CN203909529U - 一种多源音乐喷泉控制信号发生器 - Google Patents

Abstract

一种多源音乐喷泉控制信号发生器，包括微处理器、音频处理电路、DMX信号接收电路、存储设备接口电路、变频器控制电路、步进电机控制电路、电磁阀控制电路，微控制器可通过分析音频信号，或者接收上位PC机传下的指令，或者是接收外部传来的DMX信号，产生音乐喷泉执行部件所需要的控制信号。本实用新型使得音乐喷泉的控制方式增多，灵活性大大增强，建设成本大大降低。

Description

一种多源音乐喷泉控制信号发生器

技术领域

本实用新型涉及音乐喷泉控制领域，尤其涉及一种多源音乐喷泉控制信号发生器。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对环境要求越来越高，城市环境建设日益为人们所重视。音乐喷泉作为一种观赏性较高的艺术水景，不断地出现在城市建设中。音乐喷泉能够把水景、音乐融为一体，给人心灵以震撼和随音乐一起澎湃的感觉以及景观观赏、音乐观赏、感染价值。目前在市场上最流行的音乐喷泉控制系统有两类：计算机数字控制音乐喷泉系统，DVD模拟音乐喷泉控制系统。计算机数字控制音乐喷泉控制系统是借助计算机软件对水景进行音乐控制，用户可以任意编辑、开关各种水形，能方便地把人对音乐的理解编进喷泉表演之中。比较麻烦的是，每首歌曲都需要编辑，灵活性不足，更换新歌时间长，设备配置成本高。DVD模拟数字信号喷泉控制系统，则比较方便，不需要编辑，能随音乐变化而变化，随动性较好，但一般不能分析何时开某种水性，比如高喷，彩灯等等，功能比较单一，不够智能化。由于两种控制系统一般采用的是不同的控制器，若在同一音乐喷泉系统融合使用两种控制系统，会使得建设成本大大提高，灵活性也不够。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种多源音乐喷泉控制信号发生器，从而解决上述背景技术中现有音乐喷泉控制性灵活性不足的问题。

本实用新型内容是通过以下技术方案实现的：一种多源音乐喷泉控制信号发生器，包括微处理器、音频处理电路、DMX信号接收电路、存储设备接口电路、变频器控制电路、步进电机控制电路、电磁阀控制电路，所述音频处理电路与微处理器的AD口相连，所述DMX信号接收电路与微处理器的UART口（串口）相连，所述变频器控制电路直接与微处理器的SPI口相连，所述存储设备接口电路、人机接口电路与微处理器的IO口直接相连，所述步进电机控制电路和电磁阀控制电路均通过光耦与微处理器的IO口相连。

所述音频处理电路包括整流电路模块、放大电路模块、滤波电路模块和声音传感器，依次与微处理器的AD口相连。

所述DMX信号接收电路包括高速光耦、RS485芯片、防雷保护电路和卡侬头接口，依次与微处理器的UART口相连。

所述步进电机控制电路包括光电隔离电路与步进电机驱动器，依次微处理器的IO口相连。

所述电磁阀控制电路包括光电隔离电路和固态继电器，依次微处理器的IO口相连。

所述光电隔离电路为光耦器件TLP521。

所述变频器控制电路包括数模转换电路（D/A）、电压电流转换电路(V/I)、变频器，依次与微处理器的SPI口相连。

本实用新型的工作原理：音频处理电路用于接收原始音频信号并将其放大，去噪、整流，是外部音频信号进入微处理器的物理通道；微处理器通过音频处理电路获取音频信号并进行频谱分析，产生音乐喷泉执行部件的控制信号。微处理器通过DMX信号接收电路获取外部传来的DMX控制信号并进行指令分析，产生音乐喷泉执行部件的控制信号。所述存储设备接口电路可通过PC进行预先编程，然后将控制字保存到SD卡，由微处理器读取SD卡中的控制内容进行输出控制。本实用新型可通过微处理器直接接收音频信号并对其进行分析，基于分析所得结果产生音乐喷泉执行机构的控制信号；也可接收上位机指令或DMX控制台的指令，产生对应执行机构的控制信号；也能将执行机构的控制字存储在SD卡中，采用自动或程控方式放出执行机构的控制信号。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型可基于多种信号源产生音乐喷泉执行机构的控制信号，在一个系统中融合了计算机数字控制、DVD模拟控制等多种控制方式，切换简单，大大降低了建设成本和维护成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型处于程控状态时的工作示意图；

图3为本实用新型处于音控状态时的工作示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，一种多源音乐喷泉控制信号发生器，包括微处理器、音频处理电路、DMX信号接收电路、存储设备接口电路、变频器控制电路、步进电机控制电路、电磁阀控制电路，所述音频处理电路与微处理器的AD口相连，所述DMX信号接收电路与微处理器的UART口（串口）相连，所述变频器控制电路直接与微处理器的SPI口相连，所述存储设备接口电路、人机接口电路与微处理器的IO口直接相连，所述步进电机控制电路和电磁阀控制电路均通过光耦与微处理器的IO口相连。

