基于数字可寻址照明接口的照明控制按键的配置方法

梁霭明，李 军，凌 宇

(1.中山市中大半导体照明技术研究有限公司，广东 中山 528400；2.中山大学，广东 广州 510275)

引言

现有回路式照明控制面板中的按键(如家居用的标准86型墙壁开关面板或调光面板)均以照明供电回路作为最小的控制对象，若照明供电回路上并接有多个灯具，则控制按键只能对这些供电回路上并接的灯具实现统一的开、关或调光控制。为了实现对供电回路上的灯具单独控制，DALI(Digital Addressable Lighting Interface)数字可寻址照明接口技术应运而生。DALI数字可寻址照明接口是一种数据传输协议，它定义了电子整流器与设备控制器的通讯方式[1-3]。

目前市面上基于DALI的照明控制主要分为两类：第一类功能相对较为固定，例如组控制器(GC: Group Controller)和场景控制器(SC: Scene Controller),其中组控制器(GC: Group Controller)的按键只能对某组灯具进行开、关或调光的控制，而场景控制器(SC: Scene Controller)的按键只能对全部灯具进行某个场景的调用控制；第二类功能相对较为灵活，例如奥地利的锐高公司生产的多功能控制器(MC: Multi-function Controller)，其按键的功能能够配置为以单个灯具、某组灯具或全部灯具作为控制对象，并对控制对象实施开、关、场景调用或调光等一系列指令操作，但每个按键只能支持最多两条照明控制指令的操作，故其也具有一定的使用局限性[1，4]。

1 DALI照明控制原理

如图1所示，照明控制按键(如K1、K2、K3、K4)安装在照明供电回路中，或者直接安装在照明控制总线上照明控制面板中的操作按键(如S1、S2、S3、S4)；当触碰该按键Kn或Sn时，照明控制器会向受控目标(例如连接按键的独立灯具或灯具组)通过线路发送可预设的功能指令，受控目标接受指令后执行有关的功能(如：开、关、指定场景、指定亮度等等)，从而完成可预设的照明控制。

图1 照明控制电路原理框图Fig.1 Block diagram of the lighting control circuit

2 照明控制方式

基于DALI协议的多功能照明控制器的按键配置方法是通过系统配置软件来实现的。通过系统配置软件操作界面对按键进行特定功能配置，包括按键地址、目标地址、控制指令和按键操作方式。

2.1 指令格式：控制对象+操作指令

“控制对象”可以为表1中的任一类型，“操作指令”可以为如表2所列的DALI通用标准指令中的任一类型[2，4-6]。按键地址根据按键面板上的按键位置一一对应设置。

目标地址代表被控对象的类型，包括某一独立灯具地址、某一组灯具分组地址和全部灯具广播地址[5～6]，控制对象的类型如表1所示。

表1 控制对象的类型表Table 1 Type of Control object

控制指令为DALI通用标准指令，代表对被控对象的控制类型。为清楚说明每一控制指令，列出如表2所示每一控制指令以及与每一控制指令所对应的功能[5-6]。

表2 操作指令的类型表Table 2 Type of operating instructions

2.2 按键的操作模式

按键操作方式包括短按和长按，如表3所示。短按操作又可分为用于单发控制指令中的某一指令的短按单发指令操作(与表3中的短按1对应)、用于对控制指令中的某两指令进行单发切换的短按切换指令操作(与表3中的短按2对应)、以及用于对控制指令中的某两指令进行间隔单发的短按单发双指令操作(与表3中的短按3对应)；长按操作可分为用于对控制指令中的某一指令进行重复发送的长按重发指令操作(与表3中的长按1对应)和用于对控制指令中的某两指令进行重发切换的长按切换指令操作(与表3中的长按2对应)。

表3中的指令A、B、C、D代指表2中的某一控制指令，不同的按键操作方式中发送的指令A/B/C/D可相同或不同，每一按键操作方式中发送的指令A/B/C/D为控制指令中的任一种，由用户在控制指令中根据实际应用进行选择。

