專利名稱：電池供電的無線日光傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于測量空間中的環(huán)境光等級(即總光強(qiáng)度)的日光傳感器，更具體地，涉及具有照明控制裝置(諸如調(diào)光開關(guān))和電池供電的無線日光傳感器的照明控制系統(tǒng)。相關(guān)技術(shù)的描述住宅和商業(yè)建筑中的許多房間不但被來自于照明負(fù)載(諸如白熾燈或熒光燈)的人造光照亮，還被通過窗戶照射的日光(即，陽光)照亮。日光傳感器(即，光傳感器)經(jīng)常被用于測量空間中的總光強(qiáng)度，以調(diào)節(jié)照明負(fù)載的光強(qiáng)度，進(jìn)而調(diào)節(jié)空間中的總光強(qiáng)度。 例如，當(dāng)總光強(qiáng)度增加時，可以降低照明負(fù)載的光強(qiáng)度，反之亦然。日光傳感器通常安裝至空間中的天花板并與窗戶保持一定距離。由于電線(用于供電和通信)通常不位于天花板上必須安裝日光傳感器的位置附近，故期望日光傳感器是“無線的”，從而避免向日光傳感器布設(shè)電線的需要(例如，在改進(jìn)型安裝中)。因此，需要一種電池供電的且能夠與負(fù)載控制裝置(諸如調(diào)光開關(guān))無線通信的日光傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，用于測量空間中的總光強(qiáng)度的電池供電的無線日光傳感器可操作為使用可變的發(fā)送速率發(fā)送無線信號，該可變的發(fā)送速率取決于空間中的總光強(qiáng)度。該傳感器包括光敏電路、用于發(fā)送無線信號的無線發(fā)送器，耦接至光敏電路和無線發(fā)送器的控制器，以及用于向光敏電路、無線發(fā)送器、以及控制器供電的電池。光敏電路可操作為響應(yīng)于空間中的總光強(qiáng)度而生成光強(qiáng)度控制信號。控制器響應(yīng)于光強(qiáng)度控制信號， 使用可變的發(fā)送速率發(fā)送無線信號，該可變的發(fā)送速率取決于空間中的總光強(qiáng)度。該可變的發(fā)送速率取決于空間中的總光強(qiáng)度的變化量。此外，該可變的發(fā)送速率還取決于空間中的總光強(qiáng)度的變化速率。根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，用于測量空間中的總光強(qiáng)度的電池供電的無線日光傳感器包括可操作為響應(yīng)于空間中的總光強(qiáng)度而生成光強(qiáng)度控制信號的光敏電路，用于發(fā)送無線信號的無線發(fā)送器，耦接至光敏電路和無線發(fā)送器的控制器，以及用于向光敏電路、 無線發(fā)送器、以及控制器供電的電池。該控制器可操作為響應(yīng)于光強(qiáng)度控制信號而發(fā)送無線信號，并可操作為禁用光敏電路，使得光敏電路不從電池獲取電流。此外，光敏電路可包括用于傳導(dǎo)光敏二極管電流的光敏二極管，光敏二極管電流的大小響應(yīng)于空間中的光強(qiáng)度，光強(qiáng)度控制信號的大小響應(yīng)于光敏二極管電流的大小。光敏電路還可包括與光敏二極管串聯(lián)耦接的可控開關(guān)，從而當(dāng)開關(guān)閉合時，光敏二極管傳導(dǎo)光敏二極管電流?？刂破骺神罱又灵_關(guān)以斷開開關(guān)，使得光敏二極管不傳導(dǎo)光敏二極管電流并且光敏電路被禁用。根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式，用于測量空間中的總光強(qiáng)度的電池供電的無線日光傳感器作為照明控制系統(tǒng)的一部分工作，照明控制系統(tǒng)包括用于對輸送至照明負(fù)載的功率量進(jìn)行控制的調(diào)光開關(guān)。該傳感器包括可操作為響應(yīng)于空間中的總光強(qiáng)度而生成光強(qiáng)度控制信號的光敏電路，用于發(fā)送無線信號的無線發(fā)送器，耦接至光敏電路和無線發(fā)送器的控制器，以及用于向光敏電路、無線發(fā)送器、以及控制器供電的電池。該控制器可操作為響應(yīng)于光強(qiáng)度控制信號而確定新的光強(qiáng)度，調(diào)光開關(guān)應(yīng)將照明負(fù)載的強(qiáng)度控制至新的光強(qiáng)度。 如果新的光強(qiáng)度與照明負(fù)載差預(yù)定增量，則該控制器可操作為啟用無線發(fā)送器并向調(diào)光開關(guān)發(fā)送包括命令的無線信號，其包括用于照明負(fù)載的新的光強(qiáng)度。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于測量空間中的總光強(qiáng)度的電池供電的無線日光傳感器包括可操作為響應(yīng)于空間中的總光強(qiáng)度而生成光強(qiáng)度控制信號的光敏電路，用于發(fā)送和接收無線信號的無線收發(fā)器，適于暴露于來自激光指示器的光的激光指示器電路，耦接至光敏電路、無線收發(fā)器、以及激光指示器電路的控制器，以及用于向光敏電路、無線收發(fā)器、 以及控制器供電的電池。該控制器可操作為響應(yīng)于光強(qiáng)度控制信號而發(fā)送無線信號。該控制器還可操作為響應(yīng)于照射在激光指示器電路上的來自激光指示器的光而啟用無線收發(fā)器，并隨后接收無線信號。通過下面參照附圖的本發(fā)明的描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變得顯而易見。


參照附圖在以下詳細(xì)描述中更加詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的包括調(diào)光開關(guān)和日光傳感器的射頻(RF)照明控制系統(tǒng)的簡圖；圖2是可安裝圖1的日光傳感器的房間的簡圖；圖3示出安裝在圖2的房間中的日光傳感器處的總光強(qiáng)度關(guān)于晴天、陰天、間歇陰天中的時間的幾個示例曲線圖；圖4是圖1的日光傳感器的放大立體圖；圖5是圖1的調(diào)光開關(guān)的簡化框圖；圖6A是圖1的日光傳感器的簡化框圖；圖6B是圖6A的日光傳感器的簡化示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式由圖1的日光傳感器的控制器執(zhí)行以使日光傳感器使用可變的發(fā)送速率發(fā)送數(shù)字消息的發(fā)送算法的簡化流程圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式由圖1的日光傳感器的控制器執(zhí)行的可變發(fā)送控制程序的簡化流程圖9是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式由圖1的調(diào)光開關(guān)的控制器執(zhí)行的接收程序的簡化流程圖；圖IOA是由圖1的日光傳感器的控制器執(zhí)行的激光指示器中斷程序的簡化流程圖；圖IOB是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的圖1的日光傳感器的示例測試設(shè)備的圖示；圖IOC是將用于圖IOB所示的測試設(shè)備中的根據(jù)第一實施方式的圖1的日光傳感器的示例測試波形的曲線圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式由圖1的日光傳感器的控制器執(zhí)行的可變發(fā)送控制程序的簡化流程圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式由圖1的調(diào)光開關(guān)的控制器執(zhí)行的接收程序的簡化流程圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式由圖1的調(diào)光開關(guān)的控制器周期性執(zhí)行的負(fù)載控制程序的簡化流程圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式由圖1的日光傳感器的控制器執(zhí)行的可變發(fā)送控制程序的簡化流程圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式由圖1的日光傳感器的控制器執(zhí)行的發(fā)送算法的簡化流程圖；圖16A是根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式由圖1的日光傳感器的控制器執(zhí)行的可變發(fā)送控制程序的簡化流程圖；圖16B是將用于圖IOB所示的測試設(shè)備中的根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式的圖1的日光傳感器的示例測試波形的曲線圖；以及圖17是根據(jù)本發(fā)明的第五實施方式由圖1的日光傳感器的控制器周期性執(zhí)行的控制程序的簡化流程圖。
具體實施例方式當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時能夠更好地理解前面的發(fā)明內(nèi)容與以下優(yōu)選實施方式的具體說明。為了說明本發(fā)明，在附圖中示出了目前優(yōu)選的實施方式，其中相似的數(shù)字表示附圖的若干視圖中相似的部分。然而應(yīng)理解，本發(fā)明不限于所公開的特定方法和工具。圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的包括調(diào)光開關(guān)110和日光傳感器120的射頻 (RF)照明控制系統(tǒng)100的簡圖。調(diào)光開關(guān)110適于以串聯(lián)電連接方式耦接在交流(AC)電源102與照明負(fù)載104之間，以控制輸送至照明負(fù)載的功率量。調(diào)光開關(guān)110可以壁裝在標(biāo)準(zhǔn)的電壁箱中。可選地，調(diào)光開關(guān)110可以被實施為桌上型負(fù)載控制裝置。調(diào)光開關(guān)110 包括面板112和接納在面板開口中的槽框113。調(diào)光開關(guān)110還包括控制促動器114(即， 按鈕)和強(qiáng)度調(diào)節(jié)促動器116。切換促動器114的連續(xù)促動切換(即，打開和關(guān)閉)照明負(fù)載104。強(qiáng)度調(diào)節(jié)促動器116的上部116A或下部116B的促動分別增加或減少輸送至照明負(fù)載104的功率量，從而使照明負(fù)載104的當(dāng)前光強(qiáng)度Lpkes在最小強(qiáng)度(例如，)與最大強(qiáng)度(例如，100% )之間增加或減少。多個視覺指示器118，例如發(fā)光二極管(LED)，以線性陣列的方式設(shè)置在槽框113的左側(cè)。視覺指示器118變亮以提供照明負(fù)載104的強(qiáng)度的反饋。1993年9月四日提交的題為LIGHTING CONTROL DEVICE(照明控制裝置)的第 5，248, 919美國專利中更詳細(xì)描述了具有切換促動器114和強(qiáng)度調(diào)節(jié)促動器116的調(diào)光開關(guān)的示例，該專利的全部公開通過引用并入本文。日光傳感器120被安裝以測量日光傳感器周圍(即，在調(diào)光開關(guān)110所控制的照明負(fù)載104附近)的空間中的總光強(qiáng)度Lt_snsk。日光傳感器包括內(nèi)部光敏電路，即光敏二極管232 (圖6A)，光敏電路被置于具有透鏡IM的外殼122中，透鏡IM用于朝向內(nèi)部光敏二極管232引導(dǎo)來自日光傳感器外部的光。日光傳感器120對由內(nèi)部光敏電路測量的總光強(qiáng)度LT_S■作出響應(yīng)。特別地，日光傳感器120可操作為通過RF信號106將數(shù)字消息(S卩，無線信號)無線發(fā)送至調(diào)光開關(guān)110，使得調(diào)光開關(guān)110響應(yīng)于由日光傳感器120測量的總光強(qiáng)度Lt_snsk而控制照明負(fù)載104的當(dāng)前光強(qiáng)度Lpkes。在RF照明控制系統(tǒng)100的設(shè)置程序中，日光傳感器120可分配給調(diào)光開關(guān) 110( BP,日光傳感器120與調(diào)光開關(guān)110相關(guān)聯(lián))。如上所述，日光傳感器120響應(yīng)于由日光傳感器測量的總光強(qiáng)度LT_S■，通過RF信號106將數(shù)字消息無線發(fā)送至調(diào)光開關(guān)110。 日光傳感器120所發(fā)送的數(shù)字消息包括，例如，識別信息，諸如與該日光傳感器關(guān)聯(lián)的序列號(即，唯一標(biāo)識符)。