CN202818734U - 兼容双协议的照明控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种兼容双协议的照明控制系统，包括用于提供照明场景信息的PC机；与PC机连接、用于下载PC机的照明场景信息并发送控制命令的主控制器装置；以及智能灯具控制装置；所述主控制器装置与智能灯具控制装置之间通过信号适配器连接；所述智能灯具控制装置包括用于连接多种LED光源灯具的LED光源恒流驱动器以及内嵌DMX 512协议和含有X-Y-Z三维地址结构的DMN协议的嵌入式微控制器，所述嵌入式微控制器与LED光源恒流驱动器相连接。本实用新型结构合理，可以兼容双通信协议，控制灵活方便可靠，能适应多种室内外照明环境，且工程安装、调试、维护方便。

Description

兼容双协议的照明控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种照明控制系统，尤其是一种兼容双协议的照明控制系统，属于照明控制技术领域。

背景技术

随着LED照明技术的不断发展，LED照明领域得到越来越广泛应用，在室内外LED照明以及景观照明工程中，由于建筑格局千变万化的复杂，以及对照明效果的各种不同要求，现有的LED照明控制系统不能灵活适应各种建筑格局形式；到目前为止，LED照明控制系统现有技术，普遍采用由美国剧场技术协会（United State Institute forTheatre Technology，Inc）于1986年8月提出的，于1990年修订的DMX512舞台灯光通信协议标准，DMX 512（DMX=Digital Multiplex）协议，标准采用一条信号线输出512路串行的DMX512数字信号；由于DMX 512协议属于一种简单舞台灯光控制协议，可以很方便套用移植，不需要投入过多的研发时间就可以用于LED照明领域，所以近年来在建筑照明工程中应用较为广泛。但DMX 512舞台灯光控制协议应用于建筑照明领域亦存在明显的缺陷，其主要不足之处有以下几方面：

1）DMX512协议的通信波特率为250K bps，这个波特率较高，而且不能变更，不适合于长距离传送，抗干扰能力差，传输距离一般仅为100米左右，不适合长距离复杂建筑格局形式景观照明，一般只适用于类似于舞台灯光环境。

2）DMX512协议的主控制器装置控制灯具不间断实时发送每一帧512字节扫描信号维持调光显示，长距离传输信号错误率高，抗干扰能力及通信可靠性差。

3）DMX512协议是一维地址，只有512个通道，所以发送每一帧控制数量有限，主机、信号分配器、灯具系统结构复杂，工程施工难度较大，系统长期运行可靠性差，维护成本高，特别是在长距离复杂建筑格局景观照明工程中，经常会造成场景显示效果失控现象，造成城市灯光污染。

4）由于DMX512协议基本原理属于高波特率信号扫描方式运行，对于城市景观照明往往需要缓慢速度运行显示时，往往会造成显示抖动，不能满足缓慢速度运行平滑调光无抖动要求。

5）DMX512协议每一帧512个通道，每一个通道对应一个单色灯具地址，对于红、绿、蓝3色LED灯具会占用3个通道地址，那么每一帧512个通道仅仅包含170个红、绿、蓝3色LED灯具，而且每一帧512个通道必须配备一个信号分配器装置，造成系统地址结构复杂，工程施工、维护难度较大。

6）由于DMX512协议以频繁扫描方式发送信号，所有网络中的灯具脱离主机信号后不能自运行各种逻辑和图像显示场景。

实用新型内容

本实用新型的目的，是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种结构合理，控制灵活方便可靠，能适应多种室内外照明环境，且工程安装、调试、维护方便的兼容双协议的照明控制系统。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

