基于DALI的智能照明控制系統(tǒng)設計畢業(yè)設計論文

摘要隨著電力資源的日益緊張，在民用建筑工程電氣設計工作中，應大力推廣和實施節(jié)能方針?；诠?jié)約能源為目的，同時滿足人們需要的各種光環(huán)境，開發(fā)了基于DALI的智能照明控制系統(tǒng)。本文講述了DALI協(xié)議的產(chǎn)生背景，DALI協(xié)議的發(fā)展，DALI協(xié)議的內容以及DALI照明系統(tǒng)的優(yōu)勢；在現(xiàn)有的認識基礎上，對DALI協(xié)議做了分析和研究，設計構建一個基于DALI協(xié)議的智能照明控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了系統(tǒng)可以對每個燈進行數(shù)字尋址、調光以及照明場景預設等功能。并進一步設計了該系統(tǒng)的實驗方案以及實驗指導書。關鍵詞：節(jié)能，智能照明系統(tǒng)，DALI協(xié)議，電子鎮(zhèn)流器AbstractWiththeincreasinglytensepowerresources,weshouldpromoteandimplementthesavingenergypolicyinthecivilprojectelectricitydesignwork.Inordertosavingenergyandcreatingdifferentlightingscenes,thedissertationdesignstheintelligentlightingsystembasesonDALI.ThisarticleintroducestheDALIprotocolbackground,DALIprotocoldevelopment,DALIthecontentsoftheagreement,DALIlightingsystemsandtheadvantage;oftheexistingunderstandingonthebasisoftheDALIprotocoltotheanalysisandresearch,designaDALIprotocolbasedontheintelligentlightingcontrolsystem,thesystemcanachieveforeachdigitaladdressablelights,dimmerlightingandthescenedefault,andotherfunctions.Thusthedesignofthesystemandtheexperimentalprogrammeofexperimentalguidance.Keywords:EnergySaving,IntelligentLightingSystem,DALI,Ballast目錄1 緒論 11.1引言 11.2國內外照明控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀 11.3課題意義及選題依據(jù) 11.4課題目標及主要內容 22 照明控制系統(tǒng) 32.1傳統(tǒng)照明系統(tǒng)與智能照明系統(tǒng)的對比分析 32.2智能照明系統(tǒng)的控制措施 32.3智能照明控制系統(tǒng)的組成 52.4智能照明系統(tǒng)的優(yōu)越性 72.5智能照明系統(tǒng)的幾種協(xié)議 93 DALI智能照明控制系統(tǒng) 123.1DALI協(xié)議簡介 123.2DALI協(xié)議電氣特征 133.3DALI協(xié)議指令類型與命令結構 133.4DALI參數(shù) 153.5DALI智能照明系統(tǒng)的組成 164 DALI智能照明系統(tǒng)的實驗方案設計 214.1實驗要求與目的 214.2實驗方案的設計 214.3智能照明實驗系統(tǒng)的演示和展示性實驗方案設計 224.4智能照明實驗系統(tǒng)自主型的實驗方案設計 244.5智能照明實驗系統(tǒng)開放型實驗方案設計 254.6實驗指導書和實驗報告編制設計 25結論 31參考文獻 32致謝 33附錄 34PAGEPAGE34緒論1.1引言由于能源資源有限，特別是現(xiàn)階段國家電力供應缺口很大，建設“節(jié)約型社會”的觀念深入人心。而照明能耗在整個建筑能耗中所占比例較大，照明節(jié)能日顯重要?，F(xiàn)階段世界各國都在重視采用智能照明系統(tǒng)，推行“綠色照明”計劃。在我國，照明耗電占年發(fā)電總量的l0％（超過100億kW·h）。而對照明時間長，尤其照明場所多的現(xiàn)代建筑、機關、學校，照明超過本單位所有耗電的40％。目前，國內這些地方的照明燈具控制大多采用手動開關，即使嚴格管理，仍不可避免地出現(xiàn)忘記關燈的疏忽。特別是在白天，情況更是如此。從而造成大量的能源浪費；另外，各種照明燈具都具有一定的使用時限，在光線充足的情況下仍繼續(xù)使用，必然會縮短燈具的使用壽命[1]。為解決上述問題，一種新型的節(jié)能控制系統(tǒng)就應運而生?，F(xiàn)代建筑中的照明不僅要求能為人們的工作、學習、生活提供良好的視覺條件，而且要能利用造型的光色營造出具有一定美感的室內環(huán)境，以滿足人們的心理和生理要求。1.2國內外照明控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀近年來，隨著照明系統(tǒng)的進一步得到重視，在智能照明領域，很多廠商紛紛推出自己的產(chǎn)品，但大多數(shù)沒有采用國際通用的協(xié)議規(guī)范，而是自定協(xié)議，各自為戰(zhàn)。這樣，照明控制系統(tǒng)一般可分為開放型照明控制系統(tǒng)與非開放性照明控制系統(tǒng)。事實證明，這種模式造成開發(fā)成本昂貴，非無法實現(xiàn)不同廠商產(chǎn)品之間的互聯(lián)互操，難以開拓市場。選擇一個由一個中立的、營利組織管理、不依賴某一特定的制造商國際標準協(xié)議，必然成為智能照明發(fā)展的正確方向。1.3課題意義及選題依據(jù)照明控制是貫徹落實“建設節(jié)能環(huán)保型社會”計劃中不可缺少的組成部分。同時，照明控制也是照明設計中很重要的內容，特別是在對光環(huán)境要求比較高的場所。所以照明控制的作用可以歸納為兩個方面：節(jié)約能源和營造良好的光環(huán)境[2]。而現(xiàn)在的世界，封閉協(xié)議勢必與技術發(fā)展的潮流不相符，研究和開發(fā)照明控制系統(tǒng)時，原則上應遵循某種開放協(xié)議，鑒于需求的多樣性，應按需選擇相應的開放協(xié)議，以滿足不同的需求。DALI是英文DigitalAddressableLightingInterface的縮寫，意為數(shù)字式可尋址照明控制接口標準。