背景技术
[0002] 本申请是共同转让的于2009年3月27日提交的题为METHOD OF CALIBRATING A DAYLIGHT SENSOR(校准日光传感器的方法)的第61/164,098号美国临时申请、于2009年4月30日提交的题为WIRELESS BATTERY-POWERED DAYLIGHT SENSOR(电池供电的无线日光传感器)的第61/174,322号美国临时申请、于2009年12月11日提交的题为WIRELESS BATTERY-POWERED DAYLIGHT SENSOR(电池供电的无线日光传感器)的第61/285,628号美国临时申请以及于2010年3月19日提交的题为WIRELESS BATTERY-POWERED DAYLIGHT SENSOR(电池供电的无线日光传感器)的第12/727,956号美国临时申请的正式申请，上述临时申请的全部公开通过引用并入本文。
技术领域
[0003] 本
发明涉及用于测量空间中的环境光等级(即总光强度)的日光传感器，更具体地，涉及具有照明控制装置(诸如调光
开关)和电池供电的无线日光传感器的照明控制系统。
[0004] 相关技术的描述
[0005] 住宅和商业建筑中的许多房间不但被来自于照明负载(诸如
白炽灯或
荧光灯)的人造光照亮，还被通过
窗户照射的日光(即，阳光)照亮。日光传感器(即，光传感器)经常被用于测量空间中的总光强度，以调节照明负载的光强度，进而调节空间中的总光强度。例如，当总光强度增加时，可以降低照明负载的光强度，反之亦然。日光传感器通常安装至空间中的
天花板并与窗户保持一定距离。由于电线(用于供电和通信)通常不位于
天花板上必须安装日光传感器的
位置附近，故期望日光传感器是“无线的”，从而避免向日光传感器布设电线的需要(例如，在改进型安装中)。因此，需要一种电池供电的且能够与负载控制装置(诸如调光开关)无线通信的日光传感器。
发明内容
[0006] 根据本发明的一个实施方式，用于测量空间中的总光强度的电池供电的无线日光传感器可操作为使用可变的发送速率发送无线
信号，该可变的发送速率取决于空间中的总光强度。该传感器包括光敏
电路、用于发送无线信号的无线发送器，耦接至光敏电路和无线发送器的
控制器，以及用于向光敏电路、无线发送器、以及控制器供电的电池。光敏电路可操作为响应于空间中的总光强度而生成光强度
控制信号。控制器响应于光强度控制信号，使用可变的发送速率发送无线信号，该可变的发送速率取决于空间中的总光强度。该可变的发送速率取决于空间中的总光强度的变化量。此外，该可变的发送速率还取决于空间中的总光强度的变化速率。
[0007] 根据本发明的另一实施方式，用于测量空间中的总光强度的电池供电的无线日光传感器包括可操作为响应于空间中的总光强度而生成光强度控制信号的光敏电路，用于发送无线信号的无线发送器，耦接至光敏电路和无线发送器的控制器，以及用于向光敏电路、无线发送器、以及控制器供电的电池。该控制器可操作为响应于光强度控制信号而发送无线信号，并可操作为禁用光敏电路，使得光敏电路不从电池获取
电流。此外，光敏电路可包括用于传导光敏
二极管电流的光敏二极管，光敏二极管电流的大小响应于空间中的光强度，光强度控制信号的大小响应于光敏二极管电流的大小。光敏电路还可包括与光敏二极管
串联耦接的可控开关，从而当开关闭合时，光敏二极管传导光敏二极管电流。控制器可耦接至开关以断开开关，使得光敏二极管不传导光敏二极管电流并且光敏电路被禁用。
[0008] 根据本发明的又一实施方式，用于测量空间中的总光强度的电池供电的无线日光传感器作为照明控制系统的一部分工作，照明控制系统包括用于对输送至照明负载的功率量进行控制的调光开关。该传感器包括可操作为响应于空间中的总光强度而生成光强度控制信号的光敏电路，用于发送无线信号的无线发送器，耦接至光敏电路和无线发送器的控制器，以及用于向光敏电路、无线发送器、以及控制器供电的电池。该控制器可操作为响应于光强度控制信号而确定新的光强度，调光开关应将照明负载的强度控制至新的光强度。如果新的光强度与照明负载差预定增量，则该控制器可操作为启用无线发送器并向调光开关发送包括命令的无线信号，其包括用于照明负载的新的光强度。
[0009] 根据本发明的另一方面，用于测量空间中的总光强度的电池供电的无线日光传感器包括可操作为响应于空间中的总光强度而生成光强度控制信号的光敏电路，用于发送和接收无线信号的无线收发器，适于暴露于来自激光指示器的光的激光指示器电路，耦接至光敏电路、无线收发器、以及激光指示器电路的控制器，以及用于向光敏电路、无线收发器、以及控制器供电的电池。该控制器可操作为响应于光强度控制信号而发送无线信号。该控制器还可操作为响应于照射在激光指示器电路上的来自激光指示器的光而启用无线收发器，并随后接收无线信号。
[0010] 通过下面参照
附图的本发明的描述，本发明的其它特征和优点将变得显而易见。
附图说明
[0011] 参照附图在以下详细描述中更加详细地描述本发明，其中：
[0012] 图1是根据本发明的包括调光开关和日光传感器的射频(RF)照明控制系统的简图；
[0013] 图2是可安装图1的日光传感器的房间的简图；
[0014] 图3示出安装在图2的房间中的日光传感器处的总光强度关于晴天、阴天、间歇阴天中的时间的几个示例曲线图；
[0015] 图4是图1的日光传感器的放大立体图；
[0017] 图6A是图1的日光传感器的简化框图；
[0018] 图6B是图6A的日光传感器的简化示意图；
[0019] 图7是根据本发明的第一实施方式由图1的日光传感器的控制器执行以使日光传感器使用可变的发送速率发送数字消息的发送
算法的简化
流程图；
[0020] 图8是根据本发明的第一实施方式由图1的日光传感器的控制器执行的可变发送控制程序的简化流程图；
[0021] 图9是根据本发明的第一实施方式由图1的调光开关的控制器执行的接收程序的简化流程图；
[0022] 图10A是由图1的日光传感器的控制器执行的激光指示器中断程序的简化流程图；
[0023] 图10B是根据本发明的第一实施方式的图1的日光传感器的示例测试设备的图示；
[0024] 图10C是将用于图10B所示的测试设备中的根据第一实施方式的图1的日光传感器的示例测试
波形的曲线图；
[0025] 图11是根据本发明的第二实施方式由图1的日光传感器的控制器执行的可变发送控制程序的简化流程图；
[0026] 图12是根据本发明的第二实施方式由图1的调光开关的控制器执行的接收程序的简化流程图；
[0027] 图13是根据本发明的第二实施方式由图1的调光开关的控制器周期性执行的负载控制程序的简化流程图；
[0028] 图14是根据本发明的第三实施方式由图1的日光传感器的控制器执行的可变发送控制程序的简化流程图；
[0029] 图15是根据本发明的第四实施方式由图1的日光传感器的控制器执行的发送算法的简化流程图；
[0030] 图16A是根据本发明的第四实施方式由图1的日光传感器的控制器执行的可变发送控制程序的简化流程图；
[0031] 图16B是将用于图10B所示的测试设备中的根据本发明的第四实施方式的图1的日光传感器的示例测试波形的曲线图；以及
[0032] 图17是根据本发明的第五实施方式由图1的日光传感器的控制器周期性执行的控制程序的简化流程图。
具体实施方式
[0033] 当结合附图阅读时能够更好地理解前面的发明内容与以下优选实施方式的具体说明。为了说明本发明，在附图中示出了目前优选的实施方式，其中相似的数字表示附图的若干视图中相似的部分。然而应理解，本发明不限于所公开的特定方法和工具。
