A870X主板基于AMD 870+SB850... 另外,主板上配备了LED指示灯,...
张政宽
[摘 要]本文介绍一种针对体育馆所采用的稳定可靠的485总线技术与DALI数字控制技术的大功率LED照明控制系统，它能够在恶劣的环境，实时，准确，可靠的对每一盏LED进行控制功率输出，故障检测，灯具信息反馈。同时，在原有的节能基础上实现二次节能，对于庞大的体育管管理，工作人员只需在电脑前就可以管理所有场地。
[关键词]KNX总线，DALI总线；以太网；节能；LED智能控制
中图分类号：U366 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）19-0315-01
引言
LED作为照明光源，相比于传统光源，能耗方面有了极大降低，但是随着数量众多，也会成为能源负担。大部分场所没必要全部照明灯具都需要打开，白天和晚上也没必要满功率运行，所以对照明分区，分时进行管理十分有必要。
因此，设计一种针对LED室内管理系统十分有必要，也非常符合LED的调光特性。KNX总线作为上层总线，DALI总线作为灯具下层网络，其曼彻斯特特性，具有抗干扰性强，稳定性好，速率高等优点。两种总线的应用，无论是从硬件层还是软件层，都适用于各种场合，尤其是在照明管理系统中，提供了一种标准的，安全的，稳定的通信链路。本文重点针对“基于KNX总线+DALI的LED体育馆照明管理系统”方案的选取实现，系统架构，运行实效等，进行了详细说明，以填补体育馆照明的空白。
1 方案实现
在该照明管理系统的上层采用KNX总线分布式控制系统，下层采用国际通用的DALI数字照明控制系统，下面简单介绍下系统各方面优点。
a） 一主多从的系统，主控故障，整个系统崩溃。分布式系统，每个子模块互不影响，独立工作，系统更加容易扩展，便于编程，逻辑简单，互不干扰，方便维护，更加安全，可靠性更高，可以作为智能照明，智能家居和智能楼宇的潮流控制方式。
KNX是一种基于事件控制的分布式总线系统。系统采用串行数据通讯进行控制、监测和状态报告。所有总线装置均通过共享的串行传输连接（即总线）相互交换信息。数据传输按照总线协议所确定的规则进行。需发送的信息先打包成标准传输格式（即报文），然后通过总线从一个传感装置（命令发送者）传送到一个或多个执行装置（命令接收者）。可以多个控制面板或多个传感器对一个或者多个目标进行控制，具有良好的防碰撞机制。KNX总线免去了复杂的布线，所有设备挂在总线上，采用手拉手连接，不分先后，不分优先级，硬件底层是485，差分传输，信号抗干扰能力强，传输距离在不加中继器的情况可达到1000米，线才要求低，使用超五类双绞线即可。
b）DALI协议是由DALI AG（DALI照明协会）提出的十进制数字可寻址照明控制（Digital Addressable Lighting Interface）接口，是一个数据传输协议，在传统应用中它定义了电子镇流器与设备控制器之间的通信方式。物理传输使用曼彻斯特编码，采用两根1.5平方米线才即可，不分正负，采用边沿检测技术，接线简单，传输可靠。传输协议可以实现单灯调光、分组调光、情景亮度，实时的单灯反馈，检测灯具好坏状态。同时兼容国际标准，是国际先进的灯光控制标准协议，适用各个使用DALI灯具的厂家，日后维护方便。
c）远程监控或者管理时，每个KNX总线的分支网络留有以太网接口，方便服务器接入，客户端进行远程控制或者监控。可以把所有分支网络管理控制，在电脑前面可以把所有网络或者单独网络的照明控制起来。搭配网络摄像机，可视观察每个区域人员或者照明情况，在客户端可以方便控制区域照明。
2 系统简介
该系统由监控中心软件，KNX子网设备，DALI子网设备组成。
a）监控中心软件
①：监控中心通过以太网连接到各个子网KNX总线的网络交换机，对网络交换机发送检测和控制命令。也能上传的灯具数据进行分析，整理相应的信息。
②：监控中心可以通过网络摄像头，查看每个区域人员和场所使用情况，及时针对对应的区域实行灯光操作。
③：监控中心可以对任意一盏灯，或者多灯进行分组，分情景操作。还可以根据灯具信息，自动查找故障灯具，并实施警报。
b）KNX子网
KNX子网，由总线电源，KNX网络交换机，DALI模块，光照度传感器，控制面板组成，通过KNX总线手拉手连接起来。
①：总线电源为各个模块提供电源，各个模块数据交换通过总线双绞线完成，电源为DC24V。
②：KNX网络交换机，是上层监控中心和下层网络通信桥梁，负责把上层监控中心数据发到下层网络和上传下层网络数据到上层监控中心，每个子网最多可以管理255个地址设备。
③：控制面板，可以通过监控中心进行编程，根据场地照明需求，把灯具信息编辑到对应的每一个按键中，如分组，分情景等。同时面板也可以控制照度传感器开关，自动运行时把照度传感器打开，需要手动调光时把照度传感器屏蔽。
④：DALI模块负责把KNX总线命令转换为DALI总线命令，每个DALI总线由64个DALI地址组成，可以对灯具进行编地址，分组，分情景，设定初始值，最大亮度值，最小亮度值等。
⑤：照度传感器，可以通过监控中心设定不同亮度等级对应灯具调光值，达到恒照度的照明环境控制，不同区域照明，需要装置多个照度传感器，每个传感器的控制目标通过监控中心软件设定。
c）DALI子网
DALI子网，由带有DALI驱动的灯具构成，总地址数量不超过64。通过1.5平方两根信号线组成，最大长度不超过250米。该子网遵循主从的控制方式，通过接受DALI模块的命令，可以对灯具实施功率控制，分组控制，分情景控制，采集灯具信息等。
3 运行实效分析
自安装以来，和没有安装前的传统方式进行了分析对比，下面以一个体育馆为例子，进行简要分析（表1）。
注：
①：每個按照，10：00--22：00来计算，白天使用照度传感器和分区域控制方式，晚上安装最大功率分区域控制方式，保持地面照度为200LX。
②：电费按照工业用电收费标准1.0元1000KW.h
③：工人每月工资安装3000元标准，使用控制系统，通过监控，可以减少至1人
综合上述所述，没有安装控制系统时，每年所需的总费用为194400元，安装控制系统每年费用为46800元，控制系统为每年减少近15万开支，根据LED使用寿命长的特点，按照5年来计算，总共节省近75万。
4 结论
该“基于KNX总线+DALI的LED体育馆照明管理系统”具有使用费用低，稳定可靠性高，方便日常使用，便于控制等特点。能够很好地解决大型公共场所的照明控制问题，特别是营业性体育馆的管理和维护，在节能和日常管理方面有极大的帮助，值得推广和应用。
