街道照明控制、監(jiān)測和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種用于使用通過自由空間（對于操作不要求FCC許可）的光鏈路信令來控制和監(jiān)測街燈的方法和系統(tǒng)。光鏈路信令在街燈之間的空間中通過對區(qū)域照明和光信令兩者使用LED來完成。街道照明系統(tǒng)照明器包括：結(jié)構(gòu)構(gòu)件，例如柱；燈，其包括一個或多個LED；和光接收器，其從街道照明網(wǎng)絡(luò)中的一個或多個其他照明器接收光信令。調(diào)制器調(diào)制燈的輸出來使數(shù)據(jù)進(jìn)入街道照明系統(tǒng)用于傳輸。光接收器和調(diào)制器實現(xiàn)諸如支持應(yīng)急服務(wù)所需要的選通和閃光模式。
【專利說明】街道照明控制、監(jiān)測和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及方法
[00011 本申請是2013年11月21日提交的美國臨時專利申請序列號61/907，069、61/907， 078、61/907,090、61/907，114、61/907，133、61/907，150、61/907，168、61/907，188和61/ 907,210的非臨時申請并且要求其權(quán)益，通過引用將其的整個內(nèi)容合并于此。
【背景技術(shù)】
[0002] 街道照明由于各種原因而持續(xù)成為城市的最重要且緊迫的關(guān)注中的一個。為了行 人和機動及非機動車輛操作者和乘客的安全而設(shè)法確保提供充足的照明是非常重要的。
[0003] 電力線承載通信(PLC)有時用于控制和監(jiān)測街道照明照明器。PLC可遭受接地實踐 和各種阻抗失配問題，例如在信號從一個類型的功率服務(wù)干線(main)運送到另一個時遇到 的那些問題。阻抗失配可導(dǎo)致在跨服務(wù)干線轉(zhuǎn)變點中的信號衰減、導(dǎo)致通信信號上的增加 的干擾的信號反射并且還導(dǎo)致對PLC通信有害的駐波現(xiàn)象。如果電力線還應(yīng)服務(wù)于例如風(fēng) 扇或空調(diào)設(shè)備的感性負(fù)載，可安裝了電容器組(bank)來校正功率因數(shù)。這類電容器安裝可 導(dǎo)致高頻信號的嚴(yán)重衰減。如果在功率路徑中存在隔離變壓器或電壓均衡器(例如抽頭變 換器變壓器），高頻信號還經(jīng)歷高衰減。附加的問題是PLC信道的時變性質(zhì)（其可以不利地影 響其線性)和用于使用隱含根據(jù)疊加的技術(shù)來設(shè)計信令集的時間不變性。另外，電力線的通 信有用帶寬是許多參數(shù)(其包含噪聲）的函數(shù)。根據(jù)對于電力線網(wǎng)絡(luò)上的寬帶的IEEE標(biāo)準(zhǔn)， Annex F，電力線信道經(jīng)受四個類別的噪聲。它們包含是高斯且有色的熱背景噪聲、周期性 和非周期性脈沖噪聲、AM窄帶噪聲和來自作為通信媒介的電力線的其他用戶的噪聲。
[0004] 通信控制和監(jiān)測的另一個選擇是通過無線非光RF通信鏈路。然而，這些鏈路易受 若干問題的影響，該問題包含由于構(gòu)造、車輛移動引起的變化的傳播環(huán)境和其他時變通信 路徑損害。無線非光RF通信鏈路也對由于變化的電磁噪聲特性引起的降級敏感并且還對潛 在的惡意干擾敏感。這類變化的環(huán)境方面可以例如增加在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)耐ㄐ诺牡却龝r 間，減小其可用帶寬并且附隨減少其吞吐量。另外，已經(jīng)報告對無線非光RF網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的操作 問題，其包含在現(xiàn)實條件下的成功操作和天線設(shè)計、來自管理復(fù)雜性的困難的維護(hù)。問題包 含實現(xiàn)和維護(hù)問題、協(xié)議問題和在縮放和未預(yù)料的干擾情形下發(fā)現(xiàn)的缺點。
