水检测设备

技术领域

本发明涉及一种水检测设备、一种无线可控照明器、一种照明布置、一种用于操作水检测设备的方法、一种用于确定照明布置的无线可控照明器中的进水的方法、一种用于确定无线可控照明器中的进水的方法、以及一种计算机程序。

背景技术

US 2011/0304268 A1描述了一种照明设备，其包括光源和传感器(诸如湿度传感器)，用于保护照明设备(特别是光源)以免进水。

发明内容

提供一种用于检测设备中水的简化硬件解决方案将是有益的。

根据本发明的第一方面，描述了一种水检测设备。水检测设备适于检测在气相、液相、或气相和液相的组合中水的量相对于基线条件的变化。水检测设备包括接收器单元，用于根据预定的无线通信协议从至少一个外部发射器单元接收射频无线通信信号。水检测设备还包括连接到接收器单元的信号质量确定单元。信号质量确定单元被配置成确定和存储与至少一个外部发射器单元相关联的相应信号质量值。信号质量值是与发射器单元和接收器单元之间的信号传播路径中存在的水量相关的值。

水检测设备还包括基线值确定单元，其被配置为响应于触发信号的接收，确定并存储相应的基线值。基线值指示在基线条件下从由相应外部发射器提供的射频无线通信信号中获得的信号质量值。

此外，水检测设备包括连接到信号质量确定单元和基线值确定单元的水检测单元。水检测单元被配置成将从由给定外部发射器单元提供的无线通信信号获得的信号质量值与从由发射器单元提供的射频无线通信信号确定的对应基线值进行比较。水检测单元还被配置成在确定相应的信号质量值已经超出基线值的预定容差范围达至少预定时间量时，提供相应的水检测信号。因此，基线值是与信号质量值进行比较的参考值。由此，水检测信号指示相对于基线条件下存在的水含量的量，相应信号传播路径中的水量的可能增加。

因此，水检测设备将信号质量值与存储的基线值进行比较，以推断信号传播路径中水的存在。

水检测单元被配置成当与给定发射器或通信链路相关联的所确定的信号质量值已经超出与相应基线值相关联的容差范围达至少预定时间量时，为所述发射器或通信链路提供水检测信号。在一般情况下，水检测信号是沿着信号传播路径的水量相对于基线条件下的水量增加或减少的指示。水检测信号的提供的灵敏度(即当前或最近的质量信号值相对于基线值必须改变多少以触发水检测信号的提供)取决于容差范围和水确定时间跨度的特定选择。

因此，信号质量值的有利使用提供了水增加检测的替代方案，而不需要专用的湿度传感器，从而降低了设备的硬件复杂性。

下面，将描述本发明第一方面的水检测设备的实施例。

在一个实施例中，所确定的信号质量值指示无线通信信号的信号强度。接收信号强度指示符(RSSI)被定义为由射频(RF)客户端设备接收的射频无线信号中存在的功率水平的估计测量。替代地或附加地，在另一实施例中，所确定的信号质量值指示至少一个外部发射器单元和接收器单元之间的相应无线通信链路的信道状态。信道状态指示符(CSI)指的是无线通信链路的已知信道属性，并且指示无线通信信号如何在发射器单元和接收器单元之间传播。它表示例如散射、阻尼、衰落、和功率随距离衰减的组合效应。此外，在另一个实施例中，信号质量值附加地或替代地指示另一个合适的信号质量度量，例如但不限于提供消息所需的重试次数或丢失消息的次数或消息中的错误次数。

在一个实施例中，基线值确定单元被配置成响应于触发信号的接收，监控在预定的基线确定时间跨度期间确定的信号质量值，并且将基线质量值确定为与所监控的信号质量值相关联的统计值。在优选实施例中，相关联的统计值是平均值。在其他实施例中，使用中值、模式值(mode value)或其他合适的统计值。优选的是，当一个或多个外部发射器和水检测设备处于所谓的干燥条件或正常操作条件时，提供触发信号。

