数字可寻址照明接口 第102部分摘要简述了目前灯光和照明两类不同用途的几种主流总线控制技术，简单分析了其主要功能、区别及 优缺点。由于 IEC 62386数字可寻址照明接口系列标准中所涉及的照明控制技术考虑了各种照明 产品本身的具体特性，因而最适合普通照明应用。关键词灯光及照明控制总线协议IEC 62386Intelligentized Lighting Techniques and Standard forDigital Addressable Lighting Interface( )Li Zili( Guangdong Testing Institute for Product Quality Supervision，Guangdong Guangzhou510330)Abstract:The paper briefly describes several kinds of mainstream bus control techniques for the different purposes of stage lamplight and lighting，and analyzes their main functions，differences，advantages and disadvantages. It is the most suitable intelligentized lighting control techniques for general lighting，because IEC 62386 Digital Addressable Lighting Interface series standards deal with the characteristics of many kinds of products themselves.Key words: stage lamplight and lighting control; bus; protocol; IEC 62386前言灯光及照明控制技术随着电子技术和计算机技 术的发展而不断发展。20 世纪 60 年代，为 了提高控 制精度和灵活性而出现的直接数字控制技术 ( DDC) 随即被应用于自动照明控制;20 世纪 80 年代末期及90 年代，随着计算机网络技术在控制系统中发展应0 ，现场总线的工业控制技术很快发展成为主流技 术。基于现场总线技术的智能灯光及照明控制系统 是以现场总线为纽带把单个分散的灯具或测量装置 联接起来，使之相互沟通信息，共 同完成局部灯光及 照明智能控制任务，并且0结合互联网技术可实现远程 或更大范围的智能灯光及照明控制。智能灯光及照 明控制适应了灯光及照明控制向分散化、网络化、智 能化发展的方向。IEC 62386数字可寻址照明接口系列标准的出 台标志着全球智能照明新时代的开始。智能照明控 制技术与迅猛发展的 LED 照明技术相结合将对照明 产品及照明工程应用产生巨大的影响。同时，照明节 能也从光源节能、灯控制器等部件节能、灯具节能发 展到节能效果更明显的照明工程智能管理节能，这对 照明行业的发展将产生重要的推动作用。0 灯光及照明控制分类及控制方式1. 1 灯光及照明控制主要分为室内外灯光 ( 包括舞 台灯光) 控制和室内外照明控制两类。1. 2 灯光及照明控制方式主要有传统灯光及照明控 制方式、自动灯光及照明控制方式、智能灯光及照明 控制方式。合理和正确地选用控制方式是实现灯光 及照明实用性、舒适性、艺术性和节能性的有效手段。李自力:智能照明技术与数字可寻址照明接口标准371. 2. 1 传统灯光及照明控制方式 这类方式利用供电线路中的手动开关来人工控制灯光和照明灯具的通断;利用供电线路中的手动调 节器来人工调节并实现灯光和照明灯具的调光控制。 传统灯光及照明控制方式相对简单、直观。但由于整 个系统中的手动开关、手动调节器分散而无法实现方 便和有效地管理。1. 2. 2自动灯光及照明控制方式这类方式利用直接数字控制 ( DDC) 技术来集中 控制灯具的开关和调节，一般是由人工操作使控制中 心发出信号，通过直接数字控制器来控制供电线路中 执行器件的分合，实现灯具通断控制和调节。自动灯 光及照明控制方式解决了传统控制方式的相对分散 和无法方便而有效管理等问题。但是由于采用“点对点”的连线方式，使 得系统需要有与灯具数量相当 的控制线路，大量的布线成本使系统难以考虑高质量 的调光控制功能。1. 2. 3 智能灯光及照明控制方式 基于现场总线技术的智能照明控制技术可根据不同区域的功能或用途、不同的时间、环境亮度来实 现对灯光及照明设备的集中统一管理和监控，并结合 现代照明技术、照明艺术科学地管理照明设备。智能照明控制系统可以是楼宇自动化系统的一 个子系统，也可以不依赖于楼宇设备自动管理系统而 独立运行。它不仅可以实现开关控制和调光控制，还 可以预设许多照明场景，并根据时间、场所的功能、室内外照度自动调整场景，在照明参数指标方面达到实 用要求的同时，使人在舒适并富有艺术气息的照明环 境里学习、工作和生活。0 室内外灯光 ( 包括舞台灯光 ) 控制系统和室内外 照明控制系统2. 1 室内外灯光( 包括舞台灯光) 控制系统 室内外灯光( 包括舞台灯光 ) 控制系统主要应用于舞厅、文艺晚会、体育盛会开闭幕式等场合。例如 在 08 年奥运会、上海世博会、广州亚运会中都有大量 应用。其中亚运会开闭幕式使用了 2 000 多台探照 灯、2 000 多台电脑灯等专业灯具及大量大型 LED 显示屏，在珠江两岸 7km 左右的区域打造了全球最大 规模的灯光城市行为艺术。