專利名稱：用于選擇和控制設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及設(shè)備的選擇和控制，特別涉及基于無線通信技術(shù)選擇和控制設(shè)備的方法。
背景技術(shù)：
在人們生活和工作的室內(nèi)和室外環(huán)境中，使用了各個種類的電子和電氣設(shè)備，如位于不同位置的多個燈具。用戶選擇和控制這些設(shè)備以滿足他的工作和生活需要。當(dāng)前， 人們通常使用不動的控制器，如安裝在墻上以控制這些設(shè)備的控制面板。在這種情況下， 如果用戶想要控制設(shè)備，他必須去控制面板操作對應(yīng)于該設(shè)備的按鈕或旋鈕。當(dāng)設(shè)備數(shù)量增加時，由于許多按鈕或旋鈕對應(yīng)于多個設(shè)備，控制面板將變得更加復(fù)雜，用戶必須記住哪些按鈕控制對應(yīng)設(shè)備。盡管已經(jīng)使用無線通信技術(shù)來縮短用戶和控制面板之間的距離，例如遠(yuǎn)程控制每個設(shè)備的遙控器，但是由于每個設(shè)備有多個按鈕、菜單或選項，遙控器仍然復(fù)雜。因此，遙控器體積大且其用戶接口不很友好。在每天的工作和生活條件下，在位于相同控制區(qū)域的多個設(shè)備之間，用戶通常只想選擇和控制相對于他處于特定位置(如距他特定距離處或相對于他在特定方向上)的設(shè)備。例如，當(dāng)用戶離開客廳并進(jìn)入臥室時，他想打開臥室的燈具，或關(guān)閉客廳的燈具；或者他想打開他的手持遙控器所指向的燈具，并且保持其它燈具不變。在現(xiàn)有技術(shù)中，無線控制器發(fā)送探測消息以檢測其控制區(qū)域內(nèi)的所有設(shè)備，并且每個設(shè)備按照協(xié)議(如載波偵聽多址訪問/沖突避免(CSMA/CA))向該無線控制器發(fā)送相應(yīng)的反饋信號。當(dāng)無線控制器已經(jīng)接收來自所有設(shè)備的反饋信號之后，它通過比較探測消息或反饋信號的無線傳送信息(如接收的信號強(qiáng)度指示符(RSSI)或飛行時間)來選擇位于特定相對位置的目標(biāo)設(shè)備，并發(fā)送控制信號給目標(biāo)設(shè)備以控制它。顯然，現(xiàn)有系統(tǒng)需要來自所有設(shè)備的反饋，并依賴于所接收的所有的各種反饋來選擇目標(biāo)設(shè)備，即使該系統(tǒng)只想選擇特定距離或方向上的一個目標(biāo)設(shè)備。由于設(shè)備數(shù)量的增加，反饋信號量也增加，因此無線控制器需要更多時間來處理以及更高的處理能力；同時，由于隨機(jī)訪問方法(如CSMA/CA)，大量的反饋將增加信道的沖突概率，因此無線控制器需要更多時間來收集來自所有設(shè)備的全部反饋信號。這些缺陷導(dǎo)致在通過無線控制器對目標(biāo)設(shè)備進(jìn)行選擇和控制之前有更長的延遲，并且導(dǎo)致不滿意的用戶體驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，有利的是提供一種基于無線通信技術(shù)來選擇和控制設(shè)備的方法，其具有更短的選擇和控制延遲。還有利的是減少在選擇和控制過程中的反饋信號以簡化無線控制器、節(jié)省能量并降低環(huán)境中的電磁輻射。為了更好地解決這些關(guān)心的一個或多個問題，按照關(guān)于本發(fā)明一個方面的實(shí)施例，提供一種在設(shè)備中使用以輔助無線控制器來選擇目標(biāo)設(shè)備的方法，其中該方法包括如下步驟i.設(shè)備接收來自無線控制器的探測消息，并獲取相對于無線控制器的相對位置信息；ii.基于相對位置信息、按照第一預(yù)定規(guī)則來確定用于響應(yīng)的響應(yīng)時間；iii.該設(shè)備在響應(yīng)時間到期之前，檢測來自其它設(shè)備的響應(yīng)信號；按照第二預(yù)定規(guī)則以及在響應(yīng)時間到期之前檢測來自其它設(shè)備的響應(yīng)信號的過程，決定是否發(fā)送或不發(fā)送其響應(yīng)信號，其中所述響應(yīng)信號包含所述相對位置信息。按照關(guān)于本發(fā)明另一方面的實(shí)施例，提供一種用于無線控制器以便從一個或多個設(shè)備中選擇目標(biāo)設(shè)備的方法，其中所述方法包括以下步驟I.發(fā)送探測消息給所述一個或多個設(shè)備；II.接收該一個或多個設(shè)備發(fā)送的一個或多個響應(yīng)信號，其中每個響應(yīng)信號包含描述設(shè)備相對于無線控制器的相對位置的相對位置信息；III.基于所述一個或多個響應(yīng)信號的相對位置信息，按照預(yù)定規(guī)則從所述一個或多個設(shè)備中選擇目標(biāo)設(shè)備。按照本發(fā)明的實(shí)施例，每個設(shè)備基于預(yù)定規(guī)則，按照相對于無線控制器的不同相對位置確定不同的響應(yīng)時間，即，設(shè)備的相對位置與目標(biāo)設(shè)備的相對位置越匹配，則該設(shè)備將越快響應(yīng)，并且無線控制器將接收其響應(yīng)越快，這顯著地降低了選擇目標(biāo)設(shè)備的延遲；同時，當(dāng)其它設(shè)備通過檢測其它的響應(yīng)信號發(fā)現(xiàn)存在比它們更匹配目標(biāo)設(shè)備的設(shè)備時，所述其它設(shè)備不響應(yīng)，因此，該區(qū)域中它們的能量消耗以及無線電信號的傳送以及電磁輻射降低，并且將簡化有關(guān)無線控制器方面響應(yīng)信號的處理復(fù)雜性。本發(fā)明的上述以及其它特征將在下述實(shí)施例中闡述。


在以下參考附圖描述的詳細(xì)的、非限制性的示例性實(shí)施例的幫助下，本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將易于理解，附圖中相同或相似的參考標(biāo)記表示相同或相似的設(shè)備。圖1示出了按照本發(fā)明實(shí)施例其中無線控制器選擇最近的燈具的拓?fù)洌?圖2示出了按照本發(fā)明實(shí)施例燈具中的主要部件的示意性框圖3示出了按照本發(fā)明實(shí)施例用于選擇和控制設(shè)備的無線控制器中的主要部件的示意性框圖4示出了按照本發(fā)明實(shí)施例其中無線控制器從多個設(shè)備中選擇目標(biāo)設(shè)備的方法的流程圖5是按照本發(fā)明實(shí)施例通過每個燈具基于RSSI使用第一預(yù)定規(guī)則來確定其響應(yīng)時間的示意圖6示出了按照本發(fā)明另一實(shí)施例其中無線控制器選擇其所指向的燈具的拓?fù)洹?
