智能照明實驗系統(tǒng)設(shè)計

摘要智能照明控制技術(shù)隨著樓宇智能建筑的崛起而蓬勃發(fā)展，日漸成為照明技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。針對智能照明控制技術(shù)系統(tǒng)的特點，智能照明控制技術(shù)在國內(nèi)外的發(fā)展情況，以及現(xiàn)階段各種不同的系統(tǒng)進(jìn)行比較，本文簡要地介紹了智能照明控制系統(tǒng)在當(dāng)代的一些概況。本文簡要闡述了照明的意義、目的和方式，一般傳統(tǒng)燈具的種類，燈具的選擇。然后重點介紹了智能照明控制系統(tǒng)的功能作用和構(gòu)成。通過系統(tǒng)的各個部分的深入介紹和討論，詳細(xì)介紹了數(shù)字化可尋址調(diào)光接口（簡稱DALI）智能照明控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及工作原理。本文基于DALI協(xié)議設(shè)計了一個DALI智能照明控制系統(tǒng)展示平臺和一個學(xué)生實驗平臺。詳細(xì)分析了該平臺的功能、意義，以及各部分的工作原理。展示平臺系統(tǒng)方面，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)各個部分的組成，結(jié)構(gòu)和功能。該系統(tǒng)能夠進(jìn)行DALI系統(tǒng)多種的場景變換，根據(jù)時間自動進(jìn)行工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換。該系統(tǒng)實現(xiàn)了智能調(diào)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(qiáng)弱進(jìn)行智能調(diào)光，從而能夠充分利用自然光實現(xiàn)節(jié)能的目的，另外，該系統(tǒng)通過對燈具的色溫和色彩的調(diào)節(jié)，從而達(dá)到多種色彩變化的效果。學(xué)生實驗平臺方面，該系統(tǒng)使用DALI器件構(gòu)造了一個簡單的DALI系統(tǒng)，讓學(xué)生自己動手操作，親身體驗了智能照明控制系統(tǒng)所能造出的光照變化效果。DALI智能照明控制技術(shù)作為一種新興的技術(shù)，在日后一定有更廣大的應(yīng)用前景。AbstractIntelligentlightingcontroltechnologywillbeanimportanttrendinlightingtechnologydevelopmentgradually,sinceitdevelopswiththeriseofintelligentbuildings.Thisarticlebrieflyintroducesthegeneralsituationofintelligentlightingcontroltechnologyinallusiontoitscharacteristic,domesticandoverseasdevelopmentandcomparisonofdifferentsystemsatthepresentstage.Thisarticleexpoundsthesignificance,intentionandmeansoflightingandthetypesandchoicesoftraditionallamp.Itthenemphasizesfunctionandcompositionofintelligentlightingcontrolsystem.ItdetailedlyintroducestheconfigurationandprincipleofDigitalAddressableDimmingInterface(DALI)bymeansofpresentationofthesystem.BasedonDALIprotocol,thisarticledesignsademonstrationplatformofintelligentlightingcontroltechnologyandapupillaryexperimentalplatform.Onthepartofdemonstrationplatform,itdescribesitssignificance,functionandprinciple.ThisplatformsystemcanmakemanifoldscenechangesofDALIsystemandconversionoffunctionalmodeautomaticallyaccordingtotime.Thissystemachievesthefunctionofadjustinglights.Itcanmakemostoflamps(incandescent,fluorescent,SodiumlampandNeonlights)adjustlightsaccordingtointensityoflightthusitcanachieveenergyconservationbymakinguseoflightadequately.Inaddition,thissystemcanadjustthecolortemperatureandcolorationoflampstherebyitcanachievethechangeablepurposesofdifferentcolors.PupillaryexperimentalplatformisaplatformsystemofsimpleDALIsystem.Studentcancontrolitbythemselvesandexperiencetheeffectoflightingchangingfromintelligentlightingcontrolsystem.Asaburgeoningtechnology,DALIintelligentlightingcontroltechnologywillhasanextendedforegroundofapplicationinthefuture.Keywords:DALI,intelligentLighting,lightingdisplay,lightingexperiment,lampsTOC\o"1-5"\h\z1緒論 11.1智能照明的概述 11.2智能照明技術(shù)的概述 11.2.1國內(nèi)外智能照明的發(fā)展概況 11.2.2智能照明的特點 11.2.3各種智能照明系統(tǒng)的介紹 31.3智能照明系統(tǒng)的研究意義 41.4本文主要內(nèi)容 41.5小結(jié) 5\o"CurrentDocument"2智能照明系統(tǒng) 62.1照明系統(tǒng) 62.1.1照明的意義、目的 62.1.2照明的方式選擇 6\o"CurrentDocument"2.1.3照明光源的選擇 72.1.4燈具的選用 92.2智能照明控制系統(tǒng) 102.2.1智能照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成 102.2.2智能照明體統(tǒng)的系統(tǒng)功能 11\o"CurrentDocument"2.3DALI智能照明系統(tǒng) 11\o"CurrentDocument"2.3.1DALI系統(tǒng)的介紹 11\o"CurrentDocument"2.3.3DALI系統(tǒng)各組成部分 133DALI智能照明控制系統(tǒng)實驗設(shè)計 193.1DALI智能照明控制系統(tǒng)實驗設(shè)計 19\o"CurrentDocument"3.1.1功能概述 19\o"CurrentDocument"3.1.2方案設(shè)計 193.1.3展示實驗平臺布線圖 203.2學(xué)生實驗平臺 27\o"CurrentDocument"4.