LED电源和包含其的LED照明装置的制作方法

本发明涉及半导体照明技术，特别涉及一种基于新型供电架构的LED电源和包含该LED电源的LED照明装置。

背景技术：

据统计，人类有80％的时间在室内，并且70％的移动电话使用发生在室内。随着互联网+时代的到来，无线通信的应用正逐渐由室外环境向室内扩展和延伸，其中室内信号覆盖的质量已经成为一个焦点问题。

以室内定位为例，其主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控。虽然很多信号(例如蓝牙、超宽带脉冲、超声波等)都有可能被用于室内定位，但是除了Wi-Fi信号，其余都必须铺设单独的信号发生器，甚至有些技术还要求重新在前端也铺设信号接收设备，这给商业大面积的推广带来了巨大的阻力。

目前大多数场馆部署Wi-Fi时仅考虑上网需求而未考虑定位的需求，这使得基于Wi-Fi信号的定位精度不能令人满意。例如，为满足上网需求，运营商往往在休息室、咖啡厅等人员密集的地方部署较多的无线接入点，而对于大厅、通道等地方，则无线接入点部署得较少，当利用这样部署的Wi-Fi接入点进行定位时，有可能出现盲区。此外，与上网需求相比，精确定位所需的无线接入点数量要高得多，而出于成本的考虑，营运商不可能在一个小范围区域内部署大量的无线接入设备。再者，现在许多公共场所是利用运营权的模式实现Wi-Fi部署的，经常出现的情况是在一个公共场所同时有多家运营商提供Wi-Fi接入服务。由于不同营运商的Wi-Fi网之间会带来信道干扰，这对定位的影响非常大，从而造成定位失败。

由上可见，如何低成本地在室内提供高质量的信号覆盖是室内无线通信技术面临的重大挑战。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种LED电源，其能够高效率地向诸如无线通信模块之类的非照明功能电路模块供电并且具有电路结构简单等优点。

在按照本发明的一个实施例中，LED电源包括：

整流模块；

与所述整流模块耦合的LED驱动模块，用于向LED光源供电；

非照明功能电路模块，用于实现与向LED光源供电无关的功能；

耦合在所述整流模块与所述非照明功能电路模块之间的电源管理模块，包含储能元件，

其中，所述电源管理模块被配置为当所述整流模块的输出电压小于预先设定值时，其从所述整流模块直接汲取电能以向所述非照明功能电路模块供电，而当所述整流模块的输出电压大于或等于所述预先设定值时，其从所述储能元件汲取电能以向所述非照明功能电路模块供电。

在上述实施例中，通过仅在整流模块输出电压较小时才从整流模块汲取电能，能够提高供电效率和减少热量的产生。

优选地，在上述LED电源中，所述非照明功能电路模块用于实现下列功能中的至少一种：无线信号接收和发射、传感、数据存储、数据处理和身份认证。

优选地，在上述LED电源中，所述非照明功能电路模块采用集成电路芯片的形式。

优选地，在上述LED电源中，所述电源管理模块被进一步配置为当所述整流模块的输出电压小于预先设定值时，其还利用从所述整流模块直接汲取的电能向所述储能元件充电。

优选地，在上述LED电源中，所述电源管理模块还包括：

电源管理器；

耦合在所述整流模块与所述电源管理器之间的开关；以及

比较器，包含耦合至所述整流模块的第一输入端和其上提供基准电压的第二输入端以及与所述开关的控制端耦合的输出端，

其中，所述储能元件耦合在所述开关与所述电源管理器之间，所述比较器被配置为当所述第一输入端的电压小于所述基准电压时，其 在所述输出端上输出的信号使得所述开关导通，从而使所述整流模块向所述电源管理器供电和对所述储能元件充电，并且当所述第一输入端的电压大于或等于所述基准电压时，其在所述输出端上输出的信号使得所述开关断开，从而使所述储能元件向所述电源管理器供电。

优选地，在上述LED电源中，所述储能元件为电容器或电池。

优选地，在上述LED电源中，所述电源管理器为线性稳压器或开关稳压器。

优选地，在上述LED电源中，所述LED驱动模块包括：

DC-DC升压变换单元，包括电感器、开关二极管、PWM控制器和MOS管，其中，所述电感器和开关二极管串联在所述整流模块与所述LED光源之间，所述MOS管的漏极耦合在所述电感器与开关二极管的正极之间，栅极与所述PWM控制器的输出端耦合；以及

