CN112566339A - 一种剧场舞台精确照明调控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种剧场舞台精确照明调控系统，包括微处理器、括无线收发器、场景控制模块、控制信号输入端、数据整合转换电路、PC端及输出模块，所述微处理器输入端设有无线收发器、场景控制模块、控制信号输入端、数据整合转换电路、时钟模块及存储器，所述微处理器输出端设有PC端、液晶触摸屏、第一输出模块及第二输出模块。本发明的调控系统基于物联网技术的精确舞台照明无线调控，实现对多组舞台灯的远程集中控制，解决了照明单元调控的孤岛效应，通过分布式光效调整单元的设计，可对多组舞台灯调配，防止其他舞台子系统的干扰控制，同时采用无线形式布线，简单快捷，扩展性高，以及通过编解码纠错，保证了控制指令的准确性。

Description

一种剧场舞台精确照明调控系统及方法

技术领域

本发明涉及舞台灯光设备控制设备技术领域，尤其涉及一种剧场舞台精确照明调控系统及方法。

背景技术

目前的舞台照明系统一般会包括多组照明单元，为了实现预定的灯光效果，需要对各个照明单元进行调控，但是目前的调控方式大多是基于人工手动调整，效率低，但是由于舞台照明系统是一项系统工程，各组照明单元之间会相互影响，而工作人员在对各组照明单元进行调整的时候，很难预测判断调整后的照明单元会对其他各组照明单元产生什么影响，因此只能凭经验进行预估，而且工作人员无法预知所调整的某组照明单会不会对其他舞台系统造成干扰，例如对音响系统。为了更好的进行管理和控制，需要尽可能详实地获取现场数据，即需要对现场进行数据采集及传输控制指令，舞台灯各子系统数据收集也相互独立，存在数据交互，传输混乱，导致数据难以进行独立评估计量，难以保证舞台灯的精准控制，其舞台表现效果不甚理想，为此，提出一种剧场舞台精确照明调控系统及方法。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种剧场舞台精确照明调控系统及方法，解决现有的舞台灯控制数据混乱、易受干扰、安全性能较低的问题，以达到为舞台灯控制提高精准调配、提高其舞台表现效果的目的，可配合舞台表演需要，利用适宜的灯光渲染烘托舞台气氛，以更好的调节舞台表演效果。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种剧场舞台精确照明调控系统，包括微处理器、无线收发器、场景控制模块、控制信号输入端、数据整合转换电路、PC端及输出模块，所述微处理器输入端设有无线收发器、场景控制模块、控制信号输入端、数据整合转换电路、时钟模块及存储器，所述微处理器输出端设有PC端、液晶触摸屏、第一输出模块及第二输出模块。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述无线收发器连接遥控信号接入模块，所述遥控信号接入模块输入端设有电子信号干扰屏蔽器。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述控制信号输入端包括调光模块、控制开关及模式选择切换模块，所述调光模块及模式选择模块连接有存储器，所述存储器与所述微处理器连接。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述数据整合转换电路输入端设有演员定位传感器、环境监测传感器、照明传感器及亮度检测电路，所述亮度检测电路可连接光敏调节电路。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述第一输出模块连接各区域舞台灯电机，各舞台灯电机外端分别设置相应的舞台灯，所述第一输出模块连接有运放芯片，所述运放芯片经过整流桥连接多个区域电灯电机，配合舞台灯光需求，分别控制区域电机带动区域内电灯转动相应角度，即微处理器可通过第一输出模块控制整个舞台每组舞台灯的角度转换。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述第二输出模块连接多个功率放大电路，各功率放大电路分别连接舞台灯，即微处理器的控制信号用过第二输出模块放大控制信号用以控制各组舞台灯的工作状态。

作为本发明的一种优选方案，其中：所述微处理器通过无线通信模块连接ZIGBEE转接单元，所述ZIGBEE转接单元通过其控制性能与舞台安装的各舞台灯建立局域通信。

进一步，所述舞台灯光控制系统连接有供电模块，所述供电模块输出端设有过压保护模块，所述过压保护模块输出端连接有滤波电路，所述供电模块通过所述滤波电路为整个灯光切换控制系统供电。