[0005] 要求關(guān)注的附加的考慮必須與光產(chǎn)生本身的性質(zhì)有關(guān)。常規(guī)照明的操作和維護(hù)是 昂貴的。許多城市基礎(chǔ)設(shè)施管理局正是由于該原因而已決定更換或新近安裝基于LED的街 道照明。重要的是監(jiān)測街道照明安裝的個別照明器以便確定持續(xù)且正常的運行。對于LED照 明的挑戰(zhàn)之一是它采用可使得更難以評估它的功能狀況的方式而與常規(guī)照明不同。該差異 在老化過程中。常規(guī)燈可視為處于以下兩個狀態(tài)中的一個:功能或非功能的(熄滅）。在常規(guī) 燈熄滅時，它未抽取電流。另一方面，LED在它老化時變暗并且在可被直接監(jiān)測來評估LED狀 況的電流中不存在變化。
[0006] 因此存在開發(fā)備選控制通信技術(shù)和更好的系統(tǒng)和方法用于評估基于街道照明led 的照明器的狀況，并且報告和后續(xù)定位其的光產(chǎn)生在規(guī)定閾值以下的照明器的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提出用于使用光鏈路信令來控制和監(jiān)測街燈的方法和系統(tǒng)。光信令通過街 燈之間對于操作不要求FCC許可的自由空間來完成。光鏈路信令通過對區(qū)域照明和光信令 兩者都使用照明器LED來完成。
[0008] 在實施例中，街道照明系統(tǒng)包含多個街燈，其包括:照明器或燈，其具有至少一個 LED;結(jié)構(gòu)構(gòu)件，例如柱;和照明器接合物，其包括光接收器和調(diào)制器。光接收器從街道照明 網(wǎng)絡(luò)中的一個或多個其他照明器接收光信令。
[0009] 在實施例中，調(diào)制器調(diào)制燈的輸出以使數(shù)據(jù)進(jìn)入街道照明系統(tǒng)用于傳輸。
[0010] 在另一個實施例中，光接收器和調(diào)制器實現(xiàn)例如支持應(yīng)急服務(wù)所要求的選通 (strobe)和閃光模式。
【附圖說明】
[0011] 圖1是根據(jù)實施例識別照明器材的段的圖示。
[0012] 圖2A圖示根據(jù)實施例對于街道照明器材的光信令網(wǎng)絡(luò)。
[0013]圖2B圖示根據(jù)實施例的稀疏連接的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。
[0014]圖3圖示根據(jù)實施例接合到光信令網(wǎng)絡(luò)的固定或移動設(shè)備。
[0015]圖4a圖示根據(jù)實施例的直接光信令路徑。
[0016]圖4b圖示根據(jù)實施例的間接光信令路徑。
[0017] 圖5圖示根據(jù)實施例的光通信錯誤率的穩(wěn)定性。
【具體實施方式】
[0018] 街道照明系統(tǒng)包括許多照明器(街燈）。每個照明器可以包括一個或多個LED，其操 作成采用每平方米約2坎德拉的典型可見光強度來照明選擇的不動產(chǎn)。
[0019] LED與白熾燈不同。白熾燈與LED之間的明顯差異是LED的光輸出是在激活時幾乎 立即處于百分之100亮度。LED的健康狀況也不受快速循環(huán)（即，被反復(fù)接通和關(guān)閉）的影響。
[0020] LED采用許多其他方式而與白熾燈十分不同。一個非常顯著的差異是與白熾燈不 同，LED不熄滅但逐漸暗淡。根據(jù)被稱為L70標(biāo)準(zhǔn)的事物來測量LED壽命是典型的度量學(xué)的實 踐。L70標(biāo)準(zhǔn)是在LED的輸出流明降到它的原始輸出的百分之70以下之前由它所交付的平均 操作時數(shù)。預(yù)期在街道照明應(yīng)用中使用的大部分LED遵守約10年的L70標(biāo)準(zhǔn)。
[0021] 街道照明系統(tǒng)可使用街道照明器材間自由空間光鏈路信令（其對于操作不要求 FCC許可)來光控制。光鏈路信令可通過對區(qū)域照明和光信令兩者都使用照明器LED來完成。
