专利名称：家庭自动化系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及用于调整设备性能的持续控制动作，其中，用户对渐进动作做出反应，并且当实现期望的效果时停止该动作。因此，优选的是，由多个设备执行的动作是非定性或二元的动作，而是定量并且持续变化的动作。在一个实施例中，家庭自动化系统可以包括具有多个光源、灯、活动百叶窗、百叶窗和/或遮光元件的照明控制系统。这种系统也可以包括作为场景的部分的其他感测元件 (例如，香味发生器、AV流化器/播放器等)。这些设备可以由控制器借助无线通信部件来控制，以修改各个设备的属性，例如，音量、音色、香味、光强度、光色彩、色温、光束的宽度、倾斜、方向或聚焦或者遮阳帘的级别。例如，在客厅中，用户可以选择被适配为观看电视、照亮油画、遮挡阳光等的不同照明场景。根据本发明的用于家庭自动化系统的另一示例可以包括具有多个扬声器或高保真系统的声音控制系统，其中，控制器控制各设备以调整声音，例如扬声器之间的均衡、音量、音色等。然而，家庭自动化系统也可以是包括照明和声音控制系统以及可选地包括其他组件(如用于采暖或车库门的控制部件)的组合系统。通过如
图1所示的照明控制系统来示例该系统而不限制根据本发明的家庭自动化系统。因此，可以将相同方法应用于声音控制系统或组合家庭自动化系统。在图1中，将照明控制系统示出为具有控制器10、具有用于照亮油画11的外驱动部件17的卤素灯13、灯12和14以及固定百叶窗15和16。将控制器10适配为与各个目标设备12-16进行无线通信。应指出的是，控制器10可以具有基于不同通信技术的多个接口，并且借助射频或微波通信、顶传输、蓝牙等，可以进行无线通信。为此，控制器10具有接收器/收发器以及用户接口。用户接口可以包括用户输入部件，例如，触摸屏、旋转柄、操控杆、在遥控器、在控制器10的表面或简单地在墙壁上的开关或按钮。而且，可以在控制器上和/或遥控器上提供显示器。控制器10进一步包括控制电路，其可以包括微处理器、微控制器或可编程设备。控制电路可以生成用于产生控制器计数器值的要求的计数信号。优选的是，控制器10也包括存储器，存储用于广播或群播的目标设备列表、用于具有预定参数(速率、目标设备组)的布景的预定设置、设备地址或组地址。这些设置可以是预设的，在调试时或由用户设置。在图1中所示的照明控制系统中的设备12-17中的每个具有用于调整设备的参数的驱动部件。驱动部件可以被集成在设备中，如为灯12和15或百叶窗16和17所示的那样，或者可以提供外部驱动部件14，如为卤素灯13所示的那样。灯的驱动部件可以包括用于修改照明属性的部件，例如改变发射光的色彩或色温或锥形光束的宽度、倾斜、强度或方向。而且，驱动部件也可以与超过一个光源操作地耦合。设备12-16的每个可以进一步包括控制部件以及用于存储设备ID和用于要被执行动作的预设参数的存储器。控制部件被适配为控制从控制器10接收到的命令的执行，并且将确认消息发送回控制器。可能以预先选择的组或集合来布置多个设备。可以基于与控制器10的距离(例如，在房间内的所有光源)或者基于与输入命令的用户的距离，来确定这些组。在后面的情况下，其性能可以被用户观测到的设备被更好地控制。也可以根据要执行的场景动作来预先定义这些组。使用图1的光控制系统的示例，用户决定借助于卤素灯13照亮油画11。为此，他可以在遥控器上选择选项“油画”，其中，仅卤素灯13被寻址。用户可以通过保持按钮被压下直到达到期望级别为止来调整锥形光束的亮度和倾斜，或者当期望的效果达到时通过再次压下按钮。另一场景选项可以调整用于进餐的舒适照明，其中，通过用户定义方式，油画 11被卤素灯13照亮，并且室内天花板被标准灯12照亮。在另一选项“百叶窗”中，用户可以选择降低室内的百叶窗15和16或在房屋南侧的所有百叶窗。这些设备可以全部单独并且彼此独立地响应接收到的命令，这响应对应于用于所命令动作的它们的预设参数或根据它们的当前状态。参考图2，用于控制这种家庭自动化系统的根据本发明的方法包括下列步骤当用户压下用于启动动作的控制按钮时(S101)，控制器10读取或生成事务ID并且初始化控制器计数器cc=0(S102)。然后，控制器10发送启动命令至至少一个目标设备12-16(S102)。 如果仅一个动作能够由目标设备执行并且如果用于执行该动作的参数存储在设备中，则启动命令不需要包括任何信息。然而，在更复杂的系统中，优选的是，启动命令包括动作类型和事务ID。可以是随机数字的事务ID标识动作命令，以便如果用于不同动作的若干个命令被同时或连续发送时，可以将每个命令与进行中的动作明确地关联。