即时照明控制系统及即时照明控制方法与流程

文档序号:11710394阅读:258来源:国知局
即时照明控制系统及即时照明控制方法与流程

本发明是涉及照明控制,特别是涉及即时照明控制系统及即时照明控制方法。



背景技术:

现有的照明控制方式是于建物入口设置一组被动红外线传感器(passiveinfraredsensor,pir),并将被动红外线传感器连接至所有照明装置。

前述红外线传感器于检测用户进入时会触发一组触发信号至所有照明装置,以自动控制所有照明装置持续开启默认时间(如30秒)。

现有的照明控制方式存在以下缺点:当用户静止时,由于被动红外线传感器仅可检测移动物体,现有的照明控制方式并不会控制照明装置继续提供照明,而造成用户不便;现有的照明控制方式仅可同时控制室内空间所有照明装置开启,并无法依据用户的位置动态控制部分照明装置开启,而造成电力浪费。



技术实现要素:

生态系统(ecosystem)是指在一个特定环境内,相互作用的所有生物和此一环境的统称。此特定环境里的非生物因子(例如空气、水及土壤等)与其间的生物之间具交互作用,不断地进行物质的交换和能量的传递,并藉由物质流和能量流的连接,而形成一个整体,即称此为生态系统或生态系。

我们将系统称为无线智能感测与控制生态系统。各类无线模块(如:光传感器、红外线传感器、温湿度传感器、气体传感器、热数组传感器、继电器、模拟输入模块(ai,如地震仪)、数字输入(di,如异向磁阻(amr))、有线转无线(如串行端口数据转换)、模拟输出模块(ao,如阀)、数字输出(do,如开关)、及智能按钮,模拟为“生物”,彼此间通过无线网络链接并交换着所处空间的物理数据(如光、日照强度、红外线、超音波、无线电、微波、温度、湿度、气体、影像、热感应、水位、压力、方位、电力、流量(水/气体)、加速度、引力、声音(分贝)、静电、液位、非接触式感应等),且通过网关与云端连结。云端里会有服务器群,其上会有数个软件服务程序,会将来自网关的各类数据做分析、储存及回馈。

无线智能感测与控制生态系统内存在着各种不同网络系统,例如wi-fi、3g、lte、bluetooth、zigbee等,各网络系统间能够互相沟通,相互连动,使整个无线智能感测与控制生态系统能够运作于异质网络系统下,并可兼容各式网络架构的装置。

无线智能感测与控制的生态系统会依不同应用领域与不同的系统产生连动,例如城市安防、建筑管理系统、道路交通管理系统、环境及空气质量监测系统、水坝及农业自动化系统、智能住宅,进而达到提高效率、节能及智能化的目标。

本发明的主要目的,是在于提供生态系统中即时照明控制系统及即时照明控制方法,可依据用户所在位置自动控制位于用户附近的照明装置。

于一实施例中,本发明揭露一种即时照明控制系统,其特征在于,包括:

多个照明装置,设置于一室内空间的多个照明区域;

多个无线基地台,设置于该些照明区域,各该无线基地台分别连接相同的该照明区域中的该照明装置,持续发射一无线信号,并于收到一照明控制信号时控制所连接的该照明装置;及

一电脑装置,包括:

一定位模块,持续感测该些无线信号并依据该些无线信号及该些无线基地台的设置位置决定不同时间点的多个定位位置;及

一计算模块,连接该定位模块,依据一空间信息及已决定的该些定位位置选择该些照明区域的其中之一,并发射该照明控制信号至所选择的该照明区域中的该无线基地台,其中该空间信息记录有该些照明区域于该室内空间的分布信息。

优选地,各该无线基地台包括:

一低功耗通讯模块,使用一低功耗通讯协议连接该照明装置;及

一网络模块,持续发射该无线信号,并使用一网络协议连接该计算模块。

优选地,该定位模块是一行动装置,该计算模块是一服务器,并且该服务器使用该网络协议连接该定位模块。

优选地,该电脑装置是一行动装置。

优选地,该定位模块是依据至少三个该无线信号的信号强度及发出至少三个该无线信号的至少三台该无线基地台的设置位置动态决定该些定位位置。

优选地,该计算模块是依据该些照明区域于该室内空间的分布信息及已决定的该些定位位置决定一预测移动方向,依据该预测移动方向选择逐渐接近的该照明区域,并发射该照明控制信号至设置于逐渐接近的该照明区域的该无线基地台。

优选地,该计算模块依据该预测移动方向选择逐渐远离的至少一该照明区域,并发射该照明控制信号至设置于逐渐远离的该照明区域的该无线基地台。

优选地,该空间信息更记录有该些无线基地台及该些照明装置的一连接关系信息、各该照明装置的设置位置及该室内空间的一通道分布信息。

优选地,该计算模块是依据该通道分布信息自设置于所选择的该照明区域的多个该照明装置中选择其中之一,依据该连接关系信息识别连接所选择的该照明装置的该无线基地台,并发送该照明控制信号至所识别的该无线基地台。

