，其中，所述脉冲信号产生装置包括操作性耦合到所述分压器的比较器，以及操作性耦合到所述比较器的输出和所述调光器驱动器之间的电阻器。
16.根据权利要求11所述的照明系统，还包括用于对所述多个控制模块中的至少一个进行编程的装置。
17.根据权利要求16所述的照明系统，其中，所述编程装置包括操作性耦合到所述至少一个控制模块和计算机之间的编程模块，所述计算机用于通过所述编程模块下载系统配置数据到所述至少一个控制模块。
18.根据权利要求17所述的照明系统，还包括用于评估数据传输命令的装置。
19.根据权利要求18所述的照明系统，其中，所述数据传输命令评估装置包括从所述计算机通过所述编程模块下载到所述至少一个控制模块的供所述处理器使用的响应表，所述响应表包括所述至少一个控制模块的地址项以及负载地址项。
20.根据权利要求12所述的照明系统，其中，所述多个控制模块中的至少一个还包括专用集成电路(ASIC)，通过所述数据总线耦合到所述处理器。
21.根据权利要求20所述的照明系统，其中，所述ASIC包括现场可编程门阵列(FPGA)，所述FPGA包括所述调光器驱动器和所述数据解码器。
22.根据权利要求2所述的照明系统，其中，所述多个控制模块中的至少一个包括处理器，通过数据总线耦合到所述处理器的数据解码器，以及开关和操作性耦合到至少一个控制开关和所述至少一个发光二极管之间的LED接口。
23.根据权利要求22所述的照明系统，还包括用于对所述多个控制模块中的至少一个进行编程的装置。
24.根据权利要求23所述的照明系统，其中，所述编程装置包括操作性耦合到所述至少一个控制模块和计算机之间的编程模块，所述计算机用于通过所述编程模块下载系统配置数据到所述至少一个控制模块。
25.根据权利要求24所述的照明系统，还包括用于评估数据传输命令的装置。
26.根据权利要求25所述的照明系统，其中，所述数据传输命令评估装置包括从所述计算机通过所述编程模块下载到所述至少一个控制模块的供所述处理器使用的响应表，所述响应表包括所述至少一个控制模块的地址项，所述至少一个控制开关的地址项以及所述至少一个LED的地址项。
27.根据权利要求22所述的照明系统，其中，所述多个控制模块中的至少一个还包括专用集成电路(ASIC)，通过所述数据总线耦合到所述处理器。
28.根据权利要求27所述的照明系统，其中，所述ASIC包括现场可编程门阵列(FPGA)，所述FPGA包括所述开关和LED接口以及所述数据解码器。
29.根据权利要求3所述的照明系统，其中，所述多个控制模块中的至少一个包括处理器，通过数据总线耦合到所述处理器的数据解码器，开关和操作性耦合到所述至少一个控制开关和所述至少一个LED之间的LED接口，以及用于驱动调光器的装置。
30.根据权利要求29所述的照明系统，其中，所述调光器驱动装置包括用于产生负载控制信号通过光隔离器以驱动所述调光器，所述调光器电耦合到所述交流电力线上。
31.根据权利要求30所述的照明系统，还包括用于驱动所述调光器驱动器的装置。
32.根据权利要求31所述的照明系统，其中，所述调光器驱动器驱动装置包括电耦合到所述交流电力线上的以产生整流电压信号的整流桥，耦合到所述整流桥用于接收所述整流电压信号的分压器，以及用于产生脉冲信号以输入到所述调光器驱动器的装置。
33.根据权利要求32所述的照明系统，其中，所述脉冲信号产生装置包括操作性耦合到所述分压器的比较器，以及操作性耦合到所述比较器的输出和所述调光器驱动器之间的电阻器。
34.根据权利要求29所述的照明系统，还包括用于对所述多个控制模块中的至少一个进行编程的装置。
35.根据权利要求34所述的照明系统，其中，所述编程装置包括操作性耦合到所述至少一个控制模块和计算机之间的编程模块，所述计算机用于通过所述编程模块下载系统配置数据到所述至少一个控制模块。
36.根据权利要求35所述的照明系统，还包括用于评估数据传输命令的装置。
37.根据权利要求36所述的照明系统，其中，所述数据传输命令评估装置包括从所述计算机通过所述编程模块下载到所述至少一个控制模块的供所述处理器使用的响应表，所述响应表包括所述至少一个控制模块的地址项，所述至少一个控制开关的地址项，所述至少一个LED的地址项以及负载地址项。
38.根据权利要求30所述的照明系统，其中，所述多个控制模块中的至少一个还包括专用集成电路(ASIC)，通过所述数据总线耦合到所述处理器。
39.根据权利要求38所述的照明系统，其中，所述ASIC包括现场可编程门阵列(FPGA)，所述FPGA包括所述调光器驱动器，所述数据解码器，以及所述开关和LED接口。
全文摘要
本发明披露了一种照明系统包括多个分布于交流电力线上的控制模块，用于远程控制在位宅/办公室建筑物中的照明。每个控制模块硬连线到电力负载并提供调光器和多达4个控制开关和用于状态指示的LED每个控制模块具有数据解码器，开关和LED接口，调光器驱动器以及带有存储器的处理器，用于独立地处理并与在交流电力线上的其它控制模块进行数据信号的通信，而无需中央处理器来协调照明控制操作。每个控制模块通过可编程模块和PC可以实现编程。下载到每个控制模块的系统数据包括唯一的地址，系统配置文件，以及用于评估系统发射命令的响应文件。每个控制开关可以通过编程来控制硬连线负载或系统中的其它任何负载。
文档编号H05B37/00GK1739317SQ01818173
公开日2006年2月22日 申请日期2001年10月26日 优先权日2000年10月26日
发明者罗伯特·W·德勒, 罗伯特·C·黑戈伊 申请人:互达奇照明系统公司