CN107454705A - 一种基于dali协议的植物灯智能电源系统及调光方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于DALI协议的植物灯智能电源系统，该植物灯智能电源系统包括信号处理模块、电源驱动模块和多路LED植物灯光源，所述信号处理模块与上层控制系统间使用DALI总线连接，所述信号处理模块与电源驱动模块连接，所述电源驱动模块与所述多路LED植物灯光源连接，从而能够实现上层控制系统对多路LED植物灯光源的可调控制。本发明还涉及上述系统的调光方法。本发明实现了LED植物灯多组数光源的独立控制，进一步实现植物生长环境的参数反馈，在减小体积的同时也降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及照明技术领域，具体涉及一种基于DALI协议的植物灯智能电源系统及调光方法。
背景技术
LED作为一种新型光源，由于具有节能、环保、寿命长等特点，因而十分适合用于植物灯光源。但植物灯要求多组光源独立控制，并且需要加入植物生长环境的参数反馈。
DALI(Digital Addressable Lighting Interface，数字可寻址照明接口)通讯协议是国际公开规格的照明控制通讯协议，可以通过最大64位短地址和16个组地址构成网络，一个主机可以控制一个或多个从机，以半双工方式进行通讯。其优势在于：设计简单易行、安装简单经济、控制精确可靠、通信结构简单、应用范围广泛等，为照控系统的标准统一、联网控制的实现提供可能。因此半双工通讯的DALI协议成为实现多路光源独立控制的首选方案。
而目前市面上缺乏相应的针对植物灯开发的DALI控制方案，如果采用传统照明的DALI控制电源来实现多路光源的独立控制存在着体积大、成本高等问题。因此有必要设计出适合植物灯使用的低成本、小体积的智能电源模块。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种基于DALI协议的植物灯智能电源系统及调光方法，以实现LED植物灯多组数光源的独立控制，进一步实现植物生长环境的参数反馈，在减小体积的同时也降低了成本。
本发明采用的具体方案如下：
一种基于DALI协议的植物灯智能电源系统，该植物灯智能电源系统包括信号处理模块、电源驱动模块和多路LED植物灯光源，所述信号处理模块与上层控制系统间使用DALI总线连接，所述信号处理模块与电源驱动模块连接，所述电源驱动模块与所述多路LED植物灯光源连接，从而能够实现上层控制系统对多路LED植物灯光源的可调控制。
进一步地，所述信号处理模块包括信号收发模块、信号解编码模块以及地址总线；
所述信号收发模块通过DALI总线与上层控制系统连接并负责收发DALI控制信号，以及实现信号解编码模块中MCU所使用的TTL电平和DALI信号电平之间的相互转换；
所述信号解编码模块将转成TTL电平的DALI控制信号解码为PWM调光信号，并通过地址总线下发PWM调光信号至DALI控制信号中地址所对应的LED植物灯光源实现调光动作。
进一步地，所述信号解编码模块包括微处理器MCU以及连接MCU的旁路电路。
进一步地，所述地址总线包括多路解复用器以及使用PCA9626芯片和连接芯片的旁路电路。
进一步地，所述电路驱动模块包括AC-DC转换模块和DC-DC转换模块；所述AD-DC转换模块将交流电转换为直流电并提供给所述DC-DC转换模块；所述DC-DC转换模块将该直流电转换为各路LED植物灯光源所需的恒流输出，并根据信号处理模块中的地址总线发送来的PWM调光信号调整LED植物灯光源的输出。
进一步地，所述AC-DC转换模块使用多个开关电源来实现交流电与直流电的转换。
进一步地，所述DC-DC转换模块使用降压转换器芯片来实现直流电源到可调恒流输出的转换。
进一步地，该植物灯智能电源系统还包括与所述信号处理模块连接的一个或多个植物灯环境传感器，所述信号处理模块将采集的传感器数据上传至上层控制系统。
