带有多个灯的智能照明系统,尤其是落地灯或台式灯,以及控制这种灯的方法

摘要

本发明涉及一种带有多个灯（L1…L24）的智能照明系统，该多个灯的至少一部分以一通讯装置互相连接。为此，这些灯优选地具有带发射和接收装置的通讯模块（KM），通过该模块使灯（L1…L24）的至少一部分能互相通讯。根据其中一个灯（L3）的当前操作模式使其它的灯（Ll、L2、L4、L5、L6）中的至少一个采用不同的预定的操作模式。例如，当打开灯（L1…L24）时或者当灯（L1…L24）中的一个通过探测装置（SE）在灯（L1…L24）的区域内探测到人时，进入到预定的照明强度的工作水平级，同时使与该灯（L3）相邻的其它灯（L1、L2、L4、L5、L6）进入背景照明状态，即以更低的照明水平（背景水平级）来照明。优点:避免了用于工作照明的灯，例如单独打开的灯，在其使用期间，出现单独的光岛效果；安装简易；高可变性。

说明书

技术领域

本发明公开一种带有多个灯的智能照明系统，尤其是指落地灯或台式灯，其至少一部分 通过一个通讯装置互相连接一起。

背景技术

我们已熟知这种智能照明系统。例如，德国专利102006057755A1公开了一种可控的照明 系统，它根据日光的时间不同或者根据照明设备范围内的人或动物运动幅度进行控制。此外， 描述了照明系统的控制器，它根据人的位置不同，使单个灯或灯组变暗或者关灯，如果房间 内没有使用者的话。当对人或动物的出现发出信号或无信号时，就会对整个照明系统发出相 应的控制指令。德国专利DE102006057755A1却没有涉及更详细的描述。

EP2048916B1专利涉及到另一种智能照明系统。在该专利中，多个灯通过一个有线连接 的灯具网络与控制和/或传感器单元连接。对这种灯具网络而言，每个灯装有一芯或多芯的信 息信号线，它插入在电源导轨内，是整个电源装置的组成部分。因此，通过这种机构，每个 灯能把信号发送给其余的灯具上。通过这种机构，当一个直接分配给每个灯的控制和/或传感 器元件触发一控制信号时，该每个灯不仅可用该控制信号控制其本身，而且还可通过线连接 的信息传输信道把该控制信号传输给网络的其它灯具。信息信号线主要是一种单线或多线总 线结构。

问题在于对这种有线连接的智能照明设备，实际上需要相当高的安装成本，灯集成到整 个照明系统中越多，成本也就越大。除此之外，若想要改造照明系统，即重新布置各个灯具， 例如在大型开放式办公室要完成这个工程的确是非常困难的。另外，尤其是还必须保留线连 接的通讯信道，以实现这种智能照明设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能照明系统，其特征在于安装方便，灵活性高。除此之外， 这种智能照明系统能制造出一种非常舒适的工作气氛，因而避免在大型开放式办公室只有单 个灯光发射的所谓的光岛效果。本发明所述智能照明系统，其特征在于无论是在安装还是操 作中具有很高的掌控便利性。

该发明目的可通过本智能照明系统和权利要求1所述的特征来实现。

本发明的进一步构成还包括在引用权利要求1的从属权利要求的内容中。

操作智能照明系统的方法见权利要求20所述的内容。

智能照明系统还具有无线通讯装置，通过这种无线通讯装置使灯至少一部分实现相互通 讯，其特征在于，根据其中一盏灯的实时操作模式使至少其中一盏灯可执行预先定义的其它 操作模式。因此，无线通讯装置的优点是，优选地其设置有位于每个灯的探测/接收器，这样 可使任何一个灯可将自身的工作状态传送给其它灯具或者其它灯具的一部分上，或者，其工 作状态可以被其它的灯检测得到。因此，维持这种在灯之间的有线连接的以至于相当缺乏灵 活性的通讯信道已无再有必要，其大大简化了在大型开放式办公室灯的安装或灯的布置。若 单个灯没有自带电源的话，例如电池或充电电池，其只需接到相应的电源插座上。

