CN110290621A - 灯光阵列控制系统及灯光控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种灯光阵列控制系统及灯光控制方法，该系统包括多个灯光控制系统、云端服务器、灯光控制客户端，灯光控制系统包括主控单元、多个全彩LED单元、电源单元，主控单元用于接收灯光控制客户端发送的灯光控制指令，且产生灯光控制结果，并且根据灯光控制结果通过PWM调光方式对全彩LED单元进行灯光控制，全彩LED单元的LED灯珠以阵列的方式排布，并且全彩LED单元以特定的阵列控制LED灯珠的打开或关闭。本发明的方法采用上述的系统进行灯光控制。本发明通过智能终端控制灯阵亮灭以及灯光颜色，可以达到实时控制不同灯光图案效果，给用户提供更加人性化的实时互动控制灯阵的体验。
Description
【技术领域】
本发明涉及灯光智能控制技术领域，具体的，涉及一种灯光阵列控制系统及灯光控制方法。
【背景技术】
目前，由于LED光源以寿命长、无污染、光效高等特点，LED灯越来越多地被应用在各种照明设备和装饰设备当中，从而对LED灯也提出了不同需求，如可以调节LED灯的亮度、灯光色温及颜色等。同时，智能灯光控制也是人们一直追求的生活品质。
灯牌，也称为LED灯牌、灯板、LED广告牌、LED展示牌、是用led灯管在基板上组成文字和图案，通以电源，可发出各种漂亮的颜色，还可以闪烁、变换等，可达到宣传及展示的效果。
然而，市面上现有的LED广告牌、LED灯牌、LED展示牌等系列产品，均为不可实时控制控制灯阵的每个像素变化颜色，一旦做成成品，灯阵的图案以及颜色等就不能随用户意愿再进行改变。
【发明内容】
本发明的主要目的是提供一种通过智能终端控制灯阵亮灭以及灯光颜色，可以达到实时控制不同灯光图案效果的灯光阵列控制系统。
本发明的另一目的是提供一种通过智能终端控制灯阵亮灭以及灯光颜色，可以达到实时控制不同灯光图案效果的灯光阵列控制系统的灯光控制方法。
为了实现上述的主要目的，本发明提供的一种灯光阵列控制系统，其包括多个灯光控制系统、云端服务器、灯光控制客户端，所述灯光控制系统与所述灯光控制客户端之间通过所述云端服务器进行通信，所述灯光控制系统包括主控单元、多个全彩LED单元、为所述主控单元输出电能的电源单元，所述主控单元用于接收所述灯光控制客户端发送的灯光控制指令，且产生灯光控制结果，并且根据所述灯光控制结果通过PWM调光方式对所述全彩LED单元进行灯光控制，所述全彩LED单元的LED灯珠以阵列的方式排布，并且所述全彩LED单元以特定的阵列控制所述LED灯珠的打开或关闭。
进一步的方案是，所述灯光控制客户端为安装在智能手机上的APP或微信小程序。
更进一步的方案是，所述主控单元分别通过I/O接口与所述电源单元、所述全彩LED单元相连接。
更进一步的方案是，所述主控单元包括W-003微处理器。
更进一步的方案是，所述全彩LED单元包括SK6812 WS2812B模块。
由此可见，本发明提供的灯光阵列控制系统由多个灯光控制系统、云端服务器、灯光控制客户端三个部分组成，硬件部分为主控单元和全彩LED单元，主控单元以串口的形式从网络接收数据或者发送数据，从而对全彩LED单元进行灯光控制，灯光控制客户端可以是安装在智能手机上的APP或微信小程序，通过无线通信，用户使用微信小程序实时独立控制单个或多个LED灯的亮灭及颜色，即实时改变LED灯阵的每个像素点亮灭和颜色，可以给用户提供更加人性化的实时互动控制灯阵的体验。
此外，整个系统仅仅使用主控单元和全彩LED单元这两个硬件部分，从而减低了智能灯光阵列控制系统的成本。