具體實(shí)施例方式將參考圖1至圖6來示例性闡述實(shí)施例，其中燈具僅作為示例使用。實(shí)施例1
圖1示出了基于無線控制網(wǎng)絡(luò)的照明區(qū)域的拓?fù)?。該照明區(qū)域是室內(nèi)環(huán)境且包括兩個鄰近房間Rl和R2。燈具Dl至D3安裝在房間Rl中，D4和D5安裝在房間R2中。無線控制器C基于每個燈具的唯一標(biāo)識通過單播或多播方式向每個燈具發(fā)送控制信號，以控制其照明功能，如開/關(guān)、亮度、顏色、聚焦以及旋轉(zhuǎn)。燈具的試運(yùn)行(commissioning)完成，這意味著該系統(tǒng)知道每個燈具的位置。試運(yùn)行方法對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的，本發(fā)明將不給出進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。
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如圖2所示，每個燈具包括照明部件210、使用無線協(xié)議(如ZigBee )的無線通信模塊220、處理器230、存儲器MO以及電源250。無線通信模塊220使用ZigBee 或其它協(xié)議與無線控制器C通信以建立無線網(wǎng)絡(luò)。每個燈具接收無線控制器C發(fā)送的探測消息， 測量RSSI或無線控制器C發(fā)送的信號的飛行時間，并用響應(yīng)信號來響應(yīng)；響應(yīng)信號包括燈具的唯一標(biāo)識信息。無線控制器選擇期望的燈具、從其響應(yīng)信號中提取其唯一標(biāo)識，并以單播形式發(fā)送帶有該唯一標(biāo)識的控制信號給該燈具。處理器230和存儲器240按照無線控制器C發(fā)送的控制信號將照明部件210接通/關(guān)斷，調(diào)節(jié)其亮度等。電源250可以連接到 120V/60HZ或220V/50HZ的主電源以及包含變壓器，并且為燈具的照明部件210、無線通信模塊220、處理器230以及存儲器240提供電力。如圖3所示，無線控制器包括與收發(fā)天線耦合的收發(fā)器310、處理器320、存儲器 330以及用戶接口 340。用戶接口 340包含如按鈕、旋鈕或觸摸屏之類的控制接口，處理器 320按照用戶的操作模式產(chǎn)生探測消息或針對燈具的控制信號，并且該信號由收發(fā)器310 發(fā)送。收發(fā)器310還基于ZigBee 協(xié)議并與每個燈具通信。存儲器330存儲接收的燈具的標(biāo)識信息。無線控制器可以是用于照明系統(tǒng)的獨(dú)立且特定的產(chǎn)品，或者可以在PDA(個人數(shù)字助理)或移動電話中實(shí)現(xiàn)，并且它還可以被集成在其它的無線控制器(如TV遙控器)中。該實(shí)施例將基于RF(射頻)技術(shù)(如ZigBee )協(xié)議、關(guān)于燈具的選擇和控制來闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，本發(fā)明不限于RF技術(shù)，還可適用于其它的無線技術(shù)(如紅外線、超聲波以及激光)。照明區(qū)域不限于如圖1所示的室內(nèi)環(huán)境，還可適用于室外環(huán)境，如花園、體育場和建筑工地。而且，本發(fā)明可適用于選擇和控制任何其它設(shè)備，如溫度調(diào)節(jié)設(shè)備和音頻再生設(shè)備。在該實(shí)施例中，拿著無線控制器C的用戶從房間R2進(jìn)入房間Rl，Rl中的Dl至D3 燈具關(guān)斷而R2中的D4和D5接通。此時，用戶通常想要接通最近的燈具D1，以便照亮該房間。用戶通過其用戶接口向無線控制器C輸入命令“接通最近的燈具”。如圖4所示，首先在步驟S10，無線控制器C在一個信道中(特定通信資源如時間和頻率)向該控制區(qū)域內(nèi)的燈具Dl至D5發(fā)送探測消息。它通常以廣播形式發(fā)送該探測消息。每個燈具接收并檢測信道中的探測消息，并識別出該無線控制器C正選擇最近的目標(biāo)設(shè)備。并且，在步驟S20中，燈具Dl接收該探測消息，并測量距離信息，如探測消息的信號強(qiáng)度或飛行時間，其表示Dl和無線控制器C之間的距離。具體地，燈具的基于ZigBee 的無線通信模塊220可以接收和識別出該探測消息，并測量該探測消息的RSSI。ZigBee 協(xié)議及其針對RSSI的測量方法對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的，不是本發(fā)明的重點(diǎn)，因此將不描述進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。同時(無線電信號的傳輸延遲被忽略)，在步驟S20’和S20’ ’，燈具D2和D3也接收該探測消息并獲得D2和D3與無線控制器C之間的距離信息，如探測消息的RSSI。燈具D4 和D5執(zhí)行與D3類似的步驟，在以下描述中將不進(jìn)行闡述，除非必要的情況下。之后，在步驟S21、S21，和S21，，，每個燈具D1、D2和D3按照第一預(yù)定規(guī)則、基于其距離信息(即該實(shí)施例中探測消息的RSSI)分別確定其響應(yīng)于無線控制器C的響應(yīng)時間 Tdi>Td2和TD3。在該實(shí)施例中，由于無線控制器C想選擇最近的燈具，因此第一預(yù)定規(guī)則是
