CN102802319B - 一种灯光智能控制方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种灯光智能控制方法及其系统，采用在灯端连接网关，利用网关将灯端分别与中控机和面板连接起来，通过与中控机和与中控机连接的面板来控制灯端。本发明的有益效果主要有：（1）支持各种通信方式；（2）、易于检测节点故障；由于面板、灯箱与网关之间定期握手，中控机与网关也定期握手，用户可以快速、便捷感知到故障点；（3）、易于维护；由于网关、面板、灯箱在首次使用时，均会自动获取配置信息，最大程序降低了管理人员的工作；（4）、平台统一性，由于采用了中控机ID与通信节点ID分离的方法，上层逻辑软件只需关注中控机ID即可。后期如有需求，可以随意更换网关、面板、灯箱等。
Description
技术领域
本发明涉及灯光智能控制领域，尤其是涉及一种灯光智能控制方法及其系统。
背景技术
目前的灯光控制领域，控制器与灯箱的通信方式过于单一，只能通过有线连接或无线电的方式实现控制器与灯箱的相互通信，完成控制器对灯的控制。而目前在一些特效舞台以及会议室内，这两种通信方式已经变得不能满足需求，在一些大型露天场合对于灯光的多种通讯渠道的控制要求更是超出了目前控制系统的能力，造成灯光控制在实际使用的时候控制不到位，成为制约场地设计的瓶颈。
发明内容
为了弥补上述灯光控制通信方式过于单一，成为场地设计瓶颈的缺陷，本发明提出一种灯光智能控制方法及其系统。
其技术方案为，一种灯光智能控制方法，采用在灯端连接网关，利用网关将灯端分别与中控机和面板连接起来，通过与中控机和与中控机连接的面板来控制灯端，其步骤为：
（1）中控机、灯端、网关以及面板组成一个拓扑网路结构，操作者根据灯端、网关以及面板的内部CPU芯片编号分别为其分配一个固定ID，即CPU ID；
（2）在分配好固定ID后，中控机根据灯端、网关以及面板在拓扑网络的位置为其分别分配一个中控节点ID，中控节点ID与固定ID一一对应；
（3）在增加灯端、网关或面板的时候，中控机对新增加的组件重复步骤（1）和步骤（2），为其分配固定ID和中控节点ID；
（4）在固定ID和中控节点ID分配完成后，中控机生成{中控节点ID、固定ID}列表，列表内的中控节点ID与固定ID一一对应；
（5）中控机将步骤（4）中产生的列表发送给网关，网关根据该列表中的中控节点ID为每个节点分配一个通信节点ID，生成{中控节点ID，固定ID，通信节点ID}列表，每个通信节点ID与中控节点ID一一对应；
（6）中控机根据步骤（4）中生成的ID列表将面板与灯端进行绑定，绑定后中控机或面板通过步骤（5）中网关分配的通信节点ID与每个灯端进行通信并控制该灯端。
上述步骤（6）中将一个面板与多个灯端进行绑定，同时将一个灯端绑定到多个面板，使每个面板都可以控制多个灯端，每个灯端可以在不同的面板控制下工作。
一种采用上述控制方法的灯光智能控制系统，包括灯端、所述系统还包括网关、中控机以及面板，中控机通过网关分别与面板和灯端连接到一起，面板和灯端也通过网关连接到一起。
所述网关、灯端和面板内部还包括单片机处理器，中控机通过单片机处理器将各个组件连接到一起。
本发明的有益效果主要有：（1）支持各种通信方式；（2）、易于检测节点故障；由于面板、灯箱与网关之间定期握手，中控机与网关也定期握手，用户可以快速、便捷感知到故障点；（3）、易于维护；由于网关、面板、灯箱在首次使用时，均会自动获取配置信息，最大程序降低了管理人员的工作；（4）、平台统一性，由于采用了中控机ID与通信节点ID分离的方法，上层逻辑软件只需关注中控机ID即可。后期如有需求，可以随意更换网关、面板、灯箱等。
附图说明
图1为本发明的一种实施例方法的中控节点ID生成流程示意图；
图2为本发明的一种实施例方法的通信流程示意图；
图3为本发明的一种实施例方法的自检流程示意图；
