專利名稱：一種分布式dali燈光照明控制系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明控制系統(tǒng)，尤其涉及一種分布式DALI燈光照明控制系統(tǒng)及其方
法。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對能源的需求越來越大，伴隨著石油、電力能能源危機的加劇，開發(fā)新能源以及節(jié)能減排已成為世界各國的共同訴求?！熬G色照明工程”是美國國家環(huán)保局于20世紀90年代初從節(jié)約能源、保護環(huán)境的角度提出的照明概念，得到了聯(lián)合國及世界各國的重視。各國政府積極采取相應(yīng)的政策和技術(shù)措施，推進綠色照明工程的實施和發(fā)展。在傳統(tǒng)建筑中照明系統(tǒng)消耗了 50%的電能，符合ASHRAE/IES90. 1-1999標準的新型建筑中照明系統(tǒng)消耗的電能，雖然較之傳統(tǒng)建筑有所減少，但也高達到30%。而應(yīng)用數(shù)字技術(shù)的智能化照明系統(tǒng)，可以使傳統(tǒng)建筑的照明消耗減少50%，新型建筑減少35%，從而大大地節(jié)省了能源。同時，相比于其它節(jié)能控制方式，智能照明系統(tǒng)是在不影響視覺條件下達到節(jié)能目的效果。DALI 是數(shù)字可尋址照明控制接口(Digital Addressable Lighting Interface)縮寫。它定義了一種電子鎮(zhèn)流器和控制模塊之間進行數(shù)字化通信的接口標準，規(guī)定了電子鎮(zhèn)流器、控制單元以及各種傳感器之間的數(shù)字通訊方式。DALI標準的制定始于20世紀90年代，由歐洲一些著名的照明設(shè)備廠商 Philips, Osram, Trodonic, Trilux, Vossloh-Schwabe等聯(lián)合起草的數(shù)字化鎮(zhèn)流器接口(Digital Ballast Interface，簡稱DBI)。DBI是DALI的前身，之后更名為DALI。并于1999年，由熒光燈照明控制的歐洲標準(EN60929)收錄，但僅作為該標準的一個附件(Annex. E)，以保證不同制造廠商的DALI設(shè)備能完全兼容。由于DALI協(xié)議在設(shè)計之初目標就十分明確，僅僅針對于樓宇燈光控制。這就使得DALI協(xié)議較之KNX、L0nW0rkS、Artnet、C-BuS等總線型燈光控制系統(tǒng)更加精簡高效。它取消了網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)層和鏈路層，僅僅保留了 MAC層，使最簡單的信息通過照明網(wǎng)絡(luò)以最為合理有效的方式進行通信。因此，一經(jīng)推出就得到了世界主流電子鎮(zhèn)流器制造商的大力支持。此外，DALI協(xié)議采用19比特長度的數(shù)據(jù)幀在網(wǎng)絡(luò)的各個設(shè)備之間傳輸。每幀信息由包括I個起始位、8個地址位、8個數(shù)據(jù)/指令位和2個停止位組成。用于指出照明網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備地址和對應(yīng)地址設(shè)備的操作執(zhí)行控制。通過使用這種協(xié)議技術(shù)，可以在照明網(wǎng)絡(luò)中對64個設(shè)備進行尋址，同時提供狀態(tài)信息和一系列可調(diào)整參數(shù)(調(diào)整時間、頻率、電力級別、衰減時間和速度、組成員)等，以便提供網(wǎng)絡(luò)控制。隨著十幾年來DALI燈光照明系統(tǒng)在世界范圍的廣泛應(yīng)用，DALI協(xié)議的弊端也逐漸顯現(xiàn)①在典型的DALI燈光照明系統(tǒng)中，控制器通過串行的DALI接口與系統(tǒng)中的鎮(zhèn)流器耦合，由于缺少鏈路層的控制，帶寬實際利用率不高，制約了在控制器和鎮(zhèn)流器之間正常傳輸?shù)男畔⒖偭浚敇怯钪写罅渴褂肈ALI系統(tǒng)時將造成嚴重的信息延時。②DALI協(xié)議在制定之初主要針對歐美大開間的室內(nèi)環(huán)境，房間內(nèi)的照明情況一目了然，通過控制室遠程對燈光進行統(tǒng)一調(diào)度，達到省時省力的目的。而亞洲地區(qū)尤其是東亞地區(qū)多為小開間的室內(nèi)環(huán)境，控制室無法觀察到各個房間內(nèi)的實際照明情況，而室內(nèi)用戶無法對房間內(nèi)的燈光進行本地控制，這顯然與當初設(shè)計時的控制思想背道而馳。