專利名稱：具有通信網絡部件的燈的制作方法
技術領域：
在一個方面中，本發明主要涉及一種允許在用戶之間傳送數據、語音或是同時傳送這二者的通信網絡。該網絡包括用戶設備、與用戶設備進行通信的網絡入口和出口點，相互通信并與網絡入口和出口點通信的網絡節點等等。這種網絡具有已知的形式，例如電話網絡(例如GSM)、因特網等等。
背景技術：
對這種已知網絡來說，其中一個主要缺陷在于諸如GSM天線或因特網路由器之類的網絡組件非常復雜并且成本很高。通常，GSM天線的體積很大并且需要放置在很高的位置，并且其放置位置還需要得到主管當局的許可。因此，舉例來說，在實踐中，為新開發的住宅區提供網絡設備或是為所述區域改進網絡設備有可能會花費相當多的時間。
因此，本發明的目的是提供高帶寬、低成本的快速通信設備，其中通過使用所述通信設備，可以快速安裝通信網絡。
在另一個方面中，本發明涉及的是一種能在定位系統中使用的通信網絡。這種通信網絡通常包含了具有精確已知的位置并且能向接收機發送數據的數據傳輸設備。接收機則接收來自至少兩個、優選為三個發送機的數據，并且可以根據接收信號時差來計算自身位置。
這種定位系統本身是已知的。特別地，全球定位系統(GPS)是其中一種非常有名的系統，該系統需要處于地球軌道上的衛星發送器，而這將會使系統成本高昂。
對定位系統而言，它的一個很重要的應用領域是汽車導航系統。在汽車導航系統中，汽車(或其他類型車輛)司機會在進入其目的地之后接收定向指令。毫無疑問，在這種系統中，以足夠高的精度來得知當前汽車位置是非常重要的。當前的導航系統使用的是GPS系統，有時也可以使用速度傳感器等設備作為輔助。
關于這一點，本發明的目的是提供能夠消除困惑并且成本相對較低的定位系統。
在第三個方面中，本發明涉及一種照明系統。特別地，這個方面是在街道照明環境中加以說明的，但是該特征同樣適用于建筑物內部，例如辦公室、住宅等等。
街道照明包含了多個光源，這些光源通常是安裝在燈柱的電樞中的燈。這些光源與供電電纜相連，供電電纜電纜則與集中控制的發電站相連。
為了節省費用，較為理想的是能在交通量預期很小或是沒有交通量的某個時段期間降低個別選定的燈的亮度或是關閉所述燈，以便降低街道照明的功耗。在常規的街道照明中，這種處理是無法實現或是需要很高成本的。只有通過分別向供電電纜施加電力或者斷開供電電纜，才可以接通或切斷所述燈。因此，街道照明只能作為一個整體、也就是整個街道、區域甚至是整個社區而被接通/切斷。降低亮度的處理可以通過降低向供電電纜施加的電力來實現。在實踐中，通提供兩個一組的供電電纜，可以在夜晚時間降低街道照明，其中一條電纜用于那些在夜間應當保接通的燈，而另一條電纜則用于那些在夜間應當切斷的燈，由此在這種情況下，接通或切斷是通過向電纜施加電力來執行的。如果希望改變其中某個燈的狀態，那么必須手動將其連接到另一條供電電纜。
在這個方面中，本發明的目的是提供一種易于以相對較低的成本來接通或切斷個別燈的街道照明系統。
在第四個方面中，本發明涉及的是一種燈。在家庭環境、街道照明等領域使用不同類型的燈是眾所周知的。例如，這些不同類型的燈包括熒光燈、輝光燈等等。在所有這些情況中，燈是一個可交換部件，它具有一個電燈接頭，所述接頭裝配在電燈電樞的燈座中。
迄今為止，燈的功能僅僅是用作光發生部件。在這個方面中，本發明的另一個目的是擴展燈的功能。
發明內容
依照本發明的一個重要方面，在這里為燈配備了小型網絡部件，其中所述網絡部件可以安裝在燈的玻璃外殼之內，但是較為優選的是將其安裝在電燈接頭之內。
優選地，該網絡部件具有響應相應命令而在燈的接通或切斷狀態之間切換的開關裝置。這樣一來，電纜始終處于帶電狀態，向網絡部件供電，同時個別的燈可以根據需要而被接通或切斷。