图4为本发明的一种实施例的控制系统框型示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明做进一步说明。
一种灯光智能控制方法，采用在灯端连接网关，利用网关将灯端分别与中控机和面板连接起来，通过与中控机和与中控机连接的面板来控制灯端，其步骤为：
（1）中控机、灯端、网关以及面板组成一个拓扑网路结构，操作者根据灯端、网关以及面板的内部CPU芯片编号分别为其分配一个固定ID，即CPU ID；
（2）在分配好固定ID后，中控机根据灯端、网关以及面板在拓扑网络的位置为其分别分配一个中控中控节点ID，中控节点ID与固定ID一一对应；
（3）在增加灯端、网关或面板的时候，中控机对新增加的组件重复步骤（1）和步骤（2），为其分配固定ID和中控节点ID；
（4）在固定ID和中控节点ID分配完成后，中控机生成{中控节点ID、固定ID}列表，列表内的中控节点ID与固定ID一一对应；
（5）中控机将步骤（4）中产生的列表发送给网关，网关根据该列表中的中控节点ID为每个节点分配一个通信节点ID，生成{中控节点ID，固定ID，通信节点ID}列表，每个通信节点ID与中控节点ID一一对应；
（6）中控机根据步骤（4）中生成的ID列表将面板与灯端进行绑定，绑定后中控机或面板通过步骤（5）中网关分配的通信节点ID与每个灯端进行通信并控制该灯端。
上述步骤（6）的绑定过程中将灯端分组，多个灯端编为一组，每个灯端可被编到不同的组内，每组灯端绑定一个面板。
结合图4，本发明的一种实施例的控制系统示意图，所述系统包括灯端、所述系统还包括网关、中控机以及面板，中控机通过网关分别与面板和灯端连接到一起，面板和灯端也通过网关连接到一起。
所述网关、灯端和面板内部还包括单片机处理器，中控机通过单片机处理器将各个组件连接到一起。
如图1所示，本发明方法的一种实施例的中控节点ID生成流程示意图。
图中，中控机、灯端、网关以及面板组成一个拓扑网路结构，操作者根据灯端、网关以及面板的内部CPU芯片编号分别为其分配一个固定ID；在分配好固定ID后，中控机根据灯端、网关以及面板在拓扑网络的位置为其分别分配一个中控节点ID，中控节点ID与固定ID一一对应；在固定ID和中控节点ID分配完成后，中控机生成{中控节点ID、固定ID}列表，列表内的中控节点ID与固定ID一一对应。中控机对新增加的组件重复分配固定ID和中控节点ID。
本发明通过如下四种角色像话配合来实现：中控机、网关、面板、灯端，它们之间形成一个自治域，各自治域之间相互独立，互不影响。
网关、面板、灯端都含有处理器芯片，用于相互之间的通信，以及实现各种智能化控制
本发明中的网关支持多种通信方式，并不限定其只能为某种通信方式，比如只能使用TCP/IP以太网，或者CAN总线等等；面板、灯端也同理。用户可以根据实际情况，自行选择支持各种通信方式，或者特定的某种通信方式
中控机与网关、面板、灯端通信时，均使用其处理器内部的CPU ID（CPU ID为每个芯片的全球唯一编号，目前一般最多为96位，考虑到扩展性，可使用128位、256位甚至更多，如不足则高位补0)。此处使用CPU ID目的在于唯一地标识一个节点，实际使用中允许使用其它方式来代替。而网关、面板、灯端内部通信时，使用的是内部节点号而非CPU ID。
在不同的通信方式下，各通信节点的内部节点号长度各不一样，比如以太网使用的是4字节IP地址，CAN使用11bit，无线ZigBee使用16bit，为适用各种通信方式，因此采用中控机ID与通信节点ID分离的方式，两种ID经由网关进行转换。