[0022] 照明系統(tǒng)的實施例通過分段成部分(如在圖1中圖示的）來描述。照明器材100包括 由照明器接合物120支承的燈或照明器110,該照明器接合物120包括電子組件、電路系統(tǒng)和 與照明器110的安裝和控制關(guān)聯(lián)的機械耦合。照明器關(guān)聯(lián)物120安裝在柱130頂部，該柱130 還對服務(wù)于照明器接合物120和照明器110的電力線140提供管道。
[0023] 照明器接合物120可包含一個或多個光接收器，其配置成從街道照明網(wǎng)絡(luò)中的一 個或多個其他照明器光接收信號。照明器接合物120還可以包含調(diào)制器，其調(diào)制照明器110 的光輸出來使數(shù)據(jù)進(jìn)入或中繼到街道照明系統(tǒng)用于傳輸。在一些實施例中，光接收器和調(diào) 制器可實現(xiàn)例如支持應(yīng)急服務(wù)所要求的選通和閃光模式。
[0024]照明器接合物120還可以包括用來控制傳感器并且解釋它們的數(shù)據(jù)的計算機和存 儲器。這允許照明器接合物執(zhí)行計算任務(wù)、支持通信消息傳遞、通信協(xié)議功能以及要求計算 和數(shù)據(jù)存儲的其他功能。一些照明器接合物還可以包括光接收器，其用來從除照明器以外 的光設(shè)備接收光傳輸。一些照明器接合物可以進(jìn)一步包括GPS接收器。
[0025]圖2A圖示街道照明系統(tǒng)200的一個實施例。圖示八個照明器材211 -218，每個照明 器材與相鄰物光通信。照明器材由電力線220供電，該電力線220也連接到街燈通信接入點 230,其也與街道照明光通信網(wǎng)絡(luò)光通信。
[0026] 光信令網(wǎng)絡(luò)支持若干功能，其包含控制街道照明系統(tǒng)。光信令網(wǎng)絡(luò)可以采用網(wǎng)狀 網(wǎng)絡(luò)的形式。稀疏連接的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)在圖2B中圖示，其中包括照明器材225-227的街道照明系 統(tǒng)的另一區(qū)段具有在街道照明器材213與225之間的光鏈路260和在街道照明器材218與227 之間的光鏈路262。
[0027] 在一些實施例中，來自支承的基礎(chǔ)設(shè)施中的其他光使能設(shè)備或來自移動光發(fā)射器 的光信令可以建立與街道照明光通信網(wǎng)絡(luò)的通信。這允許支承的基礎(chǔ)設(shè)施或移動光發(fā)射器 通過街道照明光通信網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)或?qū)⒅T如命令的消息發(fā)送到特定照明器接合物。
[0028]圖3圖示與街道照明光通信網(wǎng)絡(luò)200的照明器材215雙向光通信的光使能設(shè)備340。 光使能設(shè)備340可以是固定設(shè)備或移動設(shè)備并且可以與街道照明光通信網(wǎng)絡(luò)200接口 (interface)來傳送和接收光信號。街道照明光通信網(wǎng)絡(luò)200可以將從固定或移動光使能設(shè) 備340接收的通信傳輸?shù)浇邮照?，其連接到街道照明光通信網(wǎng)絡(luò)。光使能設(shè)備340還可以從 連接到街道照明光通信網(wǎng)絡(luò)的光傳送器接收通信。光使能設(shè)備340可以能夠發(fā)射能夠由街 道照明光通信網(wǎng)絡(luò)200接收的光信號和/或接收由街道照明光通信網(wǎng)絡(luò)200傳送的光信號。 [0029]來自固定或移動光使能設(shè)備340的消息可以由照明器接合物接受，該照明器接合 物包括光接收器，其用來從除照明器以外的光設(shè)備接收光傳輸。在實施例中，照明器接合物 可以發(fā)送通知移動光使能設(shè)備340它可以開始它的傳輸?shù)那宄l(fā)送信號。在一個實施例中， 照明器接合物基于通過光信令網(wǎng)絡(luò)傳播的主定時信號來發(fā)送清除發(fā)送信號。在另一個實施 例中，照明器接合物基于用于從光使能設(shè)備340接收傳輸所分配的時隙來發(fā)送清除發(fā)送信 號。在實施例中，照明器接合物使用照明器接合物內(nèi)所包含的GPS接收器來識別時隙的開始 和結(jié)束。