優選地，該網絡部件具有一個響應于相應命令來降低燈的亮度的降低亮度設備。這樣一來，根據需要可以降低個別燈的亮度。
在用于街道照明的燈中實施本發明是非常有益的。現今，街道照明在居住區一般都是存在的，尤其是住宅區、辦公區等等，此外在此類區域之間的眾多道路和高速公路上，街道照明同樣是存在的。每隔三到五年都至少需要對這些燈進行一次更換。如果希望得益于本發明所提供的優點，那么只要使用依照本發明的燈來替換當前的燈即可滿足需要。當然，依照本發明的燈也可以用于新安裝的電燈電樞。但在任何情況下都不必修改電樞等設備依照本發明設計的燈可以放置在現有電樞中。
在執行了這種替換之后，管理街道照明的機構立即可以得到本發明的經濟優點。此外，在使用了依照本發明的燈的區域中還可以實現高容量通信網絡以及消除迷惑的定位系統。并且這些功能的費用相對較低。基本上，這些成本僅僅包含了添加給燈的小型網絡部件的成本，所述成本至少有一部分是通過現在在燈中實施的單獨的降低亮度和開關功能而潛在節省的費用來補償的。
在以下關于本發明的描述中將會參考附圖來對本發明的這些和其他方面、特征和優點進行進一步說明，其中相同的參考數字表示的是相同或相似的部分，并且其中圖1示意性顯示了燈的橫截面；圖2示意性顯示了網絡部件的框圖；圖3示意性描述了本發明的網絡部件所構成的通信網絡；圖4示意性描述了本發明的網絡部件所構成的定位系統。
優選實施方式圖1示意性顯示了燈1的橫截面，在所述情況下，燈1是包含了玻璃外殼(或燈泡)2的輝光燈，并且在所述玻璃外殼中，發光螺旋形物3是由導電的螺旋形物支架4支撐的。燈1還包括接頭5，在所述情況下，接頭5是用于旋入標準的燈座(為了簡單起見而沒有顯示)的螺旋式接頭。通常，螺紋由導電材料構成，由此可以充當一個電觸點，而接頭5的軸面上的中心焊料隆起焊盤6則充當了第二電觸點。
通常，接頭5是通過膠接固定在燈泡2上的，在這種情況下，接頭5的內部實際是用接合劑填充的。并且在這種情況下，燈1包含了安裝在接頭5的內側的網絡部件10。
作為選擇，網絡部件10也可以安裝在燈泡2的內部。該實施例將會提供相同或相似的優點。然而，較為優選的是，將網絡部件10安裝在接頭5的內側以及燈泡2的外側，這是因為這個位置在制造過程中更易于處理并且不會影響到燈泡的生產過程。
圖2示意性顯示了網絡部件10的框圖。網絡部件10的電輸入端11和12電連接到電燈觸點5和6，由此在將燈1安裝在燈座上的時候接收供電電源。網絡部件10的電輸出端13和14電連接到發光螺旋形物3的支架4。電壓轉換器15或類似設備的輸入端則連接到網絡部件10的電輸入端11和12，由此可以接收供電電源。此外還將電壓轉換器15設計成為控制單元16產生足夠的輸出電源電壓，其中所述控制單元16可以包括恰當編程的微處理器或類似設備。控制單元16向電源開關17產生控制信號，其中所述電源開關的輸入端與網絡部件10的電輸入端11和12相連，由此可以接收供電電源。在與網絡部件10的電輸出端13和14相連的輸出端，電源開關17依據從控制單元16接收的控制信號來為發光螺旋形物3供電。
控制單元16被設計成響應于輸入命令信號來產生其輸出控制信號，其中所述命令信號經由電力電纜傳送并在電源輸入端11、12接收，但是較為優選的是借助其他方式來傳送所述命令信號，并且稍后將會對這些方式進行討論。依據這樣的命令信號，所述輸出控制信號可以將電源開關17切換到活動狀態(燈開啟)或不活動狀態(燈關閉)。輸出控制信號還可以將電源開關17切換到亮度降低狀態，由此在0％(燈關閉)與100％(燈完全開啟)的范圍之間控制亮度降低等級。
