1.1 DMX512 协议控制器的组成,两者就B公司急需的A公司生产的新款LED护栏灯签订了合同

近年来,发光二极管(Light Emitting
Diodes,LED)由于其全固态、寿命长、低电压驱动、体积小及重量轻等特点,使之在民用及工业领域都得到了广泛的应用。二十世纪八九十年代,智能楼宇的兴起将智能照明控制系统的应用引到了一个全新的高度。

2013年9月6日,深圳市科技创新委朱建平副主任率委科技应用促进处、深圳市计量质量检测研究院负责同志到省科技厅专题汇报推广应用LED照明产品工作进展情况,省科技厅叶景图副厅长、发展规划处张冬蕾副处长参加座谈。

案情

调光网络协议的制定具有划时代的意义,这也引起了众多商家在效仿DMX512
协议的基础上设计研发更加出色的调光协议,智能照明系统网络协议的研发领域出现了欣欣向荣、百花争艳的景象。

叶景图副厅长充分肯定了深圳市推广应用LED照明产品工作取得的成绩,对深圳市科创委开展合同能源管理培训、将LED推广应用列入政府专项督办、推动公共机构使用LED产品等工作给予好评。结合深圳市在推进工作中遇到的困难和工作建议,叶景图副厅长指出,要确保如期完成公共照明领域推广使用LED照明产品的目标任务,要坚持工作进度和工程质量不放松,既有计划、有统筹的稳步推进,也要进一度加强推广应用LED照明产品的宣传,同时,省科技厅将对深圳市质检部门建设标杆目录产品检测机构给与大力的支持。

浙江省温州市有一家专门生产LED灯具的企业(这里称之为A公司),其从事外贸业务已有多年,产品在欧洲市场很受欢迎。6月通过一个偶然机会认识了美国一家名为希斯洛普的贸易公司(这里称之为B公司),经过一段时间的邮件联系后,两者就B公司急需的A公司生产的新款LED护栏灯签订了合同。

DMX512 协议控制器支持DMX512 协议接口,可外接DMX512
设备远距离控制。但目前市场上多数LED 终端控制器生产厂家采用了变异的DMX512
协议,控制器的接口、协议五花八门,控制器的功能、质量良莠不齐,使得一般的DMX512
协议控制器无法兼容多个不同厂家的LED 灯具。因此,寻求一种多兼容LED
照明控制器显得至关重要。

>>>点击进入 绿色照明 频道

合同中规定,A出口其在福建分厂生产的护栏灯(Wall
Light)共计8万美元左右,FOB上海,30%货款通过T/T预付,发货后B公司将电汇其余70%贷款。产品交货期为合同生效后一个月内,另外规定了罚款条款,即A公司每延迟交货一天,B公司扣除总货款的5%作为罚金。

1、照明控制器分析

由于商定的单品价格比其他客户高10%,所以A公司非常愿意促成这项业务,开展一个新客户。此外,通过估算,如果加班生产该批货物,大概25天左右能够完成生产,加上包装、订舱、报关时间,如果时间能够安排得紧凑,找到合适的船期,一个月之内还是可以将货物按照要求装船发送的。即使因为各种原因延迟了一两天交货,按照这个成交价格核算也不会亏本。鉴于B公司愿意预付30%货款,显示了其购货的诚心,所以A公司就答应了合同中这项罚款条款,合同于7月9曰正式生效。

1.1 DMX512 协议控制器的组成

从合同签订日开始,A公司立即开始投入全部精力生产合同下产品,前期生产一直比较顺利,时间上看也可以按期交货。但是到了后期加工时,由于该地区受到台风袭击,厂房和一些用电设施遭到了破坏,所有用来抛光的机器都无法投入生产使用。加上A公司没有备用发电机,所以只能等到电力设备修好后才能恢复生产。在台风到来时,A公司已将具体情况通知该客户,但是该客户一直没有做出任何回复。台风过去之后,A公司立刻抓紧时间恢复生产,结果其合同项下的护栏灯还是推迟了5天即于8月1
3日才生产完毕。

