CN103139054B - 基于knx协议与dali协议的网关 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于KNX协议与DALI协议的网关，包含有EIB总线(1)、收发器(2)、单片机(3)和DALI电平转换电路(4)，所述的收发器(2)的一端与所述的EIB总线(1)相连，所述的收发器(2)的另一端与所述的单片机(3)的一端相连，且所述单片机(3)另一端与DALI电平转换电路(4)连接，它设计合理、结构简单，供电与通讯复用总线，DALI系统节能效果良好，可延长光源的寿命，改善工作环境，提高工作效率，实现多种照明效果，管理维护方便，有较高的经济回报率。

Description

基于KNX协议与DALI协议的网关
技术领域：
本发明涉及EIB总线和DALI总线的智能照明控制技术领域，具体涉及一种基于KNX协议与DALI协议的网关。
背景技术：
随着社会的进步，人们对舒适和节能提出了更高的要求，智能灯光，智能遮阳伞控制将得到越来越广泛的应用。与此同时，用户对系统集成和维护升级的要求越来越严格和专业化，标准化的产品逐步体现其综合优势。在智能照明领域应用较多的是EIB总线控制系统，在楼宇自动化中应用较多的是DALI协议。EIB(EuropeanInstallationBus)系统在智能照明领域得到了广泛的应用。EIB因其安全性、经济性、舒适性、应变性等各方面的不断提高在智能照明领域成为了主要的总线技术标准。目前已经有100多家世界主要厂商支持EIB，各类产品达4000多种，几乎涵盖了建筑智能照明的各个行业和各种用途。
数字可寻址照明接口(DALI)是1种两线双向串行数字通信协议，具有配置灵活和低价格等优点，因此受到照明设备制造商的广泛青睐，并已经成为国际电工委员会的标准(IEC60929)。由于DALI协议主要是覆盖镇流器的电气特性，而镇流器的控制命令和状态信息，并没有涉及与其他控制系统互连的规定，且1个控制单元只能最多控制64个镇流器。目前，DALI总线照明系统与其他控制系统互连大都采用基于RS-485的协议转换器来实现，因此要在大型建筑物中采用DALI总线照明系统必须使用大量的RS-485的协议转换器，给整个建筑物的智能控制系统的实现带来不便。而且485方式不能给下接设备供电，设备需要单独解决供电问题，485总线通讯一般不宜采用星形，树形，环形等组网结构，往往采用手拉手。
发明内容：
本发明的目的是提供一种基于KNX协议与DALI协议的网关，它主要实现信号电平的转换、协议数据帧格式的转换，以及控制系统的扩展等功能。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：一种基于KNX协议与DALI协议的网关，包含有EIB总线(1)、收发器(2)、单片机(3)和DALI电平转换电路(4)，所述的收发器(2)的一端与所述的EIB总线(1)相连，所述的收发器(2)的另一端与所述的单片机(3)的一端相连，且所述单片机(3)另一端与DALI电平转换电路(4)连接。
所述的收发器(2)内置有EIB转换电路，所述的EIB转换电路包含电阻(R1)-(R3)和(R5)-(R6)、电容(C1)-(C6)和(C9)-(C10)、电感(L1)、双向稳压管(D1)、集成芯片(U1)和总线芯片(EIB1)。
所述的集成芯片(U1)的1脚接地，其2脚分别与电容(C3)的正极和电阻(R2)的一端连接，电阻(R2)的另一端接电容(C2)的正极，集成芯片(U1)的3脚通过电阻(R3)与电容(C4)的正极连接，且集成芯片(U1)的4脚和5脚均与电容(C4)的正极连接，集成芯片(U1)的6脚和7脚均与电感(L1)的一端连接，其另一端分别接电源VCC和电容(C5)的正极，且集成芯片(U1)的8脚接电容(C5)的正极，集成芯片(U1)的9脚与电容(C6)连接，集成芯片(U1)的10脚接SAVE，其11脚接RESET，