總結(jié) 28\o"CurrentDocument"5.對智能照明的展望，未來發(fā)展趨勢 29致謝 30參考文獻(xiàn) 301.1智能照明的概述隨著科技和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人們對照明的需求也與日俱增?，F(xiàn)代建筑中的照明給人們的工作、學(xué)習(xí)、生活提供了良好的視覺環(huán)境，利用燈具造型和光色協(xié)調(diào)營造出的環(huán)境也帶給人舒適的視覺享受。另外，人們開始追求照明和其他相關(guān)設(shè)備、系統(tǒng)的整體控制效果，追求照明的控制節(jié)能。但是，傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)由于其簡單的電氣結(jié)構(gòu)和單一的控制方式已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人民對現(xiàn)代建筑照明的需求。相比之下，智能照明技術(shù)能夠充分利用自然光，實現(xiàn)照明管理智能化，對改善工作環(huán)境、提高工作效率、減輕供電壓力、減少維護(hù)費用均具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。因此，現(xiàn)代智能照明系統(tǒng)的應(yīng)用已日益受到人們的關(guān)注和研究［1］。1.2智能照明技術(shù)的概述1.2.1國內(nèi)外智能照明的發(fā)展概況隨著智能建筑的出現(xiàn)，使得建筑要求和設(shè)計方案都跟以往的傳統(tǒng)建筑有很多很多的差異。照明作為建筑中必不可少的部分，隨著世界各國對智能照明的研究和開發(fā)，大量的智能照明技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，智能照明一定會成為新世紀(jì)照明技術(shù)發(fā)展的一個主要方向。預(yù)計在21世紀(jì)，智能照明技術(shù)在建筑和照明中的應(yīng)用將會進(jìn)一步的擴(kuò)大。面對這一發(fā)展趨勢，開發(fā)了不少智能照明設(shè)計，如智能照明、智能空調(diào)、智能通訊、智能防盜報警監(jiān)控等設(shè)備和系統(tǒng)，包括在照明方面的計算機(jī)硬件和軟件。此外計算機(jī)在照明設(shè)計和測試方面也得到廣泛應(yīng)用。奧地利銳高公司開發(fā)的DSI技術(shù)以及其推動的DALI數(shù)字照明技術(shù)，澳大利亞邦奇公司開發(fā)的Dynalie智能照明控制系統(tǒng)，日本的智能照明建筑特別是現(xiàn)代辦公室的智能照明技術(shù)等很多方面都非常的值得我們?nèi)パ芯亢徒梃b［2］。1.2.2智能照明的特點智能照明控制系統(tǒng)一般都具有一下功能：按照照明場所所需要的照明需求的變化，自動調(diào)整燈光的亮度和開關(guān)，以此達(dá)到節(jié)能的目的，也延長了照明燈具的使用壽命；通過使用計算機(jī)或者其他控制機(jī)器進(jìn)行控制以達(dá)到邏輯控制照明，創(chuàng)造出繽紛的燈光組合效果，創(chuàng)造出各種環(huán)境氣氛；由于計算機(jī)的使用，使智能照明能夠使用遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測照明系統(tǒng)也可以單獨跟互聯(lián)網(wǎng)連接，實現(xiàn)集中控制，遠(yuǎn)程控制。1、良好的節(jié)能效果采用智能照明系統(tǒng)最主要的目的就是為了節(jié)約能源。智能照明控制系統(tǒng)使用各種不同的計算機(jī)編程或者控制機(jī)器的設(shè)置，對不同時間不同環(huán)境的光照度進(jìn)行精確合理的分配，實現(xiàn)了節(jié)能的目的。這種自動調(diào)節(jié)照度的方式，充分利用了自然光，當(dāng)自然光不足或者夜晚時候才把燈打開或者調(diào)節(jié)到相適應(yīng)的亮度，減少了能源的浪費也保證了所需要的光照度，節(jié)能效果十分明顯。另外，智能照明系統(tǒng)中對熒光燈等進(jìn)行調(diào)光控制，由于熒光燈一般使用有源濾波可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，降低了諧波分量，提高了功率因素，降低了無功功率的損耗，也有助于能量的節(jié)約［3］。2、延長了光源的壽命智能照明控制系統(tǒng)能夠有效的抑制電網(wǎng)中的浪涌電流，同時還具備了電壓限定等功能呢，避免了過電壓和欠電壓對光源的傷害。無論是熱輻射光源，還是氣體放電光源，電網(wǎng)電壓的波動都是光源損壞的一個重要原因，因此，有效的抑制了電網(wǎng)電壓的波動可以延長光源的壽命。另外，采用軟啟動和軟關(guān)段技術(shù)，避免了沖擊電流對光源的損害。采用上述方法，光源的壽命通?？梢匝娱L數(shù)倍甚至數(shù)十倍。延長了光源壽命不僅可以節(jié)約大量的資金，而且還能夠減少更換燈具的工作量，可以降低照明系統(tǒng)的運行費用，管理維護(hù)也變得簡單。3、改善工作環(huán)境，提高工作效率智能照明控制系統(tǒng)采用計算機(jī)數(shù)字控制和調(diào)光模塊控制面板控制，可以有效的控制各處燈具的光照度，以達(dá)到平衡室內(nèi)整體的光照度，從而提高了光照度的均勻性。同時，因為在系統(tǒng)中引入了可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，可以把電流的頻率大幅提高， （40KHz?70KHz）,克服了傳統(tǒng)熒光燈低頻所產(chǎn)生的頻閃對人產(chǎn)生的不舒適、頭暈?zāi)垦！⒀劬ζ诘雀杏X［4］。4、可實現(xiàn)多種照明效果通過使用智能照明控制系統(tǒng)，燈具組合能夠產(chǎn)生多種照明的效果，可以使建筑物更加生動，藝術(shù)性更強(qiáng)，給人豐富的視覺效果和美感。按照建筑物內(nèi)外不同的建筑用途和使用范圍，按照不同的時間，不同的用途，不同的效果，相應(yīng)地預(yù)設(shè)場景模式，可以達(dá)到更豐富更人性化的藝術(shù)效果。5、管理維護(hù)方便智能照明控制系統(tǒng)對照明的控制方式是以模塊式的主動控制為主，手動控制為輔的一種控制模式，而預(yù)設(shè)的場景參數(shù)則以數(shù)字形式存儲在計算機(jī)或者控制模塊的內(nèi)存里面，這些控制信息的設(shè)置和更改都是非常方便和容易的。因此，建筑物的照明管理和設(shè)備維護(hù)將變得更加簡單和方便［2］。1.2.3各種智能照明系統(tǒng)的介紹從20世紀(jì)90年代以來，出現(xiàn)的照明控制系統(tǒng)都是基于現(xiàn)場總線技術(shù)而發(fā)展過來的。照明控制按是否開放可分為兩類：封閉協(xié)議和開放協(xié)議。封閉協(xié)議有C-Bus和Dynet等;開放協(xié)議有EIB、DALI、X-10和HBS等。上述總線協(xié)議，除了X-10協(xié)議以外，都采用電源線和控制總線分離的結(jié)構(gòu)。