发射器单元和水检测设备之间的水积聚对信号质量值的特征或影响不同于在发射器单元和水检测设备之间移动的物体的特征或影响，这通常导致信号质量值的突然变化(通常是下降)，随后，一旦物体不再阻挡射频无线通信信号，信号质量值就恢复到原始值。因此，选择预定的水确定时间跨度来区分信号质量值变化的可能原因。在一个实施例中，水确定时间跨度在1和10小时之间，在另一个实施例中，水确定时间跨度在1和60分钟之间，并且在另一个实施例中，水确定时间跨度在5和60秒之间。一到十分钟量级的水确定时间跨度特别适合于检测发射器单元或水检测单元中的进水，这是由于水滴落在外壳内部并干扰射频无线通信信号的传播。1至2小时量级的水确定时间跨度特别适合于检测由于例如缓慢下降的温度引起的冷凝。水确定时间跨度的特定选择取决于特定的环境和/或操作条件状态。例如，如果需要在某个时间点之前执行进水确定，则适当选择水确定时间跨度，使得在进水确定开始之前进行基线值确定。

穿过外部发射器单元和接收器单元之间的信号传播路径的物体或对象的运动也可能对信号质量值产生影响。然而，这些效应的时间特征是不同的，尤其是在水已经积聚在发射器单元和接收器单元之间的信号传播路径中的情况下。积水对信号质量值的影响比物体穿过信号传播路径的情况持续的时间更长。因此，取决于预期的环境，即是否预期跨越相应信号传播路径的移动，选择合适的水确定时间跨度。

在一个实施例中，容差范围相对于基线值是对称的。在一个实施例中，容差范围是基线值的10％，使得如果所确定的信号质量值在预定的水检测时间跨度内保持在该容差范围之外，则低于基线值的90％或高于基线值的110％的任何信号质量值都触发水检测信号的提供。在替代实施例中，容差范围为基线值的20％、或30％、或40％、或50％、或60％、或70％、或80％、或90％，这取决于在提供水检测信号之前需要发生的水量变化。较大的容差范围与水量的较大变化相关联。

在替代实施例中，容差范围相对于基线值不对称。在又一个实施例中，基线值是容差范围的上边界或下边界。

在另一个实施例中，容差范围是信号质量值(例如RSSI)的3dB损耗和/或增加。在另一个实施例中，容差范围是信号质量值的5dB或10dB或15dB或20dB的损耗和/或增加。高于20dB的损耗被解释为射频无线通信信号的传输或接收的完全崩溃。

容差范围的特定选择取决于水检测设备的预期使用以及信号质量值的预期波动水平。优选地，容差范围大于正常操作期间预期的信号质量值的波动。容差范围越大，水检测设备越不灵敏，即需要水量的更多变化来触发水检测信号的提供。另一方面，较大的容差范围与更稳健的水检测设备相关联，其不太可能对波动做出反应，否则该波动会导致假阳性结果，即，当水量没有发生变化时提供水检测信号。例如，其操作对进水更敏感的外部发射器单元优选地与相应基线值的较小容差范围(例如1dB-3dB或20％-50％)相关联。

在一个实施例中，当水检测单元确定信号质量值比相应的基线值高预定的量并且在预定的时间跨度期间时，它被配置为向基线值确定单元提供触发信号，使得确定并存储新的基线值，优选地覆盖先前的基线值。当沿着信号传播路径存在随时间蒸发的过量的水时确定在前的基线值时，这是特别有利的。

在一个实施例中，水检测信号是指示相对于基线值可能发生水积聚或进水的标志信号。在另一个实施例中，水检测信号还包括指示信号质量值的当前值的数据，并且可选地，还包括指示对应的基线值的数据。

在一个实施例中，水检测单元被配置成在确定相应的信号质量值在预定的水确定时间跨度内低于基线值时提供相应的水检测信号。在另一个实施例中，在确定信号质量值已经低于基线值的给定百分比(例如90％或80％或70％或60％或50％)时，提供水检测信号。

在另一个实施例中，该实施例可以包括上面关于先前实施例描述的特征的任何组合，接收器单元被配置成接收信号频率值在1GHz和100GHz之间的射频无线通信信号。在特定实施例中，射频通信信号根据预定的无线通信协议以2GHz和6GHz之间的频率值发送。这种无线通信协议的示例包括但不限于通常称为Zigbee的IEEE 802.15.4和通常称为WiFi的IEEE 802.11，并且通常在2.4GHz和5GHz频带操作。在另一个实施例中，射频通信信号根据另一个预定的无线通信协议以50GHz和100GHz之间的频率值发送。

