CN106900130A - 一种基于蓝牙通信的dali系统扩展装置及dali系统扩展方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于蓝牙通信的DALI系统扩展装置，包括DALI‑Bluetooth智能网关和无线控制装置，所述DALI‑Bluetooth智能网关和所述无线控制装置通过蓝牙实现通信。本发明还涉及一种基于DALI系统扩展装置的DALI系统扩展方法，该方法包括：无线控制装通过DALI‑Bluetooth智能网关接入DALI系统，形成一个有线和无线通信混合的网络，从而实现DALI系统扩展。本发明实现了一种标准DALI系统的扩展，形成一个有线和无线通信混合的网络。

Description

一种基于蓝牙通信的DALI系统扩展装置及DALI系统扩展方法
技术领域
本发明属于照明控制领域，具体涉及一种基于蓝牙通信的DALI系统扩展装置及DALI系统扩展方法。
背景技术
在信息化、网络化的今天，智能照明控制技术把现代照明推向了节能化、智能化、人性化、艺术化以及个性化的全新高度。智能照明控制已越来越受到人们的青睐。其中，DALI作为一种开放的数字化智能照明控制系统，具有组网配置灵活、安全可靠和成本低等优点，可灵活的实现单灯控制、分组控制、场景设置以及状态反馈等功能，具有专业、细致灯光控制的特点，受到照明设备制造商的广泛支持，并已经广泛应用于酒店、办公大楼和商场等重要场所。
目前标准DALI照明系统通信方式均采用双线通信，DALI系统应用于旧楼、古建筑等不便进行布线场合，往往面临安装布线难的困难问题。因此，对DALI系统进行扩展，使其在不便布线场合进行无线通信，进而形成DALI有线和无线的混合组网，对进一步拓宽DALI系统的应用范围具有重要意义。
发明内容
针对目前DALI系统中照明设备控制采用单一通信介质（双线）控制方式，本发明是一种对标准DALI系统的扩展。本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于蓝牙通信的DALI系统扩展装置，包括DALI-Bluetooth智能网关和无线控制装置，所述DALI-Bluetooth智能网关和所述无线控制装置通过蓝牙实现通信。
上述的基于蓝牙通信的DALI系统扩展装置，所述DALI-Bluetooth智能网关包括：
DALI通信接口，用于实现TTL电平信号与DALI总线协议的电平信号的转换；
第一蓝牙通信模块，所述第一蓝牙通信模块通过UART串口与第一主控制器通信；
第一主控制器，用于实现DALI协议与蓝牙协议的转换以及参数存储、信息查询；
拨码开关，用于设定关联的无线控制装置数量；
按键，用于启动搜索关联设备和解除关联设备；
第一供电电源，用于给DALI-Bluetooth智能网关供电。
上述的基于蓝牙通信的DALI系统扩展装置，所述无线控制装置包括：
第二蓝牙通信模块，所述第二蓝牙通信模块通过UART串口与第二主控制器通信；
第二主控制器，用于实现与第二蓝牙通信模块的通信、指令解析、参数保存、控制输出；
LED驱动模块，用于驱动LED灯；
第二供电电源，用于给无线控制装置供电。
一种基于蓝牙通信的DALI系统扩展方法，该方法包括：无线控制装通过DALI-Bluetooth智能网关接入DALI系统，形成一个有线和无线通信混合的网络，从而实现DALI系统扩展。
上述的基于蓝牙通信的DALI系统扩展方法，所述的DALI系统扩展通过DALI-Bluetooth智能网关，实现无线控制装置地址分配、参数配置、参数查询以及电弧功率控制。
上述的基于DALI系统扩展装置的DALI系统扩展方法，所述DALI系统扩展的地址分配方法包括以下步骤：
1）、通过设置DALI-Bluetooth智能网关的拨码开关，确定需要关联的无线控制装置数量；
2）、通过按键，DALI-Bluetooth智能网关广播关联搜索指令，所有无线控制装置接收到指令后，随机延时后回复自身MAC地址和设备信息，DALI-Bluetooth智能网关收到无线控制装置信息后，依次回复确认指令，无线控制装置接收指令后确认关联。
