Протокол связи для осветительной системы со встроенными процессорами и система, работающая с упомянутым протоколом

Протокол связи для осветительной системы со встроенными процессорами и система, работающая с упомянутым протоколом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится в целом к обмену информацией между встроенными процессорами в электронных системах. Более конкретно, различные изобретательские способы и устройства, описываемые здесь, относятся к высокоскоростному протоколу связи для малых встроенных процессоров в осветительной системе.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Мониторинг рабочих параметров, так же как и управление входами/выходами (I/O) и/или схемами обратной связи, такими как схемы широтно-импульсной модуляции (PWM), в цепях электропитания являются сложной задачей и могут быть дорогостоящими, особенно через изоляционный барьер. При использовании небольших встроенных микроконтроллеров для управления системой, не существует много ресурсов, отведенных для функций коммуникации и командного интерфейса. Это представляет собой проблему с точки зрения времени обработки, требуемого для обработки сообщения или кадра при сохранении целостности данных. Данные, которые должны быть переданы с определенной скоростью обновления, представляют особый интерес. Таким образом, имеется потребность в создании протокола связи для устройств с ограниченными ресурсами, который сможет обеспечить быстрый, гибкий, эффективный и надежный обмен данными, не затрачивая слишком много ресурсов на обработку.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение направлено на изобретательские способы и устройства для обеспечения обратной связи и управления в электронных системах, конкретно, на протокол связи, поддерживающий такую обратную связь и управление. Например, различные варианты осуществления относятся к системам и способам, которые используют симметричный протокол связи для осуществления связи между встроенными процессорами в электронных системах, в частности, в электронных системах электропитания и, более конкретно, в осветительных системах.

В целом, в одном из аспектов, изобретение относится к устройству, которое включает в себя осветительный блок, оптический изолятор и первичный процессор. Осветительный блок включает в себя осветительный модуль и драйвер освещения, выполненный с возможностью подачи электропитания на осветительный модуль. Осветительный модуль включает в себя: один или более источников света, один или более датчиков для считывания данных, указывающих один или более рабочих параметров осветительного модуля, и вторичный процессор, выполненный с возможностью приема считанных данных, указывающих один или более рабочих параметров. Первичный процессор выполнен с возможностью мониторинга одного или более рабочих параметров. Первичный процессор и вторичный процессор связаны друг с другом через оптический изолятор согласно протоколу связи, основанному на обмене сообщениями, в котором каждое сообщение, пересылаемое между первичным процессором и вторичным процессором, имеет идентичный формат сообщения и включает в себя поле команд и поле откликов, причем упомянутое поле откликов обеспечено для указания отклика на команду.

Согласно одному или более вариантам осуществления каждое сообщение дополнительно включает в себя: поле начала кадра; поле конца кадра; поле длины сообщения; биты циклического контроля избыточности (CRC) для полного соответствия сообщения контрольной сумме за исключением самих CRC битов и полей начала кадра, конца кадра и длины сообщения.

Согласно одному или более вариантам осуществления один или более рабочих параметров включают в себя ток, подаваемый по меньшей мере в один из одного или более источников света, напряжение, подаваемое по меньшей мере на один из одного или более источников света, и рабочую температуру осветительного модуля. В одной или более версий этих вариантов изобретения один или более источников света включают в себя по меньшей мере два источника света.

Согласно одному или более вариантам осуществления поле команд включает в себя команду, выбранную из набора разрешенных команд, причем упомянутый набор разрешенных команд включает в себя: установку состояния вторичного процессора в одно из набора назначенных состояний; запрос подтверждения от вторичного процессора, указывающего, готов ли к работе осветительный модуль; установку значения широтно-импульсной модуляции для широтно-импульсного модулятора, включенного в состав осветительного блока; и запрос на передачу вторичным процессором выбранного набора считанных данных из группы назначенных наборов считанных данных. Набор разрешенных команд может дополнительно включать в себя установку осветительного модуля в демонстрационный режим.

Согласно одной или более версий этих вариантов осуществления набор назначенных состояний включает в себя активное состояние, состояние ожидания, состояние сброса, состояние сбережения электроэнергии и состояние мониторинга только тока.