灯具的优选的操作模式如下:

关灯（“关闭”），

灯采用（背景水平级）的背景照明，以及灯采用（“工作水平级"）的最大设定的照明强 度。

为此，背景水平级和/或工作水平级可由操作人员选定。

作为工作水平级，其由灯具的操作状态指定，在该水平级下，灯具发射一定的光量以在 该灯具下方或其区域内实现舒适的工作环境。在背景光照下，应理解为一种以此而减弱的光 照水平，在这种水平级下，灯会发射先前调定的更微弱的光量，即在灯光照射的直接范围内， 不必工作。例如，背景水平级可被调成为工作水平级的一半光量。在工作状态“关灯”下， 虽然灯连接到电源，然而其是关断的，从而灯不发射光。

可以在手动打开一个灯时，采用这些不同的操作模式，这个灯具发射在工作水平级中的 光线，同时使直接在近处的其它灯进入“背景水平级”操作模式，从而在工作水平级工作的 灯的周围都有减弱的光线水平级，这样避免了因单个灯的单一光线发射而产生像聚光灯这样 的光岛效果。

非强制性地在每个灯之间这样建立通讯，使进入工作水平级的灯向周围其它的灯传达， 其已被打开进入工作水平级。然而，在本发明范围内，还可以替代为，这些灯中的每个可分 别“观察”周围的其它灯，如果一盏被“观察”到的灯采用了某种操作模式，则进入预定的 操作模式。比如，当其中一盏灯进入其工作水平级后，因为这盏灯是由操作人员手动开启的， 那么其它周围的灯就会发现这一状态，并且以它们的“背景水平级”开灯，只要它们不是已 处于工作水平级中。

也可以提供一种不用手动的开灯方式，这些灯至少一部分分别装有一种探测装置，其中， 当探测到各个灯的探测范围有人时，该灯就会按其工作水平级开启。这在以下称为“进场识 别”。这样的探测装置可以通过超声波、红外线检测（例如，使用被动红外传感器）、雷达或 类似的装置工作。

其优点已得到证明，每个灯分配一个设有区域地址的预定范围。例如，这种设有区域地 址的预定范围可分配给某一楼层和/或在建筑物内的不同房间。

进一步可设置为，每盏灯分配给一组，优选的是二组或多组，其特征在于每组都有一个 自己的组地址。例如，可这样来定义一个组，即某一灯，以及直接临近该灯的其它灯，总归 一个组。在本发明的范围内，这种预先定义的组可以相交重叠。

除此之外，其优点已被证实，装有机械式开关装置，尤其是旋转式开关，操作人员可手 动的用旋转式开关设定每个灯的区域地址和/或组地址。因此，非常方便在每个灯的通讯装置 的探测器/接收器模块中放置该机械式开关，以及放置与其配合的电子部件，方便维修或更换， 因此，如果一个通讯模块损坏，只需更换相应的灯的这个模块。

再者，也证实了其便利性，当通讯装置与装在单个灯的探测器/接收器模块通讯时，其中 任何一个灯都会观测到其它的灯。如果其中任何一个灯通过人工开灯或进场识别进入工作水 平级时，附近的其它灯就会侦测到而进入背景水平级，只要它们不是自己切换到了工作水平 级。这个“观测”其它灯的优点是灯能互相独立的动作，从避免出现冗余的通讯。

本发明提供了进一步的改进，灯处在工作状态下，可按间隔时间对其它灯提供通讯，或 在一替代实施例中，被属于相同组的其它灯按间隔时间进行询问，优选地以10至20秒间隔 时间。利用间隔时间的通讯的优点是，将灯的实时工作状态较快地提供给其它灯，而需要的 能耗却较少。另外，还可以在通讯丢失的情况下自动关电。

