專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)ZigBee傳輸DALI總線協(xié)議的照明控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明控制裝置，尤其是涉及一種實(shí)現(xiàn)ZigBee傳輸DALI總線協(xié)議的照明控制裝置，屬于涉及分布式無線DALI設(shè)備智能照明控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的進(jìn)步和生活質(zhì)量的提高，人們對于照明設(shè)備的要求已經(jīng)不再滿足于簡單的開關(guān)控制，而需要一種節(jié)能、高效、操作靈活的智能照明控制系統(tǒng)。目前常用的照明控制協(xié)議有很多種，其中DALI(Digital Addressable Lighting Interface,數(shù)字可尋址照明接口)以其開發(fā)成本低、系統(tǒng)開發(fā)難度小、易于擴(kuò)展、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛用于智能照明控制領(lǐng)域。
DALI是用于照明電子鎮(zhèn)流器控制的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，DALI總線具有以下特點(diǎn)
(1)采用數(shù)字總線通信協(xié)議傳送指令信息，控制范圍可達(dá)300m；
(2)其物理層通信采用雙向編碼方式，波特率為1200bps，采用差分檢測，對控制線無特殊要求，不需要屏蔽，因此使系統(tǒng)對控制線要求不高，節(jié)省了安裝使用成本；
(3)實(shí)現(xiàn)了照明的數(shù)字調(diào)光控制，使照明調(diào)節(jié)準(zhǔn)確可靠，照明設(shè)備可達(dá)64個。DALI總線具有可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，克服了模擬調(diào)光的諸多缺點(diǎn)，在樓宇照明、植物大棚照明、工廠照明等場合中運(yùn)用較多。但由于DALI總線在物理層設(shè)計(jì)時僅使用差分信號和數(shù)字總線通信的方式，導(dǎo)致在控制范圍和控制節(jié)點(diǎn)數(shù)上有所限制，并且其組網(wǎng)能力相對較弱。基于以上對DALI總線的分析，若能有效地改善DALI總線在應(yīng)用范圍小和應(yīng)用擴(kuò)展性弱等方面的缺陷，基于DALI總線智能照明控制系統(tǒng)就能更靈活，更方便被利用。ZigBee技術(shù)的無線傳輸鏈路和自組組網(wǎng)能力正好能彌補(bǔ)DALI總線的不足。ZigBee是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網(wǎng)通訊技術(shù)。ZigBee采用星狀、片狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由一個主節(jié)點(diǎn)管理若干子節(jié)點(diǎn)，最多一個主節(jié)點(diǎn)可管理254個子節(jié)點(diǎn)；同時主節(jié)點(diǎn)還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理，最多可組成65000個節(jié)點(diǎn)的大網(wǎng)。因此，針對具有大規(guī)模、高可擴(kuò)展性需求的智能照明控制系統(tǒng)，發(fā)明一種具有無線ZigBee接收功能，同時能按照DALI總線協(xié)議對照明設(shè)備進(jìn)行尋址，并控制照明設(shè)備照明狀態(tài)的裝置，是非常具有實(shí)用價值的。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種可適用于大規(guī)模、多節(jié)點(diǎn)、高可擴(kuò)展性需求的分布式智能照明控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)ZigBee傳輸DALI總線協(xié)議的照明控制裝置。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為
一種實(shí)現(xiàn)ZigBee傳輸DALI總線協(xié)議的照明控制裝置，其特征在于，包括用于輸出DALI總線控制信號的DALI接頭、用于進(jìn)行TTL電平和DALI差分電平相互轉(zhuǎn)換的DALI總線收發(fā)單元、含F(xiàn)LASH的微控制器、用于進(jìn)行ZigBee無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)腪igBee無線收發(fā)模塊、