反馈单元，包括晶体三极管，其基极耦接至所述LED光源的回路，集电极耦接至所述PWM控制器的控制端。

优选地，在上述LED电源中，所述PWM控制器由所述电源管理模块供电。

本发明的还有一个目的是提供一种LED照明装置，其具有能够高效率地向容纳其中的诸如无线通信模块之类的非照明功能电路模块供电等优点。

在按照本发明的一个实施例中，LED照明装置包括：

LED光源；以及

LED电源，包括：

整流模块；

与所述整流模块耦合的LED驱动模块，用于向LED光源供电；

非照明功能电路模块，用于实现与向LED光源供电无关的功能；

耦合在所述整流模块与所述非照明功能电路模块之间的电源管理模块，包含储能元件，

其中，所述电源管理模块被配置为当所述整流模块的输出电压小于预先设定值时，其从所述整流模块直接汲取电能以向所述非照明功能电路模块供电，而当所述整流模块的输出电压大于或等于所述预先 设定值时，其从所述储能元件汲取电能以向所述非照明功能电路模块供电。

附图说明

本发明的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图包括：

图1为按照本发明一个实施例的LED电源的总体框图。

图2为可应用于图1所示实施例中的LED驱动模块的电路原理图。

图3为可应用于图1所示实施例中的电源管理模块的电路原理图。

图4为电压波形示意图，其中，上半部分示出了整流模块的输出电压波形，而下半部分示出了电源管理模块的输入电压波形。

图5为按照本发明另一个实施例的室内无线通信网的示意图。

图6为示例性的公寓住户单元的房型图。

图7为按照本发明还有一个实施例的室内无线通信网的示意图。

图8为按照本发明还有一个实施例的无线通信网的示意图。

具体实施方式

下面参照其中图示了本发明示意性实施例的附图更为全面地说明本发明。但本发明可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的上述各实施例旨在使本文的披露全面完整，以将本发明的保护范围更为全面地传达给本领域技术人员。

在本说明书中，术语“照明装置”应该广义地理解为所有能够通过提供光线以实现实用的或美学的效果的设备，包括但不限于球泡灯、台灯、面板灯、筒灯、壁灯、射灯、日光灯、吊灯、吸顶灯、路灯、手电筒、舞台布景灯和城市景观灯等。

术语“LED照明装置”指的是采用发光二极管(LED)作为光源的照明装置，这里所述的LED例如包括但不限于P-N结无机半导体发光二极管和有机发光二极管(OLED和聚合物发光二极管(PLED))。

术语“建筑物”指的是用建筑材料构筑的空间和实体，是供人们居住和进行各种活动的场所。

术语“室内”指的是根据建筑物的使用性质和所处环境，运用物质技术手段所创建的空间区域，其例如包括但不限于建筑物内部区域 以及临近建筑物的区域。

术语“功能电路模块”指的是能够实现特定功能的电路单元，所述特定功能例如包括但不限于LED供电、无线信号接收和发射、传感、数据存储、数据处理、定位和身份认证等。

术语“电源管理器”指的是在电子装置中负责电能变换、分配、和检测等操作的电路，其例如包括带不限于线性稳压器和开关稳压器。

“耦合”应当理解为包括在两个单元之间直接传送电能量或电信号的情形，或者经过一个或多个第三单元间接传送电能量或电信号的情形。

诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本发明的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。

诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。

以下借助附图描述本发明的实施例。

图1为按照本发明一个实施例的LED电源的总体框图。

本实施例的LED电源110包括整流模块111、LED驱动模块112、电源管理模块113和非照明功能电路模块114。在本实施例中，上述各种模块可以分立元件、集成电路芯片或者它们的组合的方式实现，这些分立元件和集成电路芯片作为元器件被布置在印刷电路板上并且通过适当的布线建立电气连接，从而提供所需的电路功能。

对于LED照明装置10，其除了包括图1所示的LED电源110以外，还包括LED光源120。

以下对LED电源110的各个模块作进一步的描述。

整流模块111将交流电能转换为直流电能，其例如可以半波整流电路和全波整流电路等形式实现。LED驱动模块112通过母线与整流模块111耦合，负责向LED光源120供电。具体而言，LED驱动模块112将整流模块111输出的脉动直流电能变换为适配于LED光源120的电能形式，例如恒定电流、恒定电压或恒定功率的电能。

电源管理模块113耦合在整流模块111与非照明功能电路模块114之间，其负责将经母线从整流模块111接收的电能变换为适配于非照 明功能电路模块114运行所需的电能形式，例如恒定电流、恒定电压或恒定功率的电能。这里所述的非照明功能电路模块指的是这样一种功能电路模块，其所实现的电路功能与向LED光源供电无关的功能，例如包括但不限于无线信号接收和发射、传感、数据存储、数据处理、定位和身份认证等。