如果若干个动作被同时执行，则可以仅将事务数字包含在消息中。优选的是，将启动命令广播至各设备。针对每个动作或场景，可以将目标组的设备地址或设备ID的列表存储在控制器10或单一设备的存储器中，或者可以由用户选择。优选的是，启动命令进一步包括目标设备的组，以便每个设备自身能够确定其是否是命令动作的目标，并且可以包括定义速度的动作速率，其中动作要由各设备以该速率执行。初始控制器计数器cc (=0)也可以包含在启动命令中。因此，根据启动命令是具有这个事务ID的第一个命令的事实，或者通过包含初始控制器计数器cc，将动作应被启动的信息传送至各目标设备。控制器计数器和事务ID可以由一个构成的数字来构成。在接收到启动命令之后，目标设备开始执行所命令的动作(S103)。为了停止持续的动作，用户或者释放控制按钮，或可选的是，再次压下按钮
(5104)。控制器向目标设备组传输包括最终控制器以及优选地包括事务数字的停止命令
(5105)。由控制器确定的最终控制器计数器定义了在用户决定停止动作时应由每个设备已经执行的动作步骤数目。通过将最终控制器计数器cc包含在停止命令中，能够将与由各个设备在接收到停止命令时实际执行的动作步骤数目相对应的最终设备计数器dc与最终控制器计数器cc进行比较。如果这些计数器不一致，则通过取消超数的步骤或者通过执行另外的步骤直到设备和控制器的步骤数目一致为止，来纠正设备状态和相对应的设备计数器 dc，并且停止由设备执行的动作(S106 )。在根据图2的方法中，可以包含进一步步骤(图2中的虚线框)，用于另外的纠正，以及用于确保所有设备已经接收到由控制器发送的命令。为此，在接收到停止命令时以及在分别预先确定的响应前延迟(delay_bef0re_resp0nse)时间之后，每个设备将确认发送回控制器，该确认包括设备计数器dc (可能被纠正的)，设备地址或设备ID以及事务ID (S107)。优选的是，当来自控制器的命令被同时发送至所有目标设备时，确认优选地被单播并且在时间上散布(每个设备的各个响应前延迟)，以通过将同时传输的数据量保持较小而避免网络过载。在由目标设备的最大响应前延迟给定的预定检查前延迟时间之后，控制器检查是否广播列表中的所有设备都已经响应并且将每个设备的返回设备计数器dc与最终控制器计数器cc相比较(S108)。如果这些设备之一已经返回了与最终控制器计数器cc不一致的设备计数器dc，或者如果一个设备根本没有确认，则控制器将停止纠正命令单播至该出错设备，停止纠正命令至少包括最终控制器计数器cc (S109)o优选的是，预先确定对于控制器计数器cc和设备计数器dc之间的最小偏差的容忍区间，并且仅可以在极端差异的情况下发送纠正命令。设备与最终控制器计数器cc相对应地纠正其级别(S110)，并且， 优选的是，将纠正确认发送回控制器(S111)，该纠正确认包括纠正的设备计数器dc、设备 ID并且可选地包括事务ID。参考图1的示例性实施例以及图3的方法，如果用户压下按钮以启动调暗，控制器 10广播或场景组播启动命令“调暗速率”至组中的所有设备，该启动命令包括动作类型(调暗)、动作速率(调暗要被执行多快)、组地址RC_B_SCene5以及事务ID X。在灯12、13和15 已经接收了“调暗速率”命令之后，它们以给定的速率启动调暗。亮圈指示成功接收的广播， 暗圈指示错过的广播。当达到期望的亮度级别时，用户再次压下按钮，以停止调暗动作。然后，控制器传输包括组地址(RC_B_SCene5)、事务ID X以及具有执行的调暗步骤的标称数目K的最终控制器计数器cc (CC=K)的停止命令“调暗停止”。在灯特定响应前延迟时间之后，灯12、13和15中的每个将“调暗停止确认”单播至控制器10，“调暗停止确认”具有灯的相应设备ID、事务ID X以及具有由各个灯执行的调暗步骤数目的设备计数器。灯13已经错过了 “调暗停止”命令，因此，不发送“调暗停止确认”。在预定的检查前延迟时间之后， 控制器10检查是否所有灯已经确认和/或是否所有灯的设备计数器与控制器计数器一致。 由于灯13的确认缺失，控制器单播包括事务ID X和最终控制器计数器CC=K的“调暗停止纠正“命令至出错的灯13。灯13根据最终控制器计数器纠正其调暗级别，并且返回具有事务ID X的“调暗停止纠正确认”。用于某些场景的动作的参数可以存储在各个设备中，并且它们之间可以不同。例如，设备特定的动作速率或步骤大小可以被存储在每个设备中，从而灯12可以与卤素灯13 同时调暗，但是具有较慢速率或较小的增量(步骤)。因此，虽然将相同控制器计数器cc施加于所有设备，并且将设备计数器dc设置为这个值，但每个设备的各自级别可以不同。