DALI協(xié)議的缺陷引起了協(xié)議制定者的注意，2010年10月IEC (InternationalElectrotechnical Commission)發(fā)布了經(jīng) BSI (British Standards Institution)認證的熒光燈照明控制國際標準(IEC 62386)，即修訂版DALI協(xié)議草案。IEC 62386在保留DALI協(xié)議原有內(nèi)容的基礎(chǔ)上，增加了多個控制節(jié)點并存的DALI總線模式。這些設(shè)計上的改進雖然沒有在根本上解決上述的兩大缺陷，但為解決這兩大缺陷提供了可能①多主多從的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)能夠有效的解決小開間燈光本地控制的問題。②通過在協(xié)議的MAC之上添加鏈路層或者再其MAC層中添加控制子層即可大大提高網(wǎng) 絡(luò)傳輸效率。工程技術(shù)人員對DALI缺陷的改進開展了大量的研究，代表性成果如下I、發(fā)明專利《具有遠程和本地控制功能的數(shù)字可尋址照明控制系統(tǒng)及方法》(申請?zhí)?00810120682. 4)提出利用從控設(shè)備單片機空閑的1/0資源實現(xiàn)對DALI燈光照明系統(tǒng)的本地控制。2、發(fā)明專利《分布式智能鎮(zhèn)流器系統(tǒng)和擴展的照明控制協(xié)議》(申請?zhí)?00580047537. 2)提出通過增添DALI協(xié)議之外的第二協(xié)議實現(xiàn)DALI控制的擴展的分布式控制。3、發(fā)明專利《無線電遙控地址可編程雙向通信數(shù)字燈光控制系統(tǒng)》申請?zhí)?00710050358. 5)提出增設(shè)無線遙控裝置實現(xiàn)對DALI燈光照明系統(tǒng)的控制。上述有益探索的技術(shù)路線、方向是正確的，但仍存在亟待改進，進一步完善的不足之處。首先，上述三種解決方法DALI協(xié)議單主控多從控的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，利用從控設(shè)備單片機的空閑資源實現(xiàn)本地化及擴展控制，這雖能解決DALI燈光照明系統(tǒng)小開間本地化控制問題，但同時也引入了控制器與執(zhí)行器功能重合，違背了 DALI協(xié)議控制器與執(zhí)行器分離的設(shè)計思想。其次，額外的數(shù)據(jù)協(xié)議降低了 DALI燈光照明系統(tǒng)兼容性與開放性，無法兼容其他的DALI設(shè)備，協(xié)議之外的數(shù)據(jù)負荷使得本已效率低下的網(wǎng)絡(luò)更加不堪重負。最后，在無本地面板控制的情況下直接采用無線遙控，使得無線遙控的設(shè)備成為無源之水、無根之木，其原因在于面板控制的可靠性遠遠大于無線遙控，一旦無線遙控出現(xiàn)問題或者遙控設(shè)備丟失用戶將面臨十分尷尬的境地；此外，大量的遙控面板及遙控按鍵的存在充斥著大量一鍵控制多燈，多燈綁定一鍵的復(fù)雜關(guān)聯(lián)非但沒有提高用戶體驗反而畫蛇添足增加了用戶的使用負擔。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種分布式DALI燈光照明控制系統(tǒng)及其方法。分布式DALI燈光照明控制系統(tǒng)包括一個DALI網(wǎng)關(guān)、多個鎮(zhèn)流器節(jié)點、多個控制節(jié)點；其中，鎮(zhèn)流器節(jié)點和控制節(jié)點數(shù)量之和小于等于63 ；DALI網(wǎng)關(guān)與各個鎮(zhèn)流器節(jié)點和各個控制節(jié)點相連；鎮(zhèn)流器節(jié)點包括電磁干擾濾波器模塊、整流模塊、功率因數(shù)控制模塊、半橋逆變模塊、DALI接口模塊、MCU模塊、復(fù)位按鍵;MCU模塊分別與DALI接口模塊、半橋逆變模塊、功率因數(shù)控制模塊、復(fù)位按鍵相連，功率因數(shù)控制模塊分別與整流模塊、半橋逆變模塊、電磁干擾濾波器模塊相連，MCU模塊采用DALI調(diào)光專用芯片UPD78F0756 ;控制節(jié)點包括電源模塊、DALI接口模塊、MCU模塊、顯示模塊、按鍵模塊；電源模塊分別與DALI接口模塊、MCU模塊、顯示模塊相連，MCU模塊分別與DALI接口模塊、按鍵模塊、顯示模塊相連，MCU模塊采用ARM7芯片LPC2124、顯示模塊采用1602，按鍵模塊包括功能鍵、上移鍵、下移鍵、確認鍵。