Согласно одной или более версий этих вариантов осуществления один или более источников света включают в себя по меньшей мере первый и второй источники света, и при этом назначенные наборы считанных данных включают в себя: первый и второй токи, подаваемые в первый и второй источники света; токи от первого и второго источников света и первое напряжение, подаваемое на первый источник света; первый и второй токи, подаваемые в первый и второй источники света, и второе напряжение, подаваемое на второй источник света; первый и второй токи, подаваемые в первый и второй источники света, и температуру осветительного модуля; и первый и второй токи, подаваемые в первый и второй источники света, и значение широтно-импульсной модуляции для широтно-импульсного модулятора осветительного блока.

Согласно одному или более вариантам осуществления формат сообщения является следующим:

[SOF/MSGL]-[CMD/RESP]-([DATA(0)]…[DATA(x)])-[CRC2]-[(CRC1/2)/EOF],

где SOF указывает начало сообщения, MSLG указывает длину сообщения, CMD указывает конкретную команду, RESP указывает конкретный ожидаемый отклик, DATA указывает данные, связанные с конкретной командой или откликом, CRC2 указывает младшие 8 битов 16-битового значения циклического контроля избыточности для сообщения, CRC1/2 указывает половину старших 8 битов 16-битового значения циклического контроля избыточности для сообщения и EOF указывает конец сообщения.

Согласно одному или более вариантам осуществления осветительный блок дополнительно включает в себя широтно-импульсный модулятор для регулировки выходного уровня драйвера освещения, причем один или более рабочих параметров дополнительно содержат значение широтно-импульсной модуляции для широтно-импульсного модулятора.

Осветительный блок дополнительно может включать в себя второй оптический изолятор, выполненный с возможностью подачи сигнала обратной связи от осветительного модуля к драйверу освещения.

В целом, в другом аспекте, изобретение относится к способу, который включает в себя: во вторичном процессоре, встроенном в осветительный модуль, который включает в себя один или более источников света, прием от первичного процессора первого сообщения, переданного согласно протоколу связи, основанному на обмене сообщениями, в котором каждое сообщение, пересылаемое между первичным процессором и вторичным процессором, имеет идентичный формат сообщения и включает в себя поле команд и поле откликов, причем поле откликов обеспечено для указания отклика на команду; выполнение первой операции в осветительном модуле в ответ на первую команду, включенную в состав поля команд сообщения; отправку от вторичного процессора в первичный процессор второго сообщения в соответствии с протоколом связи, основанным на обмене сообщениями, причем упомянутое второе сообщение включает в состав поля откликов первый отклик на первую команду, принятую в первом сообщении.

Согласно одному или более вариантам осуществления первая команда содержит запрос на отправку вторичным процессором первичному процессору выбранных данных, считанных в осветительном модуле, которые указывают один или более рабочих параметров осветительного модуля.

Согласно одной или более версий этих вариантов осуществления выполнение первой операции в осветительном модуле включает в себя считывание выбранных данных, и при этом второе сообщение дополнительно включает в себя упомянутые выбранные данные.

Используемый здесь в целях настоящего описания термин “LED” (“светодиод” или «СИД») должен пониматься как включающий в себя любой электролюминесцентный диод или другой тип системы, основанной на инжекции/переходе носителей заряда, которая способна генерировать излучение в ответ на электрический сигнал. Таким образом, термин LED включает в себя, не ограничиваясь нижеперечисленным, различные полупроводниковые структуры, которые вырабатывают свет в ответ на ток, светоизлучающие полимеры, органические светоизлучающие диоды (OLED), электролюминесцентные ленты, и т.п. В частности, термин LED относится к светоизлучающим диодам всех типов (включая сюда полупроводниковые и органические светоизлучающие диоды), которые могут быть выполнены с возможностью генерации излучения в одном или более из инфракрасного спектра, ультрафиолетового спектра и различных участков видимой области спектра (в общем случае включающей в себя длины волн излучения от приблизительно 400 нанометров до приблизительно 700 нанометров). Некоторые примеры LED включают в себя, не ограничиваясь нижеперечисленным, различные типы инфракрасных LED, ультрафиолетовых LED, LED красного свечения, LED голубого свечения, LED зеленого свечения, LED желтого свечения, LED янтарного свечения, LED оранжевого свечения и LED белого свечения (которые будут обсуждаться ниже). Должно быть также понятно, что LED могут выполняться с возможностью генерации и/или управляться для генерации излучения, имеющего различные полосы частот (например, полная ширина на полувысоте максимума, или FWHM) для данного спектра (например, узкая полоса частот, широкая полоса частот), и возможно разнообразие доминирующих длин волн в пределах данного общего разделения на цветовые категории.

