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CN109479362B - 用于控制电负载的多个操作特性的控制装置 - Google Patents

用于控制电负载的多个操作特性的控制装置 Download PDF

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CN109479362B CN201780044371.1A CN201780044371A CN109479362B CN 109479362 B CN109479362 B CN 109479362B CN 201780044371 A CN201780044371 A CN 201780044371A CN 109479362 B CN109479362 B CN 109479362B
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Abstract

一种负载控制装置可以被配置成控制一个或者多个电负载的多种特性，诸如照明负载的强度和颜色。负载控制装置可包括用于调节多个特性的同心旋转部。负载控制装置的控制电路可以被配置成响应于同心旋转部的旋转来生成用于控制电负载的一个或多个特性的控制数据。控制电路还可以被配置成提供关于施加在一个或多个视觉指示器上的控制的反馈。负载控制装置可为壁挂式调光器装置，或者电池供电的遥控装置。

Description

用于控制电负载的多个操作特性的控制装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年6月3日提交的临时美国专利申请号62/345,449和2016年6月29日提交的临时美国专利申请号62/356,288的优先权。
背景技术
可能出于各种目的，诸如为了呈现、舒适和健康而操纵照明设备的强度和/或颜色。典型的颜色控制技术可包括暗到暖(dim to warm)、相关色温(CCT)和全色调谐。暗到暖是一种用于与强度成比例地调节光源色温的技术，以模仿白炽灯关于强度的色移(例如，较低光照水平下的较暖色温，以及较高光照水平下的较冷色温)。基于CCT的颜色调谐是一种用于在指定参数内独立地控制光源的色温和强度的技术。全色调谐是一种用于通过以不同比例混合几种基色(例如，红色、绿色、蓝色)来改变光源的发射色谱的技术。
不同类型的强度控制/颜色调谐技术可能需要不同类型的用户接口。例如，暗到暖控制通常需要一个控制输入。输入可以(例如，通过LED驱动器)被转换成适当的强度和/或颜色控制信号，以用于驱动照明设备。基于CCT的颜色调谐和/或全色控制可能需要一个用于色温的控制输入，和用于光强度的单独控制输入。此外，用户可能期望不仅应用前述类型的控制，而且还接收关于所应用的控制的类型、数量和/或结果的反馈。
传统的控制装置通常被设计成用于控制电负载的一个特定方面。例如，调光器开关可能仅能够控制照明负载的强度。为了控制照明负载的颜色，通常需要单独的控制装置。使用多个控制装置来控制电负载不仅增加设置相关负载控制系统所需的成本和工作量，而且还负面地影响系统的可用性和美学吸引力。传统的控制装置还具有非常简单的用户接口，其缺少用于保持通知用户所应用的控制的类型和/或数量的反馈机构。
发明内容
如本文所述，一种控制装置可被配置成在负载控制系统中使用，以控制递送到一个或多个电负载的相应电力(power)量。控制装置可以在一个或多个电负载的外部，并且可以包括基部，该基部可被配置成安装到电壁箱(例如，当控制装置是调光器开关时)，或者安装在现有机械开关上(例如，当控制装置是改装遥控装置时)。当被配置成调光器装置时，控制装置还可包括负载控制电路，其适于串联电耦合在AC电源与一个或多个电负载之间，以用于控制递送到一个或多个电负载的电力。当被配置为改装遥控装置时，控制装置可被安装在机械开关的拨转致动器上，该拨转致动器控制是否将电力递送到一个或多个电负载。
控制装置还可以包括第一同心旋转部和第二同心旋转部和控制电路。第一旋转部和第二旋转部可以沿垂直于基部的轴线占据不同的平面。第一旋转部和第二旋转部可以相对于基部独立且同时旋转，用于调节一个或多个电负载的第一特性(例如，诸如强度)和第二特性(例如，诸如颜色)。控制电路可被配置成响应于第一旋转部的旋转来生成用于改变一个或多个电负载的第一特性的第一控制数据，并且响应于旋转部的旋转来生成用于改变一个或多个电负载的第二特性的第二控制数据。
控制装置还可包括被配置成将由一个或者多个光源照亮的一个或者多个视觉指示器。一个或多个视觉指示器可以形成基本上圆形的灯条，其可以沿着第一旋转部的周边延伸。当被照亮时，灯条可提供关于一个或多个电负载的第一特性和/或第二特性的反馈。
附图说明
图1描绘包括一个或者更多示例控制装置的示例负载控制系统。
图2是可被部署为图1中所示的负载控制系统的调光器开关和/或遥控装置的示例控制装置的透视图。
图3是可部署为图1中所示的负载控制系统的遥控装置的具有从基部被拆下的控制单元的示例遥控装置的透视图。
图4示出可被部署为图1中所示的负载控制系统的遥控装置的示例控制装置的简化方框图。
图5示出可被部署为图1中所示的负载控制系统的负载控制装置(例如调光器开关)的示例控制装置的简化方框图。
图6示出可由图1中所示的负载控制系统的控制装置执行的示例强度和/或颜色控制过程。
具体实施方式
图1是示例负载控制系统的简化图。如图所示，负载控制系统被配置成用于控制一个或多个照明负载(诸如安装在天花板上的筒灯设备103中的照明负载102和安装在台灯105中的可控照明负载104)的照明控制系统100。图1中所示的照明负载102、104可包括不同类型的光源(例如，白炽灯、荧光灯和/或LED光源)。照明负载可能具有高级特征。例如，可以控制照明负载以响应于用户命令发出不同强度和/或颜色的光。递送至照明负载的电力量可被调节到绝对水平或可被调节相对量。照明控制系统100可被配置成根据一个或多个可配置的预设置或场景来控制一个或多个照明负载(例如，和/或其它电负载)。这些预设置或场景可对应于例如预定义的光强度和/或颜色、预定义的娱乐设置(诸如音乐选择和/或音量设置)、预定义的窗口处理设置(例如阴影的位置)、预定义的环境设置(诸如HVAC设置)，或其任何组合。预设置或场景可对应于一个或多个特定电负载(例如，床头灯、天花板灯等)和/或一个或多个特定位置(例如，房间、整个房子等)。