在首次安装或者后续维护时，管理员在中控机配置各网关、面板、灯端等节点的CPU ID。中控机、灯端、网关以及面板组成一个拓扑网路结构，操作者根据灯端、网关以及面板的内部CPU芯片编号分别为其分配一个固定ID，即CPU ID；在分配好固定ID后，中控机根据灯端、网关以及面板在拓扑网络的位置为其分别分配一个中控中控节点ID，中控节点ID与固定ID一一对应。配置结束后，中控机将用户的配置数据下发至网关、面板、灯端；用户可以通过中控机操作面板、灯端：当用户通过中控机操作面板时，相当于操作面板所管辖的一组灯；当用户通过中控机操作灯端时，则仅仅操作该盏灯，与其它灯互不影响
网关：负责为网络内部的每个面板、灯端分配一个唯一的通信节点号；同一网络内的各种节点，均使用相同的组号，避免多个无线网络互相干扰。同时将负责中控机与面板、灯端通信报文中的中控机ID和通信节点ID进行转换
面板：本地操作时，负责控制所管辖的所有灯端；此时是面板所管辖的灯同时进行变更
灯端：接收面板或中控机的命令，调节至相应的亮度；调节完毕后，广播（或组播）一个状态变更的报文，所有的面板及中控机必须监听这个报文并解析，这样所有管辖该灯的面板及中控机都能够正确地显示该灯端的最新状态
网关启动后，会主动向中控机获取最新的配置信息，减轻用户的操作
参照图2，当面板、灯端启动时，若发现节点号、组号为空或有误时时，主动广播请求获取通信节点ID号以及配置信息，该广播报文包含有节点自身的CPU ID；网关收到广播请求报文后，根据报文里的CPU ID与自身的配置进行比较，如果配置中不存在该CPU ID则忽略该报文，如果存在，则分其分配一个通信节点ID并将中控机的配置下发给该节点。节点收到该报文后，将其保存起来，后续与网关或者中控机时，均使用刚才分配下来的通信节点ID。
结合图3，面板、灯端学习到节点号、组号后，定期与网关握手，如一定时间内均收不到网关握手，则可知网关发生了故障，此时节点将其之前学习到的信息清除掉，重新进入学习过程。本步骤可以有效降低维护成本，当网关发生故障后，管理人员不必手动逐个清除节点的配置信息，而只需简单地更换网关，修改中控机中网关的CPU ID地址，并将中控机的配置下发给网关即可。
以上所述，为本发明的较佳实施案例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (2)
1.一种灯光智能控制方法，其特征在于，采用在灯端连接网关，利用网关将灯端分别与中控机和面板连接起来，通过与中控机和与中控机连接的面板来控制灯端，其步骤为：
（1）中控机、灯端、网关以及面板组成一个拓扑网路结构，操作者根据灯端、网关以及面板的内部CPU芯片编号分别为其分配一个固定ID，即CPU ID；
（2）在分配好固定ID后，中控机根据灯端、网关以及面板在拓扑网络的位置为其分别分配一个中控节点ID，中控节点ID与固定ID一一对应；
（3）在增加灯端、网关或面板的时候，中控机对新增加的组件重复步骤（1）和步骤（2），为其分配固定ID和中控节点ID；
（4）在固定ID和中控节点ID分配完成后，中控机生成{中控节点ID、固定ID}列表，列表内的中控节点ID与固定ID一一对应；
（5）中控机将步骤（4）中产生的列表发送给网关，网关根据该列表中的中控节点ID为每个节点分配一个通信节点ID，生成{中控节点ID，固定ID，通信节点ID}列表，每个通信节点ID与中控节点ID一一对应；
（6）中控机根据步骤（4）中生成的ID列表将面板与灯端进行绑定，绑定后中控机或面板通过步骤（5）中网关分配的通信节点ID与每个灯端进行通信并控制该灯端；所述绑定过程中将灯端分组，多个灯端编为一组，每个灯端可被编到不同的组内，每组灯端绑定一个面板。
2.一种采用上述控制方法的灯光智能控制系统，包括灯端、其特征在于，所述系统还包括网关、中控机以及面板，中控机通过网关分别与面板和灯端连接到一起，面板和灯端也通过网关连接到一起。
3. 根据权利要求2所述的灯光智能控制系统，其特征在于，所述网关、灯端和面板内部还包括单片机处理器，中控机通过单片机处理器将各个组件连接到一起。
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