CN107683000A - 一种舞台灯光与景观照明联动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种舞台灯光与景观照明联动控制系统，包括DMX舞台灯光控制台、DS通信协议转换网关装置、主控制器装置、RS信号放大器、DMX灯具装置和DS智能灯具控制装置，所述DMX舞台灯光控制台与DS通信协议转换网关装置相连接，DS通信协议转换网关装置与主控制器装置相连接；所述DMX舞台灯光控制台通过RS信号放大器同时还连接有DMX灯具装置。本发明结构合理，网络结构简单，控制灵活方便可靠，能适应舞台灯光与景观照明联动控制；适用于桥梁、园林、控制信号距离较长的多种分散布局照明环境，且工程安装、调试、维护方便、长期运行可靠。
Description
技术领域
本发明涉及照明控制技术领域，具体是一种舞台灯光与景观照明联动控制系统。
背景技术
随着国内外舞台灯光与景观照明技术的不断发展，以及对照明效果的各种不同要求的多样化，现有的DMX512通信协议LED照明控制系统不能灵活适应各种形式；到目前为止，照明控制系统现有技术，普遍采用由美国剧场技术协会(United State Institute forTheatre Technology，Inc)于1986年8月提出的DMX512舞台灯光通信协议标准，DMX 512(DMX＝Digital Multiplex)协议，由于DMX512通信协议属于一种简单舞台灯光控制协议，在景观照明工程中可以方便移植套用，不需要投入过多的研发时间，所以近年来在景观照明工程中应用较为广泛。但DMX512舞台灯光控制协议应用于景观照明领域亦存在明显的缺陷，其主要不足之处有以下几方面：
1.DMX512协议的通信波特率为250K bps，波特率较高，而且不能变更，不适合于长距离传送，例如：桥梁、园林、控制信号距离较长的多种分散布局照明环境，抗干扰能力差，传输距离一般仅为100米左右，不适合长距离复杂建筑格局形式景观照明环境。
2.DMX512协议地址，每个控制器输出端口限制仅仅有512个通道，所以发送每一帧控制数量有限，控制主机、信号分配器、灯具系统结构复杂，工程施工难度较大，系统长期运行可靠性差，维护成本高，特别是在长距离复杂景观照明工程中，经常会造成场景显示效果失控现象。近年来在我国大量的景观照明过程中已经有很多由于DMX512控制系统失控造成的烂尾工程教训。
3.由于DMX512控制系统属于双重网络控制结构，上层为以太网通信网络，底层为RS485通信网络，用于景观照明工程中，由于上层以太网通信需要RJ45水晶头连接，特别是在潮湿、沿海环境下，大量使用RJ45水晶头连接；容易造成因环境空气腐蚀造成接触不良，使得通信信号不稳定现象，控制系统长期运行可靠性差。
4.DMX512控制系统属于属于动态调光方式，以频繁扫描方式发送信号，哪怕是仅仅0.1秒的信号不稳定都会造成整体景观照明工程中显示效果呈现抖动现象。
5.DMX512协议每一帧512个通道，每一个通道对应一个单色灯具地址，对于红、绿、蓝3色LED灯具会占用3个通道地址，那么每一帧512个通道仅仅包含170个红、绿、蓝3色LED灯具，而且每一帧512个通道必须配备一个信号分配器装置，造成系统地址结构复杂，工程施工、维护难度较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种舞台灯光与景观照明联动控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种舞台灯光与景观照明联动控制系统，包括DMX512舞台灯光控制台、DS通信协议转换网关装置、主控制器装置、RS485信号放大器、DMX512灯具装置和DS智能灯具控制装置，所述DMX512舞台灯光控制台与DS通信协议转换网关装置相连接，所述DS通信协议转换网关装置与主控制器装置相连接；所述DMX512舞台灯光控制台通过RS485信号放大器同时还连接有DMX512灯具装置。
作为本发明进一步的方案：所述RS485信号放大器至少有一个，且主控制器装置通过每个RS485信号放大器连接的DS智能灯具装置有160个，每个DS智能灯具控制装置含有RGBW四种LED光源。
作为本发明再进一步的方案：所述所述主控制器装置通过每个RS485信号放大器连接的DS智能灯具控制装置的RS485总线信号连接最大距离为5000米。
作为本发明再进一步的方案：所述主控制器装置包括显示屏、键盘、主控制器电路和第一RS485总线通信电路,所述显示屏、键盘和第一RS485总线通信电路依次连接。
作为本发明再进一步的方案：所述DS智能灯具控制装置包括LED光源恒流驱动器、嵌入式微控制器以及第二RS485总线通信电路，LED光源恒流驱动器、嵌入式微控制器以及第二RS485总线通信电路依次连接。
作为本发明再进一步的方案：所述所述第一RS485总线通信电路与第二RS485总线通信电路之间通过RS485信号放大器连接。
