CN101360375B - 大型灯号群组的单元控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种大型灯号群组的单元控制装置，每一单元控制装置包含有一灯具、一灯具驱动电路、一存储器、一无线电收发器、一微处理器、一电源稳压器及一电源供应器，在存储器内存放此灯号的闪烁程序，及每一灯号单元有唯一的序号，利用无线电收发器的无线通信，每一灯号依据序号顺序发送时间码及闪烁方式的无线通信数据，使整体的灯号群组有共同的计时时间，配合微处理器读取存储器内预先编程的闪烁程序来控制灯号的运作，使灯号群组整体性的同时变换灯号的闪烁，可免除庞大的配线施工从而节省配线的工时与成本，也因此很容易建立大型灯号群组系统，并且可免除因主控器故障或控制电缆断线而造成整体停机的问题。

Description

大型灯号群组的单元控制装置及方法

技术领域

本发明涉及一种用于舞台灯光、大楼外墙灯饰、交通辅助灯号、广告板灯组及户外广场灯饰等的大型灯号群组的单元控制装置及方法。

背景技术

使用灯号的场所有很多，例如：舞台灯光、大楼外墙灯饰、广告板灯组及户外广场灯饰等，灯号的应用已不再是单色的灯光，也不再只是开关控制灯光亮不亮，而是使用多彩的灯光。由数百个灯号或数千个灯号组成一个大型灯号群组，各个灯号间有交互闪亮的关联性，每个灯号的控制单元也有不同的闪亮程序。

已知灯号群组的控制方法由一主控器将灯号闪亮信号使用控制电缆以传送至各灯号，或者送至次级控制器再控制灯号。此时，各灯号需要的不只是电源线，另外还需要控制信号电缆。因此，大型灯号群组将增加线材成本，且增加施工配线困难度及复杂性，并且灯号数目越多，整个线路越复杂，电路维修就很困难，若因为控制线路损坏，或者主控器或次级控制器故障就会使得大多数或全部的灯号群组闪亮失效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大型灯号群组的单元控制装置及方法，其利用无线通信，配合微处理器来控制灯号的运作，可免除庞大的配线施工从而节省配线的工时与成本，也因此很容易来维修电路，并且可免除因主控器故障而造成整体停机的问题。

已知灯号群组的控制方法是将灯号闪烁程序存在主控器内，再利用控制电缆将此灯号闪烁数据传送到每一灯号。本发明将此灯号闪烁数据预先存入各别的灯号内，再利用各灯号内的无线收发器发送编码的时间数据，使整体灯号群组系统有共同的计时时间，也能够整体的变化预先编程的闪烁程序。

由一主控器送出各别灯号的闪烁数据、灯号闪亮数据至每一单元控制装置，每一单元控制装置包含：

灯具

灯具驱动电路：用以驱动该灯具的亮灭

存储器：用以储存预设的该灯号闪亮数据

无线电收发器：用以接收该主控器所送出的该同步时间码、该灯号闪亮命令、该灯号闪亮数据或其它单元控制装置所送出该同步时间码，及送出本单元控制装置的该同步时间码

微处理器：根据该无线电收发器所接收的该同步时间码、该灯号闪亮命令、该灯号闪亮数据或其它单元控制装置所送出的该同步时间码，使该灯具驱动电路来驱动该灯具的亮灭、亮灭时间及灯光颜色，并使本单元控制装置与其它单元控制装置的系统时间同步，并产生本单元控制装置的该同步时间码由该无线电收发器送出

