CN102802316A - 一种实现ZigBee传输DALI总线协议的照明控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现ZigBee传输DALI总线协议的照明控制装置包括：用于输出DALI总线控制信号的DALI接头、用于进行TTL电平和DALI差分电平相互转换的DALI总线收发单元、含FLASH的微控制器、用于进行ZigBee无线数据传输的ZigBee无线收发模块、2.4G天线和电源模块，所述的DALI接头、DALI总线收发单元、微控制器、ZigBee无线收发模块和2.4G天线顺序连接，而电源模块同时与DALI总线收发单元、微控制器和ZigBee无线收发模块连接。本发明不仅具有无线ZigBee接收功能，同时能按照DALI总线协议对照明设备进行寻址，并控制照明设备的照明状态，能有效满足智能照明控制系统的大规模、高可扩展性需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种照明控制装置，尤其是涉及一种实现ZigBee传输DALI总线协议的照明控制装置，属于涉及分布式无线DALI设备智能照明控制技术领域。
背景技术
随着电子技术的进步和生活质量的提高，人们对于照明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、操作灵活的智能照明控制系统。目前常用的照明控制协议有很多种，其中DALI（Digital Addressable Lighting Interface，数字可寻址照明接口）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，被广泛用于智能照明控制领域。
DALI是用于照明电子镇流器控制的工业标准，DALI总线具有以下特点：
（1）采用数字总线通信协议传送指令信息，控制范围可达300m；
（2）其物理层通信采用双向编码方式，波特率为1200bps，采用差分检测，对控制线无特殊要求，不需要屏蔽，因此使系统对控制线要求不高，节省了安装使用成本；
（3）实现了照明的数字调光控制，使照明调节准确可靠，照明设备可达64个。
DALI总线具有可靠性高、结构简单、价格低廉等优点，克服了模拟调光的诸多缺点，在楼宇照明、植物大棚照明、工厂照明等场合中运用较多。但由于DALI总线在物理层设计时仅使用差分信号和数字总线通信的方式，导致在控制范围和控制节点数上有所限制，并且其组网能力相对较弱。
基于以上对DALI总线的分析，若能有效地改善DALI总线在应用范围小和应用扩展性弱等方面的缺陷，基于DALI总线智能照明控制系统就能更灵活，更方便被利用。
ZigBee技术的无线传输链路和自组组网能力正好能弥补DALI总线的不足。ZigBee是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZigBee采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点；同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网。
因此，针对具有大规模、高可扩展性需求的智能照明控制系统，发明一种具有无线ZigBee接收功能，同时能按照DALI总线协议对照明设备进行寻址，并控制照明设备照明状态的装置，是非常具有实用价值的。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可适用于大规模、多节点、高可扩展性需求的分布式智能照明控制系统的实现ZigBee传输DALI总线协议的照明控制装置。
本发明所采用的技术方案为：
一种实现ZigBee传输DALI总线协议的照明控制装置，其特征在于，包括：用于输出DALI总线控制信号的DALI接头、用于进行TTL电平和DALI差分电平相互转换的DALI总线收发单元、含FLASH的微控制器、用于进行ZigBee无线数据传输的ZigBee无线收发模块、2.4G天线和电源模块，所述的DALI接头、DALI总线收发单元、微控制器、ZigBee无线收发模块和2.4G天线顺序连接，且所述的电源模块则同时与DALI总线收发单元、微控制器和ZigBee无线收发模块连接。
进一步，所述的2.4G天线为一支具有3dB的增益的2.4G的垂直极化全向橡胶天线。
所述的ZigBee无线收发模块为一以芯片为核心，且集成固化了2.4G射频调制解调、ZibBee协议栈解析和应用数据解析功能、并具有数字通信能力的ZigBee收发模块。
所述的微控制器为一8位单片机。
而所述的DALI接头为直插式2.54mm标准间距接头。
本发明 的有益效果是：本发明 通过结合DALI总线和ZigBee技术，使得本发明 所述的照明控制装置不仅具有无线ZigBee接收功能，同时能按照DALI总线协议对照明设备进行寻址，并控制照明设备的照明状态，能有效满足智能照明控制系统的大规模、高可扩展性需求，且具有节能、高效、操作灵活的特点。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图；
图2为本发明的工作流程图；
图3为本发明的电路原理图；
图4为本发明的应用示例图。
图中主要附图标记含义如下：
1、一种实现ZigBee传输DALI总线协议的照明控制装置 2、DALI接头
3、DALI总线收发单元 4、微控制器 5、ZigBee无线收发模块
6、电源模块 7、2.4G天线。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