照明负载102可以是用电线接入照明控制系统100的电力控制和/或输送路径的照明负载的示例。同样地，照明负载102可以由壁挂式控制装置，诸如调光器开关控制。照明负载104可以是配备有集成负载控制电路和/或无线通信能力的照明负载的示例，使得可以经由无线控制机构(例如，通过遥控装置)来控制照明负载。
照明控制系统100可包括一个或多个控制装置，以用于控制照明负载102、104(例如，控制递送至照明负载的电力量)。照明负载102、104可以基本上一致地控制，或者可以单独控制。例如，可以对照明负载进行分区，使得照明负载102可由第一控制装置控制，而照明负载104可由第二控制装置控制。控制装置可被配置成接通和关断照明负载102、104。控制装置可被配置成控制通过照明负载传导的负载电流的大小(例如，以便将照明负载102、104的强度控制在低端强度LLE和高端强度LHE之间)。控制装置可被配置成将递送至照明负载的电力量控制到绝对水平(例如，控制到最大可允许量)，或者控制相对量(例如，从当前水平增加10％)。控制装置可被配置成(例如，通过控制照明负载的色温或通过对照明负载应用全色控制)来控制照明负载102、104的颜色。
控制装置可被配置成激活与照明负载102、104相关联的预设置(例如，预设置可以与照明负载的一个或多个预定设置相关联，诸如照明负载的强度水平和/或照明负载的颜色。预设置可以经由控制装置和/或经由外部装置(例如，移动装置)，通过控制装置的无线通信电路来配置。控制装置可以被配置成激活区域的控制。区域可对应于被配置成由控制装置控制的一个或多个电负载。区域可以与特定位置(例如，起居室)或多个位置(例如，具有多个房间和走廊的整个房子)相关联。控制装置可被配置成在不同的操作模式之间切换。操作模式可以与控制不同类型的电负载或一个或多个电负载的不同操作方面相关联。操作模式的示例可包括用于控制一个或多个照明负载的照明控制模式(例如，其又可以包括颜色控制模式和强度控制模式)、娱乐系统控制模式(例如，用于控制音乐选择和/或音频系统的音量)、HVAC系统控制模式、窗口治疗装置控制模式(例如，用于控制一个或多个阴影)等。
本文所述的控制装置可以是例如调光器开关110、改装遥控装置112、壁挂式控制装置114、桌面遥控装置116和/或手持式遥控装置118，如图1所示。调光器开关110可包括基部(例如，可以容纳调光器开关110的电路和/或机械互补件的轭、边框和外壳中的一个或多个)，其被配置成安装到标准电壁箱。一旦安装，则调光器开关110可以串联电连接耦合在交流(AC)电源105和照明负载之间，该照明负载以电线连接到调光器开关110的控制路径中(例如，照明负载102)。调光器开关110可以从AC电源105接收AC电源线电压VAC，并且可以生成用于控制照明负载102的控制信号。可以通过各种相位控制技术(例如，正相控制调光技术或反相控制调光技术)生成控制信号。调光器开关110可被配置成接收代表控制照明负载102的命令的无线信号(例如，来自遥控装置)，并且生成相应的控制信号以用于执行命令。参考图13并且在下列文献中更详细地描述了壁挂式调光器开关的示例：在2007年7月10日发布的共同受让的美国专利号7,242,150，标题为“DIMMER HAVING A POWER SUPPLYMONITORING CIRCUIT”；2009年6月9日发布的，标题为“DIMMER HAVING A MICROPROCESSOR-CONTROLLED POWER SUPPLY”的美国专利号7,546,473；以及2014年3月4日发布的，标题为“TWO-WIRE DIMMER SWITCH FOR LOW-POWER LOADS”的美国专利号8,664,881，其全部公开内容在此通过引用以其整体并入。
改装遥控装置112可以包括基部，该基部被配置成安装到可以预先存在于照明控制系统100中的机械开关(例如，拨动开关122、扳钮开关、按钮开关和/或其它合适的开关)。这种改装解决方案可以提供节能和/或高级控制特征，例如不需要显著的电气重新布线和/或不需要更换现有的机械开关。作为示例，消费者可以用可控照明负载104替换现有的灯，将耦合到照明负载104的拨动开关122切换到接通位置，将遥控装置112安装(例如，嵌入)到拨动开关122上，并且将遥控装置112与光源104相关联。然后，可以使用改装遥控112来执行拨动开关122可能不能执行的高级功能(诸如，使光输出的强度水平变暗、改变光输出的颜色、向用户提供反馈等)。如图所示，拨动开关122(例如，通过串联电连接)耦合在AC电源105和电插座120之间，照明负载104可以插入电插座120中(例如，如图1中所示)。可替选地，拨动开关122可以在没有电插座120的情况下耦合在AC电源105和一个或多个照明负载102、104之间。
壁挂式遥控装置114可被配置成安装到标准电壁箱并且电连接到AC电源105以用于接收电力。壁挂式遥控装置114可被配置成接收用户输入并且可以生成和发送控制信号(例如，诸如数字消息的控制数据)，以用于响应于用户输入来控制照明负载102、104。桌面遥控装置116可被配置成放置在表面(例如，茶几或床头柜)上，并且可以由直流(DC)电源(例如，电池或插入电源插座的外部DC电源)供电。桌面遥控装置116可被配置成接收用户输入，并且可以响应于用户输入来生成并发送用于控制照明负载102、104的信号(例如，数字消息)。手持式遥控装置118可按尺寸形成以适合用户的手，并且可以由直流(DC)电源(例如，电池或者插入电源插座的外部DC电源)供电。手持式遥控装置118可被配置成接收用户输入，并且可以响应于用户输入来生成并发送用于控制照明负载102、104的信号(例如，数字消息)。在下列文献中更详细地描述了电池供电遥控的示例：2012年12月11日发布的，标题为“WIRELESS BATTERY POWERED REMOTE CONTROL HAVING MULTIPLE MOUNTING MEANS”的共同受让的美国专利号8,330,638，和2009年8月11日发布的，标题为“METHOD OFPROGRAMMING A LIGHTING PRESET FROM A RADIO-FREQUENCY REMOTE CONTROL”的美国专利号7,573,208，其全部公开内容在此通过引用以其整体并入。
