本發(fā)明涉及用于控制功率經(jīng)由例如局域網(wǎng)（LAN）連接的有線網(wǎng)絡(luò)連接向諸如——但不限于——照明系統(tǒng)的燈或照明器之類的負(fù)載元件的分配的系統(tǒng)的領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

智能對象是其主要功能利用智能行為和通信能力來擴充的設(shè)備。許多日常設(shè)備可以通過在它們中嵌入某種智能性來更加有效地或者以新的方式利用。該趨勢已經(jīng)出現(xiàn)在用于家庭和辦公市場的一些照明產(chǎn)品中。示例是日光感測或存在檢測。這些是組合若干對象與通信能力并且使它們多于其部件之和的簡單示例。隨著越來越多的設(shè)備將配備有微處理器和通信能力，將涌現(xiàn)更加復(fù)雜的設(shè)備間行為。

針對新通信骨干的非?？赡艿暮蜻x者是因特網(wǎng)，其通過以太網(wǎng)或其它LAN聯(lián)網(wǎng)來使得能夠?qū)崿F(xiàn)。以太網(wǎng)具有以下主要優(yōu)點：其無處不在，并且由于所涉及的大體積，為設(shè)備配備有以太網(wǎng)通信構(gòu)件可以以低成本容易地完成。以太網(wǎng)在1975年左右由Xerox開發(fā)并且自此已經(jīng)經(jīng)歷了多次升級和改進。自從以太網(wǎng)轉(zhuǎn)變成眾所周知的8P8C/10BASE-T（或RJ45）連接器和線纜，其已經(jīng)享有與較舊設(shè)備的全面后向兼容性。由于與該技術(shù)兼容的大量設(shè)備，這種形式的以太網(wǎng)預(yù)計將存活更多年。

對以太網(wǎng)的最有意思的最新添加是還通過以太網(wǎng)線纜遞送DC功率的能力，而同時保持與不利用這一點的裝備全面兼容。以太網(wǎng)供電（PoE）是IEEE標(biāo)準(zhǔn)（IEEE 802.2.af和IEEE 802.3.at），其允許通過低成本Cat5/6線纜供應(yīng)DC低電壓。當(dāng)前的IEEE 802.3at標(biāo)準(zhǔn)允許向被供電設(shè)備（PD）遞送25.5W（以42.5V-57V）的功率。隨著工業(yè)越來越多地討論作為眾所周知的AC市電的高效未來可替換方案的DC分配，同樣經(jīng)由PoE向照明設(shè)備供應(yīng)功率可以得到廣泛使用。

PoE系統(tǒng)中的功率效率正在變得更加重要。存在確定PoE系統(tǒng)中的功率效率的許多因素。除其它之外，PoE系統(tǒng)性能取決于功率源裝備（PSE）（例如PoE交換機）和PD（例如照明器）之間的總體系統(tǒng)安裝性能。劣質(zhì)安裝的系統(tǒng)（例如過長線纜、劣質(zhì)線纜/連接、錯誤線纜類型等）可以具有對總體系統(tǒng)的功率效率的主要影響，包括維護。

然而，線纜的長度和質(zhì)量通常被忽略。作為示例，安裝者可能簡單地使用過長的標(biāo)準(zhǔn)長度線纜（造成能量損失）而不是在正確的長度處切割它們或者適當(dāng)長度的標(biāo)準(zhǔn)長度線纜。作為另外的示例，安裝者可能使用比（例如由客戶）所要求的更低質(zhì)量的線纜。因而在安裝期間（和之后）得到涉及這方面的反饋將是有價值的。

US 2008/172564 A1公開了一種用于控制以太網(wǎng)供電寬范圍（PoE-BR）應(yīng)用中的功率向被供電設(shè)備的遞送的系統(tǒng)和方法。PoE-BR應(yīng)用中的線纜功率損失涉及線纜自身的電阻。PHY可以設(shè)計成測量以太網(wǎng)線纜的電氣特性（例如插入損失、串?dāng)_、長度等）以使得能夠確定線纜電阻。在寬范圍線纜中確定的電阻可以使用在增加分配到功率源裝備（PSE）端口的功率預(yù)算中。由此，可以實現(xiàn)取決于線纜電阻的動態(tài)功率位置以在每一個端口處提供所要求的功率預(yù)算。