調(diào)光開關(guān)110對包含分配給該調(diào)光開關(guān)的日光傳感器120的序列號的消息作出響應(yīng)。每個數(shù)字消息還可包括代表由日光傳感器120測量的所測量的總光強(qiáng)度 LT_SNSK的值(例如，以英尺燭光為單位)。因此，調(diào)光開關(guān)110響應(yīng)于接收到具有如由日光傳感器I20測量的總光強(qiáng)度Lt_snsk的數(shù)字消息，控制照明負(fù)載104的當(dāng)前光強(qiáng)度Lpkes。根據(jù)本發(fā)明，日光傳感器120可操作為使用可變的發(fā)送速率fTX(取決于測量的總光強(qiáng)度Lt_snsk)向調(diào)光開關(guān)110發(fā)送數(shù)字消息，使得日光傳感器120僅在需要時發(fā)送數(shù)字消息(下面將更加詳細(xì)的描述)。2008 年 2 月 19 日提交的題為 COMMUNICATION PROTOCOL FOR A RADIO-FREQUENCY LOAD CONTROL SYSTEM(用于射頻負(fù)載控制系統(tǒng)的通信協(xié)議)的第12/033，223號美國專利申請；2008 年 9 月 3 日提交的題為 RADIO-FREQUENCY LIGHTING CONTROL SYSTEM WITH OCCUPANCY SENSING(具有占有傳感的射頻照明控制系統(tǒng))的第12Λ03，518號美國專利申請；2008年9月3日提交的題為BATTERY-POWERED OCCUPANCY SENSOR(電池供電的占有傳感器)的第12/203，500號美國專利申請；以及2009年2月13日提交的題為METHOD AND APPARATUS FOR CONFIGURING A WIRELESS SENSOR(配置無線傳感器的方法和設(shè)備)的第 12/371,027號美國專利申請中更加詳細(xì)地描述了 RF照明控制系統(tǒng)的示例，這些專利申請的全部公開將通過引用并入本文?？商鎿Q地，可用電子開關(guān)來代替調(diào)光開關(guān)110，電子開關(guān)包括例如用于簡單地切換照明負(fù)載104開和關(guān)的繼電器。電子開關(guān)可適于在測量到的總光強(qiáng)度Lt_snsk下降至預(yù)定閾值之下時簡單地打開照明負(fù)載104并且在測量到的總光強(qiáng)度Lt_snsk上升至大約預(yù)定閾值之上時簡單地關(guān)閉照明負(fù)載(例如，使用一些滯后)。照明控制系統(tǒng)100還可包括一種或多種電動式窗處理，諸如滾軸簾、多摺的幃簾、 羅馬簾或百葉窗，以控制進(jìn)入日光傳感器120周圍的空間的日光量。2006年9月沈日提交的題為 SYSTEM TO CONTROL DAYLIGHT AND ARTIFICIAL ILLUMINATION AND SUN GLARE IN A SPACE (用于控制空間中的日光和人工照明和太陽照射的系統(tǒng))的第7，111，952號美國專利中更加詳細(xì)地描述了具有電動式窗處理的負(fù)載控制系統(tǒng)的示例，該專利的全部公開通過引用并入本文。圖2是可安裝日光傳感器120的房間130的簡圖。日光傳感器120安裝至房間 130的天花板132并與窗戶134保持一定距離，自然光(即，日光)通過窗戶134照射。照明負(fù)載104也安裝至房間的天花板132。房間130包含工作表面136(即，桌子)，工作表面 136被通過窗戶134照射的自然光和照明負(fù)載104所產(chǎn)生的電光(即，人造光)照亮。因此，產(chǎn)生于工作表面136上的總光強(qiáng)度LT_mK是工作表面上的僅來自通過窗戶134進(jìn)入房間 130的日光的光強(qiáng)度Ld_task與工作表面上的僅來自照明負(fù)載104的光強(qiáng)度Le_task之和(即， Lt_task = Ld_task+Le_task)。日光傳感器120可操作為測量日光傳感器處的總光強(qiáng)度LT_SNSK，總光強(qiáng)度Lt-snsk也是房間130中的自然光和電光的組合。照射在工作表面136上的自然光和電光可被反射至日光傳感器120，而來自窗戶134的自然光可直接照射至日光傳感器上。因此，日光傳感器120所測量的總光強(qiáng)度LT_SNSK是日光傳感器處的僅來自通過窗戶134進(jìn)入房間130的日光的光強(qiáng)度LD_SNSK與日光傳感器處的僅來自照明負(fù)載104的光強(qiáng)度LE_SNSK之和
(艮口，Lt_snsr 一 LD-SNSE+Le-SNSR)。調(diào)光開關(guān)110調(diào)節(jié)照明負(fù)載104的當(dāng)前光強(qiáng)度Lpkes，以使朝目標(biāo)總工作表面光強(qiáng)度LTKCT-TASK控制工作表面136上的總光強(qiáng)度Lt_task。例如，目標(biāo)總工作表面光強(qiáng)度!^.皿！^可預(yù)設(shè)為大約50英尺燭光。此外，可通過促動強(qiáng)度調(diào)節(jié)促動器116來降低目標(biāo)總工作表面光強(qiáng)度LTKCT_TAai。可替換地，調(diào)光開關(guān)110可操作為接收來自諸如個人數(shù)字助理(PDA)或個人計算機(jī)(PC)的高級編程裝置的一個或多個數(shù)字消息，從而目標(biāo)總工作表面光強(qiáng)度Ltkct_task 可使用圖形用戶界面(⑶I)輸入并被發(fā)送至調(diào)光開關(guān)110。此外，可替換地可使用調(diào)光開關(guān)110的高級編程模式調(diào)節(jié)目標(biāo)總工作表面光強(qiáng)度LTKCT_mK。2007年3月13日提交的題為 PROGRAMMABLE WALLBOX DIMMER(可編程壁箱式調(diào)光器)的第7，190，125號美國專利更加詳細(xì)地描述了用于調(diào)光開關(guān)的高級編程模式的示例，該專利的全部公開通過引用并入本文。由于日光傳感器120所測量的總光強(qiáng)度LT_SNSK(例如，在日光傳感器上反射的光強(qiáng)度)少于直接照射在工作表面136上的總光強(qiáng)度LT_TASK，故照明控制系統(tǒng)100的特征在于一種或多種增益。特別地，調(diào)光開關(guān)110使用日光增益和電光增益化控制照明負(fù)載104的當(dāng)前強(qiáng)度Lpkes。日光增益&代表工作表面136上的僅來自日光的光強(qiáng)度Limask與日光傳感器120所測量的僅來自日光的光強(qiáng)度LD_SNSK之間的比值(S卩，& = Ld_task/Ld_snsk)。電光增益 Ge代表工作表面136上的僅來自照明負(fù)載104的光強(qiáng)度Le_task與日光傳感器120所測量的僅來自照明負(fù)載的光強(qiáng)度LE_SNSK之間的比值(BP,Ge = Le_task/Le_snsk)。照明控制系統(tǒng)100的日光增益&和電光增益化在增益校準(zhǔn)程序中被設(shè)定。2010年3月19日提交的題為METHOD OF CALIBRATING A DAYLIGHT SENSOR(校準(zhǔn)日光傳感器的方法)的第12/727，923號共同轉(zhuǎn)讓的共同未決美國專利申請中更加詳細(xì)地描述了增益校準(zhǔn)程序的示例，該專利申請的全部公開通過引用并入本文。在間歇云經(jīng)過房間130所在樓宇的白天中，日光傳感器120處的總光強(qiáng)度LT_S■可能在當(dāng)云未阻擋陽光時的高值與當(dāng)云阻擋陽光時的低值之間波動。圖3示出如由由日光傳感器120測量的總光強(qiáng)度LT_SNSK關(guān)于晴天、陰天、間歇陰天中的時間的幾個示例曲線圖。白天中的總光強(qiáng)度LT_S■通常具有拋物線形狀。在晴天，總晴天光強(qiáng)度1^_可以從日出(在時刻tSUNKISE處)增加，并在大約正午(在時刻tMIDDAY處)達(dá)到最大晴天光強(qiáng)度LMX_S■，然后減少直至日落(在時刻tsrasET#)。在陰天，總陰天光強(qiáng)度LT_。_Y可以從日出增加，并在大約正午達(dá)到最大陰天光強(qiáng)度LMX_aOTDY，然后減少直至日落。最大晴天光強(qiáng)度Lmx_sram通常大于最大陰天光強(qiáng)度1^ 在具有間歇云的白天，如圖3所示，總光強(qiáng)度LT_re可能在總陰天光強(qiáng)度LT_aOTDY與總晴天光強(qiáng)度LT_sraNY之間波動。圖4是日光傳感器120的放大立體圖。透鏡124是透明的，使得來自房間130的光能夠照射至日光傳感器120的內(nèi)部光敏二極管232上。日光傳感器120設(shè)置在天花板132 上，使得箭頭140指向窗戶134，從而透鏡IM被定向為朝向窗戶134。因此，比人造光更多的自然光穿過透鏡1 照射至內(nèi)部光敏二極管232上。在日光傳感器120的設(shè)置和校準(zhǔn)程序中，使用了多個促動器(例如，校準(zhǔn)按鈕150、測試按鈕152、以及連接按鈕154)。日光傳感器120還包括激光指示器接收開口 156，其適于接收來自于激光指示器(未示出)的能量。日光傳感器120對通過激光指示器接收開口 156照射的激光指示器的能量作出響應(yīng)。 當(dāng)日光傳感器120安裝至天花板132時，用戶可以在增益校準(zhǔn)程序中通過開口 156照射激光指示器，而不是促動校準(zhǔn)按鈕150。圖5是調(diào)光開關(guān)110的簡化框圖。調(diào)光開關(guān)110包括可控導(dǎo)電裝置210，可控導(dǎo)電裝置210以串聯(lián)電連接方式耦接在交流電源102與照明負(fù)載104之間，以控制輸送至照明負(fù)載的功率?？煽貙?dǎo)電裝置210可包括任何合適類型的雙向半導(dǎo)體開關(guān)，諸如，例如，三端雙向交流開關(guān)、整流橋中的場效應(yīng)晶體管(FET)、或反串聯(lián)連接的兩個FET。可控導(dǎo)電裝置 210包括耦接至驅(qū)動電路212的控制輸入。可控導(dǎo)電裝置210響應(yīng)于該控制輸入而表現(xiàn)為導(dǎo)電或不導(dǎo)電，進(jìn)而控制供給照明負(fù)載104的功率。驅(qū)動電路212響應(yīng)于來自控制器214的控制信號向可控導(dǎo)電裝置210提供控制輸入。控制器214例如是微控制器，但可替換地，也可以是任何合適的處理裝置，諸如可編程邏輯裝置(PLD)、微處理器、或特定用途集成電路(ASIC)?？刂破?14接收來自控制促動器114和強(qiáng)度調(diào)節(jié)促動器116的輸入并控制視覺指示器118。控制器214還耦接至存儲器216，存儲器216用于儲存照明負(fù)載104的預(yù)設(shè)強(qiáng)度、分配給調(diào)光開關(guān)110的日光傳感器120的序列號、日光增益(V電光增益化、調(diào)光開關(guān)110的其它操作特性(operational characteristics)?？刂破?30可以在啟動時從存儲器216取回日光增益和電光增益 Geo存儲器216可實施為外部集成電路(IC)或?qū)嵤榭刂破?14的內(nèi)部電路。電源218產(chǎn)生直流(DC)電壓Vrc，以向控制器214、存儲器216、以及調(diào)光開口 110的其它低壓電路供電。零交點檢測器220確定來自交流電源102的輸入交流波形的零交點。零交點被定義為交流供給電壓在每半周期的開始處從正極性轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)極性或從負(fù)極性轉(zhuǎn)變?yōu)檎龢O性的時刻。零交點信息作為輸入提供給控制器214?？刂破?14將控制信號提供給驅(qū)動電路212以在與交流波形的零交點相關(guān)的預(yù)定時刻使用相控調(diào)光技術(shù)操作可控導(dǎo)電裝置 210( S卩，將來自交流電源102的電壓提供給照明負(fù)載104)。調(diào)光開關(guān)110還包括RF收發(fā)器222和天線224，以接收來自日光傳感器120的 RF信號106。控制器214可操作為響應(yīng)于通過RF信號106接收的消息而對可控導(dǎo)電裝置210進(jìn)行控制。分別于1999年11月9日和2008年4月22日提交的題目均為COMPACT RADIO FREQUENCY TRANSMITTING AND RECEIVING ANTENNA AND CONTROL DEVICE EMPLOYING SAME (緊湊型射頻發(fā)送和接收天線以及使用該天線的控制裝置)的第5，982，103號和第 7，362，285號美國專利中更加詳細(xì)地描述了用于諸如調(diào)光開關(guān)110的壁裝式調(diào)光開關(guān)的天線224的示例，這兩個專利的全部公開通過引用并入本文。