本文所述的控制装置(例如，调光器开关110和/或遥控装置112-118)可以各自包括用户输入单元。用户输入单元可被配置成接收(例如，检测)用户输入，以用于控制一个或者多个照明负载102、104和/或控制装置本身。用于接收用户输入的多个机构可以在用户输入单元上实现，包括例如旋转机构(例如，诸如旋钮或拨盘)、按钮或开关或其仿制品，以及触敏装置(例如，诸如电容式触摸表面)，触敏装置被配置成检测点致动和手势两者。
本文所述的控制装置(例如，调光器开关110和/或遥控装置112-118)可以各自包括被配置成由一个或多个光源(例如，一个或多个LED)照亮的一个或多个视觉指示器(例如，灯条)。一个或多个视觉指示器可被设置在用户输入单元上，或者可以与用户输入单元分开。一个或多个视觉指示器可操作，从而向控制装置的用户提供反馈。这种反馈可以指示例如由控制装置控制的照明负载(例如，照明负载102、104)的状态。该状态可以反映例如照明负载是接通还是关断、照明负载的当前强度、照明负载的颜色等。反馈可以指示控制装置自身的状态，例如，诸如控制装置的当前操作模式(例如，强度控制模式或颜色控制模式)、控制装置的电源状态(例如，剩余电池电力)等等。作为示例，控制装置可在控制装置被致动时和/或在控制装置被致动之后经由视觉指示器提供反馈。反馈可以向用户指示控制装置响应于致动正在发送控制信号(例如，RF信号)。控制装置可被配置成在触发反馈的条件继续存在的同时保持视觉指示器被照亮。控制装置可被配置成照亮视觉指示器几秒(例如，1-2秒)，然后关断视觉指示器(例如，以节省电池寿命)。
本文所述的控制装置(例如，调光器开关110和/或遥控装置112-118)可以各自包括控制电路。控制电路可被配置成响应于经由用户输入单元接收的用户输入。控制电路可被配置成响应于用户输入来生成用于控制照明负载102、104的控制数据(例如，控制信号)。控制数据可包括用于控制照明负载102、104的命令和/或其它信息(例如，装置标识信息)。控制数据可被包括在经由无线通信电路发送到照明负载102、104的控制信号中。控制电路可被配置成照亮一个或多个视觉指示器，以提供正在应用的控制和/或其结果的反馈。
本文所述的控制装置(例如，调光器开关110和/或遥控装置112-118)可以各自包括用于发送和/或接收射频(RF)信号108的无线通信电路。例如，可以使用无线通信电路，以将包括由控制装置生成的控制数据(例如，数字消息)的控制信号发送到照明负载102、104或发光控制系统100的中央控制器。可以响应于用户输入来生成控制数据以调节照明负载102、104的一个或多个操作方面。控制数据可以包括与控制装置和/或一个或多个照明负载102、104(例如，和/或负载控制系统100的其它电负载)相关联的命令和/或标识信息(例如，诸如唯一标识符)。
控制装置(例如，遥控装置112-118)可以与一个或多个照明负载和/或其它控制装置(例如，调光器开关110)相关联，以用于(例如，通过配置程序)控制照明负载。在这种关联后，照明负载102、104可以响应于控制装置发送的控制信号。为了说明，可以通过致动相关照明负载和/或控制装置上的致动器，然后致动(例如，按压并保持)控制装置上的致动器达预定时间量(例如，大约10秒)来实现关联。在下列文献中更详细地描述了用于将控制装置与电负载相关联的配置程序的示例：2008年5月15日公开的，标题为“RADIO-FREQUENCYLIGHTING CONTROL SYSTEM”的共同受让的美国专利公开号2008/0111491，其全部公开内容在此通过引用以其整体并入。还可以控制无线通信电路以经由RF信号发送/接收关于控制装置和/或照明负载102、104的反馈信息。
本文所述的控制装置(例如，调光器开关110和/或遥控装置112-118)可包括存储器(未示出)。例如，存储器可用于存储与控制装置和/或照明负载102、104相关联的操作设置(例如，诸如照明预设置及它们相关联的光强度和/或颜色)。存储器可以实现为外部集成电路(IC)或内部电路(例如，作为控制电路的一部分)。
此外，应明白，尽管上面提供了具有两个照明负载的照明控制系统作为示例，但是如本文所述的负载控制系统可以包括更多或更少的照明负载、其它类型的照明负载和/或其它类型的电负载，这些负载可以被配置成由一个或多个控制装置控制。例如，负载控制系统可包括以下中的一个或多个：用于驱动气体放电灯的调光镇流器；用于驱动LED光源的LED驱动器；用于控制照明负载的强度的调光电路；包括调光器电路和白炽灯或卤素灯的旋入式灯具；包括镇流器和紧凑型荧光灯的旋入式灯具；包括LED驱动器和LED光源的旋入式灯具；电子开关、可控断路器或其它用于接通和关断器具的开关装置；插入式控制装置、可控电插座或可控电源板，其用于控制一个或多个插入式负载；电动机控制单元，其用于控制诸如吊扇或排气扇的电动机负载；驱动单元，其用于控制电动窗户装置或投影屏幕；一个或多个电动内部和/或外部百叶窗；用于加热和/或冷却系统的恒温器；温度控制装置，其用于控制加热、通风和空调(HVAC)系统的设定点温度；空调；压缩机；电动基板加热器控制器；可控阻尼器；可变风量控制器；新鲜空气进气控制器；通风控制器；一个或多个液压阀，其用于散热器和辐射加热系统；湿度控制单元；加湿器；除湿机；热水器；锅炉控制器；池泵(poolpump)；冰箱；冰柜；电视和/或计算机监视器；摄像机；音频系统或放大器；电梯；电源；发电机；充电器，诸如电动车充电器；替代能源控制器，等等。
图2描绘示例性控制装置200，其可以被部署为照明控制系统100中的调光器开关110和/或改型遥控设备112。照明控制系统100可以包括一个或多个照明负载，例如照明负载102、104。控制装置200可以包括用户接口202(例如，用户输入设备)和面板204。用户接口202可以包括第一旋转部210和第二旋转部220，其可以能够相对于控制装置200的基部和/或面板204独立和/或同时旋转，以用于控制一个或多个照明负载的多个特性(例如，两个不同的操作特性)(例如，如下面将更详细描述的)。用户接口202还可以包括致动部230，该致动部230可以被压入面板204，以用于接通和关断照明负载(例如，拨动照明负载)。