此外，EP 1 928 121 A2公開了一種類似的系統(tǒng)，其可以用于診斷線纜基礎(chǔ)設(shè)施以便確定處置特定應(yīng)用的能力。

而且，US 2008/229120 A1公開了另一類似系統(tǒng)，其中確定線纜電阻以確定線纜是否超過特定操作閾值（例如線纜熱量）。另外，提供診斷能力以確定線纜的劣化。

此外，EP 1 936 861 A1公開了另一類似系統(tǒng)，其中分配到PSE端口的功率預(yù)算基于所確定的以太網(wǎng)線纜類型來調(diào)節(jié)。另外，提供診斷工具，其可以用于標(biāo)識連接到PSE端口的以太網(wǎng)線纜。

另外，EP 2 498 444 A1公開了又一類似系統(tǒng)，其中交換鏈路診斷能力信息（例如線纜類型）以使得被供電設(shè)備對能夠協(xié)調(diào)并且利用由其鏈路診斷生成的鏈路相關(guān)信息。

此外，EP 2 439 496 A1公開了一種用于通過使用所計算的導(dǎo)電性參數(shù)以檢測從所計算的電流值測量的電流值關(guān)于給定消耗點或供應(yīng)點的任何偏離而分析從消耗點接收到的平均測量電壓和電流值來檢測網(wǎng)絡(luò)中的損失的系統(tǒng)。

最后，US 2008/170509 A1公開了一種能夠基于所測量的電氣特性確定線纜類型的PoE系統(tǒng)。所確定的線纜類型可以使用在線纜基礎(chǔ)設(shè)施或動態(tài)配置的診斷中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種能夠優(yōu)選地不僅在安裝之后而且還隨時間提供反饋并且判定系統(tǒng)性能的系統(tǒng)。

該目的通過如權(quán)利要求1中所要求保護的控制裝置、通過如權(quán)利要求10中所要求保護的功率控制設(shè)備、通過如權(quán)利要求11中所要求保護的系統(tǒng)、通過如權(quán)利要求12中所要求保護的方法以及通過如權(quán)利要求13中所要求保護的計算機程序產(chǎn)品來實現(xiàn)。

相應(yīng)地，可以提供關(guān)于系統(tǒng)安裝質(zhì)量的反饋以使得能夠在安裝之后并且隨時間判定系統(tǒng)安裝性能。

根據(jù)第一選項，預(yù)確定位置可以基于負(fù)載元件的投用或定位來確定，其中例如由裝置檢查負(fù)載元件是否是相鄰設(shè)備，并且基于相鄰設(shè)備的平均距離估計負(fù)載元件的預(yù)期實際距離。由此，可以獲得負(fù)載元件的實際距離的良好估計。

根據(jù)可以與第一選項組合的第二選項，功率損失可以基于在裝置的輸出處和在負(fù)載元件的輸入處測量的電壓值和通過線纜/連接器的電流來計算。所要求的測量功能或工具可以容易地安裝，如果尚未提供的話，使得所提出的反饋系統(tǒng)不要求PoE系統(tǒng)的任何實質(zhì)修改。

可選地，第二選項的測量可以執(zhí)行若干次以獲得平均測量結(jié)果。

根據(jù)可以與以上第一或第二選項中的至少一個組合的第三選項，功率損失可以通過將所測量的電壓值與在網(wǎng)絡(luò)連接上測量的電流相乘并且確定乘法結(jié)果之間的差異來計算。電阻然后可以基于功率損失和所測量的電流來確定。由此，可以提供確定沿網(wǎng)絡(luò)連接的電阻的功率損失的直接方案。

根據(jù)可以與以上第一至第三選項中的至少一個組合的第四選項，網(wǎng)絡(luò)連接的類型可以基于連接類型及其典型電阻值存儲在其中的查找表來確定。這提供用于揭示非最優(yōu)安裝結(jié)果的簡單的基于查找的方案。

根據(jù)可以與第一至第四選項中的至少一個組合的第五選項，網(wǎng)絡(luò)連接的長度可以基于所確定的電阻和網(wǎng)絡(luò)連接的特定電阻率來確定。