圖6A是日光傳感器120的簡化框圖。日光傳感器120包括控制器230，控制器230 響應(yīng)于包括光敏二極管232的光敏電路231。光敏二極管232的陰極通過跨阻抗放大器234 耦接至控制器230，跨阻抗放大器234用作電流至電壓轉(zhuǎn)換器。光敏二極管232的陽極通過可控開關(guān)235耦接至電路公共端，可控開關(guān)235允許控制器230 (使用光敏電路啟用控制信號VPS—啟用(enable)或禁用(disable)光敏電路Ml，下面將更加詳細(xì)地描述。
光敏二極管232傳導(dǎo)光敏二極管電流IPD，光敏二極管電流Ipd的大小取決于照射在光敏二極管上的光的大小(即，如日光傳感器120所測量的總光強(qiáng)度Lt_snsk)?？缱杩狗糯笃?34向控制器230提供代表總光強(qiáng)度Lt_snsk的總光強(qiáng)度控制信號VTOT。特別地，跨阻抗放大器234所生成的總光強(qiáng)度控制信號Vtot的大小取決于光敏二極管232所傳導(dǎo)的電流Ipd 的大小，并因此取決于總光強(qiáng)度LT_S■的大小。控制器230包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，從而控制器可操作為對總光強(qiáng)度控制信號Vtot采樣以生成總光強(qiáng)度樣本i5TOT。控制器230使用例如大約1秒的采樣周期Tsmi^，從而在日光傳感器120的正常操作期間，控制器大約每秒對總光強(qiáng)度控制信號Vtot采樣1次。
日光傳感器120還包括RF收發(fā)器236，RF收發(fā)器236耦接至控制器230和天線 238。控制器230可操作為響應(yīng)于總光強(qiáng)度控制信號Vtot的大小而使RF收發(fā)器236通過RF 信號106將數(shù)字消息發(fā)送至調(diào)光開關(guān)110?？刂破?30還可操作為從調(diào)光開關(guān)110或諸如個人數(shù)字助理(PDA)的其它遠(yuǎn)程控制裝置接收數(shù)字消息，以配置日光傳感器120的操作?？刂破?30通過RF數(shù)據(jù)控制信號Vkf DATA提供待由RF收發(fā)器236發(fā)送的數(shù)字消息以及獲得來自RF收發(fā)器的接收的數(shù)字消息。控制器230還可操作為通過RF啟用控制信號Vkf 啟用和禁用RF收發(fā)器?？商鎿Q地，日光傳感器120的RF收發(fā)器236可以包括RF發(fā)送器并且調(diào)光開關(guān)110的RF收發(fā)器222可以包括RF接收器，以允許日光傳感器與調(diào)光開關(guān)之間的單向通信。RF發(fā)送器可以包括，例如，Texas Instruments Inc制造的零件號為CC1150的女口廣 PFt ο
日光傳感器120的控制器230還響應(yīng)于多個促動器MO (即，校準(zhǔn)按鈕150、測試按鈕152、以及連接按鈕1M)，這些促動器將用戶輸入提供給日光傳感器以在日光傳感器的校準(zhǔn)期間使用?？刂破?30可操作為控制一個或多個LED 242以照亮透鏡124，從而在日光傳感器120的校準(zhǔn)期間提供反饋。激光指示器電路2M耦接至控制器230并響應(yīng)于來自激光指示器的通過激光指示器接收開口 156照射的光。特別地，控制器230以與促動校準(zhǔn)按鈕150相同的方式響應(yīng)來自激光指示器電路224的輸入?？刂破?30還耦接至用于儲存日光傳感器120的操作特性的存儲器M6。日光傳感器120還包括電池VI，電池Vl提供電池電壓Vbatt (例如，大約3伏)，以向控制器M0、光敏電路Ml、RF收發(fā)器M6、以及日光傳感器120的其它電路供電。
控制器230可操作為控制光敏電路231和RF收發(fā)器236，以保存電池電量。特別地，控制器230可操作為使光敏電路231在每個采樣周期Tsmi^中啟用(通過光敏電路啟用控制信號Vps 閉合開關(guān)235) —小段時間Tpd (例如，50毫秒)，從而光敏二極管232僅在正常操作時間的一部分(例如，5%的時間)內(nèi)傳導(dǎo)電流。此外，控制器230僅在需要時才(通過RF啟用控制信號)啟用RF收發(fā)器236。如前所述，控制器230僅在需要時才啟用RF收發(fā)器236發(fā)送數(shù)字消息，即，使用可變的發(fā)送速率(下面將參照圖8更加詳細(xì)地描述)?？刂破?30僅響應(yīng)于激光指示器電路244通過激光指示器接收開口 156接收到來自激光指示器的光而啟用RF收發(fā)器236來接收數(shù)字消息。當(dāng)光敏電路231和RF收發(fā)器236 被禁用時，控制器230可操作為進(jìn)入睡眠模式，在睡眠模式中，控制器消耗更少的功率。
圖6B是日光傳感器120的簡化示意圖，其更加詳細(xì)地示出跨阻抗放大器234和激光指示器電路對4?？缱杩狗糯笃?34包括運(yùn)算放大器(“op-amp”)U250，運(yùn)算放大器U250 具有耦接至電路公共端的同相輸入端。反饋電阻器R252耦接在運(yùn)算放大器U250的反相輸入端與輸出端之間。運(yùn)算放大器U250的輸出端向控制器230提供總光強(qiáng)度控制信號Vtot， 總光強(qiáng)度控制信號Vtot的大小響應(yīng)于光敏二極管電流Ipd的大小而變化。光敏二極管232的陰極耦接至運(yùn)算放大器U250的反相輸入端，使得光敏二極管電流Ipd通過反饋電阻器R252 傳導(dǎo)。因此，總光強(qiáng)度控制信號Vtot的大小取決于光敏二極管電流Ipd的大小和反饋電阻器 R252的電阻。例如，電阻器R252可具有約300kΩ的電阻，從而當(dāng)直接照射在光敏二極管 232上的光強(qiáng)度為約0勒克斯(Iux)至1000勒克斯時，總光強(qiáng)度控制信號Vtot的大小為約 0伏至3伏。
跨阻抗放大器234還包括用于提供某些低通濾波的反饋電容器C2M (例如，具有約0. 022 μ F的電容)，從而總光強(qiáng)度控制信號Vtot的大小不響應(yīng)于光敏二極管電流Ipd中的高頻噪聲。此外，運(yùn)算放大器U250由電池Vl通過低通濾波器供電，該低通濾波器包括電阻器1 256(例如，具有約22 0的電阻)和電容器C258(例如，具有約0. IyF的電容)。低通濾波器防止來自RF收發(fā)器236的可耦接至電池Vl的高頻噪聲影響光敏電路231的工作。
激光指示器電路244包括激光響應(yīng)元件，例如，發(fā)光二極管(LED)D260。LED D260 位于日光傳感器120內(nèi)部，從而來自激光指示器的光可通過激光指示器接收開口 156照射在LED上。LED D260可以是綠色LED，從而當(dāng)綠色激光指示器照射在LED上時，通過LED傳導(dǎo)的激光電流Iusek的大小增加。電阻器R262耦接在LED D260的陽極與電路公共端之間， 并具有例如約IM Ω的電阻。電容器C264與電阻器R262并聯(lián)耦接并具有例如約0.01 μ F的電容。LED D260與電阻器R262的接點通過電容器C265(例如，具有約0. 22 μ F的電容)和電阻器R266(例如，具有約IOkQ的電阻)耦接至控制器230。電容器C265與電阻器R266 的接點通過電阻器(例如，具有約1ΜΩ的電阻)耦接至電路公共端。當(dāng)激光指示器照射至 LED D260上且激光電流Iussi的大小增加時，電阻器R262與電阻器C264的并聯(lián)組合的兩端的電壓的大小也增加。因此，電容器C265傳導(dǎo)電流脈沖，并且激光指示器控制信號Vusek 的大小也增加。接收激光指示器控制信號Vussi的控制器230的輸入是中斷引腳，從而控制器230可操作為響應(yīng)于激光指示器而退出睡眠模式?？刂破?30然后可操作為啟用RF收發(fā)器236來接收數(shù)字消息，下面將參照圖IOA更加詳細(xì)地描述。
根據(jù)本發(fā)明，日光傳感器120可操作為使用可變的發(fā)送速率將數(shù)字消息發(fā)送至調(diào)光開關(guān)110，該可變發(fā)送速率取決于如由日光傳感器120測量的總光強(qiáng)度Lt_snsk的當(dāng)前變化。日光傳感器120可操作為根據(jù)總光強(qiáng)度控制信號Vtot的大小確定總光強(qiáng)度LT_SNSK，并且僅當(dāng)總光強(qiáng)度Lt_snsk已經(jīng)變化至少第一預(yù)定百分比Δ Smaxi時將代表總光強(qiáng)度LT_SNSK(例如， 以英尺燭光為單位)的一個或多個值發(fā)送至調(diào)光開關(guān)110。由于如由日光傳感器120測量的總光強(qiáng)度LT_S■在典型的一整天中變化，故可變的發(fā)送速率也在一整天中變化(如圖3所示)?？勺儼l(fā)送速率確保日光傳感器120僅在需要時(即，當(dāng)總光強(qiáng)度LT_S■快速變化但又不是太快時)發(fā)送數(shù)字消息。因為控制器230能夠禁用光敏電路231(通過光敏電路啟用控制信號Vps 斷開開關(guān)235)，日光傳感器120能夠經(jīng)常在總光強(qiáng)度LT_S■相對于時間相對恒定時通過不向調(diào)光開關(guān)110發(fā)送數(shù)字消息來保存電池電量。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的由日光傳感器120的控制器230執(zhí)行以使日光傳感器120使用可變的發(fā)送速率發(fā)送數(shù)字消息的發(fā)送算法300的簡化流程圖。下面將概括圖7所示的發(fā)送算法300并詳細(xì)說明特定的實施方式。根據(jù)第一實施方式，控制器230在連續(xù)的非重疊時間段(即，窗口)內(nèi)收集預(yù)定數(shù)量Nsmi^的總光強(qiáng)度LT_S■的測量值(例如， 10個)，每個非重疊時間段的長度等于預(yù)定時間周期Twin (例如，Twin = Nsmpl -Tsmpl)。控制器 230確定來自先前時間段的一個或多個估計值并使用估計值估計當(dāng)前時間段內(nèi)的一個或多個預(yù)測的光強(qiáng)度值。在當(dāng)前時間段結(jié)束時，控制器確定是否應(yīng)響應(yīng)于測量的光強(qiáng)度值與預(yù)測的光強(qiáng)度值之間的誤差而向調(diào)光開關(guān)110發(fā)送包括代表總光強(qiáng)度Lt_snsk的一個或多個值的數(shù)字消息。發(fā)送算法300在等于預(yù)定時間周期Twin的周期內(nèi)執(zhí)行。因此，根據(jù)第一實施方式的日光傳感器120的發(fā)送之間的最小時間周期等于預(yù)定時間周期TWIN。例如，預(yù)定時間周期Twin可約為10秒，但可替換地可為約5秒至30秒。
參照圖7，控制器230在步驟310中首先測量預(yù)定數(shù)量Nsm的新的總光強(qiáng)度值，并且在步驟312中儲存所測量的總光強(qiáng)度值。接下來，控制器230在步驟314中使用在先前時間段的一個時間段中確定的估計值來確定預(yù)測的光強(qiáng)度值，并且在步驟316中計算測量的總光強(qiáng)度值與預(yù)測的總光強(qiáng)度值之間的誤差。如果在步驟318中誤差在預(yù)定限制之外 (即，太大)，則控制器230在步驟320中計算新的估計值以在隨后的時間段中使用并且在步驟322中向調(diào)光開關(guān)110發(fā)送包括代表如日光傳感器120所測量的總光強(qiáng)度Lt_snsk的一個或多個值的數(shù)字消息。例如，控制器230可向調(diào)光開關(guān)110發(fā)送一個或多個測量的總光強(qiáng)度值?？商鎿Q地，控制器230可向調(diào)光開關(guān)110發(fā)送在步驟320中確定的新的估計值。在向調(diào)光開關(guān)110發(fā)送數(shù)字消息之后，發(fā)送算法300循環(huán)，從而控制器230可以在隨后的非重疊時間段內(nèi)收集預(yù)定數(shù)量Nsm的總光強(qiáng)度Lt_snsk的測量值。如果在步驟318中誤差位于預(yù)定限制內(nèi)，則控制器230在步驟320中不計算新的估計值且在步驟324中不發(fā)送代表總光強(qiáng)度Lt_snsk的值，而是簡單地分析下一個非重疊時間段。