Например, один вариант осуществления LED, выполненного с возможностью генерации по существу белого света (например, LED белого свечения), может включать в себя набор кристаллов, генерирующих соответственно разные спектры электролюминесценции, которые, смешиваясь, образуют в сочетании по существу белый свет. В другом варианте осуществления LED белого свечения может быть соединен с материалом люминофора, что преобразует электролюминесценцию, имеющую первый спектр, в другой второй спектр. В одном примере этого варианта осуществления электролюминесцентный материал, имеющий относительно короткую длину волны и спектр с узкой полосой частот, “накачивает” материал люминофора, который, в свою очередь, испускает излучение с большей длиной волны, имеющее несколько более широкий спектр.

Термин “источник света” должен пониматься как относящийся к любому одному или более источникам света из всего разнообразия, включающего в себя, не ограничиваясь нижеперечисленным, основанные на использовании LED источники света (включающие в себя один или более LED, как определено выше), источники с элементами накаливания (например, лампы накаливания, галогенные лампы), люминесцентные источники света, фосфоресцирующие источники света, высокоинтенсивные разрядные источники (например, натриевые, ртутные дуговые и металло-галогенные лампы), лазеры, другие типы электролюминесцентных источников, пиро-люминесцентные источники (например, факелы), свечные люминесцентные источники (например, калильные сетки газового фонаря, дуговые лампы с угольным электродом), фотолюминесцентные источники (например, газоразрядные источники), катодолюминесцентные источники, использующие электронное насыщение, гальванолюминесцентные источники, кристаллолюминесцентные источники, кинелюминесцентные источники, термолюминесцентные источники, триболюминесцентные источники, сонолюминесцентные источники, радиолюминесцентные источники и люминесцентные полимеры.

Термин “осветительный блок” используется здесь применительно к устройству, включающему в себя один или более источников света одного и того же или разных типов. Данный осветительный блок может иметь одно или множество монтажных приспособлений для источника (источников) света, ограждающих/вмещающих в себя приспособлений и форм, и/или конфигураций электрических и механических соединений. Дополнительно данный осветительный бок опционально может быть связан (например, включать в себя, быть подсоединенным и/или упакованным вместе) с различными другими компонентами (например, со схемой управления, которая может включать в себя один ил более драйверов), относящимися к работе источника (источников) света. Термин “основанный на использовании LED осветительный блок” относится к осветительному блоку, который включает в себя один или более основанных на LED источников света, которые обсуждались выше, отдельных или в сочетании с другими источниками света, не основанными на использовании LED.

Термины “драйвер” («источник питания») и “драйвер освещения” («источник питания освещения») используются здесь в общем случае применительно к устройству для приема входного электропитания с целью подачи этого электропитания в формате на один или более источников света, чтобы заставить источник (источники) света вырабатывать свет. В частности, термин “LED драйвер” относится к устройству для приема входного электропитания и подачи электропитания на нагрузку из одного или более основанных на LED источников света, включающих в себя один или более LED, как обсуждалось выше, чтобы заставить один или более основанных на LED источников света вырабатывать свет.

Термин “осветительный модуль” используется здесь применительно к элементам осветительного блока, которые могут приводиться в действие драйвером освещения и могут включать в себя один или более источников света, один или более датчиков и, опционально, схему обратной связи для обеспечения сигнала обратной связи для драйвера освещения. В некоторых случаях осветительный модуль представляет собой элементы осветительного блока, которые гальванически изолированы от драйвера освещения.