本发明的进一步优化中，设置有若干分钟的关闭延时，具体为5至30分钟时间，优选地 约为10分钟。在该关闭延时内，如果灯没有发生进场识别，即如果在灯的工作区域内侦测不 到人，然后这将导致，仅在相同组内和相同区域内的其它灯的关闭延时结束后，灯从“背景 水平级”切换进入“关闭”的工作状态，只要各自的盏灯不因为其他事件或必须切换到工作 水平级而须保持背景水平级。这是由此实现的，即在处于工作水平级中的灯，在其操作模式 “工作水平级”期间，以及处于同样的工作水平级的关闭延时期间，其按间隔通知相同区域 地址及组地址的其它灯，其仍在工作水平级。处于与“工作水平级”不同的其它操作模式中 的灯，不会发送这种进场消息。

在本发明范围，设有一手动操作的开关装置，通过该开关装置，每个灯可单独开灯和/ 或根据工作水平级和/或根据背景水平级来调光。这一用手动操作的开关装置，原则上可安装 在任何一个灯上。不过，这也是本发明的范围，即这种需手动操作的开关装置可远离各灯位 置安装，而且设有相应的，优选的与各个灯进行无线通讯。这种需手动操作的开关装置，优 选地设有二个按键，一方面可开灯和关灯，另一方面，还可进行相应的调光。

通过使用这种或其它的手动操作的开关装置，根据本发明，可将一个区域的一部分灯或 者一个或多个组的所有的灯又或者智能照明系统的全部灯关闭或者按最大可能的超过工作水 平级的照明强度开灯。开启整个灯的这种方式是有必要的，例如清洁队在大型开放式办公室 中进行清洁作业。

最大可能的照明强度，以下称为“清洁水平级”。

在此指出，每盏灯可以独立的与一个或多个外部的开关装置连接。这不依赖于组或区域。 用一个开关可控制任意数量的灯。

正如上述所指，清洁水平级表示灯的可能照明强度的100%。这将自动在预定时间后，例 如，在60分钟后，返回到“关”的操作模式，如果不事先通过其他用户定义的输入（例如通 过开关装置）的话。

单个灯或多个灯的清洁水平级，只能通过外部的开关装置启动。

根据本发明所述的智能照明系统，具体是指落地灯或者台式灯，然而也适用其它类型的 灯。

附图说明

本发明接下来根据实施实例，结合若干附图，作更详细的说明，其中：

图1为根据本发明采用手动开关装置启动落地灯的实施实例；

图2为根据图1的三个一组的落地灯；

图3为具有不同楼层的建筑物并采用通讯模块作区域分配所安装的落地灯的示意图；

图4为如图3所示的类似的示意图，其中在某一层楼中灯的组分配；

图5为如图2所示的设有额外安装的壁灯或挂灯的三个落地灯；

图6至图24为设有多个工作位置的大型开放式办公室的示意图，分别将成对的工作灯分 配在工作位置上，并且分别处在照明系统的不同的操作状态中。

具体实施方式

在以下附图中，若没有其它说明，相同的附图标记是指相同的部件，并且具有相同的含 义。

图1表示为落地灯结构的灯L1，设有一灯底座LF，灯架LS和在灯架LS顶端的灯罩LG。 在灯罩LG内装有灯L1的灯泡。灯罩LG内的灯泡可利用传统手动的开关装置，例如安装在灯 架LS上，如参考符号B表示，由操作人员开灯和/或调光。除了这种操作方式外，图1还示 出了具有二个按键TI和T2的手动开关装置MS，它并不是直接和灯L1作机械连接的，而是 固定在其它位置上，如房间的墙壁上，与灯L1进行无线通讯，以开启灯L1和/或调节光亮。 该手动开关装置MS把开关或控制功能无线的发送到装有相应的通讯模块KM的灯L1上。可按 如在德国专利DE102006061705A1或DE102007037895A1-Enocean有限公司所描述的系统进行 通信。