3）、DALI-Bluetooth智能网关接收到DALI总线地址分配指令后，进入地址分配状态；DALI-Bluetooth智能网关根据关联设备信息，确定无线控制装置所需要的短地址数量，所有短地址先统一分配给DALI-Bluetooth智能网关，并在DALI-Bluetooth智能网关中建立蓝牙MAC地址与DALI短地址关联表，并根据关联表信息依次发送DALI短地址到无线控制装置。
上述的基于蓝牙通信的DALI系统扩展方法，所述DALI系统扩展的参数配置方法包括：DALI系统扩展地址分配完成后，在DALI-Bluetooth智能网关主控制器中建立DALI短地址与设备参数的映射表；
DALI-Bluetooth智能网关接收到DALI总线参数配置指令，将配置的设备参数保存至对应的参数映射表，然后DALI-Bluetooth智能网关通过蓝牙模块将设备参数全部发送至无线控制装置，无线控制装置接收并保存全部的DALI参数。
上述的基于蓝牙通信的DALI系统扩展方法，所述DALI系统扩展的参数查询方法包括：DALI-Bluetooth智能网关接收到DALI总线参数查询指令，DALI-Bluetooth智能网关根据参数映射表回复系统所查询的参数。
上述的基于蓝牙通信的DALI系统扩展方法，所述DALI系统扩展的电弧功率控制包括：DALI-Bluetooth智能网关接收到DALI总线单控、组控、广播控制指令，DALI-Bluetooth智能网关通过蓝牙模块直接广播无线控制信号，无线控制装置接收指令，并根据指令中的DALI地址进行响应，实现控制功能。
本发明的有益效果：
本发明实现了一种标准DALI系统的扩展，形成一个有线和无线通信混合的网络。其中，无线控制装置通过DALI-Bluetooth智能网关接入DALI系统，使无线控制装置具备了标准DALI控制装置的功能，包括地址分配、参数配置、参数查询、单控、组控、广播控制等功能，使其在不便布线场合进行无线通信，从而形成DALI有线和无线的混合组网，对进一步拓宽DALI系统的应用范围具有重要意义。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1为DALI系统扩展示意图。
图2为DALI-Bluetooth智能网关硬件结构图。
图3为拨码开关硬件结构图。
图4为无线控制装置硬件结构图。
图5为搜索关联设备流程图。
图6为MAC地址与DALI短地址关联图。
图7为参数配置流程图。
具体实施方式
为进一步阐述本实施例达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实施例的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。
以下结合附图对本实施例的结构原理，工作原理作进一步说明。
参照附图1，一种基于蓝牙通信的DALI系统扩展，该扩展系统是一种有线和无线通信混合的网络，可控制多达64个可寻址控制装置。其中，DALI-Bluetooth智能网关直接挂接在DALI总线上，无线控制装置通过DALI-Bluetooth智能网关接入DALI系统。
参照附图2，DALI-Bluetooth智能网关硬件电路主要包括DALI通信接口、蓝牙通信模块、主控制器MCU、拨码开关模块、按键模块以及电源模块等。的DALI通信接口实现TTL电平信号与DALI总线协议的电平信号的转换；的蓝牙通信模块通过UART串口与主控MCU通信。
参照附图3，DALI-Bluetooth智能网关的拨码开关S1模块用于设置搜索关联的无线控制装置数量，设置方式采用二进制计数。
参照附图4，无线控制装置主要包括蓝牙通信模块、主控制器MCU、LED驱动模块以及电源模块等。的蓝牙通信模块通过UART与主控MCU通信，无线控制装置通过调节PWM占空比实现LED调光控制。