第一旋转部210和第二旋转部220可以被配置为控制装置200上的同心环。例如，第一旋转部和第二旋转部可以具有相同的中心点或第一旋转部和第二旋转部的中心点可以(例如，沿着图2中所示的Z方向)对齐。第一旋转部210可以布置为前环(例如，在Z方向上比第二旋转部220更远离面板214)。第二旋转部220可以布置为后环(例如，在Z方向上比第一旋转部210更靠近面板214)。如图2中所示，第一旋转部210和第二旋转部220可以具有大致相同的外径。可替选地，第一旋转部210和第二旋转部220可以具有不同的外径。例如，第二旋转部220可以具有比第一旋转部210更大的外径。
控制装置200可以响应于第一旋转部210或第二旋转部220的旋转。例如，控制装置200(例如，其中包括的控制电路)可以响应于第一旋转部210相对于面板204旋转，生成用于调节递送到由控制装置控制的照明负载的电力量的第一控制数据。控制装置200(例如，其中包括的控制电路)可以响应于第二旋转部220相对于面板204旋转，生成用于调节由控制装置控制的照明负载的颜色(例如，色温)的第二控制数据。第二旋转部220的缓慢旋转可以提供照明负载的颜色的微调调节，而第二旋转部210的快速旋转可以提供照明负载的颜色的粗略调节。
控制装置200还可以响应于第一旋转部210和第二旋转部220的同时旋转(例如，第一旋转部210和第二旋转部220可以同时旋转)。例如，控制装置200可以被配置成根据预定(例如，存储的)调光曲线来控制受控照明负载的强度和颜色。预定的调光曲线可以存储在控制装置200的存储器中。预定的调光曲线可以是，例如，定义照明负载的强度和颜色(例如，色温)之间的关系的暗到暖的调光曲线，例如，当调光时可以如何控制照明负载的强度和颜色以模拟白炽灯(例如，黑体辐射器)的强度和颜色。基于暗到暖的调光曲线，控制电路可以确定如何相对于照明负载的强度来控制照明负载的颜色，其中照明负载的强度可以取决于第一旋转部210和第二旋转部220的位置。因此，当调光时，控制电路可以控制照明负载以模拟白炽灯(例如，黑体辐射器)的强度和颜色。
例如，用户可以抓住并旋转第一旋转部210和第二旋转部220两者以根据预定的调光曲线控制受控照明负载的强度和颜色。另外，第一旋转部210和第二旋转部220可以被锁定在一起以允许根据预定的调光曲线控制受控照明负载的强度和颜色。例如，第一旋转部210和第二旋转部220可以被一起推动和/或被拉开以锁定和/或解锁第一旋转部和第二旋转部。另外，控制装置200可以包括锁定构件(未示出)，该锁定构件可以滑动或卡扣到位以将第一旋转部210和第二旋转部220锁定在一起。使用任何前述机构，用户可以设置第一旋转部210和第二旋转部220的位置。作为响应，控制装置200的控制电路可以基于预定的调光曲线生成用于调节受控照明负载的强度的第一控制数据和用于调节受控照明负载的颜色的第二控制数据。然后，控制电路可以使通信电路将第一控制数据和第二控制数据(例如，将包括第一控制数据和第二控制数据的一个或多个控制信号)发送到受控照明负载或中央控制器，例如，如在下面将会更详细地讨论的。可替选地，控制电路可以被配置成响应于第一旋转部和第二旋转部的同时旋转来生成组合的强度和颜色控制数据(例如，第三控制数据)，并且使组合的控制数据经由通信电路被发送到受控照明负载或中央控制器。
尽管参考颜色和强度进行描述，但是控制装置200可以响应于第一旋转部210和第二旋转部220中的一个或多个的旋转来生成用于调节电负载的任何类型的特性的控制信号。例如，特性可以是强度、颜色(例如，色温)、音量、音乐选择、HVAC模式(例如，AC开/关、热开/关、温度、风扇速度等)、吊扇速度、电动窗户处理的相对高度/位置、或本文所述的电负载的可调特性中的任意一个中的任意一个。此外，尽管参考控制单个电负载进行描述，但是控制装置200可以被配置成响应于第一旋转部210的旋转来控制一个或多个电负载的特性，并且响应于第二旋转部220的旋转来控制一个或多个可能不同的电负载的另一个可能不同的特性(例如，和响应于第一旋转部210和第二旋转部220的同时旋转，控制一个或多个可能不同的电负载的第三特性)。
用户接口202还可以包括一个或多个视觉指示器，其被配置成由一个或多个光源(例如，一个或多个LED)照明以可视地显示信息。例如，用户接口202可以包括灯条240。当用户旋转第一旋转部210时，灯条240可以被照亮(例如，以诸如白色的单色照亮)以显示关于一个或多个照明负载的当前强度的反馈信息。当用户旋转第二旋转部220时，可以用一种或多种颜色照亮灯条240，以提供一个或多个照明负载的当前颜色的反馈。例如，整个灯条240可以被照亮单一颜色以提供一个或多个照明负载的当前颜色的反馈和/或灯条240的颜色可以随着第二旋转部220旋转而改变。当用户旋转第一旋转部210和第二旋转部220两者时，可以照亮灯条240以提供一个或多个照明负载的当前强度和/或颜色的反馈。附加地或可替选地，可以照亮致动部230的前表面以向用户提供反馈。例如，前表面可以被照亮单色(例如，从控制装置200内部的LED从后面)，以提供一个或多个照明负载的当前颜色的反馈。
图3是另一示例遥控装置310的前分解透视图，该遥控装置310可被部署为图1中所示的照明控制系统100中的改装遥控装置112，和/或图2中所示的控制装置200。遥控装置310可被配置成安装在标准灯开关312的致动器(例如，单刀单掷(SPST)维持机械开关的拨转致动器)上。遥控装置310可安装在现有面板316上，现有面板316被安装至灯开关312(例如，通过面板螺钉318)。遥控装置310可包括基部320和控制单元330，控制单元330可操作地耦合到基部320。控制单元330可由基部310支撑，并且可包括第一旋转部332和第二旋转部334(例如，环形旋转部)，他们能够相对于基部320旋转。例如，控制单元330可以被称为控制模块。
如图3中所示，控制单元330可从基部320拆下。基部320可附接(例如，固定地附接)到拨转致动器314，并且可被配置成将拨转致动器314保持在接通位置。拨转致动器314可通过基部320中的拨转致动器开口322容纳。可拧紧螺钉324以将基部320附接(例如，固定地附接)到拨转致动器314。在这方面，基部320可被配置成当遥控装置310附接到灯开关312时防止用户无意中将拨转致动器314切换到断开位置。