12脚与电阻R6连接，13脚接A8，14脚接电平VHH，15脚接地，16脚分别与电容(C9)的正极和电阻(R5)的一端连接，集成芯片(U1)的17脚接TEMP，其(18)脚通过电容(C10)与电阻(R1)的一端连接，且19脚和20脚均与电阻(R1)的一端连接，电阻(R1)的另一端分别与电容(C1)的正极、双向稳压管(D1)的1端和总线芯片(EIB1)的1脚和3脚连接，总线芯片(EIB1)的2脚和4脚、双向稳压管(D1)的2端、电容(C1)的负极、电容(C2)的负极、电容(C3)的负极、电容(C4)的负极、电容(C5)的负极、电容(C6)的负极、电容(C9)的负极和电阻(R5)的另一端均接地。
所述的收发器实现信号的接收与发送；所述的单片机3实现KNX协议与DALI协议之间的转换；所述的DALI电平转换电路实现对电平的转换。
本发明的工作流程如下：基于KNX协议与DALI协议的网关的单片机(3)接收到EIB总线1上的对应的控制指令，将KNX协议转换成DALI协议发出，接在基于KNX协议与DALI协议装换的网关输出端口的DALI镇流器接收到控制指令，从而对灯具进行控制。
本发明具有以下有益效果：供电与通讯复用总线，DALI系统节能效果良好，可延长光源的寿命，改善工作环境，提高工作效率，实现多种照明效果，管理维护方便，有较高的经济回报率。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中EIB转换电路的原理图。
图3为本发明中DALI电平转换电路及处理器的原理图。
具体实施方式：
参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：一种基于KNX协议与DALI协议的网关，包含有EIB总线(1)、收发器(2)、单片机(3)和DALI电平转换电路(4)，所述的收发器(2)的一端与所述的EIB总线(1)相连，所述的收发器(2)的另一端与所述的单片机(3)的一端相连，且所述单片机(3)另一端与DALI电平转换电路(4)连接。
所述的收发器(2)内置有EIB转换电路，所述的EIB转换电路包含电阻(R1)-(R3)和(R5)-(R6)、电容(C1)-(C6)和(C9)-(C10)、电感(L1)、双向稳压管(D1)、集成芯片(U1)和总线芯片(EIB1)。
所述的集成芯片(U1)的1脚接地，其2脚分别与电容(C3)的正极和电阻(R2)的一端连接，电阻(R2)的另一端接电容(C2)的正极，集成芯片(U1)的3脚通过电阻(R3)与电容(C4)的正极连接，且集成芯片(U1)的4脚和5脚均与电容(C4)的正极连接，集成芯片(U1)的6脚和7脚均与电感(L1)的一端连接，其另一端分别接电源VCC和电容(C5)的正极，且集成芯片(U1)的8脚接电容(C5)的正极，集成芯片(U1)的9脚与电容(C6)连接，集成芯片(U1)的10脚接SAVE，其11脚接RESET，12脚与电阻R6连接，13脚接A8，14脚接电平VHH，15脚接地，16脚分别与电容(C9)的正极和电阻(R5)的一端连接，集成芯片(U1)的17脚接TEMP，其(18)脚通过电容(C10)与电阻(R1)的一端连接，且19脚和20脚均与电阻(R1)的一端连接，电阻(R1)的另一端分别与电容(C1)的正极、双向稳压管(D1)的1端和总线芯片(EIB1)的1脚和3脚连接，总线芯片(EIB1)的2脚和4脚、双向稳压管(D1)的2端、电容(C1)的负极、电容(C2)的负极、电容(C3)的负极、电容(C4)的负极、电容(C5)的负极、电容(C6)的负极、电容(C9)的负极和电阻(R5)的另一端均接地。
所述的收发器实现信号的接收与发送；所述的单片机3实现KNX协议与DALI协议之间的转换；所述的DALI电平转换电路实现对电平的转换。
所述的EIB总线(1)，其最大特性是通过单一多芯电缆代替了传统分离控制电缆与电力电缆，具有总线供电模式，并确保各设备能互传控制指令，因此总线电缆能对线型、树型或星型铺设，方便扩容及改装。