因此，调暗动作可以从不同亮度起始级别开始，或者具有不同速率或具有调暗的不同步长，以在室内建立亮度梯度。这种方法的优势是网络命令的数目非常低，使得其适合于低广播速率，同时为错过的广播命令提供可靠的恢复机制。然而，如果调暗动作长，错过的命令和恢复可能是可见的，可能导致用户再次尝试。因此，在用户按钮释放之后的恢复阶段应迅速，优选的是，少于 200ms,以防止用户下一次尝试的干扰。在长动作时间的情况下，通过包含由控制器在预定时间间隔广播的中间重复命令，能够避免这些问题。这导致命令冗余，从而增加了控制稳健性。参考图4，控制器10在定期时间间隔t中，将中间重复命令传输至目标设备的组，中间重复命令包括事务ID和更新的控制器计数器cc并且可选地包括动作类型和动作速率(S204、S206)。由控制器确定的控制器计数器cc是时间的函数，因为对于每个新命令，都更新控制器计数器cc。中间重复命令可以仅具有更新的控制器计数器而被重复，或者它可以包括关于动作要如何被执行的新信息(例如，如果用户选择改变动作速率或其他命令参数的话)。通过发送中间命令，这些的至少一个将被目标组中的设备所接收。如果设备计数器dc和发送的控制器计数器彼此不同，则各个设备根据中间控制器计数器cc纠正其级别。因此，系统变成更能容忍错过的命令，并且出错设备的状态的纠正更细致。优选的是，设备以在启动命令中和/或在中间命令中指定的某个动作速率来持续地执行动作。参考图5，控制器10发送启动命令“调暗速率”至灯12、13和15，该启动命令包括事务ID X、发送命令的数目(nrl)、组(RC_B_SCene5)以及控制器计数器cc (0个步骤)。亮圈再次指示成功接收的广播，暗圈指示错过的广播。灯12错过了启动命令nrl，但是接收到了重复命令nr2，其包括事务ID X、发送命令的数目(nr2)、组(RC_B_SCene5)以及更新的控制器计数器cc (J个步骤)。灯12纠正其亮度级别，并且加入组的调暗动作。灯 15错过了第三个命令nr3。然而，这对于灯15的性能没有影响，因为其已经接收了启动命令nrl和先前的中间命令nr2。因此，灯15继续以给定速率调暗。灯13错过了具有最终控制器计数器cc (K个步骤)的停止命令“调暗停止”，并且继续调暗，同时，已经收到停止命令的所有其他灯已经停止调暗。灯13在其特定响应前延迟时间之后不单播调暗停止确认。在控制器10已经检查了具有从各灯接收到的具有设备计数器的确认之后，控制器觉察到出错灯13，并且单播具有事务ID X和最终控制器计数器cc (K个步骤)的调暗停止纠正至灯13。灯13纠正其调暗级别，并且发回调暗停止纠正确认。利用这种方法，错过的启动命令或一个或多个错过的中间命令不是令人注意的， 因为设备继续以给定速率的启动动作。然而，如果停止命令被错过了，动作继续并且可能导致可见的假象。然而，利用上述确认-纠正方法和快速纠正，这将没有严重影响。作为以线性动作速率持续渐进动作的替代，通过在命令中以步骤数目η和过渡时间t替代动作速率，可以定义递增渐进。过渡时间t对应于两个中间命令之间的时间，并且定义了其中应该执行η个动作步骤的时间段。如果用户将动作保持的时间长于过渡时间t， 则将中间命令发送至这些设备，从而给予将动作持续另一过渡时间段t的命令。因此，动作被设备不连续或者递增地执行。在这种情况下，如果错过了一个或多个中间命令，较之如果使用动作速率，恢复更为可见。然而，错过的结束命令是不令人注意的，这是因为这些设备仅操作过渡时间t的预定时间段，并然后停止。这对于具有较长响应前延迟时间的设备尤其有利。通过将控制器计数器cc包含在停止命令中，当命令本身在持续了用户定义时段之后完成时，命令被汇总。当将控制器计数器CC包含在中间命令中时，其用做另外的控制， 并最终将出错设备的计数器dc (从而将设备状态)更新并纠正为控制器计数器CC的实际值。通过这些方式，能够在低数据速率网络中实现稳健的广播，将低时延和广播同步性与控制系统的高可靠性和不显眼纠正方式的优势相结合。在一对一的情形中，其中系统包括控制器10和仅一个设备，根据本发明的方法的主要优势是以快速和不明显自动恢复和可靠的控制器-设备同步方式而非如在系统包括超过一个设备的情况下在多个设备之间的同步协调那样，减少了广播的数目，从而减少了网络流量。例如，当通过使用根据本发明的方法调整电视机的参数(音量、亮度、色彩……) 时，仅需要两个命令当用户开始压下在遥控器上的相对应按钮时所发送的启动命令(例如，为了增加音量)以及当用户释放按钮时所发送的停止命令。在接收到启动命令之后，音量以恒定速率增加。当用户对实际音量满足时，他释放该按钮。在此，控制器发送的停止命令包括控制器计数器cc，其将调节步骤的数量汇总。电视机停止音量调节，并且将其设备值dc与最终控制器计数器CC相比较，并当被指示时纠正其级别。因此，对于这个最小的系统，可以采用如图2中或图4中所示的方法，导致了具有低命令和消息数目的高效率的广播系统。