Используемый здесь термин “гальваническая изоляция” относится к принципу изоляции функциональных секций электрических систем, препятствующему перемещению переносящих заряды частиц от одной секции в другую. Когда первая и вторая секции гальванически изолированы друг от друга, отсутствует электрический ток, текущий непосредственно из первой секции во вторую секцию. Обмен энергией или информацией может по-прежнему осуществляться между этими секциями другими средствами, например, индукцией, электромагнитными волнами, оптическими, акустическими или механическими средствами.

Используемый здесь термин “оптический изолятор” определяет электронное устройство, которое выполнено с возможностью передачи электрических сигналов, используя световые волны, для обеспечения связи через электрическую изоляцию/гальваническую изоляцию между своим входом и выходом, и может иногда называться также оптоизолятором, оптроном или оптосоединителем.

Термин “контроллер” используется здесь в общем случае для описания различных устройств, относящихся к работе одного или более источников света. Контроллер может быть реализован многочисленными способами (например, в виде специализированного аппаратного обеспечения) для выполнения различных функций, обсуждаемых здесь.

“Процессор ” является одним примером контроллера, который использует один или более микропроцессоров, которые могут быть запрограммированы, используя программное обеспечение (например, микрокод), для выполнения различных обсуждаемых здесь функций. Контроллер может быть реализован с использованием или без использования процессора, и также может быть реализован в виде сочетания специализированного аппаратного обеспечения для выполнения некоторых функций и процессора (например, одного или более программируемы микропроцессоров и связанных с ними схем) для выполнения других функций. Примеры компонентов контроллера, которые могут быть использованы в различных вариантах осуществления настоящего изобретения, включают в себя, не ограничиваясь нижеперечисленным, обычные микропроцессоры, специализированные интегральные схемы (ASIC) и программируемые пользователем вентильные матрицы (FPGA).

В различных вариантах осуществления процессор или контроллер может быть связан с одним или более носителями информации (в общем случае называемыми здесь “запоминающими устройствами”, например, энергозависимое и энергонезависимое запоминающее устройство компьютера, такое как RAM, ROM, EPROM и EEPROM, гибкие магнитные диски, компакт-диски, оптические диски, магнитная лента, и т.п.). В некоторых вариантах осуществления носитель информации может быть кодирован одной или более программами, с тем чтобы при выполнении на одном или более процессорах и/или контроллерах, выполнялись по меньшей мере некоторые из обсуждаемых здесь функций. Различные накопители информации могут быть установлены внутри процессора или контроллера или могут быть переносимыми, так что одна или более программ, запомненных на них, могут загружаться в процессор или контроллер, с тем чтобы реализовывать различные аспекты настоящего изобретения, обсуждаемые здесь. Термины “программа” или “компьютерная программа” используются здесь в общем смысле применительно к любому типу компьютерных программ (например, программному обеспечению или системе микрокоманд), которые могут быть использованы для программирования одного или более процессоров или контроллеров.

Должно быть понятно, что все сочетания упомянутых выше концепций и дополнительных концепций, обсуждаемых более подробно ниже (при условии, что эти концепции не являются взаимно несовместимыми), рассматриваются как часть предмета изобретения, описываемого здесь. В частности, все сочетания заявленного предмета изобретения, представленного в конце настоящего описания, рассматриваются как часть предмета изобретения, описываемого здесь. Должно быть также понятно, что терминология, явным образом используемая здесь, которая может также присутствовать в любом описании, включенном сюда путем ссылки, должна наиболее близко соответствовать по значению конкретным концепциям, обсуждаемым здесь.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На чертежах одинаковые позиционные обозначения в общем случае относятся к одним и тем же частям на разных чертежах. Кроме того, на чертежах не обязательно выдержан масштаб, вместо этого упор в целом сделан на представлении принципов изобретения.

Фиг. 1 - функциональная блок-схема высокого уровня, иллюстрирующая связь между первичным процессором и вторичным процессором, встроенными в устройства.

Фиг. 2 - функциональная блок-схема одного варианта осуществления осветительной системы.

