CN104656607A - 一种基于舞台多机无线协调系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于舞台多机无线协调系统，所述系统包括灯光控制子系统、音响控制子系统、ZIGBEE网络、网络接口单元、无线局域网、云中央运算与存储单元和4G智能终端。通过本发明实现了舞台声光系统的有效协调和控制，所述系统可以无线架构，任意扩展，并可以进行远程控制，使舞台效果展示的更为协调和流畅。

Description

一种基于舞台多机无线协调系统

技术领域

本发明涉及舞台控制领域，尤其涉及一种基于舞台多机无线协调系统。

背景技术

现代舞台运动表现力的不断提升，越来越多的表演需要更精确、更具有艺术感染力的效果呈现来实现，目前我国在舞台效果装备集成控制上，存在舞台效果声、光、电各分系统技术不断发展、但无法进行有效技术融合的缺点，导致舞台集控系统的表演效果能力低下。

通用即插即用协议是一个充分利用TCP/IP和Web技术的分布式开放型网络体系结构，该协议使所有联网的设备实现互联，符合通用即插即用协议规范的设备不需要传统的驱动程序就可以实现自动连接和协同工作，从而达到所有通用即插即用设备的信息交互与资源共享的目的，在目前相当流行的物联网智能网络中得到了广泛的关注。物联网伴随着电信技术、互联网技术和IT技术的发展实现了全球物品信息的实时共享，并且在智能网关中得到了广泛的应用，真正实现了人与物的交互，鉴于通用即插即用设备可以在任何操作系统上采用任何编程语言来实现。云计算与云存储技术的迅猛发展为实现所有物联网智能终端信息交互与资源共享提供了一个全新的思路，利用云计算与云存储超强的资源统一管理和调度能力，可以实现将全部通用即插即用设备的信息进行存储和归类，并通过一定的应用软件和应用访问接口，对用户提供一定类型的存储服务和访问服务，用户可以对通用即插即用设备实施在线监控。

本发明的目的即是通过利用通用即插即用协议和物联网技术的优势，对舞台各子系统的控制系统进行重新设计，以实现舞台多机系统的协同控制。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的实施方式，提出一种基于舞台多机无线协调系统，所述系统包括灯光控制子系统、音响控制子系统、ZIGBEE网络、网络接口单元、无线局域网、云中央运算与存储单元和4G智能终端，

所述灯光控制子系统和音响控制子系统分别通过ZIGBEE网络连接网络接口单元，所述灯光控制子系统和音响控制子系统通过网络接口单元和无线局域网跟云中央运算与存储单元相连，所述4G智能终端跟云中央运算与存储单元相连；云中央运算与存储单元用于存储所述灯光控制子系统和音响控制子系统中总线型微处理通用即插即用接入单元的识别码和统一资源定位符信息和总线型微处理器的使用信息，4G智能终端用于登录云中央运算与存储单元设备获取所述灯光控制子系统和音响控制子系统中的灯光和音响设备运行信息，并对总线型微处理通用即插即用接入单元进行控制；所述灯光控制子系统和音响控制子系统用于根据控制指令对灯光和音响进行控制。

根据本发明的实施方式，所述灯光控制子系统和音响控制子系统均包括通用即插即用分控制器和总线型微处理通用即插即用接入单元，所述通用即插即用分控制器和总线型微处理通用即插即用接入单元通过IPv6网络连接。

根据本发明的实施方式，所述云中央运算与存储单元包括数据库服务器和接口服务器，数据库服务器通过物联网与通用即插即用分控制器进行数据交互，并根据总线型微处理通用即插即用接入单元的识别码和统一资源定位符完成归类和存储，接口服务器提供接入接口供总线型微处理通用即插即用接入单元连接的灯光及音响设备和4G智能终端接入。

根据本发明的实施方式，所述4G智能终端单元经过身份验证登录云中央运算与存储单元获取到总线型微处理通用即插即用接入单元的统一资源定位符，并且通过通用即插即用分控制器对总线型微处理通用即插即用接入单元进行控制。

根据本发明的实施方式，所述通用即插即用分控制器包括微控制器和分别与微控制器连接的定时器电路、闪存、非易失性存储电路、网卡接口，其中微处理器处理数据包的接收与发送，定时器电路为系统运行提供时钟信号，闪存用于存储数据，非易失性存储电路用于存储总线型微处理通用即插即用接入单元的开关状态、使用时间、使用频率和使用年限信息；

根据本发明的实施方式，所述灯光控制子系统还包括第一供电单元、LED灯组、驱动单元、灯组参数存储单元以及灯组旋转控制单元，其中所述通用即插即用分控制器分别通过多个总线型微处理通用即插即用接入单元依次连接驱动单元、LED灯组、灯组参数存储单元，以及灯组旋转控制单元；所述LED灯组为多组，所述驱动单元用于根据控制指令驱动LED灯组发光，所述灯组参数存储单元用于存储LED灯组的基本参数，所述灯组旋转控制单元用于根据控制指令对LED灯组进行位置变换；