优选地,其特征在于,该计算模块是依据该些照明区域于该室内空间的分布信息及已决定的该些定位位置使用一粒子群演算法来决定该预测移动方向。

优选地,其特征在于,该计算模块是依据已决定的该些定位位置计算该定位模块的一转向角度或一加速度,并依据该转向角度或该加速度决定该预测移动方向。

优选地,该计算模块是依据该预测移动方向计算一预测移动范围,并依据各该照明区域与该预测移动范围的一重叠比例选择该些照明区域的其中之一。

于一实施例中,本发明揭露一种即时照明控制方法,运用于一即时照明控制系统,该即时照明控制系统包括设置于一室内空间的多个照明区域的多个照明装置、设置于该些照明区域的多个无线基地台,以及一电脑装置,其特征在于,该即时照明控制方法包括:

a)该电脑装置持续感测该些无线基地台所发射的无线信号;

b)依据该些无线信号及该些无线基地台的设置位置决定不同时间点的多个定位位置;

c)依据一空间信息及已决定的该些定位位置选择该些照明区域的其中之一,其中该空间信息记录有该些照明区域于该室内空间的分布信息;及

d)发射该照明控制信号至设置于所选择的该照明区域的该无线基地台以控制连接该无线基地台的该照明装置。

优选地,其中该步骤b是依据至少三个该无线信号的信号强度及发出至少三个该无线信号的至少三台该无线基地台的设置位置动态决定该些定位位置。

优选地,该步骤c包括:

c1)依据该些照明区域于该室内空间的分布信息及已决定的该些定位位置决定一预测移动方向;及

c2)依据该预测移动方向选择逐渐接近的该照明区域。

优选地,该步骤d包括一步骤d1)发射该照明控制信号至设置于逐渐接近的该照明区域的该无线基地台。

优选地,该步骤c更包括一步骤c3)依据该预测移动方向选择逐渐远离的该照明区域。

优选地,该步骤d更包括一步骤d2)发射该照明控制信号至设置于逐渐远离的该照明区域的该无线基地台。

优选地,该空间信息更记录有该些无线基地台及该些照明装置的一连接关系信息、各该照明装置的设置位置及该室内空间的一通道分布信息。

优选地,该步骤d1包括:

d11)依据该通道分布信息自设置于所选择的该照明区域的该些照明装置中选择其中之一;

d12)依据该连接关系信息识别连接所选择的该照明装置的该无线基地台,并发送该照明控制信号至所识别的该无线基地台。

优选地,该步骤c1是依据该些照明区域于该室内空间的分布信息及已决定的该些定位位置使用一粒子群演算法来决定该预测移动方向。

优选地,该步骤c1是依据已决定的该些定位位置计算该定位模块的一转向角度或一加速度,并依据该转向角度或该加速度决定该预测移动方向。

优选地,该步骤c2是依据该预测移动方向计算一预测移动范围,并依据各该照明区域与该预测移动范围的一重叠比例选择该照明区域。

本发明可有效依据用户所在位置提供照明,而可避免浪费电力。

附图说明

图1a,为本发明一实施例的无线智能感测与控制生态系统架构图。

图1b为本发明一实施例的无线智能感测与控制生态系统的环境架构图。

图1c为本发明一实施例的流程示意图。

图1d为本发明另一实施例的流程示意图。

图1e为本发明另一实施例的流程示意图。

图1f为本发明另一实施例的流程示意图。

图1g为本发明另一实施例的流程示意图。

图1h为本发明另一实施例的流程示意图。

图2为本发明一实施例的即时照明控制系统的架构图。

图3为图2的照明装置的一架构图。

图4为图2的照明装置的另一架构图。

图5为图2的无线基地台的架构图。

图6为图2的电脑装置的架构图,

图7为本发明一实施例的即时照明控制方法的循序图。

图8为本发明另一实施例的即时照明控制系统的架构图。

图9为本发明另一实施例的即时照明控制方法的流程图。

图10为本发明另一实施例的即时照明控制方法的流程图。

图11为本发明另一实施例的即时照明控制方法的部分流程图。

图12a为本发明的即时照明控制的第一示意图。

图12b为本发明的即时照明控制的第二示意图。

图12c为本发明的即时照明控制的第三示意图。

图12d为本发明的即时照明控制的第四示意图。图12e为本发明的即时照明控制的第五示意图。其中,附图标记

1…无线智能感测与控制生态系统

10…无线装置

100…无线通信器

102…传感器

104…继电器

106…控制接口

108…有线至无线信号转换器

110…模拟输入模块

112…数字输入模块

114…模拟输出模块

116…数字输出模块

118…微控制器

12…无线基地台

120…电源

14…服务器

16…外部装置

160…第一网络

162…第二网络

164…第三网络164

2、4…即时照明控制系统

20…电脑装置

200、400…定位模块

202、402…计算模块

204…内存

206…人机接口

208…电脑程序

22、42、71-79…无线基地台

220…低功耗通讯模块

222…控制模块

224…网络模块

24、44、610-694…照明装置

240…低功耗通讯器

242…微控制器

244…照明模块

30、50…第一网络

32、52…第二网络

s1…室内空间

z1-z9…照明区域

p1-p5…位置

s100-s110…第一即时照明控制步骤

s20-s26…第二即时照明控制步骤

s300-s312…第三即时照明控制步骤

s40-s42…选择步骤

具体实施方式

兹就本发明的较佳实施例,配合图式,详细说明如后。

请同时参阅图1a及图1b,图1a为本发明一实施例的无线智能感测与控制生态系统架构图,图1b为本发明一实施例的无线智能感测与控制生态系统的环境架构图。

本实施例的无线智能感测与控制生态系统1(下称无线感测系统1)包括一或多个个无线装置10、一或多个个无线基地台12(如网关)及一或多个个服务器14(如服务器群或丛集系统)。无线装置10经由第一网络160无线连接无线基地台12,无线基地台12经由第二网络162连接服务器14。无线装置10的数量可依设置空间大小、用户需求或设置环境状况(例如不同楼层或装潢变化)而定。

更进一步地,全部或部分的无线装置10可经由第三网络164连接一或多个个外部装置16(如灯具、家电或门锁),并对所连接的外部装置16进行控制。

于一实施例中,第一网络160可为zigbee、z-wave、低功率蓝牙(bluetoothlowenergy)或其他低功率无线网络,第二网络162可为因特网、以太网络、行动网络(如3g(wcdma)或4g(lte-a))或wi-fi。第三网络164可为上述任一种有线/无线网络。