控制单元330可被从基部320释放。例如，控制单元释放突片326可被设置在基部320上。通过致动控制单元释放突片326(例如，向上推向基部或向下拉离基部)，用户可以从基部320移除控制单元330。
控制单元330可包括一个或多个夹子(clip)(未示出)，当基部320处于锁定位置时，夹子可由连接到控制单元释放突片326的相应锁定构件(未示出)固位。当控制单元释放突片326被致动(例如，向上推向基部或向下拉离基部)时，一个或多个夹子可被从基部320的相应锁定构件释放，以使基部320处于解锁位置。在示例中，锁定构件可被弹簧偏置到锁定位置，并且可以在控制单元释放突片326被致动和释放之后自动地返回到锁定位置。在示例中，锁定构件可以不是弹簧偏置的，在这种情况下，控制单元释放突片326可被致动以使基部320返回到锁定位置。控制单元330可被从基部320释放以进入向至少遥控装置310供电的一个或多个电池(未示出)。
当控制单元330耦合到基部320时，第一旋转部332和第二旋转部334可以(例如，沿顺时针和/或逆时针方向)相对于基部320可旋转。基部320可被配置成安装在开关312的拨转致动器314上，使得第一旋转部332和第二旋转部34中的任意一个或者两者的旋转运动可以不改变拨转致动器314的操作状态(例如，拨转致动器314可以保持在接通位置，以保持遥控装置310的功能)。
控制单元330可包括致动部336。致动部336又可包括控制单元330的前表面的一部分或全部。例如，控制单元330可以在由第一旋转部332限定的开口内具有圆形表面。致动部336可包括圆形表面的一部分(例如，圆形表面的中心区域)或大致整个圆形表面。在示例中，致动部336可被配置成朝向灯开关312移动，以致动控制单元330内部的开关(未示出)，下面将更详细描述。致动部336可在被致动之后返回到空转位置。
遥控装置310可被配置成将一个或多个无线通信信号(例如，图1的RF信号108)发送到电负载(例如，图1的照明控制系统100的照明负载102、104)。遥控装置310可包括无线通信电路(例如，RF收发器或发射器(未示出))，经由该无线通信电路可以发送和/或接收一个或多个无线通信信号。控制单元330可被配置成经由无线通信信号发送数字消息(例如，包括控制可控电负载的命令)。控制单元330可被配置成经由无线通信电路响应于第一旋转部332的顺时针旋转来发送用于提高可控照明负载的强度的命令并且响应于第一旋转部332的逆时针旋转来发送用于降低可控光源的强度的命令。另外，控制单元330可被配置成经由无线通信电路响应于第二旋转部334的顺时针和逆时针旋转来发送用于调节可控照明负载的颜色(例如，色温)的命令。
尽管参考颜色和强度进行描述，但是控制单元330可以响应于第一旋转部332和第二旋转部334中的一个或多个的旋转来生成用于调节电负载的任何类型的特性的控制信号。例如，特性可以是强度、颜色(例如，色温)、音量、音乐选择、HVAC模式(例如，AC开/关、热开/关、温度、风扇速度等)、吊扇速度、电动窗户处理的相对高度/位置、或本文所述的电负载的任何可调特性中的任意一个。此外，尽管参考控制单个电负载进行描述，但是控制单元330可以被配置成响应于第一旋转部332的旋转来控制一个或多个电负载的特性，并且响应于第二旋转部334的旋转来控制一个或多个可能不同的电负载的另一可能不同的特性(例如，并且响应于第一旋转部332和第二旋转部334的同时旋转控制一个或多个可能不同的电负载的第三特性)。
控制单元330可被配置成响应于致动部336的致动来发送用于切换电负载(例如，从关断到接通，反之亦然)的命令。另外，(例如，如果控制单元330拥有指示电负载当前关断的信息)，控制单元330可被配置成响应于致动部336的致动来发送接通电负载的命令。(例如，如果控制单元具有指示电负载当前接通的信息)，控制单元330可被配置成响应于致动部3364的致动来发送关断电负载的命令。
控制单元330可被配置成响应于致动部336的双击(例如，连续两次快速致动)来发送用于将电负载开启到最大电力水平(例如，将光源打开到全强度)的命令。控制单元330可被配置成响应于第一旋转部332的旋转来将电负载的电力水平调节到最小水平(例如，将照明负载的强度变为最小强度)，并且可以仅响应于致动部336的致动来关断电负载。控制单元330还可以被配置成旋转关断模式，在该旋转关断模式，控制单元330可以在响应于第一旋转部332的旋转(例如，没有致动该致动部)来将电负荷的电力水平(例如，照明负载的强度)控制到最低水平之后关断电负荷。
控制单元330可以包括一个或多个视觉指示器(例如，灯条338)，其可由一个或多个光源(例如，LED)照亮，例如，以向遥控装置310的用户提供反馈。在不同的实施中，灯条338可以位于遥控装置310的不同区域中。例如，灯条338可以位于第一旋转部332和致动部336之间，和/或沿着第一旋转部332或致动部336的周边延伸。灯条338可以具有不同的形状。例如，灯条338可以形成如图3中所示的整圆(例如，基本上整圆)、部分圆形、直线灯条等等。灯条338可以附接到致动部336的周边并且与致动部336一起移动(例如，当致动部被致动时)。灯条338可具有特定宽度(例如，沿灯条的整个长度具有相同宽度)。宽度的确切值可以例如取决于遥控装置310的尺寸和/或照亮灯条338的(多个)光源的强度而变化。
虽然本文示出和描述的控制装置200和遥控装置310的旋转部210、220、332、334和致动部230、336具有圆形形状，但是旋转部和致动部能够具有其它形状。例如，旋转部和致动部可以是矩形、正方形、菱形、三角形、椭圆形、星形或任何合适的形状。致动部230、336的前表面和/或旋转部210、220、332、334的侧表面可以是平面的或非平面的。另外，灯条240、338可以具有替代形状，诸如矩形、正方形、菱形、三角形、椭圆形、星形或任何合适的形状。灯条240、338可以是视觉指示器的连续环、部分环、间断环、单个直线条、直线阵列或圆形阵列，和/或其它适当的布置。控制装置200和/或遥控装置300的表面可通过各种颜色、表面处理、设计、图案等来表征。