舞台类灯光控制系统的特点是控制的灯光灯具数量多，每台灯具功能多、变化快。主要控制功能包 括开关、调光、调色( 机械式电机带动，或 RGB 电子调 色) 、激光扫描、摇摆等; 变化模式有隔行跳变、跑马 方式、流水方式、渐亮渐暗、简单符号显示等;还可通 过网络连接 PC 端软件将文字、FLASH 动画、视频、图像等媒体信息表现出来。因此，可 控节点多、功能变 化多、控制速度快是它的基本要求;而很多场合对控 制准确度要求并不高，例 如探照灯的摇摆角度、调色 色度偏差一点问题不大。另一方面，因为整个控制系 统使用时间一般只有几个小时，为了达到视觉冲击震 撼力和艺术效果而需要灯光时常快速变化，所 以，舞 台类灯光控制一般对节能不太关注。2. 2 室内外照明控制系统 室内外照明控制系统的功能是使照明环境舒适，便于人们的学习、工作和生活。因此，它 的照明控制 特点是控制的照明灯具数量不多、每台灯具功能不 多、相当长时间不变化。因此，系 统可控节点要求不 多( 控制灯具多的整栋楼宇智能照明控制一般是通 过多个子网互联而解决 ) 、速度要求不高是它的基本 特点。同时，对照明实用性、舒适性、节能性以及照明 控制准确度( 例如调光稳定度) 要求高。0 智能灯光控制系统和智能照明控制系统智能灯光控制和智能照明控制系统的组成方式 主要有总线型、电力线载波型、无线网络型等。其典 型控制总线协议主要有:DMX 总线、i bus 总线、X 10 总线、C bus 总线、HBS 总线以及 DALI 总线等。3. 1DMX 总线DMX 是 Digital multiplex( 数字多路复用 ) 的英文 缩写。DMX512 协议最先是由 USITT( 美国剧院技术 协会) 发展而来的。DMX 512 /1990 协议的全称是“DMX 512 /1990 Digital Data Transmission Standard For Dimmer And Controllers( 调光器与控制台用数据 传输标准) ”。它是一种单向传输协议，不 具备设备 管理的功能，即只是控制台发出指令，调 光器接收并 执行指令，控制台不知各调光器是否接收到并正确执 行指令。2000 年的修订版 DMA512A 已能实现双向 传输，即 调光器可向控制台反馈自己的部分信息。DMX512 主要用于并基本上主导了室内外舞台类灯 光控制的大部分市场。当然也可以用于室内照明，但 由于成本及功能等因素，室内照明应用很少。期DMX512 是围绕工业标准 EIA 485 针对接口、 电压、电流等的“电 ”端接口设计的。数据发送基于 一种 8 位异步串行协议，带 1 个开始位( 低电平 ) 和 2个停止位 ( 高电平 ) ，没 有奇偶校验。因此 1 个数据 帧有 11 位元。由于每一位的宽度是 4s，所以发送 1个帧需要 44s 的时间。发送 1 个连续的数据流，则 会产生 250kb / s 的波特率。全数字 DMX512 调光系 统基本包括:DMX512 数字信号传输协议、数字触发 器、数字调光台、数字信号解码处理器。(1) DMX512 数字信号传输协议:以帧为单位，每 帧数据由同步头和 512 个字节组成。按串行方式进 行数据发送和接收，数 据传输速率为 250kb / s ( 比室 内智能照明控制要求快百倍) 。DMX512 信号的同步 头告诉接收设备:后面有 512 个字节( Byte) 的串行数 据发送过来，请 做好接收准备工作。对于调光系统， 每一个字节数据表示调光亮度值。用 2 位十六进制 数表示( 从 OOH FFH) ，其 中 OOH 表示 100% ，第 1个字节表示第 1 路亮度值，第 2 个字节表示第 2 路亮 度值，厖第 512 个字节表示第 512 路亮度值。DMX512 信号的另外一个重要特性是信号差分 输入工作模式。当干扰信号同时加在正信号线和负 信号线上，采用信号差分输入时，输 出端能滤除这类 干扰信号，有效地提高系统的抗干扰能力。此外，数 据传送距离每段可达 1 000m。总线尾端应接一个120 的电阻，否则可能会失配而发生数据紊乱。(2) 数字触发器:有触发导通和触发关闭两种工 作方式。触发关闭方式对电力系统的谐波干扰要比 触发导通方式低，它是近年来研究出来的较为先进的 触发方式。(3) 数字调光台:电脑处理系统通过输入接口将 推杆信息( 如分控杆、集控杆、总控杆等 ) 、按键信息 ( 如记录场、集控、效果等 ) 收集起来进行处理。处理 结果通过输出接口转化为 DMX512 信号分别输出到 相应的 DMX 信号输出口上，同 时在显示器上显示出 相应内容。(4) 数字信号解码处理器:将 512 个串行数据接 收并存入 MCU 的 RAM 存储缓冲区中。在时序节拍 的控制下，数字信号解码器中的 MCU 根据电网的同 步信号及 RAM 存储缓冲的调节亮度数据，输 出触发 脉冲控制晶闸管进行调光输出。以上是全数字 DMX512 调光系统基本配置。DMX512 系统还可采用分布式、模块化的计算机网络 技术控制系统。通讯接口采用计算机通讯中通用的EIA 485 标准，采 用光纤 ( 网线 ) 传输控制信号，向 下通讯采用标准 DMX512 信号，可 控制 512 个 DMX通道;向上通讯基于 TCP / IP 方式，实现多个 DMX512子系统的半网络化或全网络化大范围控制，并进一步 实现更有效和更完善的灯光设备管理。3. 2 i bus 总线i bus 总线是基