用于控制无线网络的节点的设备和方法
【专利摘要】为了在无线网络的传送节点或接收节点处存在干扰的情况下提高传输可靠性和传输效率，一种用于控制所述无线网络的节点的设备被提供，其中所述节点被关联到至少一个负载单元。所述设备包括被适配成基于所述负载单元的操作状态来调整所述节点的通信模式的控制单元。
【专利说明】用于控制无线网络的节点的设备和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于控制无线网络、特别是无线网状网络的节点的设备、方法以及系统。
【背景技术】
[0002]近来，例如对于光照系统的远程控制、建筑自动化、监视应用、传感器系统、医学应用以及空调系统来说，无线网状网络吸引了越来越多的注意。特别地，室外照明器的远端管理(所谓的远程管理)变得日益重要。一方面，这被环境问题所推动，因为远程管理系统使能例如作为时间、天气条件以及季节的函数来使用不同的调光模式，从而允许如上面所提到的室外照明系统或其它系统的更加高能效的使用。另一方面，这同样被经济原因所推动，因为提高的能量效率同样降低了运营成本。而且，系统能够远程监视功率使用并且检测受控元件的故障，例如灯具故障或驱动器故障，这允许确定用于修理或者替换系统的元件(例如灯具)的最好时间。
[0003]当前的基于射频(RF)的无线解决方案使用星型网络拓扑或网状网络拓扑用于在网络的元件之间的通信。在星型网络中，数据收集器具有到网络中的每个节点的直接通信路径。然而，这典型地需要像控制器这样的高功率/高灵敏度基站，这使解决方案部署繁琐且昂贵。在网状网络中，多个节点一般而言不直接与中央控制设备进行通信，而是经由所谓的多跳通信进行通信。在多跳通信中，数据分组经由一个或多个中间节点被从发送器节点传送到目的地节点。节点充当路由器以便将数据分组从邻近节点传送到太远而不能在单跳中到达的节点，导致能够跨越较大距离的网络。通过将长距离分成一系列较短的跳，信号强度被维持。因此，路由被网状网络的所有节点执行，从而决定数据分组将被发送到哪些邻近节点。因此，网状网络是具有高连通性以及因此具有高冗余和可靠性的非常鲁棒且稳定的网络。
[0004]网状网络传输技术能够被划分成两个组:基于洪泛的网状网络和基于路由的网状网络。在基于洪泛的网状网络中，数据分组被网络中的所有节点转发。因此，节点不必进行复杂的路由判定，而是仅仅广播数据分组。通过这些手段，该技术是相当鲁棒的。然而，在大的网络中，由于转发而导致的数据开销影响了总体数据速率。而且，数据分组的冲突很可能发生，从而进一步降低了总体性能。基于路由的网状网络能够被进一步划分成主动式(pro-active)和反应式(re-active)方案。在基于主动式路由的网络中，直接的网络路径被存储在每个节点中的路由表中。例如通过将定期的信标消息发送到邻近节点以便发现高效的路由路径，路由表被保持最新。然而，路由表的主动式更新消耗了网络资源的大部分。相比之下，反应式方案通过按需发现路由来避免永久性开销和大的路由表。它们使用洪泛来发现网络路径并且缓存活跃的路由或节点。当路由几乎仅被用于单个数据分组时，洪泛数据分组代替执行路由发现可能是更高效的。如果路由被保持足够长以避免频繁的路由，则反应式方案退化为主动式方案。基于反应式路由的网状网络的例子被用在ZigBee中。
[0005]像本文中所讨论的那样，网状网络主要地指的是具有为固定的多个节点的网络，其中节点之间的通信被无线地执行。
[0006]这些无线解决方案的挑战之一是它们可能易受电磁干扰影响。例如，在室外照明器的情况下，照明器中的无线控制器能够经受来自位于相同照明器中的灯具驱动器的干扰。对于高频电子驱动器来说情况尤其如此，所述高频电子驱动器被用于LED和荧光光源。其影响在图1中被图示，图1示出了在不同的操作状态下作为时间的函数的由网状网络中的照明器节点所观察到的邻近节点的平均数目。如能够从图1识别的是，当灯接通时观察到的邻近节点的数目减少。这样的减少是由归因于接通的灯具驱动器的提高的噪声水平引起的，所述接通的灯具驱动器生成所述噪声并且负面地影响节点在向其它节点传送消息和从其它节点接收消息期间的传输性能。这是因为灯具驱动器和灯具使用比通信解决方案多得多的功率。而且，在一方面的灯具驱动器和灯具以及在另一方面的节点的通信单元在照明器中被接近于彼此定位。它们甚至能够被集成在相同的物理设备中，所述相同的物理设备即具有无线接口的灯具驱动器或在相同的物理设备中具有集成的驱动器和通信功能性的无线LED灯具。