所述的DALI接口模塊的內(nèi)部連接關(guān)系為DALI總線的引腳I與電阻PR2的一端、可變電阻VR2的一端、整流橋MB6S的引腳I相連，DALI總線的引腳2與電阻PRl的一端、可變電阻VR2的另一端、整流橋MB6S的引腳2相連，電阻PRl的另一端與12V電源相連，電阻PR2的另一端接地，整流橋MB6S的引腳3與電阻DR2的一端、三極管DQl的引腳2、場效應(yīng)管DQ4的引腳4相連，整流橋MB6S的引腳4與二極管BDZ2的陽極、電解電容BC2的負極、電阻DR4的一端、場效應(yīng)管DQ4的引腳2、場效應(yīng)管DQ4的引腳3、三極管DQ3的引腳3、電容BCl的一端、電阻DR7的一端相連，三極管DQl的引腳I與電阻DR2的另一端、三極管DQ2的引腳3相連，三極管DQ2的引腳引腳I與三極管DQl的引腳3、電阻DR3的一端相連，電阻DR3的另一端與電阻DR4的另一端相連，三極管DQ2的引腳2與光電耦合器DU2的引腳I相連，光電耦合器DU2的引腳2與電解電容BC2的正極、二極管BDZ2的陰極、光電耦合器DU3的引腳3相連，光電耦合器DU2的引腳3與5V電源相連，光電耦合器DU2的引腳4與電阻DR9的一端、電阻DR8的一端相連，電阻DR8的另一端接地，場效應(yīng)管DQ4的引腳I與電阻DR6的一端、三極管DQ3的引腳2相連，三極管DQ3的引腳I與電阻DR6的另一端、光電耦合器DU3的引腳4、電容BCl的另一端、電阻DR7的另一端相連，光電耦合器BU3的引腳I與5V電源相連,光電稱合器DU3的引腳2與電阻DR5的一端相連。分布式DALI燈光照明控制方法是DALI網(wǎng)關(guān)與控制節(jié)點為主控設(shè)備、鎮(zhèn)流器節(jié)點為從控設(shè)備，DALI網(wǎng)關(guān)控制任意控制節(jié)點或鎮(zhèn)流器節(jié)點，控制節(jié)點通過電子標簽與鎮(zhèn)流器節(jié)點綁定后代替DALI網(wǎng)關(guān)對與之綁定的鎮(zhèn)流器節(jié)點進行場景或組的增刪及切換，控制節(jié)點和與之綁定的鎮(zhèn)流器節(jié)點構(gòu)成分布式燈光照明系統(tǒng)；DALI網(wǎng)關(guān)、控制節(jié)點、鎮(zhèn)流器節(jié)點之間通信采用于主從式設(shè)備的令牌傳輸防沖突方法；DALI網(wǎng)關(guān)為新加入網(wǎng)絡(luò)的控制節(jié)點或鎮(zhèn)流器節(jié)點自動分配地址，自動分配地址包括所有節(jié)點重新分配地址、新加入節(jié)點分配地址、地址重復(fù)節(jié)點分配地址；所述的自動分配地址步驟為a)初始化，如果是所有節(jié)點重新分配地址則擦除所有控制節(jié)點和鎮(zhèn)流器節(jié)點短地址，進入步驟b);若果是新加入節(jié)點分配地址，則進入步驟c);如果是地址重復(fù)節(jié)點分配地址，則擦除地址重復(fù)的控制節(jié)點或鎮(zhèn)流器節(jié)點的短地址，進入步驟c);b)搜索隨機數(shù)表，反查節(jié)點短地址，并該短地址從短地址列表中刪除；c)讀取短地址列表d)未分配地址節(jié)點生成隨機數(shù)；e)網(wǎng)關(guān)生成的高、中、低字節(jié)是否為未分配地址節(jié)點生成隨機數(shù)的最小值，若是則進入步驟f)，若否則重復(fù)步驟e)；
f)生成最小隨機數(shù)的節(jié)點獲取短地址，并將從短地址列表中刪除分配的短地址；g)將最小隨機數(shù)寫入隨機數(shù)表；h)網(wǎng)關(guān)驗證短地址；
i)獲取短地址的節(jié)點退出地址分配，網(wǎng)關(guān)進入步驟e)為未分配短地址節(jié)點分配地址。所述的基于主從式設(shè)備的令牌傳輸防沖突方法為j)在網(wǎng)絡(luò)中只存在一個令牌，令牌在網(wǎng)絡(luò)初始化時由地址為0的網(wǎng)關(guān)產(chǎn)生，根據(jù)短地址的大小在主控設(shè)備之間依次傳遞，網(wǎng)絡(luò)令牌在傳遞中丟失，則網(wǎng)絡(luò)處于空閑狀態(tài)，所有主控設(shè)備都處于監(jiān)聽狀態(tài)，若網(wǎng)絡(luò)在T_no_Token毫秒內(nèi)持續(xù)處于空閑狀態(tài)，則網(wǎng)絡(luò)令牌丟失，主控設(shè)備在確認令牌丟失后，等待Wait_Time之后自動生成令牌，ffait_Time根據(jù)如下算法計算生成ffait_Time = delta*PRO+Fuzzy式中，Wait_Time為主控設(shè)備自動生成令 牌等待時間，若在等待時間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中已有其他主控設(shè)備重新生成令牌，則該主控設(shè)備取消令牌生成，delta為時間控制因子，F(xiàn)uzzy為擾動時間，取值由各個主控設(shè)備隨機生成，取值范圍為0. 