DALI系统扩展现场初次搭建完成时，无线控制装置未进行组网配置。在发起灯具灯光控制之前需对DALI系统扩展进行组网配置，其组网配置包括关联搜索、地址分配、参数配置以及信息查询。
参照附图5，无线控制装置关联搜索实现过程如下：
（1）系统开始组网时，DALI-Bluetooth智能网关首先与无线控制装置建立关联关系。通过设置DALI-Bluetooth智能网关的拨码开关S1，确定需要关联的无线控制装置数量。
（2）短按按键广播关联搜索指令，所有无线控制装置接收指令后，随机延时回复自身MAC地址和设备信息。
（3）DALI-Bluetooth智能网关接收到无线控制装置信息后，依次回复确认指令，无线控制装置接收确认指令后进入关联状态。
（4）重复上述过程，继续搜索系统中未关联的无线控制装置。若与所有无线控制装置建立关联或搜索三次之后，DALI-Bluetooth智能网关自动退出关联搜索模式。
DALI系统扩展的地址分配实现过程如下：
当DALI-Bluetooth智能网关接收到DALI总线地址分配指令时，进入地址分配状态。无线控制装置所需要的短地址先统一分配给DALI-Bluetooth智能网关，然后DALI-Bluetooth智能网关依次发送DALI短地址到无线控制装置，并在DALI-Bluetooth智能网关中建立如附图6所示的MAC地址与DALI短地址关联表。例如图中控制装置1是单通道LED驱动，MAC地址为0x7CEC79474D0B，相关联的DALI短地址为0x00；控制装置2是三通道LED驱动，MAC地址为0xD4F51378FCB9，相关联的DALI短地址为0x01、0x02、0x03，由此完成对无线控制装置地址分配。
参照附图7，DALI系统扩展的参数配置实现过程如下：
（1）DALI-Bluetooth智能网关接收DALI总线参数配置指令，解析指令并判断是否是配置无线控制装置参数。
（2）将配置的参数保存至对应的参数映射表，并通过蓝牙模块将设备参数统一发送至无线控制装置。
（3）参数配置成功后，无线控制装置保存全部的DALI参数，DALI-Bluetooth智能网关退出参数配置模式。
DALI系统扩展的参数查询实现过程如下：
当DALI-Bluetooth智能网关接收到DALI总线参数查询指令， DALI-Bluetooth智能网关根据参数映射表直接回复系统所查询的参数。
为了确保DALI-Bluetooth智能网关映射表中的参数与无线控制装置参数相一致，DALI-Bluetooth智能网关定时查询无线控制装置系统参数。
具体地，本实施例针对目前DALI系统中照明设备控制采用单一通信介质（双线）控制方式，本实施例是一种对标准DALI系统的扩展。无线控制装置（即照明设备）通过DALI-Bluetooth智能网关接入DALI系统，形成一个有线和无线通信混合的网络，从而实现DALI系统扩展。
标准DALI系统通信方式采用双线差分信号实现设备的通信，并规定了信号的电平、时序以及指令系统。在DALI系统扩展中，由于采用了有线和无线混合组网，因此该扩展系统并不符合DALI系统标准。但是通过DALI-Bluetooth智能网关，无线控制装置具备了标准DALI系统的一切功能，包括接收DALI命令、进行地址分配、参数配置、参数查询、实现单控、组控、广播等DALI系统所具备的全部功能。由于DALI-Bluetooth智能网关屏蔽了蓝牙无线通信物理层，并实现了组网、DALI命令格式转换等。因此，从功能上讲，DALI系统扩展符合DALI系统的标准。
为了实现目的，本实施例中的DALI-Bluetooth智能网关实现DALI协议与蓝牙协议转换，实现对无线控制装置关联搜索、地址分配、参数配置、参数查询以及照明设备控制等功能。
的无线控制装置采用无线蓝牙通信，具备灵活的系统接入方式，具有组网、参数配置、信息查询、单控、组控、场景控制以及设备故障信息上报等标准DALI控制装置的一切功能。
为了实现上述目的，本实施例采用的技术方案是：
