用于自动控制照明模式的照明系统和方法与流程

用于自动控制照明模式的照明系统和方法
1.本发明为基于申请日为“2017年10月16日”、国际申请号为“pct/se2017/051017”、中国申请号为“201780064577.0”、发明创造名称为“用于自动控制照明模式的照明系统和方法”的中国发明专利申请的分案申请，其优先权为优先权号“1651358-2”、优先权日“2016年10月18日”的瑞典发明专利申请、优先权号“1750019-0”、优先权日“2017年1月12日”的瑞典发明专利申请以及优先权号“1750554-6”、优先权日“2017年5月8日”的瑞典发明专利申请。
技术领域
2.本发明总体上涉及一种照亮区域的照明系统，特别地，该照明系统适于基于先前的用户行为并且依赖于照明系统的物理位置处的当前日出和日落时间来自动控制照明模式。本发明还涉及一种相应的方法和计算机程序产品。


背景技术：

3.在使用传统的照明系统时，例如在住宅中，每个照明器，例如布置在房间的天花板中，使用单独提供的光控制单元来控制，例如按压接通/按压断开的开关按钮。最近，人们希望改善照明和可能的其他电气设备的整体控制，形成所谓的“智能家居”，其中智能照明系统结合了发光二极管(led)，嵌入式传感器和控制器，和低成本普遍的网络，以创建一个高度响应其环境的集成照明系统。与传统照明系统技术相比，一些或所有这样的智能系统的益处可以包括但不限于专门针对用户需求和显著节能而定制的更高质量的光。
4.us7911158中公开了这种智能照明系统的示例，其提供了一种照明系统，该照明系统对影响与环境相关联的照明氛围的给定参数集引入微小变化，并收集用户对该变化的响应。根据用户的响应，系统了解哪些参数的哪些变化可以改善效果。通过重复改变-反馈会话，系统接近最佳设置以在给定环境中实现期望的氛围。例如，每次打开灯时发生改变-反馈会话，并且在关闭灯时使用特定形成的多个开关布置收集反馈。如果使用一个开关关闭灯，则反馈为正；如果使用备用开关关闭灯，则反馈为负。
5.尽管us7911158提供了一种有趣的照明控制方法，但是该使用将不得不对照明系统所引入的自动变化作出积极反应，随着时间的推移将侵扰用户，因为用户将不得不对系统产生的调整作出反应。因此，期望引入一种新颖的方法，与现有技术相比具有较少的侵扰性并且更适合于用户的实际行为。


技术实现要素：

6.根据本发明的一个方面，上述至少部分地通过用于照亮区域的照明系统来满足，该照明系统包括可控照明器，控制单元，其连接并适于控制可控照明器以根据照明模式照射该区域，连接到控制单元的手动操作控制接口，控制接口适于产生指示用户希望调节由可控照明器提供的照明模式的控制信号，其中控制单元被配置为基于多个连续接收的用于调整照明模式的控制信号确定用户期望的照明模式，基于来自包括在控制单元内的时钟模
块的调整信号调整用户期望的照明模式，调整信号基于一年中的当前日期和控制单元的物理位置，并且根据调整的用户期望的照明模式自动控制可控照明器，而与来自用户操作的控制接口的其他控制信号的接收无关。
7.借助于本发明，提供了一种自学习照明系统。与上述现有技术实施方式相比，所公开的照明系统随着时间的推移“模仿”用户行为，其目的在于使用户先前执行的照明行为自动化。然而，为了能够准确地生成随时间变化的用户行为，所公开的照明系统还考虑来自时钟模块的调整信号，其中调整信号基于照明控制发生的物理位置和一年中的当前日期。
8.用户将在启动阶段使用照明系统控制可控照明器，使用手动操作的用户接口，例如旋转调光器旋钮，按钮等，其中在照明系统逐渐接管控制之后自动化用户环境的照明方式。由于所公开的照明系统还将考虑一年中的当前日期和物理位置两者，所提供的照明模式将以更加真实的方式模仿用户实际上将如何希望他的环境被照亮。也就是说，由于知道了照明系统所处的位置，例如可以确定控制单元的物理位置处的日出和日落时间，这意味着可以调整所提供的照明模式以考虑到太阳高度，可能基于预期的入射/环境(太阳)光量来调整照明模式。当用户环境的自动化照明时，通过利用一年中的当前日期，可以利用稍微改变的用户行为，例如，与冬季期间相比，用户在夏季期间在加重花费较少的时间。