根据本发明的实施方式，所述音响控制子系统还包括：包括第二供电单元以及与第二供电单元相连接的音响前端输入信号处理单元、多通道功放单元以及扬声器单元，所述音响前端输入信号处理单元包括即插即用线路输入单元、USB本地输入单元以及立体声和超低音处理单元；其中，所述音响控制子系统的通用即插即用分控制器通过总线型微处理通用即插即用接入单元依次连接即插即用线路输入单元、立体声和超低音处理单元、多通道功放单元和扬声器单元，所述USB本地输入单元用于接收本地输入的控制指令并通过立体声和超低音处理单元、多通道功放单元连接所述扬声器单元。

通过本发明的舞台多机无线协调系统，实现了舞台声光系统的有效协调和控制，所述系统可以无线架构，任意扩展，并可以进行远程控制，使舞台效果展示的更为协调和流畅。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

附图1示出了根据本发明实施方式的基于舞台多机无线协调系统结构示意图；

附图2示出了根据本发明实施方式的灯光控制子系统结构示意图；

附图3示出了根据本发明实施方式的音响控制子系统结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

根据本发明的实施方式，提出一种基于舞台多机无线协调系统，如附图1所示，提出一种基于舞台多机无线协调系统，所述系统包括灯光控制子系统、音响控制子系统、ZIGBEE网络、网络接口单元、无线局域网、云中央运算与存储单元和4G智能终端；

所述灯光控制子系统和音响控制子系统分别通过ZIGBEE网络连接网络接口单元，所述灯光控制子系统和音响控制子系统通过网络接口单元和无线局域网跟云中央运算与存储单元相连，所述4G智能终端跟云中央运算与存储单元相连；

云中央运算与存储单元用于存储所述灯光控制子系统和音响控制子系统中总线型微处理通用即插即用接入单元的识别码和统一资源定位符信息和总线型微处理器的使用信息，4G智能终端用于登录云中央运算与存储单元设备获取所述灯光控制子系统和音响控制子系统中的灯光和音响设备运行信息，并对总线型微处理通用即插即用接入单元进行控制；所述灯光控制子系统和音响控制子系统用于根据控制指令对灯光和音响进行控制。

所述灯光控制子系统和音响控制子系统均包括通用即插即用分控制器和总线型微处理通用即插即用接入单元，并且通用即插即用分控制器和总线型微处理通用即插即用接入单元通过IPv6网络连接，通用即插即用分控制器为一个，总线型微处理通用即插即用接入单元为一个以上；

所述通用即插即用分控制器作为灯光控制子系统和音响控制子系统的控制端和总线型微处理通用即插即用接入单元的代理服务器，总线型微处理通用即插即用接入单元将自己的运行信息发送给通用即插即用分控制器进行缓存，通用即插即用分控制器每隔设定时间更新缓存信息，如果总线型微处理通用即插即用接入单元的存在状态、统一资源定位符有变化，通用即插即用分控制器将重新绑定总线型微处理通用即插即用接入单元的识别码和统一资源定位符,并向云中央运算与存储单元发送更新后的识别码和统一资源定位符信息；

所述云中央运算与存储单元包括数据库服务器和接口服务器，数据库服务器通过物联网与通用即插即用分控制器进行数据交互，并根据总线型微处理通用即插即用接入单元的识别码和统一资源定位符完成归类和存储，接口服务器提供接入接口供总线型微处理通用即插即用接入单元连接的灯光及音响设备和4G智能终端接入；

所述4G智能终端单元经过身份验证登录云中央运算与存储单元获取到总线型微处理通用即插即用接入单元的统一资源定位符，远程控制端访问上述统一资源定位符即可获取到总线型微处理通用即插即用接入单元的信息，并且通过通用即插即用分控制器对总线型微处理通用即插即用接入单元进行控制。

根据本发明的实施方式，所述通用即插即用分控制器包括微控制器和分别与微控制器连接的定时器电路、闪存、非易失性存储电路、网卡接口，其中微处理器处理数据包的接收与发送，定时器电路为系统运行提供时钟信号，闪存用于存储数据，非易失性存储电路用于存储总线型微处理通用即插即用接入单元的开关状态、使用时间、使用频率和使用年限信息；

所述总线型微处理通用即插即用接入单元包括总线型微处理器单元、以太网单元和WIFI发送器，所述总线型微处理器单元包括总线型微处理器芯片、复位电路和外部定时器电路；以太网单元包括以太网卡芯片、滤波器单元和外部定时器电路；以太网单元和WIFI发送器均与微处理器单元通讯连接，以太网单元负责总线型微处理通用即插即用接入单元的互联网接入，实现网络数据包的收发，WIFI发送器负责总线型微处理通用即插即用接入单元对灯光设备和音响设备的控制。