1、 C-Bus協(xié)議C-Bus即Clipsalbus的簡稱，是Clipsal公司的封閉總線協(xié)議，采用兩線制雙絞線，即一對線上既有提供總線設(shè)備工作電源（15?36V/DC）,又傳輸總線設(shè)備信息，總線設(shè)備之間直接通訊，無須通過中央控制器。C-Bus的傳輸協(xié)議為CSMA/CD，可設(shè)成線形、星形或樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)但不支持環(huán)形結(jié)構(gòu)［5］。2、 Dynet協(xié)議Dynet協(xié)議是Dynalite公司面向照明系統(tǒng)的封閉控制總線協(xié)議。Dynet協(xié)議采用4線制兩隊雙絞線，即一對雙絞線提供DC12V總線設(shè)備工作電源，另一對雙絞線用于傳輸總線的設(shè)備信息。Dynet是一種基于RS485四線制的傳輸協(xié)議，只支持線形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。C-Bus和Dynet進(jìn)入我國比較早，已經(jīng)有了一定的成績。3、 EIB總線協(xié)議歐洲安裝總線EIB（EuropeanInstalLingBus）是在歐洲占據(jù)主導(dǎo)地位的樓宇/家庭自動化標(biāo)準(zhǔn)。EIB協(xié)議是由中立的，非盈利組織EIBA統(tǒng)一管理，任何愿意遵循EIB協(xié)議的制造廠商均可申請并通過EIB認(rèn)證后生產(chǎn)出EIB產(chǎn)品。1999年，EIB進(jìn)入中國，目前EIB在中國設(shè)置有兩個培訓(xùn)中心，30多家代理集成商。廈門國際會展中心、上海新國際博覽中心等多個大型建筑均使用EIB協(xié)議構(gòu)造智能照明控制系統(tǒng)。鑒于其優(yōu)異表現(xiàn)，該協(xié)議已被美國消費電子制造商協(xié)會（CEMA）列為EIA766標(biāo)準(zhǔn)⑸。4、X-10和HBSX-10采用電源線載波技術(shù)，在北美取得了巨大的商業(yè)成績。該協(xié)議產(chǎn)品無須另外布置控制線，易用和價廉，是它的最大賣點HBS是日系企業(yè)推出的家庭網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。2001年4月7日，日本松下公司基于HBS的WR31202也采用兩線制主從結(jié)果，通過控制面板設(shè)置地址，大大提高了產(chǎn)品的易用性。封閉協(xié)議與技術(shù)發(fā)展的潮流不符，研究和開發(fā)智能照明控制系統(tǒng)時，原則上應(yīng)遵循某種開放協(xié)議，鑒于需求的多樣性，應(yīng)按需選擇相應(yīng)的開放協(xié)議，以滿足不同的需求［6］。1.3智能照明系統(tǒng)的研究意義智能照明控制系統(tǒng)的研究不僅僅為了目前國際上先進(jìn)的研究課題，代表著提高住宅照明光環(huán)境質(zhì)量和住宅價值，節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境，這也是實現(xiàn)人居環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一，并具有廣泛的應(yīng)用前景。具體的研究意義如下：1、提高住宅照明光環(huán)境質(zhì)量。在建筑物的照明光環(huán)境設(shè)計中除了要充分考慮視覺環(huán)境、照度強(qiáng)弱、亮度分布、視覺舒適、眩光控制、顯隱色性、照明裝置的外觀等外，還要考慮到人體對不同季節(jié)不同時間對光的需求的不同所產(chǎn)生的生理和心理變化所作出的調(diào)整，具體的情況采用不同的光源和光照強(qiáng)度。2、體現(xiàn)以人為本的照明控制思想，根據(jù)人們的行為習(xí)慣和住宅的光環(huán)境決定照明的控制特點，創(chuàng)造出一個人性化、藝術(shù)化、舒適、高雅的家庭光環(huán)境。舒適的照明光環(huán)境令人心情愉快，工作效率提高；而優(yōu)良的智能照明控制系統(tǒng)不僅能實現(xiàn)舒適的照明光環(huán)境，而且節(jié)能、維護(hù)方便，真正實現(xiàn)綠色照明。3、它是構(gòu)成智能建筑的一個重要組成部分。智能照明控制系統(tǒng)可以獨立運行，實現(xiàn)對光環(huán)境的合理控制，同時具有連接功能以及具有可擴(kuò)展性，可把建筑物智能照明系統(tǒng)作為智能建筑的子系統(tǒng)，并與建筑物內(nèi)電氣器具控制系統(tǒng)共同構(gòu)成建筑智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)［2］。1.4本文主要內(nèi)容第一章介紹了智能照明以及智能照明系統(tǒng)發(fā)展的概況、各種不同照明系統(tǒng)的特點、研究意義和主要研究的內(nèi)容。第二章主要介紹了照明的意義、目的，照明的方式，光源和燈具的選擇等內(nèi)容。主要介紹了智能照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)成以及其功能，并主要介紹了DALI智能照明控制系統(tǒng)的構(gòu)成以及各部分的結(jié)構(gòu)。第三章主要介紹本人基于DALI智能照明控制系統(tǒng)所設(shè)計的一個展示系統(tǒng)和一個學(xué)生實驗系統(tǒng)。詳細(xì)介紹了展示系統(tǒng)的各部分組成，各子系統(tǒng)和各模塊的功能、展示效果等。并在原有設(shè)計的系統(tǒng)基礎(chǔ)上提出一些擴(kuò)展和發(fā)展。介紹了學(xué)生實驗系統(tǒng)的意義、結(jié)構(gòu)、功能和擴(kuò)展。最后主要闡述了本人對本次畢業(yè)設(shè)計的一些總結(jié)和感想，以及對智能照明系統(tǒng)在未來的預(yù)想和展望。1.5小結(jié)本章首先簡要的介紹了智能照明控制技術(shù)的概況和各種不同照明系統(tǒng)的特點，分析了論文的研究意義，最后對本文主要研究的內(nèi)容作出了簡單的概括。2智能照明系統(tǒng)照明系統(tǒng)自從人類學(xué)會了使用火以后，人們開始懂得了照明，以對抗漫長的黑夜和寒冷的天氣。照明經(jīng)歷了從火、油到電的發(fā)展歷程。照明工具也經(jīng)歷了無數(shù)的變革，從簡單的火把、蠟燭，到后來的油燈、煤油燈。直到百多年前愛迪生發(fā)明了電燈，照明進(jìn)入了一次全新的變革。另外，照明從單一的燈具，逐漸形成了簡單的照明系統(tǒng)。由此，照明系統(tǒng)走進(jìn)了人們的生活里。照明的意義、目的在《辭?！分小罢彰鳌钡暮x如下：利用各種光源照亮工作和生活場所或個別物體的措施。利用太陽和天空光的稱“天然采光”；利用人工光源的稱“人工照明”。照明的首要目的是創(chuàng)造良好的可見度和舒適愉快的環(huán)境?？梢?，“照明”是一種措施，它包含“天然采光”和“人工照明”。（摘自－－《辭?！罚┱彰饕匀藶楸?，應(yīng)為人的視覺生理需求和視覺心理感受作為照明的出發(fā)點，這是照明的宗旨。照明的目的是人們通過視感覺，認(rèn)識世界、改造世界，進(jìn)而為人類生存、生活、勞作服務(wù)。因此，無論是從事照明產(chǎn)品的研究和生產(chǎn)，還是照明工程的設(shè)計和安裝都應(yīng)有“以人為本”的思想理念。