基于DALI协议的智能照明模拟器的设计与实现

崔海燕（广东理工职业学院计算机系，中山　528400）



基于DALI协议的智能照明模拟器的设计与实现

崔海燕
（广东理工职业学院计算机系，中山528400）

摘要：

关键词：

DALI协议；智能照明；模拟器

0　引言

随着智能照明控制技术的不断发展，人们对照明智能化的要求越来越高，智能照明控制软件也如雨后春笋般出现。基于DALI协议的软件系统的开发过程中，DALI系统实验箱是重要的调试设备。但是DALI系统实验箱由于体积较大，在使用的过程中很占空间，来回搬动比较麻烦，给开发人员的开发和调试工作带来不便。并且DALI系统实验箱的价格较高、运输和使用的过程中容易损坏，使公司在调试设备上占用的资金过多。于是我们提出了使用模拟器代替DALI系统实验箱的办法，不仅为公司节省运输和开发成本，同时也解决了多个开发人员共用一台调试设备的问题，为开发和调试工作带来便利。

1　DALI协议简介

DALI是一个专门为照明控制系统而制定的数据传输的协议，定义了照明电器（各类灯具的驱动电路）与系统设备控制器（如照明控制器、感应器等）之间的数字通信方式。DALI系统采用主从式结构，系统最多可以连接64个从机单元，每个DALI从机使用唯一的个体标识地址，该地址在系统初始化时设定，使用过程中根据需求可修改从机的地址；从机单元最多可分为16组（以组地址区分），每个从机可以属于几个不同的组，每组设备可以设定16个场景。

DALI技术的最大特点是单个灯具有独立地址，可通过DALI系统对单灯或灯组进行精确的调光控制。DALI系统软件可对同一强电回路或不同回路上的单个或多个灯进行独立寻址，从而实现单独控制和任意分组。因此DALI调光系统为照明控制带来极大的灵活性，用户可根据需求，随心所欲地设计调节相应的照明方案，这种调节可以在安装结束后的运行过程中仍可使用，而无须对线路做任何改动。DALI系统是专为满足当今调光照明技术需要而设计的理想、简化的数字化通讯系统。

2　智能照明模拟器的设计与实现

2.1基本原理简介

智能照明模拟器的基本原理如图1所示，外部控制设备（DALI-MC-4、DALI-MC-8、DALI MC、PC、Mobile等）发出控制命令，模拟器通过对DALI总线（DALI Bus）上的这些控制信息进行监控，把不同命令的执行结果显示在模拟器监控页面，来模拟实验箱中对应灯的变化，从而实现用模拟器代替实验箱的目的。模拟器上灯的变化，是使用RGB色彩模式来实现，通过对红（R）、绿（G）、蓝（B）三个颜色的变化以及它们相互之间的叠加来得到反映灯的亮度和色温变化。

图1　模拟器工作原理图

2.2模拟器的设计模拟器是由两个部分组成，一部分是对虚拟灯具的模拟，在模拟器启动时，选择需要模拟灯的个数，然后对这些灯的驱动参数以及场景信息进行初始化，用户可以自己去配置这些灯的参数以及场景信息，在配置结束后，模拟器可以接收其所连接的DALI系统总线上的所有控制信息并显示到我们的模拟器的Demo界面上。例如，DALI系统总线上接收到一个开灯的命令，则模拟器在监控到此命令后，就会打开相应的灯。第二部分是对现实灯具的监控，把我们的模拟系统和现实中DALI系统中的灯具相连，要求模拟器可以实时反映现实中灯的亮度、色温、渐变等效果，从而实现对现实中DALI系统中所有灯的监控。

2.3模拟器的实现

智能照明模拟器使用C#进行开发，开发工具为Visual Studio 2013，模拟器的主要功能界面如图2所示：

图2　模拟器的显示界面

模拟器的实现主要基于四个文件：Light.cs，Listen.cs，ColorUtil.cs，BrightControl.cs。

（1）Light.cs

DALI系统中64个从机单元分别使用64个灯来代替，Light.cs中使用一维数组来存储64个灯的属性、场景、分组等信息，并提供了设置和获取场景、分组等信息的方法。结构体DALIECG_t中定义了灯的属性、场景、分组等信息，创建64个DALIECG_t对象存储到DALIECG数组中代表64个灯。在模拟器开启时，完成对数组DALIECG初始化，在后续的操作中，可以通过对DALIECG数组的读写完成每个灯状态的设置和读取。并且可以使用SetGroup（…），GetGroup（…），SetScene（…），GetScene（…）等方法对每个灯的场景和分组信息进行读写。

（2）Listen.cs

Listen.cs完成对DALI总线的监控，通过监控到的控制信息，从而在模拟器中显示控制效果，其部分核心代码如下：

（3）ColorUtil.cs

ColorUtil.cs中主要是色温（CCT）、亮度（Yt）到RGB的转换，函数CttYtToRGB（int CCT，int Yt）提供了转换的办法，通过三步完成。首先，色温（CCT）转为Yxy空间；其次，Yxy空间转为XYZ色空间；最后，再把XYZ空间转为RGB即可。其中，色温的常用范围为：3000-6000，亮度的范围为：0-254。

（4）BrightControl.cs

BrightControl.cs提供了控制模拟器显示界面64个灯显示效果的方法，这些方法是和控制设备发出的控制命令相匹配的，例如：

public Light closeSpecialDemoLight（Button btn，Light light，int n）｛…｝//关闭指定的灯

public Light brightFastUpDemo（Button btn，Light light，int n）｛…｝//快速调亮指定的灯

public Light brightFastDownDemo（Button btn，Light light，int n）｛…｝//快速调暗指定的灯

…

3　结语

本文给出了一个基于DALI协议使用C#语言实现的模拟器，运用模拟器代替DALI系统实验箱的办法，为开发和调试工作带来便利，同时减少了试验箱的资金投入，也为公司节省了资金的相关DALI系统的开发成本。

参考文献：

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[2］张开羽，刘骊，吕杨.基于DALI协议的智能照明系统设计[J］.电子工程师，2004（9），76-80.

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[4］王飞，佘咸宁，许锦标.基于DALI协议的LED智能照明系统设计[J］.广东工业大学学报，2013（4），79-82.

[5］方芳，陈世平，李璞.一种可视化云对等网络模拟器的设计[J］.信息技术，2015（4），67-70.

Design and Implementation of Intelligent Lighting Simulator Based on DALI Protocol

CUI Hai-yan
（Department of Computer Science，Guangdong Polytechnic Institute，Zhongshan 528400）

Abstract：

基于DALI协议的智能照明软件系统开发过程中，DALI系统实验箱是重要的调试设备。由于DALI系统实验箱体积较大、价格较高、运输途中很容易造成损坏等因素，给相关软件产品的开发与推广造成一定的影响，于是提出使用模拟器代替DALI系统实验箱的办法，不仅为公司节省开发成本，也为开发人员带来便利。

文章编号：1007-1423（2016）15-0078-03

DOI：10.3969/j.issn.1007-1423.2016.15.019

作者简介：

崔海燕（1987-），女，河南驻马店人，硕士，研究方向为云存储

收稿日期：2016-03-10修稿日期：2016-05-20

In the process of intelligent lighting software system development which is based on DALI protocol，DALI system experiment box is an important debugging equipment.Because of the DALI system experiment box volume is larger，the price is high，and it is easy to damage in transit，which will cause related software product development and promotion disappointing.Puts forward to use emulator instead of DALI system experiment box.This way will not only save the cost of development for the company，also bring convenience for developers.Keywords：

Dali Protocol；Intelligent Lighting；Emulator