CN107454713B - 一种具有模拟动态烛光功能的音乐灯及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有模拟动态烛光功能的音乐灯，包括一颗内置CPU、音频解码以及可以同时支持Classic和BLE为核心的蓝牙SOC芯片；蓝牙SOC芯片分别与触摸开关、麦克风、外部Flash、外部RAM、点阵驱动电路、数字功放连接，点阵驱动电路与LED矩阵光源连接。本发明还公开了一种具有模拟动态烛光功能的音乐灯的实现方法。本发明具有结构简单、造价便宜、高仿真度的动态烛光效果、蓝牙音乐播放、语音录放、声控开灯及吹气熄灯等特点。

Description

一种具有模拟动态烛光功能的音乐灯及其实现方法
技术领域
本发明涉及室内照明控制技术，具体来说是一种具有模拟动态烛光功能的音乐灯及其实现方法。
背景技术
为营造休闲、浪漫的氛围，在娱乐、餐饮、家庭等场合下会使用蜡烛烘托气氛。但在实际使用因蜡烛是明火，具有一定的危险性。市场上也存在一些类似通过LED的闪烁或者加入气动装置吹起纱绸模拟火焰效果，但主要还存在以下不足：
1、与实际的蜡烛燃烧的效果存在一定的差距，仿真程度不够高；
2、功能单一，不能满足现实中的需求；
3、结构及电路简单，使用寿命短。
发明内容
本发明的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、造价便宜、高仿真度的动态烛光效果、蓝牙音乐播放、语音录放、声控开灯及吹气熄灯的具有模拟动态烛光功能的音乐灯。
本发明的另一目的在于提供一种具有模拟动态烛光功能的音乐灯的实现方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种具有模拟动态烛光功能的音乐灯，包括一颗内置CPU、音频解码以及可以同时支持Classic和BLE为核心的蓝牙SOC芯片；蓝牙SOC芯片分别与触摸开关、麦克风、外部Flash、外部RAM、点阵驱动电路、数字功放连接，点阵驱动电路与LED矩阵光源连接。
所述蓝牙SOC芯片设有PIO口、麦克风输入接口、SPI接口、数字I2C接口、音频输出接口；PIO口与触摸开关连接，麦克风输入接口与麦克风连接，SPI接口分别与外部Flash、外部RAM连接，数字I2C接口与点阵驱动电路连接，音频输出接口与数字功放连接。
所述数字功放与扬声器连接。
所述蓝牙SOC芯片的射频输出与蓝牙天线连接。
所述蓝牙SOC芯片的USB接口与USB接口连接。
所述点阵驱动电路与LED矩阵光源数据传输为PWM方式。
上述的具有模拟动态烛光功能的音乐灯的实现方法，包括以下步骤：
(1)、通过用户端将拍摄实际蜡烛燃烧效果或用内置的FLASH动画插件，编辑烛光的连续动态燃烧效果；将编辑完成的动态效果转换成适用于控制LED矩阵光源的PWM调光值；并通过软件算法，对生成的数据进行压缩处理，生成LED点阵调光数据包，利用蓝牙发送给蓝牙SOC芯片；
(2)、蓝牙SOC芯片接收到LED点阵调光数据包后，蓝牙SOC芯片对LED点阵调光数据包进行解压缩处理，压缩后数据存储于外部Flash中，并通过数字I2C接口将调光命令发送给点阵驱动电路，点阵驱动电路通过PWM值控制每个LED点阵的亮灭变化，还原蜡烛火苗的燃烧效果；
(3)、利用蓝牙Classic协议，直接与用户端配对连接并传输音频信号，蓝牙SOC芯片接收到音频信号后，由内部的DSP进行解码，解码的声音信号由数字功放驱动扬声器，获得无线音频播放的效果；
(4)、蓝牙SOC芯片通过麦克风的声音采集，经放大及滤波后传送给蓝牙SOC芯片内部的AD转换电路，从而获得数字音频信号，利用采集的数字音频信号，可以通过播放的音乐节奏改变LED点阵的变化速度，同时也利用检测的音频信号实现吹气熄灯的功能。
所述步骤(1)中，拍摄实际蜡烛燃烧效果数据处理方法为：
1)、调取录制烛光视频；
2)、视频转换为帧图片；
3)、提取每帧火焰部分；
4)、帧图像像素点调整；
5)、像素点灰度值转换；
6)、生产LED点阵调光数据包。
所述步骤(4)中吹气熄灯功能，包括以下步骤：
1)、麦克风采集音频信号；
2)、音频信号模数转换；
3)、选择是否进入音乐互动模式，若否，进入吹气熄灯模式；
4)、启动第一定时器；
5)、定时采集音频信号；
6)、记录背景声音；
7)、音频信号突变检测，如果否，突变的音频信号幅度、持续时间满足阙值，则关闭LED矩阵光源；如果是，启动第二定时器；