DALI是用于滿足現(xiàn)代化照明控制需要的非專有標準，它不是一個系統(tǒng)，而是一種定義了實現(xiàn)電子鎮(zhèn)流器和控制模塊之間進行數(shù)字化通信的接口標準。利用DALI可以實現(xiàn)對多個燈具進行單獨尋址、調光、營造出所需的各種光環(huán)境，并達到節(jié)約能源的目的。DALI協(xié)議是開放的國際標準，我國的很多技術人員也正在進行據(jù)此開發(fā)具有自身知識產(chǎn)權的照明控制產(chǎn)品，因此DALI的前景是十分美好的。如果說，智能照明的時代已經(jīng)到來，而DALI智能照明時代的將來更為輝煌。1.4課題目標及主要內容本文利用DALI協(xié)議，設計開發(fā)了基于DALI的智能照明系統(tǒng)。主要工作如下：（1）介紹照明控制系統(tǒng)的基本概念，以及各種的照明技術；（2）詳細介紹DALI協(xié)議的基本內容，原理及應用；（3）構建了基于DALI的智能照明系統(tǒng)，實現(xiàn)DALI協(xié)議在智能照明系統(tǒng)中的應用；（4）DALI智能照明系統(tǒng)的實驗方案設計，以及實驗指導書的編寫。照明控制系統(tǒng)2.1傳統(tǒng)照明系統(tǒng)與智能照明系統(tǒng)的對比分析傳統(tǒng)照明系統(tǒng)是以照明配電箱通過手動開關來控制照明燈具的通斷，或通過回路中串入接觸器，實現(xiàn)遠距離控制。智能照明系統(tǒng)是指用計算機技術并輔助其他手段，對電力照明實行自動控制，從而達到在降低照明系統(tǒng)電能消耗和其他使用費用的同時，在適當?shù)臅r間、適當?shù)膱龊咸峁┻m當?shù)恼彰?。智能照明控制系統(tǒng)一般包括時鐘控制、自動調光控制、區(qū)域場景控制、動靜探測控制、應急照明控制等控制內容。在控制方式和照明方式上，傳統(tǒng)照明系統(tǒng)中的燈具控制基本上采用手動開關，在很大程度上依賴人的參與，其照明方式也只有開和關兩種狀態(tài)；而智能照明控制系統(tǒng)的控制功能強、方式多、可通過實現(xiàn)場景的預設置和記憶功能，操作時只須按一下控制面板上某一個鍵即可啟動一個燈光場景，各照明回路隨即自動變換到相應的狀態(tài)。在照明方式上，由于智能照明控制系統(tǒng)采用“調光模塊”，通過系統(tǒng)的自動調光即可在不同使用場合得到不同的燈光效果。從管理角度看，傳統(tǒng)照明系統(tǒng)對照明的管理是人為化的管理，而智能照明系統(tǒng)可實現(xiàn)能源管理自動化，通過分布式網(wǎng)絡，只需一臺計算機就可對整幢大樓的照明實現(xiàn)有效監(jiān)控和管理。由于智能照明系統(tǒng)采用了光線感測、動靜探測、定時開關、智能調光等技術以及智能化的運行模式，從而使整個照明系統(tǒng)可以照經(jīng)濟有效的最佳方案來準確運作，不但降低了運行管理費用，而且最大限度地節(jié)約了能源，與傳統(tǒng)的照明控制方式相比較，可以節(jié)約電能20%以上[3]。同時，智能照明系統(tǒng)中采用了軟啟動、軟關斷技術，能避免或降低電網(wǎng)電壓以及浪涌電壓對燈具的沖擊，從而起到保護燈具、延長燈具使用壽命的作用。更值得一提的是，智能照明控制系統(tǒng)具有開放性，通過標準接口可方便地與BAS系統(tǒng)聯(lián)接，實現(xiàn)智能大樓的樓宇自控系統(tǒng)集成[4]。2.2智能照明系統(tǒng)的控制措施照明節(jié)能的基本原則是在保證不降低生產(chǎn)、作業(yè)視覺要求，不降低照明質量的條件下，力求減少照明系統(tǒng)中光能的損失，最有效地使用電能。一般可以通過兩個途徑：一是使用最有效的照明裝置（包括光源、燈具、鎮(zhèn)流器等）；二是使用者在需要時才使用它，盡量減少不必要的開燈時間、開燈數(shù)量和過高的照度，杜絕浪費。后者就是照明控制。智能照明系統(tǒng)可對白熾燈、日光燈（專用鎮(zhèn)流器）、節(jié)能燈、石英燈等多種光源調光，滿足各種環(huán)境對照明的要求。適用范圍有：大型公共建筑，如會展中心、航站樓、客運站、體育場館、大型商場等；博物館、美術館、圖書館等文化建筑和教學建筑；星級酒店和高檔寫字樓的宴會廳、多功能廳、會議室、大堂、走道等場所。智能照明常用的控制方式有場景控制、群組組合控制、定時控制、天文時鐘、光感探頭控制、就地控制、遠程控制、圖示化監(jiān)控、應急處理、日程計劃安排等。其主要功能及應用場所如下:（1）場景控制用戶預設多種場景，按動一個按鍵，即可調用需要的場景。多功能廳、會議室、體育場館、博物館、美術館、高級住宅等場所采用該控制方式。（2）群組組合控制可設定一個按鍵，對多個配電箱（跨區(qū)）中的照明回路進行開光控制，即一鍵可控制整個場所的照明開關。（3）定時控制根據(jù)預先設定的時間，觸發(fā)相應的場景，使燈光打開或關閉。應用于地下車庫等大面積場所。（4）天文時鐘輸入當?shù)氐慕?jīng)、緯度，系統(tǒng)自動推算出當天的日出、日落時間，根據(jù)這個時間來控制照明場景的開關。特別適用于夜景照明、道路照明。（5）光感探頭控制根據(jù)光感探頭探測到的照度，控制照明場所相關燈具的打開或關閉。常應用在寫字樓、圖書館等場所?？拷獯暗臒艟呖刹捎霉飧刑筋^，根據(jù)天然光的亮度進行開或關，以節(jié)約用電。（6）就地控制一般情況下，控制過程自動進行。在某些情況下，可使用控制面板來強制調用需要的照明場景模式。（7）遠程控制通過互聯(lián)網(wǎng)（Internet）對照明控制系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控?？蓪ο到y(tǒng)中的各個照明控制箱的照明參數(shù)進行設定、修改；對照明狀態(tài)進行監(jiān)視、控制。（8）圖示化監(jiān)控用戶可以使用電子地圖功能，對整個控制區(qū)域的照明進行直觀的控制。可將整個建筑的平面圖輸入系統(tǒng)中，并用各種不同的顏色來表示該區(qū)域當前的狀態(tài)。（9）應急處理在接收到安保系統(tǒng)、消防系統(tǒng)的警報后，能自動將指定區(qū)域照明全部打開。（10）日程計劃安排可設定每天不同時間段的照明場景狀態(tài)，并將場景調用情況進行記錄打印輸出，方便管理[5]。2.3智能照明控制系統(tǒng)的組成智能照明控制系統(tǒng)采用模塊化分布式結構，系統(tǒng)結構見下圖2.1。各模塊內置微處理器和存儲器，通過一條（五類）通訊電纜將所有照明控制部件連接起來進行信息傳遞，完成對室內外照明及相關控制。智能照明控制系統(tǒng)由輸入、輸出及系統(tǒng)三部分組成。輸入部分的功能是：將外界的控制信號轉換為系統(tǒng)信號，并作為控制依據(jù)。它包括控制面板、液晶顯示觸摸屏、智能傳感器、時鐘管理器、遙控器。輸出部分的功能是：接收總線上的控制信號，控制相應的負載回路，實現(xiàn)照明控制。