Фиг. 3 - принципиальная схема одного варианта осуществления осветительной системы.

Фиг. 4 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая пример связей между первичным процессором и вторичным процессором, такими как первичный процессор и вторичный процессор на Фиг. 1.

Фиг. 5 - один вариант осуществления формата сообщения для одного варианта осуществления симметричного протокола связи, основанного на обмене сообщениями, который может быть использован первичным и вторичными процессорами согласно Фиг. 1-3.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Как обсуждалось выше, мониторинг параметров, так же как и управление входами/выходами (I/O) и/или схемами обратной связи, такими как схемы широтно-импульсной модуляции (PWM), в цепях электропитания являются сложной задачей и могут быть дорогостоящими, особенно через изоляционный барьер. При использовании небольших встроенных микроконтроллеров для управления системой не существует много ресурсов, отведенных для функций коммуникации и командного интерфейса. Это представляет проблему с точки зрения времени обработки, требуемого для обработки сообщения или кадра при условии сохранения целостности данных. Данные, которые должны передаваться с определенной частотой обновления, представляют особый интерес.

В более общем смысле Заявитель признал и оценил, что было бы практически значимо обеспечить протокол связи для таких устройств с ограниченными ресурсами, который сможет передавать данные быстро, гибко, эффективно и надежно, не затрачивая слишком много ресурсов на обработку.

С учетом вышесказанного, различные варианты осуществления и осуществления настоящего изобретения направлены на гибкий, эффективный и надежный высокоскоростной протокол связи для использования с небольшими микроконтроллерами для выполнения обратной связи и управления в электронных системах электропитания, например, в осветительных системах, и на системы и способы, которые используют такой протокол.

На Фиг. 1 представлена функциональная блок-схема высокого уровня, иллюстрирующая связь между первичным процессором и вторичным процессором, встроенными в устройства. Конкретно, на Фиг. 1 показана система 100, включающая в себя первое устройство 105 и второе устройство 120. Первое устройство 105 включает в себя встроенный первичный процессор 110, а второе устройство 120 включает в себя встроенный вторичный процессор 156. Первичный процессор 110 и вторичный процессор 156 связаны друг с другом через интерфейс 130.

В некоторых практически значимых вариантах осуществления как первичный процессор 110, так и вторичный процессор 156 могут быть небольшими и недорогими устройствами, которые выполняют набор функций, так что они имеют ограниченные ресурсы для выполнения функций коммуникации и командного интерфейса. В некоторых вариантах осуществления первичному процессору 110 и вторичному процессору 156 может оказаться необходимым передавать определенное количество данных в пределах определенного интервала времени, чтобы поддержать требования взаимодействия первого устройства 105 и второго устройства 120. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления интерфейс 130 может быть в некоторой степени привязан к полосе частот, например, когда интерфейс 130 обеспечивает гальванический изоляционный барьер между первым устройством 105 и вторым устройством 120.

В соответствии с этим, как будет описано намного более подробно ниже, первичный процессор 110 и вторичный процессор 156 могут связываться друг с другом согласно симметричному протоколу связи, основанному на обмене сообщениями, который обеспечивает желаемую степень скорости, надежности и гибкости. Типовые варианты осуществления такого протокола связи, основанного на обмене сообщениями, и типовые системы и способы, которые могут использовать такой основанный на обмене сообщениями протокол связи, будут описаны ниже в контексте осветительной системы. Этот конкретный контекст имеет определенные требования к связи, для удовлетворения которых могут быть полезными различные признаки такого симметричного протокола связи, основанного на обмене сообщениями, и в соответствии с этим использование этого контекста в качестве конкретного примера будет ясно иллюстрировать различные аспекты и преимущества этого протокола. Однако должно быть понято и оценено, что симметричный протокол связи, основанный на обмене сообщениями, описываемый ниже, применим и может быть использован в других контекстах, не относящихся к осветительной системе.

