专利名称：兼容双协议的照明控制系统及采用dmn协议的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种照明控制系统及方法，尤其是一种兼容双协议的照明控制系统及采用DMN协议的控制方法，属于照明控制技术领域。
背景技术：
随着LED照明技术的不断发展，LED照明领域得到越来越广泛应用，在室内外LED照明以及景观照明工程中，由于建筑格局千变万化的复杂，以及对照明效果的各种不同要求，现有的LED照明控制系统不能灵活适应各种建筑格局形式；到目前为止，LED照明控制系统现有技术，普遍采用由美国剧场技术协会(United State Institute for TheatreTechnology, Inc)于1986年8月提出的，于1990年修订的DMX512舞台灯光通信协议标准，DMX 512 (DMX=Digital Multiplex)协议，标准采用一条信号线输出512路串行的DMX512 数字信号；由于DMX 512协议属于一种简单舞台灯光控制协议，可以很方便套用移植，不需要投入过多的研发时间就可以用于LED照明领域，所以近年来在建筑照明工程中应用较为广泛。但DMX 512舞台灯光控制协议应用于建筑照明领域亦存在明显的缺陷，其主要不足之处有以下几方面1)DMX512协议的通信波特率为250K bps，这个波特率较高，而且不能变更，不适合于长距离传送，抗干扰能力差，传输距离一般仅为100米左右，不适合长距离复杂建筑格局形式景观照明，一般只适用于类似于舞台灯光环境。2) DMX512协议的主控制器装置控制灯具不间断实时发送每一帧512字节扫描信号维持调光显示，长距离传输信号错误率高，抗干扰能力及通信可靠性差。3) DMX512协议是一维地址，只有512个通道，所以发送每一帧控制数量有限，主机、信号分配器、灯具系统结构复杂，工程施工难度较大，系统长期运行可靠性差，维护成本高，特别是在长距离复杂建筑格局景观照明工程中，经常会造成场景显示效果失控现象，造成城市灯光污染。4)由于DMX512协议基本原理属于高波特率信号扫描方式运行,对于城市景观照明往往需要缓慢速度运行显示时，往往会造成显示抖动，不能满足缓慢速度运行平滑调光无抖动要求。5) DMX512协议每一帧512个通道，每一个通道对应一个单色灯具地址，对于红、绿、蓝3色LED灯具会占用3个通道地址，那么每一帧512个通道仅仅包含170个红、绿、蓝3色LED灯具，而且每一帧512个通道必须配备一个信号分配器装置，造成系统地址结构复杂，工程施工、维护难度较大。6)由于DMX512协议以频繁扫描方式发送信号，所有网络中的灯具脱离主机信号后不能自运行各种逻辑和图像显示场景。
发明内容
本发明的目的，是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种系统结构合理，控制灵活方便可靠，能适应多种室内外照明环境，且工程安装、调试、维护方便的兼容双协议的照明控制系统。本发明的另一目的在于提供一种兼容双协议的照明控制系统采用DMN协议的控制方法。本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到兼容双协议的照明控制系统，包括依次连接的PC机、主控制器装置、信号适配器以及智能灯具控制装置；其中，所述PC机，用于向主控制器装置提供照明场景信息；所述主控制器装置，用于下载PC机的照明场景信息，并通过信号适配器向智能灯 具控制装置发送控制命令；所述智能灯具控制装置，包括用于连接多种LED光源灯具的LED光源恒流驱动器以及内嵌DMX512协议和含有X-Y-Z三维地址结构的DMN协议的嵌入式微控制器，所述嵌入式微控制器与LED光源恒流驱动器相连接。作为一种优选方案，所述信号适配器至少有I个，所述主控制器装置通过每个信号适配器连接的智能灯具控制装置有128个。作为一种优选方案，所述主控制器装置包括依次连接的显示屏、键盘、主控制器电路以及第一 RS-485总线通信电路。作为一种优选方案，所述智能灯具控制装置还包括第二 RS-485总线通信电路，所述LED光源恒流驱动器、嵌入式微控制器以及第二 RS-485总线通信电路依次连接。作为一种优选方案，所述第一 RS-485总线通信电路与第二 RS-485总线通信电路之间通过信号适配器连接。本发明的另一目的可以通过采取如下技术方案达到兼容双协议的照明控制系统的采用DMN协议的控制方法，其特征在于包括以下步骤I)主控制器装置下载PC机的照明场景信息，然后向智能灯具控制装置依次发送