进一步地，该植物灯智能电源系统还包括一个或多个植物灯环境传感器，所述地址总线连接所述一个或多个植物灯环境传感器；地址总线将采集到的传感器数据通过信号解编码模块编码后由信号收发模块上传至上层控制系统。
一种如前所述的植物灯智能电源系统的调光方法，该方法包括以下步骤：
所述信号收发模块通过DALI总线与上层控制系统连接并接收DALI控制信号，将从上层控制系统接收到的DALI控制信号的电平转换为信号解编码模块中MCU所使用的TTL电平；
所述信号解编码模块将转成TTL电平的DALI控制信号解码为PWM调光信号并通过地址总线下发；
所述DC-DC转换模块根据从地址总线接收的PWM调光信号调整DALI控制信号中地址所对应的LED植物灯光源。
本发明的有益效果是：
1.本发明基于国际公开规格的照明控制通讯协议DALI通讯协议，使得系统对上层控制有着良好的兼容性与开放性，便于实现组网控制。
2.本发明可实现LED植物灯多组数光源的独立控制。
3.现有的DALI控制信号只能实现植物灯光源的控制，而本发明可借助DALI总线传递植物灯各类传感器数据，从而实现传感器的数据查询，便于实现LED植物灯的自适应调节功能。
4.本发明与现有的DALI可调电源相比，可将多路独立可调的LED负载输出集合在一个电源模块中，从而通过采用一个总电源模块来实现多路可寻址式独立负载输出，节省了空间，简化了布线，降低了成本。
附图说明
图1是本发明的LED植物灯智能电源系统框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本发明并不局限于附图和以下实施例。
本发明提出的一种基于DALI协议的植物灯智能电源系统如图1所示，该植物灯智能电源系统与上层控制系统间使用DALI总线连接，可实现上层控制系统对多路LED植物灯光源的可调控制。该植物灯智能电源系统包括依次连接的信号处理模块1、电源驱动模块2和多路LED植物灯光源4。
所述信号处理模块1包括信号收发模块5、信号解编码模块6以及地址总线7。
所述信号收发模块5通过DALI总线与上层控制系统连接并负责收发DALI控制信号，以及实现信号解编码模块6中MCU所使用的TTL电平和DALI信号电平之间的相互转换。
所述信号解编码模块6将转成TTL电平的DALI控制信号解码为相应的PWM调光信号，并通过地址总线7下发至DALI控制信号中地址所对应的LED植物灯光源实现调光动作。所述信号解编码模块6的具体实现可包括微处理器MCU以及连接MCU的旁路电路来实现上述功能。
所述地址总线7的具体实现可包括多路解复用器以及使用PCA9626芯片和连接芯片的旁路电路。
所述电路驱动模块2包括AC-DC转换模块8和DC-DC转换模块9。
所述AD-DC转换模块8将220V市电转换为24V直流电并提供给DC-DC转换模块。AC-DC转换模块8可使用多个开关电源来实现市电与24V直流电源的转换。
DC-DC转换模块9将24V直流电转换为各路LED植物灯光源所需的恒流输出，并可根据信号处理模块1中的地址总线7发送来的PWM调光信号调整LED植物灯光源的输出，调节精度为256级，最多支持64路的可调LED负载输出。DC-DC转换模块9可使用降压转换器芯片来实现24V直流电源到可调恒流输出的转换。
所述植物灯智能电源系统还可以包括一个或多个植物灯环境传感器3，所述地址总线7连接所述一个或多个植物灯环境传感器3。该传感器包括但不限于湿度传感器、温度传感器。信号解编码模块6在收到上层控制系统传来的传感器数据采集信号后，通过地址总线7读取指定传感器数据后将数据，地址总线7将采集到的传感器数据通过信号解编码模块6编码成类DALI信号后，通过信号收发模块5回传至上层控制系统。
