具有数据传输功能的光带系统的制作方法

具有数据传输功能的光带系统
1.本发明涉及一种用于在照明系统的部件之间传输控制信号或数据的系统。
2.在楼宇自动化中，控制装置接收来自传感器的信号并且经由电缆或借助无线的传输方法将控制信号发送到照明设备或其他设备。
3.wo 2012/089355 a1公开了一种安全或应急照明系统，其中控制装置直接或借助中继器将用于控制规定的定期功能测试的无线信号传输到安全照明设备。
4.de 10 2011 007416 a1公开了一种照明系统，其中顶棚照明设备装备有无线网络模块，以便为具有无线局域网(wlan)功能的设备提供互联网接入。
5.然而，建筑物中的无线连接的质量和作用范围在很大程度上取决于空间条件。特别是墙壁和家具可对无线传输造成负面影响。在无线传输中使用中继器或为数据或信号传输铺设单独的电缆是复杂且昂贵的。
6.本发明的目的在于，给出一种减少所描述的问题的装置。特别地，该目的在于，提供一种光带系统和一种用于光带系统的部件，利用它们可在没有高技术成本的情况下传输控制信号和/或数据并且在发送设备和/或接收设备的定位方面是灵活的。
7.该目的根据独立权利要求的特征来实现。本发明通过从属权利要求的特征得以扩展。
8.根据本发明，信号传输或数据传输借助光带系统进行，该光带系统具有：至少一个支承轨道，该至少一个支承轨道用于固定光带系统的部件；在支承轨道中延伸的并且可由部件接触以向部件供电的电气管线；数据连接部，该数据连接部用于接收数据；和与电气管线和数据连接部连接的第一适配器。数据连接部被设计为用于，借助调制方法经由电气管线将由数据连接部接收到的数据发送到第二适配器。数据传输可用于控制光带系统的部件或属于光带系统的照明系统的其他部件。此外或替代性地，也可将非系统的数据从另一个网络传输到与光带系统连接的设备。数据传输可在第一适配器与第二适配器之间的两个方向上进行。
9.因为数据传输经由在支承轨道中延伸的并且用于向该支承轨道中的部件供电的现有的电气管线进行，所以不需要铺设附加的管线。将数据馈入电气管线和从电气管线中提取数据可在支承轨道的任意位置处进行，从而使得发送设备和/或接收设备的定位是非常灵活的。另一方面，通过在支承轨道中使用管线创造出一种类型的本地网络，数据传输在该类型的本地网络内进行。因此，建筑物侧的供电网络不受影响。
10.电气管线可被设计为母线，其中光带系统具有母线馈线，该母线馈线用于将针对部件的电流馈入母线，并且第一适配器集成在该母线馈线中。这简化了结构并且减少了对数据传输的干扰和通过数据传输对其他设备的干扰，因为集成在母线馈线中的第一适配器位于支承轨道内并且由支承轨道屏蔽干扰。其中，借助馈线确保通过支承轨道形成的用于数据传输的网络与建筑物侧的供电网络分离，并且因此仅本地数据通信借助支承轨道进行。其中，馈线此外可具有一种功能，该功能在内容和协议方面处理从外部接收到的数据，以借助支承轨道进行传输。
11.数据连接部可集成在母线馈线中，这简化了结构和装配。
12.第一适配器可为电力线适配器或/电力局域网适配器(powerline/powerlan-adapter)。
13.可将数据从外部有线或无线地馈入光带系统，其中数据连接部可为以太网连接部或无线局域网连接部。
14.支承轨道中的电气管线可如此布置，使得这些电气管线在沿支承轨道的任意位置处可由部件接触。
15.根据本发明，用于光带系统(该光带系统具有支承轨道和在支承轨道中延伸的并且可由部件接触以向部件供电的电气管线)的部件具有用于将部件固定在支承轨道处的装置、用于接触电气管线的装置和与电气管线连接的第二适配器。第二适配器被设计为用于，借助调制方法经由电气管线发送数据并且/或者借助解调方法接收经由电气管线传输来的数据。例如，第二适配器可以这种方式与第一适配器交换数据，该第一适配器可为上文所描述的与数据连接部连接的第一适配器，或另一个适配器，该另一个适配器位于光带系统外并且与光带系统的输电线或电气管线连接。
