一种基于DALI协议的设备简便配置接口的制作方法

一种基于dali协议的设备简便配置接口
技术领域
1.本发明涉及智能照明控制技术领域，具体为一种基于dali协议的设备简便配置接口。


背景技术：

2.dali(digital addressable lighting interface，数字可寻址照明接口)是由iec 62386所定义的照明标准，一个dali总线可以接入多达64个控制装置(control gear，一般指被控照明设备如led灯具、继电器等)以及64个控制设备(一般指发出控制指令或者产生触发事件的应用控制器和输入设备如开关、传感器等)。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，同一dali总线上的最远设备布线距离不得超过300米。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。
3.dali控制装置和控制设备在研发、生产测试和工程应用中常常需要对其进行参数设置、状态监控和执行指令等需求。依据dali标准，这类产品通常支持iec 62386标准中定义的控制装置或控制设备一般要求，同时也支持某些标准中定义的控制装置或控制设备的一般要求。厂商也可以在标准允许的范围内扩展一些私有的命令 (command)、变量(variable)和存储区(memory bank)来实现一些非标准化的功能需求。
4.不管是标准化或者非标的命令、变量或存储区，在测试、调试或部署dali产品时一般采取的还是通过总线上具备应用控制器 (application controller)能力的主机、网关、控制器或者协议接口(如 usb转dali)设备向dali总线发送特定的命令，让设备执行某个动作、设置或读取变量值、读写存储区等。这就要求用户交互接口(典型的如pc端的应用程序)提供相应的命令发送接口、变量和存储区数据设置接口以及返回数据的显示接口。dali行业目前并不存在标准化的产品配置工具，是否能对一个产品进行全面配置很大程度上依赖生产该产品的厂商是否提供了配套的配置工具。
5.另外一个原因是目前dali标准还在不断演化迭代当中，新增的功能特性在dali系统应用的不同类型产品中并非同步演进。例如，支持可调色温的dali led灯具上市时，很多中控系统和控制器厂商的主机和网关类产品并不能支持对这类灯具的色温相关的功能进行功能测试和参数调整，即使在最终项目运行时主机和网关实际上只要能够控制灯具的色温而不需要对灯具的色温范围参数(如led冷暖灯珠的物理色温)进行配置，这些灯具光源和led驱动器还是需要进行恰当的参数匹配配置后才能被正确地使用，否者会导致灯具显示的色温和主机控制的色温并不一致。
6.总的来说，dali产品(主要是控制装置和控制设备)虽然具备标准的接口，但是这一二进制化的标准接口协议对人来说并不友好，长期以来行业缺少一个人机交互友好的方法来支持dali产品的现场测试、调试等工作。每个厂商私有的基于图形化应用程序的功能并不相通，很多无法及时更新以满足新标准和私有协议的功能特性，部分功能特性也无法做到跨厂商的兼容。