图4是示例控制装置400(例如，遥控装置)的简化方框图，其可以被部署为照明控制系统100中的遥控装置112-118、控制装置200和/或遥控装置310。控制装置400可包括控制电路430、一个或多个致动器432(例如，按钮和/或开关)、第一和第二旋转感测电路434、436、无线通信电路438、存储器440、电池442，和/或一个或多个LED 444。存储器440可被配置成存储控制装置400的一个或多个操作参数(例如，诸如预先配置的调光曲线、预先配置的色彩场景以及/或者预设置的光强度)。电池442可向图4中所示的一个或多个组件供电。
一个或多个致动器432可包括按钮或开关(例如，机械按钮或开关，或其仿制品)，诸如与控制装置200的致动部230和/或遥控装置310的致动部336相关联地描述的那些按钮或开关。致动器432可被配置成响应于致动器432的致动来将相应的输入信号发送到控制电路430。第一和第二旋转感测电路434、436可被配置成将施加到各自的旋转机构(例如，诸如控制装置200的旋转部210、220和/或遥控装置310的旋转部332、334)的力转换成一个或者多个输入信号，并向控制电路430提供一个或者多个输入信号。旋转感测电路434、436中的每一个可包括例如一个或多个磁传感器(例如，诸如霍尔效应传感器(HES)、穿隧磁阻(TMR)传感器、各向异性磁阻(AMR)传感器、巨磁阻(GMR)传感器、簧片开关或其它机械磁传感器)、机械编码器、光学编码器和/或电位计(例如，聚合物厚膜或印刷电路板上的其它电阻迹线)。
控制电路430可被配置成将由致动器432和/或旋转感测电路434、436提供的输入信号转换成用于控制一个或多个电负载的控制数据(例如，数字控制信号)。例如，控制电路430可以响应于由旋转感测电路434提供的输入信号，生成用于调节一个或多个受控照明负载的强度的第一控制数据。类似地，控制电路430可以响应于由旋转感测电路436提供的输入信号，生成用于调节一个或多个受控照明负载的颜色的第二控制数据。控制电路430可以使第一和/或第二控制数据(例如，数字控制信号)经由无线通信电路438发送到电负载。例如，无线通信电路438可以将包括第一和/或第二控制数据的一个或多个控制信号发送到一个或多个电负载或相关负载控制系统的中央控制器。控制电路430可以照亮LED 444以呈现灯条(例如，诸如灯条240和/或灯条338)和/或一个或多个指示器灯以提供关于各种状况的反馈。
图5是可以被部署为例如照明控制系统100的调光器开关110和/或控制装置200的示例控制装置500(例如，调光器开关)的简化方框图。控制装置500可包括热端子H，其可适于耦合到AC电源502。控制装置500可包括受控热端子CH(例如，开关热端子和/或调光热端子)，其可适于耦合到电负载，诸如照明负载504。控制装置500可以包括串联电连接耦合在AC电源502和照明负载504之间的可控导电装置510。可控导电装置510可控制递送至照明负载的电力。可控导电装置510可包括继电器和/或双向半导体开关，诸如三端双向可控硅开关、整流桥中的场效应晶体管(FET)、反串联连接中的两个FET、一个或多个绝缘栅双极结型晶体管(IGBT)或其它合适的半导体开关电路。
控制装置500可包括控制电路514。控制电路514可包括处理器(例如，微处理器)、微控制器、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)或任何合适的控制器或处理装置中的一个或多个。控制电路514可以例如经由栅极驱动电路512可操作地耦合到可控导电装置510的控制输入端。控制电路514可用于使可控导电装置510导电或不导电，例如，以接通和关断照明负载504和/或控制递送到照明负载504的电力量。
控制电路514可以从过零检测器516接收表示AC电源502的AC干线电压的过零点的控制信号。控制电路514可操作，以在相对于AC波形的过零点的预定时间使用相位控制调光技术使可控导电装置510呈现导电和/或不导电。在下列文献中更详细地描述了调光器的示例：2007年7月10日发布的，标题为“DIMMER HAVING A POWER SUPPLY MONITORINGCIRCUIT”的共同转让的美国专利号7,242,150；2009年6月9日发布的，标题为“DIMMERHAVING A MICROPROCESSOR-CONTROLLED POWER SUPPLY”的美国专利号7,546,473；以及2014年3月4日发布的，标题为“TWO-WIRE DIMMER SWITCH FOR LOW-POWER LOADS”的美国专利号8,664,881，其全部公开内容在此通过引用以其整体并入。
控制装置500可包括存储器518。存储器518可以可通信地耦合到控制电路514，以用于存储和/或检索例如操作设置，诸如照明曲线和/或照明预设置和相关联的预设置光强度。存储器518可以实现为外部集成电路(IC)或控制电路514的内部电路。控制装置500可包括电源520。电源520可生成用于给控制电路514和控制装置500的另一个低压电路供电的直流(DC)电源电压VCC。电源520可以与可控导电装置510并联耦合。电源520可用于通过照明负载804传导充电电流，以生成DC电源电压VCC。
控制电路514可以响应于从致动器530和/或第一和第二旋转位置感测电路540、550中的一个或多个接收的输入。控制电路514可以控制可控导电装置510以响应于经由致动器530和/或旋转位置感测电路540、550接收的输入来接通和关断照明负载504，调节照明负载的强度，和/或调节照明负载的颜色。致动器530可包括按钮或开关(例如，机械按钮或开关，或其仿制品，诸如与控制装置200的致动部230和/或遥控装置310的致动部336相关联地描述的那些按钮或开关。致动器530可被配置成响应于致动器530的致动来向控制电路514发送相应的输入信号。
第一和第二旋转感测电路540、550可被配置成将施加到各自旋转机构(例如，诸如控制装置200的旋转部210、220和/或遥控装置310的旋转部332、334)的力转换成一个或者多个输入信号，并向控制电路514提供一个或者多个输入信号。旋转感测电路540、550中的每一个可包括例如一个或多个磁传感器(例如，诸如霍尔效应传感器(HES)、穿隧磁阻(TMR)传感器、各向异性磁阻(AMR)传感器、巨磁阻(GMR)传感器、簧片开关或其它机械磁传感器)、机械编码器、和/或光学编码器。
