專利名稱：無線檢測設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線檢測設(shè)備。采用該檢測設(shè)備例如用于檢測在諸如例如具有發(fā)光二極管或具有突光燈的可變光系統(tǒng)之類的可變電子照明系統(tǒng)中的光強度。
背景技術(shù)：
一些具有發(fā)光二極管或具有熒光燈的可變照明系統(tǒng)包括光源和控制設(shè)備，該控制設(shè)備包括意圖控制光源提供的光強度的調(diào)光器(dimmer)。該控制設(shè)備通過設(shè)置到調(diào)制頻率的脈寬調(diào)制來對光源供電。使用放置在光區(qū)域的無線亮度檢測設(shè)備來產(chǎn)生到控制設(shè)備的關(guān)于實際的光強度級別的反饋信息。一般地，由諸如鈕扣電池或獨立能量發(fā)生器(光伏、熱電、壓電等)的局部能源供電的無線檢測設(shè)備不能限制它們的能量消耗，連續(xù)地測量并發(fā)送測量值。實際上，為了減少它們的能量消耗，它們采樣并周期性地發(fā)送測量值。因此是檢測設(shè)備來決定發(fā)送測量值的次數(shù)。但是，此工作模式不適合控制照明，當正在調(diào)整亮度級別時所述照明要求連續(xù)的測量。因此，必須要控制設(shè)備做好準備在必要時能夠重激活亮度檢測設(shè)備。從文獻US2004/206609中知曉一種亮度傳感器。為了異步地重激活檢測設(shè)備，例如從參考文獻US2008/272826中已知控制檢測設(shè)備拾取的信號基頻的修改。檢測設(shè)備檢測到它接收的信號頻率的改變，并被重激活以測量并向控制設(shè)備發(fā)送測量值。實際上，在通過發(fā)光二極管照明的領(lǐng)域，僅僅修改發(fā)射的光信號的基頻不會導致照明級別的改變。因此這個用于重激活檢測設(shè)備的方法極佳地適合于照明領(lǐng)域，因為它對用戶來說是透明的。但是，此文檔包含檢測頻率改變的供電部件?，F(xiàn)在，當檢測設(shè)備使用獨立能量發(fā)生器時，它必須能夠被異步地重激活而不消耗太多能量。因此本發(fā)明的目的是提出一種在消耗極少能量的同時可以被異步重激活的無線檢測設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
通過設(shè)計用來檢測光源發(fā)射的信號強度的檢測設(shè)備來實現(xiàn)此目的，其中通過在第一頻率的脈寬調(diào)制來為所述光源供電，所述設(shè)備包括-獨立能量發(fā)生器，提供充電電流，-電能存儲裝置，由獨立能量發(fā)生器提供的充電電流供電，-傳感器，設(shè)計用以生成測量值，-用于該檢測設(shè)備的重激活電路，所述重激活電路包括用于當在不同于第一頻率的第二頻率上調(diào)制信號時觸發(fā)(tripping)檢測設(shè)備的重激活的觸發(fā)裝置，-重激活電路連接至獨立能量發(fā)生器，并且觸發(fā)裝置接收是獨立能量發(fā)生器生成的充電電流的函數(shù)的電壓作為輸入。
根據(jù)本發(fā)明，該設(shè)備還包括用于檢測在第二頻率調(diào)制的信號的裝置，所述檢測裝置包括諧振電路。而且，保證不會非必要地重激活檢測設(shè)備是根本的。當該設(shè)備是無線的并由獨立能量發(fā)生器供電時這點尤其正確。在這種情況下，它的能量消耗必須盡可能的低，而該設(shè)備的任何錯誤的重激活都是無意義的能量消耗。出于這個目的，該設(shè)備包括用于消除錯誤的重激活的電路，由于信號強度中的單個變化和/或脈寬調(diào)制的占空因數(shù)的修改造成所述錯誤的重激活。根據(jù)特定的特征，檢測設(shè)備的用于消除錯誤的重激活的電路包括設(shè)計以檢測充電電流的最大幅度的整流電路。根據(jù)本發(fā)明，觸發(fā)裝置包括具有兩個輸入的比較器，每一輸入具有施加其上的電勢。根據(jù)本發(fā)明，比較器的第一輸入與整流電路連接以接收等于在諧振電路的端子測量的電壓與在整流電路的端子測量的電壓的和的電壓，而比較器的第二輸入與表示在電能儲存裝置的端子的電壓的參考電壓連接。根據(jù)本發(fā)明，獨立能量發(fā)生器包括光伏模塊，并且傳感器是例如亮度傳感器。本發(fā)明還涉及一種通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括-提供有信號源的協(xié)調(diào)器，在第一頻率通過脈寬調(diào)制調(diào)制所述信號，-檢測設(shè)備，經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)連接至協(xié)調(diào)器，-每一檢測設(shè)備符合以上定義，所述源包括用于發(fā)射在第二頻率調(diào)制的信號用于重激活所述設(shè)備并將它們同步的裝置。