在照明產(chǎn)品、照明設(shè)計以及照明工程實施過程中，注重照明的功效性、照明的安全性、照明的舒適性，以此達(dá)到人們視覺生理需求和良好的心理感受，營造出有利于人們生活、工作、活動的光環(huán)境。那些單純追求“亮起來”，忽視照明功效和藝術(shù)品位的現(xiàn)象;盲目追求“大氣”、“越亮越好”，忽視節(jié)能與環(huán)境保護(hù)，浪費電能造成光污染的現(xiàn)象;忽視或不重視照明功能和照明安全的現(xiàn)象;忽視或不重視照明舒適和光生態(tài)環(huán)境保護(hù)，進(jìn)而影響人們的身心健康的光污染現(xiàn)象;某些盲目追求“政績”、“面子”、“形象”工程等等現(xiàn)象，應(yīng)該堅決克服和糾正。讓我們的照明能提供人們更加健康和提升生活質(zhì)量的視覺光環(huán)境［3］。2.1.2照明的方式選擇燈具按其安裝部位或使用功能而構(gòu)成的基本形式稱為照明方式。它分為一般照明、分區(qū)一般照明、局部照明和混合照明四種。1、一般照明為照亮整個場地而均勻設(shè)置，使整個場地水平照度基本均勻的一種照明方式稱為一般照明。它不考慮特殊局部需要。下列情況宜采用單獨裝設(shè)一般照明。⑴受生產(chǎn)技術(shù)條件限制，不適宜裝設(shè)局部照明或采用混合照明不合理時。⑵工作位置密度很大，而對光照方向無特殊要求的場所。一般照明在工廠的車間、辦公室、體育館、教室等廣泛采用。2、分區(qū)一般照明根據(jù)需要為提高特定區(qū)域照度的一般照明稱為分區(qū)一般照明。它根據(jù)工作面布置的實際情況，將燈具集中或分區(qū)集中均勻布置在工作區(qū)上方，使室內(nèi)不同被照面上產(chǎn)生不同的照度，從而有效地節(jié)約電能。當(dāng)某一區(qū)域需要高于一般照明照度時，可采用分區(qū)一般照明。此種照明常以工作對象為重點，按工作區(qū)布置燈具［7］。3、局部照明為滿足某些部位（僅限于工作面上某個局部）的特殊需要而設(shè)置的照明稱為局部照明。其優(yōu)點是:⑴按視覺對象的照度需求，給每個必要的對象進(jìn)行照明，易于單獨地控制。⑵通過給某一對象特別高的照度，有效地突出對象。它只限于照亮一個有限的工作區(qū)，通常采用從最適宜的方向裝設(shè)臺燈、射燈或反射型燈，為了防止眼睛適應(yīng)亮度的過度變化，應(yīng)同時采用至少為局部照明照度20%以上的一般照明［7］。4、混合照明以上各種方法并用。2.1.3照明光源的選擇⑴白熾燈、鹵素?zé)魧艚z通電加熱到白熾狀態(tài)，利用熱輻射發(fā)出可見光的電光源。所有用電的照明燈具中，白熾燈的效率是最低的，它所消耗的電能只有很小的部分，即12％－18％可轉(zhuǎn)化為光能，而其余部分都以熱能的形式散失了。至于照明時間，這種電燈的使用壽命通常不會超過1000小時。在這一點上，鹵素?zé)艟捅纫话愕陌谉霟粢L很多。鹵素?zé)舻耐庑我话愣际且粋€細(xì)小的石英玻璃管，和白熾燈相比，其特殊性就在于鎢絲可以“自我再生”。實際上，在這種燈的燈絲和玻璃外殼中充有一些鹵族元素，如碘和溴。當(dāng)燈絲發(fā)熱時，鎢原子被蒸發(fā)向玻璃管壁方向移動。在它們接近玻璃管時，鎢蒸氣被“冷卻”到大約800°C并和鹵素原子結(jié)合在一起，形成鹵化鎢（碘化鎢、溴化鎢）。鹵化鎢向玻璃管中央移動，又落到被腐蝕的燈絲上。因為鹵化鎢很不穩(wěn)定，遇熱后就會分解成鹵素蒸氣和鎢這樣鎢又在燈絲上沉積下來，彌補(bǔ)了被蒸發(fā)的部分。如此循環(huán)，燈絲的使用壽命就會延長很多。所以，鹵素?zé)舻臒艚z就可以做的相對較小，燈體也很小巧。鹵素?zé)粢话阌迷谛枰饩€集中照射的地方，比如用于寫字臺或居室局部的照明［8］。⑵熒光燈熒光燈即低壓汞燈，它是利用低氣壓的汞蒸氣在放電過程中輻射紫外線，從而使熒光粉發(fā)出可見光的原理發(fā)光，因此它屬于低氣壓弧光放電光源。熒光燈內(nèi)裝有兩個燈絲。燈絲上涂有電子發(fā)射材料三元碳酸鹽（碳酸鋇、碳酸鍶和碳酸鈣），俗稱電子粉。在交流電壓作用下，燈絲交替地作為陰極和陽極。燈管內(nèi)壁涂有熒光粉。管內(nèi)充有400Pa-500Pa壓力的氬氣和少量的汞。通電后，液態(tài)汞蒸發(fā)成壓力為0.8Pa的汞蒸氣。在電場作用下，汞原子不斷從原始狀態(tài)被激發(fā)成激發(fā)態(tài)，繼而自發(fā)躍遷到基態(tài)，并輻射出波長253.7nm和185nm的紫外線（主峰值波長是253.7nm，約占全部輻射能的70-80%；次峰值波長是185nm,約占全部輻射能的10%）,以釋放多余的能量。熒光粉吸收紫外線的輻射能后發(fā)出可見光。熒光粉不同，發(fā)出的光線也不同，這就是熒光燈可做成白色和各種彩色的緣由。由于熒光燈所消耗的電能大部分用于產(chǎn)生紫外線，因此，熒光燈的發(fā)光效率遠(yuǎn)比白熾燈和鹵鎢燈高，是目前最節(jié)能的電光源［8］。⑶LEDLED（LightEmittingDiode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時候，它們之間就形成一個“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。普通照明用的白熾燈和鹵鎢燈雖價格便宜，但光效低（燈的熱效應(yīng)白白耗電），壽命短，維護(hù)工作量大，但若用白光LED作照明，不僅光效高，而且壽命長（連續(xù)工作時間100000小時以上），幾乎無需維護(hù)。目前，德國Hella公司利用白光LED開發(fā)了飛機(jī)閱讀燈；澳大利亞首都堪培拉的一條街道已用了白光LED作路燈照明；我國的城市交通管理燈也正用白光LED取代早期的交通秩序指示燈?？梢灶A(yù)見不久的將來，白光LED定會進(jìn)入家庭取代現(xiàn)有的照明燈。LED光源具有使用低壓電源、耗能少、適用性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、響應(yīng)時間短、對環(huán)境無污染、多色發(fā)光等的優(yōu)點，雖然價格較現(xiàn)有照明器材昂貴，仍被認(rèn)為是它將不可避免地現(xiàn)有照明器件［8］。⑷其他燈具沼氣燈是把沼氣的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽艿囊环N燃燒裝置。它和沼氣灶具一樣，是廣大農(nóng)村沼氣用戶重要的沼氣用具。特別是在偏僻、邊遠(yuǎn)無電力供應(yīng)的地區(qū)，用沼氣進(jìn)行照明，其優(yōu)越性尤為顯著。鈉燈是利用鈉蒸氣放電產(chǎn)生可見光的電光源，鈉燈又分低壓鈉燈和高壓鈉燈［8,9］。2.14.燈具的選用燈具是附件和燈罩的總稱。燈罩的作用首先是提高光源所發(fā)出的光通量的利用率，用燈具效率幾表征。燈罩使光源光通量重新分布，并把它分配在需要的范圍內(nèi);其次是保護(hù)視覺，避免或減輕光源高亮度的刺激;燈罩對光源也起著一定的保護(hù)作用;燈具本身對房間而言，可以成為一件很好的裝飾品。燈具有很多種分類方式，其中一種較好的分類方法是根據(jù)安裝方式分類，可以分為:暗裝燈具、吸頂燈具、懸吊燈具、壁燈具、合燈具等。1、 暗裝燈具這種燈具暗裝在室內(nèi)頂棚上，適合于低矮頂棚的房間，可以得到光線的多樣性變化。由于正常視線看不到光源，因此眩光極小，適合于對眩光要求嚴(yán)格限制的場所。這種燈具光線的利用率不高、經(jīng)濟(jì)效果較差。2、 吸頂燈具這種燈具安裝在室內(nèi)頂棚上，多數(shù)情況下用于一般照明，使整個房間感到明亮，適合于低矮空間并且要求空間亮度高的場所。3、 懸吊燈具這種燈具是用管子、鏈子或軟線將燈具從頂擁上垂吊下來，燈具的結(jié)構(gòu)可以靈活多變，可在三維空間內(nèi)組合燈具。