建築物內光外透照明節點的總線型控制裝置的製作方法
2023-05-02 20:08:21 2
專利名稱：建築物內光外透照明節點的總線型控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種建築物總線型智能照明控制裝置，特別涉及一種通過總線對建築物的內光外透應用中所涉及的照明節點及電氣設備進行通信、管理、信號採集及驅動輸出的控制裝置。
背景技術：
現已公知的飛利浦公司於1999年提出的基於ICE929修訂草案之上的「數字可尋址照明接口」，簡稱DALI技術標準(Digital AddressibleLighting Interface)，該技術標準主要應用於優化的照明控制，它現已得到國際其主要照明公司(如OSRAM、Magnetek、VS、INSTA、TRIDONIC等)的認可，並已成為調光照明系統的產業標準。
DALI技術標準主要以兩種方式應用於樓宇控制BUS系統上，一種是近距離遙控系統，另一種是樓宇管理系統。
DALI技術標準與傳統布線方式的根本區別在於DALI系統無須採用傳統的強電控制連接的方案，而是採用兩根弱電控制線作為整個系統的控制總線，可對指定的鎮流器進行開/關和調光控制；不同的燈可以由相同的控制總線單獨控制；布線時只要增加控制總線，而不必費時費力地改變原有布線；DALI是一種通過數位訊號控制電子鎮流器的方法。
DALI技術標準支持多達64個電子鎮流器進行連接並可單獨尋址，這些可尋址的鎮流器可以編成16組，同一個鎮流器可以編到一組或多組；DALI支持調光鎮流器的調節步進數為125級，DALI的數據包長度為19個位(bits)，其通信速率為1200band/s。
DALI技術標準最大的優點是，將適用於整個產業的標準替代原來分散的、非通用的系統，可以使複雜的照明控制成為可能。
但是，由於DALI技術標準在制訂時，約定的選擇是不開發功能性最強、最複雜的建築物控制系統，而是建立一個結構定義清晰的簡單系統，DALI的設計也不是應用於複雜的總線系統，而是用於室內的智能、系統性的照明管理。因此，DALI技術標準就不可避免地會帶來應用上的限制和遺憾；如類似建築物內光外透那樣對大範圍、大面積、多節點的照明控制的應用需求這對DALI總線而言，無疑是力不從心的。
發明內容
所謂建築物的″內光外透″，即指建築物內的燈光(通常採用螢光燈)透過玻璃窗有規律地折射出去，使整幢大樓在夜色中顯得晶瑩剔透，變化多端；從而利用明與暗的搭配，光與影的組合，充分表現出建築物的「第四維空間」——光的特定空間效果和氣氛渲染。
本發明旨在提供一種基於雙絞線或電力線等物理總線基礎上，能夠對建築物內光外透用照明節點及電氣設備進行大範圍、大面積、長距離、多種類、多節點數量，實現通信、管理、信號採集、驅動輸出的智能裝置，以解決DALI總線的小範圍、短距離、節點有限的不足。
本發明的技術方案是這樣實現的一種建築物內光外透照明節點的總線型控制裝置，包括至少一條物理總線鏈路單元；和至少一個總線收發器單元；和至少一個內嵌總線協議的控制器單元；和至少一個工作電源單元。
內嵌總線協議的控制器單元，與物理總線鏈路單元、並通過內部數據線與總線收發器單元作電氣連接。
工作電源單元的第一輸入埠與來自外部市電電源連接，或工作電源單元的第二輸入埠與來自物理總線鏈路單元所提供的在線電源連接；工作電源單元的第一輸出埠和第二輸出埠，分別用以向總線收發器單元和內嵌總線協議的控制器單元提供工作電源。
物理總線鏈路單元是以雙絞線或電力線為媒介的的物理總線；物理總線鏈路單元採用Lonworks、PROFIBUS、CAN、CE-BUS、X-10、EIB、FF、RS485的物理總線中的一種。
總線收發器單元具有單向或雙向通信能力，用以對所述物理總線鏈路單元和所述內嵌總線協議的控制器單元之間的隔離或電平轉換。
內嵌總線協議的控制器單元是一片或幾片集成電路晶片的組合；其所採用的協議是Lonworks、PROFIBUS、CAN、CE-BUS、X-10、EIB、FF、DMX512總線協議中的一種或其中幾種的組合；內嵌總線協議的控制器單元與來自總線的上位機進行通信，並按照上位機的指令執行相應的命令；內嵌總線協議的控制器單元內，其中，所述輸入接口或/和輸出接口，包括輸入接口是一路或多路的數字輸入接口(Digital Input Interface)；或/和輸入接口是一路或多路的模/數輸入接口(A/D Input Interface)；或/和輸出接口是一路或多路的數字輸出接口(Digital OutputInterface)；或/和輸出接口是一路或多路的數/模輸出接口(D/A Output Interface)；或/和輸出接口是一路或多路的脈寬調製輸出接口(PWM OutputInterface)；內嵌總線協議的控制器單元，是以地址或以ID識別符號為尋址方式並與上位機進行聯絡的；並具備「廣播尋址」「分組尋址」及「獨立尋址」三種方式中的任何一種或多種或其中幾種組合的能力，其地址的設定，可以採用內部編程或外部編碼開關或通過總線在線編程的方法實現，該地址採用永久性地址和非永久性地址設定中的任何一種方式，且兩種方式可以通過所述物理總線單元經上位機編程轉換。