进一步，每组舞台灯依次连接的分布式ZIGBEE控制接口、解码调节单元、分布式光效调整单元、以及照明灯具，所述舞台照明中央控制单元依次通过编码调制单元、ZIGBEE收发单元连接多组照明灯具，所述纠错单元分别连接ZIGBEE收发单元和舞台照明中央控制单元。

所述舞台照明中央控制单元生成舞台灯具的真实光效信号处理数据。

所述编码调制单元用于将所述真实光效信号处理数据进行编码和调制，并将编码调制后的数据通过ZIGBEE收发单元发送至多组照明单元的分布式ZIGBEE控制接口。

所述解码调节单元用于对所述分布式ZIGBEE控制接口接收的控制信号进行解码和解调，然后把解码解调后的信号分别发送至分布式光效调整单元和反馈单元。

所述分布式光效调整单元根据接收的经过仿真修正后的真实光效信号处理数据驱动舞台灯具。

所述反馈单元用于将解码解调后的信号通过分布式ZIGBEE控制接口返回ZIGBEE收发单元。

所述纠错单元用于从ZIGBEE收发单元返回的信号进行准确性检测，当检测到与之前发出的控制信号有差异时，发送误差信号至舞台照明中央控制单元。

所述分布式ZIGBEE控制接口连接有电子信号干扰屏蔽器，电子信号干扰屏蔽器可隔断现场不属于工作人员发出的遥控信号指令，避免指令信号紊乱造成舞台灯光控制出现错误，所述电子屏蔽器连接有指令手法单元，所述指令收发单元连接有情景生成单元，所述情景生成单元与所述液晶触摸屏及控制信号输入端建立通信连接。

本技术方案还提供一种剧场舞台精确照明调控方法，基于上述一种剧场舞台精确照明调控控制系统实现，所述舞台精确照明调控系统的具体操作方法为：

S1、舞台灯光照明调控系统，在控制信号输入端及液晶触摸屏处设置舞台灯的初始工作数据、舞台灯工作模式、工作时间及控制系统其他电性元件的工作参数设定。

S2、舞台照明中央控制单元生成舞台灯照明单元的真实光效信号处理数据。

S3、将所述真实光效信号处理数据通过CAN总线发送至舞台灯照明单元的分布式接口。

S4、所述分布式光效调整单元通过分布式控制接口从舞光效信号台照明中央控制单元接收经过方针修正后的真实光效信号处理数据，并且根据上述真实处理出具驱动舞台灯照明单元。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下优点：

1、本发明所提供的一种剧场舞台精确照明调控系统及方法，本控制系统基于物联网技术的精确舞台照明无线调控系统，实现对多组舞台灯的远程集中控制，解决了照明单元调控的孤岛效应，通过分布式光效调整单元的设计，可对多组舞台灯调配，防止其他舞台子系统的干扰控制，同时采用无线形式布线，简单快捷，扩展性高，以及通过编解码纠错，保证了控制指令的准确性。

2、本发明方案可根据表演需要对舞台灯具作出远程控制，也可对灯具照明模式进行预设处理，根据舞台表演场景对基本的灯光模式进行存储，方便后期对灯光进行微调，提高灯光调节的速度，微处理器通过对舞台控制系统、灯具发光、角度转换及位移模块的计算，控制微处理器收到的角度数据、定位数据、亮度数据及供电时长，调节整个舞台灯光及控制系统的供电，有效地对灯具高度、角度及灯光亮度进行精准控制及及时调整，从而根据具体情况进行供电。