于一实施例中,多个无线装置10可经由第一网络160相互进行通讯,即各无线装置10可为无线感测网络中的节点。

无线感测系统1可更包括管理程序(图未标示),管理程序可安装于网关、服务器及/或连接上述装置的用户的电脑装置(图未标示)中。管理程序于被执行后可运行属于此设置空间的建置程序和电脑网页接口。网页接口用以接受用户操作并输出信息。建置程序于运行后可依据用户操作进行以下处理:设定无线基地台12与各无线装置10之间的网络链接、设定各无线装置10之间的空间布点状态、设定各无线基地台12及无线装置10之间的分群及分区域状态或产生配置文件。

无线基地台12可针对不同的无线装置10的特性,通过内部设定进行装置间的互相连动作用,亦可通过于云端的服务器14运行分析软件来进行数据分析运算,进而做到多种系统间连动作用。无线基地台12还可对无线装置10的各元件所生成或感测的数据进行分析,并于分析完毕后上传至服务器14,或者,无线基地台12不进行分析运算,而是直接上传服务器14来由服务器14负责分析运算。

此外,无线感测系统1的各装置所装载的软件或固件皆支持远程更新。

外部装置16可为但不限于各式灯、冰水主机、泵、空调箱、小型送风机、排风机、冷却水塔风机、全热交换器、香氛输出装置、交通信号灯、洒水器、除湿机、空气清净机或水清净机。

无线装置10可包括无线通信器100、传感器102、继电器104、控制接口106(如智能按钮)、有线至无线信号转换器108、模拟输入模块110、数字输入模块112、模拟输出模块114、数字输出模块116及电性连接上述元件的微控制器118。

无线通信器100可为但不限于zigbee、z-wave、wi-fi、bluetooth4.0的ble(bluetoothlowenergy)、3g(wcdma)、4g(lte-a)等类型的收发器。于一实施例中,无线通信器100内建有控制器。

传感器102可检测设置环境的状态,所检测内容包括但不限于光、日照强度、红外线、超音波、无线电、微波、温度、湿度、气体、影像、热感应、水位、压力、方位、电力、流量(如水或气体流量)、加速度、引力、声音(单位为分贝)、静电、液位、非接触式感应、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、悬浮微粒(如大小为pm2.5的悬浮微粒)浓度。

继电器104用以自动开/关所连接的装置。控制接口106可包括一或多个可设定特定功能的按钮。有线至无线信号转换器108可进行串行端口数据转换。

模拟输入模块110用以输入模拟信号(如模拟的外部装置16状态或地震仪所产生的模拟信号)至微控制器118。数字输入模块112用以输入数字信号(如数字的外部装置16状态或采用异向磁阻(amr)技术的数字信号)至微控制器118。模拟输出模块114用以输出模拟信号(如阀或变频器的模拟信号)至外部装置16。数字输出模块116用以输出数字信号(如开关的数字信号输出)至外部装置16。

微控制器118具基础运算能力,可自串行端口(图未标示)、模拟输入模块110、数字输入模块112或传感器102接收资料,并对所接收数据进行处理分析,并于处理分析完之后直接传送指令至外部装置16以进行控制。

上述的元件100-118可以分别为独立存在的组件,元件100-118内的任意数量的元件也可以互相结合而形成一复合式组件。

上述装置的实施态样仅为基本的实施范例,本发明当仍有许多不同装置态样,在不背离本发明精神及其实质的情况之下,熟悉本领域的技术人员当可根据上述所载的装置延伸各种相应的改变与变形,但相应的改变与变形都应属于本发明所揭露的技术特征。

续请同时参阅图1c至图1h,图1c为本发明一实施例的流程示意图,图1d为本发明另一实施例的流程示意图,图1e为本发明另一实施例的流程示意图,图1f为本发明另一实施例的流程示意图,图1g为本发明另一实施例的流程示意图,图1h为本发明另一实施例的流程示意图。

如图1c所示的实施例中,传感器102可将所感测的数据传送至微控制器118。微控制器118将所收到的数据处理成封包,并经由无线通信器100(通过无线基地台12)传送至服务器14以进行处理分析。

此外,微控制器118还可于对所收到的数据进行处理分析后,根据其固件的设定,直接发送对应的控制命令至外部装置16以进行控制,并经由无线通信器100回报服务器14处理结果。

如图1d所示的实施例中,微控制器118于经由无线通信器100(及无线基地台12)自服务器14收到控制信号封包后,可通过继电器104控制交流或直流的电源120,藉以控制外部装置16的启闭。

如图1e所示的实施例中,微控制器118经由模拟输入模块110或数字输入模块112自外部装置16读取数据,并将所读取数据处理成数据封包,并经由无线通信器100(及无线基地台12)传至服务器14以进行处理分析。

如图1f所示的实施例中,微控制器118经由有线至无线信号转换器108连接外部装置16。微控制器118于经由无线信号转换器108自外部装置16读取数据后,将所读取的数据处理为数据封包,并经由无线通信器100(及无线基地台12)传至服务器14以进行处理分析。

接着,微控制器118经由无线通信器100(及无线基地台12)自服务器14接收控制信号,并依据控制信号控制连接无线信号转换器108的外部装置16。

如图1g所示的实施例中,微控制器118读取控制接口106的状态,将所读取的状态处理成数据封包,并经由无线通信器100(及无线基地台12)传至服务器14以进行处理分析。接着,微控制器118经由无线通信器100(及无线基地台12)自服务器14接收控制信号,并依据控制信号控制对应的外部装置16(控制接口106的状态与外部装置16间的对应关系可事先以固件设定)。