本發明能產生如下積極效果1.來自總線的控制命令，通過本發明的控制裝置，實施對照明節點，如對電子鎮流器或調光鎮流器實現可尋址、可調光、可設定預置場景的靈活控制。
2.實現以面(整幢建築物)、線(整層樓)、點(每扇窗)為單位的動態照明效果。
3.總線尋址範圍大、控制面積廣、系統距離長，節點數量多。
4.以弱電控制強電、具有高度安全性、可靠性、抗幹擾性。
5.裝置成本低，工程應用時，性能/價格比高。
圖1是本發明的方框原理圖；圖2是本發明的實施例的效果示意圖。
具體實施例方式
參見圖1，圖1是本發明的方框原理圖，本發明由物理總線鏈路單元2、總線收發器單元3、內嵌總線協議的控制器單元5、工作電源單元12組成。內嵌總線協議的控制器單元5，與物理總線鏈路單元2、並通過內部數據線4與總線收發器單元3作電氣連接。
工作電源單元12的第一輸入埠8與來自外部市電電源連接，或工作電源單元12的第二輸入埠9與來自物理總線鏈路單元2所提供的在線電源連接；工作電源單元12的第一輸出埠10和第二輸出埠11，分別向總線收發器單元3和內嵌總線協議的控制器單元5提供工作電源。
物理總線鏈路單元2，可以由雙絞線或市電電力線組成，用以構成與上位機進行通信的物理總線媒介。該物理總線鏈路單元2是Lonwoks、CAN、CE-BUS、X-10、EIB、FF、RS485物理總線中的一種。
總線收發器單元3，其作用一，用以將來自物理總線鏈路單元2的控制指令，經內部數據線4，下傳給內嵌總線協議的控制器單元5；或將內嵌總線協議的控制器單元5的信息，經內部數據線4、物理總線鏈路單元2，上傳給上位機，完成單向或雙向通信；
其作用二，用以將來自物理總線鏈路單元2的數據電平，進行轉換，用以與內嵌總線協議的控制器單元5的實際電平相匹配；其作用三，用以將來自物理總線鏈路單元2與內嵌總線協議的控制器單元5進行電氣隔離，以防止總線噪聲與感應電勢等直接竄入內嵌總線協議的控制器單元5，並損壞內嵌總線協議的控制器單元5；當然，還可以在總線收發器單元3與內嵌總線協議的控制器單元5之間，插入高速光耦，以避免總線萬一帶有高壓時的危害。
內嵌總線協議的控制器單元5，內部嵌有總線通信協議，並由一片或幾片集成電路晶片組合而成，內嵌總線協議的控制器單元5用於接收上位機指令的總線通信協議，是符合Lonwoks、CAN、CE-BUS、X-10、EIB、FF、DMX512協議中的任何一種或其中幾種組合；內嵌總線協議的控制器單元5還嵌有用於控制的輸入/輸出接口6、7，它們有用以接收觸髮型傳感器信號的數字輸入接口；用以接收光敏傳感器信號並予轉換的A/D輸入接口；用以驅動外部通/斷裝置(如繼電器、固態開關、可控矽、複合開關等)的輸出數字接口；用以驅動外部電機的D/A接口；用以驅動模擬控制量的調光器的PWM接口；內嵌總線協議的控制器單元5，是以地址或以ID識別符為識別方式；與上位機進行聯絡的；該地址或ID識別符可以採用內部編程或/和外部設置編碼開關或/和通過總線在線編程的方法予以實現，該地址或ID識別符可以是永久不變的，也可以是非永久性的，或者是兩種方式通過物理總線鏈路單元2並經上位機進行編程轉換的；內嵌總線協議的控制器單元5，還具備「廣播尋址」「分組尋址」及「獨立尋址」三種方式，用以實現建築物面(整幢建築物)、線(整層樓)、點(每扇窗)為單位的動態照明效果，如整幢建築物的全亮、全暗、漸亮、漸暗(廣播尋址)；或者以樓層(分組尋址)為單位，照明開啟時由上至下，每隔1-2秒點亮一層，燈光關閉時由下至上，每隔1-2秒關閉一層；或者以窗口(獨立尋址)為單位，以所指定窗口的不同組合、拼接成所需要的字符、圖案等場景效果，如果配以不同顏色的燈管，還可以產生不同色彩、不同亮度、不同灰度、不同層次、不同速度之變化無窮、美侖美奐的藝術效果。
將工作電源單元12，它的第一輸入埠8與來自外部市電交流電源連接，或它的第二輸入埠9用於連接來自物理總線鏈路單元2所提供的在線電源，經隔離或變換後，它的第一、第二輸出埠11、12分別向總線收發器單元3、內嵌總線協議的控制器單元5提供工作電源。