[0007]实际上，当灯具驱动器被接通时，这种接近提高了噪声水平，并且因此导致降低的通信能力。这样的降低的通信能力引起系统的非稳定行为，这不是期望的并且可能导致消息在节点之间的多个重传，从而浪费网络资源。
[0008]所描述的网状技术依赖邻近节点的知识，所述邻近节点能够被充当从中央控制设备或数据收集器节点接收的和向其发送的消息的路由器。由于(灯具驱动器)电磁干扰(EMI)，节点的通信能力被影响，即在接通/断开灯具或者例如通过调光改变灯具的操作状态之后，节点中的路由表不再是最新的，这引起路由/通信错误。因此，现有技术水平的网状网络通信未被设计来解决(灯具驱动器)EMI。
[0009]这个解决方案同样发生在包括无线地连接和控制的多个室内单元和室外单元的其它系统(例如，空调机系统)中。
[0010]US 7，342，513 B2描述了一种用于在航空器内使用的无线通信系统。所述系统使用集成的透镜天线系统，所述透镜天线系统利用光源的数量和位置使得任何给定光源将具有到若干其它光源的直接射频路径。虚拟网络被创建使得如果任何两个光源之间的路径变成中断的，则替换的路径在软件控制下被构造。
【发明内容】
[0011]鉴于与现有技术相关联的上述缺点和问题，本发明的目标是提供用于控制无线网络的节点的设备、方法以及系统，其提供在存在干扰的情况下的改进的传输效率。
[0012]所述目标通过独立权利要求的特征来解决。
[0013]本发明是基于这样的思想的:根据引起通信能力的任何降低的操作条件来适配网络的一个或多个节点的通信/传输行为，所述操作条件例如在相应的传送/接收节点的位置处的干扰或提高的噪声。因此，恰当的通信/传输模式或参数被选择并且传输效率和传输可靠性被改进。干扰可以是例如电动机这样的被节点控制的和/或附连到节点的设备，诸如负载驱动器、负载本身，但还可以是外部(外来)设备。
[0014]所述目标通过用于控制像星型网络或网状网络这样的无线网络的节点的设备来解决。节点被关联到至少一个负载单元。这包括用于控制至少一个负载单元的相应连接，所述连接包括直接地耦合或在操作上链接。所述设备包括被适配成基于至少一个负载单元的操作状态来调整所关联的节点的通信模式的控制单元。节点可以应用合适的通信协议以用于与其它节点、特别是与所述其它节点的通信单元进行通信。节点可以被关联到一个单个负载单元或者关联到多个负载单元。节点可以包括控制单元、通信单元以及其它功能单元，例如存储器等。控制单元可以被提供为CPU，并且被优选地适配成通过以下各项来确定负载单元的操作状态
-使用例如在节点或负载单元中提供的主动和/或被动传感器 -主动地例如从控制负载单元的另一设备请求操作状态，
-自动地和/或周期性地从至少一个其它设备接收关于操作状态的信息，所述其它设备诸如中央控制设备或邻近节点，
-通过检测指示负载单元改变操作状态的控制信号。
[0015]控制单元可以使用这些方法中的一个或多个或其组合来确定所关联的至少一个负载单元的操作状态。设备可以基于诸如可用功率、紧急性等等之类的给定情形来选择这些方式中的一个。因此，传输效率和传输可靠性被改进，因为通过调整通信行为(通信参数和/或通信模式)，(电磁)干扰(EMI)的负面效果被减轻了。
[0016]在优选实施例中，无线网络被实现为网状网络或星型网络。无线网络可以采用任何种类的无线传输技术，诸如RF(诸如WiF1、蓝牙、ZigBee或Z-Wave)、光(红外线或可见的)、声能等等。然而，本发明不限于无线网络并且还能够被应用于有线网络。甚至有线和无线的组合也是可能的。
[0017]在优选实施例中，设备还能够被用于在点对点通信中进行通信的节点，即无线地与彼此进行通信的两个节点。