为了实现上述的另一目的，本发明提供的灯光阵列控制系统的灯光控制方法包括以下步骤：判断当前灯光控制系统是否处于工作状态，若是，灯光控制客户端接收包含有彩灯参数和彩灯编号的灯光控制指令，所述灯光控制客户端将全彩LED单元中需要控制的彩灯参数和彩灯编号写入到一个字符串中，并将所述字符串发送至云端服务器；主控单元通过云端服务器接收所述字符串，且根据所述字符串建立color数组，并且判断所述color数组中的彩灯编号是否为当前彩灯编号，若判断结果为是，则提取所述color数组中存放的彩灯参数，并通过PWM调光方式对所述全彩LED单元进行灯光控制，以执行彩灯颜色变换或彩灯亮灭操作。
进一步的方案是，判断当前灯光控制系统是否处于工作状态的条件包括：发送AT指令，判断当前灯光控制系统是否成功连接到当前路由器，若是，与灯光控制客户端建立MQTT连接；判断灯光控制客户端所发送的操作指令是否为操作当前灯光控制系统的指令，如是，则可确定当前灯光控制系统处于工作状态，即可执行彩灯颜色变换或彩灯亮灭操作。
更进一步的方案是，所述云端服务器包括用户数据库模块，用于存储用户的灯光使用特征信息。
由此可见，本发明提供的灯光控制方法通过主控单元以串口的形式从网络接收数据或者发送数据，从而对全彩LED单元进行灯光控制，用户可以使用智能手机上的微信小程序实时独立控制单个或多个LED灯的亮灭及颜色，即实时改变LED灯阵的每个像素点亮灭和颜色，可以给用户提供更加人性化的实时互动控制灯阵的体验。
【附图说明】
图1是本发明灯光阵列控制系统实施例的原理图。
图2是本发明灯光阵列控制系统实施例中灯光控制系统的原理图。
图3是本发明灯光阵列控制系统的灯光控制方法实施例的流程框图。
【具体实施方式】
为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限用于本发明。
灯光阵列控制系统实施例：
参见图1至图2，本发明的灯光阵列控制系统包括多个灯光控制系统10、云端服务器20、灯光控制客户端30，灯光控制系统10与灯光控制客户端30之间通过云端服务器20进行通信，灯光控制系统10包括主控单元11、多个全彩LED单元12、为主控单元11输出电能的电源单元13，主控单元11用于接收灯光控制客户端30发送的灯光控制指令，且产生灯光控制结果，并且根据灯光控制结果通过PWM调光方式对全彩LED单元12进行灯光控制，全彩LED单元12的LED灯珠以阵列的方式排布，并且全彩LED单元12以特定的阵列控制LED灯珠的打开或关闭。
灯光控制客户端为30安装在智能手机上的APP或微信小程序。在微信小程序发送信息后，可以通过云端服务器20将信息发送到已经连接云端服务器20的下位机进行控制。优选的，云端服务器20选用MQTT服务器，MQTT服务器选用阿里云轻量级服务器(windowserver r2012)，服务器后端程序使用JAVA编写，并且服务器后端代码部署于服务器上。在本实施例中的下位机为主控单元11。
在本实施例中，主控单元11分别通过I/O接口与电源单元13、全彩LED单元12相连接。
优选的，主控单元11包括W-003微处理器。
优选的，全彩LED单元12包括SK6812 WS2812B模块。
优选的，电源单元13为5V的USB供电口。
由此可见，本发明提供的灯光阵列控制系统由多个灯光控制系统10、云端服务器20、灯光控制客户端30三个部分组成，硬件部分为主控单元11和全彩LED单元12，主控单元11以串口的形式从网络接收数据或者发送数据，从而对全彩LED单元12进行灯光控制，灯光控制客户端30可以是安装在智能手机上的APP或微信小程序，通过无线通信，用户使用微信小程序实时独立控制单个或多个LED灯的亮灭及颜色，即实时改变LED灯阵的每个像素点亮灭和颜色，可以给用户提供更加人性化的实时互动控制灯阵的体验。
此外，整个系统仅仅使用主控单元11和全彩LED单元12这两个硬件部分，从而减低了智能灯光阵列控制系统的成本。
灯光阵列控制系统的灯光控制方法实施例：