典型情况下，与LED驱动模块相比，非照明功能电路模块运行期间的耗电量很低，因此利用LED照明装置的电源向各种非照明功能电路模块供电并不会影响LED光源的正常工作。更为重要的是，与诸如利用电池向称之为信标(beacon)的定位用小型信号发射器供电的现有技术方式(例如Estimote公司提出的室内定位解决方案，其利用四枚及以上由电池供电的信标实现数十平方米空间的精确室内定位。)相比，本实施例利用LED电源供电的构思使得功能电路模块彻底摆脱了电池续航能力的束缚，并且由于非照明功能电路模块随LED照明装置的安装即可完成布点，因此布设成本大为降低。

在本实施例中，电源管理模块113仅在整流模块111的输出电压(也即母线上的电压)较低时才从整流模块111直接汲取电能，并在将汲取的电能变换为所需的形式后提供给非照明功能电路模块114。另一方面，当整流模块111的输出电压较高时，电源管理模块113不再从整流模块111直接汲取电能，而是从其所包含的储能元件(例如电容器或电池等)汲取电能并且在将汲取的电能变换为所需的形式后提供给非照明功能电路模块114。由于在母线电压较高时不再汲取电能，因此避免了大量无用的功耗以及随之而产生的热量。此外，电源管理模块在母线电压较低时将直接从母线汲取电能，这使得诸如变压器之类的降压元件不再是必需的，因此能够简化电路结构和降低制造成本。

在本实施例中，优选地，在直接从母线汲取电能的阶段，所汲取的电能还被用于向储能元件充电。

图2为可应用于图1所示实施例中的LED驱动模块的电路原理图。

图2所示的LED驱动模块112包括滤波单元1121、DC-DC升压变换单元1122和反馈单元1123，以下对各个单元作进一步的描述。

如图2所示，滤波单元1121包括电容器C1、C2、C3、压敏电阻器R1和电感器L1。交流电(例如市电)经整流模块111(图2中示例性地以全桥整流器BR1表示)整流后在正极端1上输出全波脉动电 压。滤波电容器C1、C2、C3、压敏电阻器R1和电感器L1构成EMI滤波电路，其一方面抑制交流电网中的高频干扰对LED驱动模块的影响，另一方面抑制LED驱动模块对交流电网的电磁干扰。

值得指出的是，虽然这里示出的是全波整流方式，但是在本发明的实施例中，半波整流也是可用的。

参见图2，滤波电容器C1和压敏电阻器R1并联在全桥整流器BR1的交流输入端3和4之间，其中压敏电阻器R1通过抑制电路中出现的异常过电压而将全桥整流器BR1的输入电压钳制在预定的水平。滤波电容器C2、C3和电感器L1组成π型滤波回路并且耦接在全桥整流器BR1的正极端1与负极端2之间，以对全桥整流器BR1输出的脉动电压进行低通滤波。

如图2所示，在整流模块111与DC-DC升压变换单元1122之间设置开关S1，以控制二者所在回路的导通和断开。DC-DC升压变换单元1122还与反馈单元1123和LED光源(在图2中示例性地以串联连接的LED1-LEDn表示)耦合，以将整流模块111输出的脉动电压提升至所需的电压和电流水平并提供给LED光源。此外，DC-DC升压变换单元1122还与反馈单元1123协同工作，以使提供给LED光源的电流和电压保持恒定并实现功率因子校正功能。在典型的应用场合下，LED光源可能由多颗串联在一起的LED组成，其串联后的总电压被设计为超过电网输入的电压最高值，因此电压的提升是必需的。以波动范围为±10％的220V交流电为例，其最高电压约为342V，则LED串联电压将超过342V。

在本实施例中，DC-DC升压变换单元1122包括电感器L2、开关二极管D1、电容器C6和开关调整器U1。

优选地，可以采用集成有脉宽调制(PWM)控制器和金属氧化物半导体场效应管(以下又简称为MOS管)的集成电路芯片作为开关调整器U1，其中PWM控制器的输出端与MOS管的栅极耦接以实现对MOS管导通和关断的控制。在具体的开关调整器芯片中，为了简化占空比的调节，可保持MOS管的开关频率为定值(例如大约1MHz)，而MOS管的关断时间是可调节的；或者可保持MOS管的关断时间为定值(例如大约320ns)，而MOS管的开关频率是可调节的。典型地，这类开关调整器芯片一般都配置与MOS管的漏极耦合的漏极引脚、与 PWM控制器的控制端耦合的反馈引脚。上述开关调整器的例子包括但不局限于中国普芯达电子有限公司生产的CW12L30和CW12L40芯片等。

如图2所示，电感器L2和开关二极管D1被串联在整流模块111与LED光源之间，其中开关二极管D1的正极与电感器L2耦合，负极与LED光源耦合。优选地，可采用速度快、压降小的肖特基二极管作为开关二极管D1。继续参见图2，开关调整器U1的漏极引脚D耦合在电感器L2与开关二极管D1的正极之间，并且反馈引脚FB与反馈单元130耦合。此外，在图2所示的电路结构中，电容器C6与LED光源共接于开关二极管D1的负极以在开关二极管D1截止时向LED光源放电。