На Фиг. 2 представлена функциональная блок-схема одного варианта осуществления осветительной системы 200, которая может использовать симметричный протокол связи, основанный на обмене сообщениями. Осветительная система 200 включает в себя первичный процессор 210, осветительный блок 220 и оптический изолятор 230. Осветительный блок 220 включает в себя драйвер 240 освещения и осветительный модуль 250. Осветительный модуль 250 включает в себя первую и вторую LED нагрузки 252-1 и 252-2, один или более датчиков 254, вторичный процессор 256 и схему 258 обратной связи. Каждая из первой и второй LED нагрузок 252-1 и 252-2 включает в себя один или более светодиодов (LED), например, множество LED, соединенных последовательно друг с другом и называемых здесь LED цепочкой. Каждая из первой и второй LED нагрузок 252-1 и 252-2 может включать в себя одну или более LED цепочек.

Драйвер 240 освещения выполнен с возможностью подачи во время работы электропитания на осветительный модуль 250, включающий в себя первую и вторую LED нагрузки 252-1 и 252-2. Конкретно, драйвер 240 освещения подает выходной ток в первую и вторую LED нагрузки 252-1 и 252-2, приводя в активное состояние светодиоды (LED), включенные в их состав, в желаемый момент работы, с тем чтобы осветительный модуль 250 обеспечивал желаемый световой выход. В некоторых вариантах осуществления драйвер 240 освещения может реагировать на сигнал обратной связи, подаваемый схемой 258 обратной связи, для управления выходным током, который он подает в первую и вторую LED нагрузки 252-1 и 252-2.

Датчик(и) 254 считывает один или более рабочих параметров осветительного модуля 250 и подает упомянутые считанные данные на вторичный процессор 256. Такой рабочий параметр (параметры) может включать в себя ток и/или напряжение, подаваемые на каждую из первой и второй LED нагрузок 252-1 и 252-2, и/или рабочую температуру осветительного модуля 250. В некоторых вариантах осуществления датчик(и) 254 может включать в себя один или более аналого-цифровых преобразователей (ADC) для преобразования измеренного значения (например, тока, напряжения или температуры) в цифровые считанные данные, которые могу обрабатываться вторичным процессором 256.

Схема 258 обратной связи подает на драйвер 240 освещения сигнал обратной связи, который драйвер 240 освещения может использовать для регулировки выходного тока, который он подает в первую и вторую LED нагрузки 252-1 и 252-2. В некоторых вариантах осуществления схема 258 обратной связи может принимать от вторичного процессора 256 сигнал управления, из которого она генерирует сигнал обратной связи. В некоторых вариантах осуществления схема 258 обратной связи может содержать схему обратной связи с пропорциональным интегратором (PI), которая обеспечивает значение широтно-импульсной модуляции для широтно-импульсного модулятора драйвера 240 освещения, чтобы регулировать выходной ток, который драйвер 240 освещения подает в первую и вторую LED нагрузки 252-1 и 252-2.

Вторичный процессор 256 также связан с первичным процессором 210 для приема команд, которые вторичный процессор 256 выполняет для управления одной или более операциями осветительного блока 220 и, в частности, осветительного модуля 250. Например, вторичный процессор 256 может принимать одну или более команд от первичного процессора 210, чтобы считывать данные для определенных рабочих параметров осветительного блока 220 и подавать упомянутые считанные данные на первичный процессор 210. В ответ на считанные данные и/или одну или более команд от первичного процессора 210 вторичный процессор 256 может управлять параметрами схемы 258 обратной связи, чтобы регулировать сигнал обратной связи, подаваемый на драйвер 240 освещения, и тем самым оказывать также воздействие на выходной ток, который подается драйвером 240 освещения в первую и вторую LED нагрузки 252-1 и 252-2.

В некоторых вариантах осуществления драйвер 240 освещения может быть гальванически изолирован от осветительного модуля 250. Например, драйвер 240 освещения может подавать свой выходной ток на осветительный модуль 250 через развязывающий трансформатор, а осветительный модуль 250 может подавать свой сигнал обратной связи на драйвер 240 освещения через второй оптический изолятор.