[0018]网络可以包括中央控制设备或后端，其被连接到一些收集器节点。收集器节点充当从网络的多个节点接收并且传送信息的分布节点。收集器节点可以例如被有线连接到中央控制设备，并且剩余节点可以被无线地连接到收集器节点。因此，本发明对于各种各样的应用而言是开放的。
[0019]在另一优选实施例中，节点的通信模式的调整在操作状态的改变之前和/或期间和/或之后被执行。当通信模式在操作状态的改变之前被适配时，优选地在控制单元中可用的指示负载单元改变操作状态的控制信号或其它信息可以被用来触发通信模式的调整。进一步地，被指示的操作状态的改变可以被延迟直到通信模式的适配被完成为止。通信模式还可以在操作状态的改变之前和之后被适配。例如，当负载单元的操作状态将被改变时，合适的通信模式在负载单元的操作状态被改变之前被激活。在完成操作状态的改变之后，另一通信模式被激活。当干扰水平在操作状态的改变期间以及其后是不同的时，这是有用的。如果干扰水平在改变负载单元的操作状态期间是非常高的，则优选的是改变通信模式持续达该时间。在这里，可能优选的是根本不传送或者仅传送预定种类的信息，例如紧急消息，但没有正常的状态请求。
[0020]在再一个优选实施例中，操作状态的改变包括接通负载单元、断开负载单元以及逐渐改变负载单元的操作状态中的至少一个。例如，当负载单元包括光源时，逐渐改变操作状态对应于对光源进行调光的过程。
[0021]优选地，负载单元至少包括可切换的和/或可变的负载。然而，负载单元还可以包括多个不同的可切换的和/或可变的负载。例如，如果负载单元包括照明器，则能够提供不同的光源，即不同的负载，例如以用于白天照明、夜间照明和/或紧急情况照明。光源也能够是可切换的和/或可调光的(可变的)。
[0022]优选地,负载单元包括负载和至少一个可切换的和/或可变的负载驱动器。负载(例如，光源)常常需要负载驱动器来进行操作。在这些情况下，可切换的和/或可变的可能不是负载，而是负载驱动器。因为负载驱动器是众所周知的强电磁干扰的源，所以基于负载驱动器的操作状态来调整通信模式是有利的。
[0023]在优选实施例中，控制单元被适配成通过确定负载单元的功率消耗和/或负载单元的类型和/或无线网络中的邻近节点的操作状态来确定操作状态，并且被进一步适配成基于所确定的功率消耗和/或所述确定的操作状态和/或所述类型来调整通信模式。邻近节点可以被定义为在传送节点的传输范围内的节点，或者可以例如以被存储在设备的存储器中的表的形式被预定义。这允许通信模式的精细(sophisticated)适配。特别地,环境的改变被考虑用于选择恰当的通信模式。这些改变可以包括负载单元(类型)本身的改变/替换以及负载单元的功率消耗中的改变。功率消耗例如对于不同的温度来说可以是不同的。
[0024]在优选实施例中，节点的通信模式基于至少一个邻近节点的操作状态被调整。这是有利的，因为电磁干扰将特别地通过减少所述节点的接收机的灵敏度来主要地影响节点的接收性能。因此，在优选实施例中，传送节点的通信模式基于所确定的邻近节点的操作状态而被改变/调整。优选地，传送节点的发射功率被提高以便维持/恢复到邻近(即，接收)节点的通信链路。
[0025]在优选实施例中，控制单元基于模型来运行算法，所述模型考虑了所确定的邻近节点的操作状态。例如，具有最差性能退化的邻居被考虑，并且节点的通信模式被相应地调整。优选地，节点的发射功率被提高以便维持/恢复到具有最差性能退化的邻居的通信链路。
[0026]基于至少一个邻近节点的操作状态来调整节点的通信模式是进一步有利的，因为邻近节点可能具有其它负载和/或负载驱动器、其它结构配置(例如负载和/或负载驱动器和/或通信单元之间的距离/分离)和/或例如在照明系统情况下的其它调光水平。
[0027]关于操作状态、负载和/或负载驱动器、干扰敏感性、观察到的邻居的数目的信息和/或关于那些中的一个中的改变的信息能够被包括在节点发出给它们的邻居的定期的信标中，例如所述定期的信标被用来建立路由表(见下文)。然而，所述信息还可以被包括在单独的信标中。这些单独的信标可能被节点在它关联的负载单元的操作状态被改变之前被发送。
[0028]进一步地，邻近节点还可以在考虑中的节点的位置处引起干扰。因此，当选择通信模式时考虑所述邻近节点的操作状态是有利的。