多兼容DMX512 协议控制器主要由两部分构成:一个是与LED
终端控制器相连的协议分控制器,另一个是在控制中心的主控制器。

如果依据合同要求,A公司需要赔偿客户25%的贷款,也就是2万美元。对于A公司来讲将会损失很多,所以他们急切地与客户商量解决方法。8月13日晚,A公司发传真给B公司,提出由于台风造成了生产过程中断,这种自然灾害属于不可抗力,所以没有责任对延迟交货负责。

控制器的结构图如图1、图2 所示。

B公司14日回电称当时合同中并没有规定不可抗力条款,所以坚持不存在任何理由免除罚款;同时提出他们在美国没有看到任何关于A公司生产地区关于台风袭击的相关报道,所以对A公司提出的遭到所谓的不可抗力的自然灾害是否真实表示怀疑。

1.2 方案的选择

鉴于此,A公司立即于收到B公司回复当天派人到生产企业当地外经贸委咨询是否可以提供证实当地确实遭受了台风的袭击,而且公司的电力设施因此遭到破坏的相关文件。但得到的回复是外经贸委不管类似事情,建议到气象部门开证明。随后气象局人员建议到供电局询问,从供电局得到的答复是其职责范围是整个电网的问题,个别公司内部用电以及引起的商务方面的争议和损失不在其管辖范围。

方案一:多微处理器芯片

结果A公司无法得到上述任何一家政府部门出具的证明,也就无法核实确实遭到了不可抗力事情。A公司看到短期内无法获得证明,通过遭受不可抗力理由免除25%的罚金。为了防止进一步延误发货期,就于16日电话联系B公司,提出愿意帮助B公司尽快使该批灯具到达目的地,A公司提出将海运方式改为空运方式,且愿意承担相应的空运费用。但是遭到B公司断然拒绝,并坚决声称A的延迟交货已经影响其原定贸易,所以即使A支付空运费,罚款也不能减免。

一般微处理器(ARM) 自带的串口只有1~2 个,通常不会超过4 个。要想实现多达16
个串口,如果只用一片微处理器芯片是不够的;如果用多片微处理器芯片来实现16
个串口,虽然可以实现的,但串口之间协调性不高;如需同一时刻发送数据,实时性不高,而且多片微处理器芯片都需要有各自独立的软件来控制。因此用这个方案,可行性不高。

A公司看协商无效,只得联系了最近的航线,取得了18日的海运提单。结果B公司错过了预先与国内另一工程签订的一笔单子,所以坚持要扣共计50%的货款作为对A公司的罚款,而这将使得A公司遭受更大的经济损失。

方案二:I/O 口模拟多串口

123>

一片微处理器芯片,如ARM,虽然只有位数不多的串口,但有些人提出可以用软件模拟的方法,把一般的I/O
口做成串口,这样就可以把ARM
变成很多个串口了。这个方案看起来不错,但是经过实际的测试,发现模拟出来的串口稳定性不高,而且波特率不能设置得很高。因此,用软件模拟的方案也不太可行。

A公司几经周折,终于找到了与B公司熟识的C公司作为中间人,从中斡旋。B公司考虑到该种LED护栏灯在美国市场很被看好,同时A公司提供的今后较长时期内的优惠价格在美国不难找到买家,存在较大的未来赢利空间。因此为了能够继续保持今后的双方互利合作,最终妥协放弃了相当于50%货款的罚款。

方案三:FPGA实现多串口

结果本案以A公司由于影响了B公司的正常贸易而对此次产品价格减价10%,并且2年内除非市场价格有较大变动,以本合同原先商定价格的95%作为贸易价格,在此基础上适当根据市场价格波动进行调整。

上个世纪末出现的FPGA经过二十多年的发展,由于其具有用户可编程的特性,已逐渐被市场所接受。使用PLD
(可编程逻辑器件)
来开发数字电路,可以大大缩短设计时间,减少线路板面积,提高系统的可靠性。可以在FPGA
的软件平台和硬件平台下设计多串口扩展,利用FPGA
实现串口扩展的另一优势在于可利用FPGA 芯片剩余的资源空间,
将其他功能模块整合在一块FPGA
上,这样就很好地节约了成本,这种优势是其它方案所无法比拟的。