8)、判断突变的音频信号幅度、持续时间满足阙值，则关闭LED矩阵光源。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
1、本发明包括一颗内置CPU、音频解码以及可以同时支持Classic和BLE为核心的蓝牙SOC芯片；蓝牙SOC芯片分别与触摸开关、麦克风、外部Flash、外部RAM、点阵驱动电路、数字功放连接，点阵驱动电路与LED矩阵光源连接，具有结构简单、造价便宜、高仿真度的动态烛光效果、蓝牙音乐播放、语音录放、声控开灯及吹气熄灯等特点。
2、本发明采用用户端与硬件单元相结合的方式，利用LED点阵实现了动态的蜡烛燃烧逼真效果，同时具有蓝牙音乐播放功能。
3、本发明用户端可以可以自定义LED点阵的动态显示效果，满足不同场景需求。
4、本发明具有无线蓝牙音乐播放功能，同时通过麦克风对外部的声音信号采集，实现音乐互动、吹气熄灯等功能。
5、本发明采用双模蓝牙SOC芯片，通过BLE协议传输LED点阵的调光数据，蓝牙Classic传送音频数据。两者互不干扰，并且可以同时工作。
6、本发明中的各个硬件采用内置锂电池供电，内置锂电池并支持USB充电，方便携带。
附图说明
图1为一种具有模拟动态烛光功能的音乐灯的连接框图；
图2为本发明中LED点阵调光数据包生成的流程图；
图3为本发明中LED点阵调光数据包传输处理的流程图；
图4为本发明中音乐模式及吹气熄灯的流程图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1～4所示，一种具有模拟动态烛光功能的音乐灯，包括一颗内置CPU、音频解码以及可以同时支持Classic和BLE为核心的蓝牙SOC芯片；蓝牙SOC芯片分别与触摸开关、麦克风、外部Flash、外部RAM、点阵驱动电路、数字功放连接，点阵驱动电路与LED矩阵光源连接。实际使用时，采用锂电池供电，锂电池通过电源管理模块与USB接口连接。
本实施例中的蓝牙SOC芯片设有PIO口、麦克风输入接口、SPI接口、数字I2C接口、音频输出接口；PIO口与触摸开关连接，麦克风输入接口与麦克风连接，SPI接口分别与外部Flash、外部RAM连接，数字I2C接口与点阵驱动电路连接，音频输出接口与数字功放连接；数字功放与扬声器连接；蓝牙SOC芯片的射频输出与蓝牙天线连接；蓝牙SOC芯片的USB接口与USB接口连接；点阵驱动电路与LED矩阵光源数据传输为PWM方式。
蓝牙SOC芯片采用的是CSR公司生产的CSR8670；点阵驱动电路采用的是ISSI公司生产的ISSI3733；采用8组呈“十”字排列LED点阵，相邻的2组点阵组成一个24*8的LED陷阵；光源采用接近火苗颜色的琥珀色0603封装的LED；数字功放采用的是ISSI公司生产的IS31AP4066D；扬声器的输出功率为1W，以上硬件由市场上购得。
上述的具有模拟动态烛光功能的音乐灯的实现方法，包括以下步骤：
(1)、通过用户端将拍摄实际蜡烛燃烧效果或用内置的FLASH动画插件，编辑烛光的连续动态燃烧效果；将编辑完成的动态效果转换成适用于控制LED矩阵光源的PWM调光值；并通过软件算法，对生成的数据进行压缩处理，生成LED点阵调光数据包，利用蓝牙发送给蓝牙SOC芯片；
(2)、如图2所示意；蓝牙SOC芯片接收到LED点阵调光数据包后，蓝牙SOC芯片对LED点阵调光数据包进行解压缩处理，压缩后数据存储于外部Flash中，并通过数字I2C接口将调光命令发送给点阵驱动电路，点阵驱动电路通过PWM值控制每个LED点阵的亮灭变化，还原蜡烛火苗的燃烧效果；
(3)如图3所示意；、利用蓝牙Classic协议，直接与用户端配对连接并传输音频信号，蓝牙SOC芯片接收到音频信号后，由内部的DSP进行解码，解码的声音信号由数字功放驱动扬声器，获得无线音频播放的效果；
(4)、如图4所示意；蓝牙SOC芯片通过麦克风的声音采集，经放大及滤波后传送给蓝牙SOC芯片内部的AD转换电路，从而获得数字音频信号，利用采集的数字音频信号，可以通过播放的音乐节奏改变LED点阵的变化速度，同时也利用检测的音频信号实现吹气熄灯的功能。
如图2所示意；所述步骤(1)中，拍摄实际蜡烛燃烧效果数据处理方法为：
1)、调取录制烛光视频；
2)、视频转换为帧图片；
3)、提取每帧火焰部分；
4)、帧图像像素点调整；
5)、像素点灰度值转换；
6)、生产LED点阵调光数据包。