有些燈具可以將開關(guān)設(shè)在燈具上，使用和安裝都很方便。適用于局部照明或提高照度的分區(qū)一般照明。4、 壁燈具這種燈具可根據(jù)需要安裝在墻壁的不同地方，在墻面上可以得到美麗的光分布藝術(shù)效果。設(shè)計安裝時可以與室內(nèi)一般照明統(tǒng)一考慮。為了避免眩光，壁燈最好采用小功率的光源。5、臺燈具臺燈可以隨時移動，可將光線的重點放在室內(nèi)的任意地方。在室內(nèi)一般照明形成的氣氛下，用臺燈可以創(chuàng)造一個局部安靜的明亮小區(qū)，滿足照度較高的視覺要求。在選用燈具，除了考慮照明設(shè)計和燈具的效率外，還須考慮到配光問題，而且要研究燈具的安裝位置。照明設(shè)計是設(shè)計一個房間或區(qū)域根據(jù)其行為內(nèi)容而需要的光環(huán)境和確定所需的照明方式，而燈具的配光、安裝位置等是實現(xiàn)相應(yīng)光環(huán)境的重要因素。不同的燈具配光曲線不同，應(yīng)根據(jù)光環(huán)境的要求選用不同的配光曲線。以居住功能為主考慮安裝位置，可以有效地利用光源，節(jié)約能耗，提高經(jīng)濟(jì)性。生活中如果進(jìn)行實際活動的范圍是離開燈具的安裝位置，為了得到必要的亮度，就必然消耗過多的能源。在頂棚上安裝燈具時，一般其直射下面最亮，在其周圍照度逐漸降低，自然會創(chuàng)造出中心感。選用燈具時還應(yīng)注意燈具外觀與室內(nèi)裝飾、家具協(xié)調(diào)，有助于提高整個房間的美感［2,6］。2.2智能照明控制系統(tǒng)智能照明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成智能照明控制系統(tǒng)按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，大致有以下兩種型式，總線式和以星形結(jié)構(gòu)為主的混合式。前者靈活性較強(qiáng)，易于擴(kuò)展，控制相對獨立，成本較低。后者可靠性較高，故障診斷和排除簡單，存取協(xié)議簡單，傳輸速度較高。一般智能照明控制系統(tǒng)都為數(shù)字式照明系統(tǒng)，他又系統(tǒng)單元，輸入單元和輸出單元三部分組成。除了電源以外，每一個但愿設(shè)置有唯一的單元地址，地址由軟件設(shè)定。通過輸出單元來控制各個負(fù)載回路［10］。1、系統(tǒng)單元提供工作電源，系統(tǒng)時鐘和系統(tǒng)節(jié)扣，各種接口和網(wǎng)絡(luò)橋。主系統(tǒng)指對各區(qū)域?qū)嵤┫嗤目刂坪托盘柌蓸拥木W(wǎng)絡(luò)。而子系統(tǒng)則是對各分區(qū)實施不同的具體控制的網(wǎng)絡(luò)。主、子系統(tǒng)之間互相連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和主被動控制。2、輸入單元用于將外部控制信號變換成為網(wǎng)絡(luò)傳輸信號，實現(xiàn)可編程控制（如開關(guān)、調(diào)光、定時、軟啟動關(guān)斷等功能）輸入開關(guān)、紅外線接受開關(guān)以及多功能的控制面板（提供LCD頁面顯示和控制方式，更高級的可提供可觸摸顯示LCD頁面顯示控制，以圖像、蚊子、圖片等來作為軟按鍵，可進(jìn)行多點控制、時許控制、存儲多種場景模式等），各種功能的傳感器（如紅外線傳感器、亮度傳感器等）通過對周圍環(huán)境的亮度的監(jiān)測，調(diào)整光源的亮度，使周圍環(huán)境保持舒適的光照度，以達(dá)到有效利用光源，節(jié)省能源的目的。3、輸出單元智能照明控制系統(tǒng)的輸出單元是用于接受來在網(wǎng)絡(luò)傳輸信號，控制相應(yīng)回路的輸出以實現(xiàn)控制的部分。輸出單元有各種繼電器、模擬量輸出單元、照明燈具調(diào)光接口、紅外輸出模塊等。系統(tǒng)一般采用集總控制和管理，分散執(zhí)行的方式。即配置中央監(jiān)控中心和智能照明控制面板，前者有控制計算機(jī)、主通信控制器設(shè)備，用于對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制和管理工作，通過網(wǎng)絡(luò)將控制命令與各職能控制面板的可編程控制器進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)，同時接受來自智能控制面板內(nèi)可編程控制器的有關(guān)自動和手動狀態(tài)，并在一場情況下采取處理措施［10,11］。2.2.2智能照明體統(tǒng)的系統(tǒng)功能智能照明控制系統(tǒng)具有以下的功能：1、智能系統(tǒng)設(shè)有中央監(jiān)控裝置，對整個系統(tǒng)實施中央監(jiān)控，以便隨時調(diào)節(jié)照明效果。2、具有場景預(yù)設(shè)、亮度調(diào)節(jié)、定時、時許控制及軟啟動、軟關(guān)斷功能。隨著系統(tǒng)的進(jìn)一步開發(fā)和完善，其功能將進(jìn)一步得到增強(qiáng)3、具有燈具啟動時間，累計記錄，和燈具使用壽命的統(tǒng)計功能4、具有燈具異常啟動和自動保護(hù)的功能5、在供電故障的情況下，具有自啟動應(yīng)急照明燈組的功能6、系統(tǒng)設(shè)有自動/手動轉(zhuǎn)換開關(guān)，以便必要時對各燈組開、關(guān)進(jìn)行手動操作7、系統(tǒng)設(shè)置有與其他系統(tǒng)連接的接口，如建筑樓宇自控系統(tǒng)（BA系統(tǒng)）26］2.3DALI智能照明系統(tǒng)2.3.1DALI系統(tǒng)的介紹數(shù)字化可尋址調(diào)光接口（簡稱DALI）,1994年列入IEC60929標(biāo)準(zhǔn)，得到國際主要芯片、燈具、鎮(zhèn)流器和夾具制造商的支持，1999年P(guān)hilips公司對DALI協(xié)議做了進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)時，旨在建立一個結(jié)構(gòu)清晰的簡單系統(tǒng)，用于室內(nèi)的智能、高性能照明管理，受控對象明確為鎮(zhèn)流器ODALI是一個數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議，它定義了電子鎮(zhèn)流器與設(shè)備控制器之間的通信方式，它不是一種新的總線，但它支持開放式系統(tǒng)，設(shè)計應(yīng)用DALI最初目標(biāo)是為了優(yōu)化一個智能型的燈光控制系統(tǒng)，企圖制定一個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、操作容易、功能良好的燈光控制系統(tǒng)，可用于一個房間內(nèi)的燈光控制，還可以與大樓管理系統(tǒng)（BMS）接口。典型的DALI協(xié)議數(shù)字調(diào)光鎮(zhèn)流器由兩部分組成：日光燈調(diào)光模塊和DALI通信控制模塊。日光燈調(diào)光模塊大多選用功率半導(dǎo)體國際整流公司生產(chǎn)的專用IC,如IR2156,IR21511,IR2159。通信模塊則選用Microchip公司生產(chǎn)的PIC16F628，PIC16F628與DALI總線交換信息，并對調(diào)光模塊進(jìn)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CypressMicrosystems公司推出的PSOC最有特色。