ZLL-DALI照明控制网关的研究与设计

发布时间：2017-08-28 15:10

  本文关键词：ZLL-DALI照明控制网关的研究与设计

  更多相关文章： LED智能照明 ZigBee光链路 数字可寻址照明接口 网关 数据转换

【摘要】：随着人们生活水平的提高,对发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)照明的需求也不断提升。从最开始的刚性需求向节能环保、舒适化和艺术化的方向转变,这迫使广大的生产厂商研发更先进的LED照明系统。另外,无线控制技术的日益成熟,使LED照明控制系统朝着无线化的方向发展。主流的无线技术中,ZigBee光链路(ZigBee Light Link,ZLL)能为照明系统提供低成本、易安装和具有互操作性的统一标准,而成为无线LED照明系统的最佳选择之一。有线照明系统因发展较早,已经占据了一定的市场,这就促使人们设计能促进ZLL和有线的LED照明控制系统融合发展的“ZLL-有线协议”网关。有线照明系统中的数字可寻址照明接口(Digital Addressable Lighting Interface,DALI)具有开发成本低、开放性强、易于扩展等优点,故对ZLL与DALI之间交互网关的研究具有很大的经济价值,而目前市面上还没有相关的产品。针对上述情况,本文选定ZLL无线协议与DALI有线协议作为研究对象,设计了兼容两者的ZLL-DALI智能照明控制网关。具体工作内容如下:(1)首先,对ZLL-DALI网关的功能和性能要求进行分析,选取了美国TI公司的CC2530F256芯片作为硬件控制核心,根据选取的硬件解决方案确定软件开发工具,并结合ZLL协议易受Wi-Fi信号干扰的特点设计了软件的抗干扰策略;(2)其次,围绕CC2530F256芯片,采用模块化的设计思想,设计了微处理器模块、ZLL无线收发模块、DALI电平转化模块、电源模块和JTAG模块,通过整合各模块电路实现了该网关的硬件设计;(3)然后,针对ZLL-DALI网关硬件电路的设计,进行相应的软件设计。先对Z-Stack Lighting协议栈进行研究,并以此为基础,开发协议转换程序、DALI驱动程序和串口驱动程序;(4)最后,搭建了ZLL-DALI照明控制系统,由ZLL遥控器、ZLL-DALI网关和RGB三原色DALI控制模块构成,并从ZLL节点的入网和数据传输两大方面对本网关功能和性能进行了验证测试。测试结果表明,ZLL-DALI网关运行稳定,从而证明了该网关设计的合理性。本论文为实现ZLL系统和DALI系统之间的互通提供了一种低成本的解决方案。
【关键词】：LED智能照明 ZigBee光链路 数字可寻址照明接口 网关 数据转换
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92;TN915.05
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 ZLL-DALI网关研究的背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究历史与现状11-15
• 1.2.1 ZLL网关的研究11-14
• 1.2.2 DALI网关的研究14-15
• 1.3 研究内容与论文结构15-16
• 1.4 本章小结16-17
• 第二章 ZLL协议和DALI协议介绍17-25
• 2.1 ZLL协议概述17-22
• 2.1.1 ZLL协议的特点17-19
• 2.1.2 ZLL协议安全机制19-20
• 2.1.3 ZLL协议帧格式20-22
• 2.2 DALI协议概述22-24
• 2.2.1 DALI协议的特点22
• 2.2.2 DALI协议的电气特性22
• 2.2.3 DALI协议的编码与帧格式22-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第三章 ZLL-DALI网关总体方案分析25-32
• 3.1 ZLL-DALI网关功能分析25-26
• 3.2 硬件方案分析26-29
• 3.2.1 常用解决方案的比较27-29
• 3.3 软件方案分析29-30
• 3.3.1 抗Wi-Fi干扰策略分析29-30
• 3.4 本章小结30-32
• 第四章 ZLL-DALI网关硬件系统设计32-41
• 4.1 硬件总体框图32
• 4.2 各功能模块设计32-39
• 4.2.1 CC2530F256外围设计32-37
• 4.2.1.1 CC2530F256概述32-35
• 4.2.1.2 CC2530F256最小系统设计35-37
• 4.2.2 DALI接口设计37-38
• 4.2.3 电源模块设计38-39
• 4.3 ZLL-DALI网关测试系统39-40
• 4.4 本章小结40-41
• 第五章 ZLL-DALI网关软件系统设计41-51
• 5.1 Z-Stack Lighting协议栈41-42
• 5.2 应用程序总流程图42-44
• 5.3 应用程序设计44-49
• 5.3.1 DALI地址解析44-45
• 5.3.2 DALI驱动程序设计45-47
• 5.3.3 ZLL无线信号与DALI有线信号间的转换47-49
• 5.3.4 ZLL节点的串口通信实现49
• 5.4 本章小结49-51
• 第六章 测试与分析51-60
• 6.1 ZLL-DALI网关入网测试51-54
• 6.1.1 建立新ZLL网络52-53
• 6.1.2 加入现存网络53-54
• 6.2 照明功能测试54-57
• 6.3 系统可靠性优化57-59
• 6.4 本章小结59-60
• 第七章 总结与展望60-61
• 7.1 全文总结60
• 7.2 后续工作展望60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士学位期间取得的成果66-67

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1 孙淑燕;ZLL-DALI照明控制网关的研究与设计[D];电子科技大学;2016年

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本文编号：748265