根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式，日光傳感器120的控制器230使用單個數(shù)據(jù)點作為估計值。例如，控制器230可以使用來自先前時間段的測量的光強(qiáng)度值的最小值作為估計值?？商鎿Q地，控制器230可以使用來自先前時間段的測量的光強(qiáng)度值的平均值或中間值作為估計值。由于估計值是單個數(shù)據(jù)點，故控制器230在發(fā)送算法300的步驟314中僅使用一個預(yù)測的光強(qiáng)度值。例如，預(yù)測的光強(qiáng)度值可等于估計值?？刂破?30然后使用來自當(dāng)前時間段的測量的光強(qiáng)度值的最小值與預(yù)測的光強(qiáng)度值(即，估計值)來計算誤差。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的由日光傳感器120的控制器230執(zhí)行的可變發(fā)送控制程序400的簡化流程圖?？刂破?30在正常操作期間周期性地(例如，約每秒1 次)執(zhí)行可變發(fā)送控制程序400，以對總光強(qiáng)度控制信號Vtot進(jìn)行采樣，從而在連續(xù)的非重疊時間段的每個內(nèi)收集預(yù)定數(shù)量Nsm的樣本(例如，約10個樣本)。特別地，控制器230在步驟410中首先通過使用光敏電路啟用控制信號Vps ENA_閉合可控開關(guān)235來啟用光敏電路231?？刂破?30在步驟412中等待時間周期TPD( S卩，50毫秒)以允許光敏二極管電流 Ipd成為代表日光傳感器120處的總光強(qiáng)度Lt_snsk?？刂破?30在步驟414中對總光強(qiáng)度控制信號Vtot進(jìn)行采樣以生成新的總光強(qiáng)度樣本i5TOT，并在步驟416中通過使用光敏電路啟用控制信號Vps ENAaE斷開開關(guān)235來禁用光敏電路231?？刂破?30然后在步驟418中使變量η增加1并在步驟420中將新的總光強(qiáng)度樣本Stot作為樣本S [η]儲存在存儲器246中。 如果在步驟422中變量η小于樣本的預(yù)定數(shù)量Nsmi^，則可變發(fā)送控制程序400在不對儲存在存儲器Μ6中的樣本S[η]進(jìn)行處理的情況下簡單地退出?？刂破?30將再次執(zhí)行可變發(fā)送控制程序400以收集總光強(qiáng)度控制信號Vtot的新樣本。
如果在步驟422中變量η大于或等于樣本的預(yù)定數(shù)量Ns■，則控制器230對儲存在存儲器246中的樣本S[η]進(jìn)行處理，以確定是否應(yīng)向調(diào)光開關(guān)110發(fā)送將數(shù)字消息。首先，控制器230在步驟4 中將變量η重置為0。控制器230然后確定總光強(qiáng)度LT_SNSK是否已經(jīng)變化至少第一預(yù)定百分比ASMX1。具體地，控制器230在步驟426中確定儲存在存儲器246中的樣本S[n](即，樣本S
M S[Nsmpl])的當(dāng)前最小樣本SMIN_PESO控制器230然后在步驟428中使用等式1計算代表總光強(qiáng)度Lt_snsk變化量的最小樣本調(diào)節(jié)百分比Δ Smin
ASmjn =U (等式丄)、MIN-PRV
其中樣本^^-^是儲存在存儲器246中的在先前周期Twin內(nèi)確定的先前最小樣本。 如果在步驟430中最小樣本調(diào)節(jié)百分比Δ 5ΜΙΝ小于第一預(yù)定百分比ASmaxi,則可變發(fā)送控制程序400在控制器230不向調(diào)光開關(guān)110發(fā)送數(shù)字消息的情況下退出。換言之，控制器 230已經(jīng)確定總光強(qiáng)度LT_S■沒有發(fā)生值得發(fā)送數(shù)字消息的顯著變化。例如，第一預(yù)定百分比Δ Smmi可以約為15%，但可替換地可以為約至20%。
如果在步驟430中最小樣本調(diào)節(jié)百分比Δ Smin大于或等于第一預(yù)定百分比ASmaxi, 則控制器230在步驟432中將先前最小樣本SMIN_PKV設(shè)為等于當(dāng)前最小樣本^Ν_ΡΚ。控制器 230然后在步驟434中將包括代表如由日光傳感器120測量的總光強(qiáng)度LT_SNSK的值(例如， 以英尺燭光為單位)的數(shù)字消息加載到發(fā)送(TX)緩沖器中，之后可變發(fā)送控制程序400退出。例如，控制器230可以包括被加載到TX緩沖器中的數(shù)字消息中的最小當(dāng)前最小樣本 ^ra-PKS?？刂破?30將使用發(fā)送程序(未示出)通過RF信號106將數(shù)字消息發(fā)送至調(diào)光開關(guān)110。前面引用的第12/203，518號美國專利申請描述了發(fā)送程序的示例。
圖9是當(dāng)在步驟510中從日光傳感器120接收到數(shù)字消息時由調(diào)光開關(guān)110的控制器214執(zhí)行的接收程序500的簡化流程圖。如前面所提到，調(diào)光開關(guān)110調(diào)節(jié)照明負(fù)載104的當(dāng)前光強(qiáng)度Lpkes以朝向目標(biāo)總工作表面光強(qiáng)度Ltkct_task控制工作表面上的總光強(qiáng)度LT-T·。特別地，調(diào)光開關(guān)110使用當(dāng)前調(diào)光百分比dPKES控制照明負(fù)載104的當(dāng)前光強(qiáng)度 Lpkes。作為在接收程序500期間所接收的數(shù)字消息和目標(biāo)工作表面光強(qiáng)度值Ltkct_task的響應(yīng)，計算當(dāng)前調(diào)光百分比dPKES。例如，當(dāng)前調(diào)光百分比dPKES可以是0與1之間的數(shù)。控制器 214可以根據(jù)照明負(fù)載104的負(fù)載類型(即，白熾的、熒光的等)將當(dāng)前調(diào)光百分比dPKES應(yīng)用于不同的調(diào)光曲線以確定照明負(fù)載的實際的新的當(dāng)前光強(qiáng)度Lpkes。
參照圖9，如果在步驟512中所接收的數(shù)字消息不包括從日光傳感器120接收的光強(qiáng)度值，則控制器214在步驟514中適當(dāng)處理數(shù)字消息并且接收程序500退出。例如，數(shù)字消息可以包括在日光傳感器120的校準(zhǔn)程序中發(fā)送的校準(zhǔn)消息。然而，如果在步驟512中所接收的數(shù)字消息包括光強(qiáng)度值，則控制器214在步驟516中將如由日光傳感器120測量的(以及如在數(shù)字消息中接收的)總光強(qiáng)度LT_S■儲存在存儲器248中。如上所述，代表所接收的數(shù)字消息中的總光強(qiáng)度Lt_snsk的值可等于來自日光傳感器120的控制器230所執(zhí)行的可變發(fā)送控制程序400的最小當(dāng)前最小樣本SMIN_PKS (即，Lt_snsk = SMIN_PES)。
在步驟518中，控制器214使用電光增益( 計算日光傳感器120測量的僅來自照明負(fù)載104的光強(qiáng)度LE_S■，即，
LE_S腿="麗卞―(等式 2)ijE
其中LEM_TKK表示當(dāng)照明負(fù)載處于最大光強(qiáng)度時工作表面136上的僅來自照明負(fù)載 104的光強(qiáng)度。例如，控制器214可以將來自等式2的光強(qiáng)度Lem_task設(shè)為等于工作表面上的僅來自照明負(fù)載104(來自增益校準(zhǔn)程序)的光強(qiáng)度LE_TASK，或設(shè)為等于預(yù)定值，諸如50英尺燭光。在步驟520中，控制器214通過從日光傳感器測量的總光強(qiáng)度LT_SNSK(如在數(shù)字消息中所接收的)減去日光傳感器處的僅來自照明負(fù)載104的光強(qiáng)度LE_SNSK(如步驟518中所計算的)來計算日光傳感器120處的僅來自自然光的光強(qiáng)度LD_SNSK，即，
LD-SNSE 一 Lt-SNSE-Le-SNSE(等式 3)
在步驟522中，控制器通過使日光傳感器120處的僅來自日光的光強(qiáng)度LD_SNSK乘以日光增益來計算工作表面上的僅來自日光的光強(qiáng)度LD_TASK，即，
Ld_task = Gd · Ld_snse(等式 4)
在步驟524中，控制器214根據(jù)目標(biāo)總工作表面光強(qiáng)度LTKCT_TASK、工作表面上的僅來自日光的光強(qiáng)度Ld_task、以及當(dāng)照明負(fù)載處于最大光強(qiáng)度時工作表面136上的僅來自照明負(fù)載104的光強(qiáng)度Lem_task來計算新的當(dāng)前調(diào)光百分比dPKES，即，
dpRES = L^r-rASK-LD.TASK (等式幻LEM-task
最后，控制器214根據(jù)新的當(dāng)前調(diào)光百分比dPKES控制照明負(fù)載104，之后接收程序 500退出。
圖IOA是當(dāng)控制器處于睡眠模式時控制器230響應(yīng)于激光指示器電路244檢測到來自激光指示器的光而執(zhí)行的激光指示器中斷程序600的簡化流程圖。特別地，當(dāng)在步驟 610中朝著電池電SVbatt拉高激光指示器控制信號Vussi時，控制器230在步驟612中首先通過RF啟用控制信號Vkf 來啟用RF收發(fā)器236?？刂破?30然后在步驟614中等待直至接收到數(shù)字消息或在步驟616中超時。如果在步驟614中接收到數(shù)字消息(例如，來自調(diào)光開關(guān)110)，則控制器230在步驟618中將所接收的數(shù)字消息儲存在接收(RX)緩沖器中，使得控制器230可以稍后處理所接收的數(shù)字消息?？刂破?30然后在步驟620中通過 RF啟用控制信號Vkf 禁用RF收發(fā)器236，并且激光指示器中斷程序600退出。如果在步驟614中接收到數(shù)字消息之前在步驟616超時，則控制器230在步驟620中簡單地禁用 RF收發(fā)器236，之后激光指示器中斷程序600退出。
圖IOB是示例測試設(shè)備650的圖示，圖IOC是用于第一實施方式的日光傳感器120 的示例測試波形670的曲線圖。測試設(shè)備650包括具有第一隔間和第二隔間的測試箱652， 測試照明負(fù)載604位于第一隔間中，日光傳感器120和測光表肪4位于第二隔間中。測試箱652的第一隔間與第二隔間由光擴(kuò)散器656分隔。測試設(shè)備650還包括通過串行連接 662耦接至日光傳感器120和測光表654的個人計算機(jī)(PC)658。PC可操作為根據(jù)測試波形670使用調(diào)光電路660調(diào)節(jié)照明負(fù)載604的強(qiáng)度，并觀察日光傳感器120的發(fā)送速率以及由測光表6M測量的實際光強(qiáng)度。測試波形670控制測試照明負(fù)載604的強(qiáng)度線性地從最小測試強(qiáng)度Lt_min變至最大測試強(qiáng)度Lt_mx并且長度為Ttest,從而測試波形670具有斜率mTEST,即mTEST = (Lt_mx-Lt_min) /Ttesto如果測試波形670具有第一斜率，則第一實施方式的日光傳感器120的發(fā)送速率將保持恒定在第一速率。例如，最小測試強(qiáng)度LT_MIN可以是0英尺燭光，最大測試強(qiáng)度LT_mx可以是50英尺燭光，并且長度Ttest可以是2小時。如果測試波形 670被改變?yōu)榫哂行∮诘谝恍甭实牡诙甭?例如，長度Ttest被增加至約3小時)，則日光傳感器120的發(fā)送速率將變?yōu)樾∮诘谝凰俾实牡诙俾省?br> 根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式，控制器230使用線性最小二乘預(yù)測模型確定預(yù)測的光強(qiáng)度值。特別地，控制器230可操作為對來自當(dāng)前時間段的測量的光強(qiáng)度值執(zhí)行線性最小二乘擬合，以確定最佳地代表所測量的光強(qiáng)度值相對于時間的變化的直線(即，y = mx+b)的斜率m和截距b?？刂破?30使用這些估計值(即，斜率m和截距b)確定用于一個或多個隨后的時間段的預(yù)測光強(qiáng)度值?？刂破?30然后確定測量的光強(qiáng)度值與預(yù)測的光強(qiáng)度值之間的均方誤差e。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的由日光傳感器120的控制器230執(zhí)行的可變發(fā)送控制程序700的簡化流程圖。與第一實施方式中相同，控制器230在正常操作期間周期性地執(zhí)行第二實施方式的可變發(fā)送控制程序700(例如，約每秒1次)，以對總光強(qiáng)度控制信號Vtot進(jìn)行采樣，并在每個連續(xù)的非重疊時間段內(nèi)收集預(yù)定數(shù)量N·的樣本?？刂破?30在步驟710中閉合可控開關(guān)235以啟用光敏電路231，并且在步驟712中等待時間周期Tpd (S卩，50毫秒)以允許光敏二極管電流Ipd成為代表總光強(qiáng)度Lt_snsk?？刂破?30然后在步驟714中對總光強(qiáng)度控制信號Vtot進(jìn)行采樣(以生成新的總光強(qiáng)度樣本，并在步驟716中斷開可控開關(guān)235以禁用光敏電路231。控制器230在步驟718中使變量η增加 1并在步驟720中將新的總光強(qiáng)度樣本■作為樣本S[η]儲存在存儲器246中。如果在步驟722中控制器230在當(dāng)前時間段內(nèi)還未收集到預(yù)定數(shù)量Nsmi^的樣本，則可變發(fā)送控制程序700在不對儲存在存儲器246中的樣本S [η]進(jìn)行處理的情況下簡單地退出。