控制装置500可包括通信电路522。通信电路522可包括无线通信电路，诸如，例如耦合到天线的用于发送和/或接收射频(RF)信号的RF收发器、用于发送RF信号的RF发射器、用于接收RF信号的RF接收器、或用于发送和/或接收红外(IR)信号的IR发射器和/或接收器。通信电路522还可包括有线通信电路，其被配置成耦合到有线控制链路，诸如数字通信链路和/或模拟控制链路，诸如0-10V控制链路或脉冲宽度调制(PWM)控制链路。另外，通信电路522可耦合到控制装置500和照明负载504之间的电线，并且可被配置成使用例如电力线载波(PLC)通信技术经由电线将控制信号发送到照明负载504。
通信电路522可被配置成将包括由控制电路514生成的控制数据(例如，数字消息)的控制信号发送到照明负载504。如本文所述，可以响应于用户输入生成控制数据，以调节照明负载504的一个或多个操作方面。控制数据可包括与控制装置500相关联的命令和/或标识信息(例如，诸如唯一标识符)。另外或代替将控制信号发送到照明负载504，可以控制通信电路522以将控制信号发送到照明控制系统的中央控制器。
控制电路514可被配置成响应于致动器530之一的致动，通过使可控导电装置510导电和不导电来接通和关断照明负载。控制电路514可被配置成经由通信电路522向照明负载504发送数字消息，以用于响应于从第一旋转感测电路540确定的第一旋转机构的旋转(例如，随着第二旋转机构的旋转独立地、或者同时)来调节照明负载的强度。另外，控制电路514可被配置成使用相位控制技术来控制可控导电装置510，从而响应于从第一旋转感测电路540确定的第一旋转机构的旋转来调节照明负载的强度。控制电路514可被配置成经由通信电路522将数字消息发送到照明负载504，以用于响应于从第二旋转感测电路550确定的第二旋转机构的旋转(例如，随着第一旋转机构的旋转独立地、或者同时)来调节照明负载的颜色。
控制电路514可被配置成照亮一个或多个光源，例如LED 560，以提供照明负载504的状态的反馈，从而指示控制装置500的状态，和/或辅助控制操作(例如，提供颜色梯度，以控制照明负载504的颜色等)。控制电路514可被配置成照亮一个或多个视觉指示器，诸如灯条(例如，灯条250和/或灯条338)，以用作各种条件的指示器。当第一旋转机构如从第一旋转感测电路540所确定的正在被旋转时，控制电路514可以控制LED 560以照亮灯条(例如，以诸如白色的单色照亮)，以显示关于照明负载504的当前强度的反馈信息。当第二旋转机构如从第二旋转感测电路550所确定的正在被旋转时，控制电路514可控制LED 650以一种或多种颜色照亮灯条，从而提供照明负载504的当前颜色的反馈。当第一和第二旋转机构两者如从第一和第二旋转感测电路540、550确定的正在被旋转时，控制电路514可以控制LED560以照亮灯条以提供照明负载504的当前强度和/或颜色的反馈。
图6示出示例控制过程600的简化流程图，该示例控制过程600可以由控制装置的控制电路(例如，控制装置400的控制电路430和/或控制装置500的控制电路514)执行，以用于控制诸如照明负载的一个或多个电负载的多个特性。当第一和第二旋转机构(例如，控制装置200的第一和第二旋转部210、220和/或遥控装置310的旋转部332、334)中的任一个旋转被检测到时，控制程序600可以在610处开始。在控制程序600退出之前，如果仅在612处旋转第一旋转机构，则控制电路可在614处(例如，通过直接控制可控导电装置和/或通过发送一个或多个数字消息)调节照明负载的强度。在控制过程600退出之前，如果仅在616处旋转第二旋转机构，则控制电路可在618处(例如，通过直接控制可控导电装置和/或通过发送一个或多个数字消息)调节照明负载的颜色。在控制程序600退出之前，如果第一旋转机构和第二旋转机构都在620处旋转，则控制电路可以在622处根据预定的调光曲线(例如，暗至暖调光曲线)调节照明负载的强度和颜色。

Claims (23)

1.一种控制装置，被配置成在负载控制系统中使用，以控制所述控制装置外部的一个或多个电负载，所述控制装置包括：
基部，所述基部被配置成安装到电壁箱，或者机械开关上；
第一旋转部，所述第一旋转部被配置成相对于所述基部是可旋转的；
第二旋转部，所述第二旋转部与所述第一旋转部同心并且被配置成相对于所述基部是可旋转的，所述第一旋转部和所述第二旋转部沿垂直于所述基部的轴线占据不同的平面，并且所述第一旋转部和所述第二旋转部具有相同的外径；
由所述第一旋转部或所述第二旋转部中的至少一个围绕的致动部；以及
控制电路，所述控制电路被配置成响应于所述第一旋转部的旋转来生成用于改变所述一个或多个电负载的第一特性的第一控制数据，响应于所述第二旋转部的旋转来生成用于改变所述一个或多个电负载的第二特性的第二控制数据，并且响应于所述致动部被压向所述基部来生成用于在接通和关断之间切换所述一个或多个电负载的第三控制数据。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述第一旋转部被配置为前环，并且所述第二旋转部被配置为后环，所述控制电路被配置成响应于所述第一旋转部的旋转来生成用于调节所述一个或者多个电负载的强度的第一控制数据，并且响应于所述第二旋转部的旋转来生成用于改变所述一个或多个电负载的颜色的第二控制数据。
3.根据权利要求2所述的控制装置，还包括：
一个或多个视觉指示器，所述一个或多个视觉指示器被配置成由一个或多个光源照亮。
4.根据权利要求3所述的控制装置，其中，当所述第一旋转部正在被旋转以调节所述一个或多个电负载的强度时，所述控制电路被配置成照亮所述一个或多个视觉指示器以显示关于所述一个或多个电负载的当前强度的反馈信息。
5.根据权利要求3所述的控制装置，其中，当所述第二旋转部正在被旋转以调节所述一个或多个电负载的颜色时，所述控制电路被配置成照亮所述一个或多个视觉指示器以显示关于所述一个或多个电负载的当前颜色的反馈信息。
