CN112203375B - 一种基于dmx数据流的灯光参数控制方法及led灯具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于DMX数据流的灯光参数控制方法及LED灯具，所述方法包括：步骤1：接收通道中对应的像素数据；步骤2：根据是否接收到第一参数执行对应的步骤；步骤3：统计第一参数的个数并比较与N的大小关系，根据比较结果执行对应的步骤；步骤4：若第一参数的个数满足对应条件，则跳转至步骤1；步骤5：继续接收新的DMX数据流，根据接收到第二参数的结果执行对应的步骤；步骤6‑11：获得包括第一参数、第二参数、第三参数和两个颜色数据的灯光参数，根据灯光参数进行灯光效果显示。本发明适用于所有按标准DMX512协议的灯具，通用性强，修改参数过程中灯具显示特定节目的颜色，自然过渡，不会出现花屏或乱闪。

Description

一种基于DMX数据流的灯光参数控制方法及LED灯具

技术领域

本发明涉及灯光参数控制技术领域，具体是一种基于DMX数据流的灯光参数控制方法及LED灯具。

背景技术

随着LED灯具被广泛应用于楼宇室内和外墙照明领域，LED灯具的智能化程度越来越高，LED灯具不再仅是传统意义上的一个照明灯具，而是一个能根据用户需求变更内部参数的智能化终端设备，从而实现不同的灯光效果，例如显示一些视频动画效果。

如图1，其为一帧DMX512（图中简记为DMX）协议数据格式，目前，LED灯具主要采用DMX512协议来传输和接收DMX数据，根据接收到的DMX数据显示对应的颜色，从而达到动态变化灯光效果。在DMX512协议中，除去前两个字节外，剩余的510个字节依次按照由红色、绿色、蓝色的三原色组合交替进行，从而形成颜色显示，从而最终实现达到LED灯具的灯光效果。其中，每一个颜色对应一个字节，也即对应一个通道，红色、绿色、蓝色共同构成一个像素，因此，一个像素包括了三个通道，一帧的DMX数据包括170个像素，每个像素包括了三个通道，同一个像素下的不同通道对应一个不同的颜色。

当需要更改LED灯具的灯光参数以达到某种灯光效果时，目前通常是直接在DMX标准协议中默认为0x00的首字节改为其他非零数据，从而将设置数据和后面用于显示颜色的数据进行区分，然后在510个字节中定义为用户需要修改的数据，从而达到设置灯光参数的目的。但这样修改灯光参数主要存在以下一些缺陷和不足：

1、由于是直接对标准的DMX512协议进行修改，直接导致每个厂家自定义参数后的DMX512协议会有所不同，进而导致用于发出光源的灯具和用于控制灯具的控制直接必须进行匹配，从而导致LED控制器不通用。

2、这样设置参数的数据传输模式仍然需要遵守传统的一问一答模式，也即主控发送一条指令，LED灯具作为从机反馈一条指令，当LED灯具数量庞大时，这样的通信效率极低。

3、因为LED主控器与灯具之间只有一条数据传输链路，因此LED灯具在设置参数的时候，必须停止正常的DMX数据传输，从而导致用意显示灯光效果的播放视频画面停止，将会造成不协调的影响，降低用户的体验感。

因此，需要一种能够不改变标准DMX512协议而可控制灯光参数的方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一提供一种基于DMX数据流的灯光参数控制方法，其能够解决无需改变标准DMX512协议而可控制灯光参数的方法的问题；

本发明的目的之二提供一种基于DMX数据流的LED灯具，其能够解决无需改变标准DMX512协议而可控制灯光参数的方法的问题。

实现本发明的目的之一的技术方案为：一种基于DMX数据流的灯光参数控制方法，包括如下步骤：

步骤1：按帧依序接收DMX数据流，每一个灯具接收自身所在DMX数据帧通道中对应的像素数据；

步骤2：根据接收到的像素数据判断是否接收到符合预设自定义的第一参数，若有，则执行步骤3，否则，继续接收像素数据并直至开始接收到第一参数；

步骤3：开始统计接收到的第一参数的个数，若接收到的第一参数的个数大于等于N，则进入步骤5，否则进入步骤4；

步骤4：如果接收到第一参数的个数小于N且接收到的像素数据的个数大于等于2N，则跳转至步骤1重新开始接收像素数据；

步骤5：继续接收新的DMX数据流，从而接收到新的DMX数据帧，当前灯具接收自身所在通道对应的DMX数据帧中对应的像素数据，根据新接收到的像素数据判断是否接收到符合预设自定义的第二参数，若有，则执行步骤6，否则，继续接收像素数据并直至开始接收到第二参数；