2.4G天線和電源模塊，所述的DALI接頭、DALI總線收發(fā)單元、微控制器、ZigBee無線收發(fā)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(fā)單元、微控制器和ZigBee無線收發(fā)模塊連接。進(jìn)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(fā)模塊為一以芯片為核心，且集成固化了 2. 4G射頻調(diào)制解調(diào)、ZibBee協(xié)議棧解析和應(yīng)用數(shù)據(jù)解析功能、并具有數(shù)字通信能力的ZigBee收發(fā)模塊。所述的微控制器為一 8位單片機(jī)。而所述的DALI接頭為直插式2. 54mm標(biāo)準(zhǔn)間距接頭。 本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明通過結(jié)合DALI總線和ZigBee技術(shù)，使得本發(fā)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(xié)議對照明設(shè)備進(jìn)行尋址，并控制照明設(shè)備的照明狀態(tài)，能有效滿足智能照明控制系統(tǒng)的大規(guī)模、高可擴(kuò)展性需求，且具有節(jié)能、高效、操作靈活的特點(diǎn)。


圖I為本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明的工作流程 圖3為本發(fā)明的電路原理 圖4為本發(fā)明的應(yīng)用示例圖。
圖中主要附圖標(biāo)記含義如下
I、一種實(shí)現(xiàn)ZigBee傳輸DALI總線協(xié)議的照明控制裝置 2、DALI接頭
3、DALI總線收發(fā)單元 4、微控制器 5、ZigBee無線收發(fā)模塊
6、電源模塊7、2. 4G天線。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作具體的介紹。圖I為本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的工作流程圖；圖3為本發(fā)明的電路原理圖；圖4為本發(fā)明的應(yīng)用不例圖。如圖I-圖4所示實(shí)現(xiàn)ZigBee傳輸DALI總線協(xié)議的照明控制裝置I包括用于輸出DALI總線控制信號的DALI接頭2、用于進(jìn)行TTL電平和DALI差分電平相互轉(zhuǎn)換的DALI總線收發(fā)單元3、含F(xiàn)LASH的微控制器4、用于進(jìn)行ZigBee無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)腪igBee無線收發(fā)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(fā)單元3、微控制器4、ZigBee無線收發(fā)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(fā)單元3、微控制器4和ZigBee無線收發(fā)模塊5連接。具體在本實(shí)施例中，所述的2. 4G天線7采用一支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(fā)模塊5采用以飛思卡爾MC13213芯片為核心的ZigBee收發(fā)模塊，它集成固化了 2. 4G射頻調(diào)制解調(diào)、ZibBee協(xié)議棧解析和應(yīng)用數(shù)據(jù)解析功能，并具有數(shù)字通信能力，所述的微控制器4采用飛思卡爾低功耗的8位單片機(jī)MC9S08QG8，其穩(wěn)定的抗干撓性能，豐富的內(nèi)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(zhuǎn)換控制功能；所述的DALI總線收發(fā)單元3由集成芯片和模擬電路搭建的電平轉(zhuǎn)換電路，完成DALI協(xié)議的總線收發(fā)功能；所述的DALI接頭2采用直插式2. 54mm標(biāo)準(zhǔn)間距接頭；而所述的供電電源模塊6采用獨(dú)立的電源轉(zhuǎn)換模塊，把220v AC穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換成12v5V DC，并由 5v DC 穩(wěn)壓成 3. 3V DC。其中，DALI接頭2用于連接各個具有DALI從機(jī)接口的照明設(shè)備；所述的DALI總線收發(fā)單元3，接收并轉(zhuǎn)換微控制器4傳遞來的TTL電平控制信號，通過集成電路轉(zhuǎn)換成DALI差分信號，并輸出到DALI接頭2 ;所述的微控制器4用于接收并解析ZigBee無線收發(fā)模塊5傳遞來的數(shù)字信號，并生成TTL電平信號傳遞給DALI總線收發(fā)單元3 ;所述的ZigBee無線收發(fā)模塊5用于處理、2. 4G天線7接收的模擬信號，并進(jìn)行信號解調(diào)，再把解調(diào)之后的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，傳遞給微控制器4 ;所述的供電電源模塊6用于分別向DALI總線收發(fā)單元3、微控制器4和ZigBee無線收發(fā)模塊5提供12v、5v、3. 3v的直流恒壓；而所述的2. 4G天線7則用于接收控制信號發(fā)射端發(fā)出的ZigBee 2. 4G控制指令信號。本發(fā)明的工作原理為通過ZigBee的無線鏈路和ZigBee標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，接收管理 者對照明設(shè)備的控制信息，再把ZigBee控制信息轉(zhuǎn)換成符合DALI協(xié)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(shè)備照明狀態(tài)。本發(fā)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(jìn)入等待天線7信號的狀態(tài)。若用戶發(fā)出照明控制指令信號，天線7收到信號，進(jìn)入步驟3。反之則收不到，循環(huán)進(jìn)入步驟2 ；