参见图2，开关调整器U1包括电源引脚VCC和接地引脚GND，其中电源引脚VCC经电容器C4接地。优选地，电源引脚VCC耦合至电源管理模块113的输出端以由后者供电。

反馈单元1123包括晶体三极管Q1、电阻器R2、R3和电容器C5。如图2所示，晶体三极管Q1采用共射极放大电路的连接形式，其中，集电极经电阻器R3耦合至开关调整器U1的反馈引脚以将反馈信号提供至开关调整器U1，其射极与接地耦合以作为输入回路和输出回路的共同接地端，并且基极接入LED光源的回路以提取检测信号。电阻器R2耦接在基极与接地之间以构成输入回路。另外，开关调整器U1的反馈引脚FB还经电容器C5接地。

以下描述图2所示LED驱动模块的工作原理。

当开关S1闭合时，整流模块111将输入的交流电变换为脉动电压并输出至DC-DC升压变换单元1122的电感器L2。开关调整器U1内部的MOS管在PWM控制器信号的控制下以很高的频率导通和关断。

当MOS导通时，在滤波单元1121的输出电压的作用下，电流流经电感器L2和MOS管，开关二极管D1因为电容器C6上的电压而截止。随着流经电感器L2的电流不断增大，电感器内存储的能量也不断增多。此时，LED光源由电容器C6供电，其依靠电容器C6的放电电流工作。

当MOS管切换至关断状态时，流经电感器L2的电流开始减小，从而在电感器L2的两端诱发感应电动势，其极性为上正右负。感应电 动势与滤波单元1121的输出电压相叠加后提升了滤波单元1121的输出电压。此时，叠加的电压高于电容器C6上的电压，因此开关二极管D1进入导通状态，LED光源改由电感器L2供电，并且电容器C6也由电感器L2充电并直至MOS管再度切换至导通状态。在本实施例中，感应电动势的大小取决于MOS管的占空比，因此可以通过调节PWM控制器输出信号的占空比获得所希望的电压提升幅度。

当MOS管再度被切换回导通状态时，开关二极管D1处的叠加电压开始减小并将再次低于电容器C6上的电压，因此开关二极管D1进入截止状态，LED光源改由电容器C6以提升的电压供电，而电感器L2又开始存储电能。

由上可见，在PWM控制器的控制下，MOS管在上述导通和关断状态之间不断切换，从而使LED光源正极上的电压始终保持在较高的电压水平。

参见图2，LED光源与电阻器R4、R5并联在开关二极管D1的负极与电阻器R2之间，并且LED光源的负极耦接至晶体三极管Q1的基极。当流经LED光源的电流和/或电压发生波动时，流经晶体三极管Q1的基极的电流也会改变，经过晶体三极管Q1放大后的反馈信号从集电极经电阻器R3输出至开关调整器U1的反馈引脚，PWM控制器由此可以根据反馈信号对输出信号的占空比进行调整，由此使提供给LED光源的电流和电压保持恒定。

在图2所示的电路结构中，开关调整器U1的反馈引脚FB还经大容量的电容器C5接地，这可以使反馈环路的响应变缓，反馈电平在交流电线路半周期中接近于恒定。基本恒定的反馈电平表示在MOS管中的电流对应于在交流线路半周期内传送到LED光源上的平均能量。由于开关调整器U1在固定频率上工作，在MOS管导通时间结束之前，电流的增加不会超出一定的范围。通过在输入的交流电压增加时减少流经MOS管的开关电流，并且在输入的交流电压减少时增加流经MOS管的开关电流，使LED光源输入端的纹波最小化，并且交流输入电流能时刻跟踪交流输入电压的变化，从而实现功率因子校正的功能。

需要指出的是，在图2所示的电路结构中，PWM控制器与MOS管被集成在同一集成电路芯片中，为了进一步提高集成度，还可以考 虑将晶体三极管Q1、PWM控制器和MOS管三者集成在同一集成电路芯片中。还需要指出的是，PWM控制器和MOS管也可以以分立的电路元件的形式被提供。

图3为可应用于图1所示实施例中的电源管理模块的电路原理图。

图3所示的电源管理模块113包括电源管理器U3、开关S2、比较器U4、二极管D2、电阻器R6、R7和电容器C7。

参见图3，电源管理器U3的输入端经二极管D2、开关S2连接至整流模块111(图3中示例性地以全桥整流器BR1表示)的正极端1。另外，电源管理器U3可包含多个输出端，以向多个功能电路模块供电。在图3所示的示例中，电源管理器U3的输出端VCC1耦合至图2所示LED驱动模块中的开关调整器U1的VCC端以向开关调整器供电；此外，电源管理器U3还经输出端VCC2和VCC3分别向无线通信模块(未画出)和微控制器(未画出)供电。示例性地，电源管理器U3可以采用诸如HIP6301、IS6537、RT9237、ADP3168和TL494之类的集成电路芯片实现。

