一种智能照明总线系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种智能照明总线系统及其控制方法，包括ＰＣ机和轮流作为主控制器的网关和节点设备，ＰＣ机与网关相连，网关与节点设备相连，所述的网关和和节点设备上均有一个集成了ＵＡＲＴ收发器的微处理器。所述的微处理器是通过４８５接口芯片通信，增强型４８５接口芯片ＭＡＸ４８７的信号输入端Ａ、Ｂ设有防接错电路。该系统成本低廉，运行稳定可靠，可接入节点数多，响应速度快。其控制方法利用了改进型时分多址网络结构、自动切换主控制机、配置信息备份和恢复。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子技术的总线控制系统，特别涉及一种照明总线系统及控制方法。
技术介绍
传统机械式开关照明系统，功能简单、布线复杂、扩展性差，已渐渐不能满足人们 的要求，随着电子技术、通信技术和控制技术的发展，网络化的总线型智能照明应运而生。 市面上智能照明总线形式有多种，各有优点，但也各有其缺陷和不足。如DALI总线接线简 单，但通讯距离较近，支持的网络节点数少；基于CAN、 lonWorks的总线通讯距离远，速度 快，支持分布式实时控制，但CAN、 lonWorks的控制芯片成本较高。目前智能照明总线应用 较多的还是基RS-485总线的系统。 RS-485是一套成熟的总线接口 ，采用平衡发送和差分接收方式实现通信，抗共模 干扰能力强，通讯距离远，通讯速度最大达到10Mbps，硬件成本低，程序简单，使用增强型的 485接口芯片，可以达到128个或者256个节点，最大的可以支持到400个节点。而采用 RS-485总线的智能照明系统又有主机式结构和分布式结构之分。主从式结构RS-485总线 采用一主多从的方式，收发接口电路简单，但是由于主节点要不停的论询从节点，从节点之 间需要通信时还要经过主控器转发，节点数较多时，响应速度就会下降，另外一个更致命的 缺陷是，当主控器失效时，整个网络就会完全瘫痪。 分布式结构RS-485总线，采用多主方式，解决了主从式结构当主控器失效时整个 网络就会瘫痪的缺陷，并且节点数增多时，并不影响响应速度。该方式采用载波监听多址访 问/冲突检测(CSMA/CD)技术，也就是所有节点在发送前监听总线上是否有其他节点在发 送数据，如果有，就暂时不发送。另外在发送数据的同时，边发送边监听，如果监听到冲突则 冲突双方都停止发送。但该方式需要增加额外的硬件电路，编程比较复杂，相对主从式会增 加额外的成本，另外当多个节点同时要发送数据时，容易发生冲突，有可能会发生部分节点 不能正确发送出数据。此外，现在的智能照明系统基本都需要电脑根据需要对各个节点配 置信息，配置完成后一旦某个节点失效，更换新的节点时，又需要重新接上电脑进行配置， 这样一方面要求维护人员的有较高的专业知识，另一方面维护的速度比较慢，可能会影响 用户的正常使用。最后，智能照明总线大多采用4线制方式，其中2根线为总线电源，供总 线节点工作，另外两根线为通信线。现场使用中，经常发生电源线和通信线接错接反，造成 通信接口损坏。另外，由于总线走线距离比较远，在雷雨天气，雷电往往会通过总线传入系 统，造成通信接口损坏。
技术实现思路
针对上述智能照明总线存在的缺陷和不足，本专利技术需解决的问题是提供一种具有 改进型时分多址网络结构、能自动切换主控制机、配置信息备份和恢复和具有网络总线防 接错保护的智能照明总线系统及其控制方法。该智能照明总线系统又叫D-BUS智能照明总 线系统。 为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是一种智能照明总线系统，也称作 D-BUS智能照明总线系统，包括PC机和轮流作为主控制器的网关和节点设备，PC机与网关 相连，网关与节点设备相连，所述的网关和和节点设备上均有一个集成了 UART收发器的微 处理器。 进一步在上述D-BUS智能照明总线系统中，所述的微处理器是通过485接口芯片 通信，485接口芯片MAX487的信号输入端A、B设有防接错电路。