基于DALI协议的酒店客房集中控制系统设计

2018-11-28张建新广州市设计院

智能建筑与智慧城市 2018年11期

文/张建新（广州市设计院）

1 设计背景

随着生活水平的不断改进，人们对于酒店的要求越来越高，酒店的功能定位已经从过去单一的提供住宿向更加舒适、便捷、高效服务等多个领域深入拓展。伴随着这些核心内容的不断提升，酒店无论是从整体环境还是客房内部实现功能，都在不停尝试新技术，新想法，以提供更优质、更全面的服务给旅客。

酒店客房控制系统，便是为了方便旅客，给旅客提供更加智能化的服务而产生的，随着技术发展，目前更多是将通讯与计算机控制等技术相融合，允许旅客通过客房智能控制终端，对客房内部中央空调等机电设施、酒店客房服务管理、客房影音设备、客房智能灯光等一系列设备进行统一调控。其不仅给旅客带来视听上的享受、操作上的便利，同时也在一定程度上，实现酒店节能控制，方便酒店日常管理及运营，可以说，酒店客房控制系统已经成为酒店全面智能化不可或缺的重要环节之一。

DALI（数字可寻址照明接口）调光调色技术，采用总线形式，是国际标准的灯光控制协议，其因为支持整体、分组调光、精细调光、布线简单等功能特点，特别适合于目前广泛应用的LED照明灯具的控制，其应用在会议室、办公区等场所案例已经较为丰富，但是目前DALI系统更注重的是自身灯光控制部分，未能与其他系统形成有效的统一。所以，针对上述情景，在未来酒店发展的大环境下，将DALI技术与酒店客房控制系统相结合，将能为酒店带来更好的技术突破，并且为入住旅客提供更加丰富的综合场景控制，满足人们对于酒店智慧客房的使用需求。

2 系统架构设计

2.1 设计总述

DALI系统作为独立的灯光控制系统，在酒店客房内，还没有同其他智能化设备形成统一，这或多或少都会降低酒店整体智能化集成水平，为旅客带来操作上的繁琐。所以，本设计致力于将DALI调光调色系统同酒店客房集中控制系统结合，为酒店客房内设计一种更加综合性的控制形式，进一步提高智能化管控水平。

在客房集中控制系统当中，最为核心的功能设备为客房智能控制器（RCU），其是连接控制面板与各类机电设备、影音设备与酒店管理方的中枢。经过多年发展与实践，该中枢已经形成一套稳定可靠的控制体系。软件方面，该系统由几个重要模块组成，它们分别是客房状态管理模块、客房服务控制与显示模块，空调控制模块和室内电器化设备控制模块。而在硬件方面，为了使相应的功能模块得到充分利用，RCU也为其配备较为全面的接口类型，其中包括支持无线控制设备接入的网络接口，支持机顶盒、数码音响、电视机等家电设备接入的红外接口及控制空调运行的RS485/RS232通讯接口等。正是该系统的软硬件相互配合，协同工作，才能够保证整个客房集中控制系统稳定、高效的运行。所以，针对客房集中控制的综合统一，其主要研究内容是对RCU的模块种类及接口类型进行的重新设计，让其满足设计的功能需求。

而对于两种功能的统一，需要理清不同系统间的功能逻辑及组织架构，所以，对以下几点内容进行深入讨论：

①DALI调光调色的需要的相关设备及其控制逻辑。

②DALI系统同RCU设备对接的功能接口及RCU内部功能模块的实现形式。

图1 DALI照明系统主要设备连接示意图

2.2 DALI照明系统组成

DALI作为一个总线形式控制的调光调色系统，所有设备的接入只需由一对双芯电缆串接成网络即可，其主要设备大致包括几类（见图1）：

1）总线电源；

2）DALI控制器，该控制器可以为控制面板、传感器、网关等相关设备，具备DALI接口；

3）DALI驱动器：可以支持各种光源、窗帘等设备的驱动器[1]。

其系统功能的实现主要是通过配置照明控制器与驱动器建立逻辑对应关系，即在控制器受到一个触发指令后，将指令发送到总线上，这个指令包括目标地址及目标地址的控制信息，当发现与目标地址匹配的驱动器，驱动器接收控制器发出的控制信息，并完成相关设备的控制输出。通过如此的技术形式，DALI系统可以完成诸如按需调整灯光的亮度，精细化到每个灯具的调光、调色控制，丰富客房的灯光场景模式。

2.3 酒店客房控制系统结合DALI的设计形式

DALI系统主要基于总线形式，但是为了保证DALI的总线形式同空调RS485/RS232的通讯之间不会形成干扰或冲突，所以，在RCU上单独为DALI总线增加一个独立的功能模块及接口，该接口命名为DALI接口，通过该接口及RCU的功能模块，将精细化的灯光控制同客房内其他机电、音响、电视等设备形成统一的控制，控制设备可以采用酒店客房集中控制系统的有线或者无线控制终端。