當(dāng)在步驟722中控制器230在當(dāng)前時間段內(nèi)已經(jīng)收集到預(yù)定數(shù)量Nsm的樣本時， 則控制器230對儲存在存儲器Μ6中的樣本S[n]進(jìn)行處理，以確定是否應(yīng)向調(diào)光開關(guān)110 發(fā)送數(shù)字消息?？刂破?30首先在步驟724中使變量q增加1。控制器230使用變量q來記錄在上次計算估計值的時間段之后已經(jīng)出現(xiàn)了多少個時間段?？刂破?30然后在步驟 726中使用來自先前時間段的估計值(即，斜率m和截距b)計算預(yù)測的光強(qiáng)度值，即，
P[i] = m ‘ i+b,(等式 6)
其中i = q · Twin+1 至 2q · Twin
在步驟728中，連接器230確定測量的光強(qiáng)度值與預(yù)測的光強(qiáng)度值之間的均方誤差e,即，
e = (1/Nmx) · Σ (S[i]-P[i])2，(等式 7)
其中i = q*TWIN+l 至 2q*TWIN
如果在步驟730中均方誤差e小于預(yù)定的最大誤差emx(例如，約15% )，則可變發(fā)送控制程序700在不向調(diào)光開關(guān)110發(fā)送數(shù)字消息的情況下退出。
然而，如果在步驟730中均方誤差e大于或等于預(yù)定的最大誤差eMX，則控制器230 在步驟732中通過對來自當(dāng)前時間段的所測量的光強(qiáng)度值執(zhí)行線性最小二乘擬合來確定新的估計值，從而確定最佳地代表來自當(dāng)前時間段的所測量的光強(qiáng)度值的直線的斜率m和截距b?？刂破?30在步驟734中將包括代表總光強(qiáng)度Lt_snsk的一個或多個值的數(shù)字消息加載到TX緩沖器中。例如，控制器230可以使數(shù)字消息中包括在步驟732中確定的估計值 (即，斜率m和截距b)。由于在步驟732中確定的斜率m和截距b代表來自當(dāng)前時間段的所測量的強(qiáng)度值，故在下一時間段中確定的預(yù)測強(qiáng)度值將從時間Twin開始，時間Twin等于每時間段預(yù)定數(shù)量Nsmi^的樣本。因此，控制器230在步驟736中將變量η重置為Nsm并且將變量q重置為1，之后可變發(fā)送控制程序700退出。
由于日光傳感器120所確定的斜率m和截距b均被發(fā)送至調(diào)光開關(guān)110，故調(diào)光開關(guān)110可操作為隨時間變化連續(xù)地重新計算(即，估計)總光強(qiáng)度Lt_snsk，并可操作為響應(yīng)于所估計的總光強(qiáng)度LT_S■而調(diào)節(jié)照明負(fù)載104的當(dāng)前光強(qiáng)度Lpkes。圖12是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的當(dāng)在步驟810中從日光傳感器120接收到數(shù)字消息時由調(diào)光開關(guān)110的控制器214執(zhí)行的接收程序800的簡化流程圖。如果在步驟812中所接收的數(shù)字消息包括從日光傳感器120接收的光強(qiáng)度值，則控制器214在步驟814中將來自所接收的數(shù)字消息的斜率m和截距b儲存在存儲器216中?？刂破?14在步驟816中使用來自所接收的數(shù)字消息的斜率m和截距b以及各時間段的預(yù)定周期Twin計算如日光傳感器120所測量的總光強(qiáng)度 Lt-SNSE'艮口，
Lt_snse = m · TffIN+b(等式 8)
控制器214然后在步驟818中將所計算的總光強(qiáng)度LT_SNSK儲存在存儲器216中，之后接收程序800退出。如果在步驟812中所接收的數(shù)字消息不包括從日光傳感器120接收的光強(qiáng)度值，則控制器214在步驟820中適當(dāng)?shù)靥幚頂?shù)字消息，并且接收程序800退出。
圖13是由調(diào)光開關(guān)110的控制器214根據(jù)調(diào)節(jié)周期TAW(例如，1秒)周期性地執(zhí)行以使負(fù)載控制程序900每秒執(zhí)行1次的負(fù)載控制程序900的簡化流程圖?？刂破?14首先在步驟910中使用儲存在存儲器216中的斜率m更新總光強(qiáng)度LT_SNSK(相對于時間)，即，
Lt_snse = LT_SNSE+m · Tadj(等式 9)
控制器214然后以與第一實施方式的接收程序500相似的方式確定照明負(fù)載104 的新的當(dāng)前調(diào)光百分比dPKES。特別地，控制器214在步驟912中計算如日光傳感器120所測量的僅來自照明負(fù)載104的光強(qiáng)度LT_SNSK，在步驟914中計算日光傳感器120處的僅來自自然光的光強(qiáng)度LD_S■，在步驟916中計算工作表面上的僅來自日光的光強(qiáng)度LD_TASK，并且在步驟918中計算新的當(dāng)前調(diào)光百分比dPKES。控制器214然后在步驟920中根據(jù)新的當(dāng)前調(diào)光百分比dPKES對照明負(fù)載104進(jìn)行最終控制，之后負(fù)載控制程序900退出。
根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式，控制器230使用拋物線模型來確定預(yù)測的光強(qiáng)度值。換言之，控制器230可操作為對來自當(dāng)前時間段的所測量的光強(qiáng)度值執(zhí)行拋物線最小二乘擬合，從而將所測量的光強(qiáng)度值擬合至最佳地代表所測量光強(qiáng)度值相對于時間的變化的拋物線(即，y = ax2+bx+c)?？刂破?30使用這些估計值(即，拋物線的系數(shù)a、b、c)來確定一個或多個隨后時間段的預(yù)測光強(qiáng)度值?？刂破?30然后確定測量的光強(qiáng)度值與預(yù)測的光強(qiáng)度值之間的均方誤差e。
圖14是根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的由日光傳感器120的控制器230周期性地 (例如，約每秒1次)執(zhí)行的可變發(fā)送控制程序1000的簡化流程圖。可變發(fā)送控制程序1000 與第二實施方式的可變發(fā)送程序700非常相似。然而，控制器230在步驟10 中使用系數(shù) a、b、c (即，估計值)和拋物線等式來計算預(yù)測的光強(qiáng)度值，即
P[i] = ai2+bi+c,(等式 10)
其中i = q · Twin+1 至 2q · Twin
在步驟10 中，控制器230確定測量的光強(qiáng)度值與預(yù)測的光強(qiáng)度值之間的均方誤差e。如果在步驟1030中均方誤差e大于或等于預(yù)定的最大誤差eMX，則控制器230在步驟1032中通過對來自當(dāng)前時間段的所測量的光強(qiáng)度執(zhí)行拋物線最小二乘擬合來確定新的估計值，從而確定最佳地代表來自當(dāng)前時間段的所測量的光強(qiáng)度的拋物線的系數(shù)a、b、c。 控制器230然后在步驟1034中將包括代表總光強(qiáng)度Lt_snsk的一個或多個值(例如，在步驟 1032中確定的估計值(8卩，拋物線的系數(shù)3、13、(3))的數(shù)字消息加載到TX緩沖器中。因此， 調(diào)光開關(guān)110將執(zhí)行與第二實施方式的接收程序800相似的接收程序(未示出)，以使用系數(shù)a、b、c計算如由日光傳感器120測量的總光強(qiáng)度Lt_snsk。此外，調(diào)光開關(guān)110將使用與第二實施方式的負(fù)載控制程序900相似的負(fù)載控制程序(未示出)周期性地調(diào)節(jié)照明負(fù)載 104的當(dāng)前光強(qiáng)度Lpkes。
根據(jù)本發(fā)明的另一個可選實施方式，日光傳感器120的控制器230可以使用線性預(yù)測器確定預(yù)測的光強(qiáng)度值。例如，預(yù)測的光強(qiáng)度值可以使用等式11計算
P[i] = - Σ (Qi . x[n-i]),(等式 11)
其中i = l 至 K，
其中x[n-i]是先前測量的光強(qiáng)度值，、是預(yù)測器系數(shù)，以及K是用于計算預(yù)測的光強(qiáng)度的值的最大數(shù)量。
根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式，如果所測量的數(shù)據(jù)“出錯(misbehave) ”，則日光傳感器120不響應(yīng)于所測量的總光強(qiáng)度Lt_snsk而發(fā)送數(shù)字消息，從而降低發(fā)送速率并進(jìn)一步保持電池壽命。例如，日光傳感器120可以忽略所測量的總光強(qiáng)度LT_S■中的幅度大且持續(xù)時間短的波動(即，在如圖3所示的間歇陰天中)，從而日光傳感器的可變的發(fā)送速率還取決于日光傳感器所測量的總光強(qiáng)度LT_S■的變化速率(即，總光強(qiáng)度的“動態(tài)”變化)。特別地，如果總光強(qiáng)度在預(yù)定的時間周期Twin內(nèi)已經(jīng)變化超過第二預(yù)定百分比Δ Smax2,則日光傳感器120不向調(diào)光開關(guān)110發(fā)送數(shù)字消息。因此，本發(fā)明的第四實施方式的日光傳感器120 的可變的發(fā)送速率導(dǎo)致在一天中的日光傳感器的發(fā)送之間的平均時間大于約420秒(如實驗性研究所確定的)。
圖15是根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式的由日光傳感器120的控制器230執(zhí)行以使日光傳感器120使用可變發(fā)送速率發(fā)送數(shù)字消息的發(fā)送算法1100的簡化流程圖。第四實施方式的發(fā)送算法1100與第一、第二、和第三實施方式的發(fā)送算法300(如圖7所示)相似。 控制器230首先在步驟310中測量和在步驟312中儲存預(yù)定數(shù)量Nsmi^的新的總光強(qiáng)度值。 接下來，控制器230在步驟314使用例如參照第一至第三實施方式所描述的估計值中的任何一個來確定預(yù)測的光強(qiáng)度值，并在步驟316中計算測量的總光強(qiáng)度值與預(yù)測的總光強(qiáng)度值之間的誤差。
然而，根據(jù)第四實施方式，如果在步驟318中步驟316中所計算的誤差在預(yù)定的限制之外(即，太大)，則控制器230還對所測量的總光強(qiáng)度值進(jìn)行分析。特別地，控制器230 在步驟IlM中使用所測量的總光強(qiáng)度值來計算數(shù)據(jù)行為度量(data behavior metric)，并在步驟11 中將計算的數(shù)據(jù)行為度量與預(yù)測的數(shù)據(jù)行為度量限制相比較，并在步驟11 中確定數(shù)據(jù)是否出錯，即是否在數(shù)據(jù)行為度量限制之外。例如，控制器230可以分析總光強(qiáng)度值，以確定日光傳感器120所測量的總光強(qiáng)度Lt_snsk的變化速率是否過大。如果在步驟1128中數(shù)據(jù)沒有出錯，則控制器230在步驟320中計算新的估計值以在隨后的時間段內(nèi)使用，并在步驟322中將包括代表如日光傳感器120所測量的總光強(qiáng)度Lt_snsk的一個或多個值的數(shù)字消息發(fā)送至調(diào)光開關(guān)110，之后發(fā)送算法1100循環(huán)。如果在步驟11 中數(shù)據(jù)出錯，則控制器230在步驟320中不計算新的估計值，并且在步驟324中不發(fā)送代表總光強(qiáng)度 Lt_snsk的值，而是簡單地分析下一個非重疊時間段。
圖16A是根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式的由日光傳感器120的控制器230周期性地(例如，約每秒一次)執(zhí)行的可變發(fā)送控制程序1200的簡化流程圖。第四實施方式的可變發(fā)送控制程序1200與第一實施方式的可變發(fā)送控制程序400 (如圖8所示)非常相似。 根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式，控制器230使用單個數(shù)據(jù)點作為估計值(如第一個實施方式中)。然而，控制器230可以可選地使用線性預(yù)測模型或拋物線預(yù)測模型來確定估計值，如上面分別參照第二和第三實施方式所述。
參照圖16A，如果在步驟430中最小樣本調(diào)節(jié)百分比Δ 5ΜΙΝ大于或等于第一預(yù)定百分比Δ Smaxi,則控制器230通過確定當(dāng)前周期Twin內(nèi)的總光強(qiáng)度Lt_snsk的變化是否已經(jīng)超過第二預(yù)定百分比ASmax2來確定數(shù)據(jù)(即，儲存在存儲器M6中的樣本S[n])是否出錯。特別地，控制器230在步驟1236中確定儲存在存儲器M6中的樣本S [n] ( S卩，樣本S