附图说明

图1为本发明一种剧场舞台精确照明调控系统及方法的控制系统图；

图2为本发明一种剧场舞台精确照明调控系统及方法的无线调控系统结构示意图；

图3为本发明一种剧场舞台精确照明调控系统及方法的降压电路图；

图4为本发明一种剧场舞台精确照明调控系统及方法的过压保护电路图；

图5为本发明一种剧场舞台精确照明调控系统及方法的滤波电路图；

图6为本发明一种剧场舞台精确照明调控系统及方法的区域舞台灯电机控制电路图。

其中：1为遥控信号接入模块、2为无线收发器、3为场景控制模块、4为控制信号输入端、5为数据整合转换电路、6为微处理器、7为PC端、8为液晶触摸屏、9为第一输出模块、10为第二输出模块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参阅图1-5，本发明提供的技术方案是：一种剧场舞台精确照明调控系统，包括微处理器6、无线收发器2、场景控制模块3、控制信号输入端4、数据整合转换电路5、PC端7及输出模块，微处理器6输入端设有无线收发器2、场景控制模块3、控制信号输入端4、数据整合转换电路5、时钟模块及存储器，微处理器6输出端设有PC端7、液晶触摸屏8、第一输出模块9及第二输出模块10，无线收发器2可接收远程控制端或者控制信号输入端4的控制指令，并将控制指令传给微处理器6进行处理，使得舞台灯控制系统作出相应调整，时钟模块及存储器可配合定时程序设置不同舞台灯工作模式、时长及工作顺序，配合微处理器6对第一输出模块9及第二输出模块10作出相应的控制，根据舞台需要进行灯光渲染。

参阅图1，无线收发器2连接遥控信号接入模块1，遥控信号接入模块1输入端设有电子信号干扰屏蔽器，遥控信号接入模块1可接收工作人员遥控器输入的控制指令，在微处理器6设置特定的频率波段，并通过电子信号干扰屏蔽器屏蔽不属于特定输入频率的红外控制信号，保证舞台遥控的准确性。

控制信号输入端4包括调光模块、控制开关及模式选择切换模块，调光模块及模式选择模块连接有存储器，存储器与微处理器6连接，调光模块可调节舞台灯的光照强度、控制开关则控制整个舞台灯照明区域开关，存储器内可预存多个舞台灯工作模数数据，通过模式选择模块进行选择及切换。

数据整合转换电路输入端设有演员定位传感器、环境监测传感器、照明传感器及亮度检测电路，亮度检测电路可连接光敏调节电路，演员定位传感器可监测演员走位，传输给微处理器6调节相应的舞台灯转动其照射角度加以配合，环境监测电路可检测舞台灯的使用温度、舞台现场的安装环境监测如温度及烟雾报警等传感器检测，保证舞台使用的安全，亮度检测电路可利用光敏电路检测其亮度，并根据亮度需求进行电压调整。

第一输出模块9连接各区域舞台灯电机，各舞台灯电机外端分别设置相应的舞台灯，第一输出模块9连接有运放芯片，运放芯片经过整流桥连接多个区域电灯电机，配合舞台灯光需求，分别控制区域电机带动区域内电灯转动相应角度，即微处理器6可通过第一输出模块9控制整个舞台每组舞台灯的角度转换，配合舞台灯光需求，第一输出模块9分别控制区域电机带动区域内舞台灯转动相应角度，运放芯片可将控制电机信号放大至整流桥区域，配合整流桥整流后控制各舞台灯具内的电机，调剂舞台灯具的照射角度。

第二输出模块10连接多个功率放大电路，各功率放大电路分别连接舞台灯，即微处理器6的控制信号用过第二输出模块10放大控制信号用以控制各组舞台灯的工作状态，功率放大电路可通过控制波段调节舞台灯工作电压，进而改变舞台灯工作的亮度。

微处理器6通过无线通信模块连接ZIGBEE转接单元，ZIGBEE转接单元通过其控制性能与舞台安装的各舞台灯建立局域通信，整个舞台灯控制系统中，可由微处理器6与ZIGBEE模块通信直接控制任一舞台灯，以确保微处理器6整个舞台所有舞台灯的精准控制。

参阅图3-5，舞台灯光控制系统连接有供电模块，供电模块输出端设有过压保护模块，过压保护模块输出端连接有滤波电路，供电模块通过滤波电路为整个灯光切换控制系统供电，供电电压通过过压保护模块过渡电压，使其达到控制系统及照明系统所需电压值后，输入控制端的电压经过滤波电路转换后传入微处理器6及其他控制系统的用电模块内，用以为舞台灯光控制台及舞台灯具供电使用，输入控制系统的电压经过降压供电模块转换相应电压后经过PWM波控制电路调节调节滤波后传入微处理器6及其他控制系统的用电模块内，用以为舞台灯光装置及舞台灯具供电使用。