权利要求
1.用于控制无线家庭自动化系统的方法，该无线家庭自动化系统包括至少一个控制器 (10)和至少一个设备(12-16)，其中，所述方法包括步骤将启动命令(S102、S202)从控制器(10)发送至设备(12-16)， 将包括控制器计数器(cc)的停止命令(S105、S209)从控制器(10)发送至设备 (12-16)。
2.根据权利要求1所述的方法，包括两个或多个设备(12-16)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述启动命令包括动作类型、事务ID和/或动作速率或具有过渡时间t的步骤数η。
4.根据权利要求1-3之一所述的方法，进一步包括步骤 发送包括所述控制器计数器(cc)的中间命令(S204、S206)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述中间命令还包括所述事务ID、动作类型和/ 或动作速率或具有过渡时间t的步骤数η。
6.根据权利要求1-5之一所述的方法，进一步包括步骤将包括设备计数器(dc)的停止确认(S107)从每个设备(12-16)发送至所述控制器 (10)；由所述控制器(10)检查(S108)来自所有设备(12-16)的停止确认是否已经被接收和 /或所接收的设备计数器(dc)是否对应于所述控制器计数器(CC)；如果来自设备(12-16)的停止确认缺失和/或设备计数器(dc)不同于控制器计数器 (cc)，则从所述控制器(10)发送包括所述停止命令的停止纠正命令(S109)。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述出错设备(12-16)将停止纠正确认(Slll) 发送至所述控制器(10)。
8.根据权利要求1-7之一所述的方法，其中，以设备特定的延迟时间发送来自所述设备(12-16)的确认。
9.根据权利要求1-8之一所述的方法，进一步包括下列步骤如果所述设备计数器(dc)与所述控制器计数器(cc)不一致(S106、S110、S210)，则纠正每个设备(12-16)的设备计数器(dc)和相对应设备状态。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述家庭自动化系统包括照明系统，以及其中由所述设备(12-16)执行的动作包括调暗动作。
11.家庭自动化系统包括 至少一个设备(12-16)，被适配为与所述设备(12-16)进行无线通信的至少一个控制器(10)，其中，所述控制器(10)被进一步被适配为发送启动命令和停止命令，其中所述停止命令包括控制器计数器(CC)O
12.根据权利要求11所述的家庭自动化系统，其中，所述控制器(10)被适配为检查从所述设备(12-16)接收到的所述停止命令的确认，并且发送停止纠正命令至出错设备 (12-16)。
13.根据权利要求11或12所述的家庭自动化系统，其中，所述家庭自动化系统包括具有光源(12-14)和/或光罩(15-16)的光控制系统，以及其中所述动作包括对光属性的修改。
14.根据权利要求11或12所述的家庭自动化系统，其中，所述家庭自动化系统包括具有扬声器的声音控制系统，和/或其中所述动作包括声音调节动作。
15.用于控制家庭自动化系统的控制器(10)，其被适配为 发送启动命令至至少一个设备(12-16)；以及发送包括控制器计数器(cc)的停止命令至所述至少一个设备(12-16)。
全文摘要
本发明涉及家庭自动化系统及其控制方法。为了通过极少且大小较小的命令来稳定地控制对于持续可变参数的连续协同调整动作，以避免低数据速率网络的过载，同时提供用于快速并且不明显地校正由于错过的命令所导致失败的方式，提供一种用于控制无线家庭自动化系统的方法，该家庭自动化系统被布置为包括至少一个控制器和多个设备的网络，其中，该方法包括将包括动作类型和事务ID的启动命令从控制器发送至设备组以及将包括事务ID和控制器计数器的停止命令从控制器发送至各设备的步骤。
文档编号H05B37/02GK102461342SQ201080028622
公开日2012年5月16日 申请日期2010年6月18日 优先权日2009年6月25日
发明者J. A. 麦科马克 J. 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司