它包括調光控制器、開關控制器及其它模擬輸出單元。系統(tǒng)部分由供電單元、系統(tǒng)網(wǎng)絡、調制解調器、編程插口和PC監(jiān)控機等具有獨立功能的部件組成，在系統(tǒng)控制軟件的支持下，通過計算機對照明系統(tǒng)進行全面的實時控制[6]。AC220VAC220V直流電源調光控制開關控制調光控制輸出輸出輸出傳感器控制面板時鐘管理器編程接口液晶顯示觸摸屏遙控器接口總線編程器打印機調制解調器圖2.1（1）調光控制器調光模塊是控制系統(tǒng)中的主要設備。它的主要功能是對不同功能的燈具進行配電、無級連續(xù)調光和開關控制（開關控制器無調光功能）。能適應電源電壓、頻率的變化，抑制電磁干擾，改善電源電壓輸出波形，防止高啟動電流和熱沖擊，以及通過軟啟動特性和軟關斷技術來保護燈具，延長燈具壽命。（2）控制面板相當于傳統(tǒng)照明系統(tǒng)中的照明開關，安裝在便于操作的地方。人們可以通過操作控制面板上的按鈕,，啟動照明系統(tǒng)中的燈光控制回路組合，從而調用某個燈光場景。所謂燈光場景，即系統(tǒng)中由不同的照明回路、不同的亮暗搭配而成的一種燈光效果。這種燈光場景可以預設置和記憶在調光模塊和開關模塊中，用戶可以通過控制面板或液晶顯示觸摸屏設置相應燈光場景以達到某個照明效果。（3）智能傳感器是系統(tǒng)中實現(xiàn)照明智能管理的自動信息傳感元件，具有動靜檢測（用于識別有無人進入房間）、照度動態(tài)檢測（用于自動日光補償）和接收紅外線遙控三種功能。（4）時鐘管理器用于一周或一年內復雜照明事件和任務的時序設定，可對客廳、餐廳、臥室、洗手間、走廊、景觀照明等系統(tǒng)具有周期性控制特點的場所實施時序控制。一臺時鐘管理器可管理多個區(qū)域，每個區(qū)域可有多個回路、多個場景。（5）液晶顯示觸摸屏它是一種較高級的人機界面，具有信息存儲記憶功能，能顯示多種畫面圖像及相關信息，實現(xiàn)直觀的多功能、多區(qū)域控制。（6）編程插口采用便攜式編程器或計算機插入編程插口與系統(tǒng)網(wǎng)絡相連接，就可對系統(tǒng)任何一個調光區(qū)域的燈光場景進行預設置、修改或讀取，并顯示各調光回路預設置值。（7）控制計算機這種智能照明控制系統(tǒng)是一個數(shù)字式控制系統(tǒng)，它能接受控制計算機的管理?？赏ㄟ^控制計算機對照明控制網(wǎng)絡進行實時監(jiān)控、管理和對有關信息的網(wǎng)絡遠程傳輸[7]。2.4智能照明系統(tǒng)的優(yōu)越性（1）良好的節(jié)能效果采用智能照明控制系統(tǒng)的主要目的是節(jié)約能源。智能照明控制系統(tǒng)借助各種不同的“預設置”控制方式和控制元件，對不同時間不同環(huán)境的光照度進行精確設置和合理管理，實現(xiàn)節(jié)能。這種自動調節(jié)照度的方式，充分利用室外的自然光，只有必需時才把燈點亮或點到要求的照度水平，節(jié)電效果十分明顯，一般可達30％以上。此外智能照明控制系統(tǒng)中對熒光燈進行調光控制，由于熒光燈采用了有源濾波技術的可調光電子鎮(zhèn)流器，降低了諧波的含量，提高了功率因數(shù)，降低了低壓無功損耗。一般商場和寫字樓的燈光照度都是按照晚問使用設計，白天也要開燈補光，這樣就造成大量電能的浪費，在這種場合值得大力推廣智能照明控制系統(tǒng)。（2）延長燈具壽命延長光源的壽命不僅可以節(jié)省大量資金，而且大大減少更換燈管的工作量，降低了照明系統(tǒng)的運行費用。管理維護也變得簡單了。無論是熱輻射光源。還是氣體放電光源，電網(wǎng)電壓的波動是光源損壞的一個主要原因。因此，有效地抑制電網(wǎng)電壓的波動可以延長光源的壽命。智能照明控制系統(tǒng)中的相關器件能成功地抑制電網(wǎng)的浪涌電壓，同時還具備了電壓限定和濾波等功能，避免過電壓和欠電壓對光源的損害。采用軟啟動和軟關斷技術，避免了沖擊電流對光源的損害。通過上述方法，光源的壽命通?？裳娱L2-4倍。（3）改善工作環(huán)境，提高工作效率良好的工作環(huán)境是提高工作效率的一個必要條件。合理地選用光源、燈具及性能優(yōu)越的照明控制系統(tǒng)，提高照明質量。智能照明控制系統(tǒng)具有開關和調光兩種控制方法，可以有效地控制各種照明場所的平均照度值，從而提高照度均勻性。同時，系統(tǒng)能根據(jù)不同的時間段，人們的不同需要，自動調節(jié)照度。（4）實現(xiàn)多種照明效果的光環(huán)境多種照明控制方式，可以使同一建筑物具備多種藝術效果，為建筑增色不少?，F(xiàn)代建筑物中，照明不單純地為滿足人們視覺上的明暗效果，更應具備多種控制方案，使建筑物更加生動，藝術性更強，給人豐富的視覺效果和美感。一棟建筑物中，室外景觀照明可以預設為春夏秋冬四季變化，周末節(jié)假日場景，大型慶典場景；會客廳、會議室等可以預設會議、投影會間休息等不同場景。在傳統(tǒng)的人工控制方式下，難以實現(xiàn)如此多種多樣的照明效果。（5）提高管理水平智能照明控制系統(tǒng)是以自動控制為主、人工控制為輔的系統(tǒng)。在一般的情況下，不需要有人的參與照明系統(tǒng)自動實現(xiàn)開關和調光功能。既大大減少了管理人員的數(shù)量，也排除了由于人為因素而出現(xiàn)的不定時開關，影響學校的正常教學、生活秩序的情況出現(xiàn)。（6）功能擴展的便利性智能照明系統(tǒng)通過接口連接各種智能模塊，擴展系統(tǒng)的功能。照明系統(tǒng)能自動檢測電源、各種模塊的工作情況，有異常情況發(fā)生就會及時報警和處理。其次，消防系統(tǒng)主機通過通訊接口能實時獲得應急照明系統(tǒng)的運行資料，按程序要求對應急照明系統(tǒng)實施聯(lián)動控制。系統(tǒng)還可以通過調制解調器與遠程主機進行通訊，遠程監(jiān)視、控制照明，實現(xiàn)照明系統(tǒng)的網(wǎng)絡化、數(shù)字化。（7）較好的投資收益效果智能照明控制系統(tǒng)在節(jié)能和延長燈具壽命的同時，有效節(jié)省了電費與管理費用的支出。根據(jù)一般的辦公大樓運營的經(jīng)驗來看，節(jié)能效果能達到40％以上，一般的商場、酒店、地鐵站等節(jié)能效果也能達到25％～30％；學校在這方面還沒有具體的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，但根據(jù)分析，效果還是令人滿意的[5]。2.5智能照明系統(tǒng)的幾種協(xié)議（1）基于HBS協(xié)議的智能照明控制系統(tǒng)HBS是家庭總線（HomeBusSystem）的簡稱，是由日本三菱、松下、日立、東芝等著名企業(yè)聯(lián)合推出的家庭網(wǎng)絡協(xié)議，主要應用于智能家居系統(tǒng)。