或者,微控制器118可依据所读取的状态直接产生控制信号,并依据控制信号控制对应的外部装置16。

如图1h所示的实施例中,无线基地台12是包括全部或部分元件102-116。无线基地台12可对所包括的传感器102所感测的数据进行处理分析,再将处理分析的结果转成控制信号并送到欲控制的外部装置16(处理分析结果与外部装置16间的关系是事先设定),藉以控制外部装置16动作。

于一实施例中,无线基地台12或无线装置10可于平时将传感器102的即时数据及历史数据等环境信息定期写入服务器14的数据库(图未标示),以供服务器14进行数据分析与建模。

于一实施例中,服务器14可将传感器102的即时数据与模型进行比较,并将比较结果转成控制封包并传送至网络基地台12或经由无线通信器100传送至无线装置10。于收到控制封包后,无线基地台12或无线装置10的微控制器118可对所收到的控制封包进行处理,并依据处理结果控制连接模拟输出模块114或数字输出模块116的外部装置16。

藉由无线感测系统,本发明可以依不同应用领域与不同的系统产生连动,例如城市安防、建筑管理系统、道路交通管理系统、环境及空气质量监测系统、水坝及农业自动化系统、智能住宅,进而达到提高效率、节能及智能化的目标,上述实施态样仅为基本的实施范例,本发明当仍有许多实施态样,在不背离本发明精神及其实质的情况之下,熟悉本领域的技术人员当可根据上述所载的实施范例延伸各种相应的改变与变形,但相应实施态样的改变与变形都应属于本发明所揭露的技术特征。

于一实施例中,用户可使用程序或网页来调整无线感测系统。举例来说,用户可操作行动装置来运行建置程序,建置程序于被运行后可提供程序接口,用户可经由操作程序接口来调整无线感测系统,其流程如下:用户先至欲设置的设置空间,进行各实体装置和模块的摆设;使用建置程序设定远程遥控(remotetelemetryunit,rtu)服务器,建置程序的接口可包括设置空间的影像,以供用户辨识设置空间的环境以及摆设在设置空间内的各个实体的装置和模块;将装置、系统内各模块布点(位于设置空间的位置),使建置程序内的各装置和模块与实体的装置和模块产生连接,而供用户可通过操作建置程序来下达控制指令给实体的装置和模块;将系统内各模块分群分区域(区域控制用),以便按照不同区域的需求而控制装置进行不同动作;将上述动作存成配置文件供远程遥控使用。

于另一例子中,用户可操作行动装置来加载网页以调整无线感测系统。具体而言,行动装置来加载网页后可显示网页接口,以供用户通过网页接口于网络上查看各传感器102的状态或发送指令来控制各装置。

各装置和模块的软件或固件皆能通过建置程序或网页操作来进行在线更新,以改变各装置和模块的配置文件,藉此,各装置和模块能配合即时状况和不同需求而做出对应的动作。

上述流程、程序和网页接口的实施态样仅为基本的实施范例,本发明当仍有许多不同的流程、程序和网页接口态样,在不背离本发明精神及其实质的情况之下,熟悉本领域的技术人员当可根据上述所载的流程、程序和网页接口延伸各种相应的改变与变形,但相应的改变与变形都应属于本发明所揭露的技术特征。

本发明更基于上述技术提出一种即时照明控制系统,可依据用户所在位置自动控制位于用户附近的照明装置。

续请同时参阅图2至图6,图2为本发明一实施例的即时照明控制系统的架构图,图3为图2的照明装置的一架构图,图4为图2的照明装置的另一架构图,图5为图2的无线基地台的架构图,图6为图2的电脑装置的架构图。

如图2所示,即时照明控制系统2主要包括电脑装置20、多个无线基地台22及多个照明装置24(图2是以两个无线基地台22及四个照明装置24为例)。

多个照明装置24分别设置于室内空间的多个照明区域(如图12a所示的室内空间s1的多个照明区域z1-z9)。各照明装置24的架构是与图1a所示的无线装置10相似,以下仅针对不同之处进行说明。

于图3所示的实施例中,各照明装置24包括低功耗通讯器240、照明模块244(如led模块)及电性连接上述元件的微控制器242。低功耗通讯器240用以连接第一网络30,并经由第一网络30与设置于相同照明区域的无线基地台22进行通讯。照明模块244用以提供照明,微控制器242用以控制照明装置24。于本实施例中,照明装置24可为但不限于智能型灯泡。

于图4所示的实施例中,各照明装置24并未内建照明模块244,而是经由外接方式来连接外部的照明模块244。藉此,于照明模块244故障时用户仅需更换便宜的照明模块244,不需对整组照明装置24进行更换,而可有效降低维护成本。并且,用户还可依需求弹性选择不同照度的照明模块244来加以安装,而可提多更佳的照明选择。于本实施例中,照明装置24可为但不限于智能型灯座。

多个无线基地台22分别设置于前述多个照明区域中,并可发射用以进行定位的无线信号。前述无线信号可为无线射频信号、声波信号、水波信号、电波信号、磁力波信号或其他会随距离变化(如强度衰减、重量改变、压力改变、长度改变、视觉改变、气味浓度改变、颜色深度改变或亮度改变)的信号,而使得收到前述无线信号的装置(如电脑装置20)可依据无线信号的变化量来计算与各无线基地台22间的距离。各无线基地台22的架构是与图1a所示的无线基地台12相似,以下仅针对不同之处进行说明。

于图5所示的实施例中,各无线基地台22包括低功耗通讯模块220、网络模块224及电性连接上述元件的控制模块222。

低功耗通讯模块220具有网关功能,而可于所在的照明区域中建立第一网络30,并经由第一网络30连接设置于相同照明区域的照明装置24。

更进一步地,低功耗通讯模块220与照明装置24的低功耗通讯器240为同类型的网络装置(即低功耗通讯模块220与低功耗通讯器240可使用相同的低功耗通讯协议进行通讯)。