在传输无线节点到接收无线节点之间的无线信号传播路径的空间体积中可能存在表面。发明人已经认识到，当沿着信号传播路径存在水的积聚时，用于水检测的度量(例如，接收信号强度指示符(RSSI)和/或信道状态指示符(CSI))的变化显示了在信号质量值的变化方面指示不同慢频率的行为。例如，在存在干燥表面的情况下，时域中的RSSI值示出随机分布的峰-峰值，而在存在潮湿表面的情况下，时域中的RSSI值的峰-峰值具有预定的频率模式，诸如例如随时间变化的正弦峰-峰值，其频率通常低于50Hz。因此，在根据本发明的第一方面的实施例中，信号质量评估单元还包括频率评估单元，该频率评估单元被配置成确定接收的信号质量值序列的频域中的相应变换，并且在信号质量值序列的变换中确定低于50Hz、优选低于10Hz、并且更优选低于5Hz的频带中的预定频率模式的出现。水检测单元被配置成进一步取决于预定频率模式的出现来提供水检测信号。进一步使用频域分析来提供水检测信号增加了水检测的置信度。

本发明的第二方面由一种无线可控照明器形成，该无线可控照明器包括照明单元，该照明单元被配置成接收电力并且取决于根据预定无线通信协议经由射频无线通信信号接收的操作指令来发射用于照明的光。该照明器还包括发射器单元，用于提供射频无线通信信号，以便与其他设备通信。该照明器包括具有集水区域的外壳，该集水区域用于收集由于照明器中进水而导致的照明器内部的水。该照明器还包括根据本发明第一方面的水检测设备。

因此，本发明第二方面的无线可控照明器共享第一方面的水检测设备及其任何实施例的优点。

下面，描述第二方面的无线可控照明器的实施例。

集水区域是通常通过重力收集内部凝结的水或泄漏到照明器中的水的区域。在一个实施例中，在外壳中形成一个排水口(sinkhole)以收集照明器内的水分。在另一个实施例中，冷点冷凝表面被包括在照明器的外壳中，以这样的方式确保水积聚首先出现在照明器的影响信号质量值的部分中，并且优选地最小可能地影响照明器的操作。当照明器内部的温度快速下降时，如果内部的水气不能足够快地与照明器外部的环境进行交换，则外壳内部的相对湿度会增加。取决于由外壳限定的总体积和经历的温度下降，照明器内部发生冷凝。冷凝首先发生在具有最低温度的表面，通常是外壳与周围环境直接接触的部分或散热器的底部。冷表面的冷凝主要导致水滴滴落，并在集水区域中形成水坑。

在一个实施例中，形成单个收发器单元的一部分的发射器单元或接收器单元、或者发射器单元和接收器单元两者被布置在照明器内的一个位置，使得所提供或接收的射频无线通信信号受到冷点冷凝或照明器内的水收集的显著影响。例如，如果冷凝预期首先发生在特定的冷点冷凝表面(例如光学出射窗)上，则发射器单元或接收器单元或收发器单元被布置成使得射频信号传播路径覆盖冷点冷凝表面的一部分。附加地，在一个实施例中，照明器被有利地设计成使得冷凝发生在紧邻发射器单元、接收器单元或收发器单元的地方。替代地，在一个实施例中，发射器或接收器单元的天线被布置在紧邻照明器的最冷点，例如通过使用导线天线、集成在印刷电路板中的轨道天线等。

在适于确定照明器内部进水的特定实施例中，集水区域位于由发射器单元提供并由接收器单元接收的无线通信信号的信号传播路径中。在一个实施例中，发射器单元和/或接收器单元是被配置成提供和接收射频无线通信信号的收发器单元。在这些实施例中，基于射频的水检测在布置在集水区域相反侧的发射器单元和接收器单元之间执行。在特定实施例中，照明器包括两个Zhaga插座，例如在固定装置的顶部和底部，其中发射器单元和接收器单元或者两个收发器单元被连接。Zhaga插座的位置以及因此发射器和接收器单元的位置被设计成使得上部和下部通信模块(即发射器和接收器)之间的射频无线通信信号的射频传输穿过集水区域，例如冷凝表面或用于收集水的排水口。

该实施例被有利地配置成确定水是否已经积聚在集水区域中。优选地，水检测信号被提供给照明器控制单元，该照明器控制单元被配置成取决于水检测信号来控制照明单元的操作。例如，照明器控制单元被配置为触发断路器，以在与水相关的安全事故发生之前主动使照明器断电。

