一種實現ZigBee傳輸DALI總線協議的照明控制裝置的製作方法

2023-06-18 21:25:56 2

專利名稱：一種實現ZigBee傳輸DALI總線協議的照明控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種照明控制裝置，尤其是涉及一種實現ZigBee傳輸DALI總線協議的照明控制裝置，屬於涉及分布式無線DALI設備智能照明控制技術領域。
背景技術：
隨著電子技術的進步和生活質量的提高，人們對於照明設備的要求已經不再滿足於簡單的開關控制，而需要一種節能、高效、操作靈活的智能照明控制系統。目前常用的照明控制協議有很多種，其中DALI(Digital Addressable Lighting Interface,數字可尋址照明接口)以其開發成本低、系統開發難度小、易於擴展、實用性強等特點，被廣泛用於智能照明控制領域。
DALI是用於照明電子鎮流器控制的工業標準，DALI總線具有以下特點
(1)採用數字總線通信協議傳送指令信息，控制範圍可達300m；
(2)其物理層通信採用雙向編碼方式，波特率為1200bps，採用差分檢測，對控制線無特殊要求，不需要屏蔽，因此使系統對控制線要求不高，節省了安裝使用成本；
(3)實現了照明的數字調光控制，使照明調節準確可靠，照明設備可達64個。DALI總線具有可靠性高、結構簡單、價格低廉等優點，克服了模擬調光的諸多缺點，在樓宇照明、植物大棚照明、工廠照明等場合中運用較多。但由於DALI總線在物理層設計時僅使用差分信號和數字總線通信的方式，導致在控制範圍和控制節點數上有所限制，並且其組網能力相對較弱。基於以上對DALI總線的分析，若能有效地改善DALI總線在應用範圍小和應用擴展性弱等方面的缺陷，基於DALI總線智能照明控制系統就能更靈活，更方便被利用。ZigBee技術的無線傳輸鏈路和自組組網能力正好能彌補DALI總線的不足。ZigBee是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網通訊技術。ZigBee採用星狀、片狀和網狀網絡結構，由一個主節點管理若干子節點，最多一個主節點可管理254個子節點；同時主節點還可由上一層網絡節點管理，最多可組成65000個節點的大網。因此，針對具有大規模、高可擴展性需求的智能照明控制系統，發明一種具有無線ZigBee接收功能，同時能按照DALI總線協議對照明設備進行尋址，並控制照明設備照明狀態的裝置，是非常具有實用價值的。

發明內容
為解決現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種可適用於大規模、多節點、高可擴展性需求的分布式智能照明控制系統的實現ZigBee傳輸DALI總線協議的照明控制裝置。本發明所採用的技術方案為
一種實現ZigBee傳輸DALI總線協議的照明控制裝置，其特徵在於，包括用於輸出DALI總線控制信號的DALI接頭、用於進行TTL電平和DALI差分電平相互轉換的DALI總線收發單元、含FLASH的微控制器、用於進行ZigBee無線數據傳輸的ZigBee無線收發模塊、
2.4G天線和電源模塊，所述的DALI接頭、DALI總線收發單元、微控制器、ZigBee無線收發模塊和2. 4G天線順序連接，且所述的電源模塊則同時與DALI總線收發單元、微控制器和ZigBee無線收發模塊連接。進一步，所述的2. 4G天線為一支具有3dB的增益的2. 4G的垂直極化全向橡膠天線。所述的ZigBee無線收發模塊為一以晶片為核心，且集成固化了 2. 4G射頻調製解調、ZibBee協議棧解析和應用數據解析功能、並具有數字通信能力的ZigBee收發模塊。所述的微控制器為一 8位單片機。而所述的DALI接頭為直插式2. 54mm標準間距接頭。 本發明的有益效果是本發明通過結合DALI總線和ZigBee技術，使得本發明所述的照明控制裝置不僅具有無線ZigBee接收功能，同時能按照DALI總線協議對照明設備進行尋址，並控制照明設備的照明狀態，能有效滿足智能照明控制系統的大規模、高可擴展性需求，且具有節能、高效、操作靈活的特點。