分析

1234>

本案例中,A公司在与国外新客户的第一次贸易合作中.签订了对时间和罚款有严格要求的合同,并因为事前不可预见的自然灾害问题导致交货延误,引发罚款争议。

在研究过程中,拟采用FPGA 来实现16
个串口,ARM收到以太网数据后,经分析处理就可以通过FPGA的多个串口将DMX512
协议发送到各个LED 终端控制器,实现LED 照明控制。

通过此案例吸取教训需弄清几个相关问题。首先什么是不可抗力;其次,如果合同中没有不可抗力条款,是否出口商就不能以不可抗力的理由对进口商提出的罚款等措施提出抗辩?最后,如果遇到不可抗力,应以何种途径找哪些机构出具签发相关证明?

2、关键技术

不可抗力(Force
Majeure)是指买卖合同签约后,不是由于当事人一方的过失或故意,而是由于发生了当事人在订立合同时不能预见的,对其发生和后果不能避免并且不能克服的事件,以致不能履行合同或不能如期履行合同。遭受不可抗力事件的一方,可以据此免除履行合同的责任或推迟履行合同,对方无权要求赔偿。

2.1 基于以太网的系统硬件设计

不可抗力通常包括两种情况:一种是自然原因引起的,如水灾、旱灾、暴风雪、地震等;另一种是社会原因引起的,如战争、罢工、政府禁令等。但对不可抗力事件目前并没有国际上统一、明确的解释,所以哪些意外事故应该视为不可抗力,可以由进出口买卖双方在合同的不可抗力条款中加以约定。

本研究课题采用ARM 和FPGA 实现DMX512 协议控制,其中ARM
主要负责网络通信,人机交换,FPGA 主要实现DMX512
协议。在初期的硬件设计中,主控制器和分控制器之间的通信采用的是RS485通信方式,理由是通信方式简单、易开发、成本低,所以在第一版硬件设计中,采用的就是RS485通信。

本案中A公司生产地位于我国东南沿海地区,台风袭击往往对生活生产带来严重影响。因此,按照不可抗力的定义,A公司遇到台风的袭击应算作不可抗力。作为出口商,A公司应该及时通知进口商,以减轻给对方造成的损失。A在台风期间就通知了B公司,已经尽了应负的责任。

后来在调试时发现,这种通信方式的带宽不够。假如场景速率按照每秒10
帧来计算,一个分控制器最多可有16 个DMX512 通道,RS485
通信是串行通信方式;所以每秒要在这个串行线上传输的帧就有160个,要想在这一秒内传输完160
个帧,每帧占用的时间大约为6ms,相应的传输位速率为1us,波特率为1Mbps。而采用RS485
通信方式是达不到这么快的,所以这种方案失败了。

由于合同没有规定不可抗力条款,也没有定义哪些情况属于不可抗力,所以有所欠缺。但是合同中没有规定不可抗力条款,并不能排除遭遇不可抗力一方的免责权。

在第二版的硬件设计中,主控制器和分控制器间的通信换成了速率为10M的以太网通信,采用这种通信方式后,速率的瓶颈得以解决,一个主控制器可以带多个分控制器。

出口企业遭到不可抗力的时候,应该出具相应证明。在大多数国家,当地商会可以出具这样的证明。在我国由中国国际贸易促进委员会(中国国际商会)各地方分会出具。本案例中,当地外经贸委工作人员在面对咨询时提出的建议使A公司产生了误解,延误了及时补救尽早交货的时机。

2.2 FPGA 与ARM 的接口设计

提醒

ARM
是高速处理器,也是串行设备,可以实现控制、协议解析等工作,当然也可以产生控制时序。但DMX512
时序是一种慢速时序,用ARM 实现会大大的降低系统的实时性,为此系统利用FPGA
的并行优势,用FPGA 来产生DMX512 控制时序,再在ARM和FPGA
之间架设一个数据通道,实现串行处理器与并行处理器的无缝连接。