[0030]街道照明系統(tǒng)的照明器材之間的光鏈路可以是直接的照明器材到照明器材路徑， 即，照明器材中的光接收器直接從另一個照明器材的照明器接收調(diào)制光410,如在圖4a中圖 示的。這可以通過使接收照明器接合物配備有光接收器和調(diào)制器來完成。照明器接合物可 以配備有光接收孔徑和/或光傳送孔徑。在實施例中，使光接收孔徑定向，使得它被置入到 某位置中來接收光束內(nèi)調(diào)制的消息可以使用手動、電子或機電機構(gòu)完成。一旦被定向，來自 另一個照明器的光可以入射落到光接收孔徑上，從而使光通信路徑打開并且實現(xiàn)與另一個 光設(shè)備通信。其他光設(shè)備可以包含但不限于智能電話、平板計算機、膝上型計算機、臺式計 算機、其他智能街燈、遠(yuǎn)程控制設(shè)備或能夠傳送光信號的其他設(shè)備。
[0031]在一些街道照明系統(tǒng)中，可以不存在直接光路來允許從一個照明器材到另一個的 直接光信令，如在圖4b中圖示的。其中可以不存在無阻礙光路的情形的示例是針對配備有 部分護(hù)罩440(其阻斷由照明器430所發(fā)射的光的部分)的街道照明照明器的情況。護(hù)罩能夠 導(dǎo)致兩個相鄰照明器材采用重疊的橢圓形光照明選擇的不動產(chǎn)450。在其中直接光信令不 是可行選項的實施例中，照明器材間光信道可以通過使一個照明器材的光接收孔徑定向來 接收使得從另一個照明器材的照明器發(fā)射從選擇的不動產(chǎn)450的一部分散射的光而實現(xiàn)。 [0032]自由空間光通信鏈路可以不利地受到諸如霾、靄、霧、雨夾雪、雪、灰塵、煙和雨的 大氣條件的影響。在這些大氣吸收體和散射體中，霧和大雪是最有力的。在源處具有Φ〇的 通量的準(zhǔn)直光束將在范圍R具有Φ二的通量Φ，其中~是消光系數(shù)。（注意對于這 些計算，在對光束準(zhǔn)直時對于自由空間中的強度下降不必要關(guān)注。） 關(guān)于與霧和雪以及它們的光衰減有關(guān)的關(guān)注，Awan等人在Journal of Communications 2009年9月、卷4、第8期、533-545頁的 "Characterization of Fog and Snow Attenuations for Free-Space Optical Propagation"的文獻(xiàn)告知已對干燥降雪條 件報告45 dB/km的衰減。使用來自該文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)，由于霧引起的強度dB損失的衰減范圍可 以是如在表1中呈現(xiàn)的。
[0033] 表1 -射束強度的衰減(dB )對霧的類型和通過霧的距離 關(guān)于雨對自由空間光鏈路的有害效應(yīng)，根據(jù)David Atlas在Journal of Meteorology 1953 年 12 月、卷 10、486_488 頁的 "Optical Extinction by Rainfall"，對于貝吉龍過程 (Bergeron-process)雨（來自冷云的常見降雨生產(chǎn)）的每千米范圍的消光系數(shù)〇0是 %產(chǎn)&2心，其中W是以mm/hr計的貝吉龍過程降雨率。表2呈現(xiàn)由于降雨率的強度dB 損失和對于R和W的不同值通過雨的路徑距離。
[0034] 表2-射束強度的衰減(dB)對降雨率和通過雨的距離 表1和2中的條目示出輕度霧或適中降雨不可能對跨越街道間照明距離的典型范圍的 光鏈路造成明顯的通信問題。
[0035]鏈路干擾能夠由于來自非相鄰燈具的調(diào)制光或偶然從其他光信令鏈路接收的信 令能量而出現(xiàn)。另外，從非光信令鏈路接收光能量(例如，落在燈具的光接收孔徑上的車輛 前燈反射)能夠形成干擾。干擾還可以由光路的物理堵塞例如由于鳥、蝙蝠或蟲群產(chǎn)生。這 些干擾問題的改進(jìn)可以通過對照明器材光接收器的孔徑的仔細(xì)對準(zhǔn)技術(shù)、有助于非光信令 光能量的信令設(shè)計和通過動物阻礙間歇性阻塞的物理設(shè)計來進(jìn)行。