作为本发明再进一步的方案：所述嵌入式微控制器的型号为ATMEGA32U4，内嵌有DS通信协议。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明的控制系统可以通过DS通信协议转换网关装置接收DMX512通信协议，同时转换为DS通信协议，可以适应多种不同建筑格局控制方式，为控制系统选择提供了极大的灵活性。
2、本发明采用DS通信协议的智能灯具控制装置，其选择的通信波特率范围为600～9600bps，可提高远距离通信及抗干扰能力和工程通信的可靠性。
3、本发明采用DS通信协议的智能灯具控制装置含有多重地址结构，可以由点、线、面、块或任意切割几何形状进行控制，不需要以太网控制，极大简化网络结构，树形RS485总线结构，连接的DS智能灯具装置，可达256×256＝65536个RGBW灯具(而DMX512每个控制器端口RS485总线只能连接128个RGBW灯具，同时DMX512系统需要增加繁琐的传输信号分配器，从而加大整个系统成本，因此经常出现场景显示效果失控现象。
4、本发明采用DS智能灯具控制装置，内部储存可实现各种逻辑及图像显示功能，该功能不占用网络带宽，同时为网络通信可靠性提供了保证。
5、本发明采用DS智能灯具控制装置含有自动检测功能，可实现对网络中所有灯具进行地址检测，在网络安装调试以及维修过程可以节省时间及降低成本。
6、本发明采用DS智能灯具控制装置，含有自动写地址功能，不需要对灯具逐个写地址，为工程安装调试提供了极大方便。
7、本发明采用DS智能灯具控制装置，不需要主控制器装置频繁扫描信号控制灯具，实现调光慢速渐变时具有平滑无抖动效果。
8、本发明采用主控制器装置，同时具备脱离DMX512舞台灯光控制台；独立运行控制DS智能灯具装置功能。
附图说明
图1为一种舞台灯光与景观照明联动控制系统的爆炸结构示意图。
图2为一种舞台灯光与景观照明联动控制系统中DS协议转换网关装置示意图。
图3为一种舞台灯光与景观照明联动控制系统中主控制器装置示意图。
图4为一种舞台灯光与景观照明联动控制系统中DS智能灯具装置示意图。
图中：1-DMX512舞台灯光控制台、2-DS通信协议转换网关装置、3-主控制器装置、4-RS485信号放大器、5-DMX512灯具装置、6-DS智能灯具控制装置、21-DMX512协议信号RS485输入电路、22-DS协议转换微控制器、23-DS协议信号RS485输出电路、31-显示屏、32-键盘、33-主控制器电路、34-第一RS485总线通信电路、61-LED光源恒流驱动器、62-嵌入式微控制器、63-第二RS485总线通信电路。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1-4，一种舞台灯光与景观照明联动控制系统，包括DMX512舞台灯光控制台1、DS通信协议转换网关装置2、主控制器装置3、RS485信号放大器4、DMX512灯具装置5和DS智能灯具控制装置6，所述DMX512舞台灯光控制台1与DS通信协议转换网关装置2相连接，DS通信协议转换网关装置2中包括DMX512协议信号RS485输入电路21、DS协议转换微控制器22和DS协议信号RS485输出电路23，所述DS通信协议转换网关装置2可以兼容接收传统DMX512协议信号然后转换为DS通信协议24字节命令包(表1)，实现景观照明各种逻辑、图案、混色、亮度、速度、等场景；所述DS通信协议转换网关装置2与主控制器装置3相连接，DS通信协议转换网关装置2将DMX512舞台灯光控制台1中的DMX512通信协议转换为景观照DS通信协议的照明场景信息发送到主控制器装置3上；所述主控制器装置3与DS智能灯具控制装置6之间连接有RS485信号放大器4，RS485信号放大器4至少有一个，RS485信号放大器4将主控制器装置3中的DS通信协议照明场景信息到DS智能灯具控制装置6中，DS智能灯具控制装置6接收DS通信协议24字节命令包(表1)，主控制器装置3通过每个RS485信号放大器连接4的DS智能灯具装置6有160个，每个DS智能灯具控制装置6含有RGBW四种LED光源，所述主控制器装置3通过每个RS485信号放大器4连接的DS智能灯具控制装置6的RS485总线信号连接最大距离为5000米；所述DMX512舞台灯光控制台1通过RS485信号放大器4同时还连接有DMX512灯具装置5，从而通过操作DMX512舞台灯光控制台1还能实现舞台灯光与景观照明联动控制，所述主控制器装置3包括显示屏31、键盘32、主控制器电路33和第一RS485总线通信电路34,所述显示屏31、键盘32和第一RS485总线通信电路34依次连接，所述DS智能灯具控制装置6包括LED光源恒流驱动器61、嵌入式微控制器62以及第二RS485总线通信电路63，LED光源恒流驱动器61、嵌入式微控制器62以及第二RS485总线通信电路63依次连接，所述第一RS485总线通信电路34与第二RS485总线通信电路63之间通过RS485信号放大器4连接；所述LED光源恒流驱动器61与LED光源灯具连接；所述嵌入式微控制器62的型号为ATMEGA32U4，内嵌有DS通信协议。