网络模块224用以发射无线信号,并可经由第二网络32连接电脑装置20。具体而言,网络模块224具有无线存取点(accesspoint,ap)功能,而可建立第二网络32,并经由第二网络32连接电脑装置30。

控制模块222用以控制无线基地台22。具体而言,于经由低功耗通讯模块220及第一网络30连接照明装置24(图2是以连接两个照明装置24为例)后,控制模块222可对所连接的照明装置24进行控制(如启闭照明装置24、调整照明装置24的亮度或取得照明装置24的当前状态)。于经由网络模块224及第二网络32连接电脑装置20后,控制模块222可自电脑装置20接收照明控制信号,并依据照明控制信号的内容控制照明装置24。

较佳地,无线基地台22所发射的无线信号是特定频段的无线射频信号并符合ieee802.11标准(如2.4ghz或5ghz的wi-fi信号)。并且,控制模块222是取得用户预先设定的服务集辨识符(servicesetidentifier,ssid)及/或网络模块224的硬件地址(mediaaccesscontroladdress,macaddress),将ssid及/或macaddress封装为封包数据并传送至网络模块224。网络模块224将所收到的封包数据转换为前述无线信号并对外发送。

由于ssid与macaddress可用来建立无线网络联机,本实施例的无线信号可同时具有定位及建立网络联机功能。

电脑装置20(如个记本电脑、平板装置、智能型手机、穿戴式装置或其他行动装置)由用户所持有。于图6所示的实施例中,电脑装置20包括定位模块200及计算模块202,而可经由无线基地台22对照明装置24进行即时照明控制。电脑装置20还包括内存204及人机接口206(如触控屏幕、显示器、按键或上述任意组合)。并且,计算模块202(于本实施例可例如为中央处理器)是电性连接定位模块200(于本实施例中可例如为网络装置)、内存204及人机接口206。

并且,定位模块200与无线基地台的网络模块224为同类型的网络装置(即定位模块200与网络模块224可使用相同的网络协议进行通讯)。

于一实施例中,第一网络30是低功率蓝牙(bluetoothlowenergy,ble)网络、zigbee网络、z-wave网络、光通讯网络、音波通讯网络或其他具有低功耗或短距离传输特点的网络。低功耗通讯器240及低功耗通讯模块220是支持上述任一网络类型的收发器。第二网络32是因特网(internet)、以太网络(ethernet)、wi-fi网络、行动网络(如3g行动网络或4g行动网络)或其他具有高速传输或长距离传输特点的网络,网络模块224及定位模块200是支持上述任一网络类型的收发器。

续请一并参阅图7,为本发明一实施例的即时照明控制方法的循序图,用以说明即时照明控制系统2如何进行即时照明控制。具体而言,电脑装置20的内存204进一步储存有电脑程序208(如遥控应用程序或网页应用程序),电脑程序208于被执行后可控制电脑装置20执行以下述操作。

于进行即时控制前,用户可先将室内空间坐标化,并将各无线基地台22于室内空间中的设置位置(设置位置可以坐标值表示)储存于内存(如内存204或定位模块200的内存)。并且,用户还可将多个照明区域于室内空间的分布信息记录为空间信息,并将空间信息储存于内存(如内存204或定位模块200的内存)。

于进行即时照明控制时,各无线基地台22是持续或间续地广播用来进行定位的无线信号(步骤s100)。

接着,定位模块200持续感测周遭的无线信号,并于感测到无线信号时读取发射所收到的无线信号的无线基地台22的设置位置,并依据无线信号的信号强度(如已接收信号强度指针(receivedsignalstrengthindicator,rssi)值)及无线基地台22的设置位置来决定一组定位位置(步骤s102)。

于一实施例中,定位模块200是依据rssi值,使用预存的信号衰弱模型的算法来将rssi值转换为实际距离。并依据实际距离及发射所接收的无线信号的无线基地台22的设置位置决定定位位置。

于一实施例中,定位模块200是感测周遭的至少三个无线信号、依据至少三个无线信号的信号强度及发出前述无线信号的至少三台无线基地台22的设置位置来动态决定前述定位位置(如使用三点定位技术来决定前述定位位置)。

接着,定位模块200发送所决定的定位位置至计算模块202(步骤s104)。

于一实施例中,定位模块200是持续感测无线信号,以持续或间续地决定定位模块200于不同时间点的定位位置,并持续发送所决定的定位位置至计算模块202。

接着,计算模块202依据预存的空间信息及已决定的多个定位位置选择多个照明区域的其中之一(步骤s106)。

于一实施例中,计算模块202是依据分布信息及已决定的多个定位位置决定预测移动方向(即预测用户接下来的移动方向),依据预测移动方向选择逐渐接近的照明区域及/或逐渐远离的照明区域。

于一实施例中,计算模块202是依据各照明区域于室内空间的分布信息及已决定的多个定位位置使用粒子群演算法(particleswarmoptimization,pso)来决定预测移动方向。

于一实施例中,计算模块202是依据已决定的多个定位位置计算定位模块200的转向角度或加速度,并依据转向角度或加速度决定预测移动方向。

于一实施例中,计算模块202是依据预测移动方向计算预测移动范围,并依据各照明区域与预测移动范围的重叠比例选择多个照明区域的其中之一。

接着,计算模块202识别设置于所选择的照明区域的无线基地台22,并发射一组照明控制信号至此无线基地台22(步骤s108)。

于一实施例中,计算模块202是发射用以提升或开启照明的照明控制信号至设置于逐渐接近的照明区域的无线基地台22,并发射用以降低或关闭照明的照明控制信号至设置于逐渐远离的照明区域的无线基地台22。