电源稳压器：用以产生一低电压来供应给该无线电收发器、该微处理器及该存储器

电源供应器：用以供应一高电压给该电源稳压器及该灯具。

本发明在于提供一种大型灯号群组的单元控制方法，由一主控器送出一灯号闪亮命令及一灯号闪亮数据至大型灯号群组的每一单元控制装置，该大型灯号群组的单元控制方法包含下列步骤：首先，由本单元控制装置的无线电收发器在一预定等待时间内等待接收该主控器所送出的该同步时间码、该灯号闪亮命令、该灯号闪亮数据或其它单元控制装置所送出的该同步时间码；其次，判断该无线电收发器是否接收到由该主控器所送出的即时闪亮命令，当接收到即时闪亮命令时，则本单元控制装置的微处理器根据该无线电收发器所接收的即时闪亮数据，使本单元控制装置的灯具驱动电路驱动该灯具的亮灭、亮灭时间及灯光颜色；当没有接收到即时闪亮命令时，则判断该无线电收发器是否接收到更新数据命令以为本单元控制装置中的存储器所预设的灯号闪亮数据的更新数据命令，当没有接收到更新数据命令时，则判断该无线电收发器是否接收到该主控器或其它单元控制装置所发出的同步时间码，当接收到该主控器或其它单元控制装置所发出的同步时间码时，则根据该同步时间码来更新微处理器中的系统时间，以使本单元控制装置与其它单元控制装置的系统时间同步；当没有接收到该主控器或其它单元控制装置所发出的同步时间码时，则判断是否要送出本单元控制装置的同步时间码，当要送出为本单元控制装置的同步时间码时，则由该微处理器经由无线电收发器送出本单元控制装置的该同步时间码；当不需要送出为本单元控制装置的同步时间码时，则由该微处理器读取存储器中的灯号闪亮数据以控制该灯具驱动电路来驱动灯具的亮灭、亮灭时间及灯光颜色与明暗度。

根据本发明的一个方面，提供了一种大型灯号群组的单元控制系统，由一主控器送出一第一同步时间码、一灯号闪亮命令及一灯号闪亮数据至每一单元控制装置，每一单元控制装置包含：一灯具；一灯具驱动电路，用以驱动该灯具的亮灭；一存储器，用以储存预设的灯号闪亮数据；一无线电收发器，用以接收该主控器所送出的该第一同步时间码、该灯号闪亮命令、该灯号闪亮数据或其它单元控制装置所送出的第二同步时间码，及送出本单元控制装置的第三同步时间码；一微处理器，根据该无线电收发器所接收的该第一同步时间码、该灯号闪亮命令、该灯号闪亮数据或其它单元控制装置所送出的该第二同步时间码，使该灯具驱动电路来驱动该灯具的亮灭、亮灭时间及灯光颜色与明暗度，并使本单元控制装置与其它单元控制装置的系统时间同步，并产生本单元控制装置的该第三同步时间码而由该无线电收发器送出；一电源稳压器，用以产生一低电压来供应给该无线电收发器、该微处理器及该存储器；以及一电源供应器，用以供应一电源给该电源稳压器及该灯具。其中，当该无线电收发器接收到该主控器所送出的该灯号闪亮命令及该灯号闪亮数据时，由该主控器决定本单元控制装置是操作于即时性的闪亮，还是更新该存储器内的灯号闪亮数据以切换选择不同的闪亮程序。当该无线电收发器没有接收到该主控器或其它单元控制装置所发出的第一或第二同步时间码，则在计数预定等待时间结束后，判断是否要送出本单元控制装置的第三同步时间码，当要送出本单元控制装置的该第三同步时间码时，则由该微处理器经由该无线电收发器送出本单元控制装置的第三同步时间码，而使整个灯号群组操作在以本单元控制装置的第三同步时间码为基准的同步时间而无时间差。

根据本发明的另一个方面，提供了一种大型灯号群组的单元控制方法，由一主控器送出一第一同步时间码、一灯号闪亮命令及一灯号闪亮数据至大型灯号群组的每一单元控制装置，该大型灯号群组的单元控制方法包含下列步骤：由本单元控制装置的一无线电收发器在一预定等待时间内等待接收该主控器所送出的该第一同步时间码、该灯号闪亮命令、该灯号闪亮数据或其它单元控制装置所送出的第二同步时间码；判断该无线电收发器是否有接收到由该主控器所送出的即时闪亮本单元控制装置的一灯具的该灯号闪亮命令；当有接收到即时闪亮本单元控制装置的该灯具的该灯号闪亮命令时，则本单元控制装置的一微处理器根据该无线电收发器所接收的即时闪亮数据，使本单元控制装置的灯具驱动电路来驱动该灯具的亮灭、亮灭时间及灯光颜色与明暗度；当没有接收到即时闪亮命令时，则判断该无线电收发器是否接收到更新数据命令；当没有接收到更新数据命令时，则判断该无线电收发器是否接收到该主控器或其它单元控制装置所发出的第一或第二同步时间码；当接收到该主控器或其它单元控制装置所发出的第一或第二同步时间码，则根据该第一或第二同步时间码来更新微处理器的系统时间，以使本单元控制装置与其它单元控制装置的系统时间同步；当没有接收到该主控器或其它单元控制装置所发出的第一或第二同步时间码，则判断是否要送出为本单元控制装置的第三同步时间码；当要送出本单元控制装置的第三同步时间码时，则由该微处理器经由无线电收发器送出本单元控制装置的第三同步时间码；以及当不需要送出本单元控制装置的第三同步时间码时，则由该微处理器读取存储器中的灯号闪亮数据以控制该灯具驱动电路来驱动灯具的亮灭、亮灭时间及灯光颜色与明暗度。