二极管D2的负极与电源管理器U3的输入端相连，正极与开关S2相连，此外，作为储能元件的电容器C7的一端与电源管理器U3的输入端共接于二极管D2的负极，另一端接地。二极管D2的上述连接方式可以防止当母线ML上的电压低于电容器C7的电压时，电荷不会从电容器C7向母线ML倒流。

如图3所示，电阻器R6和R7串联连接在全桥整流器BR1的正极端1与负极端2(接地端)之间，比较器U4包含第一输入端IN1、第二输入端IN2以及输出端OUT，其中，第一输入端IN1连接在电阻器R6和R7之间以接收反映母线电压幅值的电压信号Vsen，第二输入端IN2上则施加基准电压Vref，并且输出端OUT连接至开关S2的控制端，从而借助比较器U4的输出信号控制开关S2的闭合和断开。

以下结合图3和4描述上述电源管理模块113的工作原理。

图4的上半部分示出了整流模块111的正极端1上的电压波形(也即母线ML上的电压波形)，而下半部分示出了二极管D2正极处的电压波形，图中，横坐标代表时间T，上半部分的纵坐标代表母线电压V_ML，下半部分的纵坐标代表二极管D2正极处的电压V_D。

假设将V_T设定为用于控制开关S2的状态的预先设定的阈值电压 (示例性地，该电压例如可设置为20伏)，即，当母线电压V_ML小于该电压V_T时，通过使开关S2闭合以允许电源管理器U3直接从母线ML汲取电能，而当母线电压V_ML大于或等于该电压时V_T，通过使开关S2断开以禁止电源管理器U3直接从母线ML汲取电能，此时电源管理器U3将从电容器C7汲取电能。通过设定电阻器R6与R7的电阻值之比和/或通过设定施加在比较器U4的第二输入端IN2上的基准电压Vref，可以实现对开关S2的基于上述阈值电压的控制。

参见图4，对于一个半波周期(例如图中第二个半波区间)，时刻t_A～t_B期间的母线电压V_ML小于阈值电压V_T，此时施加在比较器U4的第一输入端IN1上的电压信号Vsen将小于基准电压Vref，从而在比较器U4的输出端OUT上产生使开关S2闭合的使能(Enable)信号，此时二极管D2正极处的电压V_D对应于母线电压V_ML，电能管理器U3将直接从母线ML汲取电能，与此同时，整流模块111还对电容器C7进行充电。接着，在时刻t_B～t_C期间，母线电压V大于或等于阈值电压V_T，因此施加在比较器U4的第一输入端IN1上的电压信号Vsen将大于或等于基准电压Vref，从而在比较器U4的输出端OUT上产生使开关S2断开的非能(Disable)信号，由此使得电源管理器U3与母线ML断开连接，其电能将改由电容器C7提供，在此期间，二极管D2正极处的电压V_D为零。最后，在时刻t_C～t_D期间，母线电压V_ML再次小于阈值电压V_T，使得施加在比较器U4的第一输入端IN1上的电压信号Vsen再次小于基准电压Vref，从而在比较器U4的输出端OUT上产生使开关S2闭合的使能信号，电能管理器U3恢复从母线ML汲取电能。上述供电方式对于其它的半波周期同样如此，由此在二极管D2正极处产生如图4下半部分所示的电压波形，其中阴影部分代表电源管理器U3直接从整流模块111汲取电能的时段。

包含上述实施例的LED电源的照明装置除了照明以外，还可以提供其它的应用。例如当在LED电源内集成无线通信模块时可构建室内无线通信网。由于作为网络节点的无线通信模块可以随照明装置分布于室内各个区域，因此大大提高了网络的覆盖范围和节点密度。上述室内无线通信网可采用各种网络拓扑结构，包括但不限于星形网络拓扑结构、网状网络拓扑结构、簇形网络拓扑结构和簇树形网络拓扑结构等。此外，针对照明装置安装时不考虑网络优化因素和安装完毕后 一般固定不变的特点，优选地，可使网络节点具备自行组网的能力。在下面的描述中，除非特别说明，术语无线通信模块与网络节点可以互换使用。

