CN108200700A - 一种基于dali协议的单灯控制器 - Google Patents

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权循华
杜庆朋
黎仁安
权鹏飞
葛灿
徐恩斌
陈辉
陈利文
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Abstract

本发明公开了一种基于DALI协议的单灯控制器，包括ZIGBEE通信单元、中央处理单元、光照度传感器、交流电源和DALI镇流器数据采集单元，所述交流电源的输出端与电量计量器的输入端连接，且电量计量器的输出端与继电器的输入端连接。本发明采用无线通信技术的单灯控制器解决了DALI传统通信方式存在的布线难题，且网络容量有了很大的提高，并可根据需要设置不同的应用场景和不同的单灯模块属性，极大的提高了应用范围，同时ZIGBEE网关将属性信息下发至中央处理单元，CPU模块根据属性信息对DALI镇流器实现分组控制，这种控制方式简单可靠、没有分组数量限制，用户只需从上位机服务器设置好相应属性即可，极大的提高了DALI镇流器应用范围。

Description

一种基于DALI协议的单灯控制器
技术领域
本发明涉及物联网智能照明技术领域，具体为一种基于DALI协议的单灯控制器。
背景技术
DALI数字可寻址照明接口是一种数据传输的协议，它定义了镇流器与控制设备之间的通信方式，而在现有的DALI系统中，通过调光控制器可对每个镇流器分别寻址，这样可实现对连在同一控制线上的镇流器进行查询和调光等控制，一个单段DALI数据控制线上可以对64个镇流器分别编址，每一个镇流器内最多可以设置16个灯光场景、最多可编16个组，通信采用异步串口通信协议，传送速率为1200b/s，并采用半双工、双线差分驱动方式。
但目前DALI调光控制系统存在明显的缺陷：一、DALI控制系统通信采用有线的方式，系统施工难度大、传输距离短，理论上采用线径1.5mm平方的线，可以达到300米，而如果线径小的线，则距离会更短；二、单个DALI数据控制线最多只能控制64个镇流器，对于控制镇流器数量较多的场合无法适用；三、控制系统最多可以设置16个场景，适用场合存在局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于DALI协议的单灯控制器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于DALI协议的单灯控制器，包括ZIGBEE通信单元、中央处理单元、光照度传感器、交流电源和DALI镇流器数据采集单元，所述交流电源的输出端与电量计量器的输入端连接，且电量计量器的输出端与继电器的输入端连接，所述继电器的输出端与DALI镇流器数据采集单元的输入端连接，且DALI镇流器数据采集单元与DALI通信接口双向连接，所述中央处理单元包括CPU模块，且CPU模块的输入端与ADC模块的输出端连接，所述ADC模块的输入端与光照度传感器的输出端连接，所述CPU模块分别与UART模块、I/O接口2、I/O接口1和SPI接口双向连接，且UART模块与ZIGBEE通信单元双向连接，所述ZIGBEE通信单元与ZIGBEE网关双向连接，且ZIGBEE网关与上位机服务器双向连接，所述I/O接口2与DALI通信接口双向连接，所述I/O接口1的输出端还与继电器的输入端连接，所述SPI接口与电量计量器双向连接。
优选的，所述DALI镇流器数据采集单元用于采集其内部DALI镇流器的状态信息并传输至中央处理单元。
优选的，所述中央处理单元通过DALI通信接口与现有的DALI镇流器进行通信来实现对路灯驱动电源的控制，且控制对象包括调光、数据采集、场景设置和策略设置等功能。
优选的，所述ZIGBEE通信单元的无线网络采用Mesh拓扑网状拓扑，其最大支持65535个网络节点，且网状拓扑具有更加灵活的信息路由规则，在可能的情况下，路由节点之间可以直接进行通讯，从而让信息的通讯变得更有效率，而且一旦一个路由路径出现了问题，信息可以自动的沿着其他的路由路径进行传输。
优选的，所述电量计量器用于检测DALI镇流器数据采集单元内DALI镇流器的电压、电流、功率和总电量数据等电量实时信息。
优选的，所述继电器主要用于控制DALI镇流器数据采集单元内DALI镇流器的运行与关闭，并且可以用于保护DALI镇流器数据采集单元内的DALI镇流器。
优选的，所述中央处理单元不断的读取电量计量器来检测DALI镇流器数据采集单元内DALI镇流器的实时状况，并将检测数据通过ZIGBEE通信单元上传至ZIGBEE网关，当CPU模块检测到输入电压过高时，中央处理单元通过I/O接口1关闭继电器来保护DALI镇流器数据采集单元内的DALI镇流器，防止由于外界线路问题导致DALI镇流器数据采集单元内DALI镇流器损坏，同时CPU模块不断读取ADC模块来检测外部光照度数据并判断外界环境的亮度，从而实现当光照度低于设定值时打开继电器让DALI镇流器数据采集单元内的DALI镇流器进入工作模式，当环境光照度高于设定值时关闭继电器。