0-20. 0，PRO為發(fā)送指令的優(yōu)先級；k)當持有令牌的主控設(shè)備發(fā)出主控設(shè)備輪詢幀后，若在等待應(yīng)答的時間內(nèi)收到了不是被輪詢主站發(fā)出的任何類型幀，或者當持有令牌的主控設(shè)備發(fā)出需要回復(fù)的數(shù)據(jù)幀之后，若在等待應(yīng)答的時間內(nèi)收到了不是應(yīng)答從控設(shè)備發(fā)出的應(yīng)答幀，則認為網(wǎng)絡(luò)中存在多個令牌，則該主控設(shè)備在檢測到網(wǎng)絡(luò)中存在多個令牌后，主動放棄令牌，進入空閑狀態(tài)，與網(wǎng)絡(luò)同步；I)如果令牌到了最高地址的控制節(jié)點后，無法將令牌傳回網(wǎng)關(guān)，則網(wǎng)關(guān)對所有控制節(jié)點輪詢，在邏輯令牌環(huán)中刪除出現(xiàn)故障的控制節(jié)點或插入新增加的控制節(jié)點；m)當持有令牌的主控設(shè)備在發(fā)送完所有的數(shù)據(jù)巾貞,或者發(fā)送了 Max_frame_cnt個幀以后，或在應(yīng)答超時內(nèi)等到了應(yīng)答，或在應(yīng)答超時之后，就必須將令牌傳遞給令牌邏輯環(huán)中的下一個主控設(shè)備；所述的控制節(jié)點通過電子標簽與鎮(zhèn)流器節(jié)點綁定方法為n)按下控制節(jié)點的功能鍵選擇設(shè)備綁定；0)重啟需要綁定的鎮(zhèn)流器節(jié)點；p)控制節(jié)點監(jiān)聽到鎮(zhèn)流器節(jié)點發(fā)送的地址信息后，點擊確認按鍵；q)將地址信息寫入FLASH的地址表中；本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有的有益效果是I、采用IEC62386修訂版DALI協(xié)議草案，通過多主多從的拓撲結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了本地控制時執(zhí)行器與控制器的完全分離，同時借鑒了 EIB燈光控制系統(tǒng)中的優(yōu)點，在控制節(jié)點中添加了電子標簽功能，通過將鎮(zhèn)流器節(jié)點與控制節(jié)點綁定，使用戶“所見即所得”對自己的操作一目了然，既實現(xiàn)了小開間的本地控制，又使得本地控制相互獨立、互不干擾。2、通過自動分配地址，實現(xiàn)了地址設(shè)置的一鍵式傻瓜操作，減少了工程人員的工作量，避免了 DALI燈光照明系統(tǒng)搭建時或節(jié)點增減時由于人工原因造成的地址重復(fù)配置的問題。3、為DALI協(xié)議量身定制的基于主從式設(shè)備的令牌傳輸防沖突策略通過主控設(shè)備之間令牌的傳遞，提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬的傳輸效率，改善了網(wǎng)絡(luò)傳輸環(huán)境，使得DALI燈光照明系統(tǒng)能在樓宇中大規(guī)模鋪設(shè)。


圖I是分布式DALI燈光照明控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本發(fā)明的鎮(zhèn)流器節(jié)點結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本發(fā)明的控制節(jié)點結(jié)構(gòu)框圖；
