如何使用示波器分析DALI协议？

随着楼宇自动化和照明工业的快速发展，传统的照明控制逐步被智能控制取代，DALI作为新的智能灯光控制协议，定义了电子镇流器与控制器之间的通信方式，实现智能照明系统的自动化控制，那么，如何快速调试照明控制的DALI协议呢？

一、DALI介绍

DALI数字式可寻址灯光接口（Digital Addressable LighTIng Interface）镇流器是当前最新的可调光荧光灯镇流器。DALI是一个数据传输的协议，它定义了电子镇流器与设备控制器之间的通信方式，基于DALI 协议组建的系统具有分布式智能模块， 各个智能化DALI 模块都具有数字控制和数字通信能力， 地址和灯光场景信息等都存储于各个DALI 模块的存储器内。DALI 模块通过DALI 总线进行数字通信、传递指令和状态信息，实现灯的开关、调光控制、系统的设置等功能。DALI总线制定一个系统结构简单、安装方便、操作容易、功能良优的灯光控制系统，可用于一个房间内的灯光控制，还可以连接更高级的设备网络，如以太网，以支持更多的设备和足够的网络带宽。 DALI协议的基本参数如下：

图1 DALI协议基本参数

DALI总线主要用于多个荧光灯以及LED照明的调光控制。通过调光控制器可对每个镇流器分别寻址，一个单段DALI数椐控制线上可以对64个镇流器分别编址，每个镇流器内可以设置16个灯光场景，同一个镇流器还可以编在一组或多个组，最大编组数为16，也就是一个DALI系统可控制多达1000个镇流器。

图2 DALI系统结构图

二、DALI的数椐帧结构

DALI采用双向曼彻斯特编码，值“1”和“0” 表示两种不同电平的跃变。从逻辑低电平转变到高电平表示为“1”，从逻辑高电平转变到低电平表示为“0”。

图3 DALI电平标准示意图

DALI数据分为前向帧和后向帧两类。前向帧的传输方向是从主控单元到从控单元，由19 bit组成，包括1bit起始位、8 bit地址位、8 bit数据位和2 bit停止位，如图：4所示；

图4 DALI前向帧结构

· 起始位：逻辑值“1”作为起始位

· 地址位：8位地址比特位可用于系统中的各电子镇流器之间实现通信，单独控制单个从机的个体地址，编址范围是O～63，可控制64个不同地址，称为短地址； DALI控制器有成组控制的组地址指令，编址范围是0—15，最多可进行16组的成组控制。

· 数椐位：8位数据比特位的正向逆向传输信息的功能，它包括如开/关灯、灯的调光和调光时间等有关控制信息。

· 结束位：两个非编码的高电平。

后向帧的传输方向是从从控单元到主控单元，在DALI协议中，从机只有在主控制器查询时，才向主机发送数据。从机向主机发送的数据由11 bit数据组成，第1 bit是起始位，第2—9 bit是数据位，第10 bit和第11 bit是停止位。如图5所示。

图5 DALI后向帧结构

三、实测应用与分析

现场模拟照明控制DALI通信协议，这里用数据挖掘型示波器ZDS4054 Plus为例，其免费标配DALI协议解码功能，可对全内存512Mpts的数据进行解码，且可对照明控制器与镇流器之间的信号监测，取其中一帧数据的信息在事件表中进行查看，如下图6所示：

图6 DALI协议解码界面

对长时间监测的数据进行异常分析，可在示波器的缩放模式下使用双ZOOM多窗口显示的功能，对信号进行多窗口异常监测和分析，可同时对任一数据帧和数椐帧上升沿或下降沿细节进行分析，然后通过查看放大数椐细节，事件表中的数据和波形一一对应，定位异常非常方便，如下图7所示。

图7 细节分析

四、总结

ZDS4054Plus示波器免费标配DALI协议，基于512Mpts存储深度，可对照明控制DALI通信做长时间的监控解码，并支持DALI协议触发，同时，可通过示波器丰富的插件及异常搜索方式分析波形细节，快速定位问题。