應該指出的是，這些實施例僅僅在省略了開關燈1以及降低燈1亮度的可能性的情況下才是可行的，在這種情況下，電源開關17可以省略并且螺旋形物形支架4可以直接與電燈觸點5、6相連。
依照本發明的一個重要特征，控制單元16能夠與其周圍環境進行無線通信。
在一個實施例中，部件10可以配備單獨的天線(未顯示)。此外甚至還可以為特定的電樞(未顯示)提供用于無線通信的特定設備。然而，在優選實施例中利用了這樣一個事實，即發光螺旋形物3和/或一個或多個螺旋形物支架4可以充當收發機天線。因此，在圖2的實施例中，控制單元16的輸入/輸出端18是經由天線線路19而與網絡部件10的電輸出端13相連的。
正如本領域技術人員已知的那樣，如果需要的話，還可以在不影響電燈操作的情況下就某個頻帶或多個頻帶中的天線操作而對發光螺旋形物3的形狀和/或一個或多個螺旋形物支架4進行優化。
依照本發明的一個重要特性，網絡部件10具有單獨的I P地址并且配備了路由器技術，由此允許網絡部件10與相鄰部件以及最終用戶進行通信。因此，在將燈1固定在街道照明燈柱上的時候，燈1(更確切的是其網絡部件10)構成了消除迷惑的通信網絡中的節點。
圖3是用于描述該網絡的圖示。在住宅區中，燈柱20排列在有規則地間隔大約25米的預定位置。通常，燈柱頂端比地面高出大約6米，在燈柱頂端上，燈柱20帶有至少一個電樞，該電樞具有依照本發明的至少一個燈1。與燈開啟還是關閉的事實無關，燈1的網絡部件10能夠相互通信，由此可以傳送信息；這些通信路徑在圖3中是用21顯示的。
住宅區中的房屋30同樣可以配備一個或多個網絡部件(未顯示)，以便能與網絡部件10進行通信；在圖3中，這些通信路徑是用31顯示的。這樣一來，在所述住宅區的兩個房屋的任何組合之間都可以建立作為電話功能或小型電話功能的通信路徑。此外，視頻或音頻信號也可以傳遞到該區域中的房屋。
高容量天線40可以安裝在一個或多個位置，由此與因特網路由器50鏈接(如51所示)，所述因特網路由器50用于在更大的范圍中進行高速因特網通信。天線40可以與一個或多個網絡部件10進行通信(在41顯示)。由于所有網絡部件10相互之間可以直接或是通過中間的一個或多個其他網絡部件10進行通信，因此，即使從天線40到特定房屋30的距離相對較大，天線40也還是可用于所述區域中的所有房屋30。這樣一來，每一個房屋30現在都可以有效地借助高速信道(31-21-41-51)而以很低的費用來訪問因特網。
作為選擇，在高建筑物頂部可以安裝有線接入點(未顯示)而不是這種天線，由此一方面與一個或多個網絡部件10進行通信，另一方面則鏈接到因特網路由器。
如所述的，網絡部件10不但可以作為房屋30的接入點操作，而且還可以作為移動應用的接入點操作，例如移動電話60、汽車70或車載電話、具有調制解調器的膝上型計算機等等。
除了構成通信網絡，本發明的網絡部件10還考慮了將參考圖4描述的成本相對較低的定位系統實施方式。移動定位設備80可以是安裝在移動車輛70上的設備，也可以是手持設備，該移動定位設備可以與安裝在相應燈柱20上的燈1內側的至少兩個網絡部件10進行通信。舉例來說，在由中央單元觸發的某個時刻或者在某些固定時間，這兩個網絡部件10將會發射信號，其中每一個信號都包含了用于識別相應網絡部件的代碼，這樣一來，由于燈柱位置是固定和已知的，因此所述代碼代表了傳送信號的源位置。定位設備80可以從這些信號的到達時間之間的時差來計算其相對于燈柱20十分精確的位置，并且可以從中計算出絕對位置。
與使用了地球軌道衛星的GPS系統相比，在這里以相對較低的成本實現了相對較高的精度。即使定位設備僅考慮了來自發射機、也就是來自最近網絡部件的信號，所述定位設備也能以大約10米的精度、也就是在大約從發起信號的燈柱位置開始的這個半徑以內估計其位置。如果考慮了來自最近的兩個發射機的信號，尤其是在考慮了到達時差的情況下，那么可以將精度提高到大約1米以上。