本发明的其它目的及优点将由随后的详细说明及权利要求可更加明白。

附图说明

图1为本发明大型灯号群组的单元控制装置的方块图；以及

图2为本发明大型灯号群组的单元控制方法的流程图。

附图符号说明

10    单元控制装置

12    主控器

14    灯具

16    灯具驱动电路

18    EEPROM

20    无线电收发器

22    微处理器

24    电源稳压器

26    电源供应器

28    单元控制装置

具体实施方式

以下参考附图说明本发明的一较佳实施例。

图1为本发明大型灯号群组的单元控制装置的方块图。在图1中，由一主控器12利用无线通信方式来送出一灯号闪亮命令及一灯号闪亮数据至每一单元控制装置10。

每一单元控制装置10包含有一灯具14、一灯具驱动电路16、一EEPROM(电可擦可编程只读存储器)18、一无线电收发器20、一微处理器22、一电源稳压器24及一电源供应器26。

灯具14可以是加滤光片的灯丝灯泡或是多彩的发光二极管(LED)。灯具驱动电路16用以驱动灯具14的亮灭。非易失性存储器的EEPROM 18用以储存预设的灯号闪亮数据，该数据包含该灯具14的亮灭、亮灭的时间、亮度及灯光颜色与明暗度等程序。无线电收发器20用以接收主控器12所送出的同步时间码、灯号闪亮命令、灯号闪亮数据或其它的单元控制装置28所送出同步时间码，以及送出单元控制装置10的同步时间码。微处理器22根据无线电收发器20所接收的同步时间码、灯号闪亮命令、灯号闪亮数据或其它的单元控制装置28所送出的同步时间码，使灯具驱动电路16来驱动灯具14的亮灭、亮灭时间及灯光颜色与明暗度，并使单元控制装置10与单元控制装置28的系统时间同步，并产生单元控制装置10的同步时间码而由无线电收发器20送出，其中，微处理器22具有一计时器(未绘示)，该计时器具有低漂移的一石英晶体作为计时组件。电源稳压器24用以产生一低电压来供应给无线电收发器20、微处理器22及EEPROM 18。电源供应器26用以供应一高电压给电源稳压器24及灯具14，该电源供应器24供应直流电源或交流电源。

为了使本发明在一个大型灯号群组的控制下完成各灯号为独立的单元，又能够整体的同步变化，必须要有四个要件：

一、相同的计时单位，在一个灯号群组中的每一个灯号单元必须有相同的计时单位，才不会有某些灯号的变化运行比较快，而某些灯号的变化运行比较慢。

二、有一个共同的同步时间，有共同的变化速度后，还要有一个共同的同步时间，使整体一起变化。

三、闪亮程序，此闪亮程序为在一个整体的灯号群组在一个闪亮变化周期时，每一个灯号单元的变化过程包含颜色明暗度变化，及各明暗度的持续时间。

四、即时性的闪亮命令，直接的立即执行命令以控制灯号，或切换选择不同的闪亮程序。

为达到上述目的使用：一、使用石英晶体所做成的振荡器以得到低漂移的计时时间；二、以无线通信方式依序地传送同步时间信号，使整体有一致性的变化；三、以编码方式在各灯号的EEPROM内存放闪亮程序，依整体灯号的同步时间，抓取对应时间位置的闪亮数据，以驱动各色灯具的灯号；四、订定不同的无线通信命令，依不同命令以完成即时性的闪亮操作，或存取所设定的数据。

如上所述，以图2为本发明大型灯号群组的单元控制方法的流程图所述的方法来达到本发明的目的。参考图1各组件符号说明图2的流程。在图2中，大型灯号群组的单元控制方法是主控器12送出同步时间码、灯号闪亮命令及灯号闪亮数据至大型灯号群组的每一单元控制装置10、28，或者单元控制装置28送出同步时间码至单元控制装置10。本实施例以两个单元控制装置来说明本发明的特征，并非用以局限本发明。