16.此外，该部件可具有接口，该接口用于有线或无线地输入应由第二适配器发送的数据或输出由第二适配器接收到的数据。该接口可具有用于连接局域网电缆(lan-kabel)的连接部。
17.为了不必为连接到接口的设备单独供电，接口可被设计为用于，向连接到接口的设备供应能量。特别地，该供电可经由以太网poe(英语：power over ethernet)进行。
18.替代性地或此外，该部件可具有梁元件，在该梁元件处至少固定有用于将部件固定在支承轨道处的装置和第二适配器，并且当该部件固定在截面为u形的支承轨道处时，梁元件至少部分地封闭或覆盖支承轨道中的开口。
19.第二适配器可如此布置在梁元件处，使得当部件固定在支承轨道处时，第二适配器位于支承轨道内。第二适配器可具有至少一个指示灯，该至少一个指示灯指示第二适配器的某种状态或第一适配器与第二适配器之间的连接的某种状态。为了在部件装配好的状态下使指示灯的信号对人可见，该部件可具有导光板，该导光板用于传递指示灯的光，其中导光板从指示灯通向梁元件的外侧。
20.第二适配器可被设计为电路板，特别是电力线电路板。
21.替代性地或此外，第二适配器可被设计为用于，以加密的形式传输数据或接收和解密加密数据。为了激活加密数据传输或联接适配器，可在梁元件处布置有与第二适配器连接的按钮，借助该按钮，用户可触发或确认在第一适配器与第二适配器之间进行加密数据传输的请求并且/或者可在梁元件处张贴有机器和/或用户可读的代码，借助该机器和/或用户可读的代码可触发或确认该请求。该代码可为借助摄像头可读取的条形码或二维码(2d-code)，或者可为在张贴在梁元件处的无源射频识别标签(rfid-tag)中存储的代码。
22.替代性地或此外，该部件可具有控制装置，该控制装置被设计为用于，基于接收到的数据控制部件并且/或者基于接收到的数据产生用于光带系统的另一个部件的控制信号。
23.根据本发明，光带系统具有支承轨道、电气管线和上文所描述部件中的至少一个部件。
24.此外，光带系统可具有第一适配器和数据连接部，其中第一适配器与电气管线和
数据连接部连接并且被设计为用于，借助调制方法经由电气管线将由数据连接部接收到的数据发送到第二适配器。
25.下面参考附图进一步解释本发明。附图示出：
26.图1示出了根据本发明的光带系统的侧视图，
27.图2示出了图1所示的光带系统的简化电路，
28.图3示出了图1所示的光带系统的支承轨道的剖面图，
29.图4示出了装配在图3所示的支承轨道中的母线馈线，并且
30.图5示出了用于图1所示的光带系统的根据本发明的部件的侧视图。
31.功能相同的组件在图中用相同的附图标记表示。
32.图1示出了根据本发明的光带系统1的侧视图。光带系统1利用三根钢缆2至4装配在天花板5处并且具有一个与钢缆2至4连接的支承轨道6、四个向下辐射的照明设备7至10、两个存在传感器11、12和一个无线网络模块13。照明设备7至10、存在传感器11、12和无线网络模块13是光带系统1的部件并且由支承轨道6固定，在任何位置处从下面将它们插入该支承轨道并固定。支承轨道6的下侧面处的剩余开放部位用盖封闭(未显示)。
33.被设计为母线的电气管线(未显示)在支承轨道6中延伸，这些电气管线与被插入和固定的部件7至13接触并且向部件7至13供应能量。经由由部件7至13接触的母线也传输数据信号和控制信号。能量和数据信号和控制信号馈入母线借助母线馈线(未显示)进行。
34.当存在传感器11、12检测到人的存在时，打开照明设备7至10。无线网络模块13的作用是，为位于光带系统1下方的具有无线局域网功能的设备14提供互联网接入，并且无线网络模块是无线接入点，该无线接入点充当无线通信设备的接口。
35.图2示出了具有母线馈线15的图1所示的光带系统1的简化电路。母线馈线15具有：两个连接部s1、s2，这两个连接部用于连接两极的控制管线，例如dali控制管线；两个主电源连接部l、n，这两个主电源连接部用于连接到交流电源电压；两个数据连接部d1、d2，这两个数据连接部用于连接针对网络连接的数据管线；和一个第一电力线适配器16，并且例如借助插接连接，建立起从连接部s1、s2、l、n、d1和d2至母线l1、l2、l3或l4的连接。在图2所示的电路中，仅描绘出对部件7至13重要的母线l1、l2、l3、l4和连接部s1、s2、l、n、d1、d2。然而，因为支承轨道6和母线馈线15被设计用于多个应用，所以它们具有更多的母线和连接部，例如用于可能连接用于应急/安全照明的部件。
