基于KNX协议与DALI协议的网关

摘要

本发明公开了一种基于KNX协议与DALI协议的网关，包含有EIB总线(1)、收发器(2)、单片机(3)和DALI电平转换电路(4)，所述的收发器(2)的一端与所述的EIB总线(1)相连，所述的收发器(2)的另一端与所述的单片机(3)的一端相连，且所述单片机(3)另一端与DALI电平转换电路(4)连接，它设计合理、结构简单，供电与通讯复用总线，DALI系统节能效果良好，可延长光源的寿命，改善工作环境，提高工作效率，实现多种照明效果，管理维护方便，有较高的经济回报率。

说明书

技术领域：

本发明涉及EIB总线和DALI总线的智能照明控制技术领域，具体涉及一种基于KNX 协议与DALI协议的网关。

背景技术：

随着社会的进步，人们对舒适和节能提出了更高的要求，智能灯光，智能遮阳伞控制将 得到越来越广泛的应用。与此同时，用户对系统集成和维护升级的要求越来越严格和专业化， 标准化的产品逐步体现其综合优势。在智能照明领域应用较多的是EIB总线控制系统，在楼 宇自动化中应用较多的是DALI协议。EIB(European Installation Bus)系统在智能照明领域得 到了广泛的应用。EIB因其安全性、经济性、舒适性、应变性等各方面的不断提高在智能照 明领域成为了主要的总线技术标准。目前已经有100多家世界主要厂商支持EIB，各类产品 达4000多种，几乎涵盖了建筑智能照明的各个行业和各种用途。

数字可寻址照明接口(DALI)是1种两线双向串行数字通信协议，具有配置灵活和低价格 等优点，因此受到照明设备制造商的广泛青睐，并已经成为国际电工委员会的标准 (IEC60929)。由于DALI协议主要是覆盖镇流器的电气特性，而镇流器的控制命令和状态信息， 并没有涉及与其他控制系统互连的规定，且1个控制单元只能最多控制64个镇流器。目 前，DALI总线照明系统与其他控制系统互连大都采用基于RS-485的协议转换器来实现，因此 要在大型建筑物中采用DALI总线照明系统必须使用大量的RS-485的协议转换器，给整个建 筑物的智能控制系统的实现带来不便。而且485方式不能给下接设备供电，设备需要单独解 决供电问题，485总线通讯一般不宜采用星形，树形，环形等组网结构，往往采用手拉手。

发明内容：

本发明的目的是提供一种基于KNX协议与DALI协议的网关，它主要实现信号电平的转 换、协议数据帧格式的转换，以及控制系统的扩展等功能。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：一种基于KNX协议与 DALI协议的网关，包含有EIB总线(1)、收发器(2)、单片机(3)和DALI电平转换电路(4)， 所述的收发器(2)的一端与所述的EIB总线(1)相连，所述的收发器(2)的另一端与所述的 单片机(3)的一端相连，且所述单片机(3)另一端与DALI电平转换电路(4)连接。

所述的收发器(2)内置有EIB转换电路，所述的EIB转换电路包含电阻(R1)-(R3)和 (R5)-(R6)、电容(C1)-(C6)和(C9)-(C10)、电感(L1)、双向稳压管(D1)、集成芯片(U1)和总 线芯片(EIB1)。

所述的集成芯片(U1)的1脚接地，其2脚分别与电容(C3)的正极和电阻(R2)的一端连接， 电阻(R2)的另一端接电容(C2)的正极，集成芯片(U1)的3脚通过电阻(R3)与电容(C4)的正极 连接，且集成芯片(U1)的4脚和5脚均与电容(C4)的正极连接，集成芯片(U1)的6脚和7 脚均与电感(L1)的一端连接，其另一端分别接电源VCC和电容(C5)的正极，且集成芯片(U1) 的8脚接电容(C5)的正极，集成芯片(U1)的9脚与电容(C6)连接，集成芯片(U1)的10脚接 SAVE，其11脚接RESET，12脚与电阻R6连接，13脚接A8，14脚接电平VHH，15脚接地， 16脚分别与电容(C9)的正极和电阻(R5)的一端连接，集成芯片(U1)的17脚接TEMP，其(18) 脚通过电容(C10)与电阻(R1)的一端连接，且19脚和20脚均与电阻(R1)的一端连接，电阻 (R1)的另一端分别与电容(C1)的正极、双向稳压管(D1)的1端和总线芯片(EIB1)的1脚和3 脚连接，总线芯片(EIB1)的2脚和4脚、双向稳压管(D1)的2端、电容(C1)的负极、电容(C2) 的负极、电容(C3)的负极、电容(C4)的负极、电容(C5)的负极、电容(C6)的负极、电容(C9) 的负极和电阻(R5)的另一端均接地。

所述的收发器实现信号的接收与发送；所述的单片机3实现KNX协议与DALI协议之 间的转换；所述的DALI电平转换电路实现对电平的转换。

本发明的工作流程如下：基于KNX协议与DALI协议的网关的单片机(3)接收到EIB 总线1上的对应的控制指令，将KNX协议转换成DALI协议发出，接在基于KNX协议与DALI 协议装换的网关输出端口的DALI镇流器接收到控制指令，从而对灯具进行控制。