參見圖2，整幢建築物在每扇窗戶都安裝有本發明的裝置及相應器材(如電子鎮流器或調光鎮流器)，在上位機的控制下，實現了建築物內光外透的控制效果。
以上所述，是本發明優選實施例的一種，但並非用來限定本發明的實施範圍，即凡是按照本發明專利——權利要求書所述的特徵、構造、精神所做的均等變化和修飾，均屬於本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種建築物內光外透照明節點的總線型控制裝置，其特徵在於所述控制裝置包括-至少一條物理總線鏈路單元；-至少一個總線收發器單元；-至少一個內嵌總線協議的控制器單元；-至少一個工作電源單元；所述內嵌總線協議的控制器單元，與所述物理總線鏈路單元、並通過內部數據線與所述總線收發器單元作電氣連接；所述工作電源單元的第一輸入埠與來自外部市電電源連接，或所述工作電源單元的第二輸入埠與來自所述物理總線鏈路單元所提供的在線電源連接；其第一輸出埠和第二輸出埠，分別用以向所述總線收發器單元和所述內嵌總線協議的控制器單元提供工作電源；
2.如權利要求1所述的建築物內光外透照明節點的總線型控制裝置，其特徵在於所述物理總線鏈路單元是以雙絞線或電力線為媒介的的物理總線；
3.如權利要求1所述的建築物內光外透照明節點的總線型控制裝置，其特徵在於所述物理總線鏈路單元採用Lonworks、PROFIBUS、CAN、CE-BUS、X-10、EIB、FF、RS485的物理總線中的一種；
4.如權利要求1所述的建築物內光外透照明節點的總線型控制裝置，其特徵在於所述總線收發器單元具有單向或雙向通信能力，用以對所述物理總線鏈路單元和所述內嵌總線協議的控制器單元之間的隔離或電平轉換；
5.如權利要求1所述的建築物內光外透照明節點的總線型控制裝置，其特徵在於所述內嵌總線協議的控制器單元是由一片或多片集成電路晶片組成；
6.如權利要求1所述的建築物內光外透照明節點的總線型控制裝置，其特徵在於所述內嵌總線協議的控制器所採用的Lonworks、PROFIBUS、CAN、CE-BUS、X-10、EIB、FF、DMX5 12總線協議中的一種或其中的幾種組合；
7.如權利要求1所述的建築物內光外透照明節點的總線型控制裝置，其特徵在於所述內嵌總線協議的控制器單元與連接總線的上位機進行通信，並按照上位機的指令執行相應的命令；
8.如權利要求1所述的建築物內光外透照明節點的總線型控制裝置，其特徵在於所述內嵌總線協議的控制器單元還內嵌有輸入接口或/和輸出接口；其中，所述輸入接口或/和輸出接口包括所述輸入接口是一路或多路的數字輸入接口(Digital InputInterface)；或/和所述輸入接口是一路或多路的模/數輸入接口(A/D InputInterface)；或/和所述輸出接口是一路或多路的數字輸出接口(Digital OutputInterface)；或/和所述輸出接口是一路或多路的數/模輸出接口(D/A OutputInterface)；或/和所述輸出接口是一路或多路的脈寬調製輸出接口(PWM OutputInterface)；
9.如權利要求1所述的建築物內光外透照明節點的總線型控制裝置，其特徵在於所述內嵌總線協議的控制器單元，是以地址或以ID識別符號為尋址方式並與上位機進行聯絡的；
10.如權利要求1所述的建築物內光外透照明節點的總線型控制裝置，其特徵在於所述內嵌總線協議的控制器單元，具備「廣播尋址」「分組尋址」及「獨立尋址」三種方式中的任何一種或多種或其中幾種組合的能力；
11.如權利要求1所述的建築物內光外透照明節點的總線型控制裝置，其特徵在於所述內嵌總線協議的控制器單元的地址設定，採用內部編程或外部編碼開關或通過總線在線編程的方法實現；
12.如權利要求1所述的建築物內光外透照明節點的總線型控制裝置，其特徵在於所述內嵌總線協議的控制器單元的地址設定，採用永久性地址和非永久性地址設定中的任何一種方式，且兩種方式可以通過所述物理總線單元經上位機編程轉換。
全文摘要
本發明公開了一種建築物內光外透照明節點的總線型控制裝置，包括物理總線鏈路單元；總線收發器單元；內嵌總線協議的控制器單元；工作電源單元。本發明旨在提供一種以雙絞線或電力線等物理總線為基礎，並通過總線對建築物的內光外透應用中所涉及的照明節點和設備節點，實施大範圍、大面積、長距離、多種類、多節點，進行通信、管理、信號採集、驅動輸出的智能裝置；從而，展現建築物以面(整幢建築物)、線(整層樓)、點(每扇窗)為單位的動態照明效果。
文檔編號H05B37/02GK1681366SQ20041001750
公開日2005年10月12日 申請日期2004年4月7日 優先權日2004年4月7日
發明者申鳴 申請人:上海國皓電子有限公司