可以选定无线通信模块中的一个或多个作为所构建的室内无线通信网与外部网络或外部设备的网络接口，其它的无线通信模块可以经该网络接口与外部设备通信。外部设备例如包括但不限于路由器、机顶盒、手机、家用电器、遥控器和计算机系统等。通过路由器和机顶盒，室内无线通信网可分别与电信服务商的网络和有线电视网络相连，通过手机，室内无线通信网则可以与移动通信系统互连，计算机系统例如可以是远程抄表系统等。网络接口与外部设备可以经无线信道或有线介质相连。特别是，网络接口可以经电力线，以电力线载波的方式与远程抄表系统通信。由下面的描述可见，无线通信模块可以内置于LED照明装置的LED电源内，这对于电力线载波通信的实现是有利的。

需要指出的是，上述室内无线通信网内，所有的网络节点都设置于照明装置内并非是必须的。例如可选地，作为网络接口的节点可以布置在不同于照明装置的物理位置上。特别是，这样的网络节点例如可以是集成在下列装置中的无线通信模块：路由器、POS机、电源适配器、家庭基站、调制解调器、机顶盒、家用电器和计算机系统等。

优选地，室内无线通信网的网络配置功能仅限于在上述网络接口中提供，其它的网络节点并不具备配置功能。相应地，外部设备仅能通过调用网络接口的网络配置功能来实现网络配置操作。更好地，为网络配置功能的调用提供有鉴权机制，从而阻止非法或未授权的配置操作。这里的网络配置操作包括但不限于将多个网络节点互连形成室内无线通信网、在室内无线通信网内增加或删除网络节点和升级网络节点内运行的程序等。

在另一种利用按照本发明的LED电源内所集成的无线通信模块而构建形成的室内无线通信网中，设置在照明装置内的无线通信模块一方面构成室内无线通信网的网络节点以实现数据在室内无线通信网内的传输，另一方面，无线通信模块还作为接入点，其与网络外部的无线设备双向通信以提供接入服务。由此，室内无线通信网同时起着传输网和接入网的作用，网络节点在某种程度上类似于“微型基站”(但 是与移动通信系统不同的是，微型基站之间可以是直接通信连接的，而在移动通信系统中，基站与无线网络控制器相连)，位于该网络覆盖区域内的无线设备能够经该网络与前述外部设备通信。例如具备无线通信能力的血糖仪可以经室内无线通信网向远程医疗监护系统上传用户的血糖监测数据，也可以接收来自远程医疗监护系统的服药提醒或健身指示。这里所述的无线设备例如可以是移动设备，所述移动设备例如包含但不限于手机、便携式电脑、平板电脑和可穿戴设备。此外，无线设备也可以是设置于固定设备中的无线通信模块，这种固定设备的例如包括但不限于路由器、机顶盒、电表、水表、燃气表、家用电器和计算机系统。此外，无线设备还可以是各种无线传感器，例如包括但不限于无线温度传感器、无线湿度传感器、无线光强传感器和无线烟气传感器等。

可选地，作为网络节点的无线通信模块具备频谱侦测能力，以避免无线信道干扰和均衡网络负荷。

可选地，作为网络节点的无线通信模块仅单向接收或探测由网络外部的无线设备发射的无线信号，随后在室内无线通信网内部或外部执行基于该无线信号的应用，这类应用例如包括但不限于定位(例如根据从诸如手机和可穿戴设备之类的无线设备接收的蓝牙信号确定位置)、资源消耗监测(例如根据安装在家用电器上的电能计量装置、安装在热水器上的燃气计量装置、安装在水表上的水量计量装置以及热量计量装置等上的无线通信模块接收资源消耗量信息)、健康状态监测(例如根据从佩戴在身上的监护仪接收的信号监测健康状态)和环境检测(例如当无线设备为无线温度传感器、无线湿度传感器、无线光强传感器和无线烟气传感器等时)。

可选地，作为网络节点的无线通信模块也可以发射无线信号并接收相应的无线反射信号，随后可在室内无线通信网内部或外部执行基于该无线反射信号的应用，这类应用例如包括但不限于定位(例如根据来自物体的无线反射信号确定物体位置)和侵入物探测(例如根据无线反射信号的强度和/或频谱确定是否有物体进入被监测区域)等。

需要指出的是，当有足够多的具有上述功能和架构的室内无线通信网彼此互连时，将构建出一个区别于电信网络的广域物理网络。由下面的描述将会看到，借助于该通信基础设施可以提供众多基于“最 后一米”层级的应用，这些应用例如包括但不限于目标在室内的定位、商家广告的精准推送和停车场车位引导等。

一般地，除了LED电源以外，LED照明装置还包括LED光源和容纳LED光源和LED电源的壳体或基座(例如射灯灯杯、日光灯管、球泡灯泡壳等)。在一种典型的布置中，LED电源与LED光源都被设置于壳体或基座内；在另一种典型的布置中，LED电源与容纳LED光源的壳体或基座是分离的；在还有一种典型的布置中，LED光源被集成在LED电源内(例如LED被设置在LED电源的电路板上)。

