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基于DALI的智能照明系统设计

作　者: 傅炜钢
导　师: 吴明光
学　校: 浙江大学
专　业: 系统工程
关键词: 智能照明系统 DALI 级联扩展传感器接入方式三状态反馈
分类号: TM923
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 496次
引　用: 5次
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内容摘要

随着信息技术的飞速发展和社会的不断进步,基于网络的智能家居概念正在逐步替代传统的基于家庭控制器的智能家居。智能照明系统作为智能家居系统的一个重要的子系统,充分利用电子技术、通信技术和计算机网络技术将建筑物内的各种照明器具有机的连接在一起,实现有效的管理和控制,具有高效节能、管理简单、控制多样化、成本较低和容易进入市场的优势。本文选择了照明业界最近推出的DALI智能照明系统作为研究对象,在深刻剖析通信协议的基础上,提出相应的智能照明系统解决方案,并设计开发相关产品。在智能照明的发展成为社会潮流的情况下,进行全面而具有开拓性的工作,为行业的发展积累经验,提供新的思路和方法。本文首先分析了智能照明系统的发展历史和现状,并对当前世界上影响较大的几种智能照明网络协议进行介绍,然后重点研究基于DALI协议的智能照明系统。DALI协议是智能照明领域的一种最新标准,由欧洲一些著名的照明设备厂商联合提出。本文对DALI系统的应用范围、结构组成和电气特性进行阐述,并对DALI的指令编码格式、数据传输规则和访问协议进行详细分析。在对DALI协议有了深刻理解的基础上,本文完成了DALI系统主从式模块的设计,主控单元模块和从控单元模块都采用Atmel公司的芯片ATmega8为核心处理器。PC上位机监控软件通过RS232串口发送操作指令,通过DALI系统的主控单元转发控制命令,从控单元接收主控单元发出的指令,然后通过1-10V的模拟调光接口利用镇流器控制电路调节灯的亮度。此外,本文根据传统DALI智能照明系统控制规模偏小和较难实现本地分布式控制的两个缺陷,提出了DALI多系统级联扩展和传感器接入方式两个相应的解决方案。最后对DALI系统三状态反馈机制进行了预研,为后续工作打下了良好的基础。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-14
  1.1 课题的背景  8-11
  1.2 课题的意义  11-12
  1.3 论文的组织结构  12-14
第二章智能家居的发展及其主流协议介绍  14-30
  2.1 智能家居的现状和发展  14-16
  2.2 国内外主流智能家居协议介绍  16-22
    2.2.1 X-10电力线载波通信  16-17
    2.2.2 CEBus家庭消费总线  17-18
    2.2.3 ECHONET和Home Bus日本家庭总线  18-19
    2.2.4 EIB欧洲电气安装总线  19-22
  2.3 DALI协议介绍  22-28
    2.3.1 DALI协议的历史  22-23
    2.3.2 DALI系统的组成  23-24
    2.3.3 DALI系统的电气规范  24-25
    2.3.4 DALI协议的编码格式  25-26
    2.3.5 DALI协议的指令格式  26-27
    2.3.6 DALI调光原理  27-28
  2.4 本章小结  28-30
第三章 DALI系统的设计  30-56
  3.1 DALI系统概述  30
  3.2 DALI主控模块设计  30-34
    3.2.1 CPU模块  31-32
    3.2.2 主控模块DALI通信接口  32-33
    3.2.3 主控模块软件设计  33-34
  3.3 DALI从控模块设计  34-45
    3.3.1 从控模块DALI通信接口  35-38
    3.3.2 PWM调光接口  38-39
    3.3.3 PWM调光信号  39-42
    3.3.4 从控模块软件设计  42-45
  3.4 上位机控制软件  45-52
    3.4.1 主控制界面  45-48
    3.4.2 端口设置界面  48-49
    3.4.3 镇流器参数设置界面  49-50
    3.4.4 组配置界面  50-51
    3.4.5 场景配置窗口  51-52
    3.4.6 “Send Direct Commands”控制界面  52
  3.5 系统调试记录  52-55
    3.5.1 主控模块调试记录  52-54
    3.5.2 从控模块调试记录  54-55
  3.6 本章小结  55-56
第四章 DALI多系统级联扩展技术  56-78
  4.1 DALI系统级联扩展概述  56-57
  4.2 USB技术简介  57-64
    4.2.1 USB通信速度  57-59
    4.2.2 USB连接口  59-60
    4.2.3 USB编码方案  60-61
    4.2.4 USB数据格式  61-64
  4.3 DALI多系统扩展接口硬件设计  64-69
    4.3.1 AVRUSB接口的设计  65-66
    4.3.2 多系统扩展接口设计  66-69
  4.4 DALI多系统级联扩展接口软件设计  69-76
    4.4.1 单片机底层固件开发  69-72
    4.4.2 上位机控制软件  72-76
  4.5 本章小结  76-78
第五章 DALI系统传感器接入和三状态反馈  78-86
  5.1 DALI系统传感器接入方式的研究  78-81
    5.1.1 传感器和面板开关直接连接到控制单元  78-79
    5.1.2 传感器和面板开关直接连接到从控单元  79-80
    5.1.3 传感器和面板开关直接挂接到DALI总线上  80-81
  5.2 DALI系统三状态反馈技术的研究  81-84
    5.2.1 三状态反馈的概念  82
    5.2.2 三状态反馈的实现  82-84
  5.3 本章小结  84-86
第六章总结与展望  86-88
参考文献  88-92
攻读硕士学位期间发表的论文和参与的科研项目  92-94
致谢  94

基于DALI的智能照明系统设计

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