[發(fā)明專利]基于數(shù)據(jù)總線的長距離數(shù)據(jù)傳輸裝置及智能燈具控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011637902.8
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112751739B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海雷特科技股份有限公司
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H05B47/18
• 代理公司: 珠海智專專利商標代理有限公司 44262
• 代理人: 林永協(xié)

本發(fā)明提供一種基于數(shù)據(jù)總線的長距離數(shù)據(jù)傳輸裝置及智能燈具控制系統(tǒng)，該數(shù)據(jù)傳輸裝置包括主控制器以及數(shù)據(jù)擴展模塊，主控制器通過數(shù)據(jù)總線與數(shù)據(jù)擴展模塊進行數(shù)據(jù)交互；數(shù)據(jù)擴展模塊包括主設備數(shù)據(jù)傳輸電路與至少一個子設備數(shù)據(jù)傳輸電路，主設備數(shù)據(jù)傳輸電路包括第一通信芯片、第一光電耦合器、第二光電耦合器、第一反相器以及微處理器，第一通信芯片輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)過第一光電耦合器后輸出至第一反相器，并經(jīng)過第一反相器輸出至微處理器；微處理器輸出的數(shù)據(jù)傳輸至第一反相器，并經(jīng)過第二光電耦合器后輸出至第一通信芯片。該智能燈具控制系統(tǒng)包括上述的數(shù)據(jù)傳輸裝置以及多個智能燈具。本發(fā)明能夠避免數(shù)據(jù)總線的干擾信號對微處理器造成干擾。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)領(lǐng)域，具體地，是一種基于數(shù)據(jù)總線的長距離數(shù)據(jù)傳輸裝置以及具有這種數(shù)據(jù)傳輸裝置的智能燈具控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著智能家居技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的家用電器越來越智能化，智能燈具是一種常見的智能電器。現(xiàn)有的一些智能燈具具有遠程通信的功能，例如智能燈具內(nèi)設置有控制器，控制器通過通信芯片接收外部發(fā)送的控制信號，并且控制智能燈具的工作，例如調(diào)節(jié)智能燈具的發(fā)光亮度或者色溫等。其中，DMX512通信協(xié)議是一種常見的用于智能燈具與外部控制設備進行通信的協(xié)議。

DMX512通信協(xié)議是一種數(shù)字化娛樂燈光設備領(lǐng)域的通用控制協(xié)議，被廣泛應用于娛樂照明行業(yè)，該通信協(xié)議因其簡單、實用和高效的特點，在包括電腦燈在內(nèi)的各種舞臺效果燈、調(diào)光控制器、控制臺、換色器、電動吊桿等各種舞臺燈光設備中得到了廣泛的應用。通過DMX512通信協(xié)議，可將市場上不同的信號類型的智能燈具進行統(tǒng)一控制，不管被控的智能燈具是什么類型，主控制器均可以實現(xiàn)預期的控制效果。

RDM協(xié)議是一種遠程交互協(xié)議，用于彌補DMX512通信協(xié)議單向性及連續(xù)性的缺陷，RDM協(xié)議可在DMX512通信協(xié)議的物理拓撲網(wǎng)絡下運行，幾乎不需要更改任何硬件修改，只需在DMX512通信協(xié)議上增加RDM協(xié)議即可，并且可遠程設置或獲取DMX節(jié)點設備的參數(shù)，例如DMX地址、燈具狀態(tài)、設備運行狀態(tài)等等。

不管是RDM協(xié)議還是DMX512通信協(xié)議，其所運行的硬件環(huán)境都是基于RS485總線實現(xiàn)的，即主控制器需要通過RS485總線將控制信號發(fā)送至智能燈具，智能燈具將當前狀態(tài)等數(shù)據(jù)通過RS485總線發(fā)送至智能燈具。

然而，由于智能燈具與主控制器之間的距離較長，導致RS485總線的長度也較長，因此在一些電磁環(huán)境復雜的場合、長距離和多個子設備的環(huán)境下，主控制器發(fā)送的數(shù)據(jù)容易受到環(huán)境信號的干擾，導致環(huán)境信號耦合至數(shù)據(jù)總線上形成差模干擾。另一方面，長距離的數(shù)據(jù)傳輸過程中，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)衰減容易導致信號差錯，多個子設備帶載共存時候，信號的電壓被降低，導致主控制器發(fā)送的指令不能被子設備正確執(zhí)行，從而出現(xiàn)燈光意外閃爍或丟失控制信息、電機意外轉(zhuǎn)動等情況。例如，當建筑立面或舞臺燈光照明等可調(diào)光設備搭配用于調(diào)節(jié)燈具照射角度的電動機使用時，由于公用電源線路和布線方式等原因，電機啟停時容易對通信線路造成干擾，電機啟停時所產(chǎn)生的脈沖信號會導致燈光意外閃爍或丟失控制信息，嚴重影響整體視覺效果。

實際應用中，通過RS485總線實現(xiàn)主控制器與多臺子設備進行的通信，存在以下的問題：

首先，一條RS485總線只能通過串口連接一臺主控制器，同一時間只能完成一臺主控制器與一臺子設備之間的通信，如果同一時間有兩個或兩個以上主控制器都向總線發(fā)送廣播信號，需要讀取子設備的數(shù)據(jù)，就會相互干擾造成總線數(shù)據(jù)沖突。

其次，目前大多數(shù)RS485總線的接線都是半雙工兩線制，也就是同一時間只能有一臺子設備發(fā)送數(shù)據(jù)，如果多臺子設備在同一時間發(fā)送數(shù)據(jù)，會造成通信路的電平混亂，導致傳輸?shù)臄?shù)據(jù)失真。

最后，RS485總線上的主控制器對子設備采取依次輪詢的方式進行訪問，通信效率低，無法實時讀取數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的是提供一種有效避免電磁干擾的基于數(shù)據(jù)總線的長距離數(shù)據(jù)傳輸裝置。