步骤6：开始统计接收到的第二参数的个数，若接收到的第二参数的个数大于等于N，则进入步骤8，否则进入步骤7；

步骤7：如果接收到第二参数的个数小于N且接收到的像素数据大于等于2N，则跳转至步骤1重新开始接收像素数据；

步骤8：继续接收新的DMX数据流，从而接收到新的DMX数据帧，当前灯具接收自身所在通道对应的DMX数据帧中对应的像素数据，

判断新接收到的像素数据中的指定通道是否存在预设的颜色特征T,若有，则将带有颜色特征T的颜色数据存入缓存区中，否则不存入，

统计缓存区中带有颜色特征T的颜色数据的个数，若带有颜色特征T的颜色数据的个数大于等于N，则执行步骤10，否则执行步骤9；

步骤9：统计从步骤8开始新接收到的像素数据个数是否大于等于2N，若是，则跳转至步骤1，若否，则继续接收新的DMX数据帧，并将带有颜色特征T的颜色数据存入缓存区中，直至接收到的带有颜色特征T的颜色数据的个数达到N后执行步骤10；

步骤10：统计缓存区中最多相同的颜色数据，将此颜色数据作为第三参数；

步骤11：接收步骤8中同一个像素下除所述指定通道之外的另外两个通道的颜色数据C1和C2，将第一参数、第二参数、第三参数和颜色数据C1和C2共同作为当前灯具所需要的灯光参数，根据灯光参数进行灯光效果显示。

进一步地，所述第一参数、第二参数和第三参数分别代表了用于控制灯光效果所需要的不同的三个参数。

进一步地，所述第一参数为用于控制灯光颜色亮度的参数，第二参数为用于控制灯光颜色显示时长或显示频率的参数，第三参数为用于控制当前灯具显示的具体颜色的参数。

进一步地，所述N=（1-m）*DMX数据每秒发送帧数，m为DMX数据传输的误码率。

进一步地，所述步骤1、步骤5和步骤8中，每一个DMX数据帧中只接收其中指定的一个通道中对应的一个像素数据。

实现本发明的目的之二的技术方案为：一种基于DMX数据流的LED灯具，其特征在于，包括主控制器，主控制器包括，

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于运行所述程序指令，以执行所述基于DMX数据流的灯光参数控制方法的步骤。

本发明的有益效果为：本发明的有益效果是：

1、灯具设置参数不需要按定制协议通讯，可以适用于所有按标准DMX512协议的控制器即可修改灯具参数，通用性强。

2、修改灯具参数只需制作定制的颜色的节目，按常规的节目播放即可修改灯具参数。

3、灯具修改参数过程中灯具显示特定节目的颜色，设定参数和播放节目之间可以自然过渡，不会出现花屏或乱闪，没有不协调的感觉。

4、本设置方式由于遵循标准DMX512协议，该协议指令为广播式指令，一条指令包含512个通道的灯具数据，因此最大可支持实现512个通道灯具同时参数设置，大大提高系统的通讯效率。

附图说明

图1为DMX数据帧协议格式的示意图；

图2为本发明的流程示意图；

图3为应用在LED灯具上的主控制器的结构示意图。

具体实施方案

下面，结合附图以及具体实施方案，对本发明做进一步描述：

如图1和图2所示，一种基于DMX数据流的灯光参数控制方法，包括如下步骤：

步骤1：进行初始化后进入起始状态，进入起始状态后开始按帧依序接收DMX数据流，也即DMX数据流是包括一帧一帧的DMX数据依次传输得到的数据流。每一个灯具接收自身所在DMX数据帧通道中对应的像素数据，对于当前的某一灯具而言，每接收到一帧的DMX数据后，则从DMX数据帧中选择自身通道所对应的像素数据，每一个DMX数据帧中只接收其中指定的一个通道中对应的一个像素数据。例如，接收DMX数据帧中的第一通道锁对应的像素数据。例如，当前灯具通道所对应的像素数据为DMX数据帧中的第一个像素，则当前灯具对每一个接收到的DMX数据帧均只接收其中的第一个像素数据。在实际传输中，LED主控器与灯具之间仅有一条数据传输链路，每个灯具根据接收地震接收由LED主控器发送过来的DMX数据中所对应的像素数据。

本步骤中，初始化通常是指灯具（例如LED灯具）初始化，完成初始化后即进入起始状态，只有进入起始状态后，灯具才会开始接收DMX数据流。

步骤2：根据接收到的像素数据判断是否接收到符合预设自定义的第一参数，若有，则执行步骤3，否则，继续接收像素数据并直至开始接收到第一参数。

步骤3：开始统计接收到的第一参数的个数，若接收到的第一参数的个数大于等于N，N为大于0的常数，则进入步骤5，否则进入步骤4。在实际应用时，若当前灯具接收到的第一参数的个数大于等于N，则灯具设置为状态1，灯具进入状态1后则执行步骤5。