此外，图1的灯L1还设有一种用来进行进场识别的探测装置SF，不管是在灯L1的探测 区域有无人逗留，还是靠近该探测区域。

图2表示房间内的三盏落地灯L1、L2和L3。这三盏落地灯Ll、L2和L3的每一个灯都 装有一个通讯装置KM，能使灯L1、L2和L3彼此之间实现无线通讯，从而根据要求或其中一 盏灯的当前操作模式，例如，灯L2，使其余二盏灯L1和L3自动的切换成预先定义的其它操 作模式。

比方说，三盏灯L1、L2和L3可用不同的操作模式来操作。第一种操作模式是，各盏灯 L1、L2和L3已关灯，因此采纳了“关”的操作模式。作为第二种操作模式，各盏灯L1、L2 和L3可用最大预设定的独立可调的光照强度来照明。这种操作模式被称为“工作水平级”， 在这样的模式下，在灯的区域内，发射出所需要的光量，能够产生理想的工作亮度。而第三 种操作模式是，各个灯用一种背景照明来发光，也就是说，这种照明比工作水平级的亮度稍 暗一些。这第三种操作模式被称为“背景水平级”。

比方说，如图2中一操作人员开启了灯L2，或者一操作人员走进灯L2，那么探测装置 SE就会探测到该操作人员。如果灯L2开启，就会以工作水平级照明。按灯L2的工作水平级 的这种照明就会被其余二盏灯L1和L3测出，因此，这时要么灯L2的通讯装置KM将灯L2 的工作状态传输给灯L1和L3的通讯装置KM，

要么灯L1和L3的通讯装置KM会探测到灯L2的通讯装置KM上的灯L2的状态。灯L2 以工作水平级来照明的信息，根据所执行的通讯，可使其余以靠近灯L2为前提的二个灯L1 和L3以及属于灯L2的组自动地从其“关”的操作模式切换到背景照明，并由此进入背景水 平级。

灯L2的开灯因而也会使其余二盏灯L1和L3开启，但会是以不同的光照强度发光。由于 灯L1和灯L3的开为背景水平级，房间的整个照明亮度往房间深处渐渐减低。总之，相比灯 L2单独照明并由此起光岛作用的情况，在围绕灯L2的环境中产生更舒适的照明的感觉。通 过所述的灯的布置能营造出更舒适的空间感，如果房间的照明不是唐突地地由亮变暗的话， 就如仅灯L2照明的情况一样。

结合图3来看，落地灯L1、L2和L3通过它们的通讯模块可实现互相通讯。然而，在建 筑物内使用许许多多的灯的情况下，实用的是按不同的区域或组将灯进行分组，以避免所有 的灯互相通讯。一种合理的区域以及组的划分，例如，将每个灯按建筑物内的层楼或房间进 行分组。

图3示出了拥有11层楼B1…B11的这种类型的多层建筑物GE。此外，在每层楼B1…B11 放置了多个落地灯，其中图3中，示意性的示出这些灯的通讯模块KM，作为每层楼中的灯的 代表。在这些通讯模块KM中，安装了在此处设计为旋转式的手动开关S1、S2，以指定区域 地址。图3示意的详细示出了建筑物GE第10楼上其中一个通讯模块KM的二个开关S1、S2。

该二个开关S1、S2各有10个不同的档位0至9，因此可组合指定总共达100个不同的 区域地址。通过这些区域地址，将落地灯划分到建筑物GE内的区域中。比方将第10楼B1O 的通讯模块KM调到区域地址“10”，而将开关S1切换到“1”以及件开关S2切换到“0”。在 底层B1，可将开关S1设到“0”，将开关S2设到“0”。建筑物的第一层可定义第二区域B2， 同时将开关S1设到“0”，开关S2设到“1”等等。因此，将开关S1和S2分配到通讯模块 KM中，从而可将不同的灯分配到已划分到建筑物的各楼层的区域B1…B11中。

