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随着社会经济的不断进步,人们对家居照明的节能化和智能化的要求不断提高,传统的照明控制方式显然已不能满足人们对生活照明的要求,智能家居照明系统应运而生。智能家居照明系统充分利用网络通讯技术、计算机技术和自动控制技术将建筑物内的各种照明设备有机的连接在一起,实现高效的管理和控制,具有高效节能、管理简单、控制多样化、重构灵活等特点。
本文选择了照明业界最近几年发展势头十分迅猛的基于DALI协议的智能家居照明系统作为研究对象,在深刻剖析DALI通信协议的基础上,结合国内居民的生活习惯和消费水平提出了相应的智能家居照明系统解决方案,并对系统各组成模块的关键技术进行了设计与实现。在智能照明成为当今家居照明界发展主流的背景下,进行全面而具有开拓性的工作,为家居照明行业的发展积累一些新的经验,提供新的探索思路和方法。
本文首先分析了智能家居照明系统的发展背景、国内外发展现状、研究意义及选题依据。在深入阐述DALI协议的电气特性、DALI系统编码与指令格式等的基础上,提出了一个基于DALI协议的智能家居照明系统总体方案。
本文研发了一个RS232-DALI网关,该网关是主控设备与从控设备的信号转换器。本文介绍了RS232-DALI网关的硬件体系结构,给出了硬件系统构造框图,并重点分析了硬件电路中MCU电路、RS-232接口电路、DALI接口电路、ISP调试下载电路的硬件构成与电路实现。同时,本文设计了该网关的系统软件功能模块图和系统主程序流程图,最后还给出了软件程序实现中的部分关键代码。
本文研发了一个DALI触摸屏控制器,该控制器是基于DALI家居照明系统的主控设备。本文给出了该控制器的硬件结构和电路图,定制与移植了一个嵌入式操作系统Windows CE.net,实现了控制器应用软件DALI Control2的研发,并将应用软件下载到嵌入式系统中运行,而且给出了软件主程序流程图和实现的部分关键代码。
本文研发了一个上位机控制软件,该控制软件可实现对照明系统的所有功能操作。本文深入剖析了该控制软件的设计原理和主程序流程图,并对软件的界面及功能进行了全面介绍。
此外,本论文还给出了家居照明系统的调试与实现过程。通过对系统各部分的构建与调试,本文成功的完成了嵌入式最小系统构建与实现。调试试验数据显示,智能照明最小系统硬件构建合理、软件可实现预期全部操作,输出波形符合要求,系统各指标正常,基本达到预期设计的所有目标。
最后,论文给出了本DALI智能家居照明系统的后续研发工作的改进措施,为以后系统的进一步完善及产品成熟指明了发展方向。