在一个实施例中，在确定进水事件时，水检测信号被提供给风险评估单元，该风险评估单元被配置成例如基于在连续时间窗口中所确定的信号质量值的平均值来监控照明器中进水的演变。这允许确定照明器中水积聚的发展速度。由风险评估单元提供指示受进水影响的照明器的用户输出数据。

在另一个实施例中，发射器单元和接收器单元被集成到单个收发器单元中，该单个收发器单元被布置成使得收发器单元的辐射模式的最大值指向集水区域。这对于在具有多个无线可控照明器的照明布置中使用特别有利，如下面关于本发明的第三方面所述。

在另一个实施例中，照明器包括外部室外照明控制器(OLC)。外部OLC使用与SiLabs双ZigBee/BLE无线电结合的蜂窝无线电，或者替代地仅ZigBee无线电。对于具有塑料外壳的照明器，由OLC传输的无线信号可以容易地穿透照明器内部；因此，积水会影响无线多径信号。例如，从OLC通过照明器到地面的CSI路径将被积水显著改变。对于具有包括金属部件的外壳的照明器，影响将取决于有多少无线电信号设法到达积聚的水(并且还没有首先被照明器的金属外壳反射)。在这种情况下，照明器硬件被设计成让一些无线电信号从安装到外壳外部的OLC进入照明器腔。

在特定实施例中，无线可控照明器的集水区域包括吸水材料。每当照明器内有过多的水分时，吸水材料就吸收多余的水分。吸水材料的最终变化影响由水检测设备确定的信号质量值。可选地，在另一个实施例中，吸水材料涂覆有或者以其他方式包括金属颗粒，以在其吸水和膨胀时最大化其与射频无线通信信号的相互作用。

本发明的第三方面由一种照明布置形成，该照明布置被配置成检测形成该照明布置的照明器内的进水。该照明布置包括多个无线可控照明器，所述多个无线可控照明器被配置成接收和提供射频无线通信信号，以根据预定的通信协议与照明布置的其他照明器进行通信。第三方面的照明布置还包括至少一个如关于第一方面所述的水检测设备，并且因此共享其优点。

下面，描述第三方面的照明布置的实施例。

在一个实施例中，水检测设备被包括在一个或多个照明器中，特别是所有照明器中。因此，包括水检测设备的这些照明器符合本发明的第二方面。

在操作中，水检测设备被配置成确定和存储指示信号质量值的基线值，该信号质量值优选地在干燥条件下获得，即，在照明器中没有进水的情况下。优选地，为提供由接收器单元接收的射频无线通信信号的每个发射器单元确定并存储基线值。

在包括基于物联网或连接的照明器的照明布置的特定实施例中，基线值由照明布置管理系统或基于云的服务存储。在一个实施例中，这是通过与暴露在类似条件下的相邻照明器进行直接比较来执行的。例如，在雨天的情况下，这将以基本类似的方式影响通信信号。在另一个实施例中，通过例如天气服务找到具有相似环境条件的时间段。然后，在这些时间段期间确定的信号质量值被用于基线值确定。

由于照明器(尤其是高开间照明器(high-bay luminaire)或路灯)的紧邻环境通常相当恒定，因此与特定发射器相关联的所确定的信号质量值的任何偏差都被认为是在包括发射器的照明器或水检测设备内已经发生冷凝或进水的可靠指示。无论何时发生进水事件，无论是照明器内的冷凝还是漏水，与干燥状态的基线值相比，照明器内的无线多径信号都显著改变。随着无线信号传播路径的改变，发射到发射照明器外部的无线光束也受到影响，这导致从遭受进水的照明器的发射器单元提供的无线通信信号中确定的信号质量值的可观察到的差异。因此，与多个照明器相关联的信号质量值的评估有利于确定哪个照明器中正在积水。

在特定实施例中，无线可控照明器被紧密地隔开，使得由给定照明器提供的无线通信信号被比相邻照明器更多的照明器接收。由于水积聚还影响被动地通过目标照明器的任何射频通信的无线信号传播路径，因此可以通过利用与目标照明器相邻的两个照明器执行RF感测来检测水的存在。然后，水的检测由两个相邻的照明器执行，而目标照明器不主动参与水确定过程。

