LED 智能照明控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與通信協(xié)議

  這幾年來(lái)城市景觀照明及室內(nèi)裝飾照明的霓虹燈和部分傳統(tǒng)光源將逐步被具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、可靠性高及可實(shí)現(xiàn)全彩變化的 LED 光源所取代。而 LED 智能照明控制系統(tǒng)中應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已成趨勢(shì)。各種網(wǎng)絡(luò)有不同的協(xié)議。目前用的較多的網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議主要有以下幾種。

  (1) TCP / IP 協(xié)議

  以太網(wǎng)（ Ethernet ）是當(dāng)前應(yīng)用最普遍的局域網(wǎng)技術(shù)。它很大程度上取代了其他局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。 TCP / IP 協(xié)議（ Transfer Control Protocol / Internet Protocol ）叫做傳輸控制／網(wǎng)際協(xié)議，又叫網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，這個(gè)協(xié)議是 Internet 國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議。用 TCP / IP 協(xié)議可實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的寬帶、距離、可靠和雙向等功能，這意味著在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)里可同時(shí)連接的設(shè)備更多，且連接的距離更長(zhǎng)，傳輸控制協(xié)議使 LED 裝飾照明系統(tǒng)的控制質(zhì)量和可靠性更高，雙向通信使設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和控制更有效，因而構(gòu)筑大規(guī)模可靠的 LED 裝飾照明系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)成本更低，這是以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支持的必然結(jié)果。
 TCP / IP 協(xié)議是互聯(lián)網(wǎng)的主體協(xié)議。 TCP / IP 協(xié)議的基本傳輸單位是數(shù)據(jù)包。 TCP 協(xié)議負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)分成若干個(gè)數(shù)據(jù)包， TCP 協(xié)議要求保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，因此是個(gè)傳輸控制協(xié)議，而 IP 協(xié)議保證數(shù)據(jù)的傳輸，因此是個(gè)地址協(xié)議。 TCP 控制器相對(duì)485控制的使用比例是4:6，中高端用戶傾向于使用 TCP 控制器， TCP 控制器的用戶越來(lái)越多也是潮流和趨勢(shì)。 TCP / IP 控制器的優(yōu)點(diǎn)：采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的流行通信協(xié)議，先進(jìn)性和性能都比較好，好多年都不會(huì)被淘汰。組網(wǎng)數(shù)量無(wú)限制，組網(wǎng)范圍廣，通信速度快，適合設(shè)備較多的系統(tǒng)。通信質(zhì)量穩(wěn)定，不容易受到外界干擾。如果用戶已經(jīng)有局域網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)可以不用重新鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)，利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)用在智能照明系統(tǒng)也較多。
(2) RS -485網(wǎng)絡(luò)。

在 IED 照明控制領(lǐng)域， RS -485傳輸方式較為通行，485總線是一種用于設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的、經(jīng)濟(jì)型的、傳統(tǒng)的工業(yè)總線方式，在只負(fù)載一臺(tái)485設(shè)備前提下，485總線傳輸距離可達(dá)到1200m，而一般只能在幾百米范圍內(nèi)。485芯片負(fù)載能力有三個(gè)級(jí)別﹣32臺(tái)、128臺(tái)和256臺(tái)，采用雙絞是因?yàn)?85通信采用差模通信原理，雙絞的抗干擾性較好。如設(shè)備越多網(wǎng)絡(luò)越復(fù)雜，受到干擾越大。組網(wǎng)范圍有限。在 LED 燈具內(nèi)置一片 MCU ( MCU 是 Micro Controller Unit 中文名稱為微控制單元，又稱單片微型計(jì)算機(jī)），控制并通過(guò)RS485接口芯片連接到RS485總線上，用一臺(tái)控制器對(duì)RS485總線上的每個(gè) MCU 發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。由于這種控制方式需要每個(gè)燈具設(shè)定地址。目前控制系統(tǒng)廠商盡管是用RS485協(xié)議，但標(biāo)準(zhǔn)還未統(tǒng)一，所以有的產(chǎn)品無(wú)法兼容。
(3)DMX512協(xié)議。

為適合 LED 燈飾行業(yè)的應(yīng)用，美國(guó)劇院技術(shù)協(xié)會(huì)（ USITT ）以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) TCP / IP 協(xié)議為基礎(chǔ)，針對(duì) LED 燈飾照明控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出DMX512協(xié)議，用于舞臺(tái)的調(diào)光與景觀照明的調(diào)光。DMX512是支持512個(gè)通道的，一般的全彩 LED 燈具是 RGB 色占用3個(gè)通道，DMX512控制器輸出的每路就可以連接170個(gè)燈具。目前DMX512也是應(yīng)用最廣泛的 LED 控制系統(tǒng)，實(shí)際上是 LED 景觀市場(chǎng)單獨(dú)的標(biāo)準(zhǔn)。由于DMX512也要設(shè)定地址，而DMX512最多只能控制512個(gè)通道，也就是512/3即170個(gè)全彩 LED 燈具，所以只能應(yīng)用在小規(guī)模 LED 控制系統(tǒng)中，如果要擴(kuò)大，采取電腦聯(lián)網(wǎng)辦法可以擴(kuò)展。

  由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、容易制作等原因，許多廠商都把DMX512協(xié)議的接口加到產(chǎn)品上。 DMX 接口的特點(diǎn)是采用5芯卡依 XLR 口，其中1芯接地，2,3和4,5芯傳輸控制信號(hào)（2,4為反相端，3,5為同相端），所有數(shù)字燈光設(shè)備均有一個(gè) DMX 輸入接口和一個(gè) DMX 輸出接口，DMX512控制協(xié)議允許各種燈光設(shè)備混合連接，在使用中可直接將上一臺(tái)設(shè)備的 DMX 輸出接口和下一臺(tái)設(shè)備的輸入接口連接起來(lái)，使用中母接口適用于發(fā)送器，而公接口適用于接收。

（4）串行 SPI 控制系統(tǒng)。

以級(jí)聯(lián)的方式進(jìn)行控制。由于這種控制方式的芯片是專為 LED 顯示屏設(shè)計(jì)的，而為顯示屏設(shè)計(jì)的 LED 驅(qū)動(dòng)芯片是多路的，如8路，16路，所以這種控制方式應(yīng)用較多的是在 LED 輪廓燈上。如果當(dāng)中有一個(gè) LED 驅(qū)動(dòng)芯片出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致整條總線通信中斷，因?yàn)槭羌?jí)聯(lián)方式。由于出線過(guò)多等各方面原因并不適合在 LED 點(diǎn)光源上應(yīng)用。

(5) DALI 總線控制系統(tǒng)。

 DALI 是歐洲提出來(lái)的一種燈光控制總線方案，在 DALI 系統(tǒng)中，每個(gè)燈具有一個(gè)地址，并有一組控制命令。可尋址范圍是144個(gè)燈，并能實(shí)現(xiàn)群控的能力。每個(gè) LED 燈具中使用一單片機(jī)完成了 DALI 數(shù)據(jù)的接收和 DALI 命令的控制。
(6）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)采用 ZigBee 、 WiFi 、 VLC 等通信協(xié)議。

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