兼容双协议的照明控制系统，其特征在于：包括

用于提供照明场景信息的PC机；

与PC机连接、用于下载PC机的照明场景信息并发送控制命令的主控制器装置；

以及智能灯具控制装置；

所述主控制器装置与智能灯具控制装置之间通过信号适配器连接；

所述智能灯具控制装置包括用于连接多种LED光源灯具的LED光源恒流驱动器以及内嵌DMX 512协议和含有X-Y-Z三维地址结构的DMN协议的嵌入式微控制器，所述嵌入式微控制器与LED光源恒流驱动器相连接。

作为一种优选方案，所述信号适配器至少有1个，所述主控制器装置通过每个信号适配器连接的智能灯具控制装置有128个。

作为一种优选方案，所述嵌入式嵌入式微控制器的型号为ATMEGA168。

作为一种优选方案，所述主控制器装置包括依次连接的显示屏、键盘、主控制器电路以及第一RS-485总线通信电路。

作为一种优选方案，所述智能灯具控制装置还包括第二RS-485总线通信电路，所述LED光源恒流驱动器、嵌入式微控制器以及第二RS-485总线通信电路依次连接。

作为一种优选方案，所述第一RS-485总线通信电路与第二RS-485总线通信电路之间通过信号适配器连接。

本实用新型相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本实用新型的控制系统可以兼容DMX512与DMN（DMN=Dividable MixNetwork，即可切分混合网络）两种通信协议，可以适应多种不同建筑格局控制方式，为控制系统选择提供了极大的灵活性。

2、本实用新型采用DMN协议的智能灯具控制装置，其选择的通信波特率范围为1200～250K bps，可提高抗干扰能力和工程通信的可靠性。

3、本实用新型采用DMN协议的智能灯具控制装置含有X-Y-Z三维地址结构，可以由点、线、面、块或任意切割几何形状进行控制，连接的LED灯具设备可达256×256×256＝16777216个（而DMX 512每一条通信线只能连接512个灯具，大于512个灯具时，需要增加繁琐的传输信号分配器，从而加大整个系统成本，因此经常出现场景显示效果失控现象，造成城市灯光污染），实现各种照明场景效果。

4、本实用新型采用DMN协议的智能灯具控制装置，含有X-Y-Z三维地址结构组成的自动维持运行显示模块，可实现各种逻辑及图像自动维持运行显示功能（DMX 512不具备各种逻辑及图像自动维持运行显示），该功能不占用网络带宽，同时为网络通信可靠性提供了保证。

5、本实用新型采用DMN协议的智能灯具控制装置含有摩尔斯电码自动检测模块，可实现摩尔斯电码闪灯自动检测功能（DMX 512不具备摩尔斯电码闪灯自检功能），对网络中所有灯具进行X-Y-Z三维地址检测，在网络安装调试以及维修过程可以节省时间及降低成本。

6、本实用新型采用DMN协议的智能灯具控制装置，不需要主控制器装置频繁扫描控制LED灯具，在实现慢速渐变时具有平滑无抖动效果（而DMX 512需要由主机不间断实时发送扫描信号维持显示，当实现慢速渐变时会出现抖动现象）。

附图说明

图1为本实用新型照明控制系统的结构示意图。

图2为本实用新型照明控制系统的主控制器装置示意图。

图3为本实用新型照明控制系统的智能灯具控制装置示意图。

图4为本实用新型采用DMN协议的X-Y-Z三维地址结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1～图3所示，本实施例的照明控制系统包括依次连接的PC机1、主控制器装置2、信号适配器3以及智能灯具控制装置4；

所述主控制器装置2包括依次连接的显示屏2-1、键盘2-2、主控制器电路2-3以及第一RS-485总线通信电路2-4。所述智能灯具控制装置4包括LED光源恒流驱动器4-1、嵌入式微控制器4-2以及第二RS-485总线通信电路4-3，所述LED光源恒流驱动器4-1、嵌入式微控制器4-2以及第二RS-485总线通信电路4-3依次连接，所述第一RS-485总线通信电路2-4与第二RS-485总线通信电路4-3之间通过信号适配器3连接。所述LED光源恒流驱动器4-1与多种LED光源灯具连接，所述多种LED光源灯具为R/G/B三种颜色的光源灯具或色温由2000K到10000K的光源灯具。