上述N的取值与DMX数据传输的误码率m有关，N=（1-m）*DMX数据每秒发送帧数，通常DMX数据每秒发送的帧数与需要进行灯光效果的视频动画帧数相同。例如，视频动画帧数为25帧每秒，则DMX每秒发送帧数为25，一般设定DMX数据接收最大误码率为20%，即N=（1-20%）*25帧=20帧，即接收20个第一参数。由于DMX数据传输是采用双绞差分传输，可靠性较高，设定20%的误码率已经可以满足要求，灯具可以100%接收到所预设指定的颜色特征数据。

步骤4：如果接收到第一参数的个数小于N且接收到的像素数据的个数大于等于2N，则跳转至步骤1重新开始接收像素数据。本步骤中，正常情况下，没收到一帧的DMX数据帧，则DMX数据帧中的某一通道中存在符合预设自定义的第一参数，也即每接收到一帧的DMX数据帧，则有一个第一参数和一个像素数据。但在传输错误或其他原因的情况下，某些DMX数据帧中对应的通道中并没有符合预设自定义的第一参数，此时，导致接收到像素数据中没有第一参数，因此，有可能接收到很多像素数据，但仍然没有接收到N个第一参数。

步骤5：继续接收新的DMX数据流，从而接收到新的DMX数据帧，同样的，当前灯具接收自身所在通道对应的DMX数据帧中对应的像素数据。根据新接收到的像素数据判断是否接收到符合预设自定义的第二参数，若有，则执行步骤6，否则，继续接收像素数据并直至开始接收到第二参数。

步骤6：开始统计从步骤5开始接收到的第二参数的个数，若接收到的第二参数的个数大于等于N，则进入步骤8，否则进入步骤7。在实际应用时，若当前灯具接收到的第二参数的个数大于等于N，则灯具设置为状态2，灯具进入状态2后则执行步骤8。

步骤7：如果接收到第二参数的个数小于N且接收到的像素数据大于等于2N，则跳转至步骤1重新开始接收像素数据。

步骤8：继续接收新的DMX数据流，从而接收到新的DMX数据帧，同样的，当前灯具接收自身所在通道对应的DMX数据帧中对应的像素数据，每一个DMX数据帧中只接收其中指定的一个像素数据。判断新接收到的像素数据中的指定通道是否存在预设的颜色特征T,若有，则将带有颜色特征T的颜色数据存入缓存区中，否则不存入。统计缓存区中带有颜色特征T的颜色数据的个数，若带有颜色特征T的颜色数据的个数大于等于N，则执行步骤10，否则执行步骤9。

步骤9：统计从步骤8开始新接收到的像素数据个数是否大于等于2N，若是，则跳转至步骤1，若否，则继续接收新的DMX数据帧，并将带有颜色特征T的颜色数据存入缓存区中，直至接收到的带有颜色特征T的颜色数据的个数达到N，并执行步骤10。

步骤10：统计缓存区中最多相同的颜色数据，将此颜色数据作为第三参数。本步骤中，由于DMX数据流传输过程中有可能出现传输错误，从而导致在指定通道传输的颜色特征T可能变为其他颜色特征。例如，当前灯具应该接收每个DMX数据帧中的第一个像素的通道1中的红色，也即通道1中的红色作为颜色特征T。但在传输过程中由于存在传输错误，其中某一帧或多帧的DMX数据帧中的通道1中的颜色为其他颜色（例如为绿色），从而导致接收到并存入缓存区中的颜色有可能多种（例如红色和绿色）。但传输错误发生的概率毕竟非常低，因此，其最多相同颜色的颜色数据应该仍然为红色，当没有传输错误发生，则所有的颜色数据均为红色。

步骤11：接收步骤8中同一个像素下除所述指定通道之外的另外两个通道的颜色数据（C1，C2），也即一个通道对应颜色数据C1，另一个通道对应颜色数据C2，将第一参数、第二参数、第三参数和颜色数据（C1，C2）共同作为当前灯具所需要的灯光参数，根据灯光参数进行灯光效果显示。

在本步骤中，第一参数、第二参数和第三参数分别代表了用于控制灯光效果所需要的不同的三个参数。例如，第一参数为可以用于控制灯光颜色亮度（也即颜色深浅）的参数，第二参数为用于控制灯光颜色显示时长或显示频率的参数，第三参数为用于控制当前灯具显示的具体颜色（例如显示红色或绿色或其他颜色）的参数。通过上述三个参数即可实现当前灯具灯光效果的显示，也即可以控制当前灯具显示某种颜色的亮度和显示时长（或显示频率），从而可根据DMX数据流达到灯光效果控制的目的。