距離信息所表示的距離越短，響應(yīng)時間越小。
6其中，&和Pt分別是接收功率和發(fā)射功率，Gt和4分別是發(fā)射器和接收器的天線增益， λ是無線電信號的波長，R是發(fā)射器和接收器之間的距離。顯然，每個燈具可以用探測消息的RSSI (Pr/Pt)作為指示其自身和無線控制器C之間的距離的距離信息，當(dāng)無線控制器C 使用全向發(fā)射天線時，這意味著在所有方向(360度)上以相同的發(fā)射功率將探測消息發(fā)送到每個燈具，所有燈具的天線增益相同，且由噪聲引起的干擾等相同。因此，第一預(yù)定規(guī)則是
探測消息的RSSI越大，所確定的響應(yīng)時間越小。 本發(fā)明的該實(shí)施例提出一種優(yōu)先時隙化(prioritized slotted)機(jī)制，每個燈具使用該機(jī)制按照其探測消息的RSSI來確定其響應(yīng)時間。如圖5所示，按照若干個閾值，RSSI 分級成6個不同的分段，并且每個分段對應(yīng)于一個響應(yīng)時間分段，其中大于上限U的RSSI 對應(yīng)于時間分段(ΓΤ1，小于上限U且大于閾值Rl的RSSI對應(yīng)于時間分段ΤΓΤ2，等等；小于下限L的RSSI對應(yīng)于T5之后的時間分段，其中T5>T4>T3>T2>T1>0。每個燈具首先按照其探測消息的RSSI選擇對應(yīng)的RSSI分段，然后它按照其選擇的RSSI分段來選擇對應(yīng)的響應(yīng)時間分段，最后它在其選擇的響應(yīng)時間分段內(nèi)確定響應(yīng)時間。在優(yōu)選實(shí)施例中，在響應(yīng)時間分段內(nèi)確定響應(yīng)時間是隨機(jī)的，以便避免在同一 RSSI分段內(nèi)以及同一響應(yīng)時間分段內(nèi)若干個燈具之間的響應(yīng)沖突。當(dāng)沖突發(fā)生時，在同一響應(yīng)時間分段內(nèi)的這些燈具還使用介質(zhì)訪問協(xié)議(如CSMA/CA或AL0HA)回退。在該實(shí)施例中，燈具Dl離無線控制器C最近，D3最遠(yuǎn)，因此Dl中探測消息的RSSI1 最大，D2中RSSI2居中，而D3中RSSI3最小。在該實(shí)施例中，RSSI1和RSSI2處于上限U和閾值Rl之間，RSSI3處于閾值Rl和R2之間。因此，在步驟S21、S21，和521，，，燈具01、02 和D3分別在ΤΓΤ2, ΤΓΤ2和T2 T3中確定其響應(yīng)時間TD1、TD2和TD3。在優(yōu)選實(shí)施例中，這些響應(yīng)時間在時間分段中隨機(jī)確定。之后，在步驟S22，燈具Dl在Tdi到期之前在響應(yīng)信道中檢測來自其它設(shè)備的響應(yīng)信號。在步驟S22’中在Td2到期之前燈具D2以及在步驟S22’，中在Td3到期之前燈具D3 也這樣做。如果燈具的RSSI高于上限，則其響應(yīng)時間為0且它將不檢測來自其它設(shè)備的響應(yīng)信號并將立即發(fā)送響應(yīng)信號。應(yīng)理解，在該照明區(qū)域中的所有燈具應(yīng)同步。該同步可以通過無線控制器C發(fā)送的探測消息來實(shí)現(xiàn)由于照明區(qū)域相對較小，且從無線控制器C發(fā)送給每個燈具的探測消息的傳輸時間大約相同，因此，每個燈具可以通過其所接收的探測消息來同步。同步還可以通過使用其它現(xiàn)有的方法來實(shí)現(xiàn)，不過本發(fā)明將不給出進(jìn)一步的描述。
CN 102239747 A說明書4/9 頁 在該規(guī)則之下，與所有基于現(xiàn)有技術(shù)的CSMA/CA的燈具的傳統(tǒng)隨機(jī)響應(yīng)相比，無線控制器盡可能快地接收到較近燈具的響應(yīng)信號，因此用于選擇最近燈具的延遲較短，并且沖突概率降低。具體地，無線電信號的傳播衰減與發(fā)射器和接收器之間的距離有關(guān)，如由以下Friis方程式表示
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隨后，在步驟S23，S23，和S23，，，燈具D1、D2和D3在各自的響應(yīng)時間到期之前按照第二預(yù)定規(guī)則以及來自其它燈具的響應(yīng)信號的檢測過程分別決定是否發(fā)送它們的響應(yīng)信號。第二預(yù)定規(guī)則包括以下子規(guī)則
a)如果在響應(yīng)時間到期之前沒有檢測到來自其它燈具的響應(yīng)信號，則發(fā)送響應(yīng)信號；
以及
b)如果在響應(yīng)時間到期之前檢測到至少一個來自其它燈具的響應(yīng)信號，并且其它燈具到無線控制器C的距離大于燈具D1、D2和D3中的任一個到無線控制器C的距離，則發(fā)送