9.在一个实施例中，控制模块可以包括天文钟。在一个实施例中，照明系统还可以包括连接到控制单元并适于确定控制单元的物理位置的gps电路。或者，物理位置可以是例如用控制单元手动“编程”。使用gps电路自动确定或手动确定的物理位置通常用作天文钟的输入，以确定日出和日落时间。
10.在一个实施例中，照明系统还可以包括用于测量入射光的光传感器，入射光的测量作为信息提供给控制单元。在某些情况下，例如在用户环境缺少窗口的情况下，这种实现可用于补偿如上所述的预期环境光量。或者，与测量的入射光有关的信息也可用于补偿用户环境接收大量直射阳光的情况。
11.在一个实施例中，用户环境可以是限定的室内区域，例如用户的家或办公室。然而，用户环境也可以部分地包括室外区域，例如庭院，如下面将进一步详述的。
12.在本发明的优选实施例中，照明系统包括多个可单独控制的照明器，其组合适于以用户期望的照明模式照亮用户的环境。多个可单独控制的照明器可使用电线电连接到或无线连接到控制单元。它们的组合当然是可能的。
13.优选地，控制单元包括无线收发器，用于将照明命令传送到多个可单独控制的照明器。收发器可以例如是蓝牙或wi-fi收发器之一，适于与多个可单独控制的照明器进行无线通信。
14.在本发明的优选实施例中，照明系统还包括连接到控制单元的占用传感器，其中调整的用户期望的照明模式还基于占用传感器产生的占用信号。使用占用传感器，可以了解用户如何占用他的例如家，当他在家时等，以了解用户环境(例如家庭/办公室空间)的用户占用行为。例如，该信息可以以如上所述的方式与例如一年中的当前日期相关联地使用，例如与用户在一年中在家中花费的时间有关。另外，来自占用传感器的信息也可以随时间用于自动激活(多个)照明器，例如当用户到达家中时。
15.除了上面的讨论之外，应该理解，术语“照明模式”应该被广义地解释，即不仅仅涉及亮度等级。根据本发明，还可以调节(多个)照明器的光参数，例如由(多个)照明器照射的
光的颜色饱和度、光的分布/方向，光的颜色分布等。
16.在本发明的可能实施例中，控制单元还被配置为确定连续接收的控制信号之间的时间段，并且如果时间段高于预定阈值则激活非活动模式。作为替代地，照明系统还可以包括至少一个传感器，用于检测该区域内人的活动(例如上述占用传感器)，其中控制单元还被配置为如果在超过阈值的时间段内未检测到活动，则激活非活动模式。
17.也就是说，在照明系统在持续预定的时间段，例如至少24h，检测到该区域内没有用户活动的情况下，可以利用该信息进一步控制系统。优选地，该信息可用于自动控制照明系统以模仿该区域内的用户活动。例如，在一些实现中，非活动模式可以对应于“家庭”(占用该区域的普通用户)已经离开度假的迹象。因此，照明系统将基于先前“学习的用户行为”自动控制照明系统，使得由照明系统提供的照明模式基本上对应于用户通常存在于该区域内时的情形。
18.优选地，在照明系统再次检测到区域内的用户(例如占用传感器或光切换活动)的情况下，照明系统进入相应的活动模式，其中照明系统如上所述起作用。
19.根据本发明的另一方面，提供了一种用于操作适于照亮区域的照明系统的计算机实现的方法，该照明系统包括可控照明器，控制单元，其连接并适于基于照明模式控制可控照明器照亮该区域，连接到控制单元的手动操作控制接口，控制接口适于产生指示用户期望调节由可控照明器提供的照明模式的控制信号，其中该方法包括如下步骤：使用控制单元基于用于调整照明模式的多个连续接收的控制信号确定用户期望照明模式，使用控制单元基于来自控制器的时钟模块的调整信号调整用户期望的照明模式，调整信号基于一年中的当前日期和控制单元的物理位置，以及使用控制单元根据调整用户期望的照明模式自动化控制可控照明器，调整的用户期望照明模式不依赖于来自用户操作控制接口的其他控制信号的接收。本发明的这个方面提供了与上面关于本发明的前一方面所讨论的类似的优点。
20.根据本发明的又一方面，提供了一种计算机程序产品，包括存储在计算机程序装置上的非暂时性计算机可读介质，用于操作适于照亮区域的照明系统，该照明系统包括可控照明器，控制单元，连接并适于根据照明模式控制可控照明设备照亮该区域，连接到控制单元的手动操作控制接口，控制接口适于产生指示用户调节由可控照明器提供的照明模式的控制信号，其中计算机程序产品包括用于使用控制单元基于用于调整照明模式的多个连续接收的控制信号确定用户期望照明模式的代码，用于使用控制单元基于来自控制器的时钟模块的调整信号调整用户期望的照明模式的代码，调整信号基于一年中的当前日期和控制单元的物理位置，以及用于使用控制单元根据调整用户期望的照明模式自动化控制可控照明器的代码，调整的用户期望照明模式不依赖于来自用户操作控制接口的其他控制信号的接收。此外，本发明的这个方面提供了与上面关于本发明的前述方面所讨论的类似的优点。