[0036] 干擾光可以通過偏振技術(shù)而減少，因為從表面界面反射的光將趨于被偏振，其中 偏振方向（電場矢量指向的道路(way))平行于表面界面的平面。
[0037] 在一個實施例中，對于燈具的光接收孔徑采用可以旋轉(zhuǎn)被定向來阻斷從表面界面 反射的干擾光的通過的偏振濾波器來覆蓋。阻斷通過可以是可取的，因為這種光將一般以 平行于表面界面的平面的偏振方向偏振。偏振濾波器的旋轉(zhuǎn)可以通過手動旋轉(zhuǎn)、通過電動 馬達(dá)或通過光電部件執(zhí)行。
[0038] 光鏈路由于至少兩個附加的原因而是有益的。這些中的第一個是在基礎(chǔ)設(shè)施通過 膨脹或修改而改變時光鏈路不太可能經(jīng)歷降級。RF通信(尤其在大的建造(build up)城市 區(qū)域的變化的介電峽谷中或通過潛入RF信令中的多路徑的交通模式)可趨于在性能方面變 得不穩(wěn)定。還存在來自電噪聲過程的干擾和來自其他通信系統(tǒng)RF鏈路以及甚至來自基于RF 的街燈通信系統(tǒng)中的RF鏈路的串音的附加的問題。該干擾比基于光鏈路的街燈通信系統(tǒng)中 的類似問題更有可能并且更加難以改進(jìn)得多。
[0039] 這些附加的原因中的第二個是光鏈路用來評估街燈的照明器的狀況。通過最近相 鄰照明器接合物的光接收器對最近或附近街燈照明器的接收輸出的測量允許對最近或附 近街燈的照明器的健康狀況評估和大氣條件(例如，雨或霧的存在)的評估。
[0040] 可以定期、按需和/或采用使用先前數(shù)據(jù)作為參考并且如果δ值超出預(yù)設(shè)幅度，則 通過僅發(fā)送S值(或來自最后報告的測量的變化)來報告的差別方式來監(jiān)測相鄰街燈照明器 的光輸出。報告S值能夠引起需要解決的模糊。例如，如果標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)報告從接收來自相鄰街 燈照明器的光的街燈器材的每個照明器接合物發(fā)起，也許不可能區(qū)分相鄰街燈照明器的故 障或降雨狀況。為了解決該模糊，街燈照明器接合物的光接收器能夠保存它的接收光的測 量并且在大氣條件有時間改變后將它與后來進(jìn)行的測量比較。
[0041] 光信令技術(shù)的實現(xiàn)可以改變照明器到街道照明器材的光輸出。因此，為了對要傳 送的數(shù)據(jù)提供信令，確保輸出變化將不混亂或最好不可被人類觀察員所覺察可以是必要 的。在照明條件改變(有時迅速)時，一個實施例設(shè)想本質(zhì)上有差別并且不基于固定光強度 水平的信令。
[0042] 心理學(xué)視覺研究已示出在每平方米2坎德拉(其是由街道照明所提供的典型照明 強度），人類觀察員沒有檢測到光強度中_20dB的變化并且因此信令能夠以至少一個百分比 的強度變化來完成。
[0043] 光信令的光解碼器可能起到具有判定閾值的光子計數(shù)器的作用。該類型的光信令 和符號決策（dec is ion making)的模型基于泊松（Poisson)統(tǒng)計，并且對于非光子缺乏 (starved)環(huán)境，泊松計數(shù)通常通過正態(tài)分布來近似。
[0044] 與信令位一致的能量也可以變化。符號光子積分時間可設(shè)置成使錯誤概率減少到 期望閾值以下。圖5A-5C圖示情形500的發(fā)展。在圖5A中，信令光強度足以導(dǎo)致兩個條件之間 幾乎無錯誤的判定，右邊的分布代表對二進(jìn)制信令情況中的一個的光子計數(shù)，左邊的分布 代表另一個。在圖5B中，信令光減弱，可能由于雨或霧或其他大氣條件引起，并且兩個分布 都向左移動并且明顯重疊，從而使得二進(jìn)制信令判定要容易出錯得多。在鏈路因而可能降 級時，信令協(xié)議可設(shè)計成（1)使到街道照明器材的照明器輸出增加，或（2)使光子積分時間 增加，由此使數(shù)據(jù)傳遞速率減少，或（3)兩者都進(jìn)行來實現(xiàn)與圖5C中示出的結(jié)果類似的結(jié) 果。