這種定位系統是包括將數據從燈傳送到接收機的系統的一個實例。舉例來說，其他實例可以是交通信息系統、音頻和/或視頻分發系統、有導游的旅游系統等等。在對網絡部件10的控制單元進行設計、使之調節電燈電流時，依照本發明的燈在此類應用中將是非常有用的。這樣一來，所述燈產生的光會在足夠高的頻率上得到相應調整，由此人眼不會檢測不到這種調整。然而，小型廉價的檢測器(光傳感器、例如紅外傳感器)足以接收所述燈發射的采用了“編碼”光的形式的信息。
在街道照明中，管理和維護成本是非常重要的因素。為了確定可能出現問題的情況，在其導致燈出現故障之前，有必要對燈進行定期檢查。迄今為止，這種檢查包括由維護人員來對每一個燈的位置進行外觀檢查，這種檢查非常耗時并且勞動強度很大，由此成本也很高。
這個問題可以使用圖2所述的依照本發明的燈來克服。燈1包含了至少一個用于測量與燈的操作有關的至少一個參數的傳感器90，例如溫度傳感器。在任何預期時刻，維護人員能夠從任何可以連接到因特網的位置或是至少可以從直接或間接連接到網絡部件10的位置定址尋址與某個燈相關聯的單獨網絡部件10，并且發送一個狀態更新命令。作為響應，網絡部件10將會發送一個與傳感器讀取內容相對應的測量信號。這樣一來，維護人員可以得到與燈的工作參數有關的重要信息，并且可以根據該信息來確定是否有必要對所述燈進行維護巡修。
此外，控制單元16還可以被設計成對傳感器90的讀取內容進行監視，并且將其與預定參考值進行比較，由此檢測可能出現的異常情況，在這種情況下，控制單元16被設計成通過網絡部件所建立的網絡來向中心維護站(未顯示)發送一個消息，由此維護人員可以前往并檢查相應的燈。
對本領域技術人員來書，很明顯，本發明并不局限于上述例示實施例，在附加權利要求所定義的本發明的保護范圍以內，各種變化和修改都是可行的。
在上文中已經參考框圖而對本發明進行了說明，其中所述框圖描述的是依照本發明的設備功能塊。應該理解的是，這其中的一個或多個功能塊可以用硬件實現，其中所述功能塊的功能是由單獨硬件組件實施的，但是這其中的一個或多個功能也可以用軟件實現，由此該功能塊的功能是由計算機程序中的一個或多個程序行或是微處理器、微控制器等可編程設備執行的。
權利要求
1.一種具有網絡部件(10)的燈(1)。
2.根據權利要求1的燈，包括至少一部分透明的外殼(2)；固定到所述外殼(2)的接頭(5)，該接頭適配成以電和/或機械方式將燈連接到燈座；其中所述網絡部件(10)安裝在外殼(2)外部的接頭(5)的內側。
3.根據權利要求1的燈，其中所述網絡部件(10)能夠與其周圍環境進行無線通信，所述網絡部件(10)優選能夠與根據權利要求1的另一個燈的另一個網絡部件(10)進行無線通信。
4.根據權利要求3的燈，還包括螺旋形物(3)以及螺旋形物支架(4)，其中所述螺旋形物(3)和/或所述螺旋形物支架(4)被適配成能夠充當收發機天線。
5.根據權利要求1的燈，其中所述網絡部件(10)具有單獨的IP地址并且配備了路由器技術。
6.根據權利要求1的燈，其中所述燈被用于街道照明。
7.根據權利要求1的燈，其中網絡部件(10)配備了開關裝置，用于對接收相應命令做出響應，從而接通或切斷所述燈。
8.根據權利要求1的燈，其中網絡部件(10)配備了亮度降低裝置，用于對接收相應命令做出響應，從而降低燈的亮度。
9.根據權利要求1的燈，其中網絡部件(10)配備了調節裝置，用于對燈的電流進行調節，從而對燈發出的光的強度進行調節，以便在光域、例如紅外域中傳送信息。