響應(yīng)信號。在一種情況下，由燈具D2在響應(yīng)時間分段ΤΓΤ2中隨機(jī)確定的Td2小于由Dl在同一時間分段中隨機(jī)確定的Tdi，其中Td2和Tdi都小于TD3。在這種情況下，D2使用的第二預(yù)定規(guī)則是上述a)規(guī)則下的一種情況由于燈具D2在Td2到期之前沒有檢測到來自其它設(shè)備的任何響應(yīng)信號，在步驟S23’，它發(fā)送其響應(yīng)信號給無線控制器C，其中響應(yīng)信號包含其探測消息的RSSI。該響應(yīng)信號也將在步驟S23中被燈具Dl接收到以及在步驟S23’，中被D3 接收到，Dl和D3在Tdi和Td3分別到期之前檢測響應(yīng)信號。由燈具Dl執(zhí)行的步驟S23可以被分成步驟S230和S231。具體地，在步驟S230， 燈具Dl接收到D2的響應(yīng)信號，并提取D2的探測消息的RSSI。在步驟S231中，Dl將其與 Dl自己的探測消息的RSSI比較，基于上述第二預(yù)定規(guī)則b: Dl還發(fā)送其響應(yīng)信號給無線控制器C，這是因?yàn)闊艟逥l知道無線控制器C選擇最近的燈具(例如在探測消息中對其進(jìn)行指示)，并且D2的探測消息的RSSI小于Dl的探測消息的RSSI，這意味著燈具Dl比D2離無線控制器C的距離更近。同時，在步驟S23’ ’，基于上述第二預(yù)定規(guī)則b)，燈具D3還接收到D2的響應(yīng)信號并從其提取D2的探測消息的RSSI，以及比較該RSSI與其自己的探測消息的RSSI。燈具D3 放棄其響應(yīng)，因?yàn)闊艟逥3知道無線控制器C選擇最近的燈具，并且D2的探測消息的RSSI 大于D3的探測消息的RSSI，這意味著燈具D2比D3離無線控制器C更近?？商鎿Q地，燈具 D3知道D2的響應(yīng)時間分段高于自己的響應(yīng)時間分段，這意味著自己的探測消息的RSSI — 定處于比D2的更低的分段中，因此它不需要從其提取D2的探測消息的RSSI并將該RSSI 與其自身的RSSI比較，而是可以直接放棄其響應(yīng)。通過放棄其它燈具的響應(yīng)，降低了其它較近燈具的響應(yīng)的沖突概率，并且放棄其響應(yīng)的燈具的能量消耗以及該照明區(qū)域中的電磁輻射得到降低。在另一情況下(圖4中未示出)，由燈具Dl在響應(yīng)分段ΤΓΤ2中隨機(jī)確定的Tdi小于由燈具D2隨機(jī)確定的TD2。因此，燈具Dl將首先向無線控制器C發(fā)送其包括其探測消息的RSSI的響應(yīng)信號，并且該響應(yīng)信號還被燈具D2和D3接收。燈具D2和D3獲取Dl的探測消息的RSSI，確定Dl比它們離無線控制器更近，因此放棄它們的響應(yīng)。沖突概率、能量消耗以及電磁輻射得到降低。之后，在步驟Sl 1，無線控制器C接收燈具Dl、或燈具Dl和D2發(fā)送的一個或多個響應(yīng)信號，其中燈具D1、或燈具Dl和D2通過比較無線控制器C與D1、D2和D3中的每個之間的距離，發(fā)送它們的響應(yīng)信號。所述比較以非直接的方式實(shí)現(xiàn)，其中系統(tǒng)根據(jù)每個燈具的探測消息的不同RSSI來確定它們的不同響應(yīng)時間，并放棄相對較遠(yuǎn)的燈具的響應(yīng)。在實(shí)際的系統(tǒng)中，無線控制器C在已經(jīng)廣播探測消息之后可以設(shè)置接收截止期限，并僅僅在該截
8止期限到期之前接收響應(yīng)。 應(yīng)理解，如果Tdi和Td2是相同的或者近似相同的，則燈具Dl和D2可以同時發(fā)送響應(yīng)信號。在這種情況下，這兩個燈具可能基于目前的介質(zhì)訪問協(xié)議(如CSMA/CA或AL0HA)回退并重新發(fā)送它們的響應(yīng)信號。并且在所述回退期間，燈具繼續(xù)檢測其它燈具是否發(fā)送響應(yīng)信號，并且當(dāng)已經(jīng)檢測到響應(yīng)信號時將執(zhí)行上文提到的操作，如獲取并響應(yīng)或放棄響應(yīng)。然后在步驟S12中，基于一個或多個響應(yīng)信號中的相對位置信息，無線控制器C按照預(yù)定規(guī)則從一個或多個對應(yīng)的燈具中選擇最近的目標(biāo)燈具。具體地，在一種情況下，無線控制器C接收燈具D2和Dl發(fā)送的響應(yīng)信號，且該響應(yīng)信號包含每個燈具的探測消息的RSSI。然后，通過比較每個燈具的RSSI，無線控制器C 將選擇具有最大RSSI的燈具Dl作為最近的燈具。在另一情況下，無線控制器C僅僅接收燈具Dl發(fā)送的響應(yīng)信號，并將確定Dl為最近的燈具。這樣，離用戶最近的目標(biāo)燈具Dl已被選擇。另外，在步驟S13，無線控制器C將按照對應(yīng)于Dl的探測消息的RSSI的發(fā)射方案， 向Dl發(fā)送產(chǎn)生的用于控制最近燈具Dl的控制信號，其中該控制信號包含Dl的唯一標(biāo)識以幫助其重組。具體地，如果Dl的探測消息的RSSI是-5dB，而燈具的無線通信模塊需要-7dB 的RSSI以接收和檢測該控制信號，則無線控制器C將其發(fā)射功率降低約IdB以便確保燈具 Dl獲得具有RSSI為-6dB的控制信號。這樣，無線控制器C的能量消耗以及該照明區(qū)域中的電磁輻射得到降低。由于該控制信號僅僅用于D1，因此其它燈具是否能夠獲得它并不重要。應(yīng)理解，本發(fā)明不限于優(yōu)先時隙化機(jī)制。