[0045] 魯棒(robust)信令實施例可以具有光傳送器和接收器鏈路的設(shè)計和實現(xiàn)中的附 加幫助。魯棒實施例可以采用技術(shù)例如時鐘恢復(fù)、DC組件缺乏、曼徹斯特編碼(Manchester Coding)和/或差分曼徹斯特編碼，后者結(jié)合數(shù)據(jù)和時鐘來形成自我同步數(shù)據(jù)序列。
[0046] 在實施例中，光信令網(wǎng)絡(luò)包括光鏈路，其采用用于處理在整個網(wǎng)絡(luò)中消息和控制 的接受、傳輸和交付的協(xié)議。協(xié)議規(guī)則可以規(guī)定錯誤控制、消息處理和計量程序的部件、用 于應(yīng)對傳輸延遲的規(guī)則和關(guān)于重傳和可縮放性問題的策略。協(xié)議規(guī)則可以是固定的、軟件 可變更或軟件定義的。采用軟件定義的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)可以例如初始基于調(diào)用（call)和響應(yīng)輪 詢或是具有分散控制的網(wǎng)格。網(wǎng)絡(luò)的軟件定義可以允許網(wǎng)絡(luò)更容易地縮放并且定時可酌情 從例如主從實現(xiàn)修改為準(zhǔn)同步范例。軟件定義或軟件可變更的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)配置對于處理故障 排除問題也可以是高效的。例如，如果詢問在對于特定監(jiān)視器的定時器終止之前未得到答 復(fù)，則暫時將網(wǎng)絡(luò)變更成自組(ad hoc)形式并且使照明網(wǎng)絡(luò)充滿診斷消息，這可以是可能 的。
[0047] 實際上存在無限數(shù)量的協(xié)議候選，從其選擇通信協(xié)議。在一個實施例中，朝著簡單 化極端，消息可以作為數(shù)據(jù)報以最佳交付嘗試來處理并且然后在交付失敗時被丟棄。在另 一個實施例中，朝著更較復(fù)雜的極端，可以以嚴(yán)格的問責(zé)制、設(shè)法再試和消息的重新路由來 處理消息直到對非交付的系統(tǒng)管理者的交付確認(rèn)或通知。
[0048] 在實施例中，街道照明系統(tǒng)可以考慮協(xié)議混合。對于大部分功能，系統(tǒng)可以每晚被 重新初始化并且因此能夠適應(yīng)一些消息損失和一些消息錯誤并且因此允許系統(tǒng)以根據(jù)最 佳交付目的運行的協(xié)議充分運行。
[0049] 在另一個實施例中，一些系統(tǒng)將處理和拖運(haul)對于其他基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的通 信。這些消息可要求更高標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)注(care)，確保交付或非交付通知。當(dāng)街燈光信令網(wǎng)絡(luò)正 處理這些消息時，它可根據(jù)需要以保證交付和發(fā)起重傳的嚴(yán)格問責(zé)制來調(diào)用包處理協(xié)議。
[0050] 本文所述的方法和系統(tǒng)的示范技術(shù)效果包含：（a)基于組件的構(gòu)建參數(shù)來生成熔 融池；（b)檢測由熔融池所生成的光信號，以測量熔融池的大小或溫度；以及(C)基于熔融 池的大小或溫度實時地修改構(gòu)建參數(shù)，以實現(xiàn)組件的預(yù)期物理性質(zhì)。
[0051] -些實施例涉及一個或多個電子或計算設(shè)備的使用。這類設(shè)備通常包含處理器或 控制器，例如不限于通用中央處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)、微控制器、現(xiàn)場可編程 門陣列(FPGA)、簡化指令集計算機(RISC)處理器、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯電路 (PLC)和/或能夠運行本文所述功能的任何其他電路或處理器。