在第三方面的照明布置的另一实施例中，发射器单元被配置成提供水感测专用射频无线通信信号，该信号具有比用于操作照明布置的射频无线通信信号更高的频率值范围。因为由于水汽凝结体(诸如水)导致的射频无线信号的衰减随着无线信号的传输频率的增加而增加，因此发射器单元被配置为提供比为通信目的提供的信号更高频率范围的水感测专用射频无线通信信号。例如，在被配置为根据IEEE 802.15.4通信协议进行通信的照明布置中，发射器单元被配置为提供用于与其他照明器进行通信的无线通信信号，特别是用于在2.4GHz的频带上进行操作和状态通信的目的。发射器单元还被配置为在5GHz的较高频带上提供水感测专用射频无线通信信号。由于进水通常发生得慢，发射器被配置成在较低频带中的通信消息之间交替，与以较高的、优选地最高的可能频率发送的RF感测专用消息交错。

在一个实施例中，无线可控照明器包括多频带天线。该照明器有利地被配置成提供无线通信信号，用于在第一频带中与其他设备通信，该第一频带较少受水存在的影响。出于诊断目的，照明器被配置成切换到比第一频带更受水存在影响的第二频带。因此，信号质量值的相对比较给出了关于进水的洞察。

在另一个实施例中，照明布置还包括进水控制单元，该进水控制单元被配置成从一个或多个水检测设备接收指示发射器单元和接收器单元之间的相应信号传播路径中水量可能增加的相应水检测信号，并且使用水检测信号来确定相应照明器中进水的可能性，并且提供指示该可能性的进水信号。

在一个实施例中，进水控制单元被配置成通过在其中一个照明器上引起预定义的光效应来通知用户进水问题，优选地，该照明器遭受进水。附加地，如果进水被认为是安全隐患，或者替代地，进水信号被提供给被认为正遭受进水的照明器的照明器控制单元，该照明器控制单元被配置成取决于进水信号的接收来控制照明单元的操作。例如，照明器控制单元被配置成触发断路器，以在与水相关的安全事故发生之前主动使照明器断电，可选地向照明控制云后端通知故障模式或者咨询云后端是否关闭灯。

根据本发明的第四方面，描述了一种用于操作水检测设备的方法。该方法包括：

-根据预定的无线通信协议从至少一个发射器单元接收射频无线通信信号；

-确定并存储相应的信号质量值，特别是指示无线通信信号的信号强度或者至少一个发射器单元和接收器单元之间的相应无线通信链路的信道状态，或任何其他合适的信号质量度量，其中信号质量值与射频无线通信信号的信号传播路径中存在的水量相关；

-响应于触发信号的接收，确定并存储指示从由相应发射器单元提供的射频无线通信信号获得的信号质量值的相应基线值；

-将信号质量值与对应的基线值进行比较；

-在确定相应的信号质量值已经超出预定的容差范围达至少预定的时间量时，提供相应的水检测信号，该水检测信号指示相应的信号传播路径中的水含量相对于基线值确定期间的水含量的可能增加或减少。

因此，第一方面的方法共享了本发明第一方面的水检测设备或其任何实施例的优点。

在特定实施例中，该方法包括：

-确定接收的信号质量值序列的频域中的相应变换；

-在信号质量值序列的变换中，确定预定频率模式在低于50Hz、优选低于10Hz、并且更优选低于5Hz的频带中的出现；和

-进一步取决于预定频率模式的出现来提供水检测信号。

本发明的第五方面由一种用于确定照明布置的无线可控照明器中的进水的方法形成。该方法包括

-由第一照明器的发射器单元提供射频无线通信信号；

-在第一照明器外部的水检测设备处执行本发明第四方面的方法。

本发明的第六方面由一种用于确定无线可控照明器中的进水的方法形成，该无线可控照明器具有发射器单元、接收器单元和外壳，该外壳具有位于发射器单元和接收器单元之间的信号传播路径中的集水区域。该方法包括：

-由照明器的发射器单元提供射频无线通信信号；和

-执行根据本发明第四方面的方法。

第七方面由包括指令的计算机程序形成，当由计算机执行该程序时，该指令使计算机执行根据第四方面的方法。

应当理解，权利要求1的水检测设备、权利要求4的无线可控照明器、权利要求7的照明布置、权利要求11的用于操作水检测设备的方法、权利要求13的用于确定照明布置的无线可控照明器中的进水的方法、权利要求14的用于确定无线可控照明器中的进水的方法、以及权利要求15的计算机程序具有类似和/或相同的优选实施例，特别是如从属权利要求中所限定的。