图1为本发明一实施例的结构示意图；图2为本发明的工作流程图；图3为本发明的电路原理图；图4为本发明的应用示例图。
如图1-图4所示：实现ZigBee传输DALI总线协议的照明控制装置1包括：用于输出DALI总线控制信号的DALI接头2、用于进行TTL电平和DALI差分电平相互转换的DALI总线收发单元3、含FLASH的微控制器4、用于进行ZigBee无线数据传输的ZigBee无线收发模块5、2.4G天线7和电源模块6，所述的DALI接头2、DALI总线收发单元3、微控制器4、ZigBee无线收发模块5和2.4G天线7顺序连接，且所述的电源模块6则同时与DALI总线收发单元3、微控制器4和ZigBee无线收发模块5连接。
具体在本实施例中， 所述的2.4G天线7采用一支2.4G的垂直极化全向橡胶天线，具有3dB的增益；所述的ZigBee无线收发模块5采用以飞思卡尔MC13213芯片为核心的ZigBee收发模块，它集成固化了2.4G射频调制解调、ZibBee协议栈解析和应用数据解析功能，并具有数字通信能力，所述的微控制器4采用飞思卡尔低功耗的8位单片机MC9S08QG8，其稳定的抗干挠性能，丰富的内部FLASH资源和充裕的I/O资源能支持本装置的逻辑流程控制、电平转换控制功能；所述的DALI总线收发单元3由集成芯片和模拟电路搭建的电平转换电路，完成DALI协议的总线收发功能；所述的DALI接头2采用直插式2.54mm标准间距接头；而所述的供电电源模块6采用独立的电源转换模块，把220v AC 稳压转换成12v 5V DC，并由5v DC稳压成3.3V DC。
其中，DALI接头2用于连接各个具有DALI从机接口的照明设备；所述的DALI总线收发单元3，接收并转换微控制器4传递来的TTL电平控制信号，通过集成电路转换成DALI差分信号，并输出到DALI接头2；所述的微控制器4用于接收并解析ZigBee无线收发模块5传递来的数字信号，并生成TTL电平信号传递给DALI总线收发单元3；所述的ZigBee无线收发模块5用于处理、2.4G天线7接收的模拟信号，并进行信号解调，再把解调之后的信号转换成数字信号，传递给微控制器4；所述的供电电源模块6用于分别向DALI总线收发单元3、微控制器4和ZigBee无线收发模块5提供12v、5v、3.3v的直流恒压；而所述的2.4G天线7则用于接收控制信号发射端发出的ZigBee 2.4G控制指令信号。
本发明的工作原理为：通过ZigBee的无线链路和ZigBee标准通信协议，接收管理者对照明设备的控制信息，再把ZigBee控制信息转换成符合DALI协议的控制信息，即曼彻斯特编码格式两线差分信号，最终控制挂接在DALI总线上的各个照明设备照明状态。
本发明的主要工作过程具体如图2所示：
（1）装置上电，各模块功能初始化；
（2）进入等待天线7信号的状态。若用户发出照明控制指令信号，天线7收到信号，进入步骤3。反之则收不到，循环进入步骤2；
（3）ZigBee天线信号触发ZigBee无线收发模块5进入IRQ中断，提示ZigBee无线收发模块5有数据到达，需要进行数据接收和解析；
（4）ZigBee无线收发模块5接收到信号，经过数据逻辑转换，把信号解析成具有控制含义的数字信号，并把该信号传送给微控制器4；
（5）微控制器4把接收到的具有控制含义的数字信号转换成TTL控制电平。该电平作为DALI总线收发单元3的输入；
（6）DALI总线收发单元3接收到微控制器4输入的TTL电平，经过电平转换，生成DALI曼彻斯特编码格式两线差分信号。该信号通过总线的方式传输，寻址控制总线上的符合DALI协议的照明设备，并同时进入步骤2等待下一次控制信号。
本发明通过结合DALI总线和ZigBee技术，使得本发明所述的照明控制装置不仅具有无线ZigBee接收功能，同时能按照DALI总线协议对照明设备进行寻址，并控制照明设备的照明状态，能有效满足智能照明控制系统的大规模、高可扩展性需求，且具有节能、高效、操作灵活的特点。
上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种实现ZigBee传输DALI总线协议的照明控制装置，其特征在于，包括：用于输出DALI总线控制信号的DALI接头、用于进行TTL电平和DALI差分电平相互转换的DALI总线收发单元、含FLASH的微控制器、用于进行ZigBee无线数据传输的ZigBee无线收发模块、2.4G天线和电源模块，所述的DALI接头、DALI总线收发单元、微控制器、ZigBee无线收发模块和2.4G天线顺序连接，而所述的电源模块则同时与DALI总线收发单元、微控制器和ZigBee无线收发模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种实现ZigBee传输DALI总线协议的照明控制装置，其特征在于，所述的2.4G天线为一支具有3dB的增益的2.4G的垂直极化全向橡胶天线。
3.根据权利要求1所述的一种实现ZigBee传输DALI总线协议的照明控制装置，其特征在于，所述的ZigBee无线收发模块为一以芯片为核心，且集成固化了2.4G射频调制解调、ZibBee协议栈解析和应用数据解析功能、并具有数字通信能力的ZigBee收发模块。
4.根据权利要求1所述的一种实现ZigBee传输DALI总线协议的照明控制装置，其特征在于，所述的微控制器为一8位单片机。
5.根据权利要求1所述的一种实现ZigBee传输DALI总线协议的照明控制装置，其特征在于，所述的DALI接头为直插式2.54mm标准间距接头。
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