以单元控制装置10为例，由单元控制装置10的无线电收发器20在一预定等待时间内等待接收主控器12所送出的同步时间码、灯号闪亮命令、灯号闪亮数据或单元控制装置28所送出的同步时间码(步骤S40)。其中，当单元控制装置10接收到主控器12所送出的同步时间码时，同时，单元控制装置28也接收到主控器12所送出的同步时间码，而使单元控制装置10与其它的单元控制装置28有共同的同步时间，使得整个灯号群组操作在以主控器12的同步时间码为基准的同步时间而无时间差。当单元控制装置10接收到主控器12所送出的灯号闪亮命令及灯号闪亮数据时，由主控器12决定单元控制装置是操作于即时性的闪亮，或更新EEPROM 18内的灯号闪亮数据以切换选择不同的闪亮程序。当单元控制装置10接收到单元控制装置28所送出的同步时间码时，除了单元控制装置28之外的其它单元控制装置也接收到主控器12所送出的同步时间码，而使单元控制装置10与其它单元控制装置有共同的同步时间，使得整个灯号群组操作在以单元控制装置28的同步时间码为基准的同步时间而无时间差。

接着，判断无线电收发器20是否有接收到由主控器12所送出的即时闪亮单元控制装置10的灯具14的灯号闪亮命令(步骤S42)，当有接收到即时闪亮单元控制装置10的灯具14的灯号闪亮命令时，则单元控制装置10的微处理器22根据无线电收发器20所接收的即时闪亮的灯号闪亮数据，使单元控制装置10的灯具驱动电路16来驱动灯具14的亮灭、亮灭时间及灯光颜色与明暗度(步骤S44)。之后，回到步骤S40。

当没有接收到即时闪亮单元控制装置10的灯具的灯号闪亮命令时，则判断无线电收发器20是否接收到更新单元控制装置10的EEPROM 18所预设的灯号闪亮数据的更新数据命令(步骤S46)，当接收到更新单元控制装置的EEPROM 18所预设的灯号闪亮数据的更新数据命令时，则由无线电收发器20所接收的主控器12的一更新灯号闪亮数据来更新EEPROM 18内的数据(步骤S48)。之后，回到步骤S40。

当没有接收到更新单元控制装置10的EEPROM 18所预设的灯号闪亮数据的更新数据命令时，则判断无线电收发器20是否接收到主控器12或单元控制装置28所发出的同步时间码(步骤S50)，当接收到主控器12或单元控制装置28所发出的同步时间码时，则根据该同步时间码来更新微处理器22的系统时间，以使单元控制装置10与单元控制装置28的系统时间同步(步骤S52)，之后，回到步骤S42；当没有接收到主控器12或单元控制装置28所发出的同步时间码，则在计数该预定等待时间结束后，判断是否要送出单元控制装置10的同步时间码(步骤S54)，当要送出单元控制装置10的同步时间码时，则由微处理器22经由无线电收发器20送出单元控制装置10的同步时间码(步骤S56)，而使整个灯号群组操作在以单元控制装置10的同步时间码为基准的同步时间而无时间差，之后，回到步骤S42；当不需要送出单元控制装置10的同步时间码时，则由微处理器22读取EEPROM 18的灯号闪亮数据以控制灯具驱动电路16来驱动灯具14的亮灭、亮灭时间及灯光颜色与明暗度(步骤S58)，之后，回到步骤S42。

本发明的优点是利用主控器与单元控制装置的无线通信，配合微处理器来控制灯号的运作，可免除庞大的配线施工而节省配线的工时与成本，也因此很容易来建立大型灯号群组系统，并且可免除因主控器故障而造成整体停机的问题。

本发明可在不脱离本发明的精神及基本特征下作成各种特定的例示。本发明的范围由本发明的权利要求来限定，而并非由上述说明所限制，所有与权利要求意义相等的变化均应包含于本发明中。

Claims (13)

1.一种大型灯号群组的单元控制系统，由一主控器送出一第一同步时间码、一灯号闪亮命令及一灯号闪亮数据至每一单元控制装置，每一单元控制装置包含：

一灯具；

一灯具驱动电路，用以驱动该灯具的亮灭；

一存储器，用以储存预设的灯号闪亮数据；

一无线电收发器，用以接收该主控器所送出的该第一同步时间码、该灯号闪亮命令、该灯号闪亮数据或其它单元控制装置所送出的第二同步时间码，及送出本单元控制装置的第三同步时间码；

一微处理器，根据该无线电收发器所接收的该第一同步时间码、该灯号闪亮命令、该灯号闪亮数据或其它单元控制装置所送出的该第二同步时间码，使该灯具驱动电路来驱动该灯具的亮灭、亮灭时间及灯光颜色与明暗度，并使本单元控制装置与其它单元控制装置的系统时间同步，并产生本单元控制装置的该第三同步时间码而由该无线电收发器送出；