10.根據權利要求1的燈，其中網絡部件(10)具有與燈的電觸點(5，6)相連的電輸入端(11，12)，并且控制單元(16)接收源于在所述電輸入端(11，12)接收的輸入電壓的供應電壓。
11.根據權利要求10的燈，還包括螺旋形物(3)以及螺旋形物支架(4)，其中所述控制單元(16)的輸入/輸出端(18)耦合到所述螺旋形物(3)和/或所述螺旋形物支架(4)中的至少一個。
12.根據權利要求10的燈，其中網絡部件(10)具有與所述燈的光發生部件(3)相連的電輸出端(13，14)；網絡部件(10)還包括可控電源開關(17)，所述電源開關的輸入端與所述電輸入端(11，12)相連，并且所述電源開關的輸出端與所述部件輸出端(13，14)相連；其中電源開關(17)的控制輸入端耦合到所述控制單元(16)的控制輸出端。
13.根據權利要求12的燈，其中所述控制單元(16)能夠對接收切換命令信號做出響應，從而將所述電源開關(17)切換到活動狀態(燈接通)或不活動狀態(燈切斷)。
14.根據權利要求12的燈，其中所述控制單元(16)能夠對接收亮度降低命令信號做出響應，從而將所述電源開關(17)切換到亮度降低狀態，由此在0％(燈關閉)與100％(燈完全打開)的范圍中控制亮度降低等級。
15.根據權利要求1的燈，還包括至少一個用于測量與燈的操作相關的至少一個參數的傳感器(90)，例如溫度傳感器；其中所述網絡部件(10)的傳感器輸入端耦合到所述傳感器，以便接收傳感器信號；網絡部件(10)能對接收燈狀態更新命令做出響應，從而發送傳感器讀取信號。
16.根據權利要求15的燈，其中控制單元(16)被設計成對從傳感器(90)接收的傳感器信號進行監視，并且將傳感器信號與預定基準值相比較；網絡部件(10)能夠在所述比較表明可能出現異常的時候向中心維護站發送消息。
17.一種街道照明燈柱(20)，包含至少一個依照前述任何一個權利要求的燈。
18.一種通信網絡，包含了與用戶設備進行通信的網絡入口和出口點，并且網絡節點相互之間進行通信并且還與網絡入口和出口點進行通信；其中至少一個網絡入口點、至少一個網絡出口點或至少一個網絡節點包含了依照前述權利要求1～16的任何一個權利要求的燈的網絡部件(10)，或者包含了依照權利要求17的街道照明燈柱(20)的網絡部件(10)。
19.根據權利要求18的通信網絡，該網絡能夠充當電話網絡的一部分，也可以充當因特網或類似網絡的一部分。
20.一種定位系統，包含了具有位置已被準確了解并能向接收機發送數據的數據傳輸設備，其中所述數據傳輸設備包含了至少一個依照前述權利要求1～16的任何一個權利要求的燈，或者包含了至少一個依照權利要求17的街道照明燈柱(20)。
21.一種照明系統，其中包括與供電電纜相連的多個光源，其中至少一個所述光源包含了至少一個依照前述權利要求1～16的任何一個權利要求的燈，或者包含了至少一個依照權利要求17的街道照明燈柱(20)。
全文摘要
一種在街道照明中使用的燈(1)，所述燈具有小型網絡部件(5)，其中所述網絡部件優選安裝在燈接頭(5)的內部。該網絡部件具有切換功能，用于對相應命令作出響應而來切換燈的接通或切斷狀態。該網絡部件還具有亮度降低設備，用于響應相應命令而降低燈的亮度。該網絡節點(10)是能夠快速安裝的低成本和快速通信網絡中的節點。此外，該網絡可以提供消除困惑并且成本相對較低的定位系統。
文檔編號H05B39/08GK1784934SQ200480012268
公開日2006年6月7日 申請日期2004年5月5日 優先權日2003年5月7日
發明者M·H·J·德拉亞杰 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司