如图4所示意；所述步骤(4)中吹气熄灯功能，包括以下步骤：
1)、麦克风采集音频信号；
2)、音频信号模数转换；
3)、选择是否进入音乐互动模式，若否，进入吹气熄灯模式；
4)、启动第一定时器；
5)、定时采集音频信号；
6)、记录背景声音；
7)、音频信号突变检测，如果否，突变的音频信号幅度、持续时间满足阙值，则关闭LED矩阵光源；如果是，启动第二定时器；
8)、判断突变的音频信号幅度、持续时间满足阙值，则关闭LED矩阵光源。
上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有模拟动态烛光功能的音乐灯的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）、通过用户端将拍摄实际蜡烛燃烧效果或用内置的FLASH动画插件，编辑烛光的连续动态燃烧效果；将编辑完成的动态效果转换成适用于控制LED矩阵光源的PWM调光值；并通过软件算法，对生成的数据进行压缩处理，生成LED点阵调光数据包，利用蓝牙发送给蓝牙SOC芯片；
（2）、蓝牙SOC芯片接收到LED点阵调光数据包后，蓝牙SOC芯片对LED点阵调光数据包进行解压缩处理，压缩后数据存储于外部Flash中，并通过数字I2C接口将调光命令发送给点阵驱动电路，点阵驱动电路通过PWM值控制每个LED点阵的亮灭变化，还原蜡烛火苗的燃烧效果；
（3）、利用蓝牙Classic协议，直接与用户端配对连接并传输音频信号，蓝牙SOC芯片接收到音频信号后，由内部的DSP进行解码，解码的声音信号由数字功放驱动扬声器，获得无线音频播放的效果；
（4）、蓝牙SOC芯片通过麦克风的声音采集，经放大及滤波后传送给蓝牙SOC芯片内部的AD转换电路，从而获得数字音频信号，利用采集的数字音频信号，可以通过播放的音乐节奏改变LED点阵的变化速度，同时也利用检测的音频信号实现吹气熄灯的功能；
所述步骤（1）中，拍摄实际蜡烛燃烧效果数据处理方法为：
1）、调取录制烛光视频；
2）、视频转换为帧图片；
3）、提取每帧火焰部分；
4）、帧图像像素点调整；
5）、像素点灰度值转换；
6）、生产LED点阵调光数据包；
所述步骤（4）中吹气熄灯功能，包括以下步骤：
1）、麦克风采集音频信号；
2）、音频信号模数转换；
3）、选择是否进入音乐互动模式，若否，进入吹气熄灯模式；
4）、启动第一定时器；
5）、定时采集音频信号；
6）、记录背景声音；
7）、音频信号突变检测，如果否，突变的音频信号幅度、持续时间满足阙值，则关闭LED矩阵光源；如果是，启动第二定时器；
8）、判断突变的音频信号幅度、持续时间满足阙值，则关闭LED矩阵光源。
2.根据权利要求1所述的具有模拟动态烛光功能的音乐灯的实现方法所使用到的具有模拟动态烛光功能的音乐灯，其特征在于：一种具有模拟动态烛光功能的音乐灯，其特征在于：包括一颗内置CPU、音频解码以及可以同时支持Classic和BLE为核心的蓝牙SOC芯片；蓝牙SOC芯片分别与触摸开关、麦克风、外部Flash、外部RAM、点阵驱动电路、数字功放连接，点阵驱动电路与LED矩阵光源连接。
3.根据权利要求2所述的具有模拟动态烛光功能的音乐灯的实现方法所使用到的具有模拟动态烛光功能的音乐灯，其特征在于：所述蓝牙SOC芯片设有PIO口、麦克风输入接口、SPI接口、数字I2C接口、音频输出接口；PIO口与触摸开关连接，麦克风输入接口与麦克风连接，SPI接口分别与外部Flash、外部RAM连接，数字I2C接口与点阵驱动电路连接，音频输出接口与数字功放连接。
4.根据权利要求3所述的具有模拟动态烛光功能的音乐灯的实现方法所使用到的具有模拟动态烛光功能的音乐灯，其特征在于：所述数字功放与扬声器连接。
5.根据权利要求4所述的具有模拟动态烛光功能的音乐灯的实现方法所使用到的具有模拟动态烛光功能的音乐灯，其特征在于：所述蓝牙SOC芯片的射频输出与蓝牙天线连接。
6.根据权利要求5所述的具有模拟动态烛光功能的音乐灯的实现方法所使用到的具有模拟动态烛光功能的音乐灯，其特征在于：所述蓝牙SOC芯片的USB接口与USB接口连接。
7.根据权利要求6所述的具有模拟动态烛光功能的音乐灯的实现方法所使用到的具有模拟动态烛光功能的音乐灯，其特征在于：所述点阵驱动电路与LED矩阵光源数据传输为PWM方式。
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