本发明使用DALI协议作为可寻址式电源与上层控制间的通讯协议，并在DALI标准协议的基础上进行了改进。该智能电源系统与上层控制系统间使用DALI总线连接，不仅能够兼容市面上已有的DALI主机控制器，实现各路LED负载(即LED植物灯光源)输出的控制，而且上层控制系统通过该智能电源系统可实现植物灯环境传感器数据的查询读取。该系统可实现最多64路的LED可调电源独立控制输出以及支持最多16路的传感器数据采集。
所述上层控制系统可由任意一种DALI主机构成，由上层系统发出带地址信息的控制指令至智能电源系统后，由智能电源系统分析指令后将根据控制信号调节地址信息所对应的LED负载输出。LED负载输出电源由AC-DC转换电路将市电转化为多路独立可控的LED直流输出，最高可实现64路独立控制输出。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于DALI协议的植物灯智能电源系统，其特征在于，该植物灯智能电源系统包括信号处理模块、电源驱动模块和多路LED植物灯光源，所述信号处理模块与上层控制系统间使用DALI总线连接，所述信号处理模块与电源驱动模块连接，所述电源驱动模块与所述多路LED植物灯光源连接，从而能够实现上层控制系统对多路LED植物灯光源的可调控制。
2.根据权利要求1所述的植物灯智能电源系统，其特征在于，所述信号处理模块包括信号收发模块、信号解编码模块以及地址总线；
所述信号收发模块通过DALI总线与上层控制系统连接并负责收发DALI控制信号，以及实现信号解编码模块中MCU所使用的TTL电平和DALI信号电平之间的相互转换；
所述信号解编码模块将转成TTL电平的DALI控制信号解码为PWM调光信号，并通过地址总线下发PWM调光信号至DALI控制信号中地址所对应的LED植物灯光源实现调光动作。
3.根据权利要求2所述的植物灯智能电源系统，其特征在于，所述信号解编码模块包括微处理器MCU以及连接MCU的旁路电路。
4.根据权利要求2所述的植物灯智能电源系统，其特征在于，所述地址总线包括多路解复用器以及使用PCA9626芯片和连接芯片的旁路电路。
5.根据权利要求2所述的植物灯智能电源系统，其特征在于，所述电路驱动模块包括AC-DC转换模块和DC-DC转换模块；所述AD-DC转换模块将交流电转换为直流电并提供给所述DC-DC转换模块；所述DC-DC转换模块将该直流电转换为各路LED植物灯光源所需的恒流输出，并根据信号处理模块中的地址总线发送来的PWM调光信号调整LED植物灯光源的输出。
6.根据权利要求5所述的植物灯智能电源系统，其特征在于，所述AC-DC转换模块使用多个开关电源来实现交流电与直流电的转换。
7.根据权利要求5所述的植物灯智能电源系统，其特征在于，所述DC-DC转换模块使用降压转换器芯片来实现直流电源到可调恒流输出的转换。
8.根据权利要求1所述的植物灯智能电源系统，其特征在于，该植物灯智能电源系统还包括与所述信号处理模块连接的一个或多个植物灯环境传感器，所述信号处理模块将采集的传感器数据上传至上层控制系统。
9.根据权利要求2至7中任一项所述的植物灯智能电源系统，其特征在于，该植物灯智能电源系统还包括一个或多个植物灯环境传感器，所述地址总线连接所述一个或多个植物灯环境传感器；地址总线将采集到的传感器数据通过信号解编码模块编码后由信号收发模块上传至上层控制系统。
10.一种如权利要求5至7中任一项所述的植物灯智能电源系统的调光方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
所述信号收发模块通过DALI总线与上层控制系统连接并接收DALI控制信号，将从上层控制系统接收到的DALI控制信号的电平转换为信号解编码模块中MCU所使用的TTL电平；
所述信号解编码模块将转成TTL电平的DALI控制信号解码为PWM调光信号并通过地址总线下发；
所述DC-DC转换模块根据从地址总线接收的PWM调光信号调整DALI控制信号中地址所对应的LED植物灯光源。
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