背景技术
DALI(Digital Addressable Lighting Interface,行业内通用的中文翻译为“数字可寻址照明接口”)协议,是一种在灯光设备和灯光控制器之间进行数据通讯的协议,是目前智能灯光控制技术领域的新一代灯光控制协议。随着社会的进步和生活质量的提高,人们对于灯光设备的要求已经不再满足于简单的开关控制,而需要一种节能、高效、操作灵活的智能灯光控制系统。目前常用的灯光控制协议有很多种,其中,DALI协议以其开发成本低、系统开发难度小、易于扩展、实用性强等特点,显示出在智能灯光控制领域中的强大优势。
基于DALI协议的智能灯光系统采用“主从式”结构,灯光控制器为“主”,灯光设备为“从”;系统最多可以连接64个灯光设备,每台灯光设备具有唯一的标识地址(行业内,也常把该地址称作灯光设备的“短地址”),以实现不同灯光设备之间的区分识别和独立控制;灯光设备的标识地址在系统初始化时设定,使用过程中根据需求可以修改灯光设备的标识地址;灯光设备最多可划分成16组(以组地址区分),每台灯光设备可以属于几个不同的组,每组设备可以设定16个灯光场景。灯光控制器与灯光设备之间使用两条信号线实现数据通信,数据采用曼彻斯特编码方式编码,信号上升沿表示“1”,下降沿表示“0”,通信速率为1.2k波特/秒。数据通信过程中,灯光控制器使用两种不同的数据帧格式:发送帧(控制器发送到灯光设备)和接收帧(灯光设备发送到控制器)。DALI协议定义了用于实现系统功能的双字节指令集,指令分为标准指令和专用指令两大类:标准指令的第1字节为地址字节,用于对灯光设备的寻址,第2字节为命令字节,用来控制寻址得到的灯光设备;使用标准指令,灯光控制器可以实现对灯光设备的分组控制、调光控制、场景设定等功能。专用指令不包含地址字节,两字节内容都是命令码,使用广播方式在系统内发送,主要用来对系统中的灯光设备进行地址的初始化。
在现有的一种基于DALI协议的智能灯光控制系统中:灯光控制器采用PIC16F877单片机作为CPU。PIC16F87X系列单片机是美国Microchip公司的高性能8位CMOS微处理器。PIC16F877共有5个I/O端口,分别是RA、RB、RC、RD、RE,除了通用I/O功能外,这些端口还具有各自不同的专用功能,例如PWM输出、计数器输入、外部电平中断、12C总线接口等。PIC16F877的专用寄存器和通用寄存器统一编址,共368个8位宽的RAM单元(有些单元保留未用)。灯光控制器由DALI模块、RS2232模块、显示控制模块、电源等组成,系统结构如图1所示。系统中使用DALI镇流器作为灯光设备的控制模组。DALI镇流器由DALI、镇流器控制两部分组成,使用PIC16F877作为DALI芯片,UBA2104作为镇流器控制器。PIC16F877的EEPROM中保存DALI镇流器的参数,例如当前光强级别、镇流器上电光强级别、标识地址、搜索地址、随机地址、组标识、场景光强值、状态信息、版本号等。镇流器的各参数在系统初始化时由灯光控制器设定,镇流器收到初始化指令后,调用EEPROM写操作,将参数写入EEPROM;在运行过程中,根据需要可对参数进行修改。PC16F877的片内EEPROM共有256个字节,地址范围00H~FFH。灯光设备的DALI软件和灯光控制器的DALI软件设计类似。不同之处在于灯光控制器接收到的DALI数据是单字节数据,发送的是双字节数据;灯光设备接收到的是双字节数据,发送的是单字节数据。灯光设备DALI硬件使用光电耦合的方法从DALI总线上获取数据。光电耦合电路一方面隔离干扰,另一方面将逻辑信号转换为CMOS电平。镇流器的PIC16F877芯片接收DALI传来的数据,根据指令的不同,选择不同的处理调用(每个指令都有相应的处理程序)。这些处理程序修改EEPROM中的状态参数,将DALI控制指令中的亮度等级转换成相应的脉宽调制(PWM)信号输出,PWM信号经过阻容变换电路转换成0~10V的模拟信号送到UBA2014,从而实现控制灯光设备亮度。显而易见的,灯光控制器以灯光设备的标识地址为基础,控制每台灯光设备的工作;而每台灯光设备的标识地址,是由灯光控制器在系统初始化时设定,或者,在使用过程中由灯光控制器发送修改标识地址的指令来设定的。