[0052] 本文所述的方法可編碼為體現(xiàn)在包含不限于存儲設(shè)備和/或存儲器設(shè)備的計算機 可讀媒介中的可運行指令。這類指令在由處理器運行時使該處理器執(zhí)行本文所述方法的至 少一部分。上述示例只是示范性的，并且因而并不意圖以任何方式限制術(shù)語處理器的定義 和/或含意。
[0053] 上面詳細(xì)描述了用于增強制作加成制造組件的構(gòu)建參數(shù)的示范實施例。設(shè)備、系 統(tǒng)和方法并不局限于本文所述的具體實施例，而是可與本文所述的其他操作或組件單獨地 或獨立地利用方法的操作和系統(tǒng)的組件。例如，本文所述的系統(tǒng)、方法和設(shè)備可具有其他工 業(yè)或消費者應(yīng)用，并且不局限于采用如本文所述電子組件的實施。一個或多個實施例而是 可結(jié)合其他工業(yè)來實現(xiàn)和利用。
[0054] 雖然本發(fā)明的各個實施例的具體特征可在一些附圖中示出而在其他附圖中未示 出，但是這只是為了方便。按照本發(fā)明的原理，可與任何其他附圖的任何特征結(jié)合參考或要 求保護(hù)附圖的任何特征。
[0055] 本書面描述使用包括最佳模式的示例來公開本發(fā)明，并且使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能 夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制作和使用任何設(shè)備或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何結(jié)合方法。本發(fā)明的專利范 圍由權(quán)利要求書來定義，并且可包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員想到的其他示例。如果這類其他示 例具有與權(quán)利要求的文字語言完全相同的結(jié)構(gòu)單元，或者如果它們包括具有與權(quán)利要求的 文字語言的非實質(zhì)差異的等效結(jié)構(gòu)單元，則預(yù)計它們處于權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種用于控制街道照明系統(tǒng)的光信令系統(tǒng)，包括： 多個照明器材，其具有照明器，所述照明器具有至少一個LED燈；以及 照明器接合物，操作地連接到所述照明器，所述照明器接合物包括計算機和存儲器、至 少一個光接收器和調(diào)制器用于調(diào)制所述照明器的光輸出 其中所述光接收器配置成從戶外照明系統(tǒng)內(nèi)的至少一個其他照明器接合物接收光信 號。2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述照明器接合物配置成控制所述調(diào)制器以通過控 制來自所述LED的光輸出來向另一個街燈發(fā)送信號。3. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述光接收器配置成控制所述調(diào)制器以通過控制來 自所述街道照明網(wǎng)絡(luò)中的所述照明器中的至少一個的所述LED的光輸出來向另一個街燈發(fā) 送信號。4. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述光接收器從除所述照明器以外的至少一個光設(shè) 備接收光傳輸。5. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述照明器接合物進(jìn)一步包括GPS接收器。6. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述光接收器進(jìn)一步包括光接收孔徑。7. 如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述光接收器進(jìn)一步包括對于所述光接收孔徑的蓋， 所述蓋具有偏振濾波器，其被旋轉(zhuǎn)定向來阻斷干擾光的通過。