當(dāng)燈具數(shù)量少并且在一個響應(yīng)時間分段中響應(yīng)沖突很少時，本發(fā)明的另一實(shí)施例提出直接針對具有探測消息的不同RSSI的燈具分配不同的響應(yīng)時間。例如，針對高于上限U的RSSI，響應(yīng)時間為0 ；針對在U和Rl之間的 RSSI，響應(yīng)時間為Tl，等等。這樣，最近的燈具將首先響應(yīng)，而其它燈具一旦檢測到最近燈具的響應(yīng)信號將放棄它們的響應(yīng)。因此，無線控制器C選擇最近燈具的延遲以及沖突概率可降低，每個燈具的能量消耗可減小，以及該照明區(qū)域中的電磁輻射可減小。無線控制器C所接收到的最早、也是僅有的響應(yīng)信號應(yīng)從最近的燈具發(fā)送。上述實(shí)施例通過接通燈具的示例闡述了本發(fā)明，應(yīng)理解，本發(fā)明還可應(yīng)于其它的上述的控制，如關(guān)斷、調(diào)整亮度、顏色、聚焦和旋轉(zhuǎn)等。本發(fā)明還可應(yīng)用于選擇第二近的燈具。具體地，無線控制器C可以在探測消息中設(shè)置最大的RSSI。每個燈具接收該探測消息，首先判斷其探測消息的RSSI是否滿足第三預(yù)定規(guī)則該探測消息的RSSI是否小于最大RSSI。如果是這樣，它繼續(xù)上面的步驟S20至 S23以響應(yīng)；否則，它放棄其響應(yīng)。因此，到無線控制器C的距離最小的燈具、或者比一個閾值距離小的燈具被濾掉。按照上面的實(shí)施例，通過先前的最近燈具的選擇、或者通過實(shí)際環(huán)境中的體驗(yàn)或試驗(yàn)來獲取該最大RSSI。類似地，本發(fā)明還可應(yīng)用于選擇一組最近的燈具。此外，本發(fā)明還可應(yīng)用于選擇最遠(yuǎn)的燈具。例如，在進(jìn)入房間Rl之后，用戶想關(guān)掉房間R2中的燈具D4和D5。在這種情況下，燈具所使用的確定其響應(yīng)時間的第一預(yù)定規(guī)則是
距離信息所指示的距離越長，響應(yīng)時間越短。當(dāng)RSSI用于描述距離時，該規(guī)則是
9探測消息的RSSI越小，響應(yīng)時間越短。同時，用于判斷是否響應(yīng)或放棄響應(yīng)的第二預(yù)定規(guī)則包括
a)如果在響應(yīng)時間到期之前沒有檢測到來自其它燈具的響應(yīng)信號，則發(fā)送響應(yīng)信號；
以及
c)如果在響應(yīng)時間到期之前檢測到至少一個來自其它燈具的響應(yīng)信號，并且該其它燈具到無線控制器的距離小于該燈具到無線控制器的距離，則發(fā)送響應(yīng)信號。優(yōu)先時隙化機(jī)制還可應(yīng)用于該實(shí)施例。并且該實(shí)施例可用于通過在探測消息中設(shè)置最小RSSI來控制更遠(yuǎn)的燈具。在這種情況下，該探測消息包含最小的RSSI，并且每個燈具判斷其探測消息的RSSI是否滿足第三預(yù)定規(guī)則探測消息的RSSI是否大于最小的 RSSI。如果是這樣，它執(zhí)行與以上步驟S20至S23類似的步驟以便響應(yīng)；否則，它放棄其響應(yīng)。類似地，該實(shí)施例還可應(yīng)用于選擇一組最遠(yuǎn)的燈具。以類似方式，通過同時設(shè)置一個最大RSSI和一個最小RSSI，本發(fā)明的實(shí)施例可用于選擇位于一個范圍內(nèi)或該范圍外的一個或多個燈具。本領(lǐng)域技術(shù)人員無須創(chuàng)造性勞動就將獲得基于本說明書公開和教導(dǎo)內(nèi)容的場景中的其實(shí)施例，并且本說明書將不給出進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。在選擇一個或多個圍繞無線控制器C的燈具之后，無線控制器C為用戶提供燈具的列表，用戶可從其中手動選擇。上述命令，針對不同距離的燈具的不同選擇和控制步驟可以由用戶容易地輸入到無線控制器C中。例如，在無線控制器C的用戶接口中有“距離”和“功能”選項。用戶可以設(shè)置“距離”為“最近”，“功能”為“開”；或者設(shè)置“距離”為“最遠(yuǎn)”，“功能”為“關(guān)”，以將他的命令輸入到無線控制器C中，之后其將產(chǎn)生對應(yīng)的探測消息并開始選擇和控制步驟。以上實(shí)施例使用探測消息的RSSI作為距離信息來指示燈具和無線控制器C之間的距離?？商鎿Q地，探測消息的飛行時間、或者探測消息的RSSI和飛行時間兩者可以用來指示距離。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠合理地預(yù)知，其他無線電信號的傳送特征也可以使用；這些使用在所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，本說明書將不給出進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。以上實(shí)施例闡述了本發(fā)明的應(yīng)用，其中無線控制器使用全向天線來選擇最近或較近的燈具、最遠(yuǎn)或較遠(yuǎn)的燈具、或者在一范圍內(nèi)或范圍外的燈具。本發(fā)明的另一應(yīng)用將在下文闡述，其中無線控制器C使用定向天線來選擇對無線控制器C具有特定方位角的燈具。實(shí)施例2
