基于DALI協(xié)議的智能照明模擬器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

崔海燕（廣東理工職業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)系，中山　528400）

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基于DALI協(xié)議的智能照明模擬器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

崔海燕
（廣東理工職業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)系，中山528400）

摘要：

關(guān)鍵詞：

DALI協(xié)議；智能照明；模擬器

0　引言

隨著智能照明控制技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)照明智能化的要求越來(lái)越高，智能照明控制軟件也如雨后春筍般出現(xiàn)。基于DALI協(xié)議的軟件系統(tǒng)的開發(fā)過(guò)程中，DALI系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱是重要的調(diào)試設(shè)備。但是DALI系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱由于體積較大，在使用的過(guò)程中很占空間，來(lái)回搬動(dòng)比較麻煩，給開發(fā)人員的開發(fā)和調(diào)試工作帶來(lái)不便。并且DALI系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱的價(jià)格較高、運(yùn)輸和使用的過(guò)程中容易損壞，使公司在調(diào)試設(shè)備上占用的資金過(guò)多。于是我們提出了使用模擬器代替DALI系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱的辦法，不僅為公司節(jié)省運(yùn)輸和開發(fā)成本，同時(shí)也解決了多個(gè)開發(fā)人員共用一臺(tái)調(diào)試設(shè)備的問(wèn)題，為開發(fā)和調(diào)試工作帶來(lái)便利。

1　DALI協(xié)議簡(jiǎn)介

DALI是一個(gè)專門為照明控制系統(tǒng)而制定的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議，定義了照明電器（各類燈具的驅(qū)動(dòng)電路）與系統(tǒng)設(shè)備控制器（如照明控制器、感應(yīng)器等）之間的數(shù)字通信方式。DALI系統(tǒng)采用主從式結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)最多可以連接64個(gè)從機(jī)單元，每個(gè)DALI從機(jī)使用唯一的個(gè)體標(biāo)識(shí)地址，該地址在系統(tǒng)初始化時(shí)設(shè)定，使用過(guò)程中根據(jù)需求可修改從機(jī)的地址；從機(jī)單元最多可分為16組（以組地址區(qū)分），每個(gè)從機(jī)可以屬于幾個(gè)不同的組，每組設(shè)備可以設(shè)定16個(gè)場(chǎng)景。

DALI技術(shù)的最大特點(diǎn)是單個(gè)燈具有獨(dú)立地址，可通過(guò)DALI系統(tǒng)對(duì)單燈或燈組進(jìn)行精確的調(diào)光控制。DALI系統(tǒng)軟件可對(duì)同一強(qiáng)電回路或不同回路上的單個(gè)或多個(gè)燈進(jìn)行獨(dú)立尋址，從而實(shí)現(xiàn)單獨(dú)控制和任意分組。因此DALI調(diào)光系統(tǒng)為照明控制帶來(lái)極大的靈活性，用戶可根據(jù)需求，隨心所欲地設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)相應(yīng)的照明方案，這種調(diào)節(jié)可以在安裝結(jié)束后的運(yùn)行過(guò)程中仍可使用，而無(wú)須對(duì)線路做任何改動(dòng)。DALI系統(tǒng)是專為滿足當(dāng)今調(diào)光照明技術(shù)需要而設(shè)計(jì)的理想、簡(jiǎn)化的數(shù)字化通訊系統(tǒng)。

2　智能照明模擬器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1基本原理簡(jiǎn)介

智能照明模擬器的基本原理如圖1所示，外部控制設(shè)備（DALI-MC-4、DALI-MC-8、DALI MC、PC、Mobile等）發(fā)出控制命令，模擬器通過(guò)對(duì)DALI總線（DALI Bus）上的這些控制信息進(jìn)行監(jiān)控，把不同命令的執(zhí)行結(jié)果顯示在模擬器監(jiān)控頁(yè)面，來(lái)模擬實(shí)驗(yàn)箱中對(duì)應(yīng)燈的變化，從而實(shí)現(xiàn)用模擬器代替實(shí)驗(yàn)箱的目的。模擬器上燈的變化，是使用RGB色彩模式來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三個(gè)顏色的變化以及它們相互之間的疊加來(lái)得到反映燈的亮度和色溫變化。

圖1　模擬器工作原理圖

2.2模擬器的設(shè)計(jì)模擬器是由兩個(gè)部分組成，一部分是對(duì)虛擬燈具的模擬，在模擬器啟動(dòng)時(shí)，選擇需要模擬燈的個(gè)數(shù)，然后對(duì)這些燈的驅(qū)動(dòng)參數(shù)以及場(chǎng)景信息進(jìn)行初始化，用戶可以自己去配置這些燈的參數(shù)以及場(chǎng)景信息，在配置結(jié)束后，模擬器可以接收其所連接的DALI系統(tǒng)總線上的所有控制信息并顯示到我們的模擬器的Demo界面上。例如，DALI系統(tǒng)總線上接收到一個(gè)開燈的命令，則模擬器在監(jiān)控到此命令后，就會(huì)打開相應(yīng)的燈。第二部分是對(duì)現(xiàn)實(shí)燈具的監(jiān)控，把我們的模擬系統(tǒng)和現(xiàn)實(shí)中DALI系統(tǒng)中的燈具相連，要求模擬器可以實(shí)時(shí)反映現(xiàn)實(shí)中燈的亮度、色溫、漸變等效果，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)中DALI系統(tǒng)中所有燈的監(jiān)控。

