CN107135583A - 基于dmx512协议的led灯具系统及寿命监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于DMX512协议的LED灯具系统，包括：上位机，DMX512控制器，多个LED灯具；DMX512控制器和各LED灯具之间通过RS485数据总线的A线、B线和地线连接，各LED灯具之间连接有一条单向的写址线；各LED灯具通过传感器检测灯具的状态信息并将状态信息包通过A线、B线和地线传输到DMX512控制器中并传输给上位机，上位机根据状态信息包判断各LED灯具的使用寿命。本发明还公开了一种基于DMX512协议的LED灯具系统的寿命监测方法。本发明能对LED灯具的使用寿命进行判断，能对已达到和即将到达使用寿命期限的灯具，发出预警，并提前做好灯具更换准备，提高效率。

Description

基于DMX512协议的LED灯具系统及寿命监测方法

技术领域

本发明涉及LED灯具系统，特别涉及一种基于多路数字传输（Digital Multiplexwith 512 pieces of information，DMX512）协议的LED灯具系统。本发明还涉及一种基于DMX512协议的LED灯具系统的寿命监测方法。

背景技术

DMX512协议是由美国剧场技术协会制定的数字多路复用协议，是一种用于发送器和调光设备之间的调光协议，是灯光含义数字化设备的通用信号控制协议。

在基于DMX512协议的LED灯具系统中，一个DMX512控制器件能够控制多个LED灯具，DMX512控制器和LED灯具之间采用DMX485也即RS485总线进行信号传输，一个DMX512数据包包括起始码和512各数据帧，即每一封包包括513个字节，每一个数字帧包括1个起始位，8位数据位和2个停止位，DMX512的信号数据传输率为250Kbps，数据帧每位宽度为4µs,发送一帧需44µs，发送一个513个字节的数据封包的时间约为23ms。

LED灯具的控制模块中都存储有固定的地址，并LED灯具的控制模块仅接收和其地址相对于的帧数据，并根据接收的帧数据进行显示。所以基于DMX512协议的LED灯具系统能很好的对LED灯具进行数字化控制。

但是现有基于DMX512协议的LED灯具系统中无法实现对LED灯具的寿命进行预测，从而无法实现在LED灯具的使用寿命之前对其进行更换，这会造成在使用过程中会出现LED灯具由于超出寿命期限而损坏，影响显示效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于DMX512协议的LED灯具系统，能对LED灯具的使用寿命进行判断，能对已达到和即将到达使用寿命期限的灯具，发出预警，并提前做好灯具更换准备，提高效率。本发明还公开了一种基于DMX512协议的LED灯具系统的寿命监测方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的基于DMX512协议的LED灯具系统包括：上位机，DMX512控制器，多个LED灯具。

所述上位机和所述DMX512控制器通过网线连接。

所述DMX512控制器通过RS485数据总线的A线、B线和地线连接各所述LED灯具的数据和命令信号输入端。

各所述LED灯具之间连接有一条单向的写址线。

各所述LED灯具包括LED控制模组以及多个传感器。

各所述LED灯具的各所述传感器检测对应的所述LED灯具的状态信息并将状态信息封包形成状态信息包，各所述LED灯具的状态信息包通过对应的所述RS485数据总线的A线、B线和地线传输到所述DMX512控制器中，所述DMX512控制器将各所述LED灯具的状态信息包传输给所述上位机，所述上位机根据各所述LED灯具的状态信息包判断各所述LED灯具的使用寿命。

进一步的改进是，各所述LED灯具的各所述传感器包括：电流传感器，电压传感器，温度传感器，时间计时器。

进一步的改进是，所述DMX512控制器向所述LED灯具的数据和命令信号输入端传送数据的传送速率为250Kbps，传送数据的数据和命令封包为513字节。

进一步的改进是，各所述LED灯具的各所述传感器在所述DMX512控制器发送所述数据和命令封包的时间间隙内进行对应的所述LED灯具的状态信息的检测。

进一步的改进是，各所述LED灯具在所述DMX512控制器发送所述数据和命令封包的时间间隙内向所述DMX512控制器传送所述状态信息包。

进一步的改进是，所述上位机中存储有lm80报告数据，所述上位机将各所述LED灯具的状态信息包和lm80报告数据对比判断各所述LED灯具的使用寿命。

进一步的改进是，所述上位机为计算机或工作站。

进一步的改进是，所述DMX512控制器通过A端口、B端口和GND端口连接到所述RS485数据总线，各所述LED灯具的数据和命令信号输入端包括通过A端口、B端口和GND端口且通过对应的A端口、B端口和GND端口连接到所述RS485数据总线。