根據(jù)可以與第一至第五選項中的至少一個組合的第六選項，電阻的確定可以重復(fù)以檢查所確定的電阻是否穩(wěn)定。由此，可以檢查和傳送連接或連接器隨時間的劣化。

要指出的是，控制設(shè)備可以基于具有分立硬件組件的分立硬件電路、集成芯片或芯片模塊的布置或基于由存儲在存儲器中、寫入在計算機可讀介質(zhì)上或從諸如因特網(wǎng)之類的網(wǎng)絡(luò)下載的軟件例程或程序控制的信號處理設(shè)備或芯片來實現(xiàn)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，權(quán)利要求1的控制裝置、權(quán)利要求10的功率控制設(shè)備、權(quán)利要求11的系統(tǒng)、權(quán)利要求12的方法和權(quán)利要求13的計算機程序產(chǎn)品具有類似和/或等同的優(yōu)選實施例，特別地，如從屬權(quán)利要求中所限定的。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的優(yōu)選實施例還可以是從屬權(quán)利要求或以上實施例與相應(yīng)獨立權(quán)利要求的任何組合。

本發(fā)明的這些和其它方面將從以下描述的實施例顯現(xiàn)并且參照以下描述的實施例進行闡述。

附圖說明

在以下附圖中：

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的安裝質(zhì)量反饋系統(tǒng)的示意性架構(gòu)，

圖2示出用于估計連接類型和質(zhì)量的電阻表，以及

圖3示出根據(jù)第二實施例的安裝質(zhì)量反饋過程的流程圖。

具體實施方式

現(xiàn)在基于用于照明系統(tǒng)的功率分配控制系統(tǒng)來描述本發(fā)明的實施例，其中各個照明器的安裝質(zhì)量可以由至少一個PoE交換機或其它PSE設(shè)備評價。

圖1示出根據(jù)第一實施例的PoE照明安裝的示意性架構(gòu)，其中測量可以在PSE設(shè)備200和PD設(shè)備（例如照明器）30每端口處發(fā)起。

PD設(shè)備30經(jīng)由Cat5或Cat6線纜10（或任何其它多導(dǎo)線線纜）和相應(yīng)連接器12,14連接到PSE設(shè)備20。在圖1的示例中，經(jīng)由功率供應(yīng)單元（PSU）26從功率供應(yīng)網(wǎng)向PoE交換機20供應(yīng)功率。功率的供應(yīng)由PoE控制器（PoE C）24控制。另外，經(jīng)由交換機單元（Sw）22向PSE設(shè)備20提供有線以太網(wǎng)，其提供到以太網(wǎng)連接或總線（Eth）的連接。多個這樣的PSE設(shè)備可以通過Cat5或Cat6菊花鏈?zhǔn)芥溄右韵蛎恳粋€PSE設(shè)備提供以太網(wǎng)。每一個PSE設(shè)備可以使其相應(yīng)PD設(shè)備（例如照明器）連接到它，但是這還可以是照明器和其它PSE設(shè)備的組合。此外，可以連接傳感器以檢測例如占用或日光的存在。傳感器可以向PD設(shè)備的特定子集給出命令，例如以當(dāng)檢測到存在時接通燈。

根據(jù)第一實施例，在PSE設(shè)備20處提供至少一個測量單元或功能28以測量輸出電壓V_PSE和輸出電流I_PSE中的至少一個。測量結(jié)果可以被供應(yīng)到PoE控制器24或可以由其讀取。

另外，PD設(shè)備30在其連接器14處具有預(yù)確定的輸入負(fù)載電阻RL并且包括用于測量PD設(shè)備30的輸入電壓V_PD的測量單元或功能32。

測量單元或功能28和32可以實現(xiàn)為分立的測量設(shè)備或電路或分別作為運行在PSE設(shè)備20或PD設(shè)備30的處理器或控制器上的程序子例程，其具有用于提供作為可以由PoE控制器24處理的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的其測量結(jié)果的數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換功能。

