CN107197563A - 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；各灯具之间连接有一条单向的状态回收线，各灯具和DMX512控制器之间还连接有由RS485数据总线组成的两条状态回收线；各灯具包括LED控制模组以及多个传感器；传感器检测灯具的状态信息并将状态信息包通过状态回收线传输到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控制器通过第一RS485数据总线连接各所述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状态回收线，各所述LED灯具和所述DMX512控制器之间连接有由第二RS485数据总线组成的两条状态回收线。

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后并通过所述第二RS485数据总线传输到所述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控制器通过所述第一RS485数据总线向所述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。

进一步的改进是，各所述LED灯具之间采用单向的状态回收线传送数据的速率250Kbps，各所述LED灯具通过所述第二RS485数据总线向所述DMX512控制器传送数据的速率250Kbps。

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对应的下一个所述LED灯具传送所述状态信息包，最后一个所述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控制器通过第一A端口和第一B端口连接到所述第一RS485数据总线，各所述LED灯具的数据和命令信号输入端包括第一A端口和第一B端口且通过第一A端口和第一B端口连接到所述第一RS485数据总线。

进一步的改进是，各所述LED灯具的TXD端通过所述状态回收线连接到对应的下一个所述LED灯具的RXD端。

各所述LED灯具通过第二A端口和第二B端口连接到所述第二RS485数据总线，且所述第二RS485数据总线连接到所述DMX512控制器的第二A端口和第二B端口。

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

步骤1、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2、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3、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4、通过串联的所述状态回收线将各所述LED灯具的状态信息包传输到所述DMX512控制器中，各所述LED灯具传递状态信息包时采用逐级传输，逐级传输为：当前级的所述LED灯具将收到的状态信息包通过对应的所述状态回收线传输到下一级所述LED灯具中，之后当前级的所述LED灯具接收上一级的所述LED灯具穿过来的状态信息包；由最后一级所述LED灯具分多次且每次传输一个状态信息包的方式将所有所述LED灯具的状态信息包传输到所述DMX512控制器中，各所述LED灯具在进行对应的状态信息包传输是在所述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5、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。

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，状态信息包是通过状态回收线来传输的，能够实现在DMX512控制器件发出的数据和命令封包的时间间隙内传输状态信息包，且能实现在每一个时间间隙传输一个LED灯具的状态信息包，各LED灯具的状态信息包依次传送给下一个LED灯具，并通过最后一个LED灯具传送各LED灯具的状态信息包到DMX控制器，所有LED灯具的状态信息包传输完成后再由DMX控制器将所有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数据总线即图1中的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通过第一A端口和第一B端口连接到所述RS485数据总线，各所述LED灯具3的数据和命令信号输入端包括第一A端口和第一B端口且通过第一A端口和第一B端口连接到所述RS485数据总线，图1中各A端口都用A表示，B端口都用B表示。RS485总线包括有A信号线和B信号线，为一对双绞线。

各所述LED灯具3之间连接有一条单向的状态回收线，各所述LED灯具3和所述DMX512控制器2之间连接有由第二RS485数据总线组成的两条状态回收线。图1所示的本发明实施例中，各所述LED灯具3的TXD端通过所述状态回收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通过第二A端口和第二B端口连接到第二RS485数据总线，且第二RS485数据总线作为两条状态回收线连接到所述DMX512控制器2的第二A端口和第二B端口。各所述LED灯具3中，RS485总线信号和各所述LED灯具3之间通过TXD和RXD传输的串联信号之间通过RS485转换器模块实现。

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并通过所述第二RS485数据总线传输到所述DMX512控制器2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，所述上位机根据各所述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进行。

各所述LED灯具3之间采用单向的状态回收线传送数据的速率250Kbps，最后一个所述LED灯具3采用两条状态回收线向所述DMX512控制器2传送数据的速率250Kbps。

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对应的下一个所述LED灯具3传送所述状态信息包，最后一个所述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给下一个LED灯具3，由最后一个LED灯具3将所有LED灯具3的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、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2、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3、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4、通过串联的所述状态回收线将各所述LED灯具3的状态信息包传输到所述DMX512控制器2中，各所述LED灯具3传递状态信息包时采用逐级传输，逐级传输为：

当前级的所述LED灯具3将收到的状态信息包通过对应的所述状态回收线传输到下一级所述LED灯具3中，之后当前级的所述LED灯具3接收上一级的所述LED灯具3穿过来的状态信息包；由最后一级所述LED灯具3分多次且每次传输一个状态信息包的方式将所有所述LED灯具3的状态信息包传输到所述DMX512控制器2中，各所述LED灯具3在进行对应的状态信息包传输是在所述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通过状态回收线向下一级LED灯具3发送本级LED灯具3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3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）。每根LED灯具3接收到上一级LED灯具3的状态信息数据包后，在状态回收时隙内自动向下一级LED灯具3发送收到的上一级LED灯具3的状态信息数据包。每收到一个封包即状态信息数据包向下一级下传一个封包；直致完成所有封包。每条总线上每次返回封包数跟总线上的灯具数量有关。如图1所示，LED灯具（1）收到命令后，向LED灯具（2）发送自己的状态数据封包即状态信息包；LED灯具（2） 收到命令后先发送自己的状态数据封包，在接收到LED灯具（1）的状态封包后向LED灯具（3）发送LED灯具（1）的状态封包。依次类推。最后一个LED灯具3即LED灯具（N）通过状态回收线，将所有LED灯具3的状态信息封包发送给DMX512控制器2。

步骤5、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收到最后一根LED灯具3发送的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控制器通过第一RS485数据总线连接各所述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状态回收线，各所述LED灯具和所述DMX512控制器之间连接有由第二RS485数据总线组成的两条状态回收线；

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后并通过所述第二RS485数据总线传输到所述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控制器通过所述第一RS485数据总线向所述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。

5.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灯具之间采用单向的状态回收线传送数据的速率250Kbps，各所述LED灯具通过所述第二RS485数据总线向所述DMX512控制器传送数据的速率250Kbps。

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、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2、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3、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4、通过串联的所述状态回收线将各所述LED灯具的状态信息包传输到所述DMX512控制器中，各所述LED灯具传递状态信息包时采用逐级传输，逐级传输为：当前级的所述LED灯具将收到的状态信息包通过对应的所述状态回收线传输到下一级所述LED灯具中，之后当前级的所述LED灯具接收上一级的所述LED灯具穿过来的状态信息包；由最后一级所述LED灯具分多次且每次传输一个状态信息包的方式将所有所述LED灯具的状态信息包传输到所述DMX512控制器中，各所述LED灯具在进行对应的状态信息包传输是在所述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5、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。