根据本发明的实施方式，如附图2所示，所述灯光控制子系统还包括第一供电单元、LED灯组、驱动单元、灯组参数存储单元以及灯组旋转控制单元，其中所述通用即插即用分控制器分别通过多个总线型微处理通用即插即用接入单元依次连接驱动单元、LED灯组、灯组参数存储单元，以及灯组旋转控制单元；所述LED灯组为多组，所述驱动单元用于根据控制指令驱动LED灯组发光，所述灯组参数存储单元用于存储LED灯组的基本参数，所述灯组旋转控制单元用于根据控制指令对LED灯组进行位置变换；

其中，所述通用即插即用分控制器的微控制器还包括：

模拟舞台建立单元，用于通过预设置在灯组控制单元中的软件，根据实际舞台的位置信息数据，建立模拟舞台；

初始化单元，用于根据从云中央运算与存储单元读取或从4G智能终端接收的灯光预设方案向驱动单元发送驱动控制信号；

目标聚光点位置选择单元，用于在模拟舞台上选择目标聚光点位置，并将该目标聚光点位置转化为其在实际舞台上的位置信息数据；

灯组选择单元，用于选择所有预调节的灯组并检测所选择的灯组相对聚光点位置是否为有效灯组，并对判断为有效灯组的灯组发出驱动控制信号。

根据本发明的具体实施方式，所述灯组选择单元选择至少一个灯组，获取所选灯组的位置数据，并判断所选灯组对目标聚光点位置是否有效，若目标光标位置处于该灯组的有效覆盖区域内，则该灯组有效并选取，否则该灯组无效并忽略；灯组光束的覆盖区域满足以下条件的有效：

ρ∈[z1*tan(a1)，z1*tan(a2)]；

γ∈(b1，b2)；

其中，灯组的旋转中心点距离XY平面的高度为z1，灯组的竖直旋转角度值α的设置范围(a1，a2)，灯组的水平旋转角度值β设置范围(b1，b2)，ρ为该灯组有效覆盖区域的极径范围，γ为该灯组有效覆盖区域的极角范围。

根据本发明的实施方式，如附图3所示，所述音响控制子系统还包括：包括第二供电单元以及与第二供电单元相连接的音响前端输入信号处理单元、多通道功放单元以及扬声器单元，所述音响前端输入信号处理单元包括即插即用线路输入单元、USB本地输入单元以及立体声和超低音处理单元；其中，所述音响控制子系统的通用即插即用分控制器通过总线型微处理通用即插即用接入单元依次连接即插即用线路输入单元、立体声和超低音处理单元、多通道功放单元和扬声器单元，所述USB本地输入单元用于接收本地输入的控制指令并通过立体声和超低音处理单元、多通道功放单元连接所述扬声器单元；

其中，所述立体声和超低音处理单元中设有声道选择单元、曲线调节单元、相位处理单元、电子卡处理单元、噪声处理单元、辅助输出单元、音量调节单元和状态指示单元，所述即插即用线路输入单元的输出端连接有辅助输出单元和声道选择单元，且声道选择单元通过曲线调节单元与音量调节单元连接，所述USB本地输入单元的输出端与音量调节单元之间依次连接有电子卡处理单元和曲线调节单元，所述相位处理单元与曲线调节单元连接，所述状态指示单元与音量调节单元连接，所述音量调节单元的输出端与多通道功放单元连接，所述多通道功放单元包括左声道功放单元、右声道功放单元和超低音功放单元。

根据本发明的优选实施方式，所述多通道功放单元还连接有过流、短路、DC、过压、欠压及温度保护的保护电路。

根据本发明的优选实施方式，所述曲线调节单元包括左声道信号处理电路、右声道信号处理电路和超低音信号处理电路，所述左声道信号处理电路中设有左声道输入电路、第一180HZ高通电路、第一140HZ高通电路、第一100HZ高通电路、第一选择开关、第一500HZ衰减电路、第一4KHZ衰减电路和第一12KHZ提升电路，所述超低音信号处理电路包括超低音声道输入电路、50HZ提升电路、第二选择开关、80HZ低通电路、140HZ低通电路和100HZ低通电路，所述右声道信号处理电路包括右声道输入电路、第二180HZ高通电路、第二140HZ高通电路、第二100HZ高通电路、第三选择开关、第二500HZ衰减电路、第二4KHZ衰减电路和第二12KHZ提升电路，所述左声道输入电路与右声道输入电路都与超低音声道输入电路连接；