36.照明设备7至10和存在传感器11、12接触母线l1、l2、l3、l4或与这些母线可拆卸地连接，其中经由母线l3、l4向它们供应能量，并且经由母线l1、l2接收控制信号或发送传感器信号。在所示的实施例中，无线网络模块13仅与母线l3、l4连接，并且具有第二电力线适配器17以及发射和接收单元18。
37.第一电力线适配器16与数据连接部d1、d2连接，并且将在这些数据连接部处接收到的数据信号调制为在电源连接部l、n处施加的且传导到母线l3、l4的电源电压，以传输数据。其中，由发送(信号)的第一电力线适配器16在高频范围内(例如从2mhz到68mhz)调制数据信号到母线l3、l4。包含在无线网络模块13中的且与母线l3、l4连接的第二电力线适配器17解调已调制为电源电压的数据信号，并且将其输出到发送和接收单元18，该发送和接收单元经由无线局域网连接将该数据信号发送到设备14。由发送和接收单元18接收由设备14经由无线局域网连接发送的数据信号，并且将该数据信号输出到第二电力线适配器17，该
第二电力线适配器将其调制为电源电压并且将其发送到第一电力线适配器16以解调并在数据连接部d1、d2处输出。替代性地，可借助蓝牙无线方法将数据信号传输至设备14，或由该设备传输而来。
38.图3示出了支承轨道6的部分，母线馈线15被装配在该支承轨道中或被插入其中。母线馈线15接触在支承轨道6的两个相对而置的内侧处延伸的母线l1、l2、l3、l4。支承轨道6可由具有高磁导率和低剩磁的铁磁材料制成，并且可起到抵消磁场穿透以及电屏蔽的作用。母线l1、l2、l3、l4和母线馈线15及其连接部s1、s2、l、n、d1、d2布置在支承轨道6内部并且由支承轨道6将它们屏蔽，以便保护环境免受散发出的电场和/或磁场的影响。通过支承轨道6也抑制外部对母线l1、l2、l3、l4和母线馈线15的干扰辐射。
39.部件7至13若固定在支承轨道6中，则例如借助旋转式抽头接触各自的母线l1、l2、l3、l4。无线网络模块13可如此设计，使得当该无线网络模块固定在支承轨道6处时，第二电力线适配器17也布置在支承轨道6内或者由支承轨道6将其屏蔽。因此，电力线数据传输完全在屏蔽的支承轨道6内进行。然后，经由管线将数据信号发送到位于支承轨道6外的发射和接收单元18。
40.图4示出了装配在图3所示的支承轨道6中的母线馈线15。集成在母线馈线15中的数据连接部d1、d2是以太网连接部，在该数据连接部处可插入cat管线。其他连接部l、n、s1、s2被实施为弹簧端子。作为有线的以太网连接部的替代方案，母线馈线15同样可具有无线网络模块13，该无线网络模块经由无线连接接收要馈入母线l3、l4的数据信号，其中天线和必要时也有的无线网络模块13布置在屏蔽的支承轨道6外。
41.进一步地，可在任意位置处将具有电力线适配器的部件与支承轨道6连接，其中每个适配器平等地与另外的每个适配器通信。替代性地，可给特定的适配器，例如第一电力线适配器16，分配中央协调者的角色，该中央协调者同步数据通信并且在网络中的所有参与者之间动态地分配可用的总带宽。
42.设置有电力线适配器的部件同样可具有以太网连接部或usb连接部来代替发射和接收单元18，该以太网连接部或usb连接部用于将数据信号有线地输出到具有网络功能的设备。替代性地或此外，照明设备7至10中的一个照明设备可具有电力线适配器，并且可借助li-fi(一种光学数据传输的方法)将接收到的数据信号从照明设备7至10传输至接收设备。在此，在照明设备7至10中，由调制器对应于要传输的数据非常快速地打开和关闭至少一个发光二极管，从而使得人眼不会察觉到。接收设备处的光电二极管接收光并将其转换为电脉冲。