因此,当系统中某台灯光设备出现故障,需要更换上一台新的灯光设备时,由于灯光控制器事先并不知道该新灯光设备的标识地址,无法向该新的灯光设备发送设定标识地址的指令,该新灯光设备的标识地址如何设定,将是一个必须解决的问题。在现有技术中,设定该新灯光设备标识地址的方法是:首先,在灯光控制器上的控制系统中,将原来那台有故障的灯光设备删除;然后,利用灯光设备的随机地址,搜索到该新接入的灯光设备;最后,向该随机地址的新灯光设备发送设定标识地址的指令,完成该新灯光设备接入到系统中的工作。考虑到各台灯光设备可能已经被划分和设定为不同的组和不同的灯光场景,新更换上的这台灯光设备的标识地址往往被设定为与原灯光设备相同,这样才能保证在不改变系统设定的情况下,完成灯光设备的更换。显然的,这样的更换操作过程,对很多非专业人士是一件痛苦的事情,灯光系统的最终用户往往必须求助于灯光系统的卖家来完成故障灯光设备的替换工作。
发明内容
本发明的目的,在于解决现有基于DALI通讯协议的灯光设备的标识地址设定必须通过控制器来完成的问题,而提供了一种可以在灯光设备上直接设定标识地址的标识地址设定方法,以及,这种能够直接设定标识地址的灯光设备。
本发明的一种基于DALI协议的标识地址设定方法是这样实现的:
一种基于DALI协议的标识地址设定方法,其特征在于,可通过操作人机接口设定灯光设备的标识地址,所述灯光设备内的处理器在上电后执行如下步骤:
(一)读取人机接口的状态值;
(二)将该状态值作为所述灯光设备的标识地址,保存至所述灯光设备的存储器中。
优选实施方式是,在上述步骤(二)中,所述处理器还将该状态值作为所述人机接口的旧状态值,保存至所述灯光设备的存储器中;在上述步骤(二)之后,所述处理器还循环读取人机接口的状态值,并判断是否与存储器中的所述旧状态值相同:如果相同则不作处理;如果不相同,则将该状态值作为所述灯光设备的标识地址和所述人机接口的旧状态值,保存至所述灯光设备的存储器中。
优选实施方式是,所述操作人机接口设定的灯光设备的标识地址,与被替换灯光设备的标识地址相同。
优选实施方式是,在上述步骤(二)中,所述处理器还在存储器中记录下上电标识;在上述步骤(一)之前,所述灯光设备内的处理器首先读取存储器中的上电标识:如果是首次上电,则继续执行步骤(一)以及其后续步骤;如果不是首次上电,则从存储器中读取所述灯光设备的标识地址。
本发明的一种基于DALI协议的灯光设备是这样实现的:
一种基于DALI协议的灯光设备,包括了与处理器相连接的DALI接口、存储器和灯光驱动电路,其特征在于,还包括了与处理器相连接的可设定标识地址的人机接口。
优选实施方式是,所述人机接口是拨码开关、编码器或按键。
优选实施方式是,所述存储器是EEPROM或FLASH芯片。
实施本发明的一种基于DALI协议的灯光设备及其标识地址设定方法,可以在灯光设备上直接设定其标识地址,而不必通过灯光控制器来设定,降低了灯光设备标识地址设定的技术难度,也提供了一种新的设定灯光设备标识地址的途径;灯光系统的最终用户可以自己完成故障灯光设备的替换工作,而不必再求助于灯光系统的卖家。
具体实施方式
下面,结合附图和实施例,对本发明的一种基于DALI协议的灯光设备及其标识地址设定方法作进一步的详细说明。
实施例一:
如图1所示,在本实施例中,设定灯光设备标识地址的人机接口是一种拨码开关(DIPSWITCH):当拨动6位拨码开关时,6位拨码开关的状态按顺序形成6位2进制数值;对操作该拨码开关的工程师而言,将置为“ON”的开关所代表的数字相加,其和即为标识地址(0-63);如图2所示,该6位2进制数值,即可供处理器读取为人机接口的状态值;该状态值,即可作为灯光设备的标识地址,保存至存储器中,或者,相对于再次拨动拨码开关之后而言,该状态值就是一个“旧状态值”,保存至存储器中。