至 S[Nsmpl])的當(dāng)前最大樣*Smx_PK。控制器230然后在步驟1238中使用等式12計算代表總光強(qiáng)度Lt_snsk的變化速率的當(dāng)前樣本調(diào)節(jié)量Δ Spks
ASprs = Smax-prs"Smin-prs (等式 12)、MAX-PRS
如果在步驟1240中當(dāng)前樣本調(diào)節(jié)量ASpks大于或等于第二預(yù)定百分比ASmax2，則可變發(fā)送控制程序1200在不向調(diào)光開關(guān)110發(fā)送數(shù)字消息的情況下退出。例如，第二預(yù)定百分比可以約為10%，但可替換地可以為約5%至25%。
然而，如果在步驟1240中當(dāng)前樣本調(diào)節(jié)量ASpks小于第二預(yù)定百分比ASmax2，則控制器230在步驟432中將先前最小樣本SMIN_PKV設(shè)為等于當(dāng)前最小樣本SMIN_PKS?？刂破?30 然后在步驟434中將包括代表如日光傳感器120所測量的總光強(qiáng)度Lt_snsk(即，最小當(dāng)前最小樣本^ra-Plis)的值的數(shù)字消息加載至發(fā)送(TX)緩沖器中，之后可變發(fā)送控制程序1200退出ο
圖16B是用于圖IOB所示的測試設(shè)備650的第四實施方式的日光傳感器120的示例測試波形1250的曲線圖。測試波形1250包括疊加在線性斜坡波形上的脈沖波形并具有波峰和波谷，從而測試波形模擬如日光傳感器120在間歇陰天中測量的總光強(qiáng)度Lt_snsk。測試波形1250具有相對于時間以第一斜率Hi1增加的最小光強(qiáng)度(在波谷期間)、以及相對于時間以第二斜率叫增加的最大光強(qiáng)度(在波峰期間)。波峰(在波峰期間測試波形1250 位于最大光強(qiáng)度處)中的每一個都具有可約為5秒的長度TmsE。測試波形1250在波谷期間的大小約為測試波形在波峰期間的大小的15%。當(dāng)測試波形1250被用于測試設(shè)備650 以控制測試照明負(fù)載604時，第四實施方式的日光傳感器120將不響應(yīng)于光強(qiáng)度在波峰期間的暫時偏移而發(fā)送數(shù)字消息。因此，第四實施方式的日光傳感器120的發(fā)送速率將保持恒定在由波谷的斜率Hl1所確定的速率。
如上所述，第一、第二、第三和第四實施方式的日光傳感器120的控制器230在連續(xù)的非重疊時間段內(nèi)收集預(yù)定數(shù)量Nsmi^的總光強(qiáng)度Lt_snsk的測量值，并且僅在(即，如預(yù)定24時間周期Twin所確定的)每個時間段結(jié)束時分析測量值?？商鎿Q地，控制器230可以在滑動窗口時間段中分析總光強(qiáng)度Lt_snsk的測量值。特別地，控制器230可以將每個新的總光強(qiáng)度LT_S■的測量值儲存在先入先出(FIFO)寄存器中(例如，具有與測量值的預(yù)定數(shù)量Nsmi^ 相等的大小)。然后，每當(dāng)控制器對總光強(qiáng)度控制信號Vtot進(jìn)行采樣時，控制器230可以對儲存在FIFO寄存器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
此外，根據(jù)第一、第二、第三和第四實施方式，日光傳感器120的控制器230發(fā)送包括代表所測量的總光強(qiáng)度LT_S■的一個或多個值的數(shù)字消息。根據(jù)本發(fā)明的第五實施方式， 日光傳感器120發(fā)送至調(diào)光開關(guān)110的每個數(shù)字消息可以可替換地包括命令，諸如用于照明負(fù)載104的特定的新的光強(qiáng)度Lnew。日光傳感器120的控制器230響應(yīng)于所測量的總光強(qiáng)度Lt_snsk而確定新的強(qiáng)度等級Lnew。調(diào)光開關(guān)110響應(yīng)于從日光傳感器120接收帶有命令的數(shù)字消息而將照明負(fù)載104的當(dāng)前光強(qiáng)度Lpkes控制至新的光強(qiáng)度Lnew。
根據(jù)第五實施方式，每當(dāng)日光傳感器120的控制器230對總光強(qiáng)度控制信號Vtqt進(jìn)行采樣時，控制器230計算可發(fā)送至調(diào)光開關(guān)110的新的調(diào)光百分比dNEW。與前面的實施方式一樣，新的調(diào)光百分比dNEW可以是0與1之間的數(shù)，其代表用于照明負(fù)載104的新的光強(qiáng)度Lnew。調(diào)光開關(guān)110的控制器214可操作為通過將新的調(diào)光百分比dNEW按照照明負(fù)載的負(fù)載類型應(yīng)用于不同調(diào)光曲線，根據(jù)從日光傳感器120接收的新的調(diào)光百分比dNEW確定光強(qiáng)度Lnew。日光傳感器120的控制器230僅當(dāng)新的調(diào)光百分比dNEW在死區(qū)之外時，即僅當(dāng)需要改變照明負(fù)載104的當(dāng)前光強(qiáng)度Lpkes時向調(diào)光開關(guān)110發(fā)送數(shù)字消息。因此，日光傳感器120僅使用取決于所測量的總光強(qiáng)度Lt_snsk的可變發(fā)送速率向調(diào)光開關(guān)110發(fā)送數(shù)字消肩、ο
此外，每當(dāng)控制器對總光強(qiáng)度控制信號Vtot進(jìn)行采樣時，控制器230還可儲存如日光傳感器120所測量的總光強(qiáng)度Lt_snsk的歷史記錄。控制器230可操作為響應(yīng)于總光強(qiáng)度控制信號Vtot和儲存在存儲器M6中的歷史記錄而確定是白天還是夜間。在夜間，控制器 230可以使采樣周期Tsm的長度增加(例如，至約3秒)，從而控制器以較低頻率對總光強(qiáng)度控制信號Vtot進(jìn)行采樣并消耗甚至更少的功率。
圖17是根據(jù)本發(fā)明的第五實施方式的由日光傳感器120的控制器230周期性地 (例如，每1至3秒)執(zhí)行的控制程序1300的簡化流程圖。在步驟1310中，控制器230通過使用光敏電路啟用控制信號Vps 閉合可控開關(guān)235來啟用光敏電路231?？刂破?30 在步驟1312中等待時間周期Tpd ( S卩，50毫秒)以允許光敏二極管電流Ipd成為代表日光傳感器120處的總光強(qiáng)度Lt_snsk?？刂破?30然后在步驟1314中對總光強(qiáng)度控制信號Vtot進(jìn)行采樣(使用ADC)以生成新的總光強(qiáng)度樣本Stot，并在步驟1316中通過使用光敏電路啟用控制信號Vps ENAaE斷開可控開關(guān)235來禁用光敏電路231。在步驟1318中，將總光強(qiáng)度樣本Stot應(yīng)用至數(shù)字濾波器(諸如線性預(yù)測器)以生成濾波的總光強(qiáng)度樣本FSTOT。
控制器230可操作為周期性地儲存濾波的總光強(qiáng)度樣本FStot以在存儲器246中創(chuàng)建日光傳感器120處的總光強(qiáng)度Lt_snsk的歷史記錄。特別地，如果在步驟1320中控制器 230應(yīng)儲存當(dāng)前濾波的總光強(qiáng)度樣本FStot，則控制器在步驟1322中將當(dāng)前濾波的總光強(qiáng)度樣本FStqt儲存在存儲器M6中。
接下來，控制器230使用濾波的總光強(qiáng)度樣本FStot和當(dāng)前調(diào)光百分比dPKES以使用與第一實施方式的接收程序500相似的計算來確定用于照明負(fù)載104的新的調(diào)光百分比dNEW。特別地，控制器230在步驟13M中計算如日光傳感器120所測量的僅來自照明負(fù)載 104的光強(qiáng)度LE_S■，在步驟13 中計算日光傳感器120處的僅來自自然光的光強(qiáng)度LD_SNSK， 在步驟13 中計算工作表面上的僅來自日光的光強(qiáng)度LD_TASK，并且在步驟1330中計算新的當(dāng)前調(diào)光百分比(1_。
在步驟1332中，控制器230確定新的調(diào)光百分比dNEW是否在死區(qū)之外，例如，
dpEES- Δ < dNEff < dPEES+ Δ(等式 13)
其中Δ代表預(yù)定增量，預(yù)定增量是新的調(diào)光百分比dNEW在日光傳感器120向調(diào)光開關(guān)Iio發(fā)送致使調(diào)光開關(guān)將照明負(fù)載104的強(qiáng)度調(diào)節(jié)為新的強(qiáng)度Lnew的數(shù)字消息之前必須與當(dāng)前調(diào)光百分比dPKES的區(qū)別。例如，預(yù)定增量Δ可以約為1%。如果在步驟1332中新的調(diào)光百分比dNEW位于死區(qū)內(nèi)，則控制程序1300簡單地退出。然而，如果在步驟1332中新的調(diào)光百分比dNEW在死區(qū)之外，則控制器230在步驟1334中將新的調(diào)光百分比dNEW作為當(dāng)前調(diào)光百分比dPKES儲存?？刂破?30在步驟1336中將數(shù)字消息(包括命令以根據(jù)新的調(diào)光百分比dNEW控制照明負(fù)載104的強(qiáng)度)加載至發(fā)送(TX)緩沖器，之后控制程序1300退出ο
2008 年 5 月 6 日提交的題為 DISTRIBUTED INTELLIGENCE BALLAST SYSTEM AND EXTENDED LIGHTING CONTROL PROTOCOL (分布式智能鎮(zhèn)流器系統(tǒng)和擴(kuò)展的照明控制協(xié)議) 的第7，369，060號美國專利更加詳細(xì)地描述了包括有線日光傳感器(即，有線光傳感器) 的照明控制系統(tǒng)，其全部公開通過引用并入本文。
雖然已經(jīng)參照用于對照明負(fù)載104的強(qiáng)度進(jìn)行控制的調(diào)光開關(guān)110描述了本發(fā)明，但本發(fā)明的概念可以被應(yīng)用于包括其它類型的負(fù)載控制裝置的負(fù)載控制系統(tǒng)，諸如，例如，用于風(fēng)扇電機(jī)的風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制器、用于熒光負(fù)載的電子調(diào)光鎮(zhèn)流器、以及用于發(fā)光二極管(LED)的驅(qū)動器。此外，本發(fā)明的概念可以用于控制其它類型的電氣負(fù)載，諸如，例如，風(fēng)扇電機(jī)或電動式窗處理。
盡管已經(jīng)關(guān)于本發(fā)明的具體實施方式
對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但許多其它的變更、 修改以及其它使用對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見。因此，優(yōu)選地，本發(fā)明不受限于本文中具體公開的內(nèi)容，而僅受限于所附的權(quán)利要求書。
權(quán)利要求
1.用于測量空間中的總光強(qiáng)度的電池供電的無線日光傳感器，包括光敏電路，能夠操作為響應(yīng)于所述空間中的總光強(qiáng)度而生成光強(qiáng)度控制信號；無線發(fā)送器，用于發(fā)送無線信號；控制器，耦接至所述光敏電路和所述無線發(fā)送器，所述控制器能夠操作為響應(yīng)于所述光強(qiáng)度控制信號而發(fā)送無線信號；以及電池，用于向所述光敏電路、所述無線發(fā)送器、以及所述控制器供電，其中，所述控制器能夠操作為使用可變的發(fā)送速率發(fā)送無線信號，所述可變的發(fā)送速率取決于所述空間中的總光強(qiáng)度。
2.如權(quán)利要求1所述的日光傳感器，其中，所述無線信號包括數(shù)字消息，每個數(shù)字消息包括代表所述總光強(qiáng)度的值。
3.如權(quán)利要求2所述的日光傳感器，其中，所述可變的發(fā)送速率取決于所述空間中的總光強(qiáng)度的變化量。
4.如權(quán)利要求3所述的日光傳感器，其中，所述控制器周期性地對所述光強(qiáng)度控制信號進(jìn)行采樣，所述日光傳感器還包括耦接至所述控制器且用于儲存采樣的光強(qiáng)度值的存儲器，所述控制器能夠操作為對儲存在所述存儲器中的所述采樣的光強(qiáng)度值進(jìn)行分析，以確定所述空間中的總光強(qiáng)度的變化量。
5.如權(quán)利要求4所述的日光傳感器，其中，所述控制器確定至少一個預(yù)測的光強(qiáng)度值并計算所述采樣的光強(qiáng)度值與所述至少一個預(yù)測的光強(qiáng)度值之間的誤差，如果所述誤差太大，則所述控制器能夠操作為發(fā)送數(shù)字消息。