21.由服务器执行以根据本发明操作的软件可以存储在计算机可读介质上，该计算机可读介质是任何类型的存储器设备，包括可移动非易失性随机存取存储器，硬盘驱动器，软盘，cd-rom，dvd-rom，usb存储器，sd存储卡或本领域中已知的类似计算机可读介质中的一个。
22.当研究所附权利要求和以下描述时，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。
本领域技术人员认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以组合本发明的不同特征以创建除了下面描述的实施例之外的实施例。
附图说明
23.从下面的详细描述和附图中将容易理解本发明的各个方面，包括其特定的特征和优点，其中：
24.图1示出根据本发明的当前优选实施例的照明系统；
25.图2示出照亮限定区域的照明系统的概念性安装，以及
26.图3示出根据本发明的实施例的方法的流程图。
具体实施方式
27.现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的当前优选实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为限于这里阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底和完整，并且向发明人员充分传达了本发明的范围。相同的参考字符始终表示相同的元件。
28.现在参考附图并且具体地参考图1，示出了根据本发明的可能实施例的照明系统100。照明系统100包括控制单元102和多个照明器104，106，108。控制单元102配备有无线收发器110，无线收发器110配置为将控制命令无线传输到照明器104和106，其中每个照明器104和106设置有相应的收发器110，其适于从控制单元102接收照明命令。另一方面，照明器108使用电线112电连接到控制单元102(其中控制单元例如可以配备有驱动器电路)。照明系统100当然可以包括更多或更少的照明器。另外，在本发明的一些实施例中，控制单元102提供的功能可以分布在照明器(例如)104，106之间。
29.照明器104，106，108优选地是可单独控制的，但也可以布置在不同的组中，其中由同一组内的每个照明器提供的照明模式调适为类似的(可能取决于照明技术)。在一个可能实施例中，也可以允许相同组内的照明器彼此依赖地控制。例如，可以首先激活该组照明器中第一个照明器，并且在某些需要“更多光”的情况下，可以激活该组照明器中的照明器。因此，可单独控制的照明器104，106，108之间可能存在依赖性。
30.照明系统100还包括手动操作控制接口，例如旋钮或第一按钮114，其连接到控制单元102。用户使用第一按钮114来控制照明器104，106，108。第一按钮114布置成与控制单元102电连通；然而，照明系统100还可以设有第二按钮116，第二按钮116设有收发器110，且布置为与控制单元102进行无线通信。第二按钮116可以例如远离控制单元102布置。第一按钮114可以例如布置在用户的家庭环境的一个位置/部位中，第二按钮116布置在用户的家庭环境的另外不同的位置/部位中。
31.此外，照明系统100还可以设置有第一118和第二120传感器，且布置为与控制单元102进行(电或无线)通信，且适于获取与例如用户家庭环境相关的环境数据。在所示实施例中，第一传感器118是占用传感器，其适于获取与用户家庭环境内存在的人有关的信息。第二传感器112示例为适于测量入射光，例如透过窗户的阳光的照明传感器。
32.此外，照明器104，106，108可以包括例如基于卤素或发光二极管(led)的照明器的混合。基于卤素的照明器可以例如配置为接收未经调节的电源ac信号，例如额定为230或
110v，而基于led的照明器可能需要一个稳定的直流驱动信号，例如5v，12v，18v等。