圖4是本發(fā)明的DALI接口模塊電路圖；圖5是本發(fā)明的重新分配地址流程圖；圖6是本發(fā)明的鎮(zhèn)流器節(jié)點及控制節(jié)點地址二分查找實現(xiàn)流程圖；圖7是本發(fā)明的基于主從式設(shè)備的令牌傳輸防沖突方法流程圖；圖8是本發(fā)明的主控設(shè)備狀態(tài)機；圖9是本發(fā)明的基于主從式設(shè)備的令牌傳輸防沖突策略的指令發(fā)送幀狀態(tài)機；圖10是本發(fā)明的控制器節(jié)點與鎮(zhèn)流器節(jié)點綁定及取消綁定流程圖；圖11是本發(fā)明的控制器節(jié)點與鎮(zhèn)流器節(jié)點組或場景的增刪及切換流程圖；圖12是150平米商品房結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式如圖1-3所示，分布式DALI燈光照明控制系統(tǒng)包括一個DALI網(wǎng)關(guān)、多個鎮(zhèn)流器節(jié)點、多個控制節(jié)點；其中，鎮(zhèn)流器節(jié)點和控制節(jié)點數(shù)量之和小于等于63 ；DALI網(wǎng)關(guān)與各個鎮(zhèn)流器節(jié)點和各個控制節(jié)點相連；鎮(zhèn)流器節(jié)點包括電磁干擾濾波器模塊、整流模塊、功率因數(shù)控制模塊、半橋逆變模塊、DALI接口模塊、MCU模塊、復(fù)位按鍵;MCU模塊分別與DALI接口模塊、半橋逆變模塊、功率因數(shù)控制模塊、復(fù)位按鍵相連，功率因數(shù)控制模塊分別與整流模塊、半橋逆變模塊、電磁干擾濾波器模塊相連，MCU模塊采用DALI調(diào)光專用芯片UPD78F0756 ;控制節(jié)點包括電源模塊、DALI接口模塊、MCU模塊、顯示模塊、按鍵模塊；電源模塊分別與DALI接口模塊、MCU模塊、顯示模塊相連，MCU模塊分別與DALI接口模塊、按鍵模塊、顯示模塊相連，MCU模塊采用ARM7芯片LPC2124、顯示模塊采用1602，按鍵模塊包括功能鍵、上移鍵、下移鍵、確認鍵。如圖4所示，DALI接口模塊的內(nèi)部連接關(guān)系為DALI總線的引腳I與電阻PR2的一端、可變電阻VR2的一端、整流橋MB6S的引腳I相連，DALI總線的引腳2與電阻PRl的一端、可變電阻VR2的另一端、整流橋MB6S的引腳2相連，電阻PRl的另一端與12V電源相連，電阻PR2的另一端接地，整流橋MB6S的引腳3與電阻DR2的一端、三極管DQl的引腳2、場效應(yīng)管DQ4的引腳4相連，整流橋MB6S的引腳4與二極管BDZ2的陽極、電解電容BC2的負極、電阻DR4的一端、場效應(yīng)管DQ4的引腳2、場效應(yīng)管DQ4的引腳3、三極管DQ3的引腳3、電容BCl的一端、電阻DR7的一端相連，三極管DQl的引腳I與電阻DR2的另一端、三極管DQ2的引腳3相連，三極管DQ2的引腳引腳I與三極管DQl的引腳3、電阻DR3的一端相連，電阻DR3的另一端與電阻DR4的另一端相連，三極管DQ2的引腳2與光電耦合器DU2的引腳I相連，光電耦合器DU2的引腳2與電解電容BC2的正極、二極管BDZ2的陰極、光電耦合器DU3的引腳3相連,光電I禹合器DU2的引腳3與5V電源相連,光電I禹合器DU2的引腳4與電阻DR9的一端、電阻DR8的一端相連，電阻DR8的另一端接地，場效應(yīng)管DQ4的引腳I與電阻DR6的一端、三極管DQ3的引腳2相連，三極管DQ3的引腳I與電阻DR6的另一端、光電稱合器DU3的引腳4、電容BCl的另一端、電阻DR7的另一端相連,光電稱合器BU3的引 腳I與5V電源相連,光電稱合器DU3的引腳2與電阻DR5的一端相連。分布式DALI燈光照明控制方法是DALI網(wǎng)關(guān)與控制節(jié)點為主控設(shè)備、鎮(zhèn)流器節(jié)點為從控設(shè)備，DALI網(wǎng)關(guān)控制任意控制節(jié)點或鎮(zhèn)流器節(jié)點，控制節(jié)點通過電子標簽與鎮(zhèn)流器節(jié)點綁定后代替DALI網(wǎng)關(guān)對與之綁定的鎮(zhèn)流器節(jié)點進行場景或組的增刪及切換，控制節(jié)點和與之綁定的鎮(zhèn)流器節(jié)點構(gòu)成分布式燈光照明系統(tǒng)；DALI網(wǎng)關(guān)、控制節(jié)點、鎮(zhèn)流器節(jié)點之間通信采用于主從式設(shè)備的令牌傳輸防沖突方法；DALI網(wǎng)關(guān)為新加入網(wǎng)絡(luò)的控制節(jié)點或鎮(zhèn)流器節(jié)點自動分配地址，自動分配地址包括所有節(jié)點重新分配地址、新加入節(jié)點分配地址、地址重復(fù)節(jié)點分配地址；如圖5、6所示，自動分配地址包括所有節(jié)點重新分配地址、擴展節(jié)點分配地址、地址重復(fù)節(jié)點分配地址；所有節(jié)點重新分配地址，一般是在第一次工程調(diào)試時使用；擴展分配地址，只給沒有分配地址的節(jié)點分配地址，一般在工程上新添加節(jié)點時使用；地址重復(fù)節(jié)點分配地址，當發(fā)現(xiàn)存在兩個節(jié)點地址相同時，重新為這兩個節(jié)點重新分配地址。這三種分配方式在分配地址協(xié)議初始化時，都使用DALI協(xié)議第258條指令10100101 XXXXXXXX “INITIALISE”作區(qū)分，區(qū)別是當XXXX XXXX = 0000 0000為所有節(jié)點重新分配地址；XXXXXXXX = 1111 1111擴展節(jié)點分配地址；XXXX XXXX = OAAA AAAl地址重復(fù)節(jié)點分配地址,其中AAAAAA為指定的重復(fù)的地址。自動分配地址過程主要涉及到的DALI協(xié)議指令如表I所示表I