通過參考用例子方式給出并用附圖表示的實施例，將從下面的詳細描述中顯現(xiàn)其它特征和優(yōu)點，在所述附圖中-圖1表示包括符合本發(fā)明的無線檢測設(shè)備的可變照明系統(tǒng)。-圖2示出符合本發(fā)明的無線檢測設(shè)備的詳細圖示。
具體實施例方式本發(fā)明涉及一種無線檢測設(shè)備，采用來檢測源發(fā)射的并用脈寬調(diào)制進行調(diào)制的信號的強度。使用所述信號以重激活該檢測設(shè)備。它可以是例如亮度檢測設(shè)備或溫度檢測設(shè)備。優(yōu)選地，所接收的信號和檢測設(shè)備采用來生成測量值的信號相同。例如在將通過光源發(fā)射的光信號的頻率修改來重激活的亮度檢測設(shè)備中就是這種情況。另一方面，例如溫度傳感器將通過傳感器固定在其上的支座的振動頻率的修改來重激活。顯然，如下所述的本發(fā)明的原理可以應(yīng)用于能夠接收可以通過脈寬調(diào)制來調(diào)制其頻率的信號的任何類型檢測設(shè)備。以下在描述中和在附圖中，例如采用本發(fā)明的檢測設(shè)備以檢測具有發(fā)光二極管或具有熒光燈的可變照明系統(tǒng)中的光強度。附圖中指示的參考一般以相同的方式應(yīng)用到所考慮的檢測設(shè)備。
參照圖1，可變電子照明系統(tǒng)包括控制設(shè)備I，控制設(shè)備I包括照明控制器10，其設(shè)計來基于光強度定點和基于所測量的光強度值來產(chǎn)生對電功率源11的命令。電功率源11被布置成通過考慮接收到的命令而向光源12供電，光源12例如包括一個或多個發(fā)光二極管。通過例如在第一調(diào)制頻率&或在第二調(diào)制頻率的脈寬調(diào)制，來對光源12供電。因此光源12發(fā)射在相同調(diào)制頻率的脈沖光信號。無線亮度檢測設(shè)備2測量光強度，該無線亮度檢測設(shè)備2能夠在一定間隔處測量光強度并且通過無線鏈路向控制設(shè)備傳送測量值。亮度檢測設(shè)備2包括諸如光伏、壓電或電磁模塊的、設(shè)計用來產(chǎn)生充電電流Icharge的獨立能量發(fā)生器20。如圖中所表示，該獨立能量發(fā)生器20是設(shè)計以產(chǎn)生作為所接收的光信號的強度的函數(shù)的充電電流Icharge的光伏模塊。該設(shè)備還包括用于存儲使用獨立能量發(fā)生器20恢復(fù)的電能的裝置21，裝置21包括例如一個或多個電容器或電池。亮度檢測設(shè)備還包括亮度傳感器25和處理裝置23，亮度傳感器25包括對亮度敏感以便獲得光強度并將它轉(zhuǎn)換為表示所述光強度的電流的元件，設(shè)計處理裝置23以生成要傳送的光強度值。根據(jù)本發(fā)明，亮度檢測設(shè)備2包括重激活電路22，該重激活電路22使得亮度檢測設(shè)備能夠被控制設(shè)備I異步地重激活。重激活電路22包括裝置220，用于檢測在不同于第一頻率fo的第二頻率上調(diào)制的光信號；以及觸發(fā)裝置222，使得當檢測裝置220檢測到所發(fā)射的光信號的調(diào)制頻率是在第二頻率4上時可以異步地重激活該設(shè)備。重激活電路還包括用于消除錯誤的重激活的電路221，下面將解釋電路221的目標。最后該設(shè)備包括由處理裝置23控制的無線發(fā)送器24，能夠用無線消息向控制設(shè)備的無線接收器13發(fā)送所述測量的光強度值。本發(fā)明的原理在于從獨立能量發(fā)生器20產(chǎn)生的充電電流Icharge中檢測調(diào)制頻率的變化。因為獨立能量發(fā)生器20總是受到光照以便能夠?qū)λ鲈O(shè)備充電，所以可以容易地采用充電電流來控制所述設(shè)備的重激活電路22。在圖2中更具體地描述了亮度檢測設(shè)備的示范實施例。在圖2中，獨立能量發(fā)生器20包括光伏模塊。在圖2中，例如還采用光伏模塊來執(zhí)行上面定義的亮度傳感器25的功能，并且它使得可以生成作為所接收的光信號強度的函數(shù)的充電電流Icharge。電能存儲裝置21包括例如連接至光伏模塊的電池。重激活電路22的檢測裝置220包括設(shè)計以檢測光信號在第二頻率上的調(diào)制的諧振電路。