于一实施例中,前述空间信息更记录有多个无线基地台22及多个照明装置24的连接关系信息、各照明装置24的设置位置及室内空间的通道分布信息。计算模块202是依据通道分布信息自设置于所选择的照明区域的多个照明装置24中选择其中之一,依据连接关系信息识别连接所选择的照明装置24的无线基地台22,并发送照明控制信号至所识别的无线基地台22。

最后,无线基地台22于收到前述照明控制信号后,可依据此照明控制信号控制对应的照明装置24(步骤s110)。

藉此,本发明可有效依据用户所在位置控制照明,而可提供适当照明,并避免浪费电力。

续请参阅图8,为本发明另一实施例的即时照明控制系统的架构图。本实施例的即时照明控制系统4、定位模块400、计算模块402、无线基地台42、照明装置44、第一网络50及第二网络52是分别与图2的即时照明控制系统2、定位模块200、计算模块202、无线基地台22、照明装置24、第一网络30及第二网络32相同或相似,以下仅针对不同之处进行说明。

于本实施例中,计算模块402(如服务器,其可与图1所示的服务器14相同或相似)及定位模块400(如个记本电脑、平板装置、智能型手机、穿戴式装置或其他行动装置)是分开设置的(计算模块402设置于云端,定位模块400由用户持有)并经由第二网络52连接。

于本实施例中,计算模块402、定位模块400及无线基地台42的网络模块是使用相同的网络协议来进行通讯。

本发明经由以云端运算方式来实现计算模块402,可有效降低用户持有的定位模块400的运算资源使用量,而使本发明可适用于更多低阶的电脑装置。

续请参阅图9,为本发明另一实施例的即时照明控制方法的流程图。本发明各实施例的即时照明控制方法可使用图2所示的即时照明控制系统2或图8所示的即时照明控制系统4来加以实现。为方便说明,以下将以使用图2所示的即时照明控制系统2为例进行说明。

首先,定位模块200持续感测周围的无线基地台22所发射的无线信号(步骤s20),并依据感测到的多个无线信号及发射所感测到的多个无线信号的多个无线基地台22的设置位置决定不同时间点的多个定位位置,并传送所决定的多个定位位置至计算模块202(步骤s22)。

值得一提的是,由于定位模块200为网络装置,可于未建立联机的情况下直接对周围同类型的其他网络装置(即无线基地台22)进行扫描,并可对其他网络装置所发射的无线信号的信号强度进行感测。

以定位模块200是wi-fi网络模块,无线基地台22为具有wi-fi无线存取点(ap)为例。定位模块200可直接对周围的无线基地台22所发射的无线信号进行扫描,而可于不与无线基地台22建立联机的情况下取得此无线基地台22所发射的无线信号的信号强度。

并且,由于无线信号中包括无线基地台22的ssid及/或macaddress,定位模块200可依据前述ssid及/或macaddress来识别此无线基地台22以读取此无线基地台22的设置位置。

本发明由于不须建立联机,可使定位模块200快速且同时对多个无线基地台22的无线信号进行扫描,而可有效提升定位速度。

接着,计算模块202依据空间信息及所收到的多个定位位置选择多个照明区域的其中之一(步骤s24)。

最后,计算模块202发射照明控制信号至设置于所选择的照明区域的无线基地台22以控制连接此无线基地台22的照明装置24(步骤s26)。

续请参阅图10,为本发明另一实施例的即时照明控制方法的流程图。

首先,定位模块200持续感测周围的无线基地台22所发射的无线信号(步骤s300),并依据多个无线信号及对应的多个无线基地台22的设置位置决定不同时间点的多个定位位置,并传送所决定的多个定位位置至计算模块202(步骤s302)。

接着,计算模块202依据多个照明区域于室内空间的分布信息及已决定的多个定位位置决定预测移动方向(步骤s304)。

于一实施例中,计算模块202依据多个照明区域于室内空间的分布信息及已决定的多个定位位置使用粒子群演算法来决定预测移动方向。

于一实施例中,计算模块202依据已决定的多个定位位置计算用户持有的定位模块200的转向角度或加速度,并依据转向角度或加速度决定预测移动方向。

值得一提的是,计算模块202可使用下述式(一)来计算定位模块200的加速度。

其中,a为加速度,s为位移,v0为初速,t为时间。

具体而言,于步行移动过程中,大部分用户会不自觉地依据预定的移动方向(如于路口右转、左转或直线前进)于到达路口前先改变移动方向、移动速度或身体转向角度。因此,本实施例经由检测定位模块200的转向角度或加速度(对应用户的转向角度或加速度),可有效地预测用户于下一路口的移动方向。

以判断用户是否于下一路口转向(如右转)为例,于到达路口前,用户往往会大幅降低移动速度(即加速度为负值,且绝对值较大)以避免于路口碰撞其他用户。并且,于到达路口前,用户会习惯性地将身体转向欲转弯的方向(如右边)以观察路口右方状况,或使其移动方向开始偏向欲转弯的方向(如偏右行走)。因此,当判断用户位置接近路口且检测到前述特征时,计算模块202可判定用户欲于下一路口转向,并可决定转向方向(即预测移动方向)。

以检测用户是否于下一路口直线前进为例,于到达路口前,用户仅会小幅降低移动速度(即加速度为负值且绝对值较小),其身体不会转向,移动方向也不会偏向。因此,当判断用户位置接近路口且检测到前述特征时,计算模块202可判定用户欲于下一路口直线前进(即预测移动方向)。

