基于DALI协议的照明系统关键技术研究及设备开发

发布时间：2017-06-09 23:11

  本文关键词：基于DALI协议的照明系统关键技术研究及设备开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：DALI (Digital Addressable Lighting Interface,数字可寻址照明接口)凭借其简捷方便的控制方式、专业细致的照明效果、灵活的组网方式等优点,在照明控制领域取得了广泛的应用。随着DALI系统的扩展和新的国际标准的形成,迫切需要采用通用微控制器实现DALI新标准,开发具有可移植性的通用协议栈、实现曼彻斯特编解码以及针对多主机情况下通信冲突问题等。本课题在对DALI标准协议IEC62386研读的基础上,针对以上关键技术问题进行了深入地研究,并提出了解决方法和实现方案,开发了基于DALI协议的系统设备。论文的主要工作总结为以下几个方面：(1)分析了曼彻斯特编码的特点,通过比较曼彻斯特编解码几种实现方法,并结合DALI通信帧的结构,确定了采用通用微控制器I/O口,结合外部中断、定时器等外设,通过软件实现曼彻斯特编解码的方案,完成了编解码软件的设计,并通过搭建的硬件环境进行了验证。(2)通过对DALI协议的分析,确定了DALI协议的实现采用化块分层的设计方法,开发了不依赖于特定微控制器的DALI协议栈,能够方便地在不同的MCU上进行移植,具有较强的适应性,为实现DALI标准的照明系统设备开发奠定了基础。(3)通过对OSI模型中多种冲突解决方案的分析,提出了通过DALI指令检测、指令优先级设置、总线监听及竞争延时退避等机制解决DALI系统中存在多个主控设备同时争用总线造成通信冲突问题,从而保证了DALI系统通信的可靠性。(4)在已开发的DALI协议栈基础之上,完成DALI系统设备的硬件设计和软件设计,包括触摸面板、LED驱动器,并对DALI设备的开发过程、设计方法进行了详细的分析和总结。(5)搭建了具有主控设备和LED驱动器的DALI测试系统,验证了DALI协议栈的完备性、可靠性和稳定性。并对已开发DALI设备的性能及功能进行了全面地测试。
【关键词】：DALI协议 曼彻斯特编码 照明系统 通信冲突
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM923;TN915.04
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景与意义9-11
• 1.1.1 课题研究的背景9-10
• 1.1.2 研究目的与意义10-11
• 1.2 国内外技术研究现状及趋势11-12
• 1.3 课题研究内容及论文组织结构12-14
• 2 DALI总线技术14-20
• 2.1 DALI系统构成14-15
• 2.2 DALI协议编码的电气特性15-17
• 2.3 DALI协议的编码格式17-18
• 2.4 DALI协议的指令格式18-19
• 2.5 DALI访问协议19
• 2.6 本章小结19-20
• 3 DALI系统关键技术20-44
• 3.1 曼彻斯特编解码的实现20-27
• 3.1.1 曼彻斯特编码原理20
• 3.1.2 曼彻斯特编码实现方案20-21
• 3.1.3 曼彻斯特编码实现21-27
• 3.2 DALI协议栈设计27-34
• 3.2.1 DALI协议栈设计思路27-29
• 3.2.2 DALI协议栈实现29-34
• 3.3 DALI总线通信冲突及解决34-43
• 3.3.1 通信冲突分析35-37
• 3.3.2 DALI总线通信冲突解决方案37-39
• 3.3.3 DALI总线通信冲突解决软件实现39-43
• 3.4 本章小结43-44
• 4 DALI设备开发44-69
• 4.1 微控制器选型44-45
• 4.2 DALI触摸而板设计45-58
• 4.2.1 触摸面板整体功能设计45
• 4.2.2 触摸面板硬件设计45-51
• 4.2.3 触摸面板软件设计51-58
• 4.3 LED驱动器设计58-68
• 4.3.1 LED驱动器总体功能58-59
• 4.3.2 LED驱动器硬件设计59-64
• 4.3.3 LED驱动器软件设计64-68
• 4.4 本章小结68-69
• 5 系统调试与设备测试69-79
• 5.1 DALI测试系统69-70
• 5.2 DALI系统初始化及参数配置70-74
• 5.3 DALI数据帧收发测试74-75
• 5.4 DALI协议栈测试75-76
• 5.5 DALI设备测试76-78
• 5.6 本章小结78-79
• 6 总结及展望79-81
• 6.1 本课题工作总结79-80
• 6.2 未来工作展望80-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-85
• 攻读学位期间发表的论文及专利目录85-86

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本文编号：436907