另一方面，针对酒店客房独有的人体感应或插卡取电功能、门磁、窗磁报警功能、提示“门铃，勿扰，清理”控制功能等，因为其实现形式较为简单，仅仅通过开关量就可以完成要求，所以，将其通过总线串联到DALI系统中的总线电源模块下面，通过一个总线电源模块来管理多个功能设备，在保证功能没有缩减的同时，实现建设成本的高效管控制，也使得整个DALI系统的接入得到更合理的优化。因为DALI系统的驱动模块已经支持窗帘设备操作，所以客房内的窗帘控制，也可以纳入到DALI总线控制当中，具体客房控制系统架构示意图如下图所示：

该系统架构要求客房智能控制器（RCU）支持DALI的通信接口协议，并且可以通过RCU当作核心处理器件，实现在其系统每个受控灯具的独立地址、组地址的编写与匹配等，系统可以不依赖于外部设备完成所有场景的设置与编排，相关的场景定时功能也可以在RCU中完成设定与储存。这些功能的实现，就要求RCU的软件核心中，包括全套的DALI的服务内容，通过硬件内置DALI通信模块接口与软件方面的全方位配合，实现将客房集中控制系统同DALI调光调色系统的全方面高效融合（见图2）。

同时，通过人体感应或插卡取电功能、门磁传感器信号状态进行组合逻辑判断客房有人、无人状态，上传房态信息到酒店管理系统。窗磁信号报警时联动客房空调设备延时一定时间后自动关闭，实现空调的节能控制。

图2 基于DALI的酒店RCU架构示意图

3 系统功能特点

该设计通过高度整合并优化目前DALI调光调色及客房集中控制这两个相对独立的系统，使两方面功能相互结合，可以实现如下优势特点：

1）将精细化灯光控制更好的管理起来，增加酒店客房场景模式，使灯光的调节与使用能够更符合旅客的需求，无论是灯光渐变时间，调光强度等均可以依据旅客自身要求来确定。

2）借助于DALI的总线形式，是的客房内对智能灯光的建设变得更加简单，只要合理设置相关地址，便可以实现相当多样化的灯光组合。

3）通过RCU的综合处理，让旅客对于灯光的操作更加简便，实现在一个设备上可以完成所有客房内电器设备的控制，更加提高旅客的舒适程度，让酒店的智能化集成水平得到进一步提高。

4）设置无线触摸屏对灯光、窗帘、空调、音响、电视、DVD、背景音乐进行统一控制，为入住客人带来更舒适的视觉感官与优异的入住体验。

5）酒店作为能源消耗大户，一直致力于各种节能措施的深入挖掘，用以解决日常运维使用成本，DALI系统的精细化控制，支持读取每个受控灯具的使用能耗及实际节能效果，在结合酒店客房内RCU的节能控制策略，可以更好的帮助酒店提升能源消耗管控手段，达到高效节能的最终目的。

6）空调节能控制：

①当客人前台办理入住时，系统将相应房间由待售空房模式转为入住空房保温模式，系统后台可预设房间温度，保证客人入住舒适。

②客人入住后，系统由客人现场控制，可采用现场控制面板、无线触摸屏进行控制。

③当有阳台的客房阳台门被打开后，系统延时一定时间自动停止客房空调运行。

④客人离房后，系统延时一定时间自动转到入住空房保温控制模式。

⑤当客人在前台退房后，系统将相应房间由入住空房保温状模式转为待售空房模式，并定时送新风以确保房间内的有效换气。

4 系统实现难点及限制

DALI调光调色系统采用总线形式，通过不同的地址之间的匹配来完成对灯光精细化处理，所以，控制系统的复杂程度取决于独立地址的个数及组地址的个数等等，在单个DALI系统中，基本上限为：

1）最多能支持64个独立地址

2）最多能支持16个分组地址

3）最多能支持16 个场景

上述限制不会因为系统之间的合并与优化得到扩展，在酒店客房中，正常标准间在日常使用中出现无法满足的需求的概率极低，可以忽略不记，但是，考虑到高档总统套房、特殊豪华房间等，可能上述数量便无法支持房间的使用，而采用两路DALI系统接入到RCU中，又会对RCU本身提出更高的处理要求，并且两路之间互通也是一个较为麻烦的问题。

另一个重要难点在于，DALI系统虽然实施简单，但是其协议相当复杂，目前的标准中已经列出了200多条，而且标准中还要求实现各种参数和算法，这就使其的市场接受度还不高，进而导致几乎没有具有DALI的通信接口并带解码功能的CPU，硬件方面现在普遍做法是利用高性能CPU，且接入DALI专用的解码固件，这就在一定程度上造成了成本的浪费，而该系统设计在RCU中加入相应DALI模块，可能对客房集中控制系统本身硬件带来一个较大的挑战。