8、16和32字节短数据命令包格式；2)由嵌入式微控制器选择DMN协议，智能灯具控制装置通过DMN协议构成DMN智能灯具控制装置，根据其含有的X-Y-Z三维地址结构，接收主控制器装置发送的8、16和32字节短数据命令包格式；3 )DMN智能灯具控制装置通过LED光源恒流驱动器对多种LED光源灯具进行控制。作为一种优选方案，步骤I)所述的8、16、32字节短数据命令包格式，每两组相邻的命令包之间的时间间隔为IOms或IOms以上。作为一种优选方案，步骤2)所述的DMN智能灯具控制装置，根据其含有的X_Y_Z三维地址结构连接的LED光源灯具共有256X256X256=16777216个。作为一种优选方案，步骤2)所述的DMN智能灯具控制装置选择的通信波特率范围为 1200 250Κ bps。作为一种优选方案，步骤2)所述的DMN智能灯具控制装置还含有自动维持运行显示模块和摩尔斯电码自动检测模块。本发明相对于现有技术具有如下的有益效果
I、本发明的控制系统可以兼容DMX512与DMN(Dividable Mix Network,即可切分混合网络)两种通信协议，可以适应多种不同建筑格局控制方式，为控制系统选择提供了极大的灵活性。2、本发明采用DMN协议的DMN智能灯具控制装置，其选择的通信波特率范围为1200 250K bps，可提高抗干扰能力和工程通信的可靠性。3、本发明采用DMN协议的DMN智能灯具控制装置含有X_Y_Z三维地址结构，可以由点、线、面、块或任意切割几何形状进行控制，连接的LED灯具设备可达256 X 256 X 256 =16777216个(而DMX 512每一条通信线只能连接512个灯具，大于512个灯具时，需要增加繁琐的传输信号分配器，从而加大整个系统成本，因此经常出现场景显示效果失控现象，造成城市灯光污染)，实现各种照明场景效果。4、本发明采用DMN协议的DMN智能灯具控制装置，含有Χ_Υ_Ζ三维地址结构组成的自动维持运行显示模块，可实现各种逻辑及图像自动维持运行显示功能(DMX512不具备各种逻辑及图像自动维持运行显示)，该功能不占用网络带宽，同时为网络通信可靠性提供 了保证。5、本发明采用DMN协议的DMN智能灯具控制装置含有摩尔斯电码自动检测模块，可实现摩尔斯电码闪灯自动检测功能(DMX 512不具备摩尔斯电码闪灯自检功能)，对网络中所有灯具进行χ-γ-ζ三维地址检测，在网络安装调试以及维修过程可以节省时间及降低成本。6、本发明采用DMN协议的DMN智能灯具控制装置，不需要主控制器装置频繁扫描控制LED灯具，在实现慢速渐变时具有平滑无抖动效果(而DMX 512需要由主机不间断实时发送扫描信号维持显示，当实现慢速渐变时会出现抖动现象)。
图I为本发明照明控制系统的结构示意图。图2为本发明照明控制系统的主控制器装置示意图。图3为本发明照明控制系统的智能灯具控制装置示意图。图4为本发明采用DMN协议的Χ_Υ_Ζ三维地址结构示意图。
具体实施例方式实施例I :如图I 图3所示，本实施例的照明控制系统包括依次连接的PC机I、主控制器装置2、信号适配器3以及智能灯具控制装置4 ；所述主控制器装置2包括依次连接的显示屏2-1、键盘2-2、主控制器电路2_3以及第一 RS-485总线通信电路2-4。所述智能灯具控制装置4包括LED光源恒流驱动器4_1、嵌入式微控制器4-2以及第二 RS-485总线通信电路4-3，所述LED光源恒流驱动器4_1、嵌入式微控制器4-2以及第二 RS-485总线通信电路4-3依次连接，所述第一 RS-485总线通信电路2-4与第二 RS-485总线通信电路4-3之间通过信号适配器3连接。所述LED光源恒流驱动器4-1与多种LED光源灯具连接，所述多种LED光源灯具为R/G/B三种颜色的光源灯具或色温由2000Κ到10000Κ的光源灯具。
所述嵌入式微控制器4-2的型号为ATMEGA168，内嵌有DMX 512协议和含有X_Y_Z三维地址结构的DMN协议，可根据不同工程需要，实现双通信协议的切换。所述主控制器装置2通过每个信号适配器3连接的智能灯具控制装置4有128个。DMN协议含有的X-Y-Z三维地址结构如图4所示，X=列地址，Y=行地址，Z=矩阵地址。上述照明控制系统采用DMN协议的控制方法，包括以下步骤I)主控制器装置2下载PC机I的照明场景信息，然后向智能灯具控制装置4依次发送8、16和32字节短数据命令包格式，每两组相邻的命令包之间的时间间隔为IOms或IOms以上，无需频繁扫描方式发送信号，实现各种几何图形色彩、动画、文字、24位真彩点阵图像显示；2)由嵌入式微控制器4-2选择DMN协议，智能灯具控制装置4通过DMN协议构成DMN智能灯具控制装置，根据其含有的X-Y-Z三维地址结构，接收主控制器装置2发送的8、16和32字节短数据命令包格式，实现各种几何图形色彩、动画、文字、24位真彩点阵图像显 示； 3)DMN智能灯具控制装置通过LED光源恒流驱动器4_1对多种LED光源灯具进行控制。步骤2)所述的DMN智能灯具控制装置，根据其含有的X_Y_Z三维地址结构连接的LED 光源灯具共有 256 X 256 X 256=16777216 个。步骤2)所述的DMN智能灯具控制装置选择的通信波特率范围为1200 250Kbps。