HBS系統(tǒng)除了有強大的智能照明功能外，還有防盜、防火、報警、遠程監(jiān)控等安全監(jiān)控功能，以及水表、電表、煤氣表的計量控制功能。其中智能照明的主要功能有：1）一對一的控制，一處的開關控制一處的燈光，控制相當細致；2）狀態(tài)顯示，開關面板上可顯示所控燈光的狀態(tài)，便于檢查；3）紅外遙控，通過紅外遙控器控制燈光，操作方便；4）場景設置，可根據(jù)用戶的需要設置更換照明環(huán)境，以達到舒適的效果。鑒于HBS系統(tǒng)的控制靈活、方便，目前為止已在很多建筑的照明安防系統(tǒng)有應用。（2）基于C-BUS總線的智能照明控制管理系統(tǒng)C-BUS系統(tǒng)是Clipsal-Bus的簡稱，由澳大利亞奇勝電器公司于九十年代初推出的一個二線制智能控制系統(tǒng)，主要用于樓宇內的智能照明系統(tǒng)，此外還可用于樓宇的空調通風系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、變配電系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)等。C-BUS系統(tǒng)機構靈活，常設計成總線型、星型、樹型等拓撲結構，組成網(wǎng)絡相當方便。在C-BUS系統(tǒng)中，大多單元器件均內置微處理器和存儲單元，由一對信號線連接成網(wǎng)絡。每個單元均設置唯一的單元地址，并且每個單元的地址是獨立的，即可獨立尋址。用軟件設定其功能，通過輸出單元控制各回路負載。輸入單元通過群組地址和輸出元件建立對應聯(lián)系。當有輸入時，輸入單元將其轉變?yōu)镃-BUS信號在C-BUS系統(tǒng)總線上廣播，所有的輸出單元接收控制信號并作出判斷，控制相應回路輸出。

C-Bus系統(tǒng)是由計算機設定的，一旦系統(tǒng)設置完成后電腦即可移走。所有的系統(tǒng)參數(shù)被分散存儲在各個單元中，即使系統(tǒng)斷電也不會丟失。一旦電腦接入C-BUS系統(tǒng)中，則可實現(xiàn)時監(jiān)控，定時控制等功能。其中智能照明的主要功能有：1）對大廈中公共照明、泛光照明系統(tǒng)的開關狀態(tài)和故障狀態(tài)進行監(jiān)控；2）對公共區(qū)域的照明可根據(jù)時間表進行分區(qū)，分時控制，以節(jié)約能耗；3）對泛光照明系統(tǒng)根據(jù)要求改變照明模式。雖然C-BUS系統(tǒng)是開放的，與其他系統(tǒng)的可通過專用接口軟件連接，但該系統(tǒng)不是國際標準的產(chǎn)品，所以他們的兼容性有限，與其他公司的產(chǎn)品之間的互連比較困難。（3）i-BUS智能照明控制系統(tǒng)i-BUS系統(tǒng)由ABB公司創(chuàng)立，目前已經(jīng)被廣泛應用于智能建筑中，如大型的醫(yī)院、圖書館、商場、廣場等，其也是集現(xiàn)代樓宇中的照明、空調通風、安防等設備的自動控制為一體，具有強大的功能。i-BUS系統(tǒng)通常通過一條i-BUS總線連接各種控制功能的模塊，其基本結構是一條i-BUS主干線上通過干線耦合器掛有若干條i-BUS主線，一條i-BUS主線上再通過線路耦合器掛著支線，通過各支線來控制具有不同功能的模塊，一條支線上可通過組合具有不同功能的模塊來靈活完成各種控制功能。經(jīng)常用到的i-BUS模塊有執(zhí)行器、人體感應器、觸摸屏、智能面板等。由于i-BUS系統(tǒng)是全分散型的控制系統(tǒng)結構，無需另加任何中央控制器之類的設備，對燈光等設備的控制是通過軟件編程實現(xiàn)的。（4）EIB協(xié)議EIB是歐洲安裝總線(EuropeanInstalingBus)的簡稱，它的統(tǒng)一管理機構為EIBA，共有500多個會員，在歐洲的樓宇智能化標準中占主導地位。EIB系統(tǒng)是一個二線制的總線型式的智能控制系統(tǒng)，主要用于對照明系統(tǒng)和空調系統(tǒng)的智能控制，也可用于消防和保安等系統(tǒng)中的聯(lián)動控制。系統(tǒng)中所有單元器件（電源除外）均內置微處理器和存儲單元，由一對信號線（雙絞線）連接成網(wǎng)絡。每個單元均設置唯一的物理地址并用軟件設定其功能，通過輸出單元控制各回路負載。輸入單元通過組地址和輸出組件建立對應聯(lián)系。當有輸入時，輸入單元將其轉變?yōu)镋IB總線信號在EIB總線上廣播，所有的輸出單元接收并做出判斷，控制相應同路輸出。EIB產(chǎn)品有三種安裝方式:執(zhí)行器類產(chǎn)品用標準導軌集中安裝；傳感器類產(chǎn)品用86型面板就地安裝：而調光器件、百葉窗傳動裝置則嵌入用電設備。品種豐富、規(guī)格齊全的EIB產(chǎn)品，不僅能提供C-Bus,Dynet總線產(chǎn)品的功能，而且還能提供諸如電動窗簾、空調和其它電動執(zhí)行機構的應用模塊，進行能源、采光、保安、通訊和樓宇管理。因此，EIB系統(tǒng)涵蓋了樓宇自控系統(tǒng)（BAS）的部分功能。EIB出現(xiàn)之后由于其本身的優(yōu)良表現(xiàn)獲得了越來越多用戶的認可，在歐洲基本上確立了主導地位，但是在世界其他地區(qū)尚未取得絕對優(yōu)勢。后來EIB協(xié)議發(fā)展為KNX協(xié)議，并于2001年完成了新協(xié)議的文本。KNX協(xié)議在保持EIB的優(yōu)良特性的同時，廣泛吸取了歐洲其他協(xié)議的優(yōu)點，成為歐洲地區(qū)樓宇智能化系統(tǒng)的主流技術代表。（5）DALI協(xié)議DALI是數(shù)字可尋址照明接口（DigitalAddressableLightingInterface）的簡稱，DALI協(xié)議1994年列入IEC60929標準，是一項標準化、開放的數(shù)字通信協(xié)議，它規(guī)定了電子鎮(zhèn)流器與控制器之間的通信方式，得到國際主要燈具、鎮(zhèn)流器和夾具制造商的支持，1999年Philips公司對DALI協(xié)議做了進一步的完善工作，并在漢諾威國際燈展上推出了基于DALI的系列產(chǎn)品。DALI定義標準時，旨在建立一個結構清晰的簡單系統(tǒng)，用于室內的智能、高性能照明管理，實現(xiàn)開/關、調光、場景、狀態(tài)顯示功能，受控對象明確為鎮(zhèn)流器。典型DALI協(xié)議數(shù)字調光鎮(zhèn)流器由兩部分組成，日光燈調光模塊和DALI通訊控制模塊。日光燈調光模塊大多選用功率半導體國際整流公司生產(chǎn)的專用IC，如IR2156，IR2159，通訊模塊則選用專用芯片進行設計，與DALI總線交換信息，并對調光模塊進行數(shù)字控制，鑒于DALI的良好市場前景，芯片公司紛紛推出各自的芯片，其中尤以Motorola和Philips公司產(chǎn)品最具代表性。