进一步的改进是，各所述LED灯具的TXD端通过所述写址线连接到对应的下一个所述LED灯具的RXD端。

为解决上述技术问题，本发明提供的的基于DMX512协议的LED灯具系统的寿命监测方法包括如下步骤：

步骤1、各所述LED灯具之间通过所述写址线完成地址的编写，形成各所述LED灯具独有的地址码。

步骤2、所述DMX512控制器通过所述RS485数据总线发送灯具使用寿命判断的启动命令。

步骤3、所有所述LED灯具接收到所述RS485数据总线上的启动命令后，进入灯具使用寿命判断状态。

步骤4、在灯具使用寿命判断状态下，各所述LED灯具的各所述传感器在所述DMX512控制器发送所述数据和命令封包的时间间隙内进行对应的所述LED灯具的状态信息的检测并将状态信息封包形成状态信息包。

步骤5、各所述LED灯具通过对应的所述RS485数据总线的A线、B线和地线将对应的状态信息包传输到所述DMX512控制器中，且各所述LED灯具对应的状态信息包的传输是在所述DMX512控制器发送所述数据和命令封包的时间间隙内进行。

步骤6、所述DMX512控制器在接收到所有所述LED灯具的状态信息包之后将所有所述LED灯具的状态信息包封包传输给所述上位机，所述上位机根据各所述LED灯具的状态信息包判断各所述LED灯具的使用寿命。

进一步的改进是，各所述LED灯具的各所述传感器包括：电流传感器，电压传感器，温度传感器，时间计时器。

进一步的改进是，在所述DMX512控制器发送所述数据和命令封包的时间间隙内，所述电流传感器检测对应的时间间隙内的电流平均值，所述电压传感器检测对应的时间间隙内的电压平均值，所述温度传感器检测对应的时间间隙内的温度平均值；所述时间计时器实时统计对应的所述LED灯具的使用总时间；各所述LED灯具还根据所述电流平均值、所述电压平均值和所述温度平均值计算对应的所述LED灯具的功率平均值。

进一步的改进是，各所述LED灯具的状态信息包中的数据包括：灯具的地址、灯具的通道数、所述电流平均值、所述电压平均值、所述温度平均值、所述功率平均值和所述LED灯具的使用总时间值，数据校验字节。

进一步的改进是，所述上位机中存储有lm80报告数据，所述上位机将各所述LED灯具的状态信息包和lm80报告数据对比判断各所述LED灯具的使用寿命，发出预警，并生成灯具实际使用寿命报告，将所述灯具实际使用寿命报告发送到云平台数据管理中心。

进一步的改进是，所述DMX512控制器向所述LED灯具的数据和命令信号输入端传送数据的传送速率为250Kbps，传送数据的数据和命令封包为513字节。

本发明在LED灯具中设置多个传感器，通过传感器能够检测LED灯具的状态信息；本发明还设置了状态回收线将灯具的状态信息封包传回到DMX控制器中，DMX控制器再将状态信息包传给上位机，上位机根据状态信息包能判断各LED灯具的使用寿命，所以本发明能对LED灯具的使用寿命进行判断，能对已达到和即将到达使用寿命期限的灯具，发出预警，并提前做好灯具更换准备，提高效率。

本发明中传感器包括电流传感器，电压传感器，温度传感器，时间计时器，分别能检测LED灯具的使用过程中的电流、电压、温度和使用的总时间，其中电流、电压和温度能够计算出灯具的平均功率值，从而通过平均功率值能判断灯具的状态信息，再结合使用的总时间则能预估其使用寿命。

本发明中，DMX512控制器和各LED灯具之间采用具有三条线的RS485数据总线连接即通过RS485数据总线的A线、B线和地线连接，且在LED灯具中设置了传感器来检测对应的LED灯具的状态信息并封包以及将对应的状态信息包通过RS485数据总线的A线、B线和地线传输到DMX512控制器中，且状态信息的检测和状态信息包的传输都是在DMX512控制器件发出的数据和命令封包的时间间隙内进行，DMX控制器接收到所有LED灯具的状态信息包后将所有LED灯具的状态信息包传输给上位机，上位机则通过软件能很方便的实现对各LED灯具的工作状态进行分析，计算出每个灯具的使用寿命期限并生长灯具实际使用寿命报告，还能将使用寿命报告发送到云平台数据管理中心，从而能很方便根据灯具实际使用寿命报告，针对已达到和即将到达使用寿命期限的灯具，发出预警，提前做好灯具更换准备，提高效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明实施例基于DMX512协议的LED灯具系统的结构图。