在本实施例中，第一参数、第二参数和第三参数都是由接收到的像素数据得到的，每个像素数据均由3个通道组成，而每个通道具有256级变化，因此，最终需要播放灯光效果的视频动画数据与预先设定的颜色特征参数的排列组合冲突的概率为1/（256*256*256）^2*N+1，这样的概率是非常低的，例如，当N=20时，出现相同组合的概率为亿分之一的量级，其概率非常低，也即意味着这样能够非常正确的接收到所需要的灯光参数，从而能够很好地控制灯光效果。并且本发明不需要修改标准的DMX数据帧即可达到控制参数和实现灯光效果控制的目的，对于任何支持DMX512协议的灯具都适用，便于推广应用，也不需要停止正常DMX数据传输，不会导致播放视频动画画面的停止，提升了用户体验感。同时依然保持原来的广播方式，而不采用一问一答的应答模式，LED灯具通过接收自定义的图像颜色数据，通过识别在指定时间内颜色数据的排列组合，并在该颜色数据的排列组合中中提取所需要的参数，完成灯具参数设置。

如图3所示，本发明还涉及一种基于DMX数据流的LED灯具，包括主控制器100，主控制器100包括，

存储器101，用于存储程序指令；

处理器102，用于运行所述程序指令，以执行所述基于DMX数据流的灯光参数控制方法的步骤。

本说明书所公开的实施例只是对本发明单方面特征的一个例证，本发明的保护范围不限于此实施例，其他任何功能等效的实施例均落入本发明的保护范围内。对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于DMX数据流的灯光参数控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：按帧依序接收DMX数据流，每一个灯具接收自身所在DMX数据帧通道中对应的像素数据；

步骤2：根据接收到的像素数据判断是否接收到符合预设自定义的第一参数，若有，则执行步骤3，否则，继续接收像素数据并直至开始接收到第一参数；

步骤3：开始统计接收到的第一参数的个数，若接收到的第一参数的个数大于等于N，N为大于0的常数，则进入步骤5，否则进入步骤4；

步骤4：如果接收到第一参数的个数小于N且接收到的像素数据的个数大于等于2N，则跳转至步骤1重新开始接收像素数据；

步骤5：继续接收新的DMX数据流，从而接收到新的DMX数据帧，当前灯具接收自身所在通道对应的DMX数据帧中对应的像素数据，根据新接收到的像素数据判断是否接收到符合预设自定义的第二参数，若有，则执行步骤6，否则，继续接收像素数据并直至开始接收到第二参数；

步骤6：开始统计接收到的第二参数的个数，若接收到的第二参数的个数大于等于N，则进入步骤8，否则进入步骤7；

步骤7：如果接收到第二参数的个数小于N且接收到的像素数据大于等于2N，则跳转至步骤1重新开始接收像素数据；

步骤8：继续接收新的DMX数据流，从而接收到新的DMX数据帧，当前灯具接收自身所在通道对应的DMX数据帧中对应的像素数据，

判断新接收到的像素数据中的指定通道是否存在预设的颜色特征T,若有，则将带有颜色特征T的颜色数据存入缓存区中，否则不存入，

统计缓存区中带有颜色特征T的颜色数据的个数，若带有颜色特征T的颜色数据的个数大于等于N，则执行步骤10，否则执行步骤9；

步骤9：统计从步骤8开始新接收到的像素数据个数是否大于等于2N，若是，则跳转至步骤1，若否，则继续接收新的DMX数据帧，并将带有颜色特征T的颜色数据存入缓存区中，直至接收到的带有颜色特征T的颜色数据的个数达到N后执行步骤10；

步骤10：统计缓存区中最多相同的颜色数据，将此颜色数据作为第三参数；

步骤11：接收步骤8中同一个像素下除所述指定通道之外的另外两个通道的颜色数据C1和C2，将第一参数、第二参数、第三参数和颜色数据C1和C2共同作为当前灯具所需要的灯光参数，根据灯光参数进行灯光效果显示。

2.根据权利要求1所述的基于DMX数据流的灯光参数控制方法，其特征在于，所述第一参数、第二参数和第三参数分别代表了用于控制灯光效果所需要的不同的三个参数。

3.根据权利要求1或2所述的基于DMX数据流的灯光参数控制方法，其特征在于，所述第一参数为用于控制灯光颜色亮度的参数，第二参数为用于控制灯光颜色显示时长或显示频率的参数，第三参数为用于控制当前灯具显示的具体颜色的参数。

4.根据权利要求1所述的基于DMX数据流的灯光参数控制方法，其特征在于，所述N=（1-m）*DMX数据每秒发送帧数，m为DMX数据传输的误码率。

5.根据权利要求1所述的基于DMX数据流的灯光参数控制方法，其特征在于，所述步骤1、步骤5和步骤8中，每一个DMX数据帧中只接收其中指定的一个通道中对应的一个像素数据。

6.一种基于DMX数据流的LED灯具，其特征在于，包括主控制器，主控制器包括，

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于运行所述程序指令，以执行如权利要求1-5任一项所述基于DMX数据流的灯光参数控制方法的步骤。

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