(3)ZigBee天線信號觸發(fā)ZigBee無線收發(fā)模塊5進(jìn)入IRQ中斷,提示ZigBee無線收發(fā)模塊5有數(shù)據(jù)到達(dá)，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)接收和解析；
(4)ZigBee無線收發(fā)模塊5接收到信號，經(jīng)過數(shù)據(jù)邏輯轉(zhuǎn)換，把信號解析成具有控制含義的數(shù)字信號，并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(shù)字信號轉(zhuǎn)換成TTL控制電平。該電平作為DALI總線收發(fā)單元3的輸入；
(6)DALI總線收發(fā)單元3接收到微控制器4輸入的TTL電平，經(jīng)過電平轉(zhuǎn)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(xié)議的照明設(shè)備，并同時進(jìn)入步驟2等待下一次控制信號。本發(fā)明通過結(jié)合DALI總線和ZigBee技術(shù)，使得本發(fā)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(xié)議對照明設(shè)備進(jìn)行尋址，并控制照明設(shè)備的照明狀態(tài)，能有效滿足智能照明控制系統(tǒng)的大規(guī)模、高可擴(kuò)展性需求，且具有節(jié)能、高效、操作靈活的特點(diǎn)。上述實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)ZigBee傳輸DALI總線協(xié)議的照明控制裝置，其特征在于，包括用于輸出DALI總線控制信號的DALI接頭、用于進(jìn)行TTL電平和DALI差分電平相互轉(zhuǎn)換的DALI總線收發(fā)單元、含F(xiàn)LASH的微控制器、用于進(jìn)行ZigBee無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)腪igBee無線收發(fā)模塊、2. 4G天線和電源模塊，所述的DALI接頭、DALI總線收發(fā)單元、微控制器、ZigBee無線收發(fā)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(fā)單元、微控制器和ZigBee無線收發(fā)模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種實(shí)現(xiàn)ZigBee傳輸DALI總線協(xié)議的照明控制裝置，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求I所述的一種實(shí)現(xiàn)ZigBee傳輸DALI總線協(xié)議的照明控制裝置，其特征在于，所述的ZigBee無線收發(fā)模塊為一以芯片為核心，且集成固化了 2. 4G射頻調(diào)制解調(diào)、ZibBee協(xié)議棧解析和應(yīng)用數(shù)據(jù)解析功能、并具有數(shù)字通信能力的ZigBee收發(fā)模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種實(shí)現(xiàn)ZigBee傳輸DALI總線協(xié)議的照明控制裝置，其特征在于，所述的微控制器為一 8位單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種實(shí)現(xiàn)ZigBee傳輸DALI總線協(xié)議的照明控制裝置，其特征在于，所述的DALI接頭為直插式2. 54mm標(biāo)準(zhǔn)間距接頭。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種實(shí)現(xiàn)ZigBee傳輸DALI總線協(xié)議的照明控制裝置包括用于輸出DALI總線控制信號的DALI接頭、用于進(jìn)行TTL電平和DALI差分電平相互轉(zhuǎn)換的DALI總線收發(fā)單元、含F(xiàn)LASH的微控制器、用于進(jìn)行ZigBee無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)腪igBee無線收發(fā)模塊、2.4G天線和電源模塊，所述的DALI接頭、DALI總線收發(fā)單元、微控制器、ZigBee無線收發(fā)模塊和2.4G天線順序連接，而電源模塊同時與DALI總線收發(fā)單元、微控制器和ZigBee無線收發(fā)模塊連接。本發(fā)明不僅具有無線ZigBee接收功能，同時能按照DALI總線協(xié)議對照明設(shè)備進(jìn)行尋址，并控制照明設(shè)備的照明狀態(tài)，能有效滿足智能照明控制系統(tǒng)的大規(guī)模、高可擴(kuò)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(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)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(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司