本发明的工作原理如下：
1.通过PC机的绿色串口软件将DS通信协议的照明场景信息下载到DS通信协议转换网关装置2上，然后下载DS通信协议参照DS通信协议数据结构(表1)；
2.然后操作DMX512舞台灯光控制台1中的第1-4通道四个控制滑块，利用DS通信协议转换网关装置2接收传统DMX512协议信号，同时转换为DS通信协议信号然后发送到主控制器装置3中，通过RS485信号放大器4连接的DS智能灯具控制装置6接收到24字节命令包(表1)，从而实现各种几何图形色彩、动画、文字、图像显示；
3.通过DS通信协议转换网关装置2接收传统DMX512协议信号，也可以通过RS485信号放大器4直接接入DS智能灯具控制装置6接收到24字节命令包(表1)实现各种几何图形色彩、动画、文字、图像显示；
4.通过DMX512舞台灯光控制台1操作其他通道的控制滑块仍然可以按照传统DMX512控制方式完成控制舞台灯光灯具；
5.采用主控制器装置3，同时具备脱离DMX512舞台灯光控制台1，通过RS485信号放大器4独立运行控制DS智能灯具控制装置6。
表1：
DS通信协议数据结构：
DS通信协议波特率：RS485半工(8N1)
波特率(可选BPS＝600/1200/2400/4800/9600(默认BPS＝4800)
第1－8字节＝DS通信协议版本序列号
第9－10字节＝命令标志
第11字节＝矩阵号
第12－15字节＝灯具地址(行首、末地址、列首、末地址)
第16字节＝显示标志
第17－23字节＝逻辑、图案、混色、亮度、速度、等参数
第24字节＝5*帧尾
DS通信协议命令详解(24字节命令包)
全网复位命令：.
固定显示RGB颜色24字节命令(A1命令)
混色显示RGB颜色24字节命令(A2命令)
奇偶地址混色24字节命令(C7命令)
逻辑图案追逐24字节命令(B命令)
灯具定位调光24字节命令(AA命令)
灯具动态下上限调光24字节命令(AB命令)
灯具自动写码24字节命令(DD命令)(列号+1自动写地址)容量＝256*256＝65536个灯具
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (7)
1.一种舞台灯光与景观照明联动控制系统，包括DMX512舞台灯光控制台（1）、DS通信协议转换网关装置（2）、主控制器装置（3）、RS485信号放大器（4）、DMX512灯具装置（5）和DS智能灯具控制装置（6），其特征在于：所述DMX512舞台灯光控制台（1）与DS通信协议转换网关装置（2）相连接，DS通信协议转换网关装置（2）与主控制器装置（3）相连接；所述主控制器装置（3）与DS智能灯具控制装置（6）之间连接有RS485信号放大器（4），所述DMX512舞台灯光控制台（1）通过RS485信号放大器（4）还连接有DMX512灯具装置（5）。
2.根据权利要求1所述的一种舞台灯光与景观照明联动控制系统，其特征在于：所述RS485信号放大器（4）至少有一个，且主控制器装置（3）通过每个RS485信号放大器（4）连接的DS智能灯具装置（6）有160个，每个DS智能灯具控制装置（6）含有RGBW四种LED光源。
3.根据权利要求1所述的一种舞台灯光与景观照明联动控制系统，其特征在于：所述所述主控制器装置（3）通过每个RS485信号放大器（4）连接的DS智能灯具控制装置（6）的RS485总线信号连接最大距离为5000米。
4.根据权利要求1所述的一种舞台灯光与景观照明联动控制系统，其特征在于：所述主控制器装置（3）包括显示屏（31）、键盘（32）、主控制器电路（33）和第一RS485总线通信电路（34）,所述显示屏（31）、键盘（32）和第一RS485总线通信电路（34）依次连接。
5.根据权利要求1所述的一种舞台灯光与景观照明联动控制系统，其特征在于：所述DS智能灯具控制装置（6）包括LED光源恒流驱动器（61）、嵌入式微控制器（62）以及第二RS485总线通信电路（63），LED光源恒流驱动器（61）、嵌入式微控制器（62）以及第二RS485总线通信电路（63）依次连接。
6.根据权利要求1所述的一种舞台灯光与景观照明联动控制系统，其特征在于：所述所述第一RS485总线通信电路（34）与第二RS485总线通信电路（63）之间通过RS485信号放大器（4）连接。
7.根据权利要求1所述的一种舞台灯光与景观照明联动控制系统，其特征在于：所述嵌入式微控制器（62） 的型号为ATMEGA32U4，内嵌有DS通信协议。
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