[0034] 图1是根据本发明的第一实施方式的包括调光开关110和日光传感器120的射频(RF)照明控制系统100的简图。调光开关110适于以串联电连接方式耦接在交流(AC)电源102与照明负载104之间，以控制输送至照明负载的功率量。调光开关110可以壁装在标准的电壁箱中。可选地，调光开关110可以被实施为桌上型负载控制装置。调光开关110包括面板112和接纳在面板开口中的槽框113。调光开关110还包括控制促动器114(即，按钮)和强度调节促动器116。切换促动器114的连续促动切换(即，打开和关闭)照明负载104。强度调节促动器116的上部116A或下部116B的促动分别增加或减少输送至照明负载104的功率量，从而使照明负载104的当前光强度LPRES在最小强度(例如，1％)与最大强度(例如，100％)之间增加或减少。多个视觉指示器118，例如
发光二极管(LED)，以线性阵列的方式设置在槽框113的左侧。视觉指示器118变亮以提供照明负载104的强度的反馈。1993年9月29日提交的题为LIGHTING CONTROL DEVICE(照明控制装置)的第5,248,919美国
专利中更详细描述了具有切换促动器114和强度调节促动器116的调光开关的示例，该专利的全部公开通过引用并入本文。
[0035] 日光传感器120被安装以测量日光传感器周围(即，在调光开关110所控制的照明负载104附近)的空间中的总光强度LT-SNSR。日光传感器包括内部光敏电路，即光敏二极管232(图6A)，光敏电路被置于具有透镜124的
外壳122中，透镜124用于朝向内部光敏二极管232引导来自日光传感器外部的光。日光传感器120对由内部光敏电路测量的总光强度LT-SNSR作出响应。特别地，日光传感器120可操作为通过RF信号106将数字消息(即，无线信号)无线发送至调光开关110，使得调光开关110响应于由日光传感器120测量的总光强度LT-SNSR而控制照明负载104的当前光强度LPRES。
[0036] 在RF照明控制系统100的设置程序中，日光传感器120可分配给调光开关110(即，日光传感器120与调光开关110相关联)。如上所述，日光传感器120响应于由日光传感器测量的总光强度LT-SNSR，通过RF信号106将数字消息无线发送至调光开关110。
日光传感器120所发送的数字消息包括，例如，识别信息，诸如与该日光传感器关联的序列号(即，唯一标识符)。调光开关110对包含分配给该调光开关的日光传感器120的序列号的消息作出响应。每个数字消息还可包括代表由日光传感器120测量的所测量的总光强度LT-SNSR的值(例如，以英尺烛光为单位)。因此，调光开关110响应于接收到具有如由日光传感器120测量的总光强度LT-SNSR的数字消息，控制照明负载104的当前光强度LPRES。根据本发明，日光传感器120可操作为使用可变的发送速率fTX(取决于测量的总光强度LT-SNSR)向调光开关110发送数字消息，使得日光传感器120仅在需要时发送数字消息(下面将更加详细的描述)。
[0037] 2008年2月19日提交的题为COMMUNICATION PROTOCOL FOR A RADIO-FREQUENCY LOAD CONTROL SYSTEM(用于射频负载控制系统的通信协议)的第12/033,223号美国专利申请；2008年9月3日提交的题为RADIO-FREQUENCY LIGHTING CONTROL SYSTEM WITH OCCUPANCY SENSING(具有占有传感的射频照明控制系统)的第12/203,518号美国专利申请；2008年9月3日提交的题为BATTERY-POWERED OCCUPANCY SENSOR(电池供电的占有传感器)的第12/203,500号美国专利申请；以及2009年2月13日提交的题为METHOD AND APPARATUS FOR CONFIGURING A WIRELESS SENSOR(配置无线传感器的方法和设备)的第12/371,027号美国专利申请中更加详细地描述了RF照明控制系统的示例，这些专利申请的全部公开将通过引用并入本文。
[0038] 可替换地，可用
电子开关来代替调光开关110，电子开关包括例如用于简单地切换照明负载104开和关的继电器。电子开关可适于在测量到的总光强度LT-SNSR下降至预定
阈值之下时简单地打开照明负载104并且在测量到的总光强度LT-SNSR上升至大约预定阈值之上时简单地关闭照明负载(例如，使用一些滞后)。
[0039] 照明控制系统100还可包括一种或多种电动式窗处理，诸如滚轴帘、多摺的帏帘、罗
马帘或
百叶窗，以控制进入日光传感器120周围的空间的日光量。2006年9月26日提交的题为SYSTEM TO CONTROL DAYLIGHT AND ARTIFICIAL ILLUMINATION AND SUN GLARE IN A SPACE(用于控制空间中的日光和人工照明和太阳照射的系统)的第7,111,952号美国专利中更加详细地描述了具有电动式窗处理的负载控制系统的示例，该专利的全部公开通过引用并入本文。
[0040] 图2是可安装日光传感器120的房间130的简图。日光传感器120安装至房间130的天花板132并与窗户134保持一定距离，自然光(即，日光)通过窗户134照射。照明负载104也安装至房间的天花板132。房间130包含工作表面136(即，桌子)，工作表面
136被通过窗户134照射的自然光和照明负载104所产生的电光(即，人造光)照亮。因此，产生于工作表面136上的总光强度LT-TASK是工作表面上的仅来自通过窗户134进入房间
130的日光的光强度LD-TASK与工作表面上的仅来自照明负载104的光强度LE-TASK之和(即，LT-TASK＝LD-TASK+LE-TASK)。日光传感器120可操作为测量日光传感器处的总光强度LT-SNSR，总光强度LT-SNSR也是房间130中的自然光和电光的组合。照射在工作表面136上的自然光和电光可被反射至日光传感器120，而来自窗户134的自然光可直接照射至日光传感器上。因此，日光传感器120所测量的总光强度LT-SNSR是日光传感器处的仅来自通过窗户134进入房间130的日光的光强度LD-SNSR与日光传感器处的仅来自照明负载104的光强度LE-SNSR之和(即，LT-SNSR＝LD-SNSR+LE-SNSR)。
[0041] 调光开关110调节照明负载104的当前光强度LPRES，以使朝目标总工作表面光强度LTRGT-TASK控制工作表面136上的总光强度LT-TASK。例如，目标总工作表面光强度LTRGT-TASK可预设为大约50英尺烛光。此外，可通过促动强度调节促动器116来降低目标总工作表面光强度LTRGT-TASK。可替换地，调光开关110可操作为接收来自诸如
个人数字助理(PDA)或个人计算机(PC)的高级编程装置的一个或多个数字消息，从而目标总工作表面光强度LTRGT-TASK可使用图形
用户界面(GUI)输入并被发送至调光开关110。此外，可替换地可使用调光开关110的高级编程模式调节目标总工作表面光强度LTRGT-TASK。2007年3月13日提交的题为PROGRAMMABLE WALLBOX DIMMER(可编程壁箱式调光器)的第7,190,125号美国专利更加详细地描述了用于调光开关的高级编程模式的示例，该专利的全部公开通过引用并入本文。
[0042] 由于日光传感器120所测量的总光强度LT-SNSR(例如，在日光传感器上反射的光强度)少于直接照射在工作表面136上的总光强度LT-TASK，故照明控制系统100的特征在于一种或多种增益。特别地，调光开关110使用日光增益GD和电光增益GE控制照明负载104的当前强度LPRES。日光增益GD代表工作表面136上的仅来自日光的光强度LD-TASK与日光传感器120所测量的仅来自日光的光强度LD-SNSR之间的比值(即，GD＝LD-TASK/LD-SNSR)。电光增益GE代表工作表面136上的仅来自照明负载104的光强度LE-TASK与日光传感器120所测量的仅来自照明负载的光强度LE-SNSR之间的比值(即，GE＝LE-TASK/LE-SNSR)。照明控制系统100的日光增益GD和电光增益GE在增益校准程序中被设定。2010年3月19日提交的题为METHOD OF CALIBRATING A DAYLIGHT SENSOR(校准日光传感器的方法)的第12/727,923号共同转让的共同未决美国专利申请中更加详细地描述了增益校准程序的示例，该专利申请的全部公开通过引用并入本文。
[0043] 在间歇
云经过房间130所在楼宇的白天中，日光传感器120处的总光强度LT-SNSR可能在当云未阻挡阳光时的高值与当云阻挡阳光时的低值之间
波动。图3示出如由由日光传感器120测量的总光强度LT-SNSR关于晴天、阴天、间歇阴天中的时间的几个示例曲线图。白天中的总光强度LT-SNSR通常具有抛物线形状。在晴天，总晴天光强度LT-SUNNY可以从日出(在时刻tSUNRISE处)增加，并在大约正午(在时刻tMIDDAY处)达到最大晴天光强度LMAX-SUNNY，然后减少直至日落(在时刻tSUNSET处)。在阴天，总阴天光强度LT-CLOUDY可以从日出增加，并在大约正午达到最大阴天光强度LMAX-CLOUDY，然后减少直至日落。最大晴天光强度LMAX-SUNNY通常大于最大阴天光强度LMAX-CLOUDY。在具有间歇云的白天，如图3所示，总光强度LT-IC可能在总阴天光强度LT-CLOUDY与总晴天光强度LT-SUNNY之间波动。
[0044] 图4是日光传感器120的放大立体图。透镜124是透明的，使得来自房间130的光能够照射至日光传感器120的内部光敏二极管232上。日光传感器120设置在天花板132上，使得箭头140指向窗户134，从而透镜124被定向为朝向窗户134。因此，比人造光更多的自然光穿过透镜124照射至内部光敏二极管232上。在日光传感器120的设置和校准程序中，使用了多个促动器(例如，校准按钮150、测试按钮152、以及连接按钮154)。日光传感器120还包括激光指示器接收开口156，其适于接收来自于激光指示器(未示出)的
能量。日光传感器120对通过激光指示器接收开口156照射的激光指示器的能量作出响应。当日光传感器120安装至天花板132时，用户可以在增益校准程序中通过开口156照射激光指示器，而不是促动校准按钮150。
[0045] 图5是调光开关110的简化框图。调光开关110包括可控导电装置210，可控导电装置210以串联电连接方式耦接在交流电源102与照明负载104之间，以控制输送至照明负载的功率。可控导电装置210可包括任何合适类型的双向
半导体开关，诸如，例如，三端双向交流开关、
整流桥中的
场效应晶体管(FET)、或反串联连接的两个FET。可控导电装置210包括耦接至驱动电路212的控制输入。可控导电装置210响应于该控制输入而表现为导电或不导电，进而控制供给照明负载104的功率。
[0046] 驱动电路212响应于来自控制器214的控制信号向可控导电装置210提供控制输入。控制器214例如是
微控制器，但可替换地，也可以是任何合适的处理装置，诸如可编程逻辑装置(PLD)、
微处理器、或特定用途集成电路(ASIC)。控制器214接收来自控制促动器114和强度调节促动器116的输入并控制视觉指示器118。控制器214还耦接至
存储器216，存储器216用于储存照明负载104的预设强度、分配给调光开关110的日光传感器120的序列号、日光增益GD、电光增益GE、调光开关110的其它操作特性(operational characteristics)。控制器230可以在启动时从存储器216取回日光增益GD和电光增益GE。存储器216可实施为外部集成电路(IC)或实施为控制器214的内部电路。电源218产生直流(DC)
电压VCC，以向控制器214、存储器216、以及调光开口110的其它低压电路供电。
[0047] 零交点检测器220确定来自交流电源102的输入交流波形的零交点。零交点被定义为交流供给电压在每半周期的开始处从正极性转变为负极性或从负极性转变为正极性的时刻。零交点信息作为输入提供给控制器214。控制器214将控制信号提供给驱动电路212以在与交流波形的零交点相关的预定时刻使用相控调光技术操作可控导电装置210(即，将来自交流电源102的电压提供给照明负载104)。
[0048] 调光开关110还包括RF收发器222和天线224，以接收来自日光传感器120的RF信号106。控制器214可操作为响应于通过RF信号106接收的消息而对可控导电装置210进行控制。分别于1999年11月9日和2008年4月22日提交的题目均为COMPACT RADIO FREQUENCY TRANSMITTING AND RECEIVING ANTENNA AND CONTROL DEVICE EMPLOYING SAME(紧凑型射频发送和接收天线以及使用该天线的控制装置)的第5,982,103号和第7,362,285号美国专利中更加详细地描述了用于诸如调光开关110的壁装式调光开关的天线224的示例，这两个专利的全部公开通过引用并入本文。
[0049] 图6A是日光传感器120的简化框图。日光传感器120包括控制器230，控制器230响应于包括光敏二极管232的光敏电路231。光敏二极管232的
阴极通过跨阻抗
放大器234耦接至控制器230，跨阻抗放大器234用作电流至电压转换器。光敏二极管232的
阳极通过可控开关235耦接至电路公共端，可控开关235允许控制器230(使用光敏电路启用控制信号VPS_ENABLE)启用(enable)或禁用(disable)光敏电路231，下面将更加详细地描述。
[0050] 光敏二极管232传导光敏二极管电流IPD，光敏二极管电流IPD的大小取决于照射在光敏二极管上的光的大小(即，如日光传感器120所测量的总光强度LT-SNSR)。跨阻抗放大器234向控制器230提供代表总光强度LT-SNSR的总光强度控制信号VTOT。特别地，跨阻抗放大器234所生成的总光强度控制信号VTOT的大小取决于光敏二极管232所传导的电流IPD的大小，并因此取决于总光强度LT-SNSR的大小。控制器230包括
模数转换器(ADC)，从而控制器可操作为对总光强度控制信号VTOT
采样以生成总光强度样本STOT。控制器230使
用例如大约1秒的采样周期TSMPL，从而在日光传感器120的正常操作期间，控制器大约每秒对总光强度控制信号VTOT采样1次。
[0051] 日光传感器120还包括RF收发器236，RF收发器236耦接至控制器230和天线238。控制器230可操作为响应于总光强度控制信号VTOT的大小而使RF收发器236通过RF信号106将数字消息发送至调光开关110。控制器230还可操作为从调光开关110或诸如个人数字助理(PDA)的其它远程控制装置接收数字消息，以配置日光传感器120的操作。控制器230通过RF数据控制信号VRF_DATA提供待由RF收发器236发送的数字消息以及获得来自RF收发器的接收的数字消息。控制器230还可操作为通过RF启用控制信号VRF_ENABLE启用和禁用RF收发器。可替换地，日光传感器120的RF收发器236可以包括RF发送器并且调光开关110的RF收发器222可以包括RF接收器，以允许日光传感器与调光开关之间的单向通信。RF发送器可以包括，例如，Texas Instruments Inc制造的零件号为CC1150的产品。
[0052] 日光传感器120的控制器230还响应于多个促动器240(即，校准按钮150、测试按钮152、以及连接按钮154)，这些促动器将用户输入提供给日光传感器以在日光传感器的校准期间使用。控制器230可操作为控制一个或多个LED 242以照亮透镜124，从而在日光传感器120的校准期间提供反馈。激光指示器电路224耦接至控制器230并响应于来自激光指示器的通过激光指示器接收开口156照射的光。特别地，控制器230以与促动校准按钮150相同的方式响应来自激光指示器电路224的输入。控制器230还耦接至用于储存日光传感器120的操作特性的存储器246。日光传感器120还包括电池V1，电池V1提供电池电压VBATT(例如，大约3伏)，以向控制器230、光敏电路231、RF收发器236、以及日光传感器120的其它电路供电。
[0053] 控制器230可操作为控制光敏电路231和RF收发器236，以保存电池电量。特别地，控制器230可操作为使光敏电路231在每个采样周期TSMPL中启用(通过光敏电路启用控制信号VPS_ENABLE闭合开关235)一小段时间TPD(例如，50毫秒)，从而光敏二极管232仅在正常操作时间的一部分(例如，5％的时间)内传导电流。此外，控制器230仅在需要时才(通过RF启用控制信号)启用RF收发器236。如前所述，控制器230仅在需要时才启用RF收发器236发送数字消息，即，使用可变的发送速率(下面将参照图8更加详细地描述)。控制器230仅响应于激光指示器电路244通过激光指示器接收开口156接收到来自激光指示器的光而启用RF收发器236来接收数字消息。当光敏电路231和RF收发器236被禁用时，控制器230可操作为进入睡眠模式，在睡眠模式中，控制器消耗更少的功率。
[0054] 图6B是日光传感器120的简化示意图，其更加详细地示出跨阻抗放大器234和激光指示器电路244。跨阻抗放大器234包括
运算放大器(“op-amp”)U250，运算放大器U250具有耦接至电路公共端的同相输入端。反馈
电阻器R252耦接在运算放大器U250的
反相输入端与输出端之间。运算放大器U250的输出端向控制器230提供总光强度控制信号VTOT，总光强度控制信号VTOT的大小响应于光敏二极管电流IPD的大小而变化。光敏二极管232的阴极耦接至运算放大器U250的反相输入端，使得光敏二极管电流IPD通过反馈
电阻器R252传导。因此，总光强度控制信号VTOT的大小取决于光敏二极管电流IPD的大小和反馈电阻器R252的电阻。例如，电阻器R252可具有约300kΩ的电阻，从而当直接照射在光敏二极管232上的光强度为约0勒克斯(lux)至1000勒克斯时，总光强度控制信号VTOT的大小为约
0伏至3伏。
[0055] 跨阻抗放大器234还包括用于提供某些低通滤波的反馈电容器C254(例如，具有约0.022μF的电容)，从而总光强度控制信号VTOT的大小不响应于光敏二极管电流IPD中的高频噪声。此外，运算放大器U250由电池V1通过低通
滤波器供电，该
低通滤波器包括电阻器R256(例如，具有约22Ω的电阻)和电容器C258(例如，具有约0.1μF的电容)。低通滤波器防止来自RF收发器236的可耦接至电池V1的高频噪声影响光敏电路231的工作。
[0056] 激光指示器电路244包括激光响应元件，例如，发光二极管(LED)D260。LED D260位于日光传感器120内部，从而来自激光指示器的光可通过激光指示器接收开口156照射在LED上。LED D260可以是绿色LED，从而当绿色激光指示器照射在LED上时，通过LED传导的激光电流ILASER的大小增加。电阻器R262耦接在LED D260的阳极与电路公共端之间，并具有例如约1MΩ的电阻。电容器C264与电阻器R262并联耦接并具有例如约0.01μF的电容。LED D260与电阻器R262的接点通过电容器C265(例如，具有约0.22μF的电容)和电阻器R266(例如，具有约10kΩ的电阻)耦接至控制器230。电容器C265与电阻器R266的接点通过电阻器(例如，具有约1MΩ的电阻)耦接至电路公共端。当激光指示器照射至LED D260上且激光电流ILASER的大小增加时，电阻器R262与电阻器C264的并联组合的两端的电压的大小也增加。因此，电容器C265传导电流脉冲，并且激光指示器控制信号VLASER的大小也增加。接收激光指示器控制信号VLASER的控制器230的输入是中断引脚，从而控制器230可操作为响应于激光指示器而退出睡眠模式。控制器230然后可操作为启用RF收发器236来接收数字消息，下面将参照图10A更加详细地描述。
[0057] 根据本发明，日光传感器120可操作为使用可变的发送速率将数字消息发送至调光开关110，该可变发送速率取决于如由日光传感器120测量的总光强度LT-SNSR的当前变化。日光传感器120可操作为根据总光强度控制信号VTOT的大小确定总光强度LT-SNSR，并且仅当总光强度LT-SNSR已经变化至少第一预定百分比ΔSMAX1时将代表总光强度LT-SNSR(例如，以英尺烛光为单位)的一个或多个值发送至调光开关110。由于如由日光传感器120测量的总光强度LT-SNSR在典型的一整天中变化，故可变的发送速率也在一整天中变化(如图3所示)。可变发送速率确保日光传感器120仅在需要时(即，当总光强度LT-SNSR快速变化但又不是太快时)发送数字消息。因为控制器230能够禁用光敏电路231(通过光敏电路启用控制信号VPS_ENABLE断开开关235)，日光传感器120能够经常在总光强度LT-SNSR相对于时间相对恒定时通过不向调光开关110发送数字消息来保存电池电量。
[0058] 图7是根据本发明的第一实施方式的由日光传感器120的控制器230执行以使日光传感器120使用可变的发送速率发送数字消息的发送算法300的简化流程图。下面将概括图7所示的发送算法300并详细说明特定的实施方式。根据第一实施方式，控制器230在连续的非重叠时间段(即，窗口)内收集预定数量NSMPL的总光强度LT-SNSR的测量值(例如，10个)，每个非重叠时间段的长度等于预定时间周期TWIN(例如，TWIN＝NSMPL·TSMPL)。控制器
230确定来自先前时间段的一个或多个估计值并使用估计值估计当前时间段内的一个或多个预测的光强度值。在当前时间段结束时，控制器确定是否应响应于测量的光强度值与预测的光强度值之间的误差而向调光开关110发送包括代表总光强度LT-SNSR的一个或多个值的数字消息。发送算法300在等于预定时间周期TWIN的周期内执行。因此，根据第一实施方式的日光传感器120的发送之间的最小时间周期等于预定时间周期TWIN。例如，预定时间周期TWIN可约为10秒，但可替换地可为约5秒至30秒。
[0059] 参照图7，控制器230在步骤310中首先测量预定数量NSMPL的新的总光强度值，并且在步骤312中储存所测量的总光强度值。接下来，控制器230在步骤314中使用在先前时间段的一个时间段中确定的估计值来确定预测的光强度值，并且在步骤316中计算测量的总光强度值与预测的总光强度值之间的误差。如果在步骤318中误差在预定限制之外(即，太大)，则控制器230在步骤320中计算新的估计值以在随后的时间段中使用并且在步骤322中向调光开关110发送包括代表如日光传感器120所测量的总光强度LT-SNSR的一个或多个值的数字消息。例如，控制器230可向调光开关110发送一个或多个测量的总光强度值。可替换地，控制器230可向调光开关110发送在步骤320中确定的新的估计值。在向调光开关110发送数字消息之后，发送算法300循环，从而控制器230可以在随后的非重叠时间段内收集预定数量NSMPL的总光强度LT-SNSR的测量值。如果在步骤318中误差位于预定限制内，则控制器230在步骤320中不计算新的估计值且在步骤324中不发送代表总光强度LT-SNSR的值，而是简单地分析下一个非重叠时间段。
[0060] 根据本发明的第一实施方式，日光传感器120的控制器230使用单个数据点作为估计值。例如，控制器230可以使用来自先前时间段的测量的光强度值的最小值作为估计值。可替换地，控制器230可以使用来自先前时间段的测量的光强度值的平均值或中间值作为估计值。由于估计值是单个数据点，故控制器230在发送算法300的步骤314中仅使用一个预测的光强度值。例如，预测的光强度值可等于估计值。控制器230然后使用来自当前时间段的测量的光强度值的最小值与预测的光强度值(即，估计值)来计算误差。
[0061] 图8是根据本发明的第一实施方式的由日光传感器120的控制器230执行的可变发送控制程序400的简化流程图。控制器230在正常操作期间周期性地(例如，约每秒1次)执行可变发送控制程序400，以对总光强度控制信号VTOT进行采样，从而在连续的非重叠时间段的每个内收集预定数量NSMPL的样本(例如，约10个样本)。特别地，控制器230在步骤410中首先通过使用光敏电路启用控制信号VPS_ENABLE闭合可控开关235来启用光敏电路231。控制器230在步骤412中等待时间周期TPD(即，50毫秒)以允许光敏二极管电流IPD成为代表日光传感器120处的总光强度LT-SNSR。控制器230在步骤414中对总光强度控制信号VTOT进行采样以生成新的总光强度样本STOT，并在步骤416中通过使用光敏电路启用控制信号VPS_ENABLE断开开关235来禁用光敏电路231。控制器230然后在步骤418中使变量n增加1并在步骤420中将新的总光强度样本STOT作为样本S[n]储存在存储器246中。如果在步骤422中变量n小于样本的预定数量NSMPL，则可变发送控制程序400在不对储存在存储器246中的样本S[n]进行处理的情况下简单地退出。控制器230将再次执行可变发送控制程序400以收集总光强度控制信号VTOT的新样本。
[0062] 如果在步骤422中变量n大于或等于样本的预定数量NSMPL，则控制器230对储存在存储器246中的样本S[n]进行处理，以确定是否应向调光开关110发送将数字消息。首先，控制器230在步骤424中将变量n重置为0。控制器230然后确定总光强度LT-SNSR是否已经变化至少第一预定百分比ΔSMAX1。具体地，控制器230在步骤426中确定储存在存储器246中的样本S[n](即，样本S[0]至S[NSMPL])的当前最小样本SMIN-PRS。控制器230然后在步骤428中使用等式1计算代表总光强度LT-SNSR变化量的最小样本调节百分比ΔSMIN：
[0063] (等式1)
[0064] 其中样本SMIN-PRV是储存在存储器246中的在先前周期TWIN内确定的先前最小样本。如果在步骤430中最小样本调节百分比ΔSMIN小于第一预定百分比ΔSMAX1，则可变发送控制程序400在控制器230不向调光开关110发送数字消息的情况下退出。换言之，控制器
230已经确定总光强度LT-SNSR没有发生值得发送数字消息的显著变化。例如，第一预定百分比ΔSMAX1可以约为15％，但可替换地可以为约1％至20％。
[0065] 如果在步骤430中最小样本调节百分比ΔSMIN大于或等于第一预定百分比ΔSMAX1，则控制器230在步骤432中将先前最小样本SMIN-PRV设为等于当前最小样本SMIN-PRS。控制器230然后在步骤434中将包括代表如由日光传感器120测量的总光强度LT-SNSR的值(例如，以英尺烛光为单位)的数字消息加载到发送(TX)
缓冲器中，之后可变发送控制程序400退出。例如，控制器230可以包括被加载到TX缓冲器中的数字消息中的最小当前最小样本SMIN-PRS。控制器230将使用发送程序(未示出)通过RF信号106将数字消息发送至调光开关110。前面引用的第12/203,518号美国专利申请描述了发送程序的示例。
[0066] 图9是当在步骤510中从日光传感器120接收到数字消息时由调光开关110的控制器214执行的接收程序500的简化流程图。如前面所提到，调光开关110调节照明负载104的当前光强度LPRES以朝向目标总工作表面光强度LTRGT-TASK控制工作表面上的总光强度LT-TASK。特别地，调光开关110使用当前调光百分比dPRES控制照明负载104的当前光强度LPRES。作为在接收程序500期间所接收的数字消息和目标工作表面光强度值LTRGT-TASK的响应，计算当前调光百分比dPRES。例如，当前调光百分比dPRES可以是0与1之间的数。控制器214可以根据照明负载104的负载类型(即，白炽的、荧光的等)将当前调光百分比dPRES应用于不同的调光曲线以确定照明负载的实际的新的当前光强度LPRES。
[0067] 参照图9，如果在步骤512中所接收的数字消息不包括从日光传感器120接收的光强度值，则控制器214在步骤514中适当处理数字消息并且接收程序500退出。例如，数字消息可以包括在日光传感器120的校准程序中发送的校准消息。然而，如果在步骤512中所接收的数字消息包括光强度值，则控制器214在步骤516中将如由日光传感器120测量的(以及如在数字消息中接收的)总光强度LT-SNSR储存在存储器248中。如上所述，代表所接收的数字消息中的总光强度LT-SNSR的值可等于来自日光传感器120的控制器230所执行的可变发送控制程序400的最小当前最小样本SMIN-PRS(即，LT-SNSR＝SMIN-PRS)。
[0068] 在步骤518中，控制器214使用电光增益GE计算日光传感器120测量的仅来自照明负载104的光强度LE-SNSR，即，
[0069] (等式2)
[0070] 其中LEM-TASK表示当照明负载处于最大光强度时工作表面136上的仅来自照明负载104的光强度。例如，控制器214可以将来自等式2的光强度LEM-TASK设为等于工作表面上的仅来自照明负载104(来自增益校准程序)的光强度LE-TASK，或设为等于预定值，诸如50英尺烛光。在步骤520中，控制器214通过从日光传感器测量的总光强度LT-SNSR(如在数字消息中所接收的)减去日光传感器处的仅来自照明负载104的光强度LE-SNSR(如步骤518中所计算的)来计算日光传感器120处的仅来自自然光的光强度LD-SNSR，即，
[0071] LD-SNSR＝LT-SNSR-LE-SNSR (等式3)
[0072] 在步骤522中，控制器通过使日光传感器120处的仅来自日光的光强度LD-SNSR乘以日光增益GD来计算工作表面上的仅来自日光的光强度LD-TASK，即，
[0073] LD-TASK＝GD·LD-SNSR (等式4)
[0074] 在步骤524中，控制器214根据目标总工作表面光强度LTRGT-TASK、工作表面上的仅来自日光的光强度LD-TASK、以及当照明负载处于最大光强度时工作表面136上的仅来自照明负载104的光强度LEM-TASK来计算新的当前调光百分比dPRES，即，
[0075] (等式5)
[0076] 最后，控制器214根据新的当前调光百分比dPRES控制照明负载104，之后接收程序500退出。
[0077] 图10A是当控制器处于睡眠模式时控制器230响应于激光指示器电路244检测到来自激光指示器的光而执行的激光指示器中断程序600的简化流程图。特别地，当在步骤610中朝着电池电压VBATT拉高激光指示器控制信号VLASER时，控制器230在步骤612中首先通过RF启用控制信号VRF_ENABLE来启用RF收发器236。控制器230然后在步骤614中等待直至接收到数字消息或在步骤616中超时。如果在步骤614中接收到数字消息(例如，来自调光开关110)，则控制器230在步骤618中将所接收的数字消息储存在接收(RX)缓冲器中，使得控制器230可以稍后处理所接收的数字消息。控制器230然后在步骤620中通过RF启用控制信号VRF_ENABLE禁用RF收发器236，并且激光指示器中断程序600退出。如果在步骤614中接收到数字消息之前在步骤616超时，则控制器230在步骤620中简单地禁用RF收发器236，之后激光指示器中断程序600退出。
[0078] 图10B是示例测试设备650的图示，图10C是用于第一实施方式的日光传感器120的示例测试波形670的曲线图。测试设备650包括具有第一隔间和第二隔间的测试箱652，测试照明负载604位于第一隔间中，日光传感器120和
测光表654位于第二隔间中。测试箱652的第一隔间与第二隔间由光扩散器656分隔。测试设备650还包括通过串行连接662耦接至日光传感器120和测光表654的个人计算机(PC)658。PC可操作为根据测试波形670使用调光电路660调节照明负载604的强度，并观察日光传感器120的发送速率以及由测光表654测量的实际光强度。测试波形670控制测试照明负载604的强度线性地从最小测试强度LT-MIN变至最大测试强度LT-MAX并且长度为TTEST，从而测试波形670具有斜率mTEST，即mTEST＝(LT-MAX-LT-MIN)/TTEST。如果测试波形670具有第一斜率，则第一实施方式的日光传感器120的发送速率将保持恒定在第一速率。例如，最小测试强度LT-MIN可以是0英尺烛光，最大测试强度LT-MAX可以是50英尺烛光，并且长度TTEST可以是2小时。如果测试波形
670被改变为具有小于第一斜率的第二斜率(例如，长度TTEST被增加至约3小时)，则日光传感器120的发送速率将变为小于第一速率的第二速率。
[0079] 根据本发明的第二实施方式，控制器230使用线性最小二乘
预测模型确定预测的光强度值。特别地，控制器230可操作为对来自当前时间段的测量的光强度值执行线性最小二乘拟合，以确定最佳地代表所测量的光强度值相对于时间的变化的直线(即，y＝mx+b)的斜率m和截距b。控制器230使用这些估计值(即，斜率m和截距b)确定用于一个或多个随后的时间段的预测光强度值。控制器230然后确定测量的光强度值与预测的光强度值之间的均方误差e。
[0080] 图11是根据本发明的第二实施方式的由日光传感器120的控制器230执行的可变发送控制程序700的简化流程图。与第一实施方式中相同，控制器230在正常操作期间周期性地执行第二实施方式的可变发送控制程序700(例如，约每秒1次)，以对总光强度控制信号VTOT进行采样，并在每个连续的非重叠时间段内收集预定数量NSMPL的样本。控制器230在步骤710中闭合可控开关235以启用光敏电路231，并且在步骤712中等待时间周期TPD(即，50毫秒)以允许光敏二极管电流IPD成为代表总光强度LT-SNSR。控制器230然后在步骤714中对总光强度控制信号VTOT进行采样(以生成新的总光强度样本STOT)，并在步骤716中断开可控开关235以禁用光敏电路231。控制器230在步骤718中使变量n增加1并在步骤720中将新的总光强度样本ST-SNSR作为样本S[n]储存在存储器246中。如果在步骤722中控制器230在当前时间段内还未收集到预定数量NSMPL的样本，则可变发送控制程序700在不对储存在存储器246中的样本S[n]进行处理的情况下简单地退出。
[0081] 当在步骤722中控制器230在当前时间段内已经收集到预定数量NSMPL的样本时，则控制器230对储存在存储器246中的样本S[n]进行处理，以确定是否应向调光开关110发送数字消息。控制器230首先在步骤724中使变量q增加1。控制器230使用变量q来记录在上次计算估计值的时间段之后已经出现了多少个时间段。控制器230然后在步骤726中使用来自先前时间段的估计值(即，斜率m和截距b)计算预测的光强度值，即，[0082] P[i]＝m·i+b， (等式6)
[0083] 其中i＝q·TWIN+1至2q·TWIN
[0084] 在步骤728中，连接器230确定测量的光强度值与预测的光强度值之间的均方误差e，即，
[0085] e＝(1/NMAX)·∑(S[i]-P[i])2， (等式7)
[0086] 其中i＝q*TWIN+1至2q*TWIN
[0087] 如果在步骤730中均方误差e小于预定的最大误差eMAX(例如，约15％)，则可变发送控制程序700在不向调光开关110发送数字消息的情况下退出。
[0088] 然而，如果在步骤730中均方误差e大于或等于预定的最大误差eMAX，则控制器230在步骤732中通过对来自当前时间段的所测量的光强度值执行线性最小二乘拟合来确定新的估计值，从而确定最佳地代表来自当前时间段的所测量的光强度值的直线的斜率m和截距b。控制器230在步骤734中将包括代表总光强度LT-SNSR的一个或多个值的数字消息加载到TX缓冲器中。例如，控制器230可以使数字消息中包括在步骤732中确定的估计值(即，斜率m和截距b)。由于在步骤732中确定的斜率m和截距b代表来自当前时间段的所测量的强度值，故在下一时间段中确定的预测强度值将从时间TWIN开始，时间TWIN等于每时间段预定数量NSMPL的样本。因此，控制器230在步骤736中将变量n重置为NSMPL并且将变量q重置为1，之后可变发送控制程序700退出。
[0089] 由于日光传感器120所确定的斜率m和截距b均被发送至调光开关110，故调光开关110可操作为随时间变化连续地重新计算(即，估计)总光强度LT-SNSR，并可操作为响应于所估计的总光强度LT-SNSR而调节照明负载104的当前光强度LPRES。图12是根据本发明的第二实施方式的当在步骤810中从日光传感器120接收到数字消息时由调光开关110的控制器214执行的接收程序800的简化流程图。如果在步骤812中所接收的数字消息包括从日光传感器120接收的光强度值，则控制器214在步骤814中将来自所接收的数字消息的斜率m和截距b储存在存储器216中。控制器214在步骤816中使用来自所接收的数字消息的斜率m和截距b以及各时间段的预定周期TWIN计算如日光传感器120所测量的总光强度LT-SNSR，即，
[0090] LT-SNSR＝m·TWIN+b (等式8)
[0091] 控制器214然后在步骤818中将所计算的总光强度LT-SNSR储存在存储器216中，之后接收程序800退出。如果在步骤812中所接收的数字消息不包括从日光传感器120接收的光强度值，则控制器214在步骤820中适当地处理数字消息，并且接收程序800退出。
[0092] 图13是由调光开关110的控制器214根据调节周期TADJ(例如，1秒)周期性地执行以使负载控制程序900每秒执行1次的负载控制程序900的简化流程图。控制器214首先在步骤910中使用储存在存储器216中的斜率m更新总光强度LT-SNSR(相对于时间)，即，[0093] LT-SNSR＝LT-SNSR+m·TADJ (等式9)
[0094] 控制器214然后以与第一实施方式的接收程序500相似的方式确定照明负载104的新的当前调光百分比dPRES。特别地，控制器214在步骤912中计算如日光传感器120所测量的仅来自照明负载104的光强度LT-SNSR，在步骤914中计算日光传感器120处的仅来自自然光的光强度LD-SNSR，在步骤916中计算工作表面上的仅来自日光的光强度LD-TASK，并且在步骤918中计算新的当前调光百分比dPRES。控制器214然后在步骤920中根据新的当前调光百分比dPRES对照明负载104进行最终控制，之后负载控制程序900退出。
[0095] 根据本发明的第三实施方式，控制器230使用抛物线模型来确定预测的光强度值。换言之，控制器230可操作为对来自当前时间段的所测量的光强度值执行抛物线最小二乘拟合，从而将所测量的光强度值拟合至最佳地代表所测量光强度值相对于时间的变化2
的抛物线(即，y＝ax+bx+c)。控制器230使用这些估计值(即，抛物线的系数a、b、c)来确定一个或多个随后时间段的预测光强度值。控制器230然后确定测量的光强度值与预测的光强度值之间的均方误差e。
[0096] 图14是根据本发明的第三实施方式的由日光传感器120的控制器230周期性地(例如，约每秒1次)执行的可变发送控制程序1000的简化流程图。可变发送控制程序1000与第二实施方式的可变发送程序700非常相似。然而，控制器230在步骤1026中使用系数a、b、c(即，估计值)和抛物线等式来计算预测的光强度值，即：
[0097] P[i]＝ai2+bi+c， (等式10)
[0098] 其中i＝q·TWIN+1至2q·TWIN
[0099] 在步骤1028中，控制器230确定测量的光强度值与预测的光强度值之间的均方误差e。如果在步骤1030中均方误差e大于或等于预定的最大误差eMAX，则控制器230在步骤1032中通过对来自当前时间段的所测量的光强度执行抛物线最小二乘拟合来确定新的估计值，从而确定最佳地代表来自当前时间段的所测量的光强度的抛物线的系数a、b、c。控制器230然后在步骤1034中将包括代表总光强度LT-SNSR的一个或多个值(例如，在步骤
1032中确定的估计值(即，抛物线的系数a、b、c))的数字消息加载到TX缓冲器中。因此，调光开关110将执行与第二实施方式的接收程序800相似的接收程序(未示出)，以使用系数a、b、c计算如由日光传感器120测量的总光强度LT-SNSR。此外，调光开关110将使用与第二实施方式的负载控制程序900相似的负载控制程序(未示出)周期性地调节照明负载
104的当前光强度LPRES。
[0100] 根据本发明的另一个可选实施方式，日光传感器120的控制器230可以使用线性预测器确定预测的光强度值。例如，预测的光强度值可以使用等式11计算：
[0101] P[i]＝-∑(αi·x[n-i])， (等式11)
[0102] 其中i＝1至K，
[0103] 其中x[n-i]是先前测量的光强度值，αi是预测器系数，以及K是用于计算预测的光强度的值的最大数量。
[0104] 根据本发明的第四实施方式，如果所测量的数据“出错(misbehave)”，则日光传感器120不响应于所测量的总光强度LT-SNSR而发送数字消息，从而降低发送速率并进一步保持电池寿命。例如，日光传感器120可以忽略所测量的总光强度LT-SNSR中的幅度大且持续时间短的波动(即，在如图3所示的间歇阴天中)，从而日光传感器的可变的发送速率还取决于日光传感器所测量的总光强度LT-SNSR的变化速率(即，总光强度的“动态”变化)。特别地，如果总光强度在预定的时间周期TWIN内已经变化超过第二预定百分比ΔSMAX2，则日光传感器120不向调光开关110发送数字消息。因此，本发明的第四实施方式的日光传感器120的可变的发送速率导致在一天中的日光传感器的发送之间的平均时间大于约420秒(如实验性研究所确定的)。
[0105] 图15是根据本发明的第四实施方式的由日光传感器120的控制器230执行以使日光传感器120使用可变发送速率发送数字消息的发送算法1100的简化流程图。第四实施方式的发送算法1100与第一、第二、和第三实施方式的发送算法300(如图7所示)相似。控制器230首先在步骤310中测量和在步骤312中储存预定数量NSMPL的新的总光强度值。
接下来，控制器230在步骤314使用例如参照第一至第三实施方式所描述的估计值中的任何一个来确定预测的光强度值，并在步骤316中计算测量的总光强度值与预测的总光强度值之间的误差。
[0106] 然而，根据第四实施方式，如果在步骤318中步骤316中所计算的误差在预定的限制之外(即，太大)，则控制器230还对所测量的总光强度值进行分析。特别地，控制器230在步骤1124中使用所测量的总光强度值来计算数据行为度量(data behavior metric)，并在步骤1126中将计算的数据行为度量与预测的数据行为度量限制相比较，并在步骤1128中确定数据是否出错，即是否在数据行为度量限制之外。例如，控制器230可以分析总光强度值，以确定日光传感器120所测量的总光强度LT-SNSR的变化速率是否过大。如果在步骤1128中数据没有出错，则控制器230在步骤320中计算新的估计值以在随后的时间段内使用，并在步骤322中将包括代表如日光传感器120所测量的总光强度LT-SNSR的一个或多个值的数字消息发送至调光开关110，之后发送算法1100循环。如果在步骤1128中数据出错，则控制器230在步骤320中不计算新的估计值，并且在步骤324中不发送代表总光强度LT-SNSR的值，而是简单地分析下一个非重叠时间段。
[0107] 图16A是根据本发明的第四实施方式的由日光传感器120的控制器230周期性地(例如，约每秒一次)执行的可变发送控制程序1200的简化流程图。第四实施方式的可变发送控制程序1200与第一实施方式的可变发送控制程序400(如图8所示)非常相似。根据本发明的第四实施方式，控制器230使用单个数据点作为估计值(如第一个实施方式中)。然而，控制器230可以可选地使用线性预测模型或抛物线预测模型来确定估计值，如上面分别参照第二和第三实施方式所述。
[0108] 参照图16A，如果在步骤430中最小样本调节百分比ΔSMIN大于或等于第一预定百分比ΔSMAX1，则控制器230通过确定当前周期TWIN内的总光强度LT-SNSR的变化是否已经超过第二预定百分比ΔSMAX2来确定数据(即，储存在存储器246中的样本S[n])是否出错。特别地，控制器230在步骤1236中确定储存在存储器246中的样本S[n](即，样本S[0]至S[NSMPL])的当前最大样本SMAX-PRS。控制器230然后在步骤1238中使用等式12计算代表总光强度LT-SNSR的变化速率的当前样本调节量ΔSPRS：
[0109] (等式12)
[0110] 如果在步骤1240中当前样本调节量ΔSPRS大于或等于第二预定百分比ΔSMAX2，则可变发送控制程序1200在不向调光开关110发送数字消息的情况下退出。例如，第二预定百分比可以约为10％，但可替换地可以为约5％至25％。
[0111] 然而，如果在步骤1240中当前样本调节量ΔSPRS小于第二预定百分比ΔSMAX2，则控制器230在步骤432中将先前最小样本SMIN-PRV设为等于当前最小样本SMIN-PRS。控制器230然后在步骤434中将包括代表如日光传感器120所测量的总光强度LT-SNSR(即，最小当前最小样本SMIN-PRS)的值的数字消息加载至发送(TX)缓冲器中，之后可变发送控制程序1200退出。