步骤2)所述的DMN智能灯具控制装置还含有自动维持运行显示模块，实现各种逻辑及图像自动维持运行显示功能；摩尔斯电码自动检测模块，实现摩尔斯电码闪灯自动检测功能，对网络中所有灯具进行X-Y-Z三维地址检测。本实施例的作用原理是采用嵌入式微控制器系统智能化设计方式，嵌入式微控制器内嵌有DMX 512协议和含有X-Y-Z三维地址结构的DMN协议，按照不同建筑格局选择两种通信控制协议其中的一种，而采用DMN协议的DMN智能灯具控制装置含有自动运行显示各种逻辑和图像显示场景功能和摩尔斯电码闪灯自动检测功能；主控制器装置通过控制智能灯具控制装置对多种光源LED灯具控制，实现各种照明效果以及照明节能控制。以上所述，仅为本发明优选的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。
权利要求
1.兼容双协议的照明控制系统，其特征在于包括依次连接的PC机(I)、主控制器装置(2)、信号适配器(3)以及智能灯具控制装置(4);其中， 所述PC机(I )，用于向主控制器装置(2 )提供照明场景信息； 所述主控制器装置(2 )，用于下载PC机(I)的照明场景信息，并通过信号适配器(3 )向智能灯具控制装置(4)发送控制命令； 所述智能灯具控制装置(4)，包括用于连接多种LED光源灯具的LED光源恒流驱动器(4-1)以及内嵌DMX 512协议和含有X-Y-Z三维地址结构的DMN协议的嵌入式微控制器(4-2)，所述嵌入式微控制器(4-2)与LED光源恒流驱动器(4_1)相连接。
2.根据权利要求I所述的兼容双协议的照明控制系统，其特征在于所述信号适配器(3 )至少有I个，所述主控制器装置(2 )通过每个信号适配器(3 )连接的智能灯具控制装置(4)有 128 个。
3.根据权利要求I或2所述的兼容双协议的照明控制系统，其特征在于所述主控制器装置(2 )包括依次连接的显示屏(2-1)、键盘(2-2 )、主控制器电路(2-3 )以及第一 RS-485总线通信电路(2-4)。
4.根据权利要求3所述的兼容双协议的照明控制系统，其特征在于所述智能灯具控制装置(4)还包括第RS-485总线通信电路(4-3)，所述LED光源恒流驱动器(4_1 )、嵌入式微控制器(4-2)以及第二 RS-485总线通信电路(4-3)依次连接。
5.根据权利要求4所述的兼容双协议的照明控制系统，其特征在于所述第一RS-485总线通信电路(2-4)与第RS-485总线通信电路(4-3)之间通过信号适配器(3)连接。
6.基于权利要求I所述系统采用DMN协议的控制方法，其特征在于包括以下步骤 1)主控制器装置(2)下载PC机(I)的照明场景信息，然后向智能灯具控制装置(4)依次发送8、16和32字节短数据命令包格式； 2)由嵌入式微控制器(4-2)选择DMN协议，智能灯具控制装置(4)通过DMN协议构成DMN智能灯具控制装置，根据其含有的X-Y-Z三维地址结构，接收主控制器装置(2)发送的8、16和32字节短数据命令包格式； 3)DMN智能灯具控制装置通过LED光源恒流驱动器(4_1)对多种LED光源灯具进行控制。
7.根据权利要求6所述的采用DMN协议的控制方法，其特征在于步骤I)所述的8、16,32字节短数据命令包格式，每两组相邻的命令包之间的时间间隔为IOms或IOms以上。
8.根据权利要求6所述的采用DMN协议的控制方法，其特征在于步骤2)所述的DMN智能灯具控制装置，根据其含有的X-Y-Z三维地址结构连接的LED光源灯具共有256X256X256=16777216 个。
9.根据权利要求6所述的采用DMN协议的控制方法，其特征在于步骤2)所述的DMN智能灯具控制装置选择的通信波特率范围为1200 250K bps。
10.根据权利要求6所述的采用DMN协议的控制方法，其特征在于步骤2)所述的DMN智能灯具控制装置还含有自动维持运行显示模块和摩尔斯电码自动检测模块。
全文摘要
本发明公开了一种兼容双协议的照明控制系统及采用DMN协议的控制方法，包括依次连接的PC机、主控制器装置、信号适配器以及智能灯具控制装置；所述智能灯具控制装置，包括LED光源恒流驱动器以及内嵌DMX 512协议和DMN协议的嵌入式微控制器；控制方法如下1)主控制器装置下载PC机的照明场景信息，然后向智能灯具控制装置发送命令包格式；2)由嵌入式微控制器选择DMN协议，通过DMN协议构成DMN智能灯具控制装置，接收主控制器装置发送的命令包格式；3)DMN智能灯具控制装置通过LED光源恒流驱动器对灯具进行控制。本发明系统结构合理，可以兼容双通信协议，控制灵活方便可靠，能适应多种室内外照明环境。
文档编号H05B37/02GK102892235SQ201210379490
公开日2013年1月23日 申请日期2012年10月9日 优先权日2012年10月9日
发明者贾国来, 王凯 申请人:深圳市凯铭电气照明有限公司