具体实施方式

如图1所示，是本发明实施例基于DMX512协议的LED灯具3系统的结构图，本发明实施例基于DMX512协议的LED灯具3系统包括：上位机1，DMX512控制器2，多个LED灯具3。

所述上位机1为计算机(PC)或工作站。所述上位机1和所述DMX512控制器2通过网线连接，网线连接的协议为TCP/IP。

图1中共显示了N个所述LED灯具3，在图1中还分别用LED灯具（1）、LED灯具（2）直至LED灯具（N）表示个所述LED灯具3，括号中为编号。

所述DMX512控制器2通过RS485数据总线的的A线、B线和地线即图1中对应的三条DMX485数据总线连接各所述LED灯具3的数据和命令信号输入端。本发明实施例中，所述DMX512控制器2通过A端口、B端口和GND端口连接到所述RS485数据总线且分别连接到所述RS485数据总线的A线、B线和地线。各所述LED灯具3的数据和命令信号输入端包括通过A端口、B端口和GND端口且通过对应的A端口、B端口和GND端口连接到所述RS485数据总线且A端口、B端口和GND端口分别连接到所述RS485数据总线的A线、B线和地线。图1中各A端口都用A表示，B端口都用B表示，各GND端口都用GND表示。本发明实施例中，RS485总线共有三条，分别为A线、B线和地线。

各所述LED灯具3之间连接有一条单向的写址线；通过写址线给各所述LED灯具3编写地址编码。图1所示的本发明实施例中，各所述LED灯具3的TXD端通过所述写址线连接到对应的下一个所述LED灯具3的RXD端。

各所述LED灯具3包括LED控制模组4以及多个传感器。

各所述LED灯具3的各所述传感器检测对应的所述LED灯具3的状态信息并将状态信息封包形成状态信息包后通过对应的所述RS485数据总线的A线、B线和地线传输到所述DMX512控制器中，所述DMX512控制器2将各所述LED灯具3的状态信息包传输给所述上位机1，所述上位机1根据各所述LED灯具3的状态信息包判断各所述LED灯具3的使用寿命。

本发明实施例中，各所述LED灯具3的各所述传感器包括：电流传感器5，电压传感器7，温度传感器6，时间计时器8。电流传感器5检测所述LED灯具3的电流信号，电压传感器7检测所述LED灯具3的电压信号，温度传感器6检测所述LED灯具3的温度，时间计时器8统计所述LED灯具3的使用时间。

所述DMX512控制器2向所述LED灯具3的数据和命令信号输入端传送数据的传送速率为250Kbps，传送数据的数据和命令封包为513字节，即采用标准的DMX512协议进行传输，513字节中包括了一个字节的起始码（StartCode）和512字节的数据。

各所述LED灯具3的各所述传感器在所述DMX512控制器2发送所述数据和命令封包的时间间隙内检测对应的所述LED灯具3的状态信息并将状态信息封包形成状态信息包。

各所述LED灯具3在所述DMX512控制器2发送所述数据和命令封包的时间间隙内向所述DMX512控制器2传送所述状态信息包。

所述上位机1中存储有lm80报告数据，所述上位机1将各所述LED灯具3的状态信息包和lm80报告数据对比判断各所述LED灯具3的使用寿命。

本发明能够实现对LED灯具的使用寿命进行判断，判断机理如下：

电流传感器5、电压传感器7、温度传感器8和计时传感器即时间计时器6实时收集对应的LED灯具3的电流值、电压值、温度值和总工作时间。每个DMX512数据封包（513字节）的发送时间约为23ms(44us/byte)，DMX512系统的帧频为30hz，因此DMX512数据封包之间有10ms左右的时间间隙。利用这个时间间隙，LED控制模组4统计时间间隙内LED灯具3的平均电流值、平均电压值和平均温度值，计算灯具的平均功率值，判断灯具的状态信息。每个时间间隙返回一根LED灯具3的状态信息，形成数据包即所述状态信息包传送回DMX512控制器。最终由PC/工作站1的控制软件，分析统计每个LED灯具3的实时工作状态，计算每个LED灯具3的使用寿命期限，生成LED灯具3实际使用寿命报告，并发送到云平台数据管理中心。根据LED灯具3实际使用寿命报告，针对已达到和即将到达使用寿命期限的LED灯具3，发出预警，提前做好LED灯具3更换准备，提高效率。