PSOC是一款帶嵌入式微控制器的可編程系統(tǒng)級芯片，一塊芯片同時完成鎮(zhèn)流器的控制和DALI通信，大大簡化了設(shè)計和生產(chǎn)。2.3.2DALI系統(tǒng)組成DALI是一種雙線控制系統(tǒng)，可以控制16組DALI數(shù)控電子鎮(zhèn)流器，每組64個DALI數(shù)控電子鎮(zhèn)流器，每組DALI數(shù)控電子鎮(zhèn)流器可以在現(xiàn)場由控制裝置設(shè)置，在不用繼電器的情況下，完成對熒光燈照明系統(tǒng)的控制，并且熒光燈的工作狀態(tài)（場景模式）可以存儲在控制電路中。如圖2-1所示，為DALI控制系統(tǒng)的接線原理圖。該系統(tǒng)分別有控制面板、電子鎮(zhèn)流器、場景模塊、開關(guān)模塊、計算機(jī)模塊等部件，通過三根外電源提供電源和兩根DALI數(shù)據(jù)線作為數(shù)據(jù)信息傳輸。圖2-1DALI控制系統(tǒng)接線原理圖2.3.3DALI系統(tǒng)各組成部分1、布線如圖2-2所示，DALI布線是一根5芯電纜，是在單根屏遮線中含有電源線和DALI控制線。其中的DALI控制線應(yīng)有接線極性保護(hù)功能，通過DALI控制信號完成對照明裝置的控制，在DALI控制器的控制下，可以使不同熒光燈照明組中的熒光燈照明同時達(dá)到同一照明亮度，而且每盞熒光燈的工作狀態(tài)可以被反饋回照明控制電路，通過照明控制顯示電路對每盞熒光燈的工作狀態(tài)加以顯示。DALI電纜保護(hù)線DALI控制線DALIDALI電纜保護(hù)線DALI控制線DALI控制線電源地線電源火線圖2-2DALI5芯電纜2、 電壓和電流在DALI協(xié)議中，電壓和電流值均由鎮(zhèn)流器的控制信號來確定。對整個系統(tǒng)來說，這情況稍微有些不同，一般情況下，沒有通信時（空閑狀態(tài)）DALI工系統(tǒng)的控制線電壓是16V（發(fā)送方可以在20.5V到11.5V間浮動，接收方可以在22.5V到9.5V間浮動），這電壓由附加的DALI電源提供;當(dāng)系統(tǒng)中的電壓變?yōu)?V時（發(fā)送方可以一4.5V到4.5V間浮動，接收方可以在一6.5V到6.5V間浮動），數(shù)字信號將變低。3、 DALI的系統(tǒng)電源要求DALI電源在任何情況下必須使電流限制在最大范圍內(nèi)〔250mA）。在實際安裝中，電流最好限制在較小范圍，這是為了支持改變布局的靈活性和在以后階段擴(kuò)充系統(tǒng)。如

果超出限制，系統(tǒng)會出現(xiàn)不穩(wěn)定性和重啟動問題。因為DALI信號在0V到16V間變動，保持電源的極性很重要。另外，在同一條控制線上電源的個數(shù)沒有限制。DALI硬件包括一個LM78L05ACM（圖2.3果超出限制，系統(tǒng)會出現(xiàn)不穩(wěn)定性和重啟動問題。因為DALI信號在0V到16V間變動，保持電源的極性很重要。另外，在同一條控制線上電源的個數(shù)沒有限制。DALI硬件包括一個LM78L05ACM（圖2.3）的具有內(nèi)部熱過載保護(hù)和短路電流保護(hù)的三端正壓調(diào)整器。DALI控制器需要一個5V的電源供應(yīng)，為了控制器和子單元的通訊DALI協(xié)議規(guī)定一個12V的電源供應(yīng)［12。+12V+5VR9LM78L05ACMVINVOUTGND4GND1C5C4圖2.3DALI供電單元結(jié)構(gòu)圖4、DALI控制器單元DALI控制器單元（圖2.4）能夠作為遠(yuǎn)程接口和DALI子單元通訊的網(wǎng)關(guān)。DALI控制器旨在接收從遠(yuǎn)程接口來的信號，通過RS232通訊標(biāo)準(zhǔn)，存儲和分析接收到的數(shù)據(jù)，然后使用DALI通訊協(xié)議把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為DALI數(shù)據(jù)。當(dāng)有一個回應(yīng)或者反饋從DALI子單元送到遠(yuǎn)程接口，DALI控制界接收和分析數(shù)據(jù)，然后數(shù)據(jù)通過RS232通訊協(xié)議被傳送到遠(yuǎn)程端口。DALI控制器單元有以下部分組成：?微控制器?RS232通信接口DALI通信接口DALI發(fā)送機(jī)DALI接收機(jī)LED通信參考圖2.4：DALI控制器單元的框圖5、DALI微控制器DALI控制器單元是圍繞微控制器PIC16F873建立的。它有以下特點：?PIC16F873是一個40針的控制器?低功耗和高速CMOSEEPROM（FLASH）技術(shù)?單一的5V電路串行編程能力?低功耗，少于0.6毫安為3V、4MHz，和20mA為3V、32KHz?高性能的RISCCPU，它的FLASH程序存儲器是由8K*14字節(jié)，其RAM是368*8字節(jié)，和它的EEPROMRAM是256*8字節(jié)?它有一個振蕩器啟動定時器和擁有獨自可靠的RC振蕩器看門狗定時器支持所有的直接、間接和相對的處理方式和可處理可讀寫地址命令內(nèi)存適用于商業(yè)、工業(yè)和擴(kuò)展溫度范圍?具有中斷能力6、RS232串行通信接口DALI控制器和遠(yuǎn)程接口是基于RS232通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通訊。這是一個半雙工和設(shè)定為9600波特率的串行通信。RS232串行端口包含一個通用異步接收發(fā)射機(jī)（UART）。UART的傳送針傳輸作為邏輯“1”（負(fù)電壓）或者邏輯“0”（正電壓）的數(shù)據(jù)出去。在系統(tǒng)閑置狀態(tài)保持T'或”0“，這種在國際上叫做馬克，后來叫做斯貝斯。而UART的傳輸首先跟隨數(shù)據(jù)發(fā)送一個起始位（0）和兩個停止位（1）。信號轉(zhuǎn)換的次數(shù)就叫做波特率。7、DALI通信接口DALI通信接口的轉(zhuǎn)換傳輸信號是從控制器發(fā)出的5V電壓信號到12V的DALI通信協(xié)議信號。反向傳輸就倒轉(zhuǎn)。因此，DALI通信接口分為發(fā)射機(jī)和接收機(jī)［12。⑴DALI發(fā)射機(jī)DALI協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)要求數(shù)據(jù)信號電壓在12V,和控制器的信號在5V，DALI發(fā)射機(jī)電路能夠處理數(shù)據(jù)信號的傳輸和放大。變送器電路（圖2.6）,包括控制電源開關(guān)的功率晶體管（Q3）。功率晶體管是由多個晶體管組成（Q1和Q2）。晶體管Q1，是通過一個逆變器連接到微控制器（通過TX管腳）。因此，從控制器來的高等級信號將會打開Q1晶體管，使得Q3晶體管的電源關(guān)閉，從控制器送出一個低等級信號將使得Q1晶體管關(guān)閉，將Q3晶體管的電源打開。另外的晶體管（Q2）是用流過R1和R2的電流控制的。如果DALI子單元是連接著的，電流和流過功率晶體管的一樣。當(dāng)電流超過250mA時，功率晶體管（Q3）關(guān)閉，R1和R2電阻的值是被設(shè)定為打開晶體管（Q2）。因此，電流最大值為250mA。圖2.6：DALI主控制器的轉(zhuǎn)換器⑵DALI接收器由DALI子單元以DALI協(xié)議的方式來接收的數(shù)據(jù)信號是12V電壓，但是控制器的信號電壓為5V,DALI接收電路需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。接收電路包括轉(zhuǎn)換為正確邏輯等級的逆變器和通過周圍電阻衰弱后的準(zhǔn)確的電壓水平［12］。