一电源稳压器，用以产生一低电压来供应给该无线电收发器、该微处理器及该存储器；以及

一电源供应器，用以供应一电源给该电源稳压器及该灯具，

其中，当该无线电收发器接收到该主控器所送出的该灯号闪亮命令及该灯号闪亮数据时，由该主控器决定本单元控制装置是操作于即时性的闪亮，还是更新该存储器内的灯号闪亮数据以切换选择不同的闪亮程序，

当该无线电收发器没有接收到该主控器或其它单元控制装置所发出的第一或第二同步时间码，则在计数预定等待时间结束后，判断是否要送出本单元控制装置的第三同步时间码，当要送出本单元控制装置的该第三同步时间码时，则由该微处理器经由该无线电收发器送出本单元控制装置的第三同步时间码，而使整个灯号群组操作在以本单元控制装置的第三同步时间码为基准的同步时间而无时间差。

2.如权利要求1所述的大型灯号群组的单元控制系统，其中，该灯具为一灯丝灯泡或一发光二极管。

3.如权利要求1所述的大型灯号群组的单元控制系统，其中，该存储器为一非易失性只读存储器。

4.如权利要求3所述的大型灯号群组的单元控制系统，其中，该非易失性只读存储器为一电可擦可编程只读存储器。

5.如权利要求1所述的大型灯号群组的单元控制系统，其中，该电源供应器供应直流电源或交流电源。

6.如权利要求1所述的大型灯号群组的单元控制系统，其中，该微处理器具有一计时器，该计时器具有一石英晶体作为计时组件。

7.一种大型灯号群组的单元控制方法，由一主控器送出一第一同步时间码、一灯号闪亮命令及一灯号闪亮数据至大型灯号群组的每一单元控制装置，该大型灯号群组的单元控制方法包含下列步骤：

由本单元控制装置的一无线电收发器在一预定等待时间内等待接收该主控器所送出的该第一同步时间码、该灯号闪亮命令、该灯号闪亮数据或其它单元控制装置所送出的第二同步时间码；

判断该无线电收发器是否有接收到由该主控器所送出的即时闪亮本单元控制装置的一灯具的该灯号闪亮命令；

当有接收到即时闪亮本单元控制装置的该灯具的该灯号闪亮命令时，则本单元控制装置的一微处理器根据该无线电收发器所接收的即时闪亮数据，使本单元控制装置的灯具驱动电路来驱动该灯具的亮灭、亮灭时间及灯光颜色与明暗度；

当没有接收到即时闪亮命令时，则判断该无线电收发器是否接收到更新数据命令；

当没有接收到更新数据命令时，则判断该无线电收发器是否接收到该主控器或其它单元控制装置所发出的第一或第二同步时间码；

当接收到该主控器或其它单元控制装置所发出的第一或第二同步时间码，则根据该第一或第二同步时间码来更新微处理器的系统时间，以使本单元控制装置与其它单元控制装置的系统时间同步；

当没有接收到该主控器或其它单元控制装置所发出的第一或第二同步时间码，则判断是否要送出为本单元控制装置的第三同步时间码；

当要送出本单元控制装置的第三同步时间码时，则由该微处理器经由无线电收发器送出本单元控制装置的第三同步时间码；以及

当不需要送出本单元控制装置的第三同步时间码时，则由该微处理器读取存储器中的灯号闪亮数据以控制该灯具驱动电路来驱动灯具的亮灭、亮灭时间及灯光颜色与明暗度。

8.如权利要求7所述的大型灯号群组的单元控制方法，其中，当接收到更新为本单元控制装置的该存储器所预设的更新数据命令时，则由该无线电收发器所接收的更新灯号闪亮数据来更新该存储器的数据。

9.如权利要求7所述的大型灯号群组的单元控制方法，其中，由该微处理器的一计时器计数本单元控制装置的系统时间，该计时器具有一石英晶体作为计时组件。

10.如权利要求7所述的大型灯号群组的单元控制方法，其中，由单元控制装置的一电源供应器供应直流或交流电源给该灯具。

11.如权利要求7所述的大型灯号群组的单元控制方法，其中，该灯具为一灯丝灯泡或一发光二极管。

12.如权利要求7所述的大型灯号群组的单元控制方法，其中，该存储器为一非易失性只读存储器。

13.如权利要求12所述的大型灯号群组的单元控制方法，其中，该非易失性只读存储器为一电可擦可编程只读存储器。

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