所述的防接错电路是信号 输入A端通过瞬变二极管TVS1接地，B端通过瞬变二极管TVS2接地，在瞬变二极管TVSl、 TVS2之间串接有瞬变二极管TVS3，在瞬变二极管TVS1、TVS3之间的节点分别通过保险电阻 R3与485A连接和通过电阻R39接电源VDD，在瞬变二极管TVS2、TVS3之间的节点分别通过 保险电阻R41与485B连接和通过R40接地；在485A与485B之间设有放电管Tubel，放电 管Tubel接地。 所述的微处理器是通过485接口芯片通信，485接口芯片MAX487的信号输入端A、 B设有防接错电路。所述的防接错电路是信号输入端A通过保险电阻R35与485A连接，信号 输入端B通过保险电阻R41与485B连接，在信号输入端A、B之间串接有瞬变二极管TVS1、 TVS2，瞬变二极管TVS1、TVS2之间的节点接地。所述的节点设备是功能模块、功能器件或者 整机设备中的一种。 本专利技术还提供了上述D-BUS智能照明总线系统的控制方法，A、网关先作为主控制器，为节点设备分配通信权，先是节点设备1，然后是节点设备2……节点设备n， n是自然数，再到节点设备l，无限循环；B、轮到某个节点设备通信时，它以广播发送的方式将通信数据发给其它任何节点设备，从节点设备发送的数据都有约定好的结束标志字节，当主控制器接收到结束标志字节时，从节点设备释放了总线的控制权，然后主控制器又将通信权分配给下一个从节点设备，所有节点设备之间直接通信，不需主控制器作为过渡；C、总线系统经过搜索后，所有设备上存贮器ROM都保存了实际存在的节点地址，当主控制器失效后，总线就会空闲，当空闲超过预设时间后，原来处于从节点地位的设备就竞争成为主控制器；D、 PC机发送的系统配置信息通过网关转发给其它节点设备，转发过程中，网关分析预定义的通信协议，将所有节点设备的配置信息按地址保存在存储器EEPROM上。 进一步在上述控制方法中，所述步骤B的通信数据分为两种格式，主控器论询从节点时，主控器仅发送一帧11位的数据，若该从节点有数据要发送，则收到论询后，就以另外一种格式的数据包向总线广播发送命令数据，若该从节点无数据要发送，则仅应答一帧11位的结束标志字节0XFE，主控制器发出论询后，不管从节点有无命令数据要发送，主控制器只要收到结束字节标志OXFE，就知道从节点释放了总线控制权，于是接着论询下一个从节点。所述步骤B还包括系统接好线后，经过网关接上PC机，PC机上的监控软件发送搜索命令，将系统存在的节点地址搜索出来，并将节点地址然保存到设备上的过程。所述步骤C的预设时间是指从节点的设备根据自身地址值的高低确定总线空闲的时间。 与现有技术相比，上述D-BUS智能照明总线系统，包括PC机和轮流作为主控制器的网关和节点设备，PC机与网关相连，网关与节点设备相连，所述的网关和节点设备设有带串行接收器UART且防接错的微处理器。D-BUS智能照明系统除了具备开关控制、调光控制、场景控制、人体移动感应控制、环境亮度感应控制、空调控制、窗帘控制、投影幕布控制、时间控制、遥控控制、电脑控制、异地远程控制等强大功能外，还具有如下有益效果4 (1)总线接口硬件电路简单，成本低廉 (2)可接入节点数多。 一个D-BUS子系统最多可接入250个节点，多个子系统可 组网，最多可以250个子系统一起组网。则D-BUS系统最多可接入的节点数为250X250 = 62500个。 (3)响应速度快。单个节点响应速度达到10毫秒左右；128个节点响应速度最慢 256毫秒， 一般情况下小于200毫秒；250个节点时响应速度最慢500毫秒， 一般情况下小于 300毫秒，也即当按键按下到灯打开之间的延时间隔为300毫秒，300毫秒人基本上感觉不 到滞后。节点数越少，响应速度越快。 (4)通信距离远。在9600bps的波特率下，可靠通信距离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能照明总线系统，包括ＰＣ机和轮流作为主控制器的网关和节点设备，ＰＣ机与网关相连，网关与节点设备相连，其特征在于：所述的网关和和节点设备上均有一个集成了ＵＡＲＴ收发器的微处理器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何勇，
申请(专利权)人：惠州大景照明控制有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]