应当理解，本发明的优选实施例也可以是从属权利要求或上述实施例与各自独立权利要求的任何组合。

参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将是清楚的并得到阐述。

附图说明

在下列附图中：

图1示出了从照明器的外部发射器接收射频无线通信信号的水检测设备的一个实施例的示意框图，

图2示出了水检测设备的另一个实施例的示意框图，

图3示出了无线可控照明器的一个实施例的示意框图，

图4示出了无线可控照明器的另一个实施例的示意框图，

图5示出了照明布置的一个实施例的示意框图，

图6A和图6B示出了照明布置的替代实施例的示意框图，

图7示出了用于操作水检测设备的方法的实施例的流程图，以及

图8示出了确定照明布置的无线可控照明器中的进水的方法的实施例的流程图。

具体实施方式

图1示出了示例性水检测设备100的示意框图，该水检测设备100从无线可控的照明器105(例如高开间照明器或路灯)的发射器104接收射频无线通信信号S。水检测设备100适于通过使用射频(RF)感测技术来检测水量的增加或减少，如下所述。待检测的水可以处于气相、液相、或气相和液相两者的组合中。

水检测设备包括接收器单元102，该接收器单元102被配置成根据预定的无线通信协议从外部发射器单元(例如发射器单元104)接收射频无线通信信号S。合适的无线通信协议包括但不限于Zigbee、蓝牙、低能量蓝牙、Thread和WiFi。典型地，RF无线通信信号在1GHz和100GHz之间的频率范围内提供，其中当例如与可见波长区域中的信号相比时，由于吸收，水在信号传输中具有更强的影响。作为示例，在60GHz频带中传输的WiFi信号具有大约5mm的波长，这对应于大约10

信号质量确定单元106连接到接收器单元，并被配置成确定和存储相应的信号质量值，例如指示无线通信信号S的信号强度(RSSI)或发射器单元104和接收器单元102之间的相应无线通信链路的信道状态(CSI)，或可能受水影响的任何其他合适的信号质量度量。因此，信号质量值与发射器单元104和接收器单元102之间的信号传播路径中存在的水W的量相关。

基线值确定单元108被配置成响应于触发信号T的接收，确定并存储指示在所谓的基线条件下从由发射器单元104提供的射频无线通信信号S获得的信号质量值的相应基线值。

水检测设备100包括连接到信号质量确定单元106和基线值确定单元108的水检测单元110。水检测单元被配置为将由信号质量确定单元确定的信号质量值与在基线条件下确定的对应基线值进行比较。水检测单元被配置成在确定相应的信号质量值已经超出预定的容差范围达至少预定的水确定时间跨度时提供水检测信号WD，水检测信号指示相应的信号传播路径中的水含量相对于基线值确定期间的水含量的可能增加。在特定示例中，容差范围是基线值的20％，从而如果在预定的水检测时间跨度内检测到低于基线值80％或高于基线值120％的信号质量值，则提供水检测信号。在其他示例性水检测设备中，容差范围相对于基线值不对称。在又一示例性水检测设备中，基线值是容差范围的上边界或下边界。

在操作下，优选地在安装照明器105之后，提供触发信号，并且为发射器104或者发射器104和接收器之间的无线通信链路确定基线值。

如果在操作期间，水W在照明器内部泄漏或者在照明器内部冷凝，那么水将主要经由重力被收集在照明器的集水区域中。有利地定位发射器，使得射频无线通信信号的辐射模式具有朝向集水区域定向的最大值。辐射模式还指示由照明器引起的可能的多径传播，而不仅仅指示发射器本身的天线的辐射模式。由发射器提供的无线通信信号的部分能量被积水吸收或散射，并且所确定的信号质量值(即RSSI或CSI)相应地随时间降低。当信号质量值已经超出预定容差范围达预定的水确定时间跨度时，提供水检测信号WD。因此，水检测信号的提供指示相对于基线条件下的水量，相应信号传播路径中的水量可能增加。

水检测设备100还被配置成从多个外部发射器单元接收射频无线通信信号。在特定的水检测设备中，触发信号T的接收导致相应基线值的确定，每个基线值与外部发射器单元之一相关联。替代地，基线值确定单元108被配置成接收用于发射器单元的相应一个或子集的专用触发信号。

信号质量确定单元106被配置成从由相应发射器单元提供的RF无线通信信号来确定和存储信号质量值。因此，水检测单元110被配置成检测水检测设备100的相应发射器单元和接收器单元102之间的每个发射器单元或无线通信链路的水量的增加。