本发明实施例基于DMX512协议的LED灯具系统的寿命监测方法包括如下步骤：

步骤1、各所述LED灯具3之间通过所述写址线完成地址的编写，形成各所述LED灯具3独有的地址码。

步骤2、所述DMX512控制器2通过所述RS485数据总线发送灯具使用寿命判断的启动命令。

步骤3、所有所述LED灯具3接收到所述RS485数据总线上的启动命令后，进入灯具使用寿命判断状态。

步骤4、在灯具使用寿命判断状态下，各所述LED灯具3的各所述传感器在所述DMX512控制器2发送所述数据和命令封包的时间间隙内进行对应的所述LED灯具3的状态信息的检测并将状态信息封包形成状态信息包。

较佳选择为：各所述LED灯具3的各所述传感器包括：电流传感器5，电压传感器7，温度传感器8，时间计时器6。在所述DMX512控制器2发送所述数据和命令封包的时间间隙内，所述电流传感器5检测对应的时间间隙内的电流平均值，所述电压传感器7检测对应的时间间隙内的电压平均值，所述温度传感器8检测对应的时间间隙内的温度平均值；所述时间计时器6实时统计对应的所述LED灯具3的使用总时间。

各所述LED灯具3还根据所述电流平均值、所述电压平均值和所述温度平均值计算对应的所述LED灯具3的功率平均值。

各所述LED灯具3的状态信息包中的数据包括：灯具的地址、灯具的通道数、所述电流平均值、所述电压平均值、所述温度平均值、所述功率平均值和所述LED灯具3的使用总时间值，数据校验字节。

步骤5、各所述LED灯具3通过对应的所述RS485数据总线的A线、B线和地线将对应的状态信息包传输到所述DMX512控制器2中，且各所述LED灯具3对应的状态信息包的传输是在所述DMX512控制器2发送所述数据和命令封包的时间间隙内进行。也即：所有LED灯具3通过所述RS485数据总线的A线、B线和地线向所述DMX512控制器2传输对应的状态信息数据包即状态信息包（状态信息数据包中包括灯具的地址，灯具的通道数，步骤4中统计的灯具平均电流值、平均电压值、平均功率值、平均温度值和灯具使用总时间值，数据校验字节等）。

步骤6、所述DMX512控制器2在接收到所有所述LED灯具3的状态信息包之后将所有所述LED灯具3的状态信息包封包传输给所述上位机1；本发明实施例方法中，DMX512控制器2收到所有状态信息数据封包后，通过TCP/IP网络协议，经由网线发送给PC/工作站1。

所述上位机1根据各所述LED灯具3的状态信息包判断各所述LED灯具3的使用寿命。较佳为，所述上位机1中存储有lm80报告数据，所述上位机1将各所述LED灯具3的状态信息包和lm80报告数据对比判断各所述LED灯具3的使用寿命；在判断各所述LED灯具3的状态时，所述上位机1会根据所述电流平均值、所述电压平均值和所述温度平均值计算对应的所述LED灯具3的功率平均值，之后结合所述LED灯具3的各种状态和lm80报告数据如lm80中的温度或光度等数据进行对比，分析统计每个LED灯具3的实时工作状态，判断每个LED灯具3的实际使用寿命，发出预警，并生成灯具实际使用寿命报告。同时，将该报告发送到云平台数据管理中心。

由上可知，本发明能利用DMX512数据封包传送的灯具实际状态数值，对比lm80报告数据，可以通过温度、功率、使用时间等综合因素，计算灯具的实际使用状态，进而判断灯具的实际使用寿命，以便提前做好更换灯具的生产和安装等准备工作，大大提高工作效率。未来所有数据汇总到云平台数据管理中心，便于集中管理。

另外，本发明中，DMX512数据封包之间的时间间隙跟系统的显示帧频有关，帧频越高，时间间隙越短，可以传送的信息就越少。需要合理配置状态传送的数据封包。每个时间间隙内传送一根灯具的状态数据；总线上有多少灯具就需要多少个时间间隙；因此完成总线上所有灯具的状态回收所需时间至少需要：T=灯具数量×（1/系统帧频）。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于DMX512协议的LED灯具系统，其特征在于，包括：上位机，DMX512控制器，多个LED灯具；