指令序號指令格式指令名稱
2581010 0101 XXXX XXXX INITIALISE (初始化)_
2591010 0111 0000 0000 RANDOMISE(產(chǎn)生隨機數(shù))_
2601010 1001 0000 0000 COMPARE(比較主機數(shù)據(jù)與隨機數(shù) ___大小)_
2611010 1011 0000 0000 WITHDRAW (退出比較命令)_
2641011 0001 HHHH HHHH SEARCHADDRH (主機數(shù)據(jù)高字節(jié))
2651011 0011 MMMMMMM SEARCHADDRM (主機數(shù)據(jù)中字節(jié))
2661011 0101 LLLL LLLL SEARCHADDRL (主機數(shù)據(jù)低字節(jié))
2671011 0111 OAAA AAA1 PROGRAM SHORT ADDRESS(編 __程地址)_
2681011 1001 OAAA AAA1 VERIFY SHORT ADDRESS (校驗地 __[jh)_自動分配地址步驟為a)初始化，如果是所有節(jié)點重新分配地址則擦除所有控制節(jié)點和鎮(zhèn)流器節(jié)點短地址，進入步驟b);若果是新加入節(jié)點分配地址，則進入步驟c);如果是地址重復(fù)節(jié)點分配地址，則擦除地址重復(fù)的控制節(jié)點或鎮(zhèn)流器節(jié)點的短地址，進入步驟c);
b)搜索隨機數(shù)表，反查節(jié)點短地址，并該短地址從短地址列表中刪除；c)讀取短地址列表d)未分配地址節(jié)點生成隨機數(shù)；e)網(wǎng)關(guān)生成的高、中、低字節(jié)是否為未分配地址節(jié)點生成隨機數(shù)的最小值，若是則進入步驟f)，若否則重復(fù)步驟e)； f)生成最小隨機數(shù)的節(jié)點獲取短地址，并將從短地址列表中刪除分配的短地址；g)將最小隨機數(shù)寫入隨機數(shù)表；h)網(wǎng)關(guān)驗證短地址；i)獲取短地址的節(jié)點退出地址分配，網(wǎng)關(guān)進入步驟e)為未分配短地址節(jié)點分配地址。鑒于隨機地址有24位，從0x000000開始到OxFFFFFF為止的逐一比較效率極低。因此，對隨機地址高、中、低依次進行二分比較查找，有助于提高了查找的效率。二分查找實現(xiàn)步驟如下I)網(wǎng)關(guān)發(fā)送主機數(shù)據(jù)OxFFFFFF與鎮(zhèn)流器節(jié)點和控制節(jié)點產(chǎn)生的隨機數(shù)比較，因為節(jié)點的隨機數(shù)肯定比OxFFFFFF要小的，如果總線上存在沒有分配地址的設(shè)備，則肯定回答YES，否則NO。2)采用二分法比較主機數(shù)據(jù)和隨機數(shù)。二分法的基數(shù)為X = 4，高、中、低三字節(jié)的數(shù)據(jù)按半字節(jié)劃分為6個半字節(jié)數(shù)，從最高的半字節(jié)，假設(shè)開始時半字節(jié)的值Y = 8，如果有節(jié)點應(yīng)答YES，則將現(xiàn)值減去二分法基數(shù)的下一個數(shù)，修改為Y = Y-X,如有節(jié)點應(yīng)答NO，則將現(xiàn)值加上二分法基數(shù)的下一個數(shù)，修改Y = Y+X，完成修改后，X = X/2，直到二分法基數(shù)X小于I為止。高字節(jié)二分法比較的某一次過程如表2所示。表權(quán)利要求