参见图3，在对全彩LED单元12进行灯光控制时，首先，执行步骤S1，灯光控制客户端30接收包含有彩灯参数和彩灯编号的灯光控制指令。其中，在执行步骤S1之前，还执行：判断当前灯光控制系统10是否处于工作状态，若是，则执行步骤S1。具体地，判断当前灯光控制系统是否处于工作状态的条件包括：发送AT指令，判断当前灯光控制系统是否成功连接到当前路由器，若是，与灯光控制客户端30建立MQTT连接；判断灯光控制客户端30所发送的操作指令是否为操作当前灯光控制系统的指令，如是，则可确定当前灯光控制系统处于工作状态，即可执行彩灯颜色变换或彩灯亮灭操作。
在实际应用中，接通电源单元13，启动主控单元11即下位机，发送AT指令，等待下位机成功连接当前路由器，订阅到已规定主题的彩灯光控制客户端中，建立MQTT连接。等待微信小程序发送指令，下位机接收到指令后将解析该指令，判断指令是否操作当前的下位机，若判断结果为是，则执行操作。
然后，执行步骤S2，灯光控制客户端30将全彩LED单元12中需要控制的彩灯参数和彩灯编号写入到一个字符串中，并将字符串发送至云端服务器20。
接着，执行步骤S3，主控单元11通过云端服务器20接收字符串，且根据字符串建立color数组。
然后，执行步骤S4，判断color数组中的彩灯编号是否为当前彩灯编号，若判断结果为是，则执行步骤S5，提取color数组中存放的彩灯参数，并通过PWM调光方式对全彩LED单元12进行灯光控制，以执行彩灯颜色变换或彩灯亮灭操作。
因此，本实施例的灯光控制方法为：将需要控制的彩灯编号、彩灯颜色写入到一个字符串中，并通过微信小程序发送到云端服务器20中，订阅服务器的下位机通过解析该字符串，判断该字符串信息中彩灯编号是否为当前彩灯编号，如是，则将彩灯颜色解析出来然后改变彩灯颜色。
具体地，首先，输入灯光控制系统的主题(inTopic)，该主题需要与所有下位机初始化过程中设置的主题保持一致。当然，MQTT协议通过“主题”实现将消息从发布者客户端送达至接收者客户端。本实施例中的“主题”是附加在应用消息上的一个标签，发布者客户端(灯光控制客户端)将“主题”和“消息”发送至代理服务器(云端服务器)，代理服务器将该消息转发至每一个订阅了该“主题”的订阅者客户端(下位机)。
然后，在微信小程序端中输入需要改变的RGB参数和彩灯的编号，由用户点击上传。
在上述步骤中，将需要进行灯光控制的彩灯编号、彩灯颜色写入到一个字符串中，该字符串的格式在本实施例中定义为“XX，XXX，XXX，XXX”，前面的XX为彩灯编号，后面的每一个XXX代表每种颜色(如红(R)、绿(G)、蓝(B)三个颜色)，然后将上述字符串发送到云端服务器20中。订阅云端服务器20的主控单元11将字符串存放在payload[]数组中，并定义一个color[4]数组来存放解析出来的彩灯编号和三种彩灯颜色。
其中，在主控单元11解析该字符串的时候，就需要对每一个元素进行处理。首先，对“分隔符”进行识别，数组中的‘，’就作为本实施例的分隔符。当payload[i]＝＝‘，’时，就知道一组完整的数据已经接收完毕，并存在color数组中相应的位置；当数组中的内容不是分隔符时，就是灯光控制需要的内容，并且每次都存储在color[4]数组中相应的位置。
其中，在接收到分隔符之前，每次都需要将数组里面的数据乘以10再加上本次接收的数据，这样才能恢复为原先发送的数据。最后，判断color[0]中的彩灯编号是否为当前彩灯编号，如是，则将color数组存放的彩灯颜色提取出来，通过主控单元11改变彩灯颜色。
例如，字符串为“01，255，125，000”，解析出来将01放到color[0]，255放到color[1]中，125放到color[2]中，000放到color[3]中。然后，判断当前彩灯编号是否与color[0]一致，如是，则进行改变彩灯颜色操作。