DALI協(xié)議主要是對電子鎮(zhèn)流器的調光控制，是專用的照明控制協(xié)議，提供數(shù)字可尋址調光接口，作為樓宇自控系統(tǒng)在燈光控制部分的補充和擴展，而且有許多其他系統(tǒng)沒有的優(yōu)點，比如結構簡單、安裝方便、操作容易、功能優(yōu)良等，所以為業(yè)界廠商所看好，DALI協(xié)議不能應用與其他的自動控制系統(tǒng)[8]。DALI智能照明控制系統(tǒng)3.1DALI協(xié)議簡介DALI數(shù)字可尋址照明接口（DigitalAddressableLightingInterface）是一種數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議，它定義了電子鎮(zhèn)流器與設備控制器之間的通信方式。1999年Philips，Orsam，Tridonic等公司共同制訂了DALI的工業(yè)標準，現(xiàn)在已納入IEC60929標準，可保證不同的制造廠生產(chǎn)的照明設備互相兼容。DALI系統(tǒng)具有分布式智能模塊，各個智能化DALI模塊都具有數(shù)字控制和數(shù)字通信能力，地址和燈光場景信息等都存儲在各個DALI模塊的存儲器內。DALI模塊通過DALI總線進行數(shù)字通信，傳遞指令和狀態(tài)信息來實現(xiàn)燈的開關、調光控制和系統(tǒng)的設置等功能。故DALI控制器位置改變時，不需要改動燈的電源線。DALI協(xié)議是基于主從式控制模型建立起來的，控制人員通過主控制器操作整個系統(tǒng)。在DALI系統(tǒng)中，通過熒光燈調光控制器（作為主控制器Master）可對每個鎮(zhèn)流器（作為從控制器Slave）分別尋址，這樣可實現(xiàn)對連在同一控制線上的每個熒光燈進行查詢、調光等控制。一個單段DALI數(shù)據(jù)控制線上可對64個鎮(zhèn)流器分別編址，每個鎮(zhèn)流器內最多可設置16個燈光場景，同一個鎮(zhèn)流器還可以編在一組或在多個組，最大編數(shù)組為16，這樣一個DALI系統(tǒng)可控制多達1000個鎮(zhèn)流器[1]。DALI是一種數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議，它與BMS（樓宇綜合管理系統(tǒng)）或者EIB、LON總線系統(tǒng)不同，不是具有各種復雜控制功能的系統(tǒng)，而僅僅是作為一個燈光控制子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。它支持開放式系統(tǒng)，可通過網(wǎng)關（gateway）集成于大樓管理系統(tǒng)BMS中，接受BMS控制命令或回收子系統(tǒng)的運行狀態(tài)參數(shù)。DALI協(xié)議是針對標準化器件的使用而設計的，而且接線簡單、成本較低，可廣泛適用于以下場合：（1）在根據(jù)不同的活動采用不同的照明方式的多功能室內，例如酒店、會議室等；（2）由于不同的要求需要減低或增加亮度的場合；（3）需根據(jù)不同的自然光（例如：白天、中午、下午、晴天或陰雨天等）適當?shù)刈詣诱{節(jié)室內照明度達到合適照度的場合。3.2DALI協(xié)議電氣特征DALI接口構成智能照明控制系統(tǒng)有簡單、可靠、功能優(yōu)良的主要特點、DALI接口通信協(xié)議編碼簡單明了，通信結構可靠。DALI協(xié)議的主要電氣特征如下：（1）異步串行通訊協(xié)議；（2）信息傳送速率1200baud，半雙工，雙向編碼，數(shù)據(jù)的傳送采用曼徹斯特編碼方式；（3）雙線差分驅動；（4）電壓差在9.5V～16V之間為1，在-4.5V～4.5V為0；（5）通訊傳輸由主控單元控制；（6）共可連接64個從控單元，且均可獨立編址。3.3DALI協(xié)議指令類型與命令結構DALI協(xié)議從主控單元向從控單元發(fā)出的指令數(shù)據(jù)由19bit位數(shù)組成。如圖3.1所示。第1位是起始位，第2到第9位是地址位，第10到第17位是數(shù)據(jù)位，第18、19位停止位。地址字節(jié)指令字節(jié)S7654321076543210SS起始位停止位圖3.1主控制令DALI協(xié)議允許多種指令，指令的地址字節(jié)有多種形式：（1）單獨控制個從機的個體地址，編址形式為“0AAAAAAS”，其中“AAAAAA”是地址，編址范圍是0～63，稱為短地址（shortaddresS），這就決定了可以對64個從控進行單獨編址；（2）成組控制的組地址指令，編址形式為“100AAAAS”，其中“AAAA”是地址位，編址范圍是0～15，所以最多可進行16組成組控制；（3）廣播命令編址形式為“1111111S”，可實現(xiàn)對所控制的全部從機統(tǒng)一指令控制；（4）專用指令，可進行特殊的命令，編碼形式為“101CCCCS”，其中“CCCC”為指令代碼，例如實現(xiàn)對從機狀態(tài)的查詢等。如表3.1所示。表3.1DALI協(xié)議指令的地址形式地址形式字節(jié)形式短地址0AAAAAAS（AAAAAA：0～63，S=0／1）組地址100AAAAS（AAAA=0～15，S=0／1）廣播地址1111111S（S=0／1）專用指令101CCCCS（CCCC=命令碼，S=0／1）DALI鎮(zhèn)流器的編址是在系統(tǒng)調試時完成的，產(chǎn)生地址采用隨機方法，每次調試后控制線上任何一個鎮(zhèn)流器的地址都是不確定的，因此當系統(tǒng)中某個鎮(zhèn)流器發(fā)生故障需要更換時，不是簡單換一個新的，而是要確保新替換上去的鎮(zhèn)流器的地址必須與換下來的地址相同，以免產(chǎn)生地址沖突。目前還必須借助專用調試工具對鎮(zhèn)流器地址進行重新編址。DALI協(xié)議中從機只有在主控制器查詢時，才向主機發(fā)送數(shù)據(jù)。從機向主機發(fā)送的數(shù)據(jù)由11bit位數(shù)組成，如圖3.2所示。第1位是起始位，第2到第9位是數(shù)據(jù)位，第10和第11位是停止位[9]。數(shù)據(jù)字節(jié)S76543210SS起始位停止位圖3.2從控指令3.4DALI參數(shù)DALI是用兩條通信線（控制線）在主設備和從設備雙方之間進行串行通信，根據(jù)串行協(xié)議設置高電平或低電平。用通信線的電壓表示高電平或低電平，在發(fā)送方，電壓在11.5V到20.5V間表示高電平，在4.5V到-4.5V間表示低電平。沒有通信時（空閑狀態(tài)），主設備保持高電平。主設備主要指控制器，控制器可以為計算機，也可以為微控制器：從設備主要指DALI鎮(zhèn)流器，有時也指DALI傳感器。DALI鎮(zhèn)流器是最常用的DALI從設備，一方面直接控制照明設備，另一方面可以接收處理DALI信號，并保存該鎮(zhèn)流器的地址信息分組信息、場景信息、亮度信息和狀態(tài)信息等；DALI傳感器由各種傳感器加控制芯片組成，用來產(chǎn)生照明設備自動調整狀態(tài)所需要的各種環(huán)境信息。