[0029]在另一优选实施例中，通信模式的调整包括在节点中存储的至少一个路由表的重置和/或更新、提高和/或减少信标发送频率达预定时间以及提高或减少节点的用于传送消息的发射功率中的至少一个。
[0030]根据本发明，在基于路由的多跳网络中，数据分组或消息借助于在节点中存储的路由表被转发，其中取决于负载单元的操作状态有区别地路由消息是优选的。路由表可以在改变操作状态的事件时被重置和/或更新，因为路由表由于操作状态的改变而很可能不再是最新的。为了更新路由表，信标发送(beaconing)的频率能够被提高以便使能路由表的快速构建，所述信标发送能够被用来建立或者更新路由表。为了观察邻域，节点可以周期性地发送具有提示邻近节点对所接收到的信标进行回答的连通性信息的信标。所接收到的回答被用来建立路由表。替换地，节点还能够定期地发出包含节点的连通性信息但无需对其进行回答的信标。因此，路由表基于所接收到的信标被建立。在两种情况下，经发出的信标可以包含关于发送节点相对于数据收集器的(跳或地理)距离或它们的地理位置的信息。如果在考虑中的节点到数据收集器的距离大于邻近节点(信标从其被接收)到数据收集器的距离，则数据分组可以经由所述邻近节点而被转发到数据收集器。
[0031]在更新路由表期间，另一路由方法能够被应用，所述方法例如不需要路由表的洪泛。进一步地，路由表可以被首先重置为默认设定并且然后被更新。替换地，针对不同操作状态的不同路由表可以被存储在设备的存储器中并且路由表可以通过激活存储的路由表而被更新。在这种情况下没有必要建立新的路由表。在基于存储器的解决方案中，两个路由表能够被使用，一个在操作状态的改变之前被使用而一个在操作状态的改变之后被使用。如果负载单元的两个操作状态被正常地使用，则一个路由表被用于第一操作状态而另一路由表被用于第二操作状态。
[0032]通信模式的调整还可以包括物理层(PHY)的特定参数的改变。一个参数可以是发射功率，其能够基于操作状态的改变而被提高或者减少。这能够被以控制回路(学习)方式实行直到特定性能被实现为止，所述特定性能诸如通信延迟、观察到的邻居的数目和/或通信中的成功率。优选地，当负载单元处于“接通”状态时发射功率被提高，而当负载单元处于“断开”状态时发射功率被减少。通过提高节点的发射功率，节点的传输范围被增加，并且因此，更多邻近节点能够被节点可及，从而导致提高的传输效率和可靠性。附加地或替换地，PHY数据速率同样能够被减少，这典型地提高了接收机灵敏度。另一可能性是改变纠错编码速率或CRC(循环冗余检验)的长度，以便提高可靠性。
[0033]另外，要被从一个节点发送到另一节点的消息的重传的数目能够被改变。更多重传提高了成功的可能性，这能够减轻干扰的效果。可能进一步优选的是，增加计数器在“接通”负载单元期间的计数以便从而提高在丢弃分组并且请求新的分组之前接收分组的机会。在“断开”期间，计数器的计数可以被再次减少。
[0034]应指出，上面提到的控制回路(或学习)方法不限于物理层的参数的调整，并且特别地不限于发射功率的调整，而能够被用来调整通信模式的参数中的任何一个。
[0035]在优选实施例中，中央控制设备集中地决定要被无线网络的一个或多个节点使用的通信模式。在这里，优选的是，每个节点将关于它关联的负载单元的操作状态的信息发送到中央控制设备。替换地，负载单元本身可以被适配成将操作状态信息发送到中央控制设备。中央控制设备然后基于所接收的信息来决定通信模式并且指示节点改变它们的通信模式。这个过程能够被以特定时间间隔周期性地执行，但也可以根据节点中的一个或用户的请求被执行。附加地或替换地，节点可以存储与如由中央控制器所提供的特定操作状态相关联的通信模式，并且在操作状态的后续改变时自动地应用相应的通信模式。
[0036]在优选实施例中，在负载单元的操作状态的改变之后，节点的不同的通信模式被激活达预定时间。不同的通信模式可以在更新路由表期间被应用，其中预定时间优选地对应于更新路由表所需要的时间。被激活达预定时间的通信模式可以包括高级传输参数，诸如最大发射功率。尽管例如路由表仍尚未被更新，但这确保足够的传输效率和传输可靠性。因此，尽管噪声水平和/或干扰由于负载单元的操作状态而是高的，但与节点进行通信是可能的。