43.如果应借助电力线经由母线l3、l4传输的数据信号是图像和/或音频信号，则部件可具有连接部，如usb、插座、vga和/或hdmi，以输出或输入图像或音频信号。替代性地或此外，部件可具有屏幕、扬声器、摄像头和/或麦克风，它们输出接收到的图像/音频信号或者产生要发送的图像/音频信号。
44.替代性地，可将接收到的数据信号用于控制和/或监测部件本身，从而使得对于该部件而言不必经由母线l1、l2传输控制信号，并且使得支承轨道6仅须具有两个母线l3和l4，或者可将母线l1、l2用于其他应用，如向安全照明设备供电。为此，部件具有电力线适配器和微控制器或其他控制装置，该其他控制装置基于由该电力线适配器接收到的数据信号控制该部件。替代性地或此外，部件可基于由电力线适配器接收到的数据信号产生用于其
他部件的控制信号，并且借助无线信号连接或红外信号连接将产生的控制信号传输到另外的部件，以便控制该另外的部件。
45.光带系统1可具有多个支承轨道6，这些支承轨道借助插接连接器/开关互相机械连接和电气连接。
46.无线网络模块13是根据本发明的部件的一个实施例，该无线网络模块可利用其第二电力线适配器17经由两根母线l3和l4发送和/或接收数据信号。在图1所示的实施例中，第一电力线适配器16和数据连接部d1、d2集成在光带系统1中。然而，也可行的是，第一电力线适配器16与数据连接部d1、d2一起位于光带系统1外，并且与通往光带系统1和其电源连接部l、n的输电线或电源线连接。第一电力线适配器16可位于另一个光带系统中，可插入与电源线连接的插座中，或者可安装在配电盘(保险丝盒)中，该电线从该配电盘中接出。
47.图5示出了根据本发明的部件19的另一个实施例，该部件可安装在图1所示的光带系统1中或在具有上文所描述的外部第一电力线适配器16的光带系统中。虚线表示支承轨道6，部件19从下面插入该支承轨道。部件19的作用是监测光带系统1下方的所需的区域，并且具有梁元件20、旋转式抽头21、电力线适配器22和摄像头23。梁元件20被设计为板状，并且在被插入的状态下，部分封闭u形的支承轨道6的下部开口。
48.固定在梁元件20上的旋转式抽头21可借助从外部可触及的螺钉24围绕图5中所示的轴线x旋转，其中安装在旋转式抽头21处的接触元件25至27在围绕轴线x旋转90度时各自接触在支承轨道6中延伸的母线(未显示)。所接触的母线与电源连接部l(相线或外导体)、n(中性线)和pe(保护线或地线)电气连接。在已接触的状态下，旋转式抽头21可将部件19固定在支承轨道6中。此外或替代性地，可借助卡扣式连接和/或螺旋式连接将部件19固定在支承轨道6处。
49.由电力线适配器22接收经由母线或电源连接部发送的数据信号，该电力线适配器借助三条管线28至30与接触元件25至27连接，并且固定在梁元件20上。电力线适配器22被设计为电路板，并且除了已知的用于将数据信号调制和解调为电源电压的元件之外，还具有指示灯(led)31、按钮32和数据连接部(以太网连接部)33，在该数据连接部处插入有通过梁元件20延伸至摄像头23的cat管线34。
50.指示灯31借助不同的闪烁频率或持续光示出了第一电力线适配器16与电力线适配器22之间的“已连接”或“连接请求”的连接状态。为了让人可看见位于电路板上的指示灯31的光，部件19具有导光板35，该导光板引导指示灯31的光穿过梁元件20向外。还有其他指示灯可位于电路板上，这些其他指示灯指示电力线适配器22的状态，如“被供应电源电压”、“过热”或其他状态，并且借助导光板引导它们的光向外。
51.在第一电力线适配器16与电力线适配器22之间以加密的形式传输数据，其中借助按钮32可触发或确认在第一电力线适配器16与电力线适配器22之间建立加密数据传输的请求。在此，人们可从外面经由穿过梁元件20的驱动销38触动位于电路板上的按钮32。
52.在成功地建立连接之后，电力线适配器22将由摄像头23经由cat管线34接收到的图像信号以加密的形式传输到第一电力线适配器16，其中向摄像头23的供电经由cat管线34或数据连接部(poe)进行。