一种DALI自编址分组寻址设备

梁霭明，李军

(1.广州和控信息科技有限公司， 广东 广州 510275； 2.广州中大中鸣科技有限公司， 广东 广州 510275)

引言

基于数字可寻址照明接口(Digital Addressable Lighting Interface,简称DALI)协议的智能照明系统，是以DALI为总线，采取广播、分组或独立地址的寻址方式来控制灯具，对灯具的控制方式包括灯光场景调用、调光及色温控制，可在施工前预先配置好场景，也可以在安装后的使用过程中修改灯光配置参数[1,2]。另外，DALI协议具有数据的双向传输功能，能通过查询指令以确定照明设备的工作状态，达到个性化高效管理照明设备同时节能减排的效果。

DALI照明控制系统其可控性及照明管理存在众多优点，但实施起来确实存在一定的阻碍。实现一套完整的DALI控制系统，不仅需要电工按图纸布线安装，而且需要专业技术人员进行系统编址、编组、编场景等一系列繁锁的配置工作[3-5]；同样，日后维护仍必须由专业技术人员处理。本方案就是为了解决上述问题而提出的。

1 方案优势

本设计相比于传统的DALI设备具有以下优点：

1)应用于需要快速、低成本安装、调试和售后维护的照明系统项目。配合可手动配置的专用按键面板，可实现在简易控制模式下的免软件调试DALI照明系统安装和调试，输出通道挂接的DALI驱动器可实现零参数配置，对于损坏需要替换的DALI驱动器可以实现即换即用，无需再次进行地址及参数等繁琐的配置，极大简化了照明系统的安装调试时间及成本，提升了工作效率。

2)每个输出通道可并联挂接1个或多个标准DALI驱动器，并能实现多个驱动器单地址的同步控制，有效节省DALI地址资源。

3)由于采用2层DALI总线结构，并采用多重总线故障隔离保护措施，使系统具备高度的可靠性和极为便利的故障排除能力。

2 结构设计

如图1所示，自编址分组寻址设备由上盖、下盖、端盖、压线、硬件电路5部分组成。两端盖采用倒勾的方式与上下盖配合组装，简化安装时的拆装流程。为满足3C标准要求，在两端配置压线固定装置。编码器小板通过直插式置于驱动表面，方便拨码编址及分组。

图1 自编址分组寻址设备结构图Fig.1 Structure diagram of self-addressed and grouped addressing device

3 设备原理

3.1 电路原理

如图2所示，本文提出的一种DALI自编址分组寻址设备，其内部硬件需要硬件装置和程序支持。硬件装置主要包括单片机逻辑处理电路3、DALI信号收发电路4、内部总线供电电路7、双掷继电器5、DALI信号发送接口电路6和旋转编码器1和2。

图2 电路原理框图Fig.2 Block diagram of the circuit

单片机逻辑处理电路3能读取旋转编码器中的数值(旋转编码器1：组地址信息，旋转编码器2：短地址信息)，从而确定该驱动的组归属及四路输出的短地址号；这样，该驱动自身带有组地址和短地址信息，免去了工程实施时编组和编地址的麻烦。

如图2所示，双掷继电器5默认状态为A和B导通，控制面板回路8上的面板既可控制本驱动的4通道DALI信号控制11，也可实现跨区域控制外部总线上的DALI信号回路9上的回路；同样外部总线上的DALI信号回路9外的信号也可以传到该类设备中4通道DALI信号控制11。

当单片机逻辑处理电路3通过DALI信号收发接口电路4检测外部总线上的DALI信号回路9供电异常时，断开外部总线上的DALI信号回路9，并接通内部总线电源供电电路7给控制面板回路8供电(即双掷继电器5的A和C接通)；这样，大大提高了DALI自编址分组寻址设备后端控制的可靠性。

图3是DALI系统接线图，双掷继电器是大系统(跨区域)和小系统(小区域)的一种切换方法，只要大系统总线长期处于正常状态下都不会出现小系统的切换，这样小区域的控制得到了双重保护。

图3 系统接线图Fig.3 System wiring diagram

3.2 控制逻辑关系

当DALI信号收发接口电路4接收到控制面板回路8的DALI控制信号时，单片机逻辑处理电路3将根据逻辑处理关系转换成对应的DALI信号，并通过DALI信号发送接口电路6将DALI信号输出到对应的输出4通道DALI信号控制回路11上。

DALI信号命令样式：上级DALI信号(<短地址X/组地址G/广播>+<控制指令>) 转换成下级DALI信号(<广播>+<控制指令>)，其中<控制指令>字节不变，根据<短地址X/组地址G/广播>变换求出指定输出端口)[6,7]。

详细的控制逻辑关系如下：

(1)当收到<短地址X>+<控制指令>命令时，旋转编码器2上拨码为QUOTIENT(X/4)(即X/4的商的整数)的驱动将作出响应，其DALI信号发送接口电路6将命令从MOD(X/4)+1(即X/4的余数+1)端口输出，DALI命令将变为<广播>+<控制指令>;

(2)当收到<组地址G>+<控制指令>命令时，旋转编码器1上拨码为G的驱动将作出响应，其DALI信号发送接口电路6将命令从4个端口输出，DALI命令将变为<广播>+<控制指令>;

(3)当收到<广播>+<控制指令>命令时，所有驱动将作出响应，所有驱动对应的DALI信号发送接口电路6将命令从4个端口输出，DALI命令将变为<广播>+<控制指令>。

3.3 编码器数值对应关系

寻址设备既满足DALI标准，又能读取旋转编码器中的数值(旋转编码器1：组地址信息，旋转编码器2：短地址信息)。

(1)旋转编码器1对应的组地址如表1所示。

表1 旋转编码器1对应组地址Table 1 Rotary encoder 1 corresponding group address

(2)旋转编码器2对应的短地址如表2所示。

表2 旋转编码器2对应短地址号Table 2 Rotary encoder 2 corresponding short address

4 结论

本文主要论述了一款DALI自编址分组寻址设备，该设备满足DALI标准的前提下，旋转编码逻辑关系简单,实现了DALI转DALI的信号转换，单片机逻辑处理电路3能读取旋转编码器中的数值(旋转编码器1：组地址信息，旋转编码器2：短地址信息)，可确定组归属及将输出依规定设定短地址，不必现场工程师系统调试和现场配置，可以大大提高系统工程实施效率。同时，该设备能自检外部总线电源供电情况。如果在外部总线供电异常时,可自身供电以实现独立系统控制，控制可靠。