一种基于蓝牙通信的DALI系统扩展，主要包括DALI-Bluetooth智能网关和无线控制装置两部分。DALI-Bluetooth智能网关和无线控制装置通过蓝牙实现通信。
DALI-Bluetooth智能网关硬件电路主要包括DALI通信接口、蓝牙通信模块、主控制器MCU、拨码开关、按键以及供电电源组成。
的无线控制装置硬件电路主要包括蓝牙通信模块、主控制器MCU、LED驱动模块以及供电电源等。
DALI-Bluetooth智能网关的DALI通信接口实现TTL电平信号与DALI总线协议的电平信号的转换。
DALI-Bluetooth智能网关的蓝牙通信模块采用低功耗蓝牙4.0模块。
DALI-Bluetooth智能网关的主控MCU采用基于Cortex-M0架构的32位微处理器，实现DALI协议与蓝牙协议的转换以及参数存储、信息查询等功能。
DALI-Bluetooth智能网关的按键，用于启动搜索关联设备和解除关联设备。
DALI-Bluetooth智能网关的拨码开关用于设定关联的无线控制装置数量。
无线控制装置的蓝牙通信模块采用低功耗蓝牙4.0模块。
无线控制装置的MCU采用基于Cortex-M0架构的32位微处理器，实现与蓝牙模块通信、指令解析、参数保存、控制输出等操作。
的无线控制装置的LED驱动模块采用恒压驱动方式，用于驱动LED灯。
本实施例的DALI系统扩展通过DALI-Bluetooth智能网关，实现无线控制装置地址分配、参数配置、参数查询以及电弧功率控制等功能，具体实现方法如下：
（1）本实施例的DALI系统扩展地址分配是这样实现的：
系统开始组网时，DALI-Bluetooth智能网关需要与无线控制装置建立关联关系。
第一，通过设置DALI-Bluetooth智能网关的拨码开关，确定需要关联的无线控制装置数量；
第二，通过按键，DALI-Bluetooth智能网关广播关联搜索指令，所有无线控制装置接收到指令后，随机延时后回复自身MAC地址和设备信息，DALI-Bluetooth智能网关收到无线控制装置信息后，依次回复确认指令，无线控制装置接收指令后确认关联。
第三，DALI-Bluetooth智能网关接收到DALI总线地址分配指令后，进入地址分配状态。DALI-Bluetooth智能网关根据关联设备信息，确定无线控制装置所需要的短地址数量，所有短地址先统一分配给DALI-Bluetooth智能网关，并在DALI-Bluetooth智能网关中建立蓝牙MAC地址与DALI短地址关联表，并根据关联表信息依次发送DALI短地址到无线控制装置。
通过以上方法无线控制装置被分配并保存唯一的DALI短地址。
（2）本实施例的DALI系统扩展参数配置是这样实现的：
DALI系统扩展地址分配完成时，在DALI-Bluetooth智能网关主控制器MCU中建立DALI短地址与设备参数的映射表。
当DALI-Bluetooth智能网关接收到DALI总线参数配置指令，将配置的设备参数保存至对应的参数映射表，然后DALI-Bluetooth智能网关通过蓝牙模块将设备参数全部发送至无线控制装置，无线控制装置接收并保存全部的DALI参数。
（3）本实施例的DALI系统扩展参数查询是这样实现的：
当DALI-Bluetooth智能网关接收到DALI总线参数查询指令，DALI-Bluetooth智能网关根据参数映射表回复系统所查询的参数。
为了确保DALI-Bluetooth智能网关映射表中的参数与无线控制装置参数同步更新，DALI-Bluetooth智能网关定时查询无线控制装置系统参数。
（4）本实施例的DALI系统扩展电弧功率控制是这样实现的：
当DALI-Bluetooth智能网关接收到DALI总线单控、组控、广播控制指令，DALI-Bluetooth智能网关通过蓝牙模块直接广播无线控制信号，无线控制装置接收指令，并根据指令中的DALI地址进行响应，实现相应的控制功能。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于蓝牙通信的DALI系统扩展装置，其特征在于，包括DALI-Bluetooth智能网关和无线控制装置，所述DALI-Bluetooth智能网关和所述无线控制装置通过蓝牙实现通信。