[0037]优选地，设备在操作上被耦合到节点或者集成在节点中。设备可以被以可拆卸的和/或可重复使用的方式附连到节点，或者设备可以被集成到节点中。参考后者，设备可以是节点的CPU的一部分或者被集成在节点的CPU中。进一步地，与设备一起升级现有节点是可能的。
[0038]在优选实施例中，设备被用在照明控制系统中。所述照明控制系统可以是用于照明器节点的远程管理(遥控)的室外照明控制系统。表示负载单元的照明器可以优选地包括光源，并且如果需要，包括光源驱动器。因此，照明器能够被轻易接通/断开和/或调光模式能够基于条件被控制，所述条件诸如白昼、季节、天气、环境亮度、交通事故的发生、道路工程的存在等。这些条件可以通过配备有照明器节点的传感器被确定并且然后被分别报告给邻近节点、数据收集器节点和/或中央控制设备。本发明的设备还可以被用在室内照明控制系统中。然而，本发明不限于照明系统并且也可以被应用于空调系统和使用遭受干扰的通信的其它种类的网络。
[0039]在本发明的另一方面，用于控制无线网路的节点的方法被提供，其中节点被关联到至少一个负载单元。所述方法包括确定负载单元的操作状态，以及基于所确定的负载单元的操作状态来调整节点的通信模式以用于与无线网络的其它节点通信。
[0040]在本发明的再一个方面，用于控制无线网络的节点的系统被提供，所述系统包括多个节点，其中它们中的至少一个被关联到负载单元并且它们中的至少一个被耦合到用于像上面所描述的那样控制无线网络的节点的设备，其中消息经由无线网络在节点之间被传送。
[0041]在本发明的另一方面，用于控制无线网络的节点的系统被提供，所述系统包括多个节点，它们中的至少一个被关联到负载单元，并且中央控制设备经由无线网络与节点中的至少一个进行通信，其中中央控制设备被适配成基于关联到至少一个节点的负载单元的操作状态来调整所述节点的通信模式。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]在图中:
图1示出了说明作为时间的函数的在网状网络中节点观察到的邻居的平均数目的图； 图2示出了无线网状网络的例子；
图3示出了本发明的第一实施例的示意图；
图4示出了本发明的第二实施例的示意图；
图5示出了根据本发明的第一实施例的方法的流程图；
图6示出了根据本发明的第二实施例的方法的流程图；
图7示出了根据本发明的第三实施例的方法的流程图；
图8示出了根据本发明的第四实施例的方法的流程图；
图9示出了根据本发明的第五实施例的方法的流程图。【具体实施方式】
[0043]本发明的优选应用是室外照明系统(例如用于街道、停车场以及公共区域)、用于一般区域照明的室内照明系统(例如用于购物中心、竞技场、停车场、站台、隧道等)、加热、通风以及空气调节(HAVC)或传感器和致动器网络。在下文中，本发明将使用用于街道光照的室外照明系统的例子来被进一步解释。在照明控制的领域内，室外照明器经由射频网络技术的远程管理在对于大规模安装(即超过200个照明器)具有适用性的特定解决方案中正受到越来越多的兴趣。
[0044]在图2中，具有网状拓扑的典型网络被示出。多个节点10 (N)通过无线通信路径40被连接到彼此。节点10中的一些充当数据收集器节点50 (N/DC)，其经由单跳或多跳传输从周围节点10接收数据分组并且将它们传送到控制中心60，并且反之亦然。因此，数据收集器节点50可以在节点10与中央控制设备或控制中心60之间以网关的方式操作。节点10与数据收集器节点50之间的无线通信路径40可以由射频传输构成，然而数据收集器节点50与控制中心60之间的连接70可以利用因特网、移动通信网络、无线电系统、以太网、DSL、电缆或其它有线或无线数据传输系统。
[0045]与其它所谓的自组织(ad-hoc)网状网络相比，用于室外照明控制网络的远程管理系统是固定的，即节点10不移动。并且，所有节点10可以被连接到主电源。因此，网络改变将主要是归因于变化的环境，例如归因于通信量。因为节点10是固定的，所以节点10的物理位置(例如GPS坐标)在系统中可能是已知的，从而使能基于地理或位置的路由。