以用户进入会议室为例,于到达会议室入口前,用户会大幅降低移动速度以避免碰撞会议室入口。并且,于到达会议室入口前,用户还会习惯性地将身体转向会议室入口的方向,或使其移动方向开始偏向会议室入口方向。因此,当判断用户位置接近会议室入口且检测到前述特征时,计算模块202可判定用户欲进入会议室,而可决定预测移动方向。

接着,计算模块202依据多个照明区域于室内空间的分布信息及所决定的预测移动方向选择逐渐接近的照明区域(步骤s306),即计算用户依据前述预测移动方向移动时可能会进入的照明区域。

接着,计算模块202还可依据分布信息及预测移动方向选择用户逐渐远离的照明区域(步骤s308),即计算用户依据前述预测移动方向移动时可能会离开的照明区域。

接着,计算模块202产生一组照明控制信号,并发射此照明控制信号至设置于逐渐接近的照明区域的无线基地台22(步骤s310),其中前述照明控制信号是用以控制特定照明装置24提升照度或开始提供照明。

具体而言,空间信息更记录有室内空间的通道分布信息,计算模块202依据前述分布信息、通道分布信息及多个无线基地台22的设置位置来决定欲控制的无线基地台22,并发射照明控制信号至此无线基地台22。无线基地台22依据所收到的照明控制信号来控制设置于相同照明区域的特定照明装置24(如经由发射控制信号至特定照明装置24),以提升所在的照明区域的照度或开始提供照明。

此外,计算模块202还可产生另一组照明控制信号,并发射此照明控制信号至设置于逐渐远离的照明区域的无线基地台22(步骤s312),其中前述照明控制信号是用以控制特定照明装置24降低照度或停止提供照明。

具体而言,计算模块202依据前述分布信息、通道分布信息及多个无线基地台22的设置位置来决定欲控制的无线基地台22,并发射照明控制信号至此无线基地台22。无线基地台22依据所收到的照明控制信号来控制设置于相同照明区域的特定照明装置24,以降低所在的照明区域的照度或停止提供照明。

值得一提的是,步骤s308、s312非为本实施例的必要步骤,而可被省略不执行。

于一实施例中,无线基地台22是于未再次收到有关特定照明装置24的照明控制信号时,关闭特定照明装置24。

于一实施例中,照明装置24内建一组定时器,并可于计时预设时间(如10秒)经过且未再次受到无线基地台22的控制(如未收到提升照明的控制信号)时,自动停止提供照明或关闭。

本发明经由预测用户的移动方向来自动提升用户即将进入的照明区域的照明,可使用户随时获得充足照明,而可提供极佳的用户体验。并且,本发明经由预测用户的移动方向来自动降低用户即将离开的照明区域的照明,可于提供充足照明的情况下有效节电。

续请一并参阅图9及图11,图11为本发明另一实施例的即时照明控制方法的部分流程图。于本实施例中,空间信息更记录有多个无线基地台22及多个照明装置24的连接关系信息、各照明装置24的于室内空间中的设置位置(可以坐标表示)及室内空间的通道分布信息(即用户可通行的范围)。

本实施例与图9所示的实施例差异在于,本实施例的步骤s24更包括以下步骤。

步骤s40:计算模块202依据通道分布信息自设置于所选择的照明区域的多个照明装置24中选择其中之一。

步骤s42:计算模块202依据连接关系信息识别连接所选择的照明装置24的无线基地台22,并发送照明控制信号至所识别的无线基地台22,其中前述照明控制信号是用以控制特定照明装置24降低照度或停止提供照明,或用以控制特定照明装置24提升照度或开始提供照明。

续请一并参阅图12a至图12e,图12a为本发明的即时照明控制的第一示意图,图12b为本发明的即时照明控制的第二示意图,图12c为本发明的即时照明控制的第三示意图,图12d为本发明的即时照明控制的第四示意图,图12e为本发明的即时照明控制的第五示意图。

首先说明如何架设即时照明控制环境。如图12a所示,于已安装多个无线基地台71-79及多个照明装置610-694至室内空间s1后,用户可先使用管理程序或建置程序对室内空间s1的平面图(包括通道分布信息)进行处理来将室内空间s1坐标化为x-y坐标系。

较佳地,此x-y坐标系是以室内空间s1左上角为原点,往右为x轴正向,往下为y轴正向。上述规划方式可使x-y坐标排列方式与矩阵的索引排列方式一致,而有利于程序化及简化计算复杂度。

接着,用户可设定各无线基地台71-79及各照明装置610-694的设置位置(即坐标值),并可设定所有无线基地台71-79及照明装置610-694间的连接关系信息(即使任一照明装置610-694皆连接至一组无线基地台71-79,并受其控制)。

接着,用户可将室内空间s1划分为多个照明区域z1-z9,各照明区域z1-z9中设置有至少一组无线基地台71-79,而可单独或联合控制此照明区域z1-z9中所有照明装置610-694。

于本例子中,照明区域z1中的无线基地台71可控制同照明区域的照明装置610-615;照明区域z2中的无线基地台72可控制同照明区域的照明装置620-623;照明区域z3中的无线基地台73可控制同照明区域的照明装置630-633;照明区域z4中的无线基地台74可控制同照明区域的照明装置640-647;照明区域z5中的无线基地台75可控制同照明区域的照明装置650-656;照明区域z6中的无线基地台76可控制同照明区域的照明装置660-662;照明区域z7中的无线基地台77可控制同照明区域的照明装置670-675;照明区域z8中的无线基地台78可控制同照明区域的照明装置680-683;照明区域z9中的无线基地台79可控制同照明区域的照明装置690-694。

最后,用户可将坐标化后的室内空间s1的平面图、各无线基地台71-79及各照明装置610-694的设置位置、照明区域z1-z9于室内空间s1的分布信息及无线基地台71-79与照明装置610-694的连接关系信息封装为空间信息,并储存于电脑装置2中。

