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基于数字可寻址照明接口协议的智能照明系统设计研究

作　者: 田牧迪
导　师: 杨小天
学　校: 吉林建筑工程学院
专　业: 建筑技术科学
关键词: 智能照明系统 DALI AVR MEGA32 模块化 LED
分类号: TU113.661
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着社会的进步和信息技术的飞速发展,智能家居正在步入千家万户。智能照明系统作为智能家居系统的一个重要的子系统,充分利用电子技术、通信技术和计算机网络技术将建筑物内的各种照明器具有机的连接在一起,实现有效的管理和控制,其具有高效节能、管理简单、控制多样化、成本较低和容易进入市场的优势。本文选择了照明业界最近推出的DALI智能照明系统作为研究对象,在深刻剖析通信协议的基础上,提出相应的智能照明系统不同的解决方案,并设计开发相关产品。在智能照明的发展成为社会潮流的情况下,进行全面而具有开拓性的工作,为行业的发展积累经验,提供新的思路和方法。在对DALI协议有了深刻理解的基础上,本文完成了DALI系统主从式模块的设计,主控单元模块和从控单元模块使用了AVR单片机实现DALI控制协议软硬件设计,讨论了如何实现高可靠的智能照明控制,详细分析了DALI协议的工作原理。PC上位机监控系统通过RS232串口发送操作指令,通过DALI系统的主控单元转发控制命令,从控单元接收主控单元发出的指令,然后通过1～10V的模拟调光接口利用镇流器控制电路调节灯的亮度。此外,本文根据传统DALI智能照明系统控制规模偏小和较难实现本地分布式控制的两个缺陷,提出了DALI多系统级联扩展和传感器接入方式两个相应的解决方案。最后对DALI系统三状态反馈机制进行了预研,为后续工作打下了良好的基础。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-14
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 课题的现状  11-12
  1.3 课题的意义和目的  12-13
  1.4 课题研究的主要内容和创新点  13-14
第2章数字可寻址照明接口协议  14-22
  2.1 DALI协议的起源  14
  2.2 DALI智能照明系统的优势  14-15
  2.3 DALI系统的组成和实现  15-17
    2.3.1 DALI从控模块(Sub_Control)  16
    2.3.2 主控制模块(Main_Control)  16-17
    2.3.3 LED设备(LED_Device)  17
  2.4 DALI通信协议  17-20
    2.4.1 数据包格式  17-18
    2.4.2 DALI指令格式  18
    2.4.3 协议的访问  18-20
  2.5 DALI接口电路  20-21
  2.6 本章小结  21-22
第3章智能照明系统硬件模块设计  22-41
  3.1 硬件模块中用到的器件概述  22-31
    3.1.1 ATmega32单片机介绍  22-28
    3.1.2 电源芯片LM2576  28-30
    3.1.3 TPS62260DRV高效降压型DC—DC芯片  30-31
  3.2 主控模块的设计  31-37
    3.2.1 供电系统设计  32-33
    3.2.2 MCU电路设计  33-37
  3.3 从机模块的设计  37-40
    3.3.1 地址的标定----拨码开关  38-39
    3.3.2 DALI接口的设计  39-40
    3.3.3 LED驱动(DRIVE)模块的设计  40
  3.4 本章小结  40-41
第4章智能照明系统软件模块设计  41-66
  4.1 编程开发环境介绍  41-44
    4.1.1 VB的特点  41-42
    4.1.2 C语言的介绍  42-43
    4.1.3 原理图绘制软件  43-44
  4.2 上位机界面开发  44-50
    4.2.1 布局区域  44-45
    4.2.2 位置区域  45
    4.2.3 参数区域  45
    4.2.4 文件操作  45-48
    4.2.5 局域网和串行口  48-50
  4.3 下位机软件设计  50-65
    4.3.1 下位机程序设计简介  51-53
    4.3.2 main函数  53-56
    4.3.3 RS232函数  56-61
    4.3.4 DALI函数  61-62
    4.3.5 EEPROM函数  62-65
  4.4 本章小结  65-66
第5章智能照明系统应用  66-70
  5.1 多系统级联解决方案  66-67
  5.2 停车场智能照明系统的方案  67-68
  5.3 系统工作原理  68-69
  5.4 本章小结  69-70
结论  70-71
参考文献  71-75
攻读学位期间发表的学术论文  75-76
致谢  76-78

基于数字可寻址照明接口协议的智能照明系统设计研究

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