图2示出了水检测设备200的另一个实施例的示意框图。以下描述集中在图1的水检测设备100和图2的水检测设备200之间的差异。那些相似的技术特征使用相同的数字指代，除了第一个数字(对于水检测设备100是“1”，并且对于水检测设备200是“2”)。

在水检测设备200中，水检测单元210还包括频率评估单元212。频率评估单元被配置成使用与一个或多个发射器单元相关联的接收信号质量值来生成时域中相应的信号质量值序列。对于给定的时间跨度，该序列指示信号质量值随时间的变化。频率评估单元还被配置成在频域中确定信号质量值序列的相应变换，并且在信号质量值序列的变换中确定低于50Hz的频带中预定频率模式的出现。例如，预定频率模式是在2Hz和5Hz之间的预定频率范围内正弦峰-峰分量的出现。

水检测单元210被配置成进一步取决于预定频率模式的出现来提供水检测信号WD。使用基于时域中的信号质量值的度量以及基于这些值的频率分析的度量进一步增加了水检测的置信度。

图3示出了无线可控照明器330的实施例的示意框图，该照明器330包括参照图1或图2描述的水检测单元300。

无线可控照明器320还包括照明单元322，该照明单元322被配置成取决于经由射频无线通信信号接收的操作指令来接收电力并发射用于照明的光。照明器320还包括发射器单元，用于提供用于通信的射频无线通信信号。无线可控照明器320的操作和/或状态通过经由合适的无线通信协议提供指令来控制，所述无线通信协议例如但不限于Zigbee、蓝牙、低能量蓝牙、Thread或WiFi。照明器320还包括外壳326，外壳326包括用于收集照明器内部的水的集水区域328。由于照明器内进水或冷凝，水可能积聚在外壳内。

适当地但不是必须地，集水区域328和发射器单元被布置成使得发射器单元324的辐射模式R的最大值指向集水区域328。

图4示出了无线可控照明器420的另一个实施例的示意框图。以下描述集中在图3的照明器320和图4的照明器420之间的差异。那些相似的技术特征使用相同的数字指代，除了第一个数字(对于照明器320是“3”，并且对于照明器200是“4”)。

在无线可控照明器420中，集水区域428位于由发射器单元424提供并由接收器单元402接收的无线通信信号S的信号传播路径中。因此，该照明器有利地被配置成确定水是否已经积聚在集水区域中。优选地，在该特定照明器中，水检测信号被提供给照明器控制单元，该照明器控制单元被配置为取决于水检测信号来控制照明单元的操作。例如，照明器控制单元被配置为触发断路器，以在与水相关的安全事故发生之前主动使照明器断电。

图5示出了照明布置550的实施例的示意框图，该照明布置550包括多个无线可控照明器552、554和556以及照明器外部的水检测设备500。水检测设备被配置成在接收到一个或多个触发信号时，确定并存储相应的基线值，该基线值指示在基线条件下从由相应的照明器552、554、556提供的射频无线通信信号获得的信号质量值。此外，它被配置成将由信号质量确定单元确定的并且与给定照明器相关联的信号质量值与对应的基线值进行比较，并且提供相应的水检测信号WD，如上文关于图1所述。替代地，水检测设备可以集成在照明器552、554或556中的任何一个或多个中。

图6A和图6B示出了照明布置650a和650b的替代实施例的示意框图。例如，照明布置650a特别适用于紧密间隔的照明器652、654a、656a，例如那些用于园艺的照明器。照明布置650a适于执行如上所述的基于RF的水感测功能，其使用两个照明器652、656a来检测第三照明器654a中的进水。聚集在照明器654a内部的水W也改变了被动地通过照明器的任何射频无线通信信号的无线多径。照明器652(其不一定必须是无线可控照明器)中的进水是通过在水检测设备600处确定由照明器656a的发射器单元提供的RF无线通信信号的信号质量值来执行的，在这种情况下，水检测设备600集成在照明器652中。因此，基于RF的水感测功能仅由照明器656a和652执行，而目标照明器654a没有主动参与。可选地，基于RF的水感测过程聚集从由采用穿过一个或多个目标照明器的传播路径的其他照明器提供的信号获得的其他信号质量值的评估和比较。