首先,国内企业在签订合同时的自我保护意识还有待加强。在走向国际化不断开拓国际市场的过程中,企业应该有远见,不以一次买卖的利益为主要考虑因素,而应该将建立稳固的贸易关系作为主要目标,尤其在贸易方式的选择上,不能为了贪图短期利益而同意某些有潜在危险的贸易条款。本案例中,罚款条款约定的过于苛刻,存在B公司故意诈骗的嫌疑。如果不是C公司的帮助,和最后AB两公司的妥协让步,此案例很有可能会以A公司赔偿巨额罚款而告终。

FPGA 与ARM 之间主要用于传输DMX512
亮度数据,同时也传送一些控制命令,状态数据等,传送数据为8 位。FPGA
连接在ARM 的GPI/O 总线上,如图3 所示。由于DMX512 设备为慢速设备,ARM
为高速处理器,为了提高ARM 的效率,在FPGA 内部开辟RAM 空间作为DMX512
亮度数据的缓存。一个DMX512 数据包为512 字节,共有16
路,所以在FPGA内部开辟了512*16B 的空间即可。

3>

2.3 DMX512 模块

其次,企业在制定一份完善的外贸合同时应做到:对合同条款理解要准确、深刻;交易磋商时要细心、全面;编制合同时要严密、完整;履行合同时要一丝不苟、及时沟通。这些都需要企业外销业务人员应具备扎实的进出口相关知识,并熟悉有关商业法律和国际贸易惯例。

在FPGA 中要实现16 路DMX512 控制时序,然后通过RS485
芯片转成差分信号输出。FPGA 内部先实现一个DMX512 时序模块,对于FPGA
来说并行处理是它的最大优势,设计好DMX512 模块后,再实例化15
个相同模块即可。FPGA 的DMX512 信号输出为单一信号,通过MAX485
芯片,将其转化为符合RS485 标准的差分信号。模块结构图如图4 所示。

再次,企业在加强业务拓展时也应该加强法律保护意识,学习相关贸易保护方式,以便能够有效合理地保护自己的利益。本案例中,A企业在准备不可抗力证明时,没有找到贸促会,而是曲折地找了很多其他部门,不只没有解决问题.反而延误了补救时机。

2.4 协议破译

最后,需要提出的是政府和行业协会的支持对国内企业的发展和走出去具有至关重要的作用。作为一些刚刚进入国际市场,对国外业务并不熟练的中小型企业来讲,其出口风险相对有国家或政府作保护伞的大公司来讲,要更加难以预测。恰当的政府部门支持会给企业走出去提供更多的依靠和保障。如果此案例中外经贸委能够有效地对A公司提供一定帮助,而且对于该部委来讲,知道贸促会具有出具证明的权力并不是一件很困难的事,本可以帮企业减少很多走弯路的机会。

协议破译是指拿到灯具以后,能判断出该灯具所采用的是哪种协议,进而能用本设计的控制系统去控制它。

总之,企业在加强贸易业务发展时,增加相关知识学习,注视职员素质培养,学会通过法律途径自我保护是当务之急。

34>

3

首先查看原厂控制器是采用哪种协议的,从而可推断出该灯具是用什么协议工作的。一般灯具的协议大多采用的是DMX512
协议,有区别的是可能某些字节的定义存在不同的含义,每个灯具所占的通道数可能不一样,RGB的排列方式也可能不一样。这就需要通过方法去破解,当所有的通道数和RGB
的排列方式都知道后,就可以编辑场景文件,自由地控制各类变化了。

●破解工具1:示波器,通过示波器截获RS485
通信线的电信号,分析通信的波特率,字节位数,有无奇偶校验位等。

●破解工具2:串口数据分析软件,在破解工具1的基础上,获取十六进制数据,进一步分析协议的每一个字节的定义及其含义。

2.5 场景软件数据的高压缩

通用场景生成软件产生的数据文件一般有数兆,解析了此文件的数据结构,找到一种高效的压缩方法,使得压缩文件只有原文件的1%左右,这样主控制器与分控制器之间的数据传送压力大为减轻;对网络的带宽要求可以大大降低。分控制器只要对数据进行解压缩还原即可,实现了设计的场景变化。