8、器件電子鎮(zhèn)流器DALI數(shù)字電子鎮(zhèn)流器的工作原理框圖如圖2-7所示，途中的實現(xiàn)表示功率信號，虛線表示控制信號和監(jiān)測信號，其中的微控制器是電路的核心。利用其中的EEPROM可以存儲有關(guān)DALI數(shù)字電子鎮(zhèn)流器的工作狀態(tài)信息。圖2-8為數(shù)字可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器實物圖[13]。燈負(fù)載00交流輸入燈負(fù)載00交流輸入燈絲供電電路 |L_F*fT__Z_DALI控制信號收發(fā)器微控制器電路DALI控制信號收發(fā)器微控制器電路EEPROM圖2-7DALI數(shù)字電子鎮(zhèn)流器的工作原理框圖圖2-7DALI數(shù)字電子鎮(zhèn)流器的工作原理框圖圖2-8數(shù)字可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器3DALI智能照明控制系統(tǒng)實驗設(shè)計3.1DALI智能照明控制系統(tǒng)實驗設(shè)計作為當(dāng)今世上最先進(jìn)的智能照明控制系統(tǒng)之一的DALI智能照明控制系統(tǒng)，其功能的強(qiáng)大不能簡單的交代清楚，文字的表達(dá)也只能描畫出它的一二。因此，構(gòu)建一個實驗系統(tǒng)，展示出DALI系統(tǒng)的功能和效果是最直觀最有效的方法。本實驗系統(tǒng)基于DALI協(xié)議構(gòu)建一個展示平臺，讓讀者更好的了解DALI系統(tǒng)的功能與效果。3.1.1功能概述構(gòu)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(yù)設(shè)、亮度調(diào)節(jié)，軟啟動軟關(guān)斷等復(fù)雜的照明控制功能，給學(xué)生展示一個聚集當(dāng)今智能照明先進(jìn)技術(shù)的實驗平臺。（1）使照明系統(tǒng)運行在全自動狀態(tài)。可預(yù)先設(shè)置若干場景，根據(jù)預(yù)設(shè)定的時間自動地在各種工作狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。（2）照明設(shè)備的聯(lián)動功能。當(dāng)實驗平臺內(nèi)有事件發(fā)生時，需要的照明組能夠做出相應(yīng)的聯(lián)動配合。（3）智能調(diào)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(qiáng)弱進(jìn)行智能調(diào)光，從而能夠充分利用自然光實現(xiàn)節(jié)能的目的。3.1.2方案設(shè)計本方案采用DALI智能照明控制系統(tǒng)。DALI是專用的照明控制協(xié)議，它是一項標(biāo)準(zhǔn)化、開放的數(shù)字通信協(xié)議（IEC60929）,它定義了電子鎮(zhèn)流器與控制器之間的通信方式，允許控制器和熒光燈、白熾燈等照明燈具之間的通信，DALI不能用于其他控制系統(tǒng)。DALI鎮(zhèn)流器內(nèi)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(jìn)行調(diào)光控制。通過DALI系統(tǒng)發(fā)出指令，可.不必在主回路上設(shè)計開關(guān)。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(shè)置，可容易改變照明的場景、功能，而不需要改變硬件。當(dāng)照明系統(tǒng)需要擴(kuò)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(luò)上即可，不需重新配線。DALI鎮(zhèn)流器的編址是在系統(tǒng)調(diào)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(guān)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。結(jié)合本智能照明實驗系統(tǒng)的功能要求，DALI網(wǎng)絡(luò)上需配置有為DALI網(wǎng)絡(luò)提供電源的DALIPS；5.7寸彩色觸摸式屏幕x-touchPANEL,以實現(xiàn)燈光尋址編程菜單界面功能；控制兩個照明燈組的模塊DALIGC,用以實現(xiàn)開關(guān)調(diào)光功能；控制四個燈光場景模塊DALISC，通過普通點動開關(guān)分配給相應(yīng)的燈光場景；超小型繼電器模塊DALIRM,可根據(jù)DALI指令開關(guān)各種電氣負(fù)載；以及用以實現(xiàn)人體紅外開關(guān)，室內(nèi)與自然光補(bǔ)償照度可配合遙控器使用的DALIMsensor等；綜上所述，DALI智能照明控制系統(tǒng)電路圖3-1如下(此圖為銳高公司開發(fā)的DALI智能照明控制系統(tǒng)最新的結(jié)構(gòu)圖)[14：圖3-1DALI智能照明控制系統(tǒng)電路圖3.1.3展示實驗平臺布線圖展示實驗的目的在于對DALI智能照明系統(tǒng)的各種功能和具體表現(xiàn)有一個感性認(rèn)識，通過該展示實驗平臺，我們可以看到整個DALI智能照明系統(tǒng)是如何運作，控制模塊如何對燈具進(jìn)行實時有效的控制，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(yīng)紅外線探頭對外部環(huán)境變化使得燈具的變化等。本智能照明實驗系統(tǒng)中，所有電氣零件、燈具、電子鎮(zhèn)流器等全部使用奧地利銳高(TridonicAtco)公司的產(chǎn)品。在此，特別鳴謝銳高公司廣州總代理達(dá)世威電氣有限公司的銷售主管/DALI系統(tǒng)項目主管李博先生的技術(shù)支持。本實驗系統(tǒng)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?qū)W生展示較為完整的、先進(jìn)的DALI智能照明控制系統(tǒng)。本實驗系統(tǒng)有兩大部分組成，分別是燈具展示部分和監(jiān)測控制部分。具體布線圖3-2如下：111r-i111r-i1、燈具展示部分燈具展示部分由5個燈具組合模塊構(gòu)成。它們分別是熒光燈色溫展示組、熒光燈場景模式組、LED燈組、非電子鎮(zhèn)流器控制組、熒光燈色彩展示組。通過不同的組合模塊的表現(xiàn)，充分現(xiàn)實出DALI智能照明控制系統(tǒng)對各種不同燈具的適用性和全面的控制性能。⑴熒光燈色溫展示組該組主要表現(xiàn)出DALI智能照明系統(tǒng)對光源的色溫可調(diào)節(jié)性。如圖3-3，熒光燈色溫展示組是在一個長1180mm寬250mm深110mm的槽里構(gòu)建的一個燈組。里面有4支T8型28W的熒光燈（2700K\6500K各兩支），槽外有用于混色的白色遮光罩蓋住。4支熒光燈分別單獨使用DALI數(shù)字尋址照明接口可調(diào)光鎮(zhèn)流器控制。