技术实现要素：

7.针对上述技术问题，本发明旨在提供一种基于dali协议的设备简便配置接口，仅使用“dapc(level)”便能实现主机对dali控制装置的参数配置，简化了主机的软件设计，同时具有极强的灵活性。
8.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种基于dali 协议的设备简便配置接口，其特征在于：包括dali主机a1、dali 控制装置cg1、dali总线电源和dali总线，所述dali主机a1、 dali控制装置cg1和dali总线电源通过dali总线连接；
9.所述dali主机a1包括dali接口a10、dali应用控制器协议 a20、配置接口客户端a30、其他业务逻辑功能a50；
10.所述dali控制装置cg1包括dali接口cg10、dali控制装置协议cg20、配置接口服务器cg30和其他业务逻辑功能cg40；
11.所述dali控制装置cg1接收dali主机a1的连续多字节数据。
12.进一步的，所述dali接口a10为收发电路，符合dali标准的 dali物理层和数据链路层要求；所述dali应用控制器协议a20为配置接口客户端a30、其他业务逻辑功能a50提供服务接口；所述配置接口客户端a30使用dali应用控制器协议a20和dali接口 a10对dali控制装置cg1进行配置。
13.进一步的，所述dali接口cg10为收发电路，符合dali标准的dali物理层和数据链路层要求；所述dali控制装置协议cg20 为配置接口服务器cg30和其他业务逻辑功能cg40提供服务接口；所述配置接口服务器cg30调用dali控制装置协议cg20的服务接口接收配置接口客户端a30发送给dali控制装置cg1的连续多字节数据，并进行数据解析，执行相应的配置命令。
14.进一步的，所述dali控制装置cg1通过其标准命令dapc(level) 接收dali主机a1的连续多字节数据。
15.进一步的，所述配置接口服务器cg30接收配置接口客户端a30 的连续字节数据，所述连续字节数据的长度由所述配置接口服务器 cg30和配置接口客户端a30约定设置。
16.进一步的，所述配置接口客户端a30和配置接口服务器cg30 之间传输的连续字节数据为f300，所述f300由连续传输的dali控制装置标准命令dapc(level)序列中的level构成。
17.进一步的，所述标准命令dapc(level)为16-bit数据，其中高8-bit 中包含dali标准定义的寻址信息，低8-bit的数据为level数值，其 level数值的范围为0～255。
18.进一步的，对所述f300设置前导数据(preamble)f301、定义数据帧内有效数据载荷的长度为f303、有效数据载荷为f304和帧校验序列(frame check sequence，fcs)为f305；所述前导数据 (preamble)f301包含4个字节或以上的特征数据序列；所述f303 为≥1字节数据；所述f305采用数据检验算法，其长度通常为1～4 字节。
19.进一步的，所述配置接口客户端a30和配置接口服务器cg30 之间传输的连续字节数据还包括协议数据单元(protocol data unit，pdu)f400，所述协议数据单元(protocol data unit，pdu)f400的格式和含义根据应用自定义。
20.进一步的，所述协议数据单元(protocol data unit，pdu)f400 的首字节为功能码(function code)f401，剩余字节为数据(data) f402。
21.有益效果：与现有技术相比，本发明通过基于dali控制装置基本命令“dapc(level)”的配置接口，具备dali应用控制器能力的主机、网关、控制器或协议接口无需支持dali底层完整的命令集，就可以对实现了本发明提出的配置接口的dali控制装置完成复杂的参数配置。简化了主机的软件设计，同时具有极强的灵活性。
附图说明
22.图1是本发明整体应用示意图。
23.图2是本发明接口服务器和客户端连接示意图。
24.图3是本发明配置接口数据传输时序和数据帧格式示意图。
25.图4是本发明协议数据单元(protocol data unit，pdu)示意图。
具体实施方式
26.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。
27.如图所示，一种基于dali协议的设备简便配置接口，包括dali 主机a1、dali控制装置cg1、dali总线电源和dali总线，所述dali主机a1、dali控制装置cg1和dali总线电源通过dali总线连接。
28.所述dali主机a1是符合dali标准iec 62386-101和iec 62386-103的应用控制器或者控制接口，应用控制器的产品形式有中控主机、协议网关、控制器或这几者的组合，控制接口的产品形式有 usb转dali接口、tcp转dali接口、rs485转dali接口、rs232 转dali接口、uart转dali接口等。控制接口通常只完成底层总线数据的转发，而中控主机、协议网关、控制器等还具有dali标准中规定的应用层的协议功能。所述dali主机a1包括dali接口a10、 dali应用控制器协议a20、配置接口客户端a30、其他业务逻辑功能a50。所述dali接口a10为收发电路，符合dali标准的dali 物理层和数据链路层要求；所述dali应用控制器协议a20为配置接口客户端a30、其他业务逻辑功能a50提供服务接口；所述配置接口客户端a30使用dali应用控制器协议a20和dali接口a10对 dali控制装置cg1进行配置。
29.所述dali控制装置cg1是符合dali标准iec 62386-101、iec 62386-102和iec 62386-2xx的控制装置。控制装置的产品形式包括 led驱动电源、继电器模块、信号转换器等。所述dali控制装置 cg1包括dali接口cg10、dali控制装置协议cg20、配置接口服务器cg30和其他业务逻辑功能cg40。所述dali接口cg10为收发电路，符合dali标准的dali物理层和数据链路层要求。所述 dali控制装置协议cg20在dali接口cg10之上实现了dali标准要求的控制装置的数据帧检测、命令编解码，也支持控制装置的一般性要求和扩展要求中定义的命令、变量和存储区。所述dali控制装置协议cg20为配置接口服务器cg30和其他业务逻辑功能cg40 提供服务接口，且支持配置接口所需要的“dapc(level)”命令接收。所述配置接口服务器cg30调用dali控制装置协议cg20的服务接口接收配置接口客户端a30发送给dali控制装置cg1的ascii文本字符串或者二进制字节流，并进行数据解析，执行相应的配置命令；所述其他业务逻辑功能c40实现了dali控制装置cg1的其他业务逻辑功能，具体由dali控制装置cg1的产品类型和功能规格定义，本发明不受其限制。