包括电源插座，用于接收12V的直流电，其输出为12V的直流电源，其中12V的直流电由前级的开关电源对220V交流电降压整流后提供，电源插座的输出端电连接有降压稳压芯片电路，其中降压稳压芯片电路包括降压稳压芯片1803AM以及芯片1803AM的外围电路，其中1803AM的管脚经电阻连接于电源，经降压整流后的直流电经电源插座输入系统，降压稳压芯片电路对接入电源插座的直流电进行稳压，使得经电源插座输入电源连接器的供电更稳定可靠。

PWM控制芯片ISL6545响应于P-ON的开机信号以发出PWM波并控制其输出的PWM波的占空比，进而调节开关管的导通时间，进而控制电源插座经开关管输入至电源连接器的直流电的平均值，为电源连接器1提供不同电压等级的直流电。

参阅图2，每组舞台灯依次连接的分布式ZIGBEE控制接口、解码调节单元、分布式光效调整单元、以及照明灯具，舞台照明中央控制单元依次通过编码调制单元、ZIGBEE收发单元连接多组照明灯具，纠错单元分别连接ZIGBEE收发单元和舞台照明中央控制单元。

舞台照明中央控制单元生成舞台灯具的真实光效信号处理数据。

编码调制单元用于将真实光效信号处理数据进行编码和调制，并将编码调制后的数据通过ZIGBEE收发单元发送至多组照明单元的分布式ZIGBEE控制接口。

解码调节单元用于对分布式ZIGBEE控制接口接收的控制信号进行解码和解调，然后把解码解调后的信号分别发送至分布式光效调整单元和反馈单元。

分布式光效调整单元根据接收的经过仿真修正后的真实光效信号处理数据驱动舞台灯具。

反馈单元用于将解码解调后的信号通过分布式ZIGBEE控制接口返回ZIGBEE收发单元。

纠错单元用于从ZIGBEE收发单元返回的信号进行准确性检测，当检测到与之前发出的控制信号有差异时，发送误差信号至舞台照明中央控制单元。

分布式ZIGBEE控制接口连接有电子信号干扰屏蔽器，电子信号干扰屏蔽器可隔断现场不属于工作人员发出的遥控信号指令，避免指令信号紊乱造成舞台灯光控制出现错误，电子屏蔽器连接有指令手法单元，指令收发单元连接有情景生成单元，情景生成单元与液晶触摸屏8及控制信号输入端4建立通信连接。

本技术方案还提供一种剧场舞台精确照明调控方法，基于上述一种剧场舞台精确照明调控控制系统实现，舞台精确照明调控系统的具体操作方法为：

S1、舞台灯光照明调控系统，在控制信号输入端及液晶触摸屏8处设置舞台灯的初始工作数据、舞台灯工作模式、工作时间及控制系统其他电性元件的工作参数设定，以供控制端对舞台灯的工作进程进行控制。

S2、舞台照明中央控制单元生成舞台灯照明单元的真实光效信号处理数据，舞台照明微处理器6根据舞台演出照明方案对各个方针光效信号处理数据进行修正，并将修正后的数据重新转换为舞台灯的真是光效信号处理的数据。

S3、将真实光效信号处理数据通过CAN总线发送至舞台灯照明单元的分布式接口，利用CAN总线对舞台灯照明单元进行逐一控制，确保微处理器6能够对舞台灯照明单元的控制。

S4、分布式光效调整单元通过分布式控制接口从舞光效信号台照明中央控制单元接收经过方针修正后的真实光效信号处理数据，并且根据上述真实处理出具驱动舞台灯照明单元。

本发明方案所提供的一种剧场舞台精确照明调控系统及方法，在舞台灯照明调控系统上控制信号输入端4及液晶触摸屏8、遥控信号接入模块1等控制指令输入装置，可灵活配合舞台灯光的光照模式、工作时间、模式顺序、灯光效果切换、临时添加、及时叫停等不同需求，保证现场舞台的灯光配合。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种剧场舞台精确照明调控系统，包括微处理器(6)、无线收发器(2)、场景控制模块(3)、控制信号输入端(4)、数据整合转换电路(5)、PC端(7)及输出模块，其特征在于，所述微处理器(6)输入端设有无线收发器(2)、场景控制模块(3)、控制信号输入端(4)、数据整合转换电路(5)、时钟模块及存储器，所述微处理器(6)输出端设有PC端(7)、液晶触摸屏(8)、第一输出模块(9)及第二输出模块(10)；