本发明的灯光设备,如图2所示,包括了与处理器相连接的DALI接口、存储器和灯光驱动电路;处理器是整个灯光设备运作的核心;DALI接口包括了DALI信号输入电路和DALI信号输出电路;这里的灯光驱动电路,可以是LED灯光驱动电路,用于驱动所连接的LED灯;本实施例中作为人机接口的拨码开关与处理器相连接,实现如上所述的标识地址设定操作。
在本发明的一种优选实施中,所述存储器是EEPROM或FLASH芯片。EEPROM(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory)是“电可擦除可编程只读存储器”的英文缩写;FLASH芯片,在行业内也被称作“闪存芯片”。该两种存储器可以非常方便的向其写入或擦除其内部存储的数据,并且在断电时数据不会丢失,非常适合基于DALI协议的灯光设备使用,用于存储包括灯光设备标识地址在内的各种数据。
在本实施例中,本发明的一种基于DALI协议的标识地址设定方法是这样实现的:一种基于DALI协议的标识地址设定方法,可通过操作人机接口设定灯光设备的标识地址,所述灯光设备内的处理器在上电后执行如下步骤:(一)读取人机接口的状态值;(二)将该状态值作为所述灯光设备的标识地址,保存至所述灯光设备的存储器中。下面,对本实施例的这种基于DALI协议的标识地址设定方法作详细说明。
如图3所示,灯光设备内的处理器在上电后,执行如下步骤:
(一)读取人机接口的状态值。这里需要说明的是,此时所读取的人机接口的状态值,既有可能是一个出厂状态值,比如,由灯光系统的最终用户从市场上购买回来本发明的灯光设备而暂未由工程师作任何的拨码开关操作;也有可能是工程师已经作了拨码开关操作后的状态值,比如,在本发明的一种优选实施方式中,灯光系统的最终用户从市场上购买回来本发明的灯光设备后,立即拨动拨码开关,将该台灯光设备的标识地址设定为与被替换灯光设备的标识地址相同,从而,将这台新的灯光设备接入到灯光系统中去,上电后,灯光设备内的处理器读取人机接口的状态值,是操作后的状态值。
(二)将该状态值作为所述灯光设备的标识地址,保存至所述灯光设备的存储器中。这里需要说明的是,对应于上述步骤(一)的两种情况举例:如果将一个出厂状态值保存为灯光设备的标识地址,则此时的灯光设备还不能在灯光控制器的控制下工作,因为,灯光控制器还不知道该新灯光设备的标识地址,既无法向该灯光设备发送重设标识地址的指令,也无法向该灯光设备发送灯光控制的指令;如果已经由工程师操作拨码开关,将这台灯光设备的标识地址设定为与被替换灯光设备的标识地址相同,当将该状态值保存为灯光设备的标识地址至存储器中后,该台灯光设备能够立即接受灯光控制器的控制,正常开始工作。换句话说,在第二种情况下,通过简单的拨码操作,即在灯光设备上直接设定了灯光设备的标识地址;既降低了灯光设备标识地址设定的技术难度,也提供了一种新的设定灯光设备标识地址的途径;灯光系统的最终用户可以自己完成故障灯光设备的替换工作,而不必再求助于灯光系统的卖家。
在本发明的一种优选实施方式下,在本步骤(二)中,所述处理器还在存储器中记录下上电标识;在上述步骤(一)之前,所述灯光设备内的处理器首先读取存储器中的上电标识:如果是首次上电,则继续执行步骤(一)以及其后续步骤;如果不是首次上电,则从存储器中读取所述灯光设备的标识地址。这里的上电标识,指的是该台灯光设备在物理连接到灯光系统中之后,已经接通电源运行过。当该台灯光设备再次接通电源时,即上述步骤(一)之前,处理器首先读取存储器中的上电标识:如果存储器中没有上电标识的记录,即该台灯光设备是首次上电,则处理器继续执行上述步骤(一)以及其后续步骤;如果存储器中有上电标识的记录,即该台灯光设备曾经接通电源运行过,则处理器直接从存储器中读取该台灯光设备的标识地址。显而易见的,在这种优选实施方式中,当灯光系统的最终用户从市场上购买回来本发明的灯光设备并将该台灯光设备物理连接到灯光系统中去,并立即拨动拨码开关将该台灯光设备的标识地址设定为与被替换灯光设备的标识地址相同后,接通电源,处理器执行首先读取存储器中的上电标识,由于存储器中没有上电标识的记录,处理器继续执行上述步骤(一)以及其后续步骤,读取本实施例拨码开关的状态值,保存该状态值为该灯光设备的标识地址至存储器中,该台灯光设备能够立即接受灯光控制器的控制,正常开始工作;当该灯光设备被再次接通电源时,由于存储器中已经有上电标识记录,处理器直接从存储器中读取该台灯光设备的标识地址。