一種DALI自編址分組尋址設(shè)備

梁靄明，李軍

(1.廣州和控信息科技有限公司， 廣東 廣州 510275； 2.廣州中大中鳴科技有限公司， 廣東 廣州 510275)

引言

基于數(shù)字可尋址照明接口(Digital Addressable Lighting Interface,簡稱DALI)協(xié)議的智能照明系統(tǒng)，是以DALI為總線，采取廣播、分組或獨(dú)立地址的尋址方式來控制燈具，對燈具的控制方式包括燈光場景調(diào)用、調(diào)光及色溫控制，可在施工前預(yù)先配置好場景，也可以在安裝后的使用過程中修改燈光配置參數(shù)[1,2]。另外，DALI協(xié)議具有數(shù)據(jù)的雙向傳輸功能，能通過查詢指令以確定照明設(shè)備的工作狀態(tài)，達(dá)到個性化高效管理照明設(shè)備同時節(jié)能減排的效果。

DALI照明控制系統(tǒng)其可控性及照明管理存在眾多優(yōu)點，但實施起來確實存在一定的阻礙。實現(xiàn)一套完整的DALI控制系統(tǒng)，不僅需要電工按圖紙布線安裝，而且需要專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行系統(tǒng)編址、編組、編場景等一系列繁鎖的配置工作[3-5]；同樣，日后維護(hù)仍必須由專業(yè)技術(shù)人員處理。本方案就是為了解決上述問題而提出的。

1 方案優(yōu)勢

本設(shè)計相比于傳統(tǒng)的DALI設(shè)備具有以下優(yōu)點：

1)應(yīng)用于需要快速、低成本安裝、調(diào)試和售后維護(hù)的照明系統(tǒng)項目。配合可手動配置的專用按鍵面板，可實現(xiàn)在簡易控制模式下的免軟件調(diào)試DALI照明系統(tǒng)安裝和調(diào)試，輸出通道掛接的DALI驅(qū)動器可實現(xiàn)零參數(shù)配置，對于損壞需要替換的DALI驅(qū)動器可以實現(xiàn)即換即用，無需再次進(jìn)行地址及參數(shù)等繁瑣的配置，極大簡化了照明系統(tǒng)的安裝調(diào)試時間及成本，提升了工作效率。

2)每個輸出通道可并聯(lián)掛接1個或多個標(biāo)準(zhǔn)DALI驅(qū)動器，并能實現(xiàn)多個驅(qū)動器單地址的同步控制，有效節(jié)省DALI地址資源。

3)由于采用2層DALI總線結(jié)構(gòu)，并采用多重總線故障隔離保護(hù)措施，使系統(tǒng)具備高度的可靠性和極為便利的故障排除能力。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

如圖1所示，自編址分組尋址設(shè)備由上蓋、下蓋、端蓋、壓線、硬件電路5部分組成。兩端蓋采用倒勾的方式與上下蓋配合組裝，簡化安裝時的拆裝流程。為滿足3C標(biāo)準(zhǔn)要求，在兩端配置壓線固定裝置。編碼器小板通過直插式置于驅(qū)動表面，方便撥碼編址及分組。

圖1 自編址分組尋址設(shè)備結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure diagram of self-addressed and grouped addressing device

3 設(shè)備原理

3.1 電路原理

如圖2所示，本文提出的一種DALI自編址分組尋址設(shè)備，其內(nèi)部硬件需要硬件裝置和程序支持。硬件裝置主要包括單片機(jī)邏輯處理電路3、DALI信號收發(fā)電路4、內(nèi)部總線供電電路7、雙擲繼電器5、DALI信號發(fā)送接口電路6和旋轉(zhuǎn)編碼器1和2。

圖2 電路原理框圖Fig.2 Block diagram of the circuit

單片機(jī)邏輯處理電路3能讀取旋轉(zhuǎn)編碼器中的數(shù)值(旋轉(zhuǎn)編碼器1：組地址信息，旋轉(zhuǎn)編碼器2：短地址信息)，從而確定該驅(qū)動的組歸屬及四路輸出的短地址號；這樣，該驅(qū)動自身帶有組地址和短地址信息，免去了工程實施時編組和編地址的麻煩。

如圖2所示，雙擲繼電器5默認(rèn)狀態(tài)為A和B導(dǎo)通，控制面板回路8上的面板既可控制本驅(qū)動的4通道DALI信號控制11，也可實現(xiàn)跨區(qū)域控制外部總線上的DALI信號回路9上的回路；同樣外部總線上的DALI信號回路9外的信號也可以傳到該類設(shè)備中4通道DALI信號控制11。