圖2示出指示由美國線規(guī)（AWG）系統(tǒng)指定的用于特定類型的線纜的典型電阻值和范圍（R）、橫截面面積（S）和具體溫度的表格，以基于從PSE設(shè)備20和PD設(shè)備30的測量單元或功能28,32獲得的測量結(jié)果確定線纜類型或劣質(zhì)線纜/連接。還被稱為布朗沙普線規(guī)的AWG是自1857年主要在美國和加拿大使用的針對圓形、固體、不含鐵、導(dǎo)電導(dǎo)線的標(biāo)準(zhǔn)化線規(guī)系統(tǒng)。每一個量規(guī)的橫截面面積是用于確定其電流承載容量的重要因素。增加AWG量規(guī)數(shù)目給出減小的導(dǎo)線直徑，其類似于許多其它非計量的量規(guī)系統(tǒng)。AGW量規(guī)系統(tǒng)起源于用于產(chǎn)生導(dǎo)線的給定量規(guī)的數(shù)個拉取操作。非常精細(xì)的導(dǎo)線（例如AWG=30）要求比更強導(dǎo)線（例如AWG=10）更多地經(jīng)過拉模。

AWG表是用于單個、固體、圓形導(dǎo)體。絞線的AWG由導(dǎo)體的總體橫截面區(qū)域確定，其確定其電流承載容量和電氣電阻。由于還存在絞線之間的小間隙，因此絞線將總是具有比具有相同AWG數(shù)目的固體線纜略微更大的總體直徑。

在圖2的AWG表中提供的信息可以存儲在可以由PoE控制器24訪問的查找表中。

為了提供關(guān)于系統(tǒng)性能的反饋和判定，要求PSE設(shè)備20和PD設(shè)備30或其它PD設(shè)備之間的每一條鏈路的充足信息數(shù)據(jù)。關(guān)于線纜和連接質(zhì)量、已安裝線纜類型、線纜長度的信息將與相鄰PD的線纜安裝比較（假定PD的位置在投用之后是已知的）等。所收集的信息可以存儲在PSE設(shè)備20或PD設(shè)備中或在更高系統(tǒng)設(shè)備處，比如地板/區(qū)域控制器（在圖1中未示出）。為了判定安裝性能，必須處理所收集的數(shù)據(jù)。

在第一實施例中，PoE控制器24或PSE設(shè)備20處的另一處理單元可以適配成發(fā)起PSE輸出電壓（V_PSE）、通過線纜10的電流I和輸入電壓（V_PD）的（多個）測量并且使用這些測量結(jié)果以用于確定線纜10的電阻，基于此可以使用圖2的表格中提供的信息來判定安裝性能。

圖3示出根據(jù)第二實施例的安裝性能檢查過程的流程圖，其可以實現(xiàn)在圖1的PSE設(shè)備20處。

在過程開始之后，在步驟S110中發(fā)起PSE設(shè)備20處的PSE電壓V_PSE和輸出電流I以及PD設(shè)備30處的PD電壓V_PD的測量。所獲得的測量結(jié)果可以基于單個測量或者利用后續(xù)的平均計算而基于若干測量。然后，在步驟S120中，每端口計算線纜和連接器中的（多個）功率損失，例如基于以下等式：