[0046]对于从照明器节点10到数据收集器节点50的数据分组传输，转发器(sink)距离矢量路由是优选的，其中每个节点10选择更接近于数据收集器节点50 (所谓的转发器)中的一个的邻近节点10作为中间节点10。优选地，路由解决方案被使用，因为到数据收集器节点50的路由被定期地使用。优选地，路由表被存储在每个节点10中，指示哪一个邻近节点10更接近于数据收集器节点50中的一个。因此，数据分组能够被以非常高效且快速的方式发送到最近的数据收集器节点50。有利地，每个节点10保持关于多个下行链路邻近节点10的信息作为替换路由以便提高可靠性。
[0047]图3示出了本发明的第一实施例。设备100和负载单元300每个都被在操作上耦合到节点200。如图3中所示出的节点200可以是如图2中所示出的无线多跳网状网络的节点10或数据收集器节点50。
[0048]设备100包括可以被实现为中央处理单元(CPU)的控制单元110。进一步地，设备100可以包括电源，诸如太阳能电力系统或电池。电池可以是可由太阳能电力系统(再)充电的。例如，电池仅可以当太阳能电力系统例如在夜晚期间没有提供足够的电力时被用作电源。然而，设备100还可以经由外部电源/电力线或者通过节点200而被提供有电力。
[0049]节点200包括用于经由无线通信路径40 (例如经由射频传输)来传送或者接收数据分组的通信单元210。节点200进一步包括用于存储例如路由表的存储器220。附加地或替换地，另外的或相同的存储器能够在通信单元210中被提供。节点200进一步包括用于控制负载单元300和/或通信单元210和/或电力系统的控制单元230。电力系统可以与上面所描述的电力系统相同或类似。
[0050]负载单元300在操作上被耦合到节点200和/或被节点200控制，并且可以包括负载320和负载驱动器310。在这个例子中，负载单元300可以包括光源320和光源驱动器310。光源驱动器310被控制单元230控制。优选地，光源驱动器310是可切换的且可调光的。节点的控制单元230确定光源驱动器310的切换/调光状态，并且将这些状态报告给设备100的控制单元110。替换地，设备100的控制单元110被适配成借助于传感器来确定操作状态。基于所确定的状态，控制单元110调整/改变通信单元210的通信模式，即用于通信的参数和/或模式。替换地，设备的控制单元110可以指示节点200的控制单元230调整通信模式。例如，如果确定光源驱动器310 (和光源320)已被从“断开”切换至IJ “接通”，则假定噪声水平已提高并且电磁干扰将发生。特别地，如图1中所示，接通灯导致能够被观察到的邻居的降低的数目，即传输范围的减少。因此，通信模式被调整例如使得节点200的发射功率被提高，从而再次增加了节点200的传输范围。结果，传输可靠性和传输效率被提高了。
[0051]图4示出了本发明的替换实施例。这个实施例与图3中所示出的实施例类似，差异是设备100和负载单元300被集成到节点200中。然而，仅集成负载单元200或设备100也是可能的。所示出的元件的功能与相对于第一实施例所描述的相同。因此，其描述被省略。进一步地，在第二实施例中，仅一个单个控制单元能够被提供用于控制设备100、节点200以及负载单元300。此外,所述单个控制单元还能够包括和/或执行与通信单元210相关联的功能。在这种情况下，控制单元和通信单元能够被实施为一个单个CPU。
[0052]图5示出了根据本发明的第一实施例的方法的流程图。在该方法中，首先，负载单元的操作状态被确定(步骤510)。例如，设备100的控制单元110经由传感器来监视光源驱动器的功率消耗。当确定操作状态尚未被改变时，通信模式保持不变。如果确定负载/负载驱动器的功率消耗和/或电压等级和/或负载/负载驱动器的切换状态已经改变时，则假定操作状态已被改变(步骤520)。为了确定操作状态已被如何改变，不同的门限可以被预定义来区分“接通”、“断开”以及不同的调光水平。例如，门限能够表示最大功率消耗的0%、20%、40%、60%、80%以及100%。在这个例子中，0%对应于“断开”，100%对应于“接通”以及20%、40%、60%和80%对应于不同的调光水平。因此，不同的通信模式通过控制器针对0%、1-19%、20-39%、40-59%、60-79%、80-99% 以及 100% 而被选择和激活(步骤 530)。因此，通过选择合适的通信模式，传输可靠性和传输效率被提高了，而不管在接收节点的位置处的提闻的噪声水平。