該諧振電路是例如LC類型(電感LI和電容器C2)的，調(diào)諧在第二頻率處諧振，并與電池21的充電電路串聯(lián)。用于消除錯誤的重激活的電路221包括整流電路，該整流電路與諧振電路串聯(lián)并意圖對充電電流Icharge整流以便檢測它的幅度。更具體地，該整流電路包括與充電電路串聯(lián)的電阻器R6，和與電阻器R6并聯(lián)并由二極管D1、電容器C4和電阻器Rl組成的組合件。電阻器Rl和電容器C4并聯(lián)，并且它們形成的組合件與二極管Dl串聯(lián)。觸發(fā)裝置222包括具有兩輸入的比較器，其第一輸入連接至整流電路(在電阻器R1、電容器C4和二極管Dl的連接的公共點)，以便接收從諧振電路兩端的電壓V2和表示充電電流Icharge的幅度的電壓得到的電壓Vminus ;而其第二輸入經(jīng)由電阻橋R3、R4連接至電池21的兩端，以接收表示在電池兩端的電壓Vbat的電壓。比較器還包括當施加到它的第一輸入的電壓改變?yōu)橄鄬τ谑┘拥剿牡诙斎氲碾妷旱呢撝禃r被激活的輸出。將如此產(chǎn)生的輸出信號Sig施加到該設(shè)備的處理裝置23以重激活亮度檢測設(shè)備。依靠上述整流電路，如此配備該設(shè)備以管理錯誤的重激活。當修改在充電電流Icharge的第二頻率的諧波的模數(shù)時，可能發(fā)生亮度檢測設(shè)備的錯誤的重激活。這可以發(fā)生在下面兩種情況下I)通過修改光強度，不改變頻譜。如果相對于光源移動了檢測設(shè)備，則這可能發(fā)生，2)通過修改脈寬調(diào)制的占空因數(shù)。如果控制設(shè)備I發(fā)送命令以修改光信號的強度，則這可能發(fā)生。為了使所述設(shè)備免疫于錯誤的重激活，整流電路校正施加到比較器的第一輸入的電壓Vminus。依靠整流電路，諧振電路兩端的電壓幅度中的增加自動伴有在整流電路兩端的電壓所表示的正DC分量的相稱的提高。即使在上述兩種情況之一中，電壓Vminus也不會變成相對于參考電壓Vplus的負值，因此將不會激活比較器的輸出。為此，整流電路包括電阻器R6，根據(jù)第二頻率設(shè)置其值。因此施加到比較器的第一輸入的電壓Vminus是Vminus=V2+Icharge_peak*R6因此本發(fā)明的亮度檢測設(shè)備的工作原理如下最初，通過脈寬調(diào)制在第一頻率&調(diào)制光信號。光伏模塊用與瞬時光信號的強度成比例的充電電流Icharge對電池21充電。充電電流Icharge在峰值和等于零的值之間變化。電壓Vminus保持相對于電壓Vplus的正值,并且該設(shè)備保持等待。當用在第二頻率4通過脈寬調(diào)制來調(diào)制光信號時，由光伏模塊產(chǎn)生的充電電流Icharge將在等于第二頻率的基頻上振蕩。然后調(diào)諧到第二頻率的諧振電路將開始諧振。通過振蕩，在諧振電路兩端的電壓將周期性地變化成相對于在電池兩端的電壓Vbat的負值。如果足夠的負峰值出現(xiàn)，則激活比較器的輸出，產(chǎn)生信號Sig以致使所述設(shè)備和它的測量功能的重激活。另一方面，如果保持在第一頻率&的同時光信號的強度變化了(通過在控制設(shè)備上的動作或相對于光源的所述設(shè)備的移動)，則通過經(jīng)過整流電路的充電電流Icharge的電平修改了比較器的輸出的觸發(fā)門限。即使充電電流Icharge包括在第二頻率調(diào)制的諧波，這也不會導致重激活所述設(shè)備，因為此諧波將依然可忽略。因此僅僅在相對于它的峰值在第二頻率調(diào)制的諧波大量出現(xiàn)時，將激活比較器的輸出。因此本發(fā)明的無線亮度檢測設(shè)備顯示出特別低的電消耗，其限于比較器的消耗和限于電阻器R3與R4的消耗。因此在本發(fā)明的設(shè)備中實現(xiàn)的異步重激活功能僅對該設(shè)備的能量自主有較小的影響。如果通過通信網(wǎng)絡(luò)連接多個亮度檢測設(shè)備，則上述重激活技術(shù)使得可以將所有的設(shè)備彼此同步。如此，每個設(shè)備可以知道在什么時間它可以在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送信息，并因而不被迫繼續(xù)永久地監(jiān)聽。用描述的所述技術(shù)同步的重激活可以增加反應(yīng)性并縮短工作在諸如“無線-HART”或“信標使能的IEEE802. 15. 4”的“信標”模式下的無線網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時間。在這類無線網(wǎng)絡(luò)中，所有的設(shè)備(包括協(xié)調(diào)器)獨立地工作。另一方面，為了在該網(wǎng)絡(luò)上通信，所述設(shè)備必須知道在什么時間它們必須被重激活以發(fā)送。為此，有必要相對于協(xié)調(diào)器(或路由器)的重激活來同步它們。一旦接收到信標，就向所有的設(shè)備通知了協(xié)調(diào)器的活動時段的持續(xù)時間和在什么時間它們可以發(fā)送數(shù)據(jù)。它們還將收到協(xié)調(diào)器進入休眠模式的時刻和持續(xù)多長時間的指示。
