一种dali总线传输距离扩展控制系统
阅读说明：本技术 一种dali总线传输距离扩展控制系统 (DALI bus transmission distance extension control system ) 是由 田劲 邴艳蓉 张勇 于 2021-01-14 设计创作，主要内容包括：一种DALI总线传输距离扩展控制系统,其特征在于：包括DALI传输扩展装置、DALI传输扩展总线供电电源、DALI子系统、DALI传输扩展总线,所述DALI传输扩展装置通过DALI传输扩展总线连接DALI传输扩展总线供电电源,DALI传输扩展装置连接DALI子系统。本发明实现和使用简单,不影响DALI现有标准的传输控制层、网络层和应用层的定义。在不改变现有DALI标准接口和总线拓扑的前提下突破单一总线布线距离的限制,使得DALI照明系统可以应用在照明系统远距直线分布的场景中。(A DALI bus transmission distance extension control system is characterized in that: the DALI transmission expansion device is connected with the DALI transmission expansion bus power supply through the DALI transmission expansion bus, and the DALI transmission expansion device is connected with the DALI subsystem. The invention is simple to realize and use, and does not influence the definition of a transmission control layer, a network layer and an application layer of the existing DALI standard. The DALI lighting system breaks through the limitation of the wiring distance of a single bus on the premise of not changing the conventional DALI standard interface and bus topology, so that the DALI lighting system can be applied to the scene where the lighting system is distributed linearly at a long distance.)
技术领域
本发明涉及智能照明控制技术领域，具体为一种DALI总线传输距离扩展控制系统。
背景技术
DALI(Digital Addressable Lighting Interface，数字可寻址照明接口)是由IEC62386所定义的照明标准，一个DALI总线可以接入多达64个被控照明装置(如LED灯具、继电器等)以及64个控制设备(如开关、传感器等)。DALI作为主流智能照明的技术，广泛应用于大型场馆、商业照明和办公照明控制系统。
DALI总线既可为总线上的设备提供供电(总线电源供电电流最大为250mA)，也用于通信信号的传输。由于DALI总线供电电源额定电压仅为16VDC，为了满足DALI通信接收高、低逻辑电平的有效区分，在DALI系统实际应用时要求总线上距离最远处的两个设备在传输高电平时压降不能超过2V，因此按照常用的布线线材(1.5mm2铜线)限制同一DALI总线上的最远设备布线距离不得超过300米。
但随着DALI技术应用领域的不断扩展，现有的300米布线距离使其难以应用在诸如高铁站台、生产流水线和厂区内部道路照明等灯具成远距直线布置的场景中，在300米的布线约束下，如灯具间距为25米则最多只能接入12个灯具(远未达到单一系统内可接入最多64个灯具的容量)，系统利用效率极低。
发明内容
解决上述技术问题，本发明为采用以下技术方案：一种DALI总线传输距离扩展控制系统，其特征在于：包括DALI传输扩展装置、DALI传输扩展总线供电电源、DALI子系统、DALI传输扩展总线，所述DALI传输扩展装置通过DALI传输扩展总线连接DALI传输扩展总线供电电源，DALI传输扩展装置连接DALI子系统。
进一步的，所述DALI传输扩展装置包括DALI总线信号收发隔离电路、DALI扩展总线信号收发隔离电路、内部供电DC/DC隔离转换电路和MCU控制电路，所述MCU控制电路分别和DALI总线信号收发隔离电路、DALI扩展总线信号收发隔离电路、内部供电DC/DC隔离转换电路连接。
进一步的，所述DALI传输扩展总线供电电源包括AC/DC恒压转换电路、DC/DC限流电路、AC输入保护、EMC滤波电路和输出状态指示电路，所述AC输入保护、EMC滤波电路的输入端连接AC供电输入；所述AC/DC恒压转换电路输入端连接AC输入保护、EMC滤波电路的输出，输出端连接DC/DC限流电路；所述DC/DC限流电路输出端连接外部DALI传输扩展总线，所述输出状态指示电路连接DC/DC限流电路。
进一步的，所述DALI子系统为DALI协议的照明控制系统。