主設備控制從設備的方式有兩種：一是計算機控制，計算機與照明系統(tǒng)間用串行協(xié)議通訊（如RS232）；另一種是微控制器控制，微控制器與照明系統(tǒng)間同樣用串行協(xié)議通訊。DALI系統(tǒng)接口器件安裝簡單方便。主控單元與從控單元通過兩條控制線連接，安裝時也無極性要求，對線材也無特殊要求，控制線無需屏蔽，只要求主電源線與控制線隔離開。不過需要注意的是，一條接口線上的最大電流為250mA。同時，DALI線上的最大電壓降不能超過2V，兩個DALI器件之間的距離不能超過300m。DALI系統(tǒng)的最大電流限制為250mA，每個電子鎮(zhèn)流器的電流消耗設定在2mA，在一個DALI裝置中最多有125個鎮(zhèn)流器，即鎮(zhèn)流器的DALI終端在空閑或接收狀態(tài)最大可以引導2mA的電流。因此，設計者在設計DALI系統(tǒng)時必須注意任何DALI總線上鎮(zhèn)流器和控制裝置的電流之和不能超過250mA。鎮(zhèn)流器控制器鎮(zhèn)流器控制器最長最長300m最大壓降2V鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器圖3.3DALI安裝布線圖DALI智能照明控制系統(tǒng)主要由DALI鎮(zhèn)流器和控制單元組成。DALI鎮(zhèn)流器采用開放的通信協(xié)議與控制單元進行通信。DALI系統(tǒng)中，每個鎮(zhèn)流器具有唯一的物理地址，DALI接口線（或者回路）有64個物理地址，每個地址單獨和控制設備進行通信。每一個單元都能對廣播指令產(chǎn)生響應。每一DALI總線上的鎮(zhèn)流器最多分成16個組，一個鎮(zhèn)流器可以屬于不同的組，此外，每個鎮(zhèn)流器有16種預設置場景，軟件可以把不同的場景分配給每一個鎮(zhèn)流器或者一個特定組的所有鎮(zhèn)流器，這些功能由軟件來實現(xiàn)。DALI鎮(zhèn)流器內部是智能型的操作簡單容易，具有自動處理燈絲預熱、點亮、調光、開關以及故障檢測等功能。DALI系統(tǒng)的用戶界面十分友好，用戶無需對內部結構深入理解就可以很容易操作控制，如發(fā)送一個改變現(xiàn)行場景的命令，各個相關鎮(zhèn)流器會根據(jù)現(xiàn)行亮度與場景要求亮度之差進行相應的調光；或發(fā)送查詢命令就可回收各鎮(zhèn)流器的運行狀態(tài)和參數(shù)等。3.5DALI智能照明系統(tǒng)的組成熒光燈的調光控制方法是隨著電子鎮(zhèn)流器技術不斷創(chuàng)新發(fā)展而提高的，早期對帶有鐵芯鎮(zhèn)流器的熒光燈調光一般采用可控硅前沿相控調光器輸出直接調控熒光燈的亮度，鎮(zhèn)流器僅僅是串聯(lián)在熒光燈回路中的一個負載，這種調光方法效率低，性能差，調光范圍窄，現(xiàn)今國內外很少用。近年來隨著高頻電子鎮(zhèn)流器的出現(xiàn)改變了鎮(zhèn)流器的技術性能，不少公司逐步推出效率高、性能好、調光范圍寬、智能化程度高的高頻可調光電子式熒光燈鎮(zhèn)流器，這種鎮(zhèn)流器作偽熒光燈的電子控制裝置已成為當今熒光燈調光控制的主流產(chǎn)品?？烧{光電子鎮(zhèn)流器通常實用230V的電源電壓，通過經(jīng)DALI線傳輸?shù)拿羁梢蚤_關照明設備或調光。DALI是由一些燈具、鎮(zhèn)流管和夾具制造商合作開發(fā)的，它是一項開放的數(shù)字通信協(xié)議，允許控制器和熒光燈、白熾燈等照明夾具之間的通信。遵循DALI協(xié)議的鎮(zhèn)流器使用低電壓配線連接成一條照明總線，系統(tǒng)中的每個鎮(zhèn)流器都分配一個地址，從而實現(xiàn)熒光燈的獨立控制和任意分組控制。DALI智能照明控制系統(tǒng)有相當優(yōu)越的特點，包括控制單元的數(shù)字化獨立地址、直接雙向通信、設備狀態(tài)反饋、靈活的拓撲結構，簡單的布線要求等。DALI照明控制系統(tǒng)如圖3.4所示。電源PS電源PS控制單元DALI控制器控制單元控制單元控制線電源線圖3.4DALI智能照明控制系統(tǒng)拓展性很強，重新配置非常容易。通過軟件設置，就可以根據(jù)需要輕易設置或改變照明的場景、功能，而不需要改動原先的硬件布置。由于DALI布線方式靈活，對拓撲形式無特殊要求，系統(tǒng)擴展無需更改布線，新加入設備可接于系統(tǒng)任意位置，且變更設備分組、修改地址等均無需調整線路。也就是說當照明系統(tǒng)需要擴展而增加新鎮(zhèn)流器時，無論在DALI智能照明控制系統(tǒng)的什么地方，只要將鎮(zhèn)流器連到DALI網(wǎng)絡上即可，不需重新配線。DALI鎮(zhèn)流器的編址是在系統(tǒng)調試時完成的，DALI系統(tǒng)的編址是虛地址，可以自動產(chǎn)生地址，也可以人工產(chǎn)生地址。DALI系統(tǒng)通過網(wǎng)關集成于建筑管理系統(tǒng)BMS中，可以接受BMS控制命令。DALI是專用的照明控制協(xié)議，用于在照明設備之間傳送數(shù)字信息。DALI不能用于其他的控制系統(tǒng)，例如BAS系統(tǒng)。然而，DALI系統(tǒng)特別適用于調光控制、場景控制、光源故障狀態(tài)反饋，而且DALI可以和容易與樓宇自動控制系統(tǒng)（BAS）相連接，如圖3.5所示。BACnet通信轉換網(wǎng)關BACnet通信轉換網(wǎng)關傳感器控制操作面板無線控制器數(shù)字調光電子鎮(zhèn)流器數(shù)字調光電子鎮(zhèn)流器數(shù)字調光電子鎮(zhèn)流器RS-232DALI總線1200bps，雙向串行通信，雙絞線介質圖3.5集組合開關與調光控制于一體的DALI鎮(zhèn)流器，通過DALI接口連接到2條控制線上，通過熒光燈調光控制器（作為Master）可對每個鎮(zhèn)流器（作為Slave）分別尋址，這意味調光控制器可對連在同一條控制線上的每個熒光燈的亮度分別進行調光，一個單段DALI數(shù)據(jù)控制線上可對64個鎮(zhèn)流器分別編址，每個鎮(zhèn)流器內可設置16個燈光場景，同一個鎮(zhèn)流器還可以編在一組或在多個組，最大編數(shù)組為16，于是一個DALI系統(tǒng)可控制多達1000個鎮(zhèn)流器。DALI系統(tǒng)的功能主要是由控制單元決定的。控制單元將傳感器，控制操作面板開關，數(shù)字調光電子鎮(zhèn)流器以及執(zhí)行設備聯(lián)在一起協(xié)調工作。在現(xiàn)實生活中，傳感器、控制操作面板和控制單元的連接方式主要只有兩種。然而，采用哪一種則取決于現(xiàn)實中具體的燈光控制需要。