所述的收发器(2)主要作用是将EIB总线(1)的信号解调成串行数字信号，同时也将单片机(3)发出的串行数据调制到EIB总线(1)上。发送数据时，数字信号通过SEND管脚发送到收发器(2)，收发器(2)将数字信号经过调制变成模拟信号，发送到总线上。同时收发器(2)接收EIB总线(1)上的模拟信号变成数字信号，通过QREC管脚发送到单片机(3)。
所述的单片机(3)主要完成KNX协议与DALI协议之间的转换，KNX协议信号编码使用负逻辑的不归零码，叠加在总线供电电源上(24V)，采用CSMA/CA机制(CarrierSenseMultipleAccess/CollisionAvoid)，起始信号，优态(Superior)，劣态(Inferior)，波特率9.6kbps。一个数据帧由一个单独起始位、八个数据位、一个校验位以及一个停止标志位组成。两个相邻的帧之间有一个2bits长的间隔。DALI数据采用双向曼彻斯特编码方式编码，值“1”和“0”表示两种不同电平的跃变，从逻辑低电平转变到高电平表示值为“1”，从逻辑高电平转变到低电平表示值为“0”。通信速率为1200b/s，通信过程中调光控制器使用两种不同的数据帧格式：发送帧(1bit起始位+8bit地址位+8bit数据位+2bit停止位)和接收帧(1bit起始位+8bit数据位+2bit停止位)。
所述的DALI电平转换电路(4)主要实现对电平的转换，DALI电平与TTL电平标准不同，当它们的电压差在9.5～22.5V范围内时被认为是高电平，位于-6.5～6.5V时被认为是低电平。
本具体实施方式设计合理、结构简单，供电与通讯复用总线，DALI系统节能效果良好，可延长光源的寿命，改善工作环境，提高工作效率，实现多种照明效果，管理维护方便，有较高的经济回报率。

Claims (1)

1.一种基于KNX协议与DALI协议的网关，包含有EIB总线(1)、收发器(2)、单片机(3)和DALI电平转换电路(4)，所述的收发器(2)的一端与所述的EIB总线(1)相连，所述的收发器(2)的另一端与所述的单片机(3)的一端相连，且所述单片机(3)另一端与DALI电平转换电路(4)连接，单片机(3)实现KNX协议与DALI协议之间的转换，所述的收发器(2)内置有EIB转换电路，所述的EIB转换电路包含电阻R1-R3和R5-R6、电容C1-C6和C9-C10、电感L1、双向稳压管D1、集成芯片U1和总线芯片EIB1，其特征在于：所述的集成芯片U1的1脚接地，其2脚分别与电容C3的正极和电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端接电容C2的正极，集成芯片U1的3脚通过电阻R3与电容C4的正极连接，且集成芯片U1的4脚和5脚均与电容C4的正极连接，集成芯片U1的6脚和7脚均与电感L1的一端连接，其另一端分别接电源VCC和电容C5的正极，且集成芯片U1的8脚接电容C5的正极，集成芯片U1的9脚与电容C6连接，集成芯片U1的10脚接SAVE，其11脚接RESET，12脚与电阻R6连接，13脚接A8，14脚接电平VHH，15脚接地，16脚分别与电容C9的正极和电阻R5的一端连接，集成芯片U1的17脚接TEMP，其18脚通过电容C10与电阻R1的一端连接，且19脚和20脚均与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端分别与电容C1的正极、双向稳压管D1的1端和总线芯片EIB1的1脚和3脚连接，总线芯片EIB1的2脚和4脚、双向稳压管D1的2端、电容C1的负极、电容C2的负极、电容C3的负极、电容C4的负极、电容C5的负极、电容C6的负极、电容C9的负极和电阻R5的另一端均接地。
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