DALI 2.0智能照明主控器的研究与实现智能照明主控器的研究与实现
为了确保数字可寻址调光接口(Digital Addressable Lighting Interface，DALI)系统的兼容性，进一步提升智能化
照明控制效果，系统地研究了DALI 2.0标准的接口线路及协议。设计了内置总线电源及接口电路的DALI 2.0主控
器，并设计了配套的PC上位机软件。提升了主控器的自主运行能力，使主控器成为照明系统的“大脑”。实施了
包含主控器、照度传感器及LED驱动装置的照明系统实验。结果表明，主控器自动处理照度传感器的事件报告
并自主控制环境照明亮度，达到了智能管理、降低照明能耗的效果。
0 引言引言
数字化照明技术具有易于控制、维护等特点，符合人们对节能减排、智能管理的需求，在工业照明、商业照明领域受到了
广泛重视。构建标准统一、稳定可靠、互联互通的照明系统是智能照明的发展趋势。DALI作为一种标准的通信接口和协议，
以符合人体视觉效果的对数调光曲线和渐变调整效果以及丰富的调光指令集，在照明工程中得到广泛应用
[1]
。
而传统DALI照明系统（DALI 1.0系统）中只有主控器和照明装置，系统工作在单一的主从模式(single-master)，由主控器单
向控制照明装置的调光效果
[2]
。为提升照明系统自动化及减少人为操作环节，市面上主要通过如下两种方式对主控器增加输入
设备：
(1)第一类是在主控器上直接集成了如红外传感器等传感器
[3]
，这类系统的扩展性低，灵活度差；
(2)第二类是通过协议网关接入至其他总线，如ZIGBEE-DALI网关
[4]
，这种方式将输入设备放置于其他总线中，不仅操作复
杂且不同系统之间存在着无法避免的兼容性问题，以致DALI系统的可靠性下降。
为确保DALI系统良好的兼容性，DALI 2.0技术定义了输入设备标准，新增了输入设备与主控器的标准通信模式。输入设备
可以主动发送数据，DALI 2.0系统工作在多主机通信模式（multi-master）
[5]
。
而DALI总线上的带宽有限，随着DALI系统的设备类型和通信数据的增加，对主控器也提出了更高的要求。如何提升系统可
靠性，充分发挥输入设备的作用，使主控器处理有用数据，最终达到高效自主管理的效果是实际工程项目中需要克服的难题。
1 DALI 2.0标准简介标准简介
DALI 2.0系统中，一条总线上最多支持64盏照明装置、64个输入设备。系统中的所有照明装置和输入设备均具备一个6 bit
的短地址码，范围为0~63。
DALI 2.0规范制定了不同类型的输入设备标准，如照度传感器、移动传感器、按键面板等
[6]
。
总线和总线电源提供了DALI数字信号的传输介质。在DALI总线上，设备间传送的是曼彻斯特码的二相电平信号，每个信号
位由一个高电平和一个低电平组成，信号从高电平变化为低电平表示逻辑信号“0”，反之为“1”。DALI信号传输速率是1 200波
特率，即逻辑信号由417 μs的高电平和低电平组成。
在总线上，存在着3种类型的数据，分别是24 bit和16 bit的前向帧，以及8 bit的后向帧。表1是DALI系统设备与对应的通信
数据。
2 主控器设计主控器设计
2.1 主控器框架主控器框架
采用STM32F429作为主控MCU，负责与PC终端的USB通信、DALI协议编解码及总线接口控制；设计AC-DC的主电源，实
现AC市电与20 V直流电压的转换。并分别进行DC-DC的转换得到总线供电17 V电压及用于MCU外围线路的5 V供电电压，采
用5 V转3.3 V的线性稳压线路为MCU提供工作电压。主控器线路框图如图1所示。
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