在我们的上一篇文章:蓝牙mesh网络与DALI——天作之合中,我们了解了蓝牙mesh网络与DALI合作的历史和优势。在这篇文章中,我们要更加详细地了解这一强强联手的背后原理以及蓝牙mesh网络和DALI的连接方式。

为了说明蓝牙mesh网络与数字照明接口联盟DiiA旗下品牌DALI的连接方式,我们先从灯具开始说起,比如办公室天花板上的灯槽、长条形的悬挂式灯具等。尽管外形尺寸不同,但灯具的内部都非常相似,包含一个光源(LED)和一个驱动器(为LED提供电源)。一般情况下,灯具还带有空间使用和亮度传感器。该传感器通过模拟线路(0-10V线路)控制驱动器。当电压为0V时,驱动器关闭;当电压为10V时,驱动器达到最大功率,而中间的任何电压都被转换为(近似)灯具亮度。例如当电压为4V时,驱动器将灯具亮度调低至约40%。这就是过去的模拟灯具。

数字化灯具

随着蓝牙mesh网络的到来,传感器通过mesh网络加入到灯具中。之前的传感器设备一般包括空间使用和环境光亮度传感器,现在还加入了微处理器和蓝牙无线电(通常以集成系统芯片的形式加入)。不同于盲目控制驱动器,传感器可以通过mesh网络交换信息,发布自己的数据并订阅其他传感器。严格来说,在蓝牙mesh网络中,由于无法处理接收到的数据,一个传感器无法订阅另一个传感器。

这让蓝牙mesh模型库中最强大的“武器” —— 照明控制器(the lighting controller, LC)有了用武之地。LC是一种在传感器内部微处理器(或芯片级系统SoC)上运行的软件,可将哑传感器(dumb sensor)转换为配备智能传感器的照明控制器。

小型化设计让该设备看起来仍像一个传感器,但它的功能更强大,能够驱动整套照明控制策略,例如有人、无人或日光模式等。而且它的行为就像智能生物中的细胞一样,能够通过协调动作与邻近的灯光来实现完全同步的动作。所有这一切都无需配备在上一代联网照明系统中常见的中央控制器。传统的控制盒不见了,嵌入在灯具传感器中的分布式控制器将照明网络变成了一个集体式的智能照明系统。由于每个灯具都实现了完全的自主化,因此该系统不存在单点故障,不过每个灯具之间还是能够实现完全同步。

数字DALI总线

在如今这个通过DALI实现的数字化照明世界中,传感器控制器和驱动器之间的0-10V控制线已被数字总线(digital bus)取代。该总线的构造非常简单 —— 只有两条普通线路。第一,这种双线制总线能够同时提供通信和电源,因此传感器不需要连接任何外部电源,而是由DALI总线供电。第二,通过DALI总线进行的通信是数字通信,因此不会有近似化的余地,意味着不会再出现”约40%”这样的近似值,而是能够调节到恰好40%(或要求的任何其他亮度),这就如同模拟黑胶唱片和光盘之间的精度区别。第三,DALI不但支持控制命令,而且还支持可以反馈部分数据的查询,而这在模拟灯具中是不可能实现的。严格来讲,按照DALI的术语,具备所有联网、传感和控制功能的蓝牙mesh设备已经成为一个灯具内的应用控制器。

现代化的DALI驱动器(称为D4i驱动器)能够采集大量数据。由于通过DALI总线实现了双向数字通信,因此该驱动器可以采集所有这些数据并将这些数据发送至蓝牙网络进行进一步的处理和分析。

如要更深入地研究如何将蓝牙mesh网络用作灯具间的照明控制和管理系统,请查看技术文件:构建基于蓝牙mesh网络的传感器型照明控制系统。

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