如圖6所示，無線控制器C的發(fā)射天線是定向的，如具有波束賦形能力的定向天線。這種天線在角度A (如無線控制器C所指向的方向)的范圍內(nèi)具有相對較強(qiáng)的發(fā)射功率，而在另一角度范圍內(nèi)具有較弱的發(fā)射功率。因此，當(dāng)用戶想選擇燈具D2并控制它時，用戶可以使他手持的無線控制器C指向D2。這樣，燈具D2和無線控制器C的發(fā)射角度之間的方位角 θ (它是峰值發(fā)射方向和指向D2的方向之間的角度)相對較小，而燈具D3和Dl的方位角相對較大。首先，無線控制器C廣播探測消息，角度A內(nèi)的發(fā)射功率強(qiáng)，而角度A外的發(fā)射功率弱。隨后，已經(jīng)接收到探測消息的燈具執(zhí)行與上文描述類似的步驟它們確定相對于無線控制器的相對位置信息。在該實(shí)施例中，該相對位置信息是方位角信息，特別地是探測消息的RSSI的定向增益。由于無線控制器C的定向天線的發(fā)射屬性，燈具D2中探測消息的RSSI的定向增益強(qiáng)，而燈具D3和Dl中的弱。燈具的無線通信模塊220具有測量探測消息的RSSI的定向增益的能力，其實(shí)現(xiàn)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是公知的，因此本發(fā)明將不給出進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。然后，燈具D2、D3和Dl中的每一個按照第一預(yù)定規(guī)則、基于其方位角信息分別確定其響應(yīng)的響應(yīng)時間TD1、Td2和TD3。由于無線控制器C選擇它指向的燈具，因此，第一預(yù)定規(guī)則為
方位角信息所表示的方位角越小，響應(yīng)時間越短。在探測消息的RSSI的定向增益表示方位角信息的情況下，該規(guī)則是 探測消息的RSSI的定向增益越強(qiáng)，響應(yīng)時間越短。這樣，所指向的角度范圍A內(nèi)的燈具將盡可能快地響應(yīng)。用于選擇目標(biāo)燈具的延遲以及響應(yīng)沖突概率將降低，用戶體驗(yàn)將得到改善。優(yōu)選地，燈具可使用上文所描述的優(yōu)先時隙化機(jī)制來避免沖突。由于燈具D2中探測消息的RSSI的定向增益最強(qiáng)，因此其所確定的響應(yīng)時間Td2短于燈具D3和Dl的Td3和TD1。每個燈具檢測來自其它燈具的響應(yīng)信號。燈具D2在Td2到期之前沒有檢測到來自其它燈具的響應(yīng)信號，因此，它發(fā)送其響應(yīng)信號，該響應(yīng)信號將由無線控制器C接收，并且還被燈具D3和Dl檢測到。隨后，燈具D3和Dl判斷D2的探測消息的RSSI的定向增益強(qiáng)于它們的定向增益， 這意味著D2具有相對于無線控制器C的發(fā)射角度的較小方位角因而D2更有可能位于角度 A的范圍內(nèi)，因此它們放棄它們的響應(yīng)。這樣，沖突概率、能量消耗以及電磁輻射降低。同時，無線控制器C按照D2的響應(yīng)信號確定燈具D2是目標(biāo)燈具。此外，它按照對應(yīng)于D2的探測消息的RSSI的定向增益的發(fā)射方案發(fā)送控制信號給燈具D2。應(yīng)理解上面的實(shí)施例不限于優(yōu)先時隙化機(jī)制。當(dāng)燈具數(shù)量小且在一個響應(yīng)時間分段中有很少的響應(yīng)沖突時，本發(fā)明的另一實(shí)施例提出向具有探測消息的RSSI的不同定向增益的燈具分配不同響應(yīng)時間。類似地，本發(fā)明可應(yīng)用于從所指向角度的范圍選擇燈具。在這種情況下，燈具所使用的用于確定響應(yīng)時間的第一預(yù)定規(guī)則為
方位角信息所表示的方位角越大，響應(yīng)時間越小。以上實(shí)施例闡述了本發(fā)明在分別選擇最近或較近燈具、最遠(yuǎn)或較遠(yuǎn)燈具、以及所指向角度內(nèi)或外的燈具中的應(yīng)用。應(yīng)理解，這些選擇功能可集成在一個系統(tǒng)中，其中無線控制器對應(yīng)于不同的選擇例如全向地或定向地發(fā)送不同的探測消息。每個燈具已在其程序中存儲了相對于每種選擇的不同的第一、第二和第三預(yù)定規(guī)則當(dāng)探測消息表示選擇最近的燈具時，所加載的確定其響應(yīng)時間的第一預(yù)定規(guī)則為距離越短或者RSSI越大，則響應(yīng)時間越小；所加載的第二預(yù)定規(guī)則為如果所檢測的其它燈具的RSSI大于該燈具的RSSI，則該燈具將放棄其響應(yīng)；當(dāng)探測消息表示選擇最遠(yuǎn)的燈具時，所加載的第一預(yù)定規(guī)則為距離越長或RSSI越小，響應(yīng)時間越短，所加載的第二預(yù)定規(guī)則為如果所檢測的其它燈具的 RSSI小于該燈具的RSSI，則該燈具將放棄其響應(yīng)；當(dāng)探測消息表示選擇所指向角度范圍內(nèi)的燈具時，所加載的第一預(yù)定規(guī)則為方位角越小或RSSI的定向增益越大，響應(yīng)時間越小； 所加載的第二預(yù)定規(guī)則為如果所檢測的其它燈具的RSSI的定向增益大于該燈具的RSSI的定向增益，則該燈具將放棄其響應(yīng)。