Оптический изолятор 230 создает интерфейс между первичным процессором 210 и вторичным процессором 256. Оптический изолятор 230 обеспечивает возможность связи между первичным процессором 210 и вторичным процессором 256, гальванически изолируя в то же время первичный процессор 210 и вторичный процессор 256 друг от друга. Первичный процессор 210 и вторичный процессор 256 могут связываться между собой через оптический изолятор 230 для обмена командами, откликами и данными. Практически значимо то, что первичный процессор 210 связывается с вторичным процессором 256 в соответствии с симметричным протоколом связи, основанным на обмене сообщениями, который обеспечивает желаемую степень скорости, надежности и гибкости. Приводимые в качестве примера варианты осуществления такого симметричного протокола связи, основанного на обмене сообщениями, и типовые системы и способы, которые могут использовать такой симметричный протокол связи, основанный на обмене сообщениями, будут описаны более подробно ниже. Посредством такого протокола связи первичный процессор 210 взаимодействует с вторичным процессором 256 для считывания и регулировки рабочих параметров осветительного модуля 220.

Тогда как на Фиг. 2 представлен вариант осуществления, в котором осветительный модуль 220 является осветительным модулем на основе LED, в других вариантах осуществления осветительный модуль 220 может использовать другие источники света, включая сюда, но не ограничиваясь нижеперечисленным, источники с элементами накаливания (например, лампы накаливания, галогенные лампы), люминесцентные источники света, фосфоресцирующие источники света, высокоинтенсивные разрядные источники (например, натриевые, ртутные и металло-галогенные лампы), лазеры, другие типы электролюминесцентных источников, пиро-люминесцентные источники (например, факелы), свечные люминесцентные источники (например, калильные сетки газового фонаря, дуговые лампы с угольным электродом), фотолюминесцентные источники (например, газоразрядные источники), катодолюминесцентные источники, использующие электронное насыщение, гальванолюминесцентные источники, кристаллолюминесцентные источники, кинелюминесцентные источники, термолюминесцентные источники, триболюминесцентные источники, сонолюминесцентные источники, радиолюминесцентные источники и люминесцентные полимеры. В некоторых из этих вариантов осуществления гальваническая развязка между первичным процессором и осветительным модулем 250 может не требоваться. В таких вариантах осуществления оптический изолятор 230 может отсутствовать, и первичный процессор 210 и вторичный процессор 256 могут соединяться непосредственно для обеспечения связи.

Тогда как на Фиг. 2 представлен вариант осуществления только с одним осветительным блоком 220, в других вариантах осуществления осветительная система 200 может включать в себя множество осветительных блоков 220, каждый из которых связан с первичным процессором 210 согласно симметричному протоколу связи, основанному на обмене сообщениями, как описано ниже.

На Фиг. 3 представлена принципиальная схема одного варианта осуществления осветительной системы 300, которая может служить одним примером осветительной системы 200. Осветительная система 300 включает в себя первичный процессор 310, осветительный блок 320 и первый оптический изолятор 330. Осветительный блок 320 включает в себя драйвер 340 освещения и осветительный модуль 350. Осветительный модуль 350 включает в себя первую и вторую LED нагрузки 352-1 и 352-2, один или более датчиков 354, вторичный процессор 356 и схему 358 обратной вязи. Каждая из первой и второй LED нагрузок 352-1 и 352-2 включает в себя один или более светодиодов (LED), например, множество LED, соединенных последовательно друг с другом и называемых здесь LED цепочкой. Каждая из первой и второй LED нагрузок 352-1 и 352-2 может включать в себя одну или более LED цепочек.

Драйвер 340 освещения выполнен с возможностью подачи во время работы электропитания на осветительный модуль 350, включающий в себя первую и вторую LED нагрузки 352-1 и 352-2. Конкретно, драйвер 340 освещения подает выходной ток в первую и вторую LED нагрузки 352-1 и 352-2, приводя в активное состояние светодиоды (LED), включенные в их состав, в желаемый момент работы, с тем чтобы осветительный модуль 350 обеспечивал желаемый световой выход. В некоторых вариантах осуществления драйвер 340 освещения может реагировать на сигнал обратной связи, подаваемый схемой 258 обратной связи, для управления выходным током, который он подает в первую и вторую LED нагрузки 352-1 и 352-2. В осветительной системе 300 драйвер 340 освещения подает выходной ток в первую и вторую LED нагрузки 352-1 и 352-2 через развязывающий трансформатор 322 для обеспечения гальванической развязки между драйвером 340 освещения и осветительным модулем 350.