圖I為本發明一實施例的結構示意 圖2為本發明的工作流程 圖3為本發明的電路原理 圖4為本發明的應用示例圖。
圖中主要附圖標記含義如下
I、一種實現ZigBee傳輸DALI總線協議的照明控制裝置 2、DALI接頭
3、DALI總線收發單元 4、微控制器 5、ZigBee無線收發模塊
6、電源模塊7、2. 4G天線。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發明作具體的介紹。圖I為本發明一實施例的結構示意圖；圖2為本發明的工作流程圖；圖3為本發明的電路原理圖；圖4為本發明的應用不例圖。如圖I-圖4所示實現ZigBee傳輸DALI總線協議的照明控制裝置I包括用於輸出DALI總線控制信號的DALI接頭2、用於進行TTL電平和DALI差分電平相互轉換的DALI總線收發單元3、含FLASH的微控制器4、用於進行ZigBee無線數據傳輸的ZigBee無線收發模塊5、2. 4G天線7和電源模塊6，所述的DALI接頭2、DALI總線收發單元3、微控制器4、ZigBee無線收發模塊5和2. 4G天線7順序連接，且所述的電源模塊6則同時與DALI總線收發單元3、微控制器4和ZigBee無線收發模塊5連接。具體在本實施例中，所述的2. 4G天線7採用一支2. 4G的垂直極化全向橡膠天線，具有3dB的增益；所述的ZigBee無線收發模塊5採用以飛思卡爾MC13213晶片為核心的ZigBee收發模塊，它集成固化了 2. 4G射頻調製解調、ZibBee協議棧解析和應用數據解析功能，並具有數字通信能力，所述的微控制器4採用飛思卡爾低功耗的8位單片機MC9S08QG8，其穩定的抗幹撓性能，豐富的內部FLASH資源和充裕的I/O資源能支持本裝置的邏輯流程控制、電平轉換控制功能；所述的DALI總線收發單元3由集成晶片和模擬電路搭建的電平轉換電路，完成DALI協議的總線收發功能；所述的DALI接頭2採用直插式2. 54mm標準間距接頭；而所述的供電電源模塊6採用獨立的電源轉換模塊，把220v AC穩壓轉換成12v5V DC，並由 5v DC 穩壓成 3. 3V DC。其中，DALI接頭2用於連接各個具有DALI從機接口的照明設備；所述的DALI總線收發單元3，接收並轉換微控制器4傳遞來的TTL電平控制信號，通過集成電路轉換成DALI差分信號，並輸出到DALI接頭2 ;所述的微控制器4用於接收並解析ZigBee無線收發模塊5傳遞來的數位訊號，並生成TTL電平信號傳遞給DALI總線收發單元3 ;所述的ZigBee無線收發模塊5用於處理、2. 4G天線7接收的模擬信號，並進行信號解調，再把解調之後的信號轉換成數位訊號，傳遞給微控制器4 ;所述的供電電源模塊6用於分別向DALI總線收發單元3、微控制器4和ZigBee無線收發模塊5提供12v、5v、3. 3v的直流恆壓；而所述的2. 4G天線7則用於接收控制信號發射端發出的ZigBee 2. 4G控制指令信號。本發明的工作原理為通過ZigBee的無線鏈路和ZigBee標準通信協議，接收管理 者對照明設備的控制信息，再把ZigBee控制信息轉換成符合DALI協議的控制信息，即曼徹斯特編碼格式兩線差分信號，最終控制掛接在DALI總線上的各個照明設備照明狀態。本發明的主要工作過程具體如圖2所示
(1)裝置上電，各模塊功能初始化；
(2)進入等待天線7信號的狀態。若用戶發出照明控制指令信號，天線7收到信號，進入步驟3。反之則收不到，循環進入步驟2 ；