以軟件和程序形式集成這些選擇功能是方便的。對于每個燈具，預(yù)定規(guī)則預(yù)先存儲在其存儲器240中，并由處理器230加載。在選擇之前或在選擇期間，無線控制器向每個燈具廣播預(yù)定規(guī)則也是可行的。在以上實(shí)施例中，燈具測量探測消息的無線電傳送信息，如RSSI、飛行時間或 RSSI的定向增益，并用它作為相對于無線控制器的相對位置信息。應(yīng)理解，確定燈具的相對位置的方法不限于測量探測消息的無線電傳送。在每個燈具的試運(yùn)行已經(jīng)完成的其它實(shí)施例中，燈具基于無線控制器在探測消息中提供的其坐標(biāo)和無線控制器的坐標(biāo)的計算，確定其相對于無線控制器的相對位置信息、如距離或方位角，然后根據(jù)其相對位置確定響應(yīng)時間，并且按照響應(yīng)時間順序進(jìn)行響應(yīng)或必要時放棄其響應(yīng)。在上面的實(shí)施例中，無線控制器和燈具是固定的。本發(fā)明還可應(yīng)用于無線控制器或燈具或兩者是移動的情況下。無線控制器持續(xù)地選擇和控制最近或最遠(yuǎn)的燈具。這種動態(tài)的選擇也在本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。在本發(fā)明的實(shí)施例中，使用了如下方法燈具在由不同相對位置(如探測消息的不同RSSI)所確定的不同響應(yīng)時間進(jìn)行響應(yīng)以便降低響應(yīng)沖突和選擇延遲的方法；以及如下方法燈具放棄響應(yīng)(例如在所檢測的其它設(shè)備的探測消息的RSSI大于該設(shè)備的RSSI的情況下)從而降低響應(yīng)沖突風(fēng)險、能量消耗以及電磁輻射。應(yīng)理解，這兩個方法可以單獨(dú)地使用、以及結(jié)合以實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)有技術(shù)更好的技術(shù)效果。基于以上實(shí)施例，顯然，本發(fā)明的應(yīng)用包括但不限于以下 一選擇并控制最近或最遠(yuǎn)的燈具；
一選擇并控制在該燈具和定向無線控制器的發(fā)射角度之間具有最小或最大方位角的燈具；
一選擇和控制某個范圍內(nèi)具有相對位置的所有燈具。同時，本發(fā)明可應(yīng)用于選擇和控制任何其它家用、辦公用或制造設(shè)備，如溫度調(diào)節(jié)器和音頻再生器；它還有利于在無線自組網(wǎng)(ad-hoc)網(wǎng)絡(luò)中的路由選擇。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以合理地預(yù)知技術(shù)特征的所有等同替代或明顯變形將展示相同的性能。本發(fā)明的方法方面在以上實(shí)施例中進(jìn)行了闡述。應(yīng)理解，本發(fā)明可以以裝置形式來實(shí)現(xiàn)。無線控制器和每個燈具包括執(zhí)行上述步驟中每個步驟的各種設(shè)備和子設(shè)備。本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本說明書公開和教導(dǎo)的內(nèi)容無須創(chuàng)造性勞動就將獲得裝置的實(shí)施例，本發(fā)明在此將不給出進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。由于在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的許多不同實(shí)施例， 因此應(yīng)理解本發(fā)明不限于這里所描述的特定實(shí)施例，并且本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求限制。
權(quán)利要求
1.一種在設(shè)備中使用以輔助無線控制器來選擇目標(biāo)設(shè)備的方法，包括步驟i 設(shè)備接收來自無線控制器的探測消息，并獲取相對于無線控制器的相對位置信息； .基于相對位置信息、按照第一預(yù)定規(guī)則來確定用于響應(yīng)的響應(yīng)時間； iii.該設(shè)備在響應(yīng)時間到期之前，檢測來自其它設(shè)備的響應(yīng)信號；按照第二預(yù)定規(guī)則以及在響應(yīng)時間到期之前檢測來自其它設(shè)備的響應(yīng)信號的過程，決定是否發(fā)送其響應(yīng)信號，其中所述響應(yīng)信號包含所述相對位置信息。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中第一預(yù)定規(guī)則包括以下子規(guī)則中的至少一個 一相對位置信息包括距離信息，并且所述距離信息所指示的距離越短或越長，響應(yīng)時間越?。灰幌鄬ξ恢眯畔枋鲈撛O(shè)備和無線控制器之間的方位角的方位角信息，并且該方位角信息所指示的方位角越小或越大，響應(yīng)時間越短。