8. 如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述偏振濾波器被偏振來阻斷從具有表面的界面反 射的光。9. 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述偏振濾波器被偏振以在平行于具有所述表面的 所述界面的平面的方向上阻斷光。10. 如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述偏振濾波器能夠通過手動旋轉(zhuǎn)、通過電動馬達(dá) 或通過光電部件來旋轉(zhuǎn)。11. 一種用于操作用于控制街道照明系統(tǒng)的光信令網(wǎng)絡(luò)的方法，包括以下步驟： 采用通過至少一個LED提供光的照明器和具有光接收孔徑的光接收器來配置多個街 燈，其中所述LED的光強度是可控的； 改變至少一個LED的輸出來發(fā)送消息以對至少一個其他光設(shè)備發(fā)信號； 由所述街燈中的至少一個監(jiān)測所述至少一個LED的所述輸出來確定是否存在對于正常 信令所要求的來自所述至少一個LED的光強度的減少數(shù)量;以及 如果監(jiān)測確定存在來自所述至少一個LED的減少的光強度則調(diào)整所述LED的所述輸出 以減少信令錯誤。12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述至少一個其他光設(shè)備是所述街燈中的另一個。13. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述至少一個其他光設(shè)備是移動設(shè)備。14. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中調(diào)整進(jìn)一步包括使所述一個或多個LED的功率增加 或使所述信令率減小。15. 如權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括： 采用偏振濾波器覆蓋所述照明器接合物的所述光接收孔徑；以及使所述偏振濾波器旋 轉(zhuǎn)來阻斷干擾光的通過。16. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中改變進(jìn)一步包括通過采用根據(jù)與交付目的有關(guān)的 參數(shù)運行的協(xié)議來確保充分運行。17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述協(xié)議采用下列技術(shù)中的至少一個:時鐘恢復(fù)、 DC組件缺乏、曼徹斯特編碼或差分曼徹斯特編碼。18. 如權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括在所述照明器接合物發(fā)送清除發(fā)送信號后 由所述照明器接合物中的一個從光使能設(shè)備接收消息；以及 將接收的消息通過所述街道照明通信系統(tǒng)傳輸?shù)筋A(yù)期接收者。19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述清除發(fā)送信號的定時基于通過所述光信令網(wǎng) 絡(luò)廣播的主定時信號或基于使用所述照明器接合物中包括的GPS接收器而分配的時隙。20. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中接收進(jìn)一步包括形成光鏈路并且使用所述光鏈路 來評估所述照明器的狀況。
【文檔編號】H05B37/02GK105917745SQ201480073817
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2014年11月21日
【發(fā)明人】M.J.哈特曼, B.G.巴內(nèi)特, J.E.赫希, M.J.德爾安諾, S.索羅
【申請人】通用電氣公司