结合图4，可明显地看出另外一种分配形式。该分配形式涉及到建筑物GE楼层内的不同 组，其中，可这样选择组，它已被分配到楼层的不同房间，或者一个房间内的-尤其是大型开 放式办公室的不同区域中。对于这种分配形式，进一步的开关S3、S4被集成到灯的通讯模块 KM内，它可确定10个组地址。在图4的实施实例中，设有二个手动操作的开关S3、S4，通 过这二个开关可将一个灯分配给二个组。优选地，这二个开关S3、S4为旋转开关，具有16 个不同的切换档位。从而，可以使每台灯通过通讯模块KM内的开关S3、S4的对应档位分配 成总共16个组的2个不同组。在图4的通讯模块KM的放大的图中，开关S3切换到档位“1” 中。因此，所属的灯属于组1。开关S4置于档位“2”，从而该灯不仅分配给了组“1”，而且 还分配给了组“2”，因此，它既可以与组“1”，还可以与组“2”实现无线通讯。

图5为图2的具有三个落地灯L1、L2和L3扩展二个壁灯或吊灯EL1、EL2的照明系统。 这二个壁灯或吊灯EL1，EL2通过一条电线L与另外的通讯模块KM连接，它类似于灯L1、L2 和L3的通讯模块KM。在该实施例中，该壁灯或吊灯EL1，EL2不设有自己的开关装置，因此 它们需根据灯L1、L2和L3的照明情况被动的作出反应。如在图2的实施实例中，落地灯L2 通过手动开灯或进场识别系统进入工作水平级开启，而其余两盏落地灯L1和L3以及通讯装 置KM或者二个壁灯或吊灯EL1和EL2是分配到处于所述的在工作水平级中的落地灯L2的组 中，那么壁灯或吊灯EL1和EL2也将同样以背景水平级来照明。同样情况也适用于落地灯L1 和L3，只要它们不是自己以工作水平级来照明的。

不过，还可以将图5中的二个灯EL1、EL2不与通讯装置KM连接，而是同普通的外部开 关致动器连接。通过灯内的通讯装置模块的按键可激活或解除该功能。对该功能激活时，灯 的功能如同一外部开关装置。也就是说，只要灯从“关灯”到“开灯”（背景水平级、工作水 平级、清洁水平级），就会发送开关信息“开灯”。当切换到操作模式“关灯”时，就会发送 开关信息“关灯”。

在接下来的图6至图24中，示出了当有多个不同人员进入或离开办公室时，带有多个工 作位置和工作灯具的大型开放式办公室的典型的照明情况。这里以直观的方式说明了如何有 效的避免出现常见的光岛现象。

图6举例示出了总共具有48个工作位置A1至A48的大型开放式办公室或办公大厅，其 中，每四个工作位置A1、A2、A3、A4等是成对地相对和相邻的布置。在二个相对的工作位置 A1、A3和A2、A4的前侧之间分别设有一个灯L1、L2等。在所示的房间内设有总共24盏灯 L1至L24。所有的灯L1至L24被分配在同一区域，这样在各个通讯模块内装设了相同的区域 地址。前述的开关S1，S2在灯L1至L24上是设置在相同位置上的。除此之外，每个灯L1 至L24都是彼此按组来划分的。为此，在通讯模块中将对应的开关S3，S4（对照图4）根据 对应的组地址进行了编程。因此，组是这样确定的，假设一盏灯确定一组，各自直接在这个 灯周围的其他灯属于相同组。在这种布置方式下，组可以相交重叠。

比如，考虑图6所示的灯L3，对灯L3限定的一组作为第一组G1，则灯L1、L2、L4、L5 和L6均属于由灯L3限定的第一组G1。比如，灯L5可限定一第二组G5。除了灯L5外，还有 直接在灯L5周围的灯L3、L4、L6、L7和L8均属于G5这个组，等等。

在图6的实施实例中，在房间内没有人存在。这时全部的灯L1至L24处在操作模式“关 灯”中，不过，这些灯会按其工作水平级开灯，因而还会以最大给定的照明强度来照明。此 外，灯L1至L24还适合于以更低的照明强度的背景水平级来照明。