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中所述步驟ii進(jìn)一步包括步驟a)按照相對位置信息選擇對應(yīng)的相對位置信息分段；b)按照相對位置信息分段選擇對應(yīng)的響應(yīng)時間分段；c)選擇該響應(yīng)時間分段中的響應(yīng)時間。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述第二預(yù)定規(guī)則包括以下子規(guī)則中的至少一個一如果在響應(yīng)時間到期之前沒有檢測到來自其它設(shè)備的響應(yīng)信號，則發(fā)送所述設(shè)備的響應(yīng)信號；以及一如果第一預(yù)定規(guī)則定義所述相對位置信息越小，響應(yīng)時間越小，并且在響應(yīng)時間到期之前檢測到來自其它設(shè)備的至少一個響應(yīng)信號，以及所述其它設(shè)備的相對位置信息大于所述設(shè)備的相對位置信息，則發(fā)送所述設(shè)備的響應(yīng)信號；一如果第一預(yù)定規(guī)則定義所述相對位置信息越大，響應(yīng)時間越短，并且在響應(yīng)時間到期之前檢測到來自另一設(shè)備的至少一個響應(yīng)信號，以及所述另一設(shè)備的相對位置信息小于所述設(shè)備的相對位置信息，則發(fā)送所述設(shè)備的響應(yīng)信號。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中所述相對位置信息包括以下至少一個探測消息的RSSI，探測消息的飛行時間以及探測消息的RSSI的定向增益。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法在步驟i和步驟ii之間還包括以下步驟一決定所述設(shè)備的相對位置信息是否滿足第三預(yù)定規(guī)則，如果是這樣，則執(zhí)行步驟ii 至步驟iii。
7.按照權(quán)利要求6所述的方法，其中第三預(yù)定規(guī)則用于判斷一所述設(shè)備和無線控制器之間的距離是否短于第一閾值和/或長于第二閾值；或者一所述設(shè)備和無線控制器之間的方位角是否小于第三閾值和/或大于第四閾值。
8.一種在無線控制器中使用以從一個或多個設(shè)備中選擇目標(biāo)設(shè)備的方法，其中所述方法包括步驟I.發(fā)送探測消息給所述一個或多個設(shè)備；II.接收所述一個或多個設(shè)備發(fā)送的一個或多個響應(yīng)信號，其中每個響應(yīng)信號包含描述所述設(shè)備相對于無線控制器的相對位置的相對位置信息；III.基于包含在所述一個或多個響應(yīng)信號中的相對位置信息，按照預(yù)定規(guī)則從所述一個或多個設(shè)備中選擇目標(biāo)設(shè)備。
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，其中所述預(yù)定規(guī)則包括以下項目中的任一項 -選擇具有最大相對位置信息的設(shè)備作為目標(biāo)設(shè)備；-選擇具有最小相對位置信息的設(shè)備作為目標(biāo)設(shè)備；或者 -選擇一相對位置范圍內(nèi)的設(shè)備作為目標(biāo)設(shè)備。
10.按照權(quán)利要求8所述的方法，其中所述方法還包括步驟-按照對應(yīng)于目標(biāo)設(shè)備的相對位置信息的發(fā)射方案，發(fā)送用于控制目標(biāo)設(shè)備的控制信號。
11.按照權(quán)利要求8所述的方法，其中所述探測消息包括預(yù)定的相對位置條件，其中所述預(yù)定的相對位置條件用于判斷一所述設(shè)備和無線控制器之間的距離是否短于第一閾值和/或長于第二閾值；或者 -自無線控制器的發(fā)射角度開始的方位角是否小于第三閾值和/或大于第四閾值。
全文摘要
一種基于無線通信技術(shù)選擇和控制設(shè)備的方法，無線控制器發(fā)送探測消息給一個或多個設(shè)備；每個設(shè)備接收所述探測消息，獲取其相對于無線控制器的相對位置方面的信息，基于其相對位置信息按照第一預(yù)定規(guī)則確定用于響應(yīng)的響應(yīng)時間在響應(yīng)時間到期之前檢測來自其它設(shè)備的響應(yīng)信號；按照第二預(yù)定規(guī)則以及來自其它設(shè)備的響應(yīng)信號的檢測過程，決定是否發(fā)送或不發(fā)送其響應(yīng)信號；在比較每個設(shè)備相對于無線控制器的相對位置信息之后，無線控制器接收所述設(shè)備發(fā)送的響應(yīng)信號，并從所述設(shè)備中選擇目標(biāo)設(shè)備。本發(fā)明的實(shí)施例降低了針對無線設(shè)備進(jìn)行選擇的復(fù)雜性、延遲和能量消耗，并且特別可應(yīng)用于無線照明系統(tǒng)。
文檔編號G08C17/02GK102239747SQ200980148621
公開日2011年11月9日 申請日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月4日
發(fā)明者楊 D., 陳 Z., 馮雷 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司