优选的，所述ZIGBEE网关将单灯实时数据通过GPRS上传至上位机服务器，用户可以远程查看及控制单灯运行信息，上位机服务器可以根据DALI镇流器数据采集单元内DALI镇流器应用场景的不同设置不同的属性，同时ZIGBEE网关将属性信息下发至中央处理单元，CPU模块根据属性信息对DALI镇流器数据采集单元内DALI镇流器实现分组控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明采用无线通信技术的单灯控制器解决了DALI传统通信方式存在的布线难题，且网络容量有了很大的提高，并可根据需要设置不同的应用场景和不同的单灯模块属性，极大的提高了应用范围，同时ZIGBEE网关将属性信息下发至中央处理单元，CPU模块根据属性信息对DALI镇流器实现分组控制，这种控制方式简单可靠、没有分组数量限制，用户只需从上位机服务器设置好相应属性即可，极大的提高了DALI镇流器应用范围。
附图说明
图1为本发明通信流程示意图。
图中：10电量计量器、20ZIGBEE通信单元、21ZIGBEE网关、22上位机服务器、30中央处理单元、31ADC模块、32UART模块、33I/O接口2、34I/O接口1、35CPU模块、36SPI接口、40DALI通信接口、50光照度传感器、60交流电源、70继电器、80DALI镇流器数据采集单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种基于DALI协议的单灯控制器，包括ZIGBEE通信单元20、中央处理单元30、光照度传感器50、交流电源60和DALI镇流器数据采集单元80，交流电源60的输出端与电量计量器10的输入端连接，且电量计量器10的输出端与继电器70的输入端连接，继电器70的输出端与DALI镇流器数据采集单元80的输入端连接，且DALI镇流器数据采集单元80与DALI通信接口40双向连接，中央处理单元30包括CPU模块35，且CPU模块35的输入端与ADC模块31的输出端连接，ADC模块31的输入端与光照度传感器50的输出端连接，CPU模块35分别与UART模块32、I/O接口233、I/O接口134和SPI接口36双向连接，且UART模块32与ZIGBEE通信单元20双向连接，ZIGBEE通信单元20与ZIGBEE网关21双向连接，且ZIGBEE网关21与上位机服务器22双向连接，I/O接口233与DALI通信接口40双向连接，I/O接口134的输出端还与继电器70的输入端连接，SPI接口36与电量计量器10双向连接。
DALI镇流器数据采集单元80用于采集其内部DALI镇流器的状态信息并传输至中央处理单元30。
中央处理单元30通过DALI通信接口40与现有的DALI镇流器进行通信来实现对路灯驱动电源的控制，且控制对象包括调光、数据采集、场景设置和策略设置等功能。
ZIGBEE通信单元20的无线网络采用Mesh拓扑网状拓扑，其最大支持65535个网络节点，且网状拓扑具有更加灵活的信息路由规则，在可能的情况下，路由节点之间可以直接进行通讯，从而让信息的通讯变得更有效率，而且一旦一个路由路径出现了问题，信息可以自动的沿着其他的路由路径进行传输。
电量计量器10用于检测DALI镇流器数据采集单元80内DALI镇流器的电压、电流、功率和总电量数据等电量实时信息。
继电器70主要用于控制DALI镇流器数据采集单元80内DALI镇流器的运行与关闭，并且可以用于保护DALI镇流器数据采集单元80内的DALI镇流器。
中央处理单元30不断的读取电量计量器10来检测DALI镇流器数据采集单元80内DALI镇流器的实时状况，并将检测数据通过ZIGBEE通信单元20上传至ZIGBEE网关21，当CPU模块35检测到输入电压过高时，中央处理单元30通过I/O接口134关闭继电器70来保护DALI镇流器数据采集单元80内的DALI镇流器，防止由于外界线路问题导致DALI镇流器数据采集单元80内DALI镇流器损坏，同时CPU模块35不断读取ADC模块31来检测外部光照度数据并判断外界环境的亮度，从而实现当光照度低于设定值时打开继电器70让DALI镇流器数据采集单元80内的DALI镇流器进入工作模式，当环境光照度高于设定值时关闭继电器70。
ZIGBEE网关21将单灯实时数据通过GPRS上传至上位机服务器22，用户可以远程查看及控制单灯运行信息，上位机服务器22可以根据DALI镇流器数据采集单元80内DALI镇流器应用场景的不同设置不同的属性，同时ZIGBEE网关21将属性信息下发至中央处理单元30，CPU模块35根据属性信息对DALI镇流器数据采集单元80内DALI镇流器实现分组控制。