在上面的应用中，由于无线通信模块被内置于LED电源，因此室内无线通信网的网络节点随着配备无线通信模块的LED照明装置的安装完毕即可完成物理布设，这大大降低了组网成本。作为新一代光源的LED具有节能、安全和寿命长等诸多优点，随着成本的降低，其应用将日益广泛。在这样一种技术趋势下，本发明的利用设置在照明装置中的无线通信模块来构建室内无线通信网的技术方案在技术和经济上的优势将愈发凸显。

此外，上述室内无线通信网内网络节点之间的通信基于具有分层结构的协议栈。所述协议栈例如包括但不限于蓝牙通信协议栈、Wi-Fi通信协议栈和Zigbee通信协议栈等。考虑到多种协议栈共存的局面，可以使无线通信模块同时支持多种协议栈并且具备自动检测欲接入室内无线通信的无线设备所采用的协议栈的能力。

图5为按照本发明另一个实施例的室内无线通信网的示意图。示例性地，假设图5所示的室内无线通信网建立于图6所示的住户单元内。

为描述方便起见，在图5中以两位数字来标识该住户单元的不同区域，例如51表示厨房，52表示客厅，53表示卫生间，54和55表示卧室，56表示阳台。相应地，每个区域内的LED照明装置以三位数字标识，其中，前两位数字代表区域编号，末尾数字代表该区域内LED照明装置的序号。

在本实施例中，作为室内无线通信网的网络节点的无线通信模块被内置于LED照明装置的LED电源内，因此这些节点可以随LED照明装置分布于公寓住户单元内。需要指出的是，由于每个这样的无线通信模块或网络节点都关联于相应的一个照明装置，因此除非特别说 明，它们也以上述格式的三位数字来标识。

如图5所示，室内无线通信网500包括无线通信模块511、521-525、531-532、541-543、551-553和561作为网络节点。按照上面描述的格式，标号511代表位于厨房内的第1个照明装置内的无线通信模块或网络节点，标号521-525分别代表位于客厅内的第1-5个照明装置内的无线通信模块或网络节点，对于其余的无线通信模块或网络节点，依此类推。

图5中的实线表示可以在两个无线通信模块之间建立直接的通信连接。虽然在图5所示的室内无线通信网500内并非所有成对的无线通信模块之间都可实现直接的通信连接，但是它们可以借助其它的无线通信模块作为中继器实现间接的通信连接，从而实现点对点、广播(一个无线通信模块向室内无线通信网500内的所有其它无线通信模块发送信号)或组播(一个无线通信模块向室内无线通信网500内的部分其它无线通信模块发送信号)等多种通信方式。例如，阳台56上的无线通信模块561可以经由无线通信模块543、541、525和522构成的信号路径与无线通信模块521进行通信，也可以经由无线通信模块542、541、523和522构成的信号路径与无线通信模块521进行通信。

考虑到无线通信模块521靠近入户门，与门外的设备(例如抄表系统的无线接入点)通信所需的无线发射功率较小，因此将其配置为网络接口。但是这并非必需的，例如当需要将室内无线通信网500与宽带电信网络或有线电视网络互连时，也可以将无线通信模块525配置为网络接口，其中，该无线通信模块525位于连接至光调制解调器或电缆调制解调器的无线路由器附近。在本实施例中，可以将网络接口配置为提供网关功能以在室内无线通信网500与外部网络采用不同协议时实现两个网络之间的互连。可选地，网关功能也可以在室内无线通信网500外部的设备(例如前述抄表系统的无线接入点、光调制解调器和电缆调制解调器等)内提供，各个无线通信模块向室内无线通信网500外部发送的数据都经由配置为网络接口的无线通信模块525转发至所述外部的设备。

以下描述一个示例性的应用场景，其用于基于图5所示室内无线通信网实现资源耗用量数据的采集。在该场景下，假设具备无线通信 能力的燃气计量装置和水量计量装置安装在厨房51内，具备无线通信能力的电能计量装置安装在客厅52内，并且作为网络接口的无线通信模块521提供网关功能。

远程抄表系统经其无线接入点向作为网络接口的网络节点521发送采集请求，从而启动采集过程。响应于采集请求，网络节点521将采集请求转换为用电量采集命令报文、用气量采集命令报文和用水量采集命令报文。优选地，这些报文中可包含目的地接收设备的标识符以及相关联的网络节点的地址，例如当目的地设备为电能计量装置时，网络节点的地址指向网络节点521，又如当目的地设备为燃气计量装置时，网络节点的地址指向网络节点511。随后，网络节点521向电能计量装置发送用电量采集命令报文，并向网络节点522发送用气量采集命令报文和用水量采集命令报文，后者则将接收的命令报文转发至网络节点523，再由网络节点523将命令报文转发至网络节点511。响应于命令报文的接收，网络节点511分别向燃气计量装置和水量计量装置发送用气量采集命令报文和用水量采集命令报文。