图7中表示第一人P1踏进大型开放式办公室的走廊区域，以就座于工作位A5，如图8 所示。当灯L3探测到这个人P1时，随后以其工作水平级开灯，从而该人P1可享受该工作位 的最佳照明。这个按工作水平级的开启的灯会被属于同一组G1的灯L1、L2、L4、L5和L6 探测到，使它们按其背景水平级开灯。

从图9看出，第二人P2从右边走近他的工作位。当该人P2走进工作位A46（对照图10） 时，灯L24将以工作水平级开启。按工作水平级开启的灯会被直接相邻的灯L21、L22和L23 识别或通知它们，从而在该组G2的灯L21、L22和L23会按背景水平级开灯。

图11中，还有另一人P3进入，然后根据图12所示坐在其工作位置A10上。属于工作位 置A10的灯L6将会从背景水平级切换到工作水平级，其结果如图13所示，那些直接靠近灯 L6的其它灯就会收到信息，灯L6处于工作水平级状态。灯L4、L5已经处在背景水平级中， 在操作模式中不会发生变化。然而，灯L7和L8会按背景水平级开灯，因为它们属于由灯L6 限定的G3组。

如图13所示，另外的的三个人P4、P5和P6进入大型开放式办公室，根据图14所示， 坐到了工作位置A20、A27和A34上。其结果是该灯L10，L13和L18以工作水平级开灯。属 于组G4的而且还没有处于工作水平级的灯L9、Lll、L12会按背景水平级开灯，同样，还包 括属于组G5的和组G6的灯L14、L15、L16、L17、L19和L20。

如图14所示，大型开放式办公室的所有的灯L1至L24以不同的水平级照明。灯L3、L6、 L10、L13、L18和L24都将以工作水平级开灯。其余的灯L1、L2、L3-L5、L7-L9、L11-L12、 L14-L17、L19-L23仍处于背景水平级。

如图15所示，人员P1和P4离开他们各自的工作位置A5或A22。图14和15所示的照 明状态在预先给定的关闭延时内保持不变，如图16所示例如为10分钟。关闭延时过后，由 于相关的人P1离开工作位置A5，灯L3将要进入操作模式“关灯”。不过，灯L3仍处在直接 靠近坐着P3人的灯L6上。因此，灯L3不会完全关闭，而是进入背景水平级状态。但属于组 G1的灯L1和L2会关掉。此外，如图17中所示，为人员P2，P5和P6离开各自的工作位置 A34、A37或A46时的状态。灯L13至L24的照明状态由于关闭延时而不发生变化（对照图18）。 不过，关闭延时结束后，所有L13至L24的灯会进入其关灯状态。

图20示出，新来人员P7进入房间，然后坐到如图21所示的工作位置A9上，即人员P3 的旁边。通过灯L5上的探测装置的进场识别，该灯会以工作水平级开灯。该灯L5曾事先是 在背景水平级中，因为它直接靠近处于工作水平级的灯L6的旁边。随后，如图22所示,二人 P3和P7离开了各自的工作位置A9，A10。最初，组G3的照明状态不会变化，也就是说，灯 L5和L6以工作水平级保持到关闭延时结束（对照图23），并且使那些直接临近其的灯L3、 L4、L7和L8保持在其背景水平级状态。

随后，组G3中的所有灯L3至L8均会关掉，如图24所示。大型开放式办公室变暗。

通过图6-24中未示出的开关装置可将所有的灯L1至L24同时开启，以允许例如清洁队， 在大型开放式办公室处于完全照明时进行清洁作业。

附图标记列表

Off操作模式“关灯”；

AN操作模式“工作水平级”；

GN操作模式“背景水平级”；

A1…A48工作位置1-48；

B1…B11区域1-11；

B操作装置；

EL1、EL2嵌入式灯；

GE建筑物；

G1…G6组1-6；

KM通讯模块；

L1…L24灯1-24；

LF灯底座；

LG灯罩；

L电线；

LS灯杆；

MS手动操作的开关装置；

P1…P7人员1-7；

SE传感器装置；

S1…S4开关1-4；

TI、T2按键。