1.一種分布式DALI燈光照明控制系統(tǒng)，其特征在于包括一個DALI網(wǎng)關(guān)、多個鎮(zhèn)流器節(jié)點、多個控制節(jié)點；其中，鎮(zhèn)流器節(jié)點和控制節(jié)點數(shù)量之和小于等于63 ；DALI網(wǎng)關(guān)與各個鎮(zhèn)流器節(jié)點和各個控制節(jié)點相連；鎮(zhèn)流器節(jié)點包括電磁干擾濾波器模塊、整流模塊、功率因數(shù)控制模塊、半橋逆變模塊、DALI接口模塊、MCU模塊、復(fù)位按鍵;MCU模塊分別與DALI接口模塊、半橋逆變模塊、功率因數(shù)控制模塊、復(fù)位按鍵相連，功率因數(shù)控制模塊分別與整流模塊、半橋逆變模塊、電磁干擾濾波器模塊相連，MCU模塊采用DALI調(diào)光專用芯片UPD78F0756 ;控制節(jié)點包括電源模塊、DALI接口模塊、MCU模塊、顯示模塊、按鍵模塊；電源模塊分別與DALI接口模塊、MCU模塊、顯示模塊相連，MCU模塊分別與DALI接口模塊、按鍵模塊、顯示模塊相連，MCU模塊采用ARM7芯片LPC2124、顯示模塊采用1602，按鍵模塊包括功能鍵、上移鍵、下移鍵、確認鍵。
2.如權(quán)利要求I所述的一種分布式DALI燈光照明控制系統(tǒng)，特征在于所述的DALI接口模塊的內(nèi)部連接關(guān)系為=DALI總線的引腳I與電阻PR2的一端、可變電阻VR2的一端、整流橋MB6S的引腳I相連，DALI總線的引腳2與電阻PRl的一端、可變電阻VR2的另一端、整流橋MB6S的引腳2相連，電阻PRl的另一端與12V電源相連，電阻PR2的另一端接地，整流橋MB6S的引腳3與電阻DR2的一端、三極管DQl的引腳2、場效應(yīng)管DQ4的引腳4相連，整流橋MB6S的引腳4與二極管BDZ2的陽極、電解電容BC2的負極、電阻DR4的一端、場效應(yīng)管DQ4的引腳2、場效應(yīng)管DQ4的引腳3、三極管DQ3的引腳3、電容BCl的一端、電阻DR7的一端相連，三極管DQl的引腳I與電阻DR2的另一端、三極管DQ2的引腳3相連，三極管DQ2的引腳引腳I與三極管DQl的引腳3、電阻DR3的一端相連，電阻DR3的另一端與電阻DR4的另一端相連，三極管DQ2的引腳2與光電耦合器DU2的引腳I相連，光電耦合器DU2的引腳2與電解電容BC2的正極、二極管BDZ2的陰極、光電耦合器DU3的引腳3相連，光電耦合器DU2的引腳3與5V電源相連，光電耦合器DU2的引腳4與電阻DR9的一端、電阻DR8的一端相連，電阻DR8的另一端接地，場效應(yīng)管DQ4的引腳I與電阻DR6的一端、三極管DQ3的引腳2相連，三極管DQ3的引腳I與電阻DR6的另一端、光電耦合器DU3的引腳4、電容BCl的另一端、電阻DR7的另一端相連，光電耦合器BU3的引腳I與5V電源相連，光電耦合器DU3的引腳2與電阻DR5的一端相連。
3.一種使用如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)的分布式DALI燈光照明控制方法，其特征在于DALI網(wǎng)關(guān)與控制節(jié)點為主控設(shè)備、鎮(zhèn)流器節(jié)點為從控設(shè)備，DALI網(wǎng)關(guān)控制任意控制節(jié)點或鎮(zhèn)流器節(jié)點，控制節(jié)點通過電子標簽與鎮(zhèn)流器節(jié)點綁定后代替DALI網(wǎng)關(guān)對與之綁定的鎮(zhèn)流器節(jié)點進行場景或組的增刪及切換，控制節(jié)點和與之綁定的鎮(zhèn)流器節(jié)點構(gòu)成分布式燈光照明系統(tǒng)；DALI網(wǎng)關(guān)、控制節(jié)點、鎮(zhèn)流器節(jié)點之間通信采用于主從式設(shè)備的令牌傳輸防沖突方法；DALI網(wǎng)關(guān)為新加入網(wǎng)絡(luò)的控制節(jié)點或鎮(zhèn)流器節(jié)點自動分配地址，自動分配地址包括所有節(jié)點重新分配地址、新加入節(jié)點分配地址、地址重復(fù)節(jié)點分配地址； 所述的自動分配地址步驟為 初始化，如果是所有節(jié)點重新分配地址則擦除所有控制節(jié)點和鎮(zhèn)流器節(jié)點短地址，進入步驟b);若果是新加入節(jié)點分配地址，則進入步驟c);如果是地址重復(fù)節(jié)點分配地址，則擦除地址重復(fù)的控制節(jié)點或鎮(zhèn)流器節(jié)點的短地址，進入步驟c)； 搜索隨機數(shù)表，反查節(jié)點短地址，并該短地址從短地址列表中刪除； 讀取短地址列表未分配地址節(jié)點生成隨機數(shù)； 網(wǎng)關(guān)生成的高、中、低字節(jié)是否為未分配地址節(jié)點生成隨機數(shù)的最小值，若是則進入步驟f)，若否則重復(fù)步驟e)； 生成最小隨機數(shù)的節(jié)點獲取短地址，并將從短地址列表中刪除分配的短地址； 將最小隨機數(shù)寫入隨機數(shù)表； 網(wǎng)關(guān)驗證短地址； 