表3 操作模式及功能描述表Table 3 Operating mode and function Description

3 配置方法

要实现按键的个性化配置，必须具备一定的硬件和软件支持。硬件必须具备DALI PS、MC控制器和DALI To USB，而软件必须根据第2小节中论述的照明控制方式建立通讯协议以实现如表3所述的按键的操作模式。

软件中，按键的配置流程如图2所示。

a.选定按键地址。

b.为选定的按键选择被控对象的目标地址。

c.对所述按键操作方式进行选择，可对短按单发指令操作、短按切换指令操作、长按重发指令操作、长按切换指令操作和短按单发双指令操作单独选择，也可在短按单发指令操作、短按切换指令操作、长按重发指令操作和长按切换指令操作中进行任一短按按键操作和任一长按按键操作搭配叠加选择；具体如表4所示。

图2 配置方法Fig.2 Method of configuration

d.对选定的按键操作方式中所需发送的指令在控制指令(即表2)中进行选择。

e.通过电脑至按键面板的接口电路，将上述配置完成的信息传送至按键面板进行保存。

通过以上按键的配置方法编程实现。此方法不限于PC、移动设备等的应用。

表4 按键操作模式表Table 4 Operating modes of button

4 实验与验证

为了测试本设计方案的可行性，本研究建立实验平台如图3所示。PC界面所显示软件为自主研发DALI软件系统，PC通过DALI To USB实现个人电脑与DALI网络的直接通讯。通过DALI To USB接口模块及软件可以很容易地对灯具驱动器Driver或控制器MC进行编址和编程，以实现其参数的改变。

如图4所示，为在软件操作界面上对按键08进行特定功能配置，在软件操作界面上选择按键08的地址为0x08，选择的目标地址为广播地址，选择按键操作模式为单发指令A/B切换和重复指令C/D切换叠加(即表4中的按键操作模式9)，长按操作中的延长时间DT选择为1.00s，指令A选择为进入场景0，指令B选择为进入场景1，指令C选择为调亮，指令D选择为调暗，配置完成后进行保存。配置保存后，第一次短按调至场景0(A)，第二次短按调至场景1(B)，第一次长按并超过1s进行调亮(C)，第二次长按并超过1s进行调暗(D)，A/B如此循环类推,C/D如此循环类推。

图3 测试平台Fig.3 Platform of test

图4 单发指令A/B切换和重复指令C/D切换叠加Fig.4 Overlay of single instruction A/B switch and repeating instruction C/D switch

以上所述仅为本研究测试的优选实例，其他不再详细论述。

5 结论

本文主要论述了基于多功能控制器MC设计的一种按键配置方法，此方法可以设计成简易的软件操作界面，能够让各种人员使用，易学易懂。并且由于控制器较为特别，不但能够被配置为以单个灯具、某组灯具或全部灯具作为控制对象，还可以使每个照明控制按键被配置为9个功能不同的操作模式之一，实现发送1～4个照明控制指令的灵活功能，突破了市面上基于数字可寻址照明接口的照明控制按键的配置及使用之局限性。

[1] 于志军. DALI协议在智能照明控制中的应用[J]. 灯与照明，2007，31(1)：60-61.

[2] 陈波，吴明光. DALI系统的研究与开发[J].低压电器，2006，6：27-30.

[3] 陈蓝志. 基于DALI协议的数字照明控制软件的研发[D].广州：广东工业大学，2007.

[4] 陈昌鹏，缪希仁. 基于DALI协议的智能照明系统研究与开发[J]. 低压电器，2009，14：18-22.

[5] International electrotechnical commission，Commission electrotechnique internationale. Digital addressable lighting interface-Part 101:General requirements-System (IEC 62386-101).2009.

[6] International electrotechnical commission，Commission electrotechnique internationale. Digital addressable lighting interface-Part 102:General requirements-Control gear (IEC 62386-102). 2009.