33.除上述之外，控制单元102可以包括微处理器，微控制器，可编程数字信号处理器或者另外的可编程设备。控制单元102还可以或者替代地每个包括专用集成电路，可编程门阵列或可编程阵列逻辑，可编程逻辑设备，或数字信号处理器。在控制单元102包括诸如上述微处理器，微控制器或可编程数字信号处理器的可编程设备的情况下，处理器还包括控制可编程设备的操作的计算机可执行代码。无线收发器110优选地配置为蓝牙通信。然而，其他无线实现也是可能的，例如使用wlan，cdma，gsm，gprs，3g移动通信，4g移动通信，zig-bee，红外线等。无线通信优选地在包括2.4ghz范围内的频带的无线电频谱内执行，可能还或替代地在5ghz射频频谱处执行。
34.现在转到图2，提供适用于照亮限定区域的相应照明系统200的概念性安装和使用，限定区域例如用户家庭环境。在图2中，示出了用户家庭环境的平面图，包括走廊部分202，用餐部分204，娱乐和电视部分206，以及室外庭院部分208。在用户家庭环境的每个部分202，204，206，208中布置有单独控制的照明器。走廊部分设有屋顶安装式照明器210。用餐部分204设有第一212和第二214组轨道安装灯。娱乐和电视部分206设有阅读灯216，屋顶安装式照明器218，以及在电视机224的每一侧上相邻设置的第一220和第二222照明器。此外，庭院部分208设有甲板灯226。
35.此外，照明系统200设有由用户手动操作的第一和第二控制接口构件，例如第一114和第二116按钮以及第一228和第二230占用传感器。
36.在照明系统100/200的操作期间，进一步参考图3，用户已经将照明系统200安装在他/她的家庭环境中。用户使用按钮114，116来控制照明器202，212，214，216，218，220，222和226，例如关于颜色饱和度，亮度，光分布等，其中按钮114，116产生由控制单元102接收s1的控制信号。控制信号对应于用户关于可单独控制的照明器如何照亮用户的家庭环境的需求的指示。在使用照明系统100/200的初始阶段，控制信号将直接控制照明器202，212，214，216，218，220，222。
37.随着时间的推移，控制单元102从按钮114，116接收(大)多个控制信号。一旦接收到合适数量的(高于预定阈值)控制信号，控制单元102就开始识别用户模式从而确定(例如，使用机器学习)s2，用户期望的照明模式。一旦确定了用户期望的照明模式，控制单元102就尝试基于一年中的当前日期和控制单元102的物理位置来调整用户期望的照明模式。如上所述，控制单元102可以是配备有用于计算控制单元102的物理位置处的日出和日落时间的天文时钟，以及可能配备有用于确定控制单元的物理位置的gps电路。照明模式的调整可以进一步考虑来自占用传感器228，230的信号和来自光用于测量入射光的传感器的信号，通过从窗户进入的入射光。
38.最终，一旦操纵了用户期望的照明模式，控制单元102就可以在没有来自用户的直接交互的情况下调整s3在用户家庭环境内提供的照明模式，并且自动地s4控制由多个照明器201，212，214，216，218，220，222所提供的发射照明模式。调整后的照明模式优选地模仿用户在他/她的用户环境中的典型行为。也就是说，一旦太阳落山，用户可以例如最初(手动)激活甲板灯226，但仅在周末期间。因此，照明系统100/200从用户获知这种行为，最终接管控制，并且一旦太阳落山就自动激活甲板灯226，但仅在周末期间。
39.类似地，随着时间的推移，照明系统100/200可以知道用户在工作日期间和大约晚
上8点之后坐下来观看电视时通常激活灯具220，222，但不是在夏天期间。因此，占用传感器230可以用于确定用户正坐在娱乐和电视部分206中，并且使用光传感器(未示出)将照明器220，222的自动控制基于一年中的当前日期，一天中的当前时间，还可以依赖于穿过窗户进入娱乐和电视部分206的光量。因此，所提供的照明不仅取决于一年中的当前日期和用户的一般行为，而且还取决于多少外因，例如阳关正进入用户的环境。
40.此外，在照明系统100/200的可能实施方式中，可以允许照明模式在例如两个“已知”设置之间自动调整。例如，在照明系统100/200已经识别出用户通常期望的情况下，例如光强度水平(调光水平)如下：
41.100％at 4pm，
42.80％at 6pm，