獲取短地址的節(jié)點退出地址分配，網(wǎng)關(guān)進入步驟e)為未分配短地址節(jié)點分配地址； 所述的基于主從式設(shè)備的令牌傳輸防沖突方法為 在網(wǎng)絡(luò)中只存在一個令牌，令牌在網(wǎng)絡(luò)初始化時由地址為O的網(wǎng)關(guān)產(chǎn)生，根據(jù)短地址的大小在主控設(shè)備之間依次傳遞，網(wǎng)絡(luò)令牌在傳遞中丟失，則網(wǎng)絡(luò)處于空閑狀態(tài)，所有主控設(shè)備都處于監(jiān)聽狀態(tài)，若網(wǎng)絡(luò)在T_no_Token毫秒內(nèi)持續(xù)處于空閑狀態(tài)，則網(wǎng)絡(luò)令牌丟失，主控設(shè)備在確認令牌丟失后，等待Wait_Time之后自動生成令牌，ffait_Time根據(jù)如下算法計算生成Wait—Time=delta*PRO +Fuzzy 式中，ffait_Time為主控設(shè)備自動生成令牌等待時間，若在等待時間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)中已有其他主控設(shè)備重新生成令牌，則該主控設(shè)備取消令牌生成，delta為時間控制因子，F(xiàn)uzzy為擾動時間，取值由各個主控設(shè)備隨機生成，取值范圍為0. 0-20. 0，PRO為發(fā)送指令的優(yōu)先級；當持有令牌的主控設(shè)備發(fā)出主控設(shè)備輪詢幀后，若在等待應(yīng)答的時間內(nèi)收到了不是被輪詢主站發(fā)出的任何類型幀，或者當持有令牌的主控設(shè)備發(fā)出需要回復(fù)的數(shù)據(jù)幀之后，若在等待應(yīng)答的時間內(nèi)收到了不是應(yīng)答從控設(shè)備發(fā)出的應(yīng)答幀，則認為網(wǎng)絡(luò)中存在多個令牌，則該主控設(shè)備在檢測到網(wǎng)絡(luò)中存在多個令牌后，主動放棄令牌，進入空閑狀態(tài)，與網(wǎng)絡(luò)同步； 如果令牌到了最高地址的控制節(jié)點后，無法將令牌傳回網(wǎng)關(guān)，則網(wǎng)關(guān)對所有控制節(jié)點輪詢，在邏輯令牌環(huán)中刪除出現(xiàn)故障的控制節(jié)點或插入新增加的控制節(jié)點； 當持有令牌的主控設(shè)備在發(fā)送完所有的數(shù)據(jù)幀，或者發(fā)送了 Max_frame_Cnt個幀以后，或在應(yīng)答超時內(nèi)等到了應(yīng)答，或在應(yīng)答超時之后，就必須將令牌傳遞給令牌邏輯環(huán)中的下一個主控設(shè)備； 所述的控制節(jié)點通過電子標簽與鎮(zhèn)流器節(jié)點綁定方法為 按下控制節(jié)點的功能鍵選擇設(shè)備綁定； 重啟需要綁定的鎮(zhèn)流器節(jié)點； 控制節(jié)點監(jiān)聽到鎮(zhèn)流器節(jié)點發(fā)送的地址信息后，點擊確認按鍵； 將地址信息寫入FLASH的地址表中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分布式DALI燈光照明控制系統(tǒng)及其方法，系統(tǒng)包括一個DALI網(wǎng)關(guān)、多個鎮(zhèn)流器節(jié)點、多個控制節(jié)點。DALI網(wǎng)關(guān)與控制節(jié)點為主控設(shè)備、鎮(zhèn)流器節(jié)點為從控設(shè)備，DALI網(wǎng)關(guān)能控制所有的控制節(jié)點和鎮(zhèn)流器節(jié)點，主控節(jié)點能控制通過電子標簽與其綁定的鎮(zhèn)流器節(jié)點。在完成系統(tǒng)搭建后，DALI網(wǎng)關(guān)為新加入網(wǎng)絡(luò)的控制節(jié)點或鎮(zhèn)流器節(jié)點自動分配地址，減輕了工程人員的工作量。系統(tǒng)設(shè)備間的網(wǎng)絡(luò)通信則采用基于主從式設(shè)備的令牌傳輸防沖突策略，以滿足多主多從網(wǎng)絡(luò)的通信要求，提高網(wǎng)絡(luò)的利用效率。借助電子標簽，通過與房間內(nèi)的鎮(zhèn)流器節(jié)點綁定使得用戶能直觀地對房間內(nèi)的燈光進行控制，提高了系統(tǒng)的易用性。
文檔編號H05B41/36GK102625554SQ20121007471
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者仲玉芳, 吳明光, 曹曉萍, 黃忠 申請人:浙江大學