主要有以下兩種方式：（1）把傳感器和控制操作面板分別直接連接到以控制單元為中心的控制單元上，通過控制單元再和DALI網(wǎng)絡連接.此方式通常適用于標準的DALI設備，如圖3.6。智能傳感器控制操作面板智能傳感器控制操作面板無線遙控器控制單元DALI由于這種控制方式的控制單元都要安裝在固定的位置，傳感器、控制操作面板等安裝時都要與固定的控制單元連接，系統(tǒng)擴展時非常不方便、不靈活，因此通常應用于小型調光系統(tǒng)，而且還比較少被采用。（2）以DALI網(wǎng)絡為中心，傳感器、控制操作面板以及控制單元都通過DALI網(wǎng)絡相連接，而無需用線直接把傳感器、控制操作面板以及控制單元相連接，如圖3.7。DALIDALIDALIDALI智能傳感器控制單元控制操作面板無線遙控器圖3.7而此種方式在系統(tǒng)擴展時只要將照明控制系統(tǒng)中的設備，如智能傳感器，控制操作面板以及控制單元連接到預先設置安裝好的DALI網(wǎng)絡上即可，擴展非常方便靈活，適用于大型智能照明控制系統(tǒng)。實現(xiàn)遠距離的各個設備的連接和對照明的控制。因此這種方式一般在大型智能照明系統(tǒng)得到廣泛的運用。DALI智能照明系統(tǒng)的實驗方案設計4.1實驗要求與目的構建一個DALI單區(qū)域智能照明控制系統(tǒng)，系統(tǒng)將實現(xiàn)場景預設、亮度調節(jié)，軟啟動軟關斷等復雜的照明控制功能，給學生展示一個聚集當今智能照明先進技術的實驗平臺。（1）使照明系統(tǒng)運行在全自動狀態(tài)。可預先設置若干場景，根據(jù)預設定的時間自動地在各種工作狀態(tài)之間轉換。（2）照明設備的聯(lián)動功能。當實驗平臺內有事件發(fā)生時，需要的照明組能夠做出相應的聯(lián)動配合。（3）智能調光功能。對大多數(shù)燈具（包括白熾燈、日光燈，配以特殊鎮(zhèn)流器的鈉燈、水銀燈、霓虹燈等）能夠根據(jù)周圍空間光線的強弱進行智能調光，從而能夠充分利用自然光實現(xiàn)節(jié)能的目的。4.2實驗方案的設計本實驗通過構建一個DALI單區(qū)域智能照明控制系統(tǒng)，系統(tǒng)將實現(xiàn)場景預設、亮度調節(jié)，軟啟動軟關斷等復雜的照明控制功能，給學生展示一個聚集當今智能照明先進技術的實驗平臺。DALI鎮(zhèn)流器內部是智能型的，DALI系統(tǒng)中每個鎮(zhèn)流器有其獨立的地址，因此可以實現(xiàn)對每個熒光燈的亮度分別進行調光控制。通過DALI系統(tǒng)發(fā)出指令，可不必在主回路上設計開關。DALI系統(tǒng)可向照明裝置發(fā)出指令，又可以接收照明裝置反饋的信號。DALI系統(tǒng)可以很容易的重新配置。通過軟件設置，可容易改變照明的場景、功能，而不需要改變硬件。當照明系統(tǒng)需要擴展而增加新鎮(zhèn)流器時，無論在DALI系統(tǒng)的什么地方，只要將鎮(zhèn)流器連到DALI網(wǎng)絡上即可，不需重新配線。DALI鎮(zhèn)流器的編址是在系統(tǒng)調試時完成的，DALI系統(tǒng)的編址是虛地址，可以自動產(chǎn)生地址，也可以人工產(chǎn)生地址。DALI系統(tǒng)通過網(wǎng)關集成于BMS中，可以接受BMS控制命令，或返回子系統(tǒng)的運行狀態(tài)參數(shù)。DALI安裝簡單方便，DALI接口有2條主電源線，2條控制線，對線材無特殊要求，安裝時無極性要求，但主電源線與控制線需隔離開，控制線無需屏蔽，但控制線上電流在250mA，線長300m時壓降不超過2V。在DALI總線中連接傳感器，傳感器編址后可以唯一尋址。在本實驗系統(tǒng)中，運用了DALI網(wǎng)絡提供電源的DALIPS、5.7寸彩色觸摸式屏幕x-touchPANEL、控制兩個照明燈組的模塊DALIGC、控制四個燈光場景模塊DALISC、超小型繼電器模塊DALIRM、以及用以實現(xiàn)人體紅外開關，室內與自然光補償照度可配合遙控器使用的DALIMsensor等儀器設備。以上儀器設備將采用來自奧地利銳高(TridonicAtco)公司的產(chǎn)品。本實驗的DALI智能照明控制系統(tǒng)電路圖如圖4.1：圖4.1系統(tǒng)電路圖4.3智能照明實驗系統(tǒng)的演示和展示性實驗方案設計本智能照明實驗系統(tǒng)中，有DALI智能照明控制系統(tǒng)展示平臺1套，規(guī)格尺寸為2m*1.5m的平臺，用以向學生展示較為完整的、先進的DALI智能照明控制系統(tǒng)；此外，另布置DALI智能照明最小控制系統(tǒng)4套，用以讓學生自己可動手組建DALI智能照明控制系統(tǒng)，可加強學生的動手能力和對DALI智能照明控制系統(tǒng)的認識。具體布線圖如圖4.2：圖4.2系統(tǒng)結構圖（1）監(jiān)視器件：通過DSI-SMART作為對外界光照度或者人的活動的監(jiān)測。其可以對周圍環(huán)境的光照度進行采樣，然后傳送到控制模塊進行燈具的光調節(jié)。（2）T5RGB熒光燈組：通過可觸摸控制面板或者計算機分別調節(jié)每支熒光燈的色彩亮度，調節(jié)整個燈組色彩變化效果。（3）白熾燈、射燈以及天花節(jié)能燈燈組：通過可觸摸控制面板或者計算機可以分別設定其的開關時間以及亮度等。（4）LED燈組：通過可觸摸控制面板或者計算機可以分別對LED燈組的工作模式進行設定，如現(xiàn)實效果、內容等。（5）T5熒光燈組：通過與傳感器的探測可以進行自動的控制場景模式、開關時間以及亮度等。（6）T8熒光燈組：其主要就是色溫的控制表現(xiàn)，通過可觸摸控制面板或者計算機分別調節(jié)每支熒光燈的色溫，達到調節(jié)整個燈組色溫的效果。（7）控制組：控制組中有一個可觸摸控制面板，通過其可以對系統(tǒng)進行開關、調光以及場景選擇等控制。通過這個實驗的演示與展示，學生可以對當前主流的智能照明系統(tǒng)有個比較深的感性認識，以及對此系統(tǒng)中的一些器件功能有所了解和認識。并且通過該實驗平臺，學生還可以看到整個智能照明系統(tǒng)是如何運作，也能夠直接看到燈具的具體場景變化、光亮度、彩度的變化，以及自動感應紅外線探頭對外部環(huán)境變化使得燈具的變化等。也可以通過此系統(tǒng)的方便的控制以及完美的表現(xiàn)效果，能激發(fā)起學生對此方面課程的興趣和熱愛，進而不斷了學習、研究、創(chuàng)新。4.4智能照明實驗系統(tǒng)自主型的實驗方案設計本實驗是上述演示和展示實驗中的一部分，由T5RGB熒光燈組和一些控制組器件中的可觸摸控制面板以及一些對外連接接口組成，構成了一個簡單的DALI智能照明控制系統(tǒng)。其系統(tǒng)結構圖如圖4.3：圖4.3自主實驗結構圖通過一些DALI的簡單設置，學生可以通過計算機來分別對每支熒光燈的亮度進行調節(jié)，使熒光燈呈現(xiàn)豐富的色彩，取得預想的效果。