[发明专利]基于数据总线的长距离数据传输方法及智能灯具控制方法

说明书

本发明提供一种基于数据总线的长距离数据传输方法及智能灯具控制方法，该数据传输方法包括主控制器通过数据总线向数据扩展模块发送数据；数据扩展模块包括主设备数据传输电路与至少一个子设备数据传输电路，主设备数据传输电路的第一通信芯片接收主控制器发送的数据后，第一光电耦合器向第一反相器输出数据，经过第一反相器的数据输出至微处理器，微处理器向子设备数据传输电路发送数据；微处理器接收子设备数据传输电路发送的数据后，向第一反相器输出数据，并经过第二光电耦合器后输出至第一通信芯片。该智能灯具控制方法应用上述的数据传输方法。本发明能够避免数据总线的干扰信号对微处理器造成干扰。

技术领域

本发明涉及数据传输的技术领域，具体地，是一种基于数据总线的长距离数据传输方法及智能灯具控制方法。

背景技术

随着智能家居技术的发展，现在的家用电器越来越智能化，智能灯具是一种常见的智能电器。现有的一些智能灯具具有远程通信的功能，例如智能灯具内设置有控制器，控制器通过通信芯片接收外部发送的控制信号，并且控制智能灯具的工作，例如调节智能灯具的发光亮度或者色温等。其中，DMX512通信协议是一种常见的用于智能灯具与外部控制设备进行通信的协议。

DMX512通信协议是一种数字化娱乐灯光设备领域的通用控制协议，被广泛应用于娱乐照明行业，该通信协议因其简单、实用和高效的特点，在包括电脑灯在内的各种舞台效果灯、调光控制器、控制台、换色器、电动吊杆等各种舞台灯光设备中得到了广泛的应用。通过DMX512通信协议，可将市场上不同的信号类型的智能灯具进行统一控制，不管被控的智能灯具是什么类型，主控制器均可以实现预期的控制效果。

RDM协议是一种远程交互协议，用于弥补DMX512通信协议单向性及连续性的缺陷，RDM协议可在DMX512通信协议的物理拓扑网络下运行，几乎不需要更改任何硬件修改，只需在DMX512通信协议上增加RDM协议即可，并且可远程设置或获取DMX节点设备的参数，例如DMX地址、灯具状态、设备运行状态等等。

不管是RDM协议还是DMX512通信协议，其所运行的硬件环境都是基于RS485总线实现的，即主控制器需要通过RS485总线将控制信号发送至智能灯具，智能灯具将当前状态等数据通过RS485总线发送至智能灯具。

然而，由于智能灯具与主控制器之间的距离较长，导致RS485总线的长度也较长，因此在一些电磁环境复杂的场合、长距离和多个子设备的环境下，主控制器发送的数据容易受到环境信号的干扰，导致环境信号耦合至数据总线上形成差模干扰。另一方面，长距离的数据传输过程中，传输的数据衰减容易导致信号差错，多个子设备带载共存时候，信号的电压被降低，导致主控制器发送的指令不能被子设备正确执行，从而出现灯光意外闪烁或丢失控制信息、电机意外转动等情况。例如，当建筑立面/舞台灯光照明等可调光设备搭配用于调节灯具照射角度的电动机使用时，由于公用电源线路和布线方式等原因，电机启停时容易对通信线路造成干扰，电机启停时所产生的脉冲信号会导致灯光意外闪烁或丢失控制信息，严重影响整体视觉效果。

实际英译中，通过RS485总线实现主控制器与多台子设备进行的通信，存在以下的问题：

首先，一条RS485总线只能通过串口连接一台主控制器，同一时间只能完成一台主控制器与一台子设备之间的通信，如果同一时间有两个或两个以上主控制器都向总线发送广播信号，需要读取子设备的数据，就会相互干扰造成总线数据冲突。

其次，目前大多数RS485总线的接线都是半双工两线制，也就是同一时间只能有一台子设备发送数据，如果多台子设备在同一时间发送数据，会造成通信路的电平混乱，导致传输的数据失真。

最后，RS485总线上的主控制器对子设备采取依次轮询的方式进行访问，通信效率低，无法实时读取数据。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种有效避免电磁干扰的基于数据总线的长距离数据传输方法。