使用时，采用无线通信技术的单灯控制器解决了DALI传统通信方式存在的布线难题，且网络容量有了很大的提高，并可根据需要设置不同的应用场景和不同的单灯模块属性，极大的提高了应用范围，同时ZIGBEE网关21将属性信息下发至中央处理单元30，CPU模块35根据属性信息对DALI镇流器实现分组控制，这种控制方式简单可靠、没有分组数量限制，用户只需从上位机服务器22设置好相应属性即可，极大的提高了DALI镇流器应用范围。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于DALI协议的单灯控制器，包括ZIGBEE通信单元(20)、中央处理单元(30)、光照度传感器(50)、交流电源(60)和DALI镇流器数据采集单元(80)，其特征在于：所述交流电源(60)的输出端与电量计量器(10)的输入端连接，且电量计量器(10)的输出端与继电器(70)的输入端连接，所述继电器(70)的输出端与DALI镇流器数据采集单元(80)的输入端连接，且DALI镇流器数据采集单元(80)与DALI通信接口(40)双向连接，所述中央处理单元(30)包括CPU模块(35)，且CPU模块(35)的输入端与ADC模块(31)的输出端连接，所述ADC模块(31)的输入端与光照度传感器(50)的输出端连接，所述CPU模块(35)分别与UART模块(32)、I/O接口2(33)、I/O接口1(34)和SPI接口(36)双向连接，且UART模块(32)与ZIGBEE通信单元(20)双向连接，所述ZIGBEE通信单元(20)与ZIGBEE网关(21)双向连接，且ZIGBEE网关(21)与上位机服务器(22)双向连接，所述I/O接口2(33)与DALI通信接口(40)双向连接，所述I/O接口1(34)的输出端还与继电器(70)的输入端连接，所述SPI接口(36)与电量计量器(10)双向连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于DALI协议的单灯控制器，其特征在于：所述DALI镇流器数据采集单元(80)用于采集其内部DALI镇流器的状态信息并传输至中央处理单元(30)。
3.根据权利要求1所述的一种基于DALI协议的单灯控制器，其特征在于：所述中央处理单元(30)通过DALI通信接口(40)与现有的DALI镇流器进行通信来实现对路灯驱动电源的控制，且控制对象包括调光、数据采集、场景设置和策略设置等功能。
4.根据权利要求1所述的一种基于DALI协议的单灯控制器，其特征在于：所述ZIGBEE通信单元(20)的无线网络采用Mesh拓扑(网状拓扑)，其最大支持65535个网络节点，且网状拓扑具有更加灵活的信息路由规则，在可能的情况下，路由节点之间可以直接进行通讯，从而让信息的通讯变得更有效率，而且一旦一个路由路径出现了问题，信息可以自动的沿着其他的路由路径进行传输。
5.根据权利要求1所述的一种基于DALI协议的单灯控制器，其特征在于：所述电量计量器(10)用于检测DALI镇流器数据采集单元(80)内DALI镇流器的电压、电流、功率和总电量数据等电量实时信息。
6.根据权利要求1所述的一种基于DALI协议的单灯控制器，其特征在于：所述继电器(70)主要用于控制DALI镇流器数据采集单元(80)内DALI镇流器的运行与关闭，并且可以用于保护DALI镇流器数据采集单元(80)内的DALI镇流器。
7.根据权利要求1所述的一种基于DALI协议的单灯控制器，其特征在于：所述中央处理单元(30)不断的读取电量计量器(10)来检测DALI镇流器数据采集单元(80)内DALI镇流器的实时状况，并将检测数据通过ZIGBEE通信单元(20)上传至ZIGBEE网关(21)，当CPU模块(35)检测到输入电压过高时，中央处理单元(30)通过I/O接口1(34)关闭继电器(70)来保护DALI镇流器数据采集单元(80)内的DALI镇流器，防止由于外界线路问题导致DALI镇流器数据采集单元(80)内DALI镇流器损坏，同时CPU模块(35)不断读取ADC模块(31)来检测外部光照度数据并判断外界环境的亮度，从而实现当光照度低于设定值时打开继电器(70)让DALI镇流器数据采集单元(80)内的DALI镇流器进入工作模式，当环境光照度高于设定值时关闭继电器(70)。
8.根据权利要求1所述的一种基于DALI协议的单灯控制器，其特征在于：所述ZIGBEE网关(21)将单灯实时数据通过GPRS上传至上位机服务器(22)，用户可以远程查看及控制单灯运行信息，上位机服务器(22)可以根据DALI镇流器数据采集单元(80)内DALI镇流器应用场景的不同设置不同的属性，同时ZIGBEE网关(21)将属性信息下发至中央处理单元(30)，CPU模块(35)根据属性信息对DALI镇流器数据采集单元(80)内DALI镇流器实现分组控制。
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