在图6B的示例性照明布置650b中，照明器654b和656b还包括相应的水检测设备600，该水检测设备600已经确定并存储了与基线条件下的其他照明器相关联的相应基线值。每当水积聚在任何一个或多个照明器(例如图6B中的照明器654b)中时，这以几种方式影响信号质量值。首先，由照明器654b提供的RF无线通信信号受到集水区域中积聚的水的影响。此外，由照明器654b接收的RF无线通信信号也受到水的积聚的影响。例如，在图6B所示的情况下，由照明器656b提供并在照明器654b处接收的信号的信号质量值在容差范围之外，这指示在两个照明器之间的信号传播路径中有水积聚。对于在照明器654b处从由照明器656b提供的信号中确定的信号质量值，也发生同样的情况。原则上，在具有两个照明器的情况下，确定哪个特定照明器正在遭受进水并不是直截了当的。为此，由照明布置650b提供的简单解决方案是考虑由其他照明器确定的信号质量值。例如，由照明器656b提供并由照明器652接收的信号的信号质量值保持在容差范围内。该结果使得能够确定进水已经发生在照明器654b中、并且不是在照明器656b中。

照明布置650b还包括进水控制单元658，进水控制单元658被配置成从一个或多个水检测设备600接收指示发射器单元和接收器单元之间的相应信号传播路径中水量可能增加的相应水检测信号，并且使用水检测信号来确定相应照明器中进水的可能性，并且提供指示该可能性的进水信号，如上所述。

值得注意的是，信号质量值的降低可能由其他问题(诸如例如，穿过信号传播路径并吸收或散射部分辐射能量的物体或对象)引起。然而，这些效应的时间特征不同于由水积聚引起的效应。

图7示出了用于操作水检测设备的方法700的实施例的流程图。该方法包括在步骤702中，根据预定的无线通信协议从至少一个发射器单元接收射频无线通信信号。该方法包括在步骤704中确定和存储相应的信号质量值，例如指示无线通信信号的信号强度或至少一个发射器单元和接收器单元之间的相应无线通信链路的信道状态，或任何其他合适的信号质量度量，其中信号质量值与射频无线通信信号的信号传播路径中存在的水量相关。该方法包括，在步骤706中，并且响应于触发信号的接收，确定并存储指示从由相应发射器单元提供的射频无线通信信号获得的信号质量值的相应基线值。该方法包括，在步骤708中，将信号质量值与对应的基线值进行比较，并且在步骤710中，在确定相应的信号质量值已经超出预定容差范围达至少预定的水确定时间跨度时，提供相应的水检测信号，该水检测信号指示相应的信号传播路径中的水含量相对于基线值确定中的水量的可能增加或减少。

可选地，该方法还包括，在步骤712中，使用接收的信号质量值在时域中生成相应的信号质量值序列；在步骤714中，确定信号质量值序列在频域中的相应变换；以及在步骤716中，在信号质量值序列的变换中，确定低于50Hz的频带中的预定频率模式的出现。在该变型中，进一步取决于预定频率模式的出现来执行水检测信号的提供。

图8示出了确定照明布置的无线可控照明器中的进水的方法的实施例的流程图。该方法包括，在步骤802中，由第一照明器的发射器单元提供射频无线通信信号。该方法还包括在第一照明器外部的水检测设备处执行根据权利要求11或12的图7的方法700。

图8的方法800可以有利地适用于确定无线可控照明器中的进水，该无线可控照明器具有发射器单元、接收器单元和外壳，该外壳具有位于发射器单元和接收器单元之间的信号传播路径中的集水区域。在这种情况下，该方法包括由照明器的发射器单元提供射频无线通信信号，并执行图7的方法700。

总之，本发明涉及一种用于检测水量相对于基线条件的变化的水检测设备。水检测设备被配置为将信号质量值与基线值进行比较。信号质量值指示与信号传播路径中存在的水量相关的信号质量度量。基线值指示在基线条件下从射频无线通信信号获得的信号质量值。水检测设备被配置成在确定相应的信号质量值已经超出基线值的容差范围达预定量跨度时，提供指示相应信号传播路径中水量的可能变化的水检测信号，而不需要任何专用的水传感器。

通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开实施例的其他变型。

在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。

单个单元或设备可以实现权利要求中列举的几个项目的功能。在相互不同的从属权利要求中引用某些措施的纯粹事实不表示这些措施的组合不能被有利地使用。

计算机程序可以存储/分布在合适的介质上，例如光学存储介质或固态介质，与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分提供；但是也可以以其他形式分布，例如经由互联网或者其他有线或无线电信系统。

权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。