(3)ZigBee天線信號觸發ZigBee無線收發模塊5進入IRQ中斷,提示ZigBee無線收發模塊5有數據到達，需要進行數據接收和解析；
(4)ZigBee無線收發模塊5接收到信號，經過數據邏輯轉換，把信號解析成具有控制含義的數位訊號，並把該信號傳送給微控制器4 ；
(5)微控制器4把接收到的具有控制含義的數位訊號轉換成TTL控制電平。該電平作為DALI總線收發單元3的輸入；
(6)DALI總線收發單元3接收到微控制器4輸入的TTL電平，經過電平轉換，生成DALI曼徹斯特編碼格式兩線差分信號。該信號通過總線的方式傳輸，尋址控制總線上的符合DALI協議的照明設備，並同時進入步驟2等待下一次控制信號。本發明通過結合DALI總線和ZigBee技術，使得本發明所述的照明控制裝置不僅具有無線ZigBee接收功能，同時能按照DALI總線協議對照明設備進行尋址，並控制照明設備的照明狀態，能有效滿足智能照明控制系統的大規模、高可擴展性需求，且具有節能、高效、操作靈活的特點。上述實施例不以任何形式限制本發明，凡採用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術方案，均落在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種實現ZigBee傳輸DALI總線協議的照明控制裝置，其特徵在於，包括用於輸出DALI總線控制信號的DALI接頭、用於進行TTL電平和DALI差分電平相互轉換的DALI總線收發單元、含FLASH的微控制器、用於進行ZigBee無線數據傳輸的ZigBee無線收發模塊、2. 4G天線和電源模塊，所述的DALI接頭、DALI總線收發單元、微控制器、ZigBee無線收發模塊和2. 4G天線順序連接，而所述的電源模塊則同時與DALI總線收發單元、微控制器和ZigBee無線收發模塊連接。
2.根據權利要求I所述的一種實現ZigBee傳輸DALI總線協議的照明控制裝置，其特徵在於，所述的2. 4G天線為一支具有3dB的增益的2. 4G的垂直極化全向橡膠天線。
3.根據權利要求I所述的一種實現ZigBee傳輸DALI總線協議的照明控制裝置，其特徵在於，所述的ZigBee無線收發模塊為一以晶片為核心，且集成固化了 2. 4G射頻調製解調、ZibBee協議棧解析和應用數據解析功能、並具有數字通信能力的ZigBee收發模塊。
4.根據權利要求I所述的一種實現ZigBee傳輸DALI總線協議的照明控制裝置，其特徵在於，所述的微控制器為一 8位單片機。
5.根據權利要求I所述的一種實現ZigBee傳輸DALI總線協議的照明控制裝置，其特徵在於，所述的DALI接頭為直插式2. 54mm標準間距接頭。
全文摘要
本發明公開了一種實現ZigBee傳輸DALI總線協議的照明控制裝置包括用於輸出DALI總線控制信號的DALI接頭、用於進行TTL電平和DALI差分電平相互轉換的DALI總線收發單元、含FLASH的微控制器、用於進行ZigBee無線數據傳輸的ZigBee無線收發模塊、2.4G天線和電源模塊，所述的DALI接頭、DALI總線收發單元、微控制器、ZigBee無線收發模塊和2.4G天線順序連接，而電源模塊同時與DALI總線收發單元、微控制器和ZigBee無線收發模塊連接。本發明不僅具有無線ZigBee接收功能，同時能按照DALI總線協議對照明設備進行尋址，並控制照明設備的照明狀態，能有效滿足智能照明控制系統的大規模、高可擴展性需求。
文檔編號H05B37/02GK102802316SQ201210303379
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月24日 優先權日2012年8月24日
發明者萬劍, 季錦章, 臧正保, 王維鋒, 明小梅, 劉昊 申請人:江蘇省交通規劃設計院股份有限公司