2.3模擬器的實(shí)現(xiàn)

智能照明模擬器使用C#進(jìn)行開發(fā)，開發(fā)工具為Visual Studio 2013，模擬器的主要功能界面如圖2所示：

圖2　模擬器的顯示界面

模擬器的實(shí)現(xiàn)主要基于四個(gè)文件：Light.cs，Listen.cs，ColorUtil.cs，BrightControl.cs。

（1）Light.cs

DALI系統(tǒng)中64個(gè)從機(jī)單元分別使用64個(gè)燈來(lái)代替，Light.cs中使用一維數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)64個(gè)燈的屬性、場(chǎng)景、分組等信息，并提供了設(shè)置和獲取場(chǎng)景、分組等信息的方法。結(jié)構(gòu)體DALIECG_t中定義了燈的屬性、場(chǎng)景、分組等信息，創(chuàng)建64個(gè)DALIECG_t對(duì)象存儲(chǔ)到DALIECG數(shù)組中代表64個(gè)燈。在模擬器開啟時(shí)，完成對(duì)數(shù)組DALIECG初始化，在后續(xù)的操作中，可以通過(guò)對(duì)DALIECG數(shù)組的讀寫完成每個(gè)燈狀態(tài)的設(shè)置和讀取。并且可以使用SetGroup（…），GetGroup（…），SetScene（…），GetScene（…）等方法對(duì)每個(gè)燈的場(chǎng)景和分組信息進(jìn)行讀寫。

（2）Listen.cs

Listen.cs完成對(duì)DALI總線的監(jiān)控，通過(guò)監(jiān)控到的控制信息，從而在模擬器中顯示控制效果，其部分核心代碼如下：

（3）ColorUtil.cs

ColorUtil.cs中主要是色溫（CCT）、亮度（Yt）到RGB的轉(zhuǎn)換，函數(shù)CttYtToRGB（int CCT，int Yt）提供了轉(zhuǎn)換的辦法，通過(guò)三步完成。首先，色溫（CCT）轉(zhuǎn)為Yxy空間；其次，Yxy空間轉(zhuǎn)為XYZ色空間；最后，再把XYZ空間轉(zhuǎn)為RGB即可。其中，色溫的常用范圍為：3000-6000，亮度的范圍為：0-254。

（4）BrightControl.cs

BrightControl.cs提供了控制模擬器顯示界面64個(gè)燈顯示效果的方法，這些方法是和控制設(shè)備發(fā)出的控制命令相匹配的，例如：

public Light closeSpecialDemoLight（Button btn，Light light，int n）｛…｝//關(guān)閉指定的燈

public Light brightFastUpDemo（Button btn，Light light，int n）｛…｝//快速調(diào)亮指定的燈

public Light brightFastDownDemo（Button btn，Light light，int n）｛…｝//快速調(diào)暗指定的燈

…

3　結(jié)語(yǔ)

本文給出了一個(gè)基于DALI協(xié)議使用C#語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的模擬器，運(yùn)用模擬器代替DALI系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱的辦法，為開發(fā)和調(diào)試工作帶來(lái)便利，同時(shí)減少了試驗(yàn)箱的資金投入，也為公司節(jié)省了資金的相關(guān)DALI系統(tǒng)的開發(fā)成本。

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Design and Implementation of Intelligent Lighting Simulator Based on DALI Protocol

CUI Hai-yan
（Department of Computer Science，Guangdong Polytechnic Institute，Zhongshan 528400）

Abstract：

基于DALI協(xié)議的智能照明軟件系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程中，DALI系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱是重要的調(diào)試設(shè)備。由于DALI系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱體積較大、價(jià)格較高、運(yùn)輸途中很容易造成損壞等因素，給相關(guān)軟件產(chǎn)品的開發(fā)與推廣造成一定的影響，于是提出使用模擬器代替DALI系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)箱的辦法，不僅為公司節(jié)省開發(fā)成本，也為開發(fā)人員帶來(lái)便利。

文章編號(hào)：1007-1423（2016）15-0078-03

DOI：10.3969/j.issn.1007-1423.2016.15.019

作者簡(jiǎn)介：

崔海燕（1987-），女，河南駐馬店人，碩士，研究方向?yàn)樵拼鎯?chǔ)

收稿日期：2016-03-10修稿日期：2016-05-20

In the process of intelligent lighting software system development which is based on DALI protocol，DALI system experiment box is an important debugging equipment.Because of the DALI system experiment box volume is larger，the price is high，and it is easy to damage in transit，which will cause related software product development and promotion disappointing.Puts forward to use emulator instead of DALI system experiment box.This way will not only save the cost of development for the company，also bring convenience for developers.Keywords：

Dali Protocol；Intelligent Lighting；Emulator