其中，所述左声道输入电路的输出端并联连接有第一180HZ高通电路、第一140HZ高通电路和第一100HZ高通电路的输入端，所述第一选择开关的三端选择端分别连接第一180HZ高通电路、第一140HZ高通电路和第一100HZ高通电路的输出端，第一选择开关的另一端公共端依次连接有第一500HZ衰减电路、第一4KHZ衰减电路和第一12KHZ提升电路；

所述超低音输入电路的输出端连接有50HZ提升电路的输入端，50HZ提升电路的输出端并联连接180HZ低通电路、140HZ低通电路和100HZ低通电路的输入端，且180HZ低通电路、140HZ低通电路和100HZ低通电路的输出端分别连接第二选择开关的三端选择端。

所述右声道输入电路的输出端并联连接有第二180HZ高通电路、第二140HZ高通电路和第二100HZ高通电路的输入端，所述第三选择开关的三端选择端分别连接第二180HZ高通电路、第二140HZ高通电路和第二100HZ高通电路的输出端，选择开关的另一端公共端依次连接有第二500HZ衰减电路、第二4KHZ衰减电路和第二12KHZ提升电路。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基于舞台多机无线协调系统，所述系统包括灯光控制子系统、音响控制子系统、ZIGBEE网络、网络接口单元、无线局域网、云中央运算与存储单元和4G智能终端；

所述灯光控制子系统和音响控制子系统分别通过ZIGBEE网络连接网络接口单元，所述灯光控制子系统和音响控制子系统通过网络接口单元和无线局域网跟云中央运算与存储单元相连，所述4G智能终端跟云中央运算与存储单元相连；云中央运算与存储单元用于存储所述灯光控制子系统和音响控制子系统中总线型微处理通用即插即用接入单元的识别码和统一资源定位符信息和总线型微处理器的使用信息，4G智能终端用于登录云中央运算与存储单元设备获取所述灯光控制子系统和音响控制子系统中的灯光和音响设备运行信息，并对总线型微处理通用即插即用接入单元进行控制；所述灯光控制子系统和音响控制子系统用于根据控制指令对灯光和音响进行控制。

2.一种如权利要求1所述的系统，所述灯光控制子系统和音响控制子系统均包括通用即插即用分控制器和总线型微处理通用即插即用接入单元，所述通用即插即用分控制器和总线型微处理通用即插即用接入单元通过IPv6网络连接。

3.一种如权利要求2所述的系统，所述云中央运算与存储单元包括数据库服务器和接口服务器，数据库服务器通过物联网与通用即插即用分控制器进行数据交互，并根据总线型微处理通用即插即用接入单元的识别码和统一资源定位符完成归类和存储，接口服务器提供接入接口供总线型微处理通用即插即用接入单元连接的灯光及音响设备和4G智能终端接入。

4.一种如权利要求3所述的系统，所述4G智能终端单元经过身份验证登录云中央运算与存储单元获取到总线型微处理通用即插即用接入单元的统一资源定位符，并且通过通用即插即用分控制器对总线型微处理通用即插即用接入单元进行控制。

5.一种如权利要求4所述的系统，所述通用即插即用分控制器包括微控制器和分别与微控制器连接的定时器电路、闪存、非易失性存储电路、网卡接口，其中微处理器处理数据包的接收与发送，定时器电路为系统运行提供时钟信号，闪存用于存储数据，非易失性存储电路用于存储总线型微处理通用即插即用接 入单元的开关状态、使用时间、使用频率和使用年限信息。

6.一种如权利要求5所述的系统，所述灯光控制子系统还包括第一供电单元、LED灯组、驱动单元、灯组参数存储单元以及灯组旋转控制单元，其中所述通用即插即用分控制器分别通过多个总线型微处理通用即插即用接入单元依次连接驱动单元、LED灯组、灯组参数存储单元，以及灯组旋转控制单元；所述LED灯组为多组，所述驱动单元用于根据控制指令驱动LED灯组发光，所述灯组参数存储单元用于存储LED灯组的基本参数，所述灯组旋转控制单元用于根据控制指令对LED灯组进行位置变换。

7.一种如权利要求6所述的系统，所述音响控制子系统还包括：包括第二供电单元以及与第二供电单元相连接的音响前端输入信号处理单元、多通道功放单元以及扬声器单元，所述音响前端输入信号处理单元包括即插即用线路输入单元、USB本地输入单元以及立体声和超低音处理单元；其中，所述音响控制子系统的通用即插即用分控制器通过总线型微处理通用即插即用接入单元依次连接即插即用线路输入单元、立体声和超低音处理单元、多通道功放单元和扬声器单元，所述USB本地输入单元用于接收本地输入的控制指令并通过立体声和超低音处理单元、多通道功放单元连接所述扬声器单元。