2.如权利要求1所述的基于蓝牙通信的DALI系统扩展装置，其特征在于，所述DALI-Bluetooth智能网关包括：
DALI通信接口，用于实现TTL电平信号与DALI总线协议的电平信号的转换；
第一蓝牙通信模块，所述第一蓝牙通信模块通过UART串口与第一主控制器通信；
第一主控制器，用于实现DALI协议与蓝牙协议的转换以及参数存储、信息查询；
拨码开关，用于设定关联的无线控制装置数量；
按键，用于启动搜索关联设备和解除关联设备；
第一供电电源，用于给DALI-Bluetooth智能网关供电。
3.如权利要求1所述的基于蓝牙通信的DALI系统扩展装置，其特征在于，所述无线控制装置包括：
第二蓝牙通信模块，所述第二蓝牙通信模块通过UART串口与第二主控制器通信；
第二主控制器，用于实现与第二蓝牙通信模块的通信、指令解析、参数保存、控制输出；
LED驱动模块，用于驱动LED灯；
第二供电电源，用于给无线控制装置供电。
4.一种基于权利要求1-3任一项所述DALI系统扩展装置的DALI系统扩展方法，其特征在于，该方法包括：无线控制装通过DALI-Bluetooth智能网关接入DALI系统，形成一个有线和无线通信混合的网络，从而实现DALI系统扩展。
5.如权利要求4所述的DALI系统扩展方法，其特征在于，所述的DALI系统扩展通过DALI-Bluetooth智能网关，实现无线控制装置地址分配、参数配置、参数查询以及电弧功率控制。
6.如权利要求5所述的DALI系统扩展方法，其特征在于，所述DALI系统扩展的地址分配方法包括以下步骤：
1）、通过设置DALI-Bluetooth智能网关的拨码开关，确定需要关联的无线控制装置数量；
2）、通过按键，DALI-Bluetooth智能网关广播关联搜索指令，所有无线控制装置接收到指令后，随机延时后回复自身MAC地址和设备信息，DALI-Bluetooth智能网关收到无线控制装置信息后，依次回复确认指令，无线控制装置接收指令后确认关联；
3）、DALI-Bluetooth智能网关接收到DALI总线地址分配指令后，进入地址分配状态；DALI-Bluetooth智能网关根据关联设备信息，确定无线控制装置所需要的短地址数量，所有短地址先统一分配给DALI-Bluetooth智能网关，并在DALI-Bluetooth智能网关中建立蓝牙MAC地址与DALI短地址关联表，并根据关联表信息依次发送DALI短地址到无线控制装置。
7.如权利要求5所述的DALI系统扩展方法，其特征在于，所述DALI系统扩展的参数配置方法包括：DALI系统扩展地址分配完成后，在DALI-Bluetooth智能网关主控制器中建立DALI短地址与设备参数的映射表；
DALI-Bluetooth智能网关接收到DALI总线参数配置指令，将配置的设备参数保存至对应的参数映射表，然后DALI-Bluetooth智能网关通过蓝牙模块将设备参数全部发送至无线控制装置，无线控制装置接收并保存全部的DALI参数。
8.如权利要求5所述的DALI系统扩展方法，其特征在于，所述DALI系统扩展的参数查询方法包括：DALI-Bluetooth智能网关接收到DALI总线参数查询指令，DALI-Bluetooth智能网关根据参数映射表回复系统所查询的参数。
9.如权利要求5所述的DALI系统扩展方法，其特征在于，所述DALI系统扩展的电弧功率控制包括：DALI-Bluetooth智能网关接收到DALI总线单控、组控、广播控制指令，DALI-Bluetooth智能网关通过蓝牙模块直接广播无线控制信号，无线控制装置接收指令，并根据指令中的DALI地址进行响应，实现控制。
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