Датчик(и) 354 считывает один или более рабочих параметров осветительного модуля 350 и отправляет упомянутые считанные данные во вторичный процессор 356. Такие рабочие параметры могут включать в себя ток и/или напряжение, подаваемые на каждую из первой и второй LED нагрузок 352-1 и 352-2, и/или рабочую температуру осветительного модуля 350.

В некоторых вариантах осуществления датчик(и) 354 может включать в себя один или более аналого-цифровых преобразователей (ADC) для преобразования измеренного значения (например, тока, напряжения или температуры) в цифровые считанные данные, которые могут обрабатываться вторичным процессором 356. В некоторых вариантах осуществления ADC может быть SRM85903K ADC. В некоторых вариантах осуществления ADC может выполнять ADC преобразование за время 2,33 мкс при подаче питающего напряжения 5 вольт и тактовой частоте 6 МГц. В этом случае в некоторых вариантах осуществления ADC может быть способен считывать ADC значения и запоминать соответствующие данные в связанном с ним пространстве памяти за время 10 мкс. В этом случае в некоторых вариантах осуществления, в которых вторичный процессор требует еще 10 мкс для обработки принятого сообщения и в худшем случае имеет время задержки на установку 5 мкс, это увеличивает общий период времени до 50 мкс для обработки полезных данных, удовлетворяя требованию непрерывной передачи полезных данных в течение 200 мкс.

Схема 358 обратной связи подает па драйвер 340 освещения сигнал обратной связи, который драйвер 340 освещения может использовать для регулировки выходного тока, который он подает в первую и вторую LED нагрузки 352-1 и 352-2. В некоторых вариантах осуществления схема 358 обратной связи может принимать от вторичного процессора 356 сигнал управления, из которого она генерирует сигнал обратной связи. В некоторых вариантах осуществления схема 358 обратной связи может содержать схему обратной связи c пропорциональным интегратором (PI), которая подает широтно-импульсную модуляцию на широтно-импульсный модулятор драйвера 340 освещения (который может включать в себя контроллер 342 и переключающие устройства 344-1 и/или 344-2) для регулировки выходного тока, который драйвер 340 освещения подает в первую и вторую LED нагрузки 352-1 и 352-2. В осветительном блоке 320 драйвер 340 освещения подает выходной ток в первую и вторую LED нагрузки 352-1 и 352-2 через развязывающий трансформатор 322 для обеспечения гальванической развязки между драйвером 340 освещения и осветительным модулем 350. В осветительном блоке 320 схема 358 обратной связи подает свой сигнал обратной связи на драйвер 340 освещения через второй оптический изолятор 324 для обеспечения гальванической развязки между драйвером 340 освещения и осветительным модулем 350.

Вторичный процессор 356 также связан с первичным процессором 310 для приема команд, которые вторичный процессор 356 выполняет для управления одной или более операциями осветительного блока 320, в частности, осветительного модуля 350. Например, вторичный процессор 356 может принимать одну или более команд от первичного процессора 310, чтобы считывать данные для определенных рабочих параметров осветительного блока 320 и подавать упомянутые считанные данные на первичный процессор 310. В ответ на считанные данные и/или одну или более команд от первичного процессора 310 вторичный процессор 356 может управлять параметрами схемы 358 обратной связи, чтобы регулировать сигнал обратной связи, подаваемый на драйвер 340 освещения, оказывая тем самым также воздействие на выходной ток, который подается драйвером 340 освещения в первую и вторую LED нагрузки 352-1 и 352-2.

Оптический изолятор 330 обеспечивает интерфейс между первичным процессором 310 и вторичным процессором 356. Оптический изолятор 330 создает возможность связи между первичным процессором 310 и вторичным процессором 356, гальванически изолируя при этом первичный процессор 310 и осветительный модуль 350 друг от друга. Пер