30.所述dali控制装置cg1通过其标准命令dapc(level)接收 dali主机a1的连续多字节数据。
31.在应用时，若干dali主机a1和若干dali控制装置cg1通过 dali总线相连，dali总线上可能还存在dali总线电源和dali 控制设备cd1。所述dali主机a1和若干dali控制设备cd1通信的前向帧为24-bit，而dali主机a1和若干dali控制装置cg1通信的前向帧为16-bit，二者的数据帧格式不同，dali控制设备cd1 和dali控制装置cg1的寻址空间互相独立。本发明实施例如无特别提及，仅以一个dali主机a1和若干dali控制装置cg1为例说明。
32.所述配置接口服务器cg30接收配置接口客户端a30的连续字节数据，所述连续字节数据的最大长度由所述配置接口服务器cg30和配置接口客户端a30约定设置，根据一般的实际应用需求，典型值为127。由于dali传输的速率较低，过长的数据将导致传输时间达到数秒以上而变得不太实用，虽然理论上的长度仅受dali主机a1 和若干dali控制装置cg1的内部处理器运行ram大小限制。
33.为了实现本发明所提出的配置接口，所述配置接口客户端a30 应提供将ascii文本字符串或者二进制字节流以适当的形式编码后通过底层服务接口转换为连续的“dapc(level)”控制命令序列发送至配置接口服务器cg30的能力。
34.如图3所示，所述配置接口客户端a30和配置接口服务器cg30 之间传输的连续字节数据为f300，所述f300由连续传输的标准命令 dapc(level)序列中的level构成。所述标准命令dapc(level)为16-bit 数据，其中高8-bit中包含dali标准定义的寻址信息，低8-bit的数据为level数值，其level数值的范围为0～255。定义所述dali总线上连续传输的“dapc(level)”命令序列之间间隔t1，数据帧内部的“dapc(level)”命令序列之间间隔为t2。本发明所提出的配置接口要求t1需要大于t1_min,t2需小于t2_max，t1_min的典型值为 150ms，t2_max的典型值为75ms。
35.如图3所示，为了避免正常使用时dali总线上的“dapc(level)”序列错误触发dali控制装置的配置接口，对于所述f300字节数据流设置前导数据(preamble)f301用于识别配置接口数据流的开始，所述前导数据(preamble)f301包含4个字节或以上的特征数据序列，如字符串“dapcfg”对应的6字节ascii码。为了区分前导数据(preamble)f301和正常数据帧，在f300字节数据流内部前导数据 (preamble)f301后定义单字节长度的帧起始分隔符(start framedelimiter，sfd)，如16进制数值0xaa。为了标识数据帧长度，在 f300内定义数据帧内有效数据载荷的长度为f303，所述f303通常为≥1字节数据，其数值标识数据帧内有效数据负荷的长度。定义 f304为有效数据载荷，其长度由f303标识。定义f305为帧校验序列(frame check sequence，fcs)，一般采用异或校验和或crc(循环冗余码校验)等数据检验算法，确保数据帧接收完整性，其长度通常为1～4字节。
36.所述配置接口客户端a30和配置接口服务器cg30之间传输的连续字节数据还包括协议数据单元(protocol data unit，pdu)f400，所述协议数据单元(protocol data unit，pdu)f400，等同于合法的 f300字节数据流中的f304有效数据载荷部分，其格式和含义可根据实际应用自定义，本发明所提出的思想不受其实施方式的限制。例如定义协议数据单元(protocol data unit，pdu)f400的首字节定义为功能码(function code)，为1字节数据，剩余字节为数据(data)，所述数据(data)长度和功能码的数值有关。这样可以构成基本配置接口，实现dali主机a1对dali控制装置cg1的控制和参数设置。
37.定义功能码的数值、功能和数据格式如下：
38.(1)0x00：reset，复位设备到出厂设置，此时data为空。
39.(2)0x01：movetolevel，输出亮度调节，data为3字节长度。 byte0表示目标亮度(targetlevel)，表示8-bit精度的目标输出亮度比例，取值范围为0～255，其中0～254对应0～100％，0表示0％关闭， 254表示100％，255表示输出亮度不变，仅用于停止渐变；byte2和 byte3为16-bit过渡时间(transitiontime)的高低字节，表示，取值范围为0～65535，单位为100ms。
40.(3)0x80：setoeminfo，设置oem信息，data为14字节长度。 byte0～5为dali控制装置memorybank 1的oem gtin数据， byte6～13为dali控制装置memorybank 1定义的oem identificationnumber数据。
41.以上功能已经说明通过对所述协议数据单元(protocol data unit， pdu)f400的数据格式进行定义来使用本发明提出的配置接口的方法，在实际应用时也可以定义协议数据单元(protocol data unit，pdu) f400仅采用ascii编码，此时dali主机a1可以增加一个人机接口，提供对人工操作友好的文本命令输入方式，并通过配置接口客户端 a30将文本命令发送给配置接口服务器cg30。所述配置接口服务器 cg30解析文本命令并执行相应的操作。
42.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。
43.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。