响应于命令报文的接收，电能计量装置向网络节点521返回用电量确认报文，该用电量确认报文中包含电能计量装置的标识符以及表示用电量的抄表数，与此同时，燃气计量装置和水量计量装置则响应于各自命令报文的接收而向网络节点511返回用气量确认报文和用水量确认报文，这些确认报文中包含计量装置的标识符以及相关联的抄表数。网络节点511则将这些确认报文经网络节点523、522发送至网络节点521。

在网络节点521处，这些确认的报文被转换为采集确认报文并返回至远程抄表系统的无线接入点，随后由远程抄表系统对采集的资源耗用量数据进行处理(例如能耗分析和计费等)。

在上述场景中，室内无线通信500内的网络节点向位于各自覆盖区域内的设备(这里为上述无线接入点以及各种计量装置)提供访问室内无线通信网的接入能力，从而实现设备之间的通信。

图7为按照本发明还有一个实施例的室内无线通信网的示意图。

在本实施例中，室内无线通信网710包括作为无线接入节点的无线通信模块711A-711F以及作为网络接口(以下又称为汇聚节点)的无线通信模块712，其中无线通信模块711A-711F被内置于相关联的 LED照明装置的LED电源内，无线通信模块712可内置于相关联的LED照明装置的LED电源内，也可布置在不同于LED照明装置的物理位置上。在后一种布置中，无线通信模块712例如可以作为独立的无线通信设备存在，也可以集成到各种设备内，这些设备例如包括但不限于路由器、POS机、电源适配器、家庭基站、调制解调器、机顶盒、家用电器和计算机系统等。

如图7所示，在无线接入节点711A-711F的每一个与汇聚节点712之间建立直接的通行连接(图中以实线表示这样的通信连接)。借助于汇聚节点712，无线接入点711A-711F相互之间可实现间接的通信连接，从而实现点对点、广播或组播等多种通信方式。另一方面，无线接入点711A-711F也可经汇聚节点712与室内无线通信网710外部的设备720(例如包括但不限于定位服务器、广告推送系统和在线支付系统等)通信。

在本实施例中，无线接入点710A-710F适于向位于覆盖区域内的无线设备(例如手机、便携式电脑、平板电脑和可穿戴设备等)提供访问室内无线通信网700的接入能力，由此，所述无线设备能够经室内无线通信网700与诸如定位服务器、广告推送系统和在线支付系统之类的远程计算机系统720通信。

图8为按照本发明还有一个实施例的基于室内无线通信网而构建的无线通信网的示意图。

按照本实施例的无线通信网80包括两个室内无线通信网810和820，每个室内无线通信网都包括无线接入节点以及网络接口，其中无线接入点被内置于相关联的LED照明装置的LED电源内，网络接口可内置于相关联的LED照明装置的LED电源内，也可布置在不同于LED照明装置的物理位置上。在后一种布置中，网络接口例如可以作为独立的无线通信设备存在，也可以集成到各种设备内，这些设备例如包括但不限于路由器、POS机、电源适配器、家庭基站、调制解调器、机顶盒、家用电器和计算机系统等。

如图8所示，室内无线通信网810内的无线接入节点811A-811F的每一个与网络接口812之间建立直接的通行连接，室内无线通信网820内的无线接入节点821A-821I可直接或间接地与网络接口822通信连接。由此，无线接入点可在各自的室内无线通信网内实现点对点、 广播或组播等多种通信方式。另一方面，可以在网络接口812与822之间建立通信耦合，从而实现室内无线通信网810和820之间的互连。备选地，网络接口812和822还可与室内无线通信网外部的设备(例如包括但不限于定位服务器、广告推送系统和在线支付系统等)通信。

本实施例的无线通信网可应用于大型商场等公共场所。例如，可以将这样的公共场所划分为多个区域，为每个区域组建相应的室内无线通信网，并且室内无线通信网之间可以通过网络接口之间的直接通信连接或者间接通信连接(例如经由网关)而实现互连。

需要指出的是，本实施例的无线通信网所包含的室内无线通信网的数量仅仅是示例性的，实际上还可以包含更多数量的室内无线通信网，由此形成覆盖范围更大的无线通信网。

虽然已经展现和讨论了本发明的一些方面，但是本领域内的技术人员应该意识到，可以在不背离本发明原理和精神的条件下对上述方面进行改变，因此本发明的范围将由权利要求以及等同的内容所限定。