3、技术的先进性

3.1 兼容多种变异的DMX512 协议

DMX512 协议控制器支持DMX512 协议接口,可外接DMX512
设备远距离控制。包含DMX512 解码器,可设定地址,可接收标准DMX512
信号。但目前市场上多数LED 终端控制器生产厂家采用了变异的DMX512
协议,使得一般的DMX512 协议控制器无法兼容多个不同厂家的LED 终端控制器。

现研发成功的DMX512 协议控制器可支持多个不同厂家的LED 终端,目前已有15
个品种,即15 个不同的DMX512 变异协议。通过解析这些厂家的LED
终端的通信协议,将其写入SD 卡中。DMX512 控制器根据SD
卡中存储的通信协议格式,不用对程序做任何修改,就可以实现对不同LED
终端的控制。

3.2 基于TCP/IP 的ARM+FPGA 双处理器架构

选择了一款具备MAC (介质访问控制) 接口的CORTEX-M3 ARM
芯片LM3S6965,可以实现TCP/IP
功能。也就是说,即使在异地,主要控制器在本地,且能上网,就可以控制本地的LED
终端的场景。

FPGA 由可编程逻辑单元阵列、布线资源和可编程的I/O 单元阵列构成,一个FPGA
包含丰富的逻辑门、寄存器和I/O 资源。一片FPGA
芯片就可以实现数百片甚至更多个标准数字集成电路所实现的系统。

在分控制器中采用FPGA实现16 个串口的高速数据发送,FPGA 接收ARM
处理器的信息,包括场景信息、通信协议格式和参数配置等。

通过FPGA 技术及ARM
技术两者的结合,全面提升了控制器系统的性能,使整个系统的工作效率、控制实时性和系统可靠性得到了提高,且操作方便,又不乏技术的先进性。

3.3 16 个485 串口

DMX512 协议控制器是通过RS485 总线发出控制命令的,一个485 串口可以接入512
个地址,512之名由此而来。如果一个灯具有8 个RGB 三色模块,则要占24
个地址,那么一个串口最多只能接21 盏灯。

目前市场上的DMX512 协议控制器最多只有8 路串口,而现在实现了16
路串口,也就是说一个分控制器可以接336 盏灯(每个灯具24 个地址)。从8
路串口到16
路串口在技术上是一突破,因为占用微处理器的资源加倍了,另外还要实现这16
个串口的同步发送也非易事。

34>余下全文

4、效益优势

4.1 通用性

多兼容LED
照明控制器可以兼容各类DMX512协议的不同灯具厂家的控制器。那么原本需要N
家控制器才能控制的复杂景观照明体系,可以简化为同一家控制器进行控制,实现了良好的通用性。不但解决了控制器之间的兼容问题,还将有效实现资源整合的可持续发展理念,在科技创新和绿色照明的今天,有着重要的现实意义。

4.2 节能性

多兼容LED
照明控制器能够实现各种效果的编辑,可以根据不同的需求,设置三大类的效果:节日模式、平常模式、节能模式。尤其是节能模式的设置,可以通过黑底流星、明暗渐变、交替流水等不同的效果来控制灯具,从而达到节能的目的。这种方式不但具有良好的观赏效果,更能较大程度地节约能源,符合绿色照明的实施理念。

4.3 稳定性

多兼容LED
照明控制器简化了元器件的使用,使得故障点大大降低。尤其是照明控制器的统一,弱电线路明显减少,避免了信号干扰和互相兼容的问题,使得产品在使用过程中的伤害程度降到了最低,稳定性大大提高。

5、结语

多兼容LED
照明控制器的研发成功,为维修保养节约了成本,避免因灯具生产厂家的原因而废弃大量LED
灯具。同时也规范了LED 照明控制市场的兼容性,每年仅一个地级城市市场LED
照明控制器的更换量要达到几千台,推广至各省乃至全国,销售规模更加庞大。再则LED
灯具户外使用的复杂性和易损坏性,控制器的更换和使用将是一个长期的持续性过程,该多兼容LED
照明控制器的推广前景十分乐观。

34

相关文章

网站地图xml地图