6.如權(quán)利要求5所述的日光傳感器，其中，所述控制器在連續(xù)的非重疊時間段內(nèi)收集預(yù)定數(shù)量的采樣的光強(qiáng)度值，所述控制器能夠操作為對每個時間段的采樣的光強(qiáng)度值進(jìn)行分析，以確定所述空間中的總光強(qiáng)度的變化量。
7.如權(quán)利要求6所述的日光傳感器，其中，所述控制器在先前時間段內(nèi)確定至少一個估計值，并使用所述至少一個估計值在當(dāng)前時間段內(nèi)確定所述至少一個預(yù)測的光強(qiáng)度值。
8.如權(quán)利要求7所述的日光傳感器，其中，所述控制器在所述當(dāng)前時間段內(nèi)計算多個預(yù)測的光強(qiáng)度值。
9.如權(quán)利要求8所述的日光傳感器，其中，所述控制器使用線性預(yù)測模型計算所述多個預(yù)測的光強(qiáng)度值，所述估計值包括最佳地代表所述空間中的總光強(qiáng)度的變化的直線的斜率和截距。
10.如權(quán)利要求9所述的日光傳感器，其中，當(dāng)所述采樣的光強(qiáng)度值與所述預(yù)測的光強(qiáng)度值之間的誤差太大時，所述控制器發(fā)送所述最佳地代表所述空間中的總光強(qiáng)度的變化的直線的斜率和截距。
11.如權(quán)利要求9所述的日光傳感器，其中，所述控制器執(zhí)行線性最小二乘擬合以確定所述最佳地代表所述空間中的總光強(qiáng)度的變化的直線的斜率和截距。
12.如權(quán)利要求8所述的日光傳感器，其中，所述控制器使用拋物線預(yù)測模型計算所述多個預(yù)測的光強(qiáng)度值，所述估計值包括最佳地代表所述空間中的總光強(qiáng)度的變化的拋物線的系數(shù)。
13.如權(quán)利要求8所述的日光傳感器，其中，所述控制器計算所述預(yù)測的光強(qiáng)度值與所述采樣的光強(qiáng)度值之間的均方誤差，如果所述均方誤差超過最大誤差，則所述控制器能夠操作為發(fā)送數(shù)字消息。
14.如權(quán)利要求7所述的日光傳感器，其中，所述估計值包括來自所述先前時間段的最小采樣的光強(qiáng)度值，如果所述估計值與來自所述當(dāng)前時間段的最小采樣的光強(qiáng)度值之間的差超過最大誤差，則所述控制器能夠操作為發(fā)送數(shù)字消息。
15.如權(quán)利要求14所述的日光傳感器，其中，當(dāng)所述估計值與來自所述當(dāng)前時間段的最小采樣的光強(qiáng)度值之間的差超過最大誤差時，所述控制器發(fā)送來自所述當(dāng)前時間段的最小采樣的光強(qiáng)度值。
16.如權(quán)利要求7所述的日光傳感器，其中，所述估計值包括來自所述先前時間段的采樣的光強(qiáng)度值的平均值，如果所述估計值與來自所述當(dāng)前時間段的采樣的光強(qiáng)度值的平均值之間的差超過最大誤差，則所述控制器能夠操作為發(fā)送數(shù)字消息。
17.如權(quán)利要求7所述的日光傳感器，其中，所述估計值包括來自所述先前時間段的采樣的光強(qiáng)度值的中間值，如果所述估計值與來自所述當(dāng)前時間段的采樣的光強(qiáng)度值的中間值之間的差超過最大誤差，則所述控制器能夠操作為發(fā)送數(shù)字消息。
18.如權(quán)利要求6所述的日光傳感器，其中，所述控制器能夠操作為對儲存在所述存儲器中的樣本進(jìn)行分析，以確定數(shù)據(jù)是否出錯。
19.如權(quán)利要求18所述的日光傳感器，其中，所述控制器計算行為度量并確定所述數(shù)據(jù)行為度量是否在一個或多個數(shù)據(jù)行為度量限制之外。
20.如權(quán)利要求19所述的日光傳感器，其中，所述數(shù)據(jù)行為度量包括所述空間中的總光強(qiáng)度的變化速率。
21.如權(quán)利要求20所述的日光傳感器，其中，如果所述空間中的總光強(qiáng)度的變化速率位于所述一個或多個數(shù)據(jù)行為度量限制內(nèi)，所述控制器能夠操作為發(fā)送數(shù)字消息。
22.如權(quán)利要求21所述的日光傳感器，其中，所述控制器使用來自所述當(dāng)前時間段的最大采樣的光強(qiáng)度值和最小采樣的光強(qiáng)度值來確定所述空間中的總光強(qiáng)度的變化速率是否位于所述一個或多個數(shù)據(jù)行為度量限制內(nèi)。
23.如權(quán)利要求19所述的日光傳感器，其中，所述數(shù)據(jù)行為度量包括所述空間中的總光強(qiáng)度的動態(tài)變化。
24.如權(quán)利要求5所述的日光傳感器，其中，所述控制器周期性地對所述光強(qiáng)度控制信號進(jìn)行采樣并將樣本儲存在存儲器中，所述控制器能夠操作為使用滑動窗口時間段對儲存在存儲器中的樣本進(jìn)行分析以確定所述空間中的總光強(qiáng)度的變化量。
25.如權(quán)利要求2所述的日光傳感器，其中，所述可變的發(fā)送速率還取決于所述空間中的總光強(qiáng)度的變化速率。
26.如權(quán)利要求25所述的日光傳感器，其中，所述控制器周期性地對所述光強(qiáng)度控制信號進(jìn)行采樣，所述日光傳感器還包括耦接至所述控制器且用于儲存采樣的光強(qiáng)度值的存儲器，所述控制器能夠操作為對儲存在所述存儲器中的樣本進(jìn)行分析以確定所述空間中的總光強(qiáng)度的變化速率。
27.如權(quán)利要求沈所述的日光傳感器，其中，如果所述總光強(qiáng)度的變化速率在預(yù)定限制之外，則所述控制器不發(fā)送數(shù)字消息。
28.如權(quán)利要求2所述的日光傳感器，其中，所述可變的發(fā)送速率還取決于所述空間中的總光強(qiáng)度的動態(tài)變化。
29.如權(quán)利要求1所述的日光傳感器，其中，所述控制器能夠操作為啟用所述光敏電路并隨后在采樣周期對所述光強(qiáng)度控制信號進(jìn)行采樣，所述控制器還能夠操作為在對所述光強(qiáng)度控制信號進(jìn)行采樣之后禁用所述光敏電路，使得所述光敏電路僅在每個采樣周期內(nèi)的一小段時間內(nèi)從所述電池獲取電流。
30.如權(quán)利要求四所述的日光傳感器，其中，所述控制器能夠操作為響應(yīng)于所述光強(qiáng)度控制信號而確定用于所述照明負(fù)載的新的光強(qiáng)度，如果所述新的光強(qiáng)度與所述照明負(fù)載的當(dāng)前光強(qiáng)度差預(yù)定增量，則所述控制器能夠操作為發(fā)送數(shù)字信號。
31.如權(quán)利要求1所述的日光傳感器，其中，所述控制器能夠操作為禁用所述光敏電路，從而當(dāng)所述無線發(fā)送器不發(fā)送無線信號時，所述光敏電路不從所述電池獲取電流。
32.用于測量空間中的總光強(qiáng)度的電池供電的無線日光傳感器，包括光敏電路，能夠操作為響應(yīng)于所述空間中的總光強(qiáng)度而生成光強(qiáng)度控制信號； 無線發(fā)送器，用于發(fā)送數(shù)字消息；控制器，耦接至所述光敏電路和所述無線發(fā)送器，所述控制器能夠操作為響應(yīng)于所述光強(qiáng)度控制信號而發(fā)送包括代表所述總光強(qiáng)度的值的數(shù)字消息；以及電池，用于向所述光敏電路、所述無線發(fā)送器、以及所述控制器供電， 其中，所述控制器能夠操作為使用可變的發(fā)送速率發(fā)送數(shù)字消息，所述可變的發(fā)送速率取決于所述空間中的總光強(qiáng)度的變化量、以及所述空間中的總光強(qiáng)度的變化速率。
33.用于測量空間中的總光強(qiáng)度的電池供電的無線日光傳感器，所述傳感器包括 光敏電路，能夠操作為響應(yīng)于所述空間中的總光強(qiáng)度而生成光強(qiáng)度控制信號； 無線發(fā)送器，用于發(fā)送無線信號；控制器，耦接至所述光敏電路和所述無線發(fā)送器，所述控制器能夠操作為響應(yīng)于所述光強(qiáng)度控制信號而發(fā)送無線信號；電池，用于向所述光敏電路、所述無線發(fā)送器、以及所述控制器供電， 其中，所述控制器能夠操作為禁用所述光敏電路，使得所述光敏電路不從所述電池獲取電流。
34.如權(quán)利要求33所述的傳感器，其中，所述光敏電路包括用于傳導(dǎo)光敏二極管電流的光敏二極管，所述光敏二極管電流的大小響應(yīng)于所述空間中的光強(qiáng)度，所述光強(qiáng)度控制信號的大小響應(yīng)于所述光敏二極管電流的大小。
35.如權(quán)利要求34所述的傳感器，其中，所述光敏電路還包括與所述光敏二極管串聯(lián)耦接的可控開關(guān)，當(dāng)所述開關(guān)閉合時，所述光敏二極管能夠操作為傳導(dǎo)所述光敏二極管電流，所述控制器耦接至所述開關(guān)以斷開所述開關(guān)，使得所述光敏二極管不傳導(dǎo)所述光敏二極管電流并且所述光敏電路被禁用。
36.如權(quán)利要求35所述的傳感器，其中，以采樣速率周期性地采樣所述光強(qiáng)度控制信號，所述開關(guān)僅在每次采樣之間的時間的一部分時間內(nèi)閉合。
37.如權(quán)利要求36所述的傳感器，其中，所述控制器能夠操作為響應(yīng)于所述光強(qiáng)度控制信號而確定是否處于夜間，并在所述夜間降低所述采樣速率。
38.如權(quán)利要求35所述的傳感器，其中，所述光敏電路還包括耦接于所述光敏二極管與所述控制器之間的跨阻抗放大器，所述跨阻抗放大器能夠操作為響應(yīng)于所述光敏二極管電流而生成所述光強(qiáng)度控制信號。
39.如權(quán)利要求33所述的傳感器，其中，所述日光傳感器作為照明控制系統(tǒng)的一部分工作，所述照明控制系統(tǒng)包括用于對輸送至照明負(fù)載的功率的量進(jìn)行控制的調(diào)光開關(guān)，所述控制器能夠操作為響應(yīng)于所述光強(qiáng)度控制信號而確定所述照明負(fù)載的新的光強(qiáng)度，如果所述新的光強(qiáng)度與所述照明負(fù)載的當(dāng)前光強(qiáng)度差預(yù)定增量，則所述控制器能夠操作為啟用所述無線發(fā)送器并發(fā)送無線信號。
40.如權(quán)利要求33所述的傳感器，其中，如果所述空間中的總光強(qiáng)度變化預(yù)定量，則所述控制器能夠操作為啟用所述無線發(fā)送器并發(fā)送無線信號。
41.如權(quán)利要求33所述的傳感器，還包括無線接收器，耦接至所述控制器并能夠操作為接收無線信號，所述無線接收器由所述電池供電；以及激光指示器電路，適于暴露于來自激光指示器的光，所述激光指示器電路耦接至所述控制器，其中，所述控制器能夠操作為響應(yīng)于照射在所述激光指示器電路上的來自激光指示器的光而啟用所述無線接收器，并隨后接收無線信號。
42.如權(quán)利要求33所述的傳感器，其中，所述控制器能夠操作為啟用所述光敏電路并隨后在采樣周期對所述光強(qiáng)度控制信號進(jìn)行采樣，所述控制器還能夠操作為在對所述光強(qiáng)度控制信號進(jìn)行采樣之后禁用所述光敏電路，使得所述光敏電路僅在每個采樣周期內(nèi)的一小段時間內(nèi)從所述電池獲取電流。
43.用于測量空間中的總光強(qiáng)度的電池供電的無線日光傳感器，所述日光傳感器作為照明控制系統(tǒng)的一部分工作，所述照明控制系統(tǒng)包括用于對輸送至照明負(fù)載的功率的量進(jìn)行控制的調(diào)光開關(guān)，所述傳感器包括光敏電路，能夠操作為響應(yīng)于所述空間中的總光強(qiáng)度而生成光強(qiáng)度控制信號；無線發(fā)送器，用于發(fā)送無線信號；控制器，耦接至所述光敏電路和所述無線發(fā)送器，所述控制器能夠操作為響應(yīng)于所述光強(qiáng)度控制信號而確定新的光強(qiáng)度，所述調(diào)光開關(guān)應(yīng)將所述照明負(fù)載的強(qiáng)度控制至所述新的光強(qiáng)度；電池，用于向所述光敏電路、所述無線發(fā)送器、以及所述控制器供電，其中，如果所述新的光強(qiáng)度與所述照明負(fù)載的當(dāng)前光強(qiáng)度差預(yù)定增量，則所述控制器能夠操作為啟用所述無線發(fā)送器并將包括命令的無線信號發(fā)送至所述調(diào)光開關(guān)，所述命令包括用于所述照明負(fù)載的新的光強(qiáng)度。
44.用于測量空間中的總光強(qiáng)度的電池供電的無線日光傳感器，所述傳感器包括光敏電路，能夠操作為響應(yīng)于所述空間中的總光強(qiáng)度而生成光強(qiáng)度控制信號；無線收發(fā)器，用于發(fā)送和接收無線信號；激光指示器電路，適于暴露于來自激光指示器的光；控制器，耦接至所述光敏電路、所述無線收發(fā)器、以及所述激光指示器電路，所述控制器能夠操作為響應(yīng)于所述光強(qiáng)度控制信號而發(fā)送無線信號；電池，用于向所述光敏電路、所述無線收發(fā)器、以及所述控制器供電，其中，所述控制器能夠操作為響應(yīng)于照射在所述激光指示器電路上的來自激光指示器的光而啟用所述無線收發(fā)器，并隨后接收無線信號。