通過可觸摸控制面板或者計算機(jī)分別調(diào)節(jié)每支熒光燈的色溫，通過遮光罩的混合，達(dá)到調(diào)節(jié)整個燈組色溫的效果。圖3-3熒光燈色溫展示組⑵熒光燈場景模式組該組主要表現(xiàn)出DALI智能照明系統(tǒng)對燈組場外部環(huán)境的適應(yīng)性和場景變化的可調(diào)性。如圖3-4所示，熒光燈場景模式組由6支T5型14W熒光燈組成。每支熒光燈分別單獨使用DALI數(shù)字尋址照明接口可調(diào)光鎮(zhèn)流器控制。通過可觸摸控制面板或者計算機(jī)設(shè)定該組燈組的場景模式或者開關(guān)時間、亮度等，或者可以DALIMsensor綜合傳感器進(jìn)行聯(lián)動，進(jìn)行自動控制場景模式和調(diào)節(jié)燈組。nh 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a—to-50^⑶LED燈組如圖3-5所示，LED燈組在一個1600mm*200mm的區(qū)域里構(gòu)建的一個燈組模塊。該模塊里，預(yù)設(shè)置了有4個由LED小燈拼成的英文字母“D”“A”“L”“I”每個字母燈塊分別單獨由DALI數(shù)字可調(diào)光LED電子轉(zhuǎn)換器控制，由可觸摸控制面板或者計算機(jī)設(shè)定其工作模式。通過設(shè)定，字母燈塊會根據(jù)設(shè)定的程序和內(nèi)容表現(xiàn)出不同的顯示效果，如閃爍、變色等。如圖3-6所示為LED燈的RGB控制器［14］。HLDALI1圖3-5LED燈組圖3-6LED燈的RGB控制器⑷非電子鎮(zhèn)流器控制組該組主要表現(xiàn)出DALI智能照明控制系統(tǒng)對白熾燈、鹵素?zé)舻葌鹘y(tǒng)熱輻射發(fā)出可見光的電光源的使用性以及對這類燈的可控性。如圖3-7所示，該模塊預(yù)設(shè)置了白熾燈、射燈、天花節(jié)能燈各一盞，分別由低壓鹵素?zé)鬌ALI數(shù)字可調(diào)光變壓器和白熾燈DALI上沿和下沿移相調(diào)光器分別控制。通過可觸摸控制面板或者計算機(jī)設(shè)定該組燈組的開關(guān)時間、亮度等。圖3-7非電子鎮(zhèn)流器控制組⑸熒光燈色彩展示組該組主要表現(xiàn)出DALI智能照明系統(tǒng)對燈組的色彩的調(diào)節(jié)展示。如圖3-8,熒光燈色溫展示組是在一個長1180mm寬280mm深110mm的槽里構(gòu)建的一個燈組。里面裝有T8型28W三色熒光燈各一支（分別為紅、綠、藍(lán)），槽外有用于混色的白色遮光罩蓋住。3支熒光燈分別單獨使用DALI數(shù)字尋址照明接口可調(diào)光鎮(zhèn)流器控制。通過可觸摸控制面板或者計算機(jī)分別調(diào)節(jié)每支熒光燈的色彩亮度，通過遮光罩的混合，達(dá)到調(diào)節(jié)整個燈組色彩變化的效果。圖3-8熒光燈色彩展示組2、監(jiān)測控制部分⑴監(jiān)測部分監(jiān)測原件使用一個綜合傳感器作為對外界光照度或者人的活動的監(jiān)測。如圖3-9所示，本系統(tǒng)使用銳高公司的DSI-SMART監(jiān)測原件。該原件能夠?qū)Ρ槐O(jiān)控的環(huán)境的光照度進(jìn)行采樣，然后以數(shù)字信號傳輸給控制模塊進(jìn)行燈具的光調(diào)節(jié)，達(dá)到光輸出恒定作用。另外，該原件配有完整的檢測裝置，一個探測器和供選擇的紅外遙控器（SMART控制器），用于燈具內(nèi)置和外置安裝。圖3-10為該原件的實物圖［14］。圖3-9DSI-SMART監(jiān)控原件圖3-9DSI-SMART監(jiān)控原件圖3-10DSI-SMART監(jiān)控原件實物圖⑵控制部分控制部分由兩小部分組成，一為可觸摸控制面板DALI-touchPANEL,另一部分由一個場景控制模塊和兩個可聯(lián)接普通點動開關(guān)組成。如圖3-11圖3-11展示平臺控制部分第一部分可觸摸控制面板DALIX-touchPANEL是銳高公司的新產(chǎn)品。如圖3-12為該面板的實物圖。該面板具有5.7英寸的彩色觸摸式屏幕，應(yīng)用X-touchPANEL的RGBLED作為背光照明。它的控制功能有：手動調(diào)光和開關(guān)、手動場景選擇、時控場景選擇序列（最多可設(shè)置99個場景）、日歷日期控制式場景選擇（最多可設(shè)置7個日期）、可人工設(shè)置各個場景等并能夠通過接口對計算機(jī)上的軟件進(jìn)行更新［14］。圖3-12DALIX-touchPANEL控制面板實物圖

第二部分為一個場景控制模塊和兩個可聯(lián)接普通點動開關(guān)組成，主要負(fù)責(zé)對燈具的預(yù)設(shè)好場景的選擇和燈具開關(guān)控制。如有必要可以增加模塊和開關(guān)，這樣可以實現(xiàn)更多的場景模式的轉(zhuǎn)換和更靈活的燈具開關(guān)。如圖3-13為四路場景開關(guān)模塊（SC）,圖3-14為兩路可聯(lián)接普通點動開關(guān)模塊［14］。圖3-13DALI四路場景開光模塊實物圖圖3-14DALI兩路可聯(lián)接普通點動開光模塊實物圖⑶網(wǎng)絡(luò)連接部分網(wǎng)絡(luò)連接部分由DALI總線連接出一個轉(zhuǎn)換EIB接口，一個轉(zhuǎn)換USB接口，可實現(xiàn)對EIB總線和計算機(jī)的連接。如圖3-15。使用一個銳高的DSI-EIB轉(zhuǎn)接口和一個DALI-USB轉(zhuǎn)接口。如圖3-16為DSI轉(zhuǎn)換EIB接口、圖3-17為DALI轉(zhuǎn)換USB接口［14］。DSI-E1B□ALI-圖3-15展示平臺網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接部分圖3-16DALIDSI-EIB轉(zhuǎn)換接口實物圖 圖3-17DALI-USB轉(zhuǎn)換接口實物圖3.2學(xué)生實驗平臺本學(xué)生實驗是一個簡單的DALI智能照明控制系統(tǒng)。本實驗是上面展示系統(tǒng)的一部分（熒光燈色彩展示模塊和控制模塊）。我們通過構(gòu)建一個簡單的DALI智能照明控制系統(tǒng)，讓學(xué)生自己動手對DALI系統(tǒng)的操作，使學(xué)生對該系統(tǒng)有一個更深入的認(rèn)識。如圖3-18所示，該系統(tǒng)由熒光燈色彩模塊和控制模塊組成。首先，我們會預(yù)先使用可觸摸控制面板DALI-xtouchPANEL對該系統(tǒng)的三盞熒光燈（紅、藍(lán)、綠三色）進(jìn)行尋址和確認(rèn)。當(dāng)三盞熒光燈和各DSI-EIB接口、DALI-USB接口的地址確認(rèn)后，就可以拆除可觸摸控制面板（拿到另外一套學(xué)生系統(tǒng)使用）。當(dāng)所有地址確認(rèn)后，就可以把整個系統(tǒng)給予學(xué)生作為實驗用系統(tǒng)。學(xué)生能夠通過計算機(jī)設(shè)置每盞熒光燈的光亮度，在遮光罩的混色下，可以顯示出豐富的色彩。另外，也可以對該系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，可加入場景控制模塊或者可聯(lián)接普通點動開關(guān)，作為非計算機(jī)的控制。當(dāng)然，這需要預(yù)先在可觸摸控制面板或者計算機(jī)中設(shè)定場景模式或者開關(guān)狀態(tài)。a raa itg ^10LSI-EIB呻LI——衛(wèi)凸口物七DU匚hPftNFL圖3