本實驗是給學生自己組裝、設置的一個簡單的DALI智能照明控制系統(tǒng)，其目的就是通過在上述演示與展示實驗之后，能夠給學生提供實踐動手操作的機會，使學生能夠在對DALI智能照明控制系統(tǒng)的感性認識上上升到理性認識，對該系統(tǒng)以及其原理有一個更深的認識，這對他們以后的學習提供了很大的幫助。4.5智能照明實驗系統(tǒng)開放型實驗方案設計本實驗是開放型實驗，是在完成以上兩個實驗方案之后由學生自主設想完成的開放性實驗。就是在原有配置的基礎上對該DALI智能照明控制實驗系統(tǒng)進行改進和創(chuàng)新，如：通過監(jiān)測器件DSI-SMART對被監(jiān)測的環(huán)境進行監(jiān)測后，不僅僅是傳送到控制模塊進行燈具的光調節(jié)，而且還能夠接入EIB總線，對其他的照明系統(tǒng)和空調系統(tǒng)的智能控制，也可用于消防和保安等系統(tǒng)中的聯(lián)動控制。雖然已現(xiàn)有的實驗配置和學生現(xiàn)階段的知識，要完全實現(xiàn)上述所說到的全部功能有一定的難度，但是此實驗為開放性實驗，其主要目的只是通過在前兩個實驗的基礎上，當學生掌握了DALI智能照明控制系統(tǒng)的有關方面的知識之后，為了激發(fā)學生的思維，為了提高學生的能力，為了鼓勵學生的創(chuàng)新而設置的實驗。此實驗沒有固定的套路，沒有固定的模式，一切都是為了激勵學生進行創(chuàng)新。因此為了避免學生的一味的模仿，在此不寫出相關的實驗方案，讓學生自由發(fā)揮。4.6實驗指導書和實驗報告編制設計實驗一實驗項目名稱：基于DALI的智能照明系統(tǒng)的演示和展示性實驗實驗項目性質：總體DALI智能照明實驗系統(tǒng)的演示和展示所屬課程名稱：樓宇智能化技術實驗計劃學時：1學時一、實驗目的DALI單區(qū)域智能照明控制系統(tǒng)，系統(tǒng)將實現(xiàn)場景預設、亮度調節(jié)，軟啟動軟關斷等復雜的照明控制功能，展示了一個聚集當今智能照明先進技術的實驗平臺。（1）使照明系統(tǒng)運行在全自動狀態(tài)?？深A先設置若干場景，根據(jù)預設定的時間自動地在各種工作狀態(tài)之間轉換。（2）照明設備的聯(lián)動功能。當實驗平臺內有事件發(fā)生時，需要的照明組能夠做出相應的聯(lián)動配合。（3）智能調光功能。對大多數(shù)燈具（包括白熾燈、日光燈，配以特殊鎮(zhèn)流器的鈉燈、水銀燈、霓虹燈等）能夠根據(jù)周圍空間光線的強弱進行智能調光，從而能夠充分利用自然光實現(xiàn)節(jié)能的目的。二、實驗內容和要求DALI鎮(zhèn)流器內部是智能型的，DALI系統(tǒng)中每個鎮(zhèn)流器有其獨立的地址，因此可以實現(xiàn)對每個熒光燈的亮度分別進行調光控制。通過DALI系統(tǒng)發(fā)出指令，可不必在主回路上設計開關。DALI系統(tǒng)可向照明裝置發(fā)出指令，又可以接收照明裝置反饋的信號。DALI系統(tǒng)可以很容易的重新配置。通過軟件設置，可容易改變照明的場景、功能，而不需要改變硬件。當照明系統(tǒng)需要擴展而增加新鎮(zhèn)流器時，無論在DALI系統(tǒng)的什么地方，只要將鎮(zhèn)流器連到DALI網(wǎng)絡上即可，不需重新配線。DALI鎮(zhèn)流器的編址是在系統(tǒng)調試時完成的，DALI系統(tǒng)的編址是虛地址，可以自動產(chǎn)生地址，也可以人工產(chǎn)生地址。DALI系統(tǒng)通過網(wǎng)關集成于BMS中，可以接受BMS控制命令，或返回子系統(tǒng)的運行狀態(tài)參數(shù)。DALI安裝簡單方便，DALI接口有2條主電源線，2條控制線，對線材無特殊要求，安裝時無極性要求，但主電源線與控制線需隔離開，控制線無需屏蔽，但控制線上電流在250mA，線長300m時壓降不超過2V。在DALI總線中連接傳感器，傳感器編址后可以唯一尋址。要求在本實驗系統(tǒng)中，了解為DALI網(wǎng)絡提供電源的DALIPS、5.7寸彩色觸摸式屏幕x-touchPANEL、控制兩個照明燈組的模塊DALIGC、控制四個燈光場景模塊DALISC、超小型繼電器模塊DALIRM、以及用以實現(xiàn)人體紅外開關，室內與自然光補償照度可配合遙控器使用的DALIMsensor等儀器設備的工作原理。以及了解該實驗系統(tǒng)的運行原理和演示效果。三、實驗主要儀器設備和材料1、DALIPS：為DALI系統(tǒng)提供電源。2、x-touchPANEL：可觸摸控制面板，燈光尋址編程菜單界面功能。3、DALIGC：2個獨立輸入，用于控制兩個照明燈組的模塊。4、DALISC：用于控制4個燈光場景的模塊。5、DALIRM：配有DALI輸入的繼電器模塊。6、DALI－Msensor：實現(xiàn)人體紅外開關，室內與自然光補償照度可配合遙控器使用。7、DALIUSB：WINDIM/DALI的計算機串行接口。8、DALI－PCD300one4all：上沿和下沿移相調光器30－300VA。9、PCAT5EXCELone4all14-35W22-240V50/60/0Hz：可調光數(shù)字電子鎮(zhèn)流器。10、TEone4allsc50-105VA：低壓鹵素燈DALI數(shù)字可以調光變壓器。11、LED0025K2ll24V：DALI數(shù)字可以調光LED電子轉換器。12、DALIEIB：實現(xiàn)與EIB總線線連接。四、實驗方法、步驟既結果測試1、實驗系統(tǒng)結構示意圖圖4.4實驗系統(tǒng)結構示意圖2、實驗步驟：（1）監(jiān)視器件DSI-SMART：通過DSI-SMART作為對外界光照度或者人的活動的監(jiān)測。其可以對周圍環(huán)境的光照度進行采樣，然后傳送到控制模塊進行燈具的光調節(jié)。（2）T5RGB熒光燈組：通過可觸摸控制面板（x-touchPANEL）或者計算機分別調節(jié)每支熒光燈的色彩亮度，調節(jié)整個燈組色彩變化效果。（3）白熾燈、射燈以及天花節(jié)能燈燈組：通過可觸摸控制面板（x-touchPANEL）或者計算機可以分別設定其的開關時間以及亮度等。（4）LED燈組：通過可觸摸控制面板（x-touchPANEL）或者計算機可以分別對LED燈組的工作模式進行設定，如現(xiàn)實效果、內容等。（5）T5熒光燈組：通過與傳感器的探測可以進行自動的控制場景模式、開關時間以及亮度等。（6）T8熒光燈組：其主要就是色溫的控制表現(xiàn)，通過可觸摸控制面板（x-touchPANEL）或者計算機分別調節(jié)每支熒光燈的色溫，達到調節(jié)整個燈組色溫的效果。（7）控制組：控制組中有一個可觸摸控制面板（x-touchPANEL），通過其可以對系統(tǒng)進行開關、調光以及場景選擇等控制。DALISC和DALIGC主要負責對燈具的預設好