所述音频处理电路包括整流电路模块、放大电路模块、滤波电路模块和声音传感器，依次与微处理器的AD口相连。

所述DMX信号接收电路包括高速光耦、RS485芯片、防雷保护电路和卡侬头接口，依次与微处理器的UART口相连。

所述步进电机控制电路包括光电隔离电路与步进电机驱动器，依次微处理器的IO口相连。

所述电磁阀控制电路包括光电隔离电路和固态继电器，依次微处理器的IO口相连。

所述光电隔离电路为光耦器件TLP521。

所述变频器控制电路包括数模转换电路（D/A）、电压电流转换电路(V/I)、变频器，依次与微处理器的SPI口相连。

具体实施时，本实用新型可基于多种信号源产生音乐喷泉执行机构的控制信号，先通过人机接口设定工作状态。

工作状态为程控状态时，参见图1和图2，又分为DMX信号控制和上位机PC控制两种形式。采用DMX信号控制时，外来的DMX信号，通过卡侬头接口、防雷保护电路、RS485芯片、高速光耦，送到微处理器的UART口，微处理器通过分析DMX信号，并进行指令代码解析，产生音乐喷泉执行机构的控制信号：微处理器产生的步进电机控制信号通过光电隔离电路（一般是光耦TLP521）送到步进电机驱动器，光耦的输入端连接到微处理器的IO口，光耦的输出端接步进电机驱动器；微处理器产生的电磁阀控制信号也经过了光电隔离电路（一般是光耦TLP521）送到电磁阀，光耦的输入端连接到微处理器的IO口，光耦的输出端连接到固态继电器的输入端，固态继电器的输出端连接到电磁阀；微处理器通过SPI口产生变频器控制信号，送到模数转换电路（D/A），D/A电路的输出连接到电压电流转换电路(V/I),V/I电路的输出送给变频器。采用上位机PC控制时，先是在PC上通过专业软件，根据歌曲编制音乐喷泉执行机构的控制字，通过串口下传到该喷泉控制信号发生器，微处理器随之产生相对应的执行机构控制信号。

工作状态为音控状态时，参见图1和图3，外部的音乐信号通过声音传感器、滤波模块、放大模块和整流模块后，变成一个0~5V直流电压信号，送到微处理器的AD口；微处理器对这个直流信号进行采样，然后进行频谱分析，得到音频信号的实时特性。微处理器基于分析结果，根据音控控制规律产生步进电机控制信号、电磁阀控制信号、变频器控制信号。音控状态的控制规律可预先通过人机接口进行设定：例如低频成分（小于f1）用于控制步进电机，中频成分(f1到f2)用于控制电磁阀，高频成分（大于f2）用于控制变频器；音控规律也可通过人机接口进行修改：例如修改为低频成分（小于f1）控制变频器，中频成分(f1到f2)控制步进电机，高频成分（大于f2）电磁阀，具体的频率值f1\f2也可修改。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种多源音乐喷泉控制信号发生器，其特征是：包括微处理器、音频处理电路、DMX信号接收电路、存储设备接口电路、变频器控制电路、步进电机控制电路、电磁阀控制电路，所述音频处理电路与微处理器的AD口相连，所述DMX信号接收电路与微处理器的UART口相连，所述变频器控制电路直接与微处理器的SPI口相连，所述存储设备接口电路、人机接口电路与微处理器的IO口直接相连，所述步进电机控制电路和电磁阀控制电路均通过光耦与微处理器的IO口相连。

2. 根据权利要求1所述的一种多源音乐喷泉控制信号发生器，其特征是：所述音频处理电路包括整流电路模块、放大电路模块、滤波电路模块和声音传感器，依次与微处理器的AD口相连。

3.根据权利要求1所述的一种多源音乐喷泉控制信号发生器，其特征是：所述DMX信号接收电路包括高速光耦、RS485芯片、防雷保护电路和卡侬头接口，依次与微处理器的UART口相连。

4.根据权利要求1所述的一种多源音乐喷泉控制信号发生器，其特征是：所述步进电机控制电路包括光电隔离电路与步进电机驱动器，依次微处理器的IO口相连。

5.根据权利要求1所述的一种多源音乐喷泉控制信号发生器，其特征是：所述电磁阀控制电路包括光电隔离电路和固态继电器，依次微处理器的IO口相连。

6.根据权利要求1所述的一种多源音乐喷泉控制信号发生器，其特征是：所述变频器控制电路包括数模转换电路、电压电流转换电路、变频器，依次与微处理器的SPI口相连。

7.根据权利要求5所述的一种多源音乐喷泉控制信号发生器，其特征是：所述光电隔离电路为光耦器件TLP521。