6.根据权利要求3所述的控制装置，其中，当所述第一旋转部和所述第二旋转部正在被一起旋转以调节所述一个或多个电负载的强度和颜色二者时，所述控制电路被配置成照亮所述一个或多个视觉指示器以显示关于所述一个或多个电负载的当前强度的反馈信息。
7.根据权利要求3所述的控制装置，其中，所述一个或多个视觉指示器包括灯条。
8.根据权利要求7所述的控制装置，其中，所述灯条基本上是圆形的并且沿着所述第一旋转部的周边延伸。
9.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述控制电路被配置成响应于所述第一旋转部的旋转来生成用于改变所述一个或多个电负载的强度的第一控制数据，并且响应于所述第二旋转部的旋转来生成用于改变所述一个或多个电负载的颜色的第二控制数据。
10.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述控制电路被配置成当用户旋转所述第一旋转部时，生成并发送用于改变所述一个或多个电负载的强度的第一控制数据，所述控制电路被配置成当用户旋转所述第二旋转部时，生成并发送用于改变所述一个或多个电负载的颜色的第二控制数据，并且所述控制电路还被配置成响应于所述致动部被压向所述基部来生成并发送用于在接通和关断之间切换所述一个或多个电负载的第三控制数据。
11.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述第一旋转部和所述第二旋转部是独立地可旋转的。
12.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述第一旋转部和所述第二旋转部是同时地可旋转的，并且其中，所述控制电路被配置成当所述第一旋转部和所述第二旋转部被同时地旋转时根据预定的调光曲线来生成第一控制数据和第二控制数据，所述预定的调光曲线定义所述一个或多个电负载的颜色和强度之间的关系。
13.根据权利要求1所述的控制装置，还包括：
通信电路，所述通信电路被配置成发送与第一控制数据相关联的第一控制信号和与第二控制数据相关联的第二控制信号。
14.根据权利要求1所述的控制装置，还包括：
负载控制电路，所述负载控制电路适于被串联地电耦合在AC电源和所述一个或多个电负载之间，用于控制递送到所述一个或多个电负载的电力。
15.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述控制装置被配置成安装在所述机械开关的拨动致动器上，所述拨动致动器控制是否将电力递送到所述一个或多个电负载。
16.一种远程控制装置，被配置成在负载控制系统中使用，以控制所述远程控制装置外部的一个或多个电负载，所述远程控制装置包括：
基部，所述基部被配置成安装到电壁箱，或者机械开关上；
控制单元，所述控制单元被配置成耦合到所述基部，所述控制单元包括：
电池，所述电池用于为所述控制单元的内部组件供电；
第一旋转部，所述第一旋转部被配置成绕垂直于所述控制装置的前表面的轴线是可旋转的；
第二旋转部，所述第二旋转部与所述第一旋转部同心并且被配置成绕所述轴线是可旋转的，沿着所述轴线，所述第一旋转部被配置为前环并且所述第二旋转部被配置为后环，其中所述前环和后环具有相同的外径并且限定所述控制单元的外表面；以及
控制电路，所述控制电路被配置成响应于所述第一旋转部的旋转来生成用于改变所述一个或多个电负载的强度的第一控制数据，并响应于所述第二旋转部的旋转来生成用于改变所述一个或多个电负载的颜色的第二控制数据。
17.根据权利要求16所述的控制装置，其中，所述控制单元还包括：
一个或多个视觉指示器，所述一个或多个视觉指示器被配置成由一个或多个光源照亮；
其中，当所述第一旋转部正在被旋转以调节所述一个或多个电负载的强度时，所述控制电路被配置成照亮所述一个或多个视觉指示器以显示关于所述一个或多个电负载的当前强度的反馈信息；并且
当所述第二旋转部正在被旋转以调节所述一个或多个电负载的颜色时，所述控制电路被配置成照亮所述一个或多个视觉指示器以显示关于所述一个或多个电负载的当前颜色的反馈信息。
18.根据权利要求17所述的控制装置，其中，当所述第一旋转部和所述第二旋转部正在被一起旋转以调节所述一个或多个电负载的强度和颜色二者时，所述控制电路被配置成照亮所述一个或多个视觉指示器以显示关于所述一个或多个电负载的当前强度的反馈信息。
19.根据权利要求16所述的控制装置，其中，所述控制单元还包括：
通信电路，所述通信电路被配置成发送与第一控制数据相关联的第一控制信号和与第二控制数据相关联的第二控制信号。
20.一种控制装置，用于控制负载控制系统中的一个或多个电负载，所述控制装置包括：
基部，所述基部被配置成安装在机械开关的致动器上，所述致动器控制递送到所述一个或多个电负载的电力；
控制单元，所述控制单元被配置成耦合到所述基部，所述控制单元包括：
电池，所述电池用于为所述控制单元的内部组件供电；
同心的第一旋转部和第二旋转部，同心的所述第一旋转部和所述第二旋转部被配置成相对于所述基部是独立地可旋转的，所述第一旋转部位于比所述第二旋转部远离所述基部，其中，所述第一旋转部和所述第二旋转部限定所述控制单元的外表面；以及
控制电路，所述控制电路被配置成响应于所述第一旋转部的旋转来生成用于改变所述一个或多个电负载的强度的第一控制数据，并且响应于所述第二旋转部的旋转来生成用于改变所述一个或多个电负载的颜色的第二控制数据。
21.根据权利要求20所述的控制装置，其中，同心的所述第一旋转部和所述第二旋转部还被配置成相对于所述基部是同时地可旋转的，并且其中，所述控制电路还被配置成响应于所述第一旋转部和第二旋转部的同时旋转来生成第一控制数据和第二控制数据。
22.根据权利要求20所述的控制装置，还包括：
由所述第一旋转部和所述第二旋转部中的一个或多个围绕的致动部；
其中，所述控制电路被配置成响应于所述致动部沿着与所述控制装置的前表面垂直的轴线被用户压入，来生成用于在接通和关断之间切换所述一个或多个电负载的第三控制数据。
23.根据权利要求20所述的控制装置，其中，所述控制单元还包括：
无线通信电路，所述无线通信电路被配置成无线地发送与所述第一控制数据相关联的第一控制信号和与所述第二控制数据相关联的第二控制信号。
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