所述嵌入式微控制器4-2的型号为ATMEGA168，内嵌有DMX 512协议和含有X-Y-Z三维地址结构的DMN协议，可根据不同工程需要，实现双通信协议的切换。所述主控制器装置2通过每个信号适配器3连接的智能灯具控制装置4有128个。DMN协议含有的X-Y-Z三维地址结构如图4所示，X=列地址，Y=行地址，Z=矩阵地址。

上述照明控制系统采用DMN协议的控制过程如下：

1）主控制器装置2下载PC机1的照明场景信息，然后向智能灯具控制装置4依次发送8、16和32字节短数据命令包格式，每两组相邻的命令包之间的时间间隔为10ms或10ms以上，无需频繁扫描方式发送信号，实现各种几何图形色彩、动画、文字、24位真彩点阵图像显示；

2）由嵌入式微控制器4-2选择DMN协议，智能灯具控制装置4通过DMN协议构成DMN智能灯具控制装置，根据其含有的X-Y-Z三维地址结构，接收主控制器装置2发送的8、16和32字节短数据命令包格式，实现各种几何图形色彩、动画、文字、24位真彩点阵图像显示；

3）DMN智能灯具控制装置通过LED光源恒流驱动器4-1对多种LED光源灯具进行控制。

本实施例的作用原理是：采用嵌入式微控制器系统智能化设计方式，嵌入式微控制器内嵌有DMX 512协议和含有X-Y-Z三维地址结构的DMN协议，按照不同建筑格局选择两种通信控制协议其中的一种，而采用DMN协议的DMN智能灯具控制装置含有自动运行显示各种逻辑和图像显示场景功能和摩尔斯电码闪灯自动检测功能；主控制器装置通过控制智能灯具控制装置对多种光源LED灯具控制，实现各种照明效果以及照明节能控制。

以上所述，仅为本实用新型优选的实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型所公开的范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.兼容双协议的照明控制系统，其特征在于：包括

用于提供照明场景信息的PC机（1）；

与PC机连接、用于下载PC机（1）的照明场景信息并发送控制命令的主控制器装置（2）；

以及智能灯具控制装置（4）；

所述主控制器装置（2）与智能灯具控制装置（4）之间通过信号适配器（3）连接；

所述智能灯具控制装置（4）包括用于连接多种LED光源灯具的LED光源恒流驱动器（4-1）以及内嵌DMX 512协议和含有X-Y-Z三维地址结构的DMN协议的嵌入式微控制器（4-2），所述嵌入式微控制器（4-2）与LED光源恒流驱动器（4-1）相连接。

2.根据权利要求1所述的兼容双协议的照明控制系统，其特征在于：所述信号适配器（3）至少有1个，所述主控制器装置（2）通过每个信号适配器（3）连接的智能灯具控制装置（4）有128个。

3.根据权利要求1所述的兼容双协议的照明控制系统，其特征在于：所述嵌入式微控制器（4-2）的型号为ATMEGA168。

4.根据权利要求1-3任一项所述的兼容双协议的照明控制系统，其特征在于：所述主控制器装置（2）包括依次连接的显示屏（2-1）、键盘（2-2）、主控制器电路（2-3）以及第一RS-485总线通信电路（2-4）。

5.根据权利要求4所述的兼容双协议的照明控制系统，其特征在于：所述智能灯具控制装置（4）还包括第RS-485总线通信电路（4-3），所述LED光源恒流驱动器（4-1）、嵌入式微控制器（4-2）以及第RS-485总线通信电路（4-3）依次连接。

6.根据权利要求5所述的兼容双协议的照明控制系统，其特征在于：所述第一RS-485总线通信电路（2-4）与第RS-485总线通信电路（4-3）之间通过信号适配器（3）连接。

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