[0053]图6示出了根据本发明的第二实施例的方法的流程图。在这个实施例中，控制单元检测指示操作状态的改变的控制信号(步骤610)。这些控制信号可以在外部(例如通过中央控制设备)或者在内部被提供。在后者中，例如黄昏被在照明器中提供的相应传感器检测到，并且指示照明器打开灯的控制信号被生成。控制信号也被设备100的控制单元110检测到/确认，并且通信模式可以像相对于图5中示出的实施例所描述的那样被调整(步骤620)。附加地，操作状态的改变能够被延迟，通信状态的调整被完成(步骤630)。例如，操作状态的改变被延迟直到路由表被更新为止。替换地，控制单元110可以接收表明旨在改变操作状态的单独的信号。这个信号可以再次在外部或在内部被提供，在后者中，例如通过节点200的控制单元230而被提供。
[0054]图7示出了根据本发明的第三实施例的方法的流程图。在这个实施例中，例如节点200的控制单元110检测负载单元300的操作状态的改变(步骤S710)。节点200的控制单元110指示节点200 (即节点200的控制单元230和/或通信单元210)提高信标发送频率(步骤S720)，所述信标发送频率用于更快地更新路由表(步骤S730)。归因于提高的信标发送频率，更新路由表所需要的时间被显著地降低了。在完成更新路由表之后，所述路由表被选择/激活(步骤S740)并且用于与网络中的邻近节点进行通信。优选地，在路由表已被更新之后，信标发送频率被再次降低，以便节约能量并且避免网络资源的浪费。
[0055]图8示出了根据本发明的第四实施例的方法的流程图。在这个实施例中，例如节点200的控制单元110检测负载单元300的操作状态的改变(步骤S810)。节点200的控制单元110确定适合于新的操作状态的路由表(步骤S820)。例如，针对不同的操作状态的不同的路由表可以被预存储在设备100或节点200的存储器中。控制单元110指示节点200(即节点200的控制单元230和/或通信单元210)切换到所确定的路由表(步骤S830)。然而，步骤S820和S830还能够被节点200的控制器和/或通信模式执行。特别地，设备的控制单元110可以将所确定的负载单元200的操作状态提供给节点的控制单元230和/或通信单元210。
[0056]图9示出了根据本发明的第五实施例的方法的流程图。在这个实施例中，两个不同的路由表取决于负载单元300的操作状态而被使用。最初，第一路由表被应用于通信(步骤S910)。当设备110的控制单元110检测到操作状态中的改变时(步骤S920)，第二路由表被选择和激活(步骤930)。例如，在室外照明系统的情况下，灯可以在下午8点被接通。第一路由表可以在下午8点之前被应用以及第二路由表可以在下午8点之后被应用。控制单元110可以要么通过像先前所描述的那样确定操作状态要么通过时钟来检测操作状态的改变。
[0057]在中央方法(central approach)中，用于改变节点的操作模式的命令被中央控制设备传送到节点。同样在这里，基于所接收到的操作状态信息或者基于时间来控制通信模式是可能的。
[0058]本发明提供了基于当前操作状态来适配节点的通信模式的优点。因此，提供了反映网络中的负载单元的操作状态的智能解决方案，以便从而考虑通过切换或者改变影响节点的通信行为的负载所引起的干扰。
【权利要求】