显然的,在该灯光设备被再次接通电源情况下,由于处理器直接从存储器中读取标识地址,而存储器中记录的标识地址,是一个已经能够被灯光控制器识别的标识地址,因此,在这种情况下,即便此时再次拨动拨码开关,该灯光设备的标识地址也将不会改变。换句话说,在这种优选实施方式下,一旦成功设置新加入灯光系统中的某台灯光设备的标识地址,该台灯光设备将完全的接受灯光控制器的控制,包括向该台灯光设备发送灯光控制的指令和向该台灯光设备发送重设标识地址的指令等,如同现有技术中的基于DALI协议的灯光设备一样工作了,这显然的保证了灯光系统的最终用户可以自己完成故障灯光设备的替换工作,而不必求助于灯光系统的卖家的实施可能性。将这种优选实施方式与本发明权利一的技术方案作对比,显然可以发现:在本发明权利一的技术方案下,当灯光设备首次接通电源工作,并通过人机接口(在本实施例中,该人机接口是拨码开关)设定该灯光设备的标识地址后,灯光设备将能够在控制器的控制下开始工作,包括向该台灯光设备发送重设标识地址的指令等;但是,一旦该台灯光设备关机后重新接通电源工作时,由于该灯光设备依然将执行上述步骤(一),即依然将首先读取人机接口的状态值,而不是如本优选实施例般直接读取存储器中的标识地址,因此,如果此前灯光控制器向该台灯光设备发送了重设标识地址的指令,即,在灯光控制器上,该灯光设备已经被定义为另一个新标识地址予以识别和通讯,灯光设备的存储器中也存储了这个新标识地址,则此时的该灯光设备由于继续读取并沿用人机接口状态值作标识地址而将不能够正常工作。
实施例二:
在本实施例中,设定灯光设备标识地址的人机接口是两个十进制编码器:当拨动编码器时,两个十进制编码器按顺序形成2位十进制数值;当两个十进制编码器按顺序形成的2位十进制数值小于63时,灯光设备的标识地址为该2位十进制数值,当两个十进制编码器按顺序形成的2位十进制数值大于等于63时,灯光设备的标识地址为63。
如图2所示,编码器的该2位十进制数值,即可供处理器读取为人机接口的状态值;该状态值,即可作为灯光设备的标识地址,保存至存储器中,或者,相对于再次拨动编码器之后而言,该状态值就是一个“旧状态值”,保存至存储器中。
本发明的灯光设备,如图2所示,包括了与处理器相连接的DALI接口、存储器和灯光驱动电路;处理器是整个灯光设备运作的核心;DALI接口包括了DALI信号输入电路和DALI信号输出电路;这里的灯光驱动电路,可以是LED灯光驱动电路,用于驱动所连接的LED灯;本实施例中作为人机接口的两个十进制编码器与处理器相连接,实现如上所述的标识地址设定操作。
在本实施例中,本发明的一种基于DALI协议的标识地址设定方法是这样实现的:一种基于DALI协议的标识地址设定方法,可通过操作人机接口设定灯光设备的标识地址,所述灯光设备内的处理器在上电后执行如下步骤:(一)读取人机接口的状态值;(二)将该状态值作为所述灯光设备的标识地址和所述人机接口的旧状态值,保存至所述灯光设备的存储器中;(三)所述处理器还循环读取人机接口的状态值,并判断是否与存储器中的所述旧状态值相同;如果相同则不作处理;如果不相同,则将该状态值作为所述灯光设备的标识地址和所述人机接口的旧状态值,保存至所述灯光设备的存储器中。下面,对本实施例的这种基于DALI协议的标识地址设定方法作详细说明。
经过上述实施例一的描述,对比本实施例的标识地址设定方法,可以很显然的发现,本实施例增设循环读取人机接口的状态值,并判断该状态值是否被改变的步骤,其目的在于为工程师操作人机接口设定标识地址的时间点提供更大的自由度:
请再次参阅上述实施例一的描述,在执行完步骤(一)之后,处理器将不会再读取灯光设备人机接口的状态值,换句话说,在实施例一中,用户在市场上购买回来本发明的灯光设备之后,在接通灯光设备的电源之前,必须先操作人机接口设定完成其标识地址至与被替换灯光设备的标识地址相同,否则,该台新接入系统的灯光设备将不能正常工作,即,工程师操作人机接口设定标识地址的工作,必须在该台新灯光设备接通电源之前完成,在实施例一介绍的一种优选实施方式中,工程师操作人机接口设定标识地址的工作,必须在该台新灯光设备首次接通电源之前完成,否则,灯光设备上的人机接口将失去其设定标识地址的作用。本实施例二即在于解决这种技术上的局限性:工程师可以在如实施例一般,对一台新购买的本发明灯光设备,在接通电源之前操作人机接口设定标识地址;工程师也可以在接通电源之后操作人机接口设定标识地址---循环读取人机接口的状态值,并将最新操作修改后的人机接口的状态值保存为灯光设备的标识地址。
在本发明的一种优选实施方式中,在本步骤(二)中,所述处理器还在存储器中记录下上电标识;在上述步骤(一)之前,所述灯光设备内的处理器首先读取存储器中的上电标识:如果是首次上电,则继续执行步骤(一)以及其后续步骤;如果不是首次上电,则从存储器中读取所述灯光设备的标识地址。这里的上电标识,指的是该台灯光设备在物理连接到灯光系统中之后,已经接通电源运行过。当该台灯光设备再次接通电源时,即上述步骤(一)之前,处理器首先读取存储器中的上电标识:如果存储器中没有上电标识的记录,即该台灯光设备是首次上电,则处理器继续执行上述步骤(一)以及其后续步骤;如果存储器中有上电标识的记录,即该台灯光设备曾经接通电源运行过,则处理器直接从存储器中读取该台灯光设备的标识地址。显而易见的,在本实施例的这种优选实施方式中,当灯光系统的最终用户从市场上购买回来本发明的灯光设备并将该台灯光设备物理连接到灯光系统中去,可以选择立即拨动编码器将该台灯光设备的标识地址设定为与被替换灯光设备的标识地址相同后接通电源,也可以在接通电源后拨动编码器将该台灯光设备的标识地址设定为与被替换灯光设备的标识地址相同,处理器在存储器中记录下上电标识;当该灯光设备被再次接通电源时,由于存储器中已经有上电标识记录,处理器直接从存储器中读取该台灯光设备的标识地址。显然的,在该灯光设备被再次接通电源情况下,由于处理器直接从存储器中读取标识地址,而存储器中记录的标识地址,是一个已经能够被灯光控制器识别的标识地址,因此,在这种情况下,即便此时再次拨动编码器,该灯光设备的标识地址也将不会改变。换句话说,在本实施例的这种优选实施方式下,一旦成功的设置新加入灯光系统中的某台灯光设备的标识地址,该台灯光设备将完全的接受灯光控制器的控制,包括向该台灯光设备发送灯光控制的指令和向该台灯光设备发送重设标识地址的指令等,如同现有技术中的基于DALI协议的灯光设备一样工作了,这显然的保证了灯光系统的最终用户可以自己完成故障灯光设备的替换工作,而不必求助于灯光系统的卖家的实施可能性。
实施例三:
在本实施例中,设定灯光设备标识地址的人机接口是两个按键(UP及DOWN键):UP键每按压下一次,灯光设备的标识地址加一并保存,灯光设备的标识地址最大为63;DOWN键每按压下一次,灯光设备的标识地址减一并保存,灯光设备的标识地址最小为0。为方便工作,还设置有两个7段数码管用于显示该灯光设备的标识地址。
如图4所示,按键(人机接口)按压所获得的数值,即可供处理器读取为人机接口的状态值;该状态值,即可作为灯光设备的标识地址,保存至存储器中,或者,相对于再次按压按键之后而言,该状态值就是一个“旧状态值”,保存至存储器中。
本发明的灯光设备,如图4所示,包括了与处理器相连接的DALI接口、存储器和灯光驱动电路;处理器是整个灯光设备运作的核心;DALI接口包括了DALI信号输入电路和DALI信号输出电路;这里的灯光驱动电路,可以是LED灯光驱动电路,用于驱动所连接的LED灯;本实施例中作为人机接口的两个按键与处理器相连接,实现如上所述的标识地址设定操作。
在本实施例中,本发明一种基于DALI协议的标识地址设定方法的实现与上述实施例一和实施例二相同,此处不再赘述。
总之,上述实施例所描述的几种实施方式,并不代表本发明所有的实现方式;以上实施例不是对本发明的具体限定,所有与本发明技术方案相类似的构造,都应属于本发明的保护范围。