43.70％at 7pm，以及
44.30％at 10pm，
45.然后，照明系统100/200可以自动地，缓慢地调整离散水平之间的强度水平。因此，用户将不会清楚地感知强度水平的变化，而是强度水平将在离散(已知)水平之间平滑转换。上述示例当然也适用于其他形式的照明模式，例如在由照明器发射出的光的颜射之间改变，或者在不同激活照明器之间转换。一般的想法是实现用户控件内照明模式的平滑感知。
46.根据本发明，用户当然可以停用或者中断“平滑转换过程”。在用户中断平滑转换过程的情况下，可以再次由照明系统100/200自动激活，例如在预定时间段之后。
47.除了上述之外，所提供的照明取决于照明系统100/200的物理位置。也就是说，与用户位于更南，例如更靠近赤道，用户位于更北例如北半球将通常具有不同的应用室内照明的方式。因此，借助于所呈现的照明系统100/200，当确定用户期望的照明模式以及调整用户期望的照明模式时，可以考虑该信息。
48.总之，本发明涉及一种用于控制与其连接的第一电气设备的模块化组件，该组件适于安装在电气接线盒中，其中该组件包括第一基础模块，该第一基础模块包括壳体，设置在壳体内的控制单元和适于将电气设备与控制单元电连接的连接块，以及适于至少部分地延伸到电气接线盒外部的第一控制模块，并且还包括适于产生电控制信号的控制构件，其中第一基础模块和第一控制模块中的每一个包括用于机械地互连第一基础模块和第一控制模块的第一接口，第一基础模块和第一控制模块中的每一个包括用于电互连第一控制模块至第一基础模块的第二接口，第一控制模块还包括框架部分，用于将组件机械地固定到电气接线盒，第一基础模块包括无线收发器，其适于与原理第一基础模块布置的相应的第二基础模块进行无线通信，控制单元适于基于电控制信号控制第一电气设备和连接至第二基础模块的第二电气设备，并且选择第一基础模块以产生匹配电气设备的驱动偏好的驱动信号。
49.借助于本发明，提供了一种模块化组件，其中设置有期望控制构件(例如旋钮和开关)的控制模块与被选择的基础模块组合以匹配电气设备的驱动偏好。因此，可以使用适当的控制构件以期望的方式容易地操作不同类型的电气设备，诸如应用不同类型的电控制的不同类型的光源或照明器。
50.本发明的控制功能可以使用现有的计算机处理器来实现，或者通过用于适当系统
的专用计算机处理器来实现，该计算机处理器为此目的或另一目的而并入，或者由硬线系统实现。本发明范围内的实施例包括程序产品，该程序产品包括用于携带或具有存储在其上的机器可执行指令或数据结构的机器可读介质。这种机器可读介质可以是可由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问的任何可用介质。举例来说，这种机器可读介质可包括ram，rom，eprom，eeprom，cd-rom或其他光盘存储器，磁盘存储器或其他磁存储设备，或可用于携带或存储的任何其他介质。期望的程序代码，其形式为机器可执行指令或数据结构，并且可由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问。当通过网络或其他通信连接(硬连线，无线或硬连线或无线的组合)向机器传送或提供信息时，机器将连接正确地视为机器可读介质。因此，任何这种连接都适当地称为机器可读介质。上述的组合也包括在机器可读介质的范围内。机器可执行指令包括例如指令和数据，其使得通用计算机，专用计算机或专用处理机器执行特定功能或功能组。
51.尽管附图可以示出顺序，但是步骤的顺序可以与所描绘的顺序不同。另外，可以同时或部分同时执行两个或更多个步骤。这种变化将取决于所选择的软件和硬件系统以及设计者的选择。所有这些变化都在本公开的范围内。同样，软件实现可以使用标准编程技术来完成，该技术具有基于规则的逻辑和其他逻辑，以完成各种连接步骤，处理步骤，比较步骤和决策步骤。另外，即使已经参考本发明的具体示例性实施例描述了本发明，但是对于本领域技术人员而言，许多不同的改变，修改等将变得显而易见。
52.另外，通过研究附图，公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现对所公开实施例的变型。此外，在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。