權(quán)利要求
1.一種檢測設(shè)備(2)，用于檢測通過源(12)發(fā)射的信號強度，所述源(12)在第一頻率Cf0)通過脈寬調(diào)制供電，所述設(shè)備包括 -獨立能量發(fā)生器(20),提供充電電流(Icharge), -電能存儲裝置(21)，由獨立能量發(fā)生器(20)提供的充電電流(Icharge)供電， -傳感器(25)，被設(shè)計以產(chǎn)生測量值(12)， 其特征在于該設(shè)備包括 -用于該檢測設(shè)備(2)的重激活電路(22)，所述重激活電路(22)包括觸發(fā)裝置(222)，用于當在不同于第一頻率(&)的第二頻率(f\)調(diào)制信號時觸發(fā)該檢測設(shè)備(2)的重激活，所述重激活電路(22)連接至獨立能量發(fā)生器(20)，并且所述觸發(fā)裝置接收是獨立能量發(fā)生器(20)所產(chǎn)生的充電電流(Icharge)的函數(shù)的電壓作為輸入， -檢測裝置(220 )，用于檢測在第二頻率()調(diào)制的信號，所述檢測裝置包括諧振電路，-用于消除錯誤的重激活的電路(221)，由于信號強度中的單個變化和/或由于脈寬調(diào)制的占空因數(shù)的修改造成所述錯誤的重激活。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于用于消除檢測設(shè)備的錯誤重激活的所述電路(221)包括整流電路，該整流電路被設(shè)計以檢測充電電流(Icharge)的最大幅度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)備，其特征在于觸發(fā)裝置(222)包括具有兩個輸入的比較器，每一輸入具有施加其上的電勢。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的設(shè)備，其特征在于比較器的第一輸入連接至整流電路以接收等于在諧振電路的兩端測量的電壓與在整流電路的兩端測量的電壓的和的電壓，以及在于比較器的第二輸入連接至表示電能存儲裝置(21)兩端的電壓的參考電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中一項的設(shè)備，其特征在于獨立能量發(fā)生器(20)包括光伏模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中一項的設(shè)備，其特征在于傳感器是亮度傳感器。
7.一種通信系統(tǒng)，包括 -提供有信號源的協(xié)調(diào)器，通過脈寬調(diào)制在第一頻率(fo)調(diào)制所述信號， -檢測設(shè)備，經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)連接至協(xié)調(diào)器， 其特征在于 -每一檢測設(shè)備符合前面權(quán)利要求之一中所定義的內(nèi)容，并在于所述源包括用于發(fā)射在第二頻率(fi)調(diào)制的信號以便重激活所述設(shè)備并將它們同步的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種檢測設(shè)備(2)，其旨在檢測通過源(12)發(fā)射的信號的強度，在第一頻率(f0)通過脈寬調(diào)制對所述源(12)供電。該設(shè)備包括重激活電路(22)，重激活電路(22)包括用于檢測在第二頻率(f1)調(diào)制的信號的裝置(220)，第二頻率(f1)不同于第一頻率(f0)；及用于當在第二頻率(f1)調(diào)制信號時觸發(fā)檢測設(shè)備(2)的重激活的裝置(222)。
文檔編號G01J1/44GK103063297SQ20121039862
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者H.雷斯格爾, E.萊杰 申請人:施耐德電器工業(yè)公司