于进行即时照明控制前,用户可先致能电脑装置20的定位模块200(于本例子中,电脑装置20是智能型手机并由用户所持有,定位模块200是wi-fi网络模块),以使定位模块200对无线基地台71-79所持续发射的无线信号进行感测。

如图12a所示,于用户自位置p1移动至位置p2期间,电脑装置2持续感测邻近的无线基地台77-79所发射的无线信号、持续判断无线信号的信号强度,并持续决定用户于移动期间的多个定位位置(坐标值)。接着,电脑装置2依据所决定的多个定位位置决定预测移动方向,并依据此预测移动方向判断用户即将前往照明区域z8、z5,并判断用户未来需要照明装置680-683、656提供照明。

接着,电脑装置2连接并发送照明控制信号至无线基地台78以使无线基地台78控制照明装置680-683提供照明,并且连接并发送照明控制信号至无线基地台75以使无线基地台75控制照明装置656提供照明。

接着,如图12b所示,于用户自位置p2移动至位置p3期间,电脑装置2持续感测并判断邻近的无线基地台75-79所发射的无线信号的信号强度,以持续决定用户于移动期间的多个定位位置。接着,电脑装置2依据所决定的多个定位位置决定预测移动方向,并依据此预测移动方向判断用户即将前往照明区域z2,并判断用户未来除了已提供照明的照明装置656、680-683外,还需要照明装置652、623进一步提供照明。

值得一提的是,虽然照明装置620、622、650、651安装于用户所在的照明区域z5与即将前往的照明区域z2中,但电脑装置2可依据通道分布信息得知照明装置620、622、650、651与用户当前的定位位置非属同一通道,即便开启亦无法有效提供照明,而可选择不控制照明装置620、622、650、651。

并且,虽然照明装置653-655、621安装于用户所在的照明区域z5与即将前往的照明区域z2中且与用户当前的定位位置属于相同通道,电脑装置2可判断照明装置653-655、621与用户当前定位位置距离过远(即超出预设距离,如5公尺),即便开启亦无法有效提供照明,而可选择不控制照明装置653-655、621。

接着,电脑装置2连接并发送照明控制信号至无线基地台75以使无线基地台75控制照明装置652提供照明,连接并发送照明控制信号至无线基地台72以使无线基地台72控制照明装置623提供照明。

接着,如图12c所示,于用户自位置p3移动至位置p4期间,电脑装置2持续感测并判断邻近的无线基地台71、72、74、75、76所发射的无线信号的信号强度,以持续决定用户于移动期间的多个定位位置。接着,电脑装置2依据所决定的多个定位位置决定预测移动方向,并依据此预测移动方向判断用户即将前往照明区域z2并可能进入照明区域z1,而判断用户未来除了已提供照明的照明装置623、652、656外,还需要照明装置614、622、650、651进一步提供照明。

并且,电脑装置2还可进一步判断用户即将远离照明区域z8,而不再需要照明装置680-683的照明。

接着,电脑装置2连接并发送照明控制信号至无线基地台71以使无线基地台71控制照明装置614提供照明,连接并发送照明控制信号至无线基地台72以使无线基地台72控制照明装置622提供照明,连接并发送照明控制信号至无线基地台75以使无线基地台75控制照明装置650-651提供照明。并且,电脑装置2连接并发送照明控制信号至无线基地台78以使无线基地台78控制照明装置680-683停止提供照明。

接着,如图12d所示,于用户自位置p4移动至位置p5期间,电脑装置2持续感测并判断邻近的无线基地台71、72、75所发射的无线信号的信号强度,以持续决定用户于移动期间的多个定位位置。接着,电脑装置2依据所决定的多个定位位置决定预测移动方向,并依据此预测移动方向判断用户将进入同时位于照明区域z1、z2、z5的会议室,而依据通道分布信息判断用户未来除了已提供照明的照明装置614、622、650-651外,还需要照明装置610-613、615、620进一步提供照明。

并且,电脑装置2还可依据通道分布信息进一步判断用户不需要会议室以外的照明,而不再需要照明装置623、652、656的照明。

接着,电脑装置2连接并发送照明控制信号至无线基地台71以使无线基地台71控制照明装置610-613、615提供照明,连接并发送照明控制信号至无线基地台72以使无线基地台72控制照明装置620提供照明。并且,电脑装置2连接并发送照明控制信号至无线基地台72以使无线基地台72控制照明装置623停止提供照明,连接并发送照明控制信号至无线基地台75以使无线基地台75控制照明装置652、656停止提供照明。

接着,如图12e所示,于用户持续待在p5时,电脑装置2持续感测并判断邻近的无线基地台71、72、75所发射的无线信号的信号强度,以持续决定用户当前的定位位置(此刻用户属于静止状态,或仅有些微移动)。接着,电脑装置2依据所决定的多个定位位置决定预测移动方向,并依据此预测移动方向判断用户可能持续停留于照明区域z1,而判断用户未来不需要距离用户较远的照明装置614-615、622、650-651的照明。

接着,电脑装置2连接并发送照明控制信号至无线基地台71以使无线基地台71控制照明装置614-615停止提供照明,连接并发送照明控制信号至无线基地台72以使无线基地台72控制照明装置622停止提供照明,连接并发送照明控制信号至无线基地台75以使无线基地台75控制照明装置650-651停止提供照明。

藉此,本发明可依据用户所在位置即时地控制照明设备,而可提供充足照明,并达到最佳节电效果。

以上所述仅为本发明的较佳具体实例,非因此即局限本发明的权利要求范围,故举凡运用本发明内容所为的等效变化,均同理皆包含于本发明的范围内,合予陈明。

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