1.一种用于控制无线网络的节点(200)的设备(100)，所述节点(200)被关联到至少一个负载单元(300)，所述设备包括: -控制单元(110)，其被适配成基于所述负载单元(300)的操作状态来调整所述节点(200)的通信模式。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述无线网络是网状网络、星型网络或无线地与彼此进行通信的两个节点之间的点对点通信。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述节点(200)的通信模式的调整在所述负载单元(300)的操作状态的改变之前和/或期间和/或之后被执行。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述负载单元(300)的操作状态的改变包括接通所述负载单元(300)、断开所述负载单元(300)以及逐渐改变所述负载单元(300)的操作状态中的至少一个。
5.根据前述权利要求中的一个所述的设备，其中所述负载单元(300)至少包括可切换的和/或可变的负载(320)。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述负载单元(300)进一步至少包括可切换的和/或可变的负载驱动器(310)。
7.根据前述权利要求中的一个所述的设备，其中所述控制单元(110)被适配成通过确定所述负载单元(300)的功率消耗和/或所述负载单元(300)的类型和/或所述无线网络中的至少一个邻近节点的操作状态来确定所述负载单元(300)的操作状态，并且被进一步适配成基于所确定的所述负载单元(300)的功率消耗和/或所述确定的至少一个邻近节点的操作状态和/或所述负载单元(300)的所述类型来调整所述通信模式。
8.根据前述权利要求中的一个所述的设备，其中所述节点(200)的通信模式的调整包括在所述节点(200)中存储的至少一个路由表的重置和/或更新、提高和/或减少所述节点(200)的信标发送频率达预定时间和/或提高或者减少所述节点(200)的用于传送消息的发射功率中的至少一个。
9.根据权利要求8所述的设备，其中取决于所述负载单元(300)的操作状态，不同的路由表在所述节点(200)内被激活。
10.根据前述权利要求中的一个所述的设备，其中在所述负载单元(300)的操作状态的改变之后，所述节点(300)的不同的通信模式被激活达预定时间。
11.根据前述权利要求中的一个所述的设备，其在操作上被耦合到所述节点(200)或集成在所述节点(200)中。
12.根据前述权利要求中的一个所述的设备，其中所述设备(100)被用在照明控制系统中，其中所述负载单元(300)包括光源(320)、或者光源(320)和用于控制所述光源(320)的光源驱动器(310)。
13.用于控制无线网络的节点(200)的方法，所述节点(200)被关联到至少一个负载单元(300)，所述方法包括以下步骤: -确定(S510)所述负载单元(300)的操作状态；以及 -基于所确定的所述负载单元(300)的操作状态来调整(S530)所述节点(200)的通信模式以用于与所述无线网络的其它节点(200)进行通信。
14.用于控制无线网络的节点(200)的系统，包括:多个节点(200)，它们中的至少一个被关联到负载单元(300)并且它们中的至少一个被耦合到根据权利要求1至12中的任一个的设备(100)， 其中消息经由所述无线网络在所述节点(200)之间被传送。
15.用于控制无线网络的节点(200)的系统，包括: 多个节点(200)，它们中的至少一个被关联到负载单元(300)； 中央控制设备(60)，其经由无线网络与所述节点(200)中的至少一个进行通信，其中所述中央控制设备(60)被适配成基于关联到至少一个节点(200)的负载单元(300)的操作状态来调整所述节点(200)的通信模式。
【文档编号】H05B37/02GK103765992SQ201280042752
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年8月30日 优先权日:2011年9月2日
【发明者】T.C.W.申克, D.M.格根, J.埃斯皮纳佩雷斯, O.加西亚莫尔乔恩, M.奥恩 申请人:皇家飞利浦有限公司