本发明具有以下有益效果：供电与通讯复用总线，DALI系统节能效果良好，可延长光源 的寿命，改善工作环境，提高工作效率，实现多种照明效果，管理维护方便，有较高的经济回报 率。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中EIB转换电路的原理图。

图3为本发明中DALI电平转换电路及处理器的原理图。

具体实施方式：

参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：一种基于KNX协议与DALI协议的网关， 包含有EIB总线(1)、收发器(2)、单片机(3)和DALI电平转换电路(4)，所述的收发器(2) 的一端与所述的EIB总线(1)相连，所述的收发器(2)的另一端与所述的单片机(3)的一端相 连，且所述单片机(3)另一端与DALI电平转换电路(4)连接。

所述的收发器(2)内置有EIB转换电路，所述的EIB转换电路包含电阻(R1)-(R3)和 (R5)-(R6)、电容(C1)-(C6)和(C9)-(C10)、电感(L1)、双向稳压管(D1)、集成芯片(U1)和总 线芯片(EIB1)。

所述的集成芯片(U1)的1脚接地，其2脚分别与电容(C3)的正极和电阻(R2)的一端连接， 电阻(R2)的另一端接电容(C2)的正极，集成芯片(U1)的3脚通过电阻(R3)与电容(C4)的正极 连接，且集成芯片(U1)的4脚和5脚均与电容(C4)的正极连接，集成芯片(U1)的6脚和7 脚均与电感(L1)的一端连接，其另一端分别接电源VCC和电容(C5)的正极，且集成芯片(U1) 的8脚接电容(C5)的正极，集成芯片(U1)的9脚与电容(C6)连接，集成芯片(U1)的10脚接 SAVE，其11脚接RESET，12脚与电阻R6连接，13脚接A8，14脚接电平VHH，15脚接地， 16脚分别与电容(C9)的正极和电阻(R5)的一端连接，集成芯片(U1)的17脚接TEMP，其(18) 脚通过电容(C10)与电阻(R1)的一端连接，且19脚和20脚均与电阻(R1)的一端连接，电阻 (R1)的另一端分别与电容(C1)的正极、双向稳压管(D1)的1端和总线芯片(EIB1)的1脚和3 脚连接，总线芯片(EIB1)的2脚和4脚、双向稳压管(D1)的2端、电容(C1)的负极、电容(C2) 的负极、电容(C3)的负极、电容(C4)的负极、电容(C5)的负极、电容(C6)的负极、电容(C9) 的负极和电阻(R5)的另一端均接地。

所述的收发器实现信号的接收与发送；所述的单片机3实现KNX协议与DALI协议 之间的转换；所述的DALI电平转换电路实现对电平的转换。

所述的EIB总线(1)，其最大特性是通过单一多芯电缆代替了传统分离控制电缆与电 力电缆，具有总线供电模式，并确保各设备能互传控制指令，因此总线电缆能对线型、树型 或星型铺设，方便扩容及改装。

所述的收发器(2)主要作用是将EIB总线(1)的信号解调成串行数字信号，同时也 将单片机(3)发出的串行数据调制到EIB总线(1)上。发送数据时，数字信号通过SEND 管脚发送到收发器(2)，收发器(2)将数字信号经过调制变成模拟信号，发送到总线上。 同时收发器(2)接收EIB总线(1)上的模拟信号变成数字信号，通过QREC管脚发送到 单片机(3)。

所述的单片机(3)主要完成KNX协议与DALI协议之间的转换，KNX协议信号编码 使用负逻辑的不归零码，叠加在总线供电电源上(24V)，采用CSMA/CA机制(Carrier Sense  Multiple Access/Collision Avoid)，起始信号，优态(Superior)，劣态(Inferior)，波特率9.6kbps。 一个数据帧由一个单独起始位、八个数据位、一个校验位以及一个停止标志位组成。两个相 邻的帧之间有一个2bits长的间隔。DALI数据采用双向曼彻斯特编码方式编码，值“1”和“0” 表示两种不同电平的跃变，从逻辑低电平转变到高电平表示值为“1”，从逻辑高电平转变到低 电平表示值为“0”。通信速率为1 200b/s，通信过程中调光控制器使用两种不同的数据帧格 式：发送帧(1bit起始位+8bit地址位+8bit数据位+2bit停止位)和接收帧(1bit起始位+8bit数 据位+2bit停止位)。

所述的DALI电平转换电路(4)主要实现对电平的转换，DAL I电平与TTL电平标 准不同，当它们的电压差在9.5～22.5V范围内时被认为是高电平，位于-6.5～6.5V时被认 为是低电平。

本具体实施方式设计合理、结构简单，供电与通讯复用总线，DALI系统节能效果良好， 可延长光源的寿命，改善工作环境，提高工作效率，实现多种照明效果，管理维护方便，有较高 的经济回报率。