所述上位机和所述DMX512控制器通过网线连接；

所述DMX512控制器通过RS485数据总线的A线、B线和地线连接各所述LED灯具的数据和命令信号输入端；

各所述LED灯具之间连接有一条单向的写址线；

各所述LED灯具包括LED控制模组以及多个传感器；

各所述LED灯具的各所述传感器检测对应的所述LED灯具的状态信息并将状态信息封包形成状态信息包，各所述LED灯具的状态信息包通过对应的所述RS485数据总线的A线、B线和地线传输到所述DMX512控制器中，所述DMX512控制器将各所述LED灯具的状态信息包传输给所述上位机，所述上位机根据各所述LED灯具的状态信息包判断各所述LED灯具的使用寿命。

2.如权利要求1所述的基于DMX512协议的LED灯具系统，其特征在于：各所述LED灯具的各所述传感器包括：电流传感器，电压传感器，温度传感器，时间计时器。

3.如权利要求1所述的基于DMX512协议的LED灯具系统，其特征在于：所述DMX512控制器向所述LED灯具的数据和命令信号输入端传送数据的传送速率为250Kbps，传送数据的数据和命令封包为513字节。

4.如权利要求3所述的基于DMX512协议的LED灯具系统，其特征在于：各所述LED灯具的各所述传感器在所述DMX512控制器发送所述数据和命令封包的时间间隙内进行对应的所述LED灯具的状态信息的检测。

5.如权利要求4所述的基于DMX512协议的LED灯具系统，其特征在于：各所述LED灯具在所述DMX512控制器发送所述数据和命令封包的时间间隙内向所述DMX512控制器传送所述状态信息包。

6.如权利要求1所述的基于DMX512协议的LED灯具系统的寿命监测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、各所述LED灯具之间通过所述写址线完成地址的编写，形成各所述LED灯具独有的地址码；

步骤2、所述DMX512控制器通过所述RS485数据总线发送灯具使用寿命判断的启动命令；

步骤3、所有所述LED灯具接收到所述RS485数据总线上的启动命令后，进入灯具使用寿命判断状态；

步骤4、在灯具使用寿命判断状态下，各所述LED灯具的各所述传感器在所述DMX512控制器发送所述数据和命令封包的时间间隙内进行对应的所述LED灯具的状态信息的检测并将状态信息封包形成状态信息包；

步骤5、各所述LED灯具通过对应的所述RS485数据总线的A线、B线和地线将对应的状态信息包传输到所述DMX512控制器中，且各所述LED灯具对应的状态信息包的传输是在所述DMX512控制器发送所述数据和命令封包的时间间隙内进行；

步骤6、所述DMX512控制器在接收到所有所述LED灯具的状态信息包之后将所有所述LED灯具的状态信息包封包传输给所述上位机，所述上位机根据各所述LED灯具的状态信息包判断各所述LED灯具的使用寿命。

7.如权利要求6所述的基于DMX512协议的LED灯具系统的寿命监测方法，其特征在于：各所述LED灯具的各所述传感器包括：电流传感器，电压传感器，温度传感器，时间计时器。

8.如权利要求7所述的基于DMX512协议的LED灯具系统的寿命监测方法，其特征在于：在所述DMX512控制器发送所述数据和命令封包的时间间隙内，所述电流传感器检测对应的时间间隙内的电流平均值，所述电压传感器检测对应的时间间隙内的电压平均值，所述温度传感器检测对应的时间间隙内的温度平均值；所述时间计时器实时统计对应的所述LED灯具的使用总时间；各所述LED灯具还根据所述电流平均值、所述电压平均值和所述温度平均值计算对应的所述LED灯具的功率平均值。

9.如权利要求8所述的基于DMX512协议的LED灯具系统的寿命监测方法，其特征在于：各所述LED灯具的状态信息包中的数据包括：灯具的地址、灯具的通道数、所述电流平均值、所述电压平均值、所述温度平均值、所述功率平均值和所述LED灯具的使用总时间值，数据校验字节。

10.如权利要求9所述的基于DMX512协议的LED灯具系统的寿命监测方法，其特征在于：所述上位机中存储有lm80报告数据，所述上位机将各所述LED灯具的状态信息包和lm80报告数据对比判断各所述LED灯具的使用寿命，发出预警，并生成灯具实际使用寿命报告，将所述灯具实际使用寿命报告发送到云平台数据管理中心。