當(dāng)單片機(jī)邏輯處理電路3通過DALI信號收發(fā)接口電路4檢測外部總線上的DALI信號回路9供電異常時，斷開外部總線上的DALI信號回路9，并接通內(nèi)部總線電源供電電路7給控制面板回路8供電(即雙擲繼電器5的A和C接通)；這樣，大大提高了DALI自編址分組尋址設(shè)備后端控制的可靠性。

圖3是DALI系統(tǒng)接線圖，雙擲繼電器是大系統(tǒng)(跨區(qū)域)和小系統(tǒng)(小區(qū)域)的一種切換方法，只要大系統(tǒng)總線長期處于正常狀態(tài)下都不會出現(xiàn)小系統(tǒng)的切換，這樣小區(qū)域的控制得到了雙重保護(hù)。

圖3 系統(tǒng)接線圖Fig.3 System wiring diagram

3.2 控制邏輯關(guān)系

當(dāng)DALI信號收發(fā)接口電路4接收到控制面板回路8的DALI控制信號時，單片機(jī)邏輯處理電路3將根據(jù)邏輯處理關(guān)系轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的DALI信號，并通過DALI信號發(fā)送接口電路6將DALI信號輸出到對應(yīng)的輸出4通道DALI信號控制回路11上。

DALI信號命令樣式：上級DALI信號(<短地址X/組地址G/廣播>+<控制指令>) 轉(zhuǎn)換成下級DALI信號(<廣播>+<控制指令>)，其中<控制指令>字節(jié)不變，根據(jù)<短地址X/組地址G/廣播>變換求出指定輸出端口)[6,7]。

詳細(xì)的控制邏輯關(guān)系如下：

(1)當(dāng)收到<短地址X>+<控制指令>命令時，旋轉(zhuǎn)編碼器2上撥碼為QUOTIENT(X/4)(即X/4的商的整數(shù))的驅(qū)動將作出響應(yīng)，其DALI信號發(fā)送接口電路6將命令從MOD(X/4)+1(即X/4的余數(shù)+1)端口輸出，DALI命令將變?yōu)?廣播>+<控制指令>;

(2)當(dāng)收到<組地址G>+<控制指令>命令時，旋轉(zhuǎn)編碼器1上撥碼為G的驅(qū)動將作出響應(yīng)，其DALI信號發(fā)送接口電路6將命令從4個端口輸出，DALI命令將變?yōu)?廣播>+<控制指令>;

(3)當(dāng)收到<廣播>+<控制指令>命令時，所有驅(qū)動將作出響應(yīng)，所有驅(qū)動對應(yīng)的DALI信號發(fā)送接口電路6將命令從4個端口輸出，DALI命令將變?yōu)?廣播>+<控制指令>。

3.3 編碼器數(shù)值對應(yīng)關(guān)系

尋址設(shè)備既滿足DALI標(biāo)準(zhǔn)，又能讀取旋轉(zhuǎn)編碼器中的數(shù)值(旋轉(zhuǎn)編碼器1：組地址信息，旋轉(zhuǎn)編碼器2：短地址信息)。

(1)旋轉(zhuǎn)編碼器1對應(yīng)的組地址如表1所示。

表1 旋轉(zhuǎn)編碼器1對應(yīng)組地址Table 1 Rotary encoder 1 corresponding group address

(2)旋轉(zhuǎn)編碼器2對應(yīng)的短地址如表2所示。

表2 旋轉(zhuǎn)編碼器2對應(yīng)短地址號Table 2 Rotary encoder 2 corresponding short address

4 結(jié)論

本文主要論述了一款DALI自編址分組尋址設(shè)備，該設(shè)備滿足DALI標(biāo)準(zhǔn)的前提下，旋轉(zhuǎn)編碼邏輯關(guān)系簡單,實現(xiàn)了DALI轉(zhuǎn)DALI的信號轉(zhuǎn)換，單片機(jī)邏輯處理電路3能讀取旋轉(zhuǎn)編碼器中的數(shù)值(旋轉(zhuǎn)編碼器1：組地址信息，旋轉(zhuǎn)編碼器2：短地址信息)，可確定組歸屬及將輸出依規(guī)定設(shè)定短地址，不必現(xiàn)場工程師系統(tǒng)調(diào)試和現(xiàn)場配置，可以大大提高系統(tǒng)工程實施效率。同時，該設(shè)備能自檢外部總線電源供電情況。如果在外部總線供電異常時,可自身供電以實現(xiàn)獨(dú)立系統(tǒng)控制，控制可靠。