其中，所述无线收发器(2)连接遥控信号接入模块(1)，所述遥控信号接入模块(1)输入端设有电子信号干扰屏蔽器；

其中，所述控制信号输入端(4)包括调光模块、控制开关及模式选择切换模块，所述调光模块及模式选择模块连接有存储器，所述存储器与所述微处理器(6)连接；

其中，所述数据整合转换电路输入端设有演员定位传感器、环境监测传感器、照明传感器及亮度检测电路，所述亮度检测电路可连接光敏调节电路；

其中，所述第一输出模块(9)连接各区域舞台灯电机，各舞台灯电机外端分别设置相应的舞台灯，所述第一输出模块(9)连接有运放芯片，所述运放芯片经过整流桥连接多个区域电灯电机，配合舞台灯光需求，分别控制区域电机带动区域内电灯转动相应角度，即微处理器(6)可通过第一输出模块(9)控制整个舞台每组舞台灯的角度转换；

其中，所述第二输出模块(10)连接多个功率放大电路，各功率放大电路分别连接舞台灯，即微处理器(6)的控制信号用过第二输出模块(10)放大控制信号用以控制各组舞台灯的工作状态；

其中，所述微处理器(6)通过无线通信模块连接ZIGBEE转接单元，所述ZIGBEE转接单元通过其控制性能与舞台安装的各舞台灯建立局域通信。

2.根据权利要求1所述的一种剧场舞台精确照明调控系统，其特征在于，所述舞台灯光控制系统连接有供电模块，所述供电模块输出端设有过压保护模块，所述过压保护模块输出端连接有滤波电路，所述供电模块通过所述滤波电路为整个灯光切换控制系统供电。

3.根据权利要求1所述的一种剧场舞台精确照明调控系统，其特征在于，每组舞台灯依次连接的分布式ZIGBEE控制接口、解码调节单元、分布式光效调整单元、以及照明灯具，所述舞台照明中央控制单元依次通过编码调制单元、ZIGBEE收发单元连接多组照明灯具，所述纠错单元分别连接ZIGBEE收发单元和舞台照明中央控制单元；

所述舞台照明中央控制单元生成舞台灯具的真实光效信号处理数据；

所述编码调制单元用于将所述真实光效信号处理数据进行编码和调制，并将编码调制后的数据通过ZIGBEE收发单元发送至多组照明单元的分布式ZIGBEE控制接口；

所述解码调节单元用于对所述分布式ZIGBEE控制接口接收的控制信号进行解码和解调，然后把解码解调后的信号分别发送至分布式光效调整单元和反馈单元；

所述分布式光效调整单元根据接收的经过仿真修正后的真实光效信号处理数据驱动舞台灯具；

所述反馈单元用于将解码解调后的信号通过分布式ZIGBEE控制接口返回ZIGBEE收发单元；

所述纠错单元用于从ZIGBEE收发单元返回的信号进行准确性检测，当检测到与之前发出的控制信号有差异时，发送误差信号至舞台照明中央控制单元；

所述分布式ZIGBEE控制接口连接有电子信号干扰屏蔽器，电子信号干扰屏蔽器可隔断现场不属于工作人员发出的遥控信号指令，避免指令信号紊乱造成舞台灯光控制出现错误，所述电子屏蔽器连接有指令手法单元，所述指令收发单元连接有情景生成单元，所述情景生成单元与所述液晶触摸屏(8)及控制信号输入端(4)建立通信连接。

4.一种剧场舞台精确照明调控方法，基于权利要求1-3任一项所述的一种剧场舞台精确照明控制系统实现，其特征在于，所述舞台精确照明调控系统的具体操作方法为：

S1、舞台灯光照明调控系统，在控制信号输入端(4)及液晶触摸屏(8)处设置舞台灯的初始工作数据、舞台灯工作模式、工作时间及控制系统其他电性元件的工作参数设定；

S2、舞台照明中央控制单元生成舞台灯照明单元的真实光效信号处理数据；

S3、将所述真实光效信号处理数据通过CAN总线发送至舞台灯照明单元的分布式接口；

S4、所述分布式光效调整单元通过分布式控制接口从舞光效信号台照明中央控制单元接收经过方针修正后的真实光效信号处理数据，并且根据上述真实处理出具驱动舞台灯照明单元。

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