45.用于對從交流電源輸送至位于建筑物的空間中的電氣負(fù)載的功率進(jìn)行控制的負(fù)載控制系統(tǒng)，所述負(fù)載控制系統(tǒng)包括負(fù)載控制裝置，以串聯(lián)電連接方式耦接在所述電源與所述負(fù)載之間以控制輸送至所述負(fù)載的功率；以及用于測量所述空間中的光強(qiáng)度的電池供電的無線日光傳感器，所述傳感器能夠操作為響應(yīng)于所述光強(qiáng)度控制信號而將無線信號發(fā)送至所述負(fù)載控制裝置，使得所述負(fù)載控制裝置響應(yīng)于所述空間中的光強(qiáng)度而對輸送至所述負(fù)載的功率進(jìn)行控制，所述控制器能夠操作為使用可變的發(fā)送速率發(fā)送所述無線信號，所述可變的發(fā)送速率取決于所述空間中的光強(qiáng)度。
46.如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其中，所述無線信號包括數(shù)字消息，每個數(shù)字消息包括代表所述空間中的光強(qiáng)度的值。
47.如權(quán)利要求46所述的系統(tǒng)，其中，所述可變的發(fā)送速率取決于所述空間中的光強(qiáng)度的變化量。
48.如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中，所述可變的發(fā)送速率還取決于所述空間中的光強(qiáng)度的變化速率。
49.如權(quán)利要求48所述的系統(tǒng)，其中，如果所述總光強(qiáng)度的變化速率位于預(yù)定限制內(nèi)， 則所述控制器發(fā)送數(shù)字消息。
50.如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中，所述日光傳感器僅在所述空間中的光強(qiáng)度已經(jīng)變化了預(yù)定量時向所述負(fù)載控制裝置發(fā)送數(shù)字消息。
51.如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中，如果所述數(shù)據(jù)出錯，則所述控制器不發(fā)送數(shù)字消息。
52.如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中，所述可變的發(fā)送速率還取決于所述空間中的光強(qiáng)度的動態(tài)變化。
53.如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其中，所述無線信號包括數(shù)字消息，每個數(shù)字消息包括響應(yīng)于所述空間中的光強(qiáng)度而控制所述電氣負(fù)載的命令。
54.如權(quán)利要求53所述的系統(tǒng)，其中，所述負(fù)載包括照明負(fù)載，所述負(fù)載控制裝置包括調(diào)光開關(guān)。
55.如權(quán)利要求M所述的系統(tǒng)，其中，所述日光傳感器能夠操作為響應(yīng)于所述空間中的光強(qiáng)度而確定用于所述照明負(fù)載的新的光強(qiáng)度，如果所述新的光強(qiáng)度與所述照明負(fù)載的當(dāng)前光強(qiáng)度差預(yù)定增量，所述日光傳感器能夠操作為向所述調(diào)光開關(guān)發(fā)送數(shù)字信號。
56.響應(yīng)于空間中的總光強(qiáng)度而發(fā)送數(shù)字消息的方法，所述方法包括 測量所述空間中的總光強(qiáng)度；以及使用可變的發(fā)送速率發(fā)送無線信號，所述可變的發(fā)送速率取決于所述空間中的總光強(qiáng)度。
57.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，所述無線信號包括數(shù)字消息，每個數(shù)字消息包括代表所述總光強(qiáng)度的值。
58.如權(quán)利要求57所述的方法，其中，所述可變的發(fā)送速率取決于所述空間中的總光強(qiáng)度的變化量。
59.如權(quán)利要求58所述的方法，還包括響應(yīng)于所述空間中的總光強(qiáng)度而生成光強(qiáng)度控制信號； 周期性地對所述光強(qiáng)度控制信號進(jìn)行采樣； 將采樣的光強(qiáng)度值儲存在存儲器中；以及對儲存在所述存儲器中的采樣的光強(qiáng)度值進(jìn)行分析，以確定所述空間中的總光強(qiáng)度的變化量。
60.如權(quán)利要求59所述的方法，還包括 確定至少一個預(yù)測的光強(qiáng)度值；以及計算所述采樣的光強(qiáng)度值與所述至少一個預(yù)測的光強(qiáng)度值之間的誤差， 其中如果所述誤差太大，則所述控制器能夠操作為發(fā)送數(shù)字消息。
61.如權(quán)利要求60所述的方法，還包括在連續(xù)的非重疊時間段內(nèi)收集預(yù)定數(shù)量的采樣的光強(qiáng)度值，其中，所述分析步驟還包括對每個時間段的采樣的光強(qiáng)度值進(jìn)行分析以確定所述空間中的總光強(qiáng)度的變化量。
62.如權(quán)利要求61所述的方法，還包括 在先前時間段內(nèi)確定至少一個估計值，其中，所述確定至少一個預(yù)測的光強(qiáng)度值的步驟包括使用所述至少一個估計值在當(dāng)前時間段內(nèi)確定所述至少一個預(yù)測的光強(qiáng)度值。
63.如權(quán)利要求62所述的方法，其中，所述確定至少一個預(yù)測的光強(qiáng)度值的步驟包括在所述當(dāng)前時間段內(nèi)計算多個預(yù)測的光強(qiáng)度值。
64.如權(quán)利要求63所述的方法，其中，所述計算多個預(yù)測的光強(qiáng)度值的步驟包括使用線性最小二乘預(yù)測模型，所述估計值包括最佳地代表所述空間中的總光強(qiáng)度的變化的直線的斜率和截距。
65.如權(quán)利要求64所述的方法，其中，所述發(fā)送無線信號的步驟包括當(dāng)所述采樣的光強(qiáng)度值與所述預(yù)測的光強(qiáng)度值之間的誤差太大時，發(fā)送所述最佳地代表所述空間中的總光強(qiáng)度的變化的直線的斜率和截距。
66.如權(quán)利要求64所述的方法，其中，所述在先前時間段內(nèi)確定至少一個估計值的步驟包括執(zhí)行線性最小二乘擬合，以確定所述最佳地代表所述空間中的總光強(qiáng)度的變化的直線的斜率和截距。
67.如權(quán)利要求63所述的方法，其中，所述計算多個預(yù)測的光強(qiáng)度值的步驟包括使用拋物線預(yù)測模型，所述估計值包括最佳地代表所述空間中的總光強(qiáng)度的變化的拋物線的系數(shù)。
68.如權(quán)利要求63所述的方法，其中，所述計算多個預(yù)測的光強(qiáng)度值的步驟包括使用線性預(yù)測器計算所述預(yù)測的光強(qiáng)度值。
69.如權(quán)利要求63所述的方法，還包括計算所述預(yù)測的光強(qiáng)度值與所述采樣的光強(qiáng)度值之間的均方誤差， 其中，所述發(fā)送無線信號的步驟包括如果所述均方誤差超過最大誤差，則發(fā)送無線信號。
70.如權(quán)利要求62所述的方法，其中，所述估計值包括來自所述先前時間段的最小采樣的光強(qiáng)度值，所述發(fā)送無線信號的步驟還包括如果所述估計值與來自所述當(dāng)前時間段的最小采樣的光強(qiáng)度值之間的差超過最大誤差，則發(fā)送數(shù)字消息。
71.如權(quán)利要求70所述的方法，其中，所述發(fā)送無線信號的步驟還包括當(dāng)所述估計值與來自所述當(dāng)前時間段的最小采樣的光強(qiáng)度值之間的差超過所述最大誤差時，發(fā)送來自所述當(dāng)前時間段的所述最小采樣的光強(qiáng)度值。
72.如權(quán)利要求62所述的方法，其中所述估計值包括來自所述先前時間段的采樣的光強(qiáng)度值的平均值，所述發(fā)送無線信號的步驟還包括如果所述估計值與來自所述當(dāng)前時間段的采樣的光強(qiáng)度值的平均值之間的差超過最大誤差，則發(fā)送數(shù)字消息。
73.如權(quán)利要求62所述的方法，其中，所述估計值包括來自所述先前時間段的采樣的光強(qiáng)度值的中間值，所述發(fā)送無線信號的步驟還包括如果所述估計值與來自所述當(dāng)前時間段的采樣的光強(qiáng)度值的中間值之間的差超過最大誤差，則發(fā)送數(shù)字消息。
74.如權(quán)利要求61所述的方法，還包括對儲存在所述存儲器中的樣本進(jìn)行分析以確定所述數(shù)據(jù)是否出錯。
75.如權(quán)利要求74所述的方法，其中，所述對儲存在所述存儲器中的樣本進(jìn)行分析以確定所述數(shù)據(jù)是否出錯的步驟還包括計算行為度量并確定所述數(shù)據(jù)行為度量是否在一個或多個數(shù)據(jù)行為度量限制之外。
76.如權(quán)利要求75所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)行為度量包括所述空間中的總光強(qiáng)度的變化速率。
77.如權(quán)利要求76所述的方法，其中，所述發(fā)送無線信號的步驟包括如果所述空間中的總光強(qiáng)度的變化速率位于所述一個或多個數(shù)據(jù)行為度量限制內(nèi)，則發(fā)送數(shù)字消息。
78.如權(quán)利要求77所述的方法，其中，所述對儲存在所述存儲器中的樣本進(jìn)行分析以確定所述數(shù)據(jù)是否出錯的步驟還包括使用來自所述當(dāng)前時間段的最大采樣的光強(qiáng)度值和最小采樣的光強(qiáng)度值來確定所述空間中的總光強(qiáng)度的變化速率是否位于所述一個或多個數(shù)據(jù)行為度量限制內(nèi)。
79.如權(quán)利要求60所述的方法，還包括周期性地對所述光強(qiáng)度控制信號進(jìn)行采樣；將樣本儲存在存儲器中；以及使用滑動窗口時間段對儲存在存儲器中的樣本進(jìn)行分析，以確定所述空間中的總光強(qiáng)度的變化量。
80.如權(quán)利要求57所述的方法，其中，所述可變的發(fā)送速率還取決于所述空間中的總光強(qiáng)度的變化速率。
81.如權(quán)利要求80所述的方法，其中，所述控制器周期性地對所述光強(qiáng)度控制信號進(jìn)行采樣，所述日光傳感器還包括耦接至所述控制器且用于儲存采樣的光強(qiáng)度值的存儲器， 所述控制器能夠操作為對儲存在所述存儲器中的樣本進(jìn)行分析，以確定所述空間中的總光強(qiáng)度的變化速率。
82.如權(quán)利要求81所述的方法，其中，所述發(fā)送無線信號的步驟還包括如果所述總光強(qiáng)度的變化速率位于預(yù)定限制內(nèi)，則發(fā)送數(shù)字消息。
83.如權(quán)利要求57所述的方法，其中，所述可變的發(fā)送速率還取決于所述空間中的總光強(qiáng)度的動態(tài)變化。
84.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，所述無線信號包括數(shù)字消息，每個數(shù)字消息包括響應(yīng)于所述總光強(qiáng)度而控制照明負(fù)載的命令。
85.如權(quán)利要求84所述的方法，還包括響應(yīng)于所述光強(qiáng)度控制信號而確定用于所述照明負(fù)載的新的光強(qiáng)度， 其中，所述發(fā)送無線信號的步驟還包括如果所述新的光強(qiáng)度與所述照明負(fù)載的當(dāng)前光強(qiáng)度差預(yù)定增量，則發(fā)送數(shù)字信號。
全文摘要
用于測量空間中的總光強(qiáng)度的電池供電的無線日光傳感器可操作為使用可變的發(fā)送速率發(fā)送無線信號，該可變的發(fā)送速率取決于空間中的總光強(qiáng)度。該傳感器包括光敏電路，用于發(fā)送無線信號的無線發(fā)送器，耦接至光敏電路和無線發(fā)送器的控制器，以及用于向光敏電路、無線發(fā)送器、以及控制器供電的電池。光敏電路可操作為響應(yīng)于空間中的總光強(qiáng)度而生成光強(qiáng)度控制信號?？刂破黜憫?yīng)于光強(qiáng)度控制信號使用取決于空間中的總光強(qiáng)度的可變的發(fā)送速率發(fā)送無線信號。該可變的發(fā)送速率可取決于空間中的總光強(qiáng)度的變化量。此外，該可變的發(fā)送速率還可取決于空間中的總光強(qiáng)度的變化速率。
文檔編號G01J1/16GK102483348SQ201080023174
公開日2012年5月30日 申請日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者格雷格·愛德華·斯隆, 詹姆士·P·斯坦訥 申請人:路創(chuàng)電子公司