进一步的，所述DALI子系统内设有DALI总线供电电源、DALI灯具、DALI开关、DALI传感器和DALI应用控制器。
进一步的，所述DALI子系统数量为N，N≥1。
进一步的，所述DALI传输扩展总线数量为M，M≥1。
有益效果：与现有技术相比，本发明实现和使用简单，不影响DALI现有标准的传输控制层、网络层和应用层的定义。在不改变现有DALI标准接口和总线拓扑的前提下突破单一总线布线距离的限制，使得DALI照明系统可以应用在照明系统远距直线分布的场景中。
附图说明
图1为本发明DALI总线传输距离扩展控制系统示意图；
图2为本发明DALI传输扩展装置示意图；
图3为本发明DALI传输扩展总线供电电源示意图；
图4为本发明DALI传输扩展总线系统应用示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照附图对本发明进行更加全面的描述。本发明可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例。相反的，提供实施例是为了使对本发明公开的内容更加透彻全面。
实施例1
如附图1所示，一种DALI总线传输距离扩展控制系统，包括DALI传输扩展装置、DALI传输扩展总线供电电源、DALI子系统、DALI传输扩展总线，所述DALI传输扩展装置通过DALI传输扩展总线连接DALI传输扩展总线供电电源，DALI传输扩展装置连接DALI子系统。
如图2所述DALI传输扩展装置包括DALI总线信号收发隔离电路、DALI扩展总线信号收发隔离电路、内部供电DC/DC隔离转换电路和MCU控制电路，所述MCU控制电路分别和DALI总线信号收发隔离电路、DALI扩展总线信号收发隔离电路、内部供电DC/DC隔离转换电路连接。当该DALI传输扩展装置检测到DALI总线一侧或者DALI传输扩展总线一侧的总线电平变低时将实时拉低另一侧的总线电平直到另一侧电平恢复正常，由于只处理物理传输电平的变化，因此MCU的处理速度快，对DALI标准总线的传输时序几乎无影响。
如图3所述DALI传输扩展总线供电电源包括AC/DC恒压转换电路、DC/DC限流电路、AC输入保护、EMC滤波电路和输出状态指示电路，所述AC输入保护、EMC滤波电路的输入端连接AC供电输入，所述AC/DC恒压转换电路输入端连接AC输入保护、EMC滤波电路的输出，输出端连接DC/DC限流电路，所述DC/DC限流电路输出端连接外部DALI传输扩展总线，所述输出状态指示电路连接DC/DC限流电路。
DALI标准(IEC62386-101ed2.0)中定义的DALI总线信号逻辑电平为：
DALI总线信号接收端：高电平的下限为9.5V，低电平的上限为6.5V；
DALI总线信号发送端：高电平的下限为10.0V，低电平的上限4.5V。
当DALI总线信号发送端尝试拉低总线电压为低电平时，在极端情况下，发送端的低电平测得为4.5V，此时要保证在总线上所有其他设备的接收端测得的电平也要不高于6.5V才能保证所有设备正确识别总线为低电平。所以总线压降最大为6.5V-4.5V＝2V。
当DALI传输扩展总线供电电源的额定电压提升至48V后，为了提供更大的扩展总线压降(如16V)，可以重新定义DALI传输扩展总线供电电源范围、DALI扩展总线信号发送端和接收端的高低电平阈值范围，举例如下：
DALI传输扩展总线供电电源电压范围：最小40.0V，额定48.0V，最大56.0V；
传输扩展总线上信号范围：最小0V，最大56.0V；
传输扩展总线上信号绝对范围：最小-6.5V，最大60.0V；
DALI传输扩展总线信号接收端：高电平为23.5～54V，低电平为-6.5～20.5V；
DALI传输扩展总线信号发送端：高电平为24.0～54V，低电平为0V～4.5V。
DALI传输扩展总线信号发送端拉低传输扩展总线测得的低电平如果为上限4.5V，DALI传输扩展总线信号接收端测得的电平只要满足不超过低电平的上限20.5V即可，此时允许的传输扩展总线压降为20.5V-4.5V＝16.0V。
DALI传输扩展总线信号发送端释放总线时允许的高电平为24.0V，由于DALI传输扩展总线供电电源电压的最小值为40.0V，此时允许的传输扩展总线压降为40.0V-24.0V＝16.0V。
16.0V的最大扩展总线压降比DALI标准原来规定的2.0V大了8倍，所以在同样的线材条件下，传输距离也提高了8倍。
实施例2
如图4所示，DALI子系统为DALI协议的照明控制系统，内设有DALI总线供电电源、DALI灯具、DALI开关、DALI传感器和DALI应用控制器等。DALI子系统数量可以是1个，也可以是多个；扩展总线数量也可根据DALI子系统的数量增加而增加。在现有的DALI系统总线布线时，可按照布线区域和布线距离分为若干个DALI子系统，不同的DALI子系统之间则通过增加DALI传输扩展装置来扩展传输距离，特别地可以通过为两个或多个DALI传输扩展装置之间连接的扩展总线提供DALI传输扩展总线供电电源来提高总线供电电平值来大幅提高布线距离。
在上述实施例中可以实现全部功能，或根据需要实现部分功能。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
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