。

基于此，可以評價關(guān)于安裝和功率預(yù)算的功率效率。在下一步驟S130中，可以例如基于以下等式計算線纜電阻（包括連接器的電阻）：

。

此后，在步驟S140中，例如基于圖2的表格檢查線纜位于哪個電阻范圍中。該檢查的結(jié)果可以是線纜類型或（非常）劣質(zhì)的線纜/連接。

然后，基于橫截面面積S、例如35℃的環(huán)境溫度T_amb處的具體電阻率ρ，可以基于以下等式在步驟S150中計算線纜長度：

。

在隨后步驟S160中，將所確定的端口的線纜長度與相鄰PD設(shè)備或與預(yù)確定的最大線纜長度比較。在PD設(shè)備（例如照明器或其它燈或負(fù)載設(shè)備）的投用/定位之后，每一個PD設(shè)備的區(qū)域中的物理位置是已知的。PD設(shè)備的物理位置和連接到某個PSE設(shè)備的PD設(shè)備的總數(shù)目同樣是已知的。利用該額外信息可以容易地檢查PD設(shè)備是否是鄰近或相鄰設(shè)備。如果是，PD設(shè)備的預(yù)期實際距離必須等于例如平均距離加上/減去有限增量距離（當(dāng)然，其它算法或統(tǒng)計計算是可能的并且對技術(shù)人員是已知的）。該信息可以用于得到更加精確且可靠的判定。當(dāng)然，這對于平均功率損失、平均電阻R（例如線纜類型決定或劣質(zhì)連接決定）同樣有效。在步驟S170中然后檢查所確定的線纜長度是否在正常范圍內(nèi)。如果不是，過程分支到步驟S180并且為所關(guān)注的端口傳送或輸出“錯誤”消息或類似物，作為指示功率效率和/或功率預(yù)算問題的反饋。如果在步驟S170中所確定的線纜長度被判定為正常，過程結(jié)束或跳回到步驟S110以用于繼續(xù)測量。

在針對PSE設(shè)備的每一個端口的這樣的隨時間的繼續(xù)測量的過程中，可以確定所確定的線纜/連接電阻值是否增加。如果是，可以決定“劣質(zhì)連接”。

圖3的以上過程可以實現(xiàn)在適配成控制圖1的PoE控制器24的軟件中。

總結(jié)來說，已經(jīng)描述了用于提供關(guān)于負(fù)載元件的安裝質(zhì)量的信息的系統(tǒng)。諸如PoE系統(tǒng)之類的功率分配系統(tǒng)的性能取決于總體系統(tǒng)安裝性能，比如功率控制設(shè)備（例如PoE交換機）和被供電負(fù)載元件（例如照明器等）之間的連接質(zhì)量、Cat5/6線纜質(zhì)量、線纜類型、線纜長度、連接的老化等。所提出的系統(tǒng)能夠在t=0處并且隨時間提供反饋并且判定系統(tǒng)安裝性能。

雖然已經(jīng)在附圖和前述描述中詳細(xì)圖示和描述了本發(fā)明，但是這樣的圖示和描述要被視為是說明性或示例性而非限制性的。本發(fā)明不限于其中燈或照明器作為PD設(shè)備的所公開的實施例。其可以結(jié)合用于DC分配網(wǎng)絡(luò)的任何類型的負(fù)載設(shè)備而實現(xiàn)，諸如所有種類的低功率負(fù)載，比如照明裝備（傳感器、開關(guān)、光源等）或娛樂器具，比如有源揚聲器、互聯(lián)網(wǎng)無線電設(shè)備、DVD播放器、機頂盒和甚至電視（TV）機。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在實踐所要求保護的發(fā)明時，通過研究附圖、公開內(nèi)容和隨附權(quán)利要求，可以理解和實現(xiàn)對所公開的實施例的其它變型。在權(quán)利要求中，詞語“包括”不排除其它元件或步驟，并且不定冠詞“一”或“一個”不排除多個。單個處理器或其它單元可以履行權(quán)利要求中敘述的若干項的功能。在相互不同的從屬權(quán)利要求中敘述某些措施的僅有事實不指示這些措施的組合不能用于獲益。

前述描述詳述本發(fā)明的某些實施例。然而，將領(lǐng)會到的是，無論前文在文本上看起來多么詳細(xì)，本發(fā)明都可以以許多方式實踐，并且因而不限于所公開的實施例。應(yīng)當(dāng)指出的是，當(dāng)描述本發(fā)明的某些特征或方面時地特定術(shù)語的使用不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為暗示該術(shù)語在本文中被重新限定成限于包括該術(shù)語與其相關(guān)聯(lián)的本發(fā)明的特征或方面的任何特定特性。

單個處理器或其它單元可以履行權(quán)利要求中敘述的若干項的功能。在相互不同的從屬權(quán)利要求中敘述某些措施的僅有事實不指示這些措施的組合不能用于獲益。

如已經(jīng)所述的，比如圖3中所指示的一個那樣的所描述的操作可以實現(xiàn)為計算機程序的程序代碼構(gòu)件和/或作為專用硬件。計算機程序可以存儲/分布在合適的介質(zhì)上，諸如光學(xué)存儲介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，其與其它硬件一起或者作為其部分而供應(yīng)，但是還可以以其它形式分布，諸如經(jīng)由因特網(wǎng)或其它有線或無線電信系統(tǒng)。