[0112] 图16B是用于图10B所示的测试设备650的第四实施方式的日光传感器120的示例测试波形1250的曲线图。测试波形1250包括
叠加在线性斜坡波形上的脉冲波形并具有波峰和波谷，从而测试波形模拟如日光传感器120在间歇阴天中测量的总光强度LT-SNSR。测试波形1250具有相对于时间以第一斜率m1增加的最小光强度(在波谷期间)、以及相对于时间以第二斜率m2增加的最大光强度(在波峰期间)。波峰(在波峰期间测试波形1250位于最大光强度处)中的每一个都具有可约为5秒的长度TPULSE。测试波形1250在波谷期间的大小约为测试波形在波峰期间的大小的15％。当测试波形1250被用于测试设备650以控制测试照明负载604时，第四实施方式的日光传感器120将不响应于光强度在波峰期间的暂时偏移而发送数字消息。因此，第四实施方式的日光传感器120的发送速率将保持恒定在由波谷的斜率m1所确定的速率。
[0113] 如上所述，第一、第二、第三和第四实施方式的日光传感器120的控制器230在连续的非重叠时间段内收集预定数量NSMPL的总光强度LT-SNSR的测量值，并且仅在(即，如预定时间周期TWIN所确定的)每个时间段结束时分析测量值。可替换地，控制器230可以在滑动窗口时间段中分析总光强度LT-SNSR的测量值。特别地，控制器230可以将每个新的总光强度LT-SNSR的测量值储存在先入先出(FIFO)寄存器中(例如，具有与测量值的预定数量NSMPL相等的大小)。然后，每当控制器对总光强度控制信号VTOT进行采样时，控制器230可以对储存在FIFO寄存器中的数据进行分析。
[0114] 此外，根据第一、第二、第三和第四实施方式，日光传感器120的控制器230发送包括代表所测量的总光强度LT-SNSR的一个或多个值的数字消息。根据本发明的第五实施方式，日光传感器120发送至调光开关110的每个数字消息可以可替换地包括命令，诸如用于照明负载104的特定的新的光强度LNEW。日光传感器120的控制器230响应于所测量的总光强度LT-SNSR而确定新的强度等级LNEW。调光开关110响应于从日光传感器120接收带有命令的数字消息而将照明负载104的当前光强度LPRES控制至新的光强度LNEW。
[0115] 根据第五实施方式，每当日光传感器120的控制器230对总光强度控制信号VTOT进行采样时，控制器230计算可发送至调光开关110的新的调光百分比dNEW。与前面的实施方式一样，新的调光百分比dNEW可以是0与1之间的数，其代表用于照明负载104的新的光强度LNEW。调光开关110的控制器214可操作为通过将新的调光百分比dNEW按照照明负载的负载类型应用于不同调光曲线，根据从日光传感器120接收的新的调光百分比dNEW确定光强度LNEW。日光传感器120的控制器230仅当新的调光百分比dNEW在死区之外时，即仅当需要改变照明负载104的当前光强度LPRES时向调光开关110发送数字消息。因此，日光传感器120仅使用取决于所测量的总光强度LT-SNSR的可变发送速率向调光开关110发送数字消息。
[0116] 此外，每当控制器对总光强度控制信号VTOT进行采样时，控制器230还可储存如日光传感器120所测量的总光强度LT-SNSR的历史记录。控制器230可操作为响应于总光强度控制信号VTOT和储存在存储器246中的历史记录而确定是白天还是夜间。在夜间，控制器230可以使采样周期TSMPL的长度增加(例如，至约3秒)，从而控制器以较低
频率对总光强度控制信号VTOT进行采样并消耗甚至更少的功率。
[0117] 图17是根据本发明的第五实施方式的由日光传感器120的控制器230周期性地(例如，每1至3秒)执行的控制程序1300的简化流程图。在步骤1310中，控制器230通过使用光敏电路启用控制信号VPS_ENABLE闭合可控开关235来启用光敏电路231。控制器230在步骤1312中等待时间周期TPD(即，50毫秒)以允许光敏二极管电流IPD成为代表日光传感器120处的总光强度LT-SNSR。控制器230然后在步骤1314中对总光强度控制信号VTOT进行采样(使用ADC)以生成新的总光强度样本STOT，并在步骤1316中通过使用光敏电路启用控制信号VPS_ENABLE断开可控开关235来禁用光敏电路231。在步骤1318中，将总光强度样本STOT应用至
数字滤波器(诸如线性预测器)以生成滤波的总光强度样本FSTOT。
[0118] 控制器230可操作为周期性地储存滤波的总光强度样本FSTOT以在存储器246中创建日光传感器120处的总光强度LT-SNSR的历史记录。特别地，如果在步骤1320中控制器230应储存当前滤波的总光强度样本FSTOT，则控制器在步骤1322中将当前滤波的总光强度样本FSTOT储存在存储器246中。
[0119] 接下来，控制器230使用滤波的总光强度样本FSTOT和当前调光百分比dPRES以使用与第一实施方式的接收程序500相似的计算来确定用于照明负载104的新的调光百分比dNEW。特别地，控制器230在步骤1324中计算如日光传感器120所测量的仅来自照明负载104的光强度LE-SNSR，在步骤1326中计算日光传感器120处的仅来自自然光的光强度LD-SNSR，在步骤1328中计算工作表面上的仅来自日光的光强度LD-TASK，并且在步骤1330中计算新的当前调光百分比dNEW。
[0120] 在步骤1332中，控制器230确定新的调光百分比dNEW是否在死区之外，例如，[0121] dPRES-Δ＜dNEW＜dPERS+Δ (等式13)
[0122] 其中Δ代表预定增量，预定增量是新的调光百分比dNEW在日光传感器120向调光开关110发送致使调光开关将照明负载104的强度调节为新的强度LNEW的数字消息之前必须与当前调光百分比dPRES的区别。例如，预定增量Δ可以约为1％。如果在步骤1332中新的调光百分比dNEW位于死区内，则控制程序1300简单地退出。然而，如果在步骤1332中新的调光百分比dNEW在死区之外，则控制器230在步骤1334中将新的调光百分比dNEW作为当前调光百分比dPRES储存。控制器230在步骤1336中将数字消息(包括命令以根据新的调光百分比dNEW控制照明负载104的强度)加载至发送(TX)缓冲器，之后控制程序1300退出。
[0123] 2008年5月6日提交的题为DISTRIBUTED INTELLIGENCE BALLAST SYSTEM AND EXTENDED LIGHTING CONTROL PROTOCOL(分布式智能
镇流器系统和扩展的照明控制协议)的第7,369,060号美国专利更加详细地描述了包括有线日光传感器(即，有线光传感器)的照明控制系统，其全部公开通过引用并入本文。
[0124] 虽然已经参照用于对照明负载104的强度进行控制的调光开关110描述了本发明，但本发明的概念可以被应用于包括其它类型的负载控制装置的负载控制系统，诸如，例如，用于
风扇
电机的风扇转速控制器、用于荧光负载的电子调光镇流器、以及用于发光二极管(LED)的
驱动器。此外，本发明的概念可以用于控制其它类型的电气负载，诸如，例如，风扇电机或电动式窗处理。
[0125] 尽管已经关于本发明的具体实施方式对本发明进行了描述，但许多其它的变更、
修改以及其它使用对本领域技术人员而言显而易见。因此，优选地，本发明不受限于本文中具体公开的内容，而仅受限于所附的
权利要求书。