进一步的，云端服务器20包括用户数据库模块，用于存储用户的灯光使用特征信息。
在本实施例中，灯阵中每个全彩LED单元12，可以被分别单独控制。其中，全彩LED单元12便携小巧，相互独立。
由此可见，本发明提供的灯光控制方法通过主控单元11以串口的形式从网络接收数据或者发送数据，从而对全彩LED单元12进行灯光控制，用户可以使用智能手机上的微信小程序实时独立控制单个或多个LED灯的亮灭及颜色，即实时改变LED灯阵的每个像素点亮灭和颜色，可以给用户提供更加人性化的实时互动控制灯阵的体验。
需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例，但发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明做出的非实质性修改，也均落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.灯光阵列控制系统，包括多个灯光控制系统、云端服务器、灯光控制客户端，所述灯光控制系统与所述灯光控制客户端之间通过所述云端服务器进行通信，其特征在于：
所述灯光控制系统包括主控单元、多个全彩LED单元、为所述主控单元输出电能的电源单元，所述主控单元用于接收所述灯光控制客户端发送的灯光控制指令，且产生灯光控制结果，并且根据所述灯光控制结果通过PWM调光方式对所述全彩LED单元进行灯光控制，所述全彩LED单元的LED灯珠以阵列的方式排布，并且所述全彩LED单元以特定的阵列控制所述LED灯珠的打开或关闭。
2.根据权利要求1所述的灯光阵列控制系统，其特征在于：
所述灯光控制客户端为安装在智能手机上的APP或微信小程序。
3.根据权利要求1所述的灯光阵列控制系统，其特征在于：
所述主控单元分别通过I/O接口与所述电源单元、所述全彩LED单元相连接。
4.根据权利要求1至3任一项所述的灯光阵列控制系统，其特征在于：
所述主控单元包括W-003微处理器。
5.根据权利要求1至3任一项所述的灯光阵列控制系统，其特征在于：
所述全彩LED单元包括SK6812 WS2812B模块。
6.灯光阵列控制系统的灯光控制方法，其特征在于，所述灯光阵列控制系统是采用上述权利要求1至5任一项的所述的灯光阵列控制系统；
所述灯光控制方法包括以下步骤：
判断当前灯光控制系统是否处于工作状态，若是，灯光控制客户端接收包含有彩灯参数和彩灯编号的灯光控制指令，所述灯光控制客户端将全彩LED单元中需要控制的彩灯参数和彩灯编号写入到一个字符串中，并将所述字符串发送至云端服务器；
主控单元通过云端服务器接收所述字符串，且根据所述字符串建立color数组，并且判断所述color数组中的彩灯编号是否为当前彩灯编号，若判断结果为是，则提取所述color数组中存放的彩灯参数，并通过PWM调光方式对所述全彩LED单元进行灯光控制，以执行彩灯颜色变换或彩灯亮灭操作。
7.根据权利要求6所述的灯光控制方法，其特征在于：
判断当前灯光控制系统是否处于工作状态的条件包括：
发送AT指令，判断当前灯光控制系统是否成功连接到当前路由器，若是，与灯光控制客户端建立MQTT连接；
判断灯光控制客户端所发送的操作指令是否为操作当前灯光控制系统的指令，如是，则可确定当前灯光控制系统处于工作状态，即可执行彩灯颜色变换或彩灯亮灭操作。
8.根据权利要求6所述的灯光控制方法，其特征在于：
所述云端服务器包括用户数据库模块，用于存储用户的灯光使用特征信息。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190927 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |