CN208173134U - 一种模拟sd卡读写系统及其应用的城市亮化工程控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种模拟SD卡读写系统及其应用的城市亮化工程控制系统，所述的模拟SD的读写系统包括：SD卡外壳，用于插接在下位机的SD卡插槽里面，SD卡外壳上有若干个接插引脚匹配SD卡插槽；数据线束，含若干条数据线，若干条数据线的一端分别与SD卡外壳上接插引脚电连接，若干条数据线的另一端连接到智能接收器的I/O口；智能接收器,将从云端或集中控制端下载的动画资料保存在自带的SD卡或Flash存储器或固态硬盘中，通过接收远程的播放指令，智能接收器可以将相应的数据通过数据线和SD卡外壳发送到下位机，实现播放；它更新数据非常方便，无需人手高空作业，节约人力资源，减少安全事故的几率，实现智能控制。

Description

一种模拟SD卡读写系统及其应用的城市亮化工程控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种模拟SD卡读写系统及其应用的城市亮化工程控制系统

背景技术

城市景观亮化工程指的是针对建筑物景点进行照明亮化，通过人为的设计和创作，让其在灯光作用下显得更有艺术感，或者是说更加有美感，让普通的夜晚弥漫出不一样的文化气息。在都市中的重要公共建筑物、古迹、商业大楼、广场雕塑、公园、一些造型特殊的地标(LANDMARK)、交通设施如道路、桥梁等，都可在夜间利用灯光加以美化，使都市的夜景除了招牌的霓虹灯之外能有一番不同的气象。通过对整个城市的合理规划，把地标建筑凸显，道路网络亮化，到了夜晚就能让一座城市的轮廓一览无遗，充分体现每一座城市有着自己独特的文化气息。

G20峰会主场地亮化——杭州钱江新城核心区主题灯光工程，成为2015杭州钱江新城核心区主题灯光第一、二、三期LED景观照明产品及控制系统提供商，描绘出一幅“钱江夜曲”璀璨长卷。项目范围自东向西，东起庆春路，西至清江路，总长3.5公里，整部灯光秀总时长是15分钟，以“城·水·光·影”为设计主题，分为“城之魂”、“水之灵”、“光之影”三个篇章。整个项目共采用爱克莱特LED点光源36万余个，洗墙灯、投光灯5800余套，透明导光灯8200余套。项目的建筑包括：T型城市阳台、杭州国际会议中心、杭州大剧院、市民中心以及钱江新城CBD商务区域建筑群。整个项目35个建筑节点的大型城市集群灯光4G无线互联智能灯光控制系统，整个亮化工程给世界耳目一新的感觉。

目前的城市亮化工程是在每座建筑物或者桥梁上安装可以形成特定图案或者文字的若干LED灯具，而这些LED灯具若干独立的若干灯具控制器来控制，每个灯具控制器带有SD卡读写设备即下位机，下位机通过读写存储数据来点亮形成建筑物外墙上特定的图像或者文字，目前带有SD卡读写设备即下位机的灯具控制器都安装在高空或者桥底，地理位置比较分散，当需要更改显示的建筑物外墙上特定的图像或者文字，需要重新向SD卡下载数据，使用非常不方便，因为需要工作人员爬高爬低取出SD卡，然后更新SD卡里面的数据，再将SD卡插入回SD卡读写设备即下位机，如果一个城市的有几百个建筑物，那工作量就非常大，且工作人员存在高空操作的安全风险较高。另外，对SD卡的控制播放与暂停、监控数据输出等远程控制也未实现，智能化程度低。

当然我们可以想到利用网络技术来解决这些问题，但现有已经铺开的完工的城市亮化工程，如何用一种简便的低成本的方案来解决这个问题，是申请人一直寻求。

发明内容

本实用新型的目的提供一种模拟SD卡读写系统及其应用的城市亮化工程控制系统，用以解决现有技术中的带有SD卡读写设备即下位机的灯具控制器都安装在高空或者桥底，地理位置比较分散，不利用更新数据和工作人员更新数据工作量大的问题。

本实用新型的进一步目的提供一种模拟SD卡读写系统及其应用的城市亮化工程控制系统，实现对SD卡读写设备的智能化的控制。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

模拟SD卡读写系统,包括SD卡外壳，用于插接在下位机的SD卡插槽里面，SD卡外壳上有若干个接插引脚匹配SD卡插槽；数据线束，包含若干条数据线，若干条数据线的一端分别与SD卡外壳上接插引脚电连接，若干条数据线的另一端连接到智能接收器的I/O口；智能接收器,将从云端或集中控制端下载的动画资料保存在自带的SD卡或Flash或固态硬盘中，通过接收远程的播放指令，智能接收器可以将相应的数据通过数据线和SD卡外壳发送到下位机，实现播放。

上述所述的智能接收器包括微处理器、网络通讯模块、flash存储器或者固态硬盘存储器和TF卡存储器，网络通讯模块用于微处理器与云端或集中控制端进行数据交换或者指令传送，微处理器通过数据线束和SD卡外壳与下位机进行数据交换或传送指令,网络通讯模块是无线网络通信模块或者是有线网络通信模块。

上述所述的TF卡存储器包括第一TF卡和第二TF卡，微处理器通过第二电子开关分别连接第一TF卡和第二TF卡，第一TF卡和第二TF卡通过第一电子开关与下位机进行连接，第一电子开关和第二电子开关受微处理器控制。

上述所述的微处理器设置有两个控制模式向下位机提供数据，第一种是Flash存储器控制模式，微处理器通过SDIO接口与下位机连接通讯，然后将下位机的读取数据指令转换为对Flash存储器的对应数据块的读取，然后微处理器将从Flash存储器读取的数据转换为SDIO格式发送给下位机；第二种是TF卡控制模式，微处理器利用第一电子开关控制工作的第一TF卡输出数据，微处理器利用第二电子开关对不在输出数据状态下的那块第二TF写入从云端下载的数据。

上述在TF卡控制模式下，微处理器利用第一电子开关和第二电子开关对第一TF卡和第二TF同时轮流工作，当第一TF卡向下位机输出数据时，第二TF写入从云端下载的数据；当第一TF卡写入从云端下载的数据，第二TF向下位机输出数据时，支持TF卡输出数据与从云端下载数据同时进行；在Flash存储器控制模式下，微处理器利用Flash存储器输出数据之间的时间间隙写入从云端下载的数据，实现输出数据与从云端下载数据同时进行。

上述所述的下位机是SD卡读写设备,微处理器与SD卡读写设备利用SDIO通信协议进行数据交换，微处理器通过网络通讯模块从云端下载的数据实现模拟SD卡数据的远程实时更新。

上述所述的微处理器通过对Flash存储器的输出数据或对TF卡的输出数据的监听可以掌握数据的传输情况，并将信息反馈回云端或集中控制端。

上述所述的微处理器可根据云端或者集中控制端的暂停输出指令，采用暂停输出数据操作，即通过一个GPIO口输出的控制信号将Flash存储器输出的CMD信号或TF卡输出的CMD信号强行拉低来实现输出的暂停，取消GPIO口输出的控制信号可恢复数据的输出。

上述从云端或者集中控制端向微处理器发送指令输出指定文件功能，在Flash存储器控制模式下，微处理器可读取指定的文件并向下位机输出数据；在TF卡控制模式，微处理器通过隐藏其他文件或将其他文件的扩展名更改为下位机不支持的扩展名从而实现输出指定文件的功能。

上述微处理器还连接授时接收模块，授时接收模块与CDMA基站连接，采用CDMA基站授时联动功能，实现精确的时间控制。

城市亮化工程控制系统，包括安装在城市若干个建筑物外墙上的若干装饰灯具和控制这些灯具点亮形成一定的图像或者文字的若干独立的灯具控制器，每个灯具控制器带有SD卡读写设备即下位机，下位机通过读写存储数据来点亮形成建筑物外墙上特定的图像或者文字，其特征在于：每个灯具控制的下位机连接上述任何一项模拟SD卡读写系统。

本实用新型与现有技术相比有以下优点：

1)本实用新型的模拟SD卡读写系统，SD卡外壳、数据线束和智能接收器，体积下，结构简单，可以方便安装在带有SD卡读写设备的灯具控制器附近，可以从云端或集中控制端下载的动画资料保存在自带的SD卡或Flash或固态硬盘中，通过接收远程的播放指令，智能接收器可以将相应的数据通过数据线和SD卡外壳发送到下位机，实现播放，更新数据非常方便，无需人手高空作业，节约人力资源，减少安全事故的几率，实现智能控制。

2)本实用新型的模拟SD卡读写系统的智能接收器包括微处理器、网络通讯模块、flash存储器或者固态硬盘存储器和TF卡存储器，网络通讯模块用于微处理器与云端或集中控制端进行数据交换或者指令传送，微处理器通过数据线束和SD卡外壳与下位机进行数据交换或传送指令,网络通讯模块是无线网络通信模块或者是有线网络通信模块。它结构简单,制造容易,制造成本低,有效扩展下位机的功能。

3)本实用新型的模拟SD卡读写系统的TF卡存储器包括第一TF卡和第二TF卡，微处理器通过第二电子开关分别连接第一TF卡和第二TF卡，第一TF卡和第二TF卡通过第一电子开关与下位机进行连接，第一电子开关和第二电子开关受微处理器控制；微处理器利用第一电子开关和第二电子开关对第一TF卡和第二TF同时轮流工作，当第一TF卡向下位机输出数据时，第二TF写入从云端下载的数据；当第一TF卡写入从云端下载的数据，第二TF向下位机输出数据时，支持TF卡输出数据与从云端下载数据同时进行，功能强大，转换方便，TF卡存储器一边接收从云端下载的数据，另一边向下位机输出数据；

4)本实用新型的模拟SD卡读写系统的在Flash存储器控制模式下，微处理器利用Flash存储器输出数据之间的时间间隙写入从云端下载的数据，实现输出数据与从云端下载数据同时进行；采用Flash存储器和TF卡存储器共存的模式，提高灵活性，Flash存储器的存储容量较大，适用接收云端下载较大的数据。

5)本实用新型的模拟SD卡读写系统的微处理器通过对Flash存储器的输出数据或对TF卡的输出数据的监听可以掌握数据的传输情况，并将信息反馈回云端或集中控制端，例如远程实时了解视频文件的播放进度、有无出现无法播放等情况。

6)本实用新型的模拟SD卡读写系统的微处理器可根据云端或者集中控制端的暂停输出指令，采用暂停输出数据操作，即通过一个GPIO口输出的控制信号将Flash存储器输出的CMD信号或TF卡输出的CMD信号强行拉低来实现输出的暂停，取消GPIO口输出的控制信号可恢复数据的输出。控制操作简单方便，容易实现。

7)本实用新型的模拟SD卡读写系统从云端或者集中控制端向微处理器发送指令输出指定文件功能，在Flash存储器控制模式下，微处理器可读取指定的文件并向下位机输出数据；在TF卡控制模式，微处理器通过隐藏其他文件或将其他文件的扩展名更改为下位机不支持的扩展名从而实现输出指定文件的功能，扩展原来下位机的功能。

8)本实用新型的城市亮化工程控制系统，每个灯具控制的下位机连接上述任何一项模拟SD卡读写系统，可以实现远程自动更新SD卡数据，操作方便，节约人手，降低成本，无需改原来系统的任何结构，直接安装模拟SD卡读写系统，使用非常方便，大大扩展原系统的功能，实现智能化的操作。

9)本实用新型的城市亮化工程控制系统，每个模拟SD卡读写系统的微处理器还连接授时接收模块，授时接收模块与CDMA基站连接，采用先进的CDMA基站授时功能，多个模拟SD卡读写系统同步输出数据，微处理器通过授时接收模块为多个模拟SD卡系统的联动提供精准输出进度控制。

附图说明

图1为本实用新型提供的模拟SD卡读写系统的结构示意图；

图2为本实用新型的SD卡外壳的结构示意图；

图3为本实用新型的模拟SD卡读写系统的智能接收器的电路方框图；

图4为本实用新型的模拟SD卡读写系统的连接云端的结构示意图。

图5是本实用新型的模拟SD卡读写系统开机流程图；

图6是本实用新型的模拟SD卡读写系统播放指定文件的控制流程图；

图7是本实用新型的模拟SD卡读写系统接收存储指定文件的控制流程图；

图8是本实用新型的模拟SD卡读写系统收到多个模拟SD卡系统联动同步播放指定文件的指令的控制流程图；

图9是本实用新型实施例二的结构方框图。

附图标记：

1-智能接收器 2-数据线束 3-SD卡外壳 4-下位机

31-接插引脚 41-SD卡插槽

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一:

如图1、图2、图3、图4所示，本实用新型所述了一种模拟SD卡读写系统,包括SD卡外壳3，用于插接在下位机4的SD卡插槽41里面，SD卡外壳3上有若干个接插引脚31匹配SD卡插槽41；

数据线束2，包含若干条数据线，若干条数据线的一端分别与SD卡外壳3上接插引脚31电连接，若干条数据线的另一端连接到智能接收器1的I/O口；

智能接收器1,将从云端或集中控制端下载的动画资料保存在自带的SD卡或Flash存储器或固态硬盘中，通过接收远程的播放指令，智能接收器1可以将相应的数据通过数据线2和SD卡外壳3发送到下位机4，实现播放。

智能接收器1包括微处理器、网络通讯模块、flash存储器或者固态硬盘存储器和TF卡存储器，网络通讯模块用于微处理器与云端或集中控制端进行数据交换或者指令传送，微处理器通过数据线束和SD卡外壳与下位机进行数据交换或传送指令,网络通讯模块是无线网络通信模块或者是有线网络通信模块。

模拟SD卡读写系统通过8P的数据线2和SD卡壳3与下位机4物理连接，模拟出SD卡，对下位机来说，与读写真实的SD卡是一样的。

微处理器采用单片机MCU微处理器通过网口和wifi等网络通讯模块通过互联网连接云端或集中控制端。智能接收器1可以通过RS232端口、485端口或网口等接口向下位机发送指令并接收下位机的状态数据。

TF卡存储器包括第一TF卡和第二TF卡，微处理器通过第二电子开关分别连接第一TF卡和第二TF卡，第一TF卡和第二TF卡通过第一电子开关与下位机进行连接，第一电子开关和第二电子开关受微处理器控制。

微处理器设置有两个控制模式向下位机提供数据，第一种是Flash存储器控制模式，微处理器通过SDIO接口与下位机连接通讯，然后将下位机的读取数据指令转换为对Flash存储器的对应数据块的读取，然后微处理器将从Flash存储器读取的数据转换为SDIO格式发送给下位机；第二种是TF卡控制模式，微处理器利用第一电子开关控制工作的第一TF卡输出数据，微处理器利用第二电子开关对不在输出数据状态下的那块第二TF写入从云端下载的数据。

在TF卡控制模式下，微处理器利用第一电子开关和第二电子开关对第一TF卡和第二TF同时轮流工作，当第一TF卡向下位机输出数据时，第二TF写入从云端下载的数据；当第一TF卡写入从云端下载的数据，第二TF向下位机输出数据时，支持TF卡输出数据与从云端下载数据同时进行；在Flash存储器控制模式下，微处理器利用Flash存储器输出数据之间的时间间隙写入从云端下载的数据，实现输出数据与从云端下载数据同时进行。

所述的下位机是SD卡读写设备,微处理器与SD卡读写设备利用SDIO通信协议进行数据交换，微处理器通过网络通讯模块从云端下载的数据实现模拟SD卡数据的远程实时更新。

微处理器通过对Flash存储器的输出数据或对TF卡的输出数据的监听可以掌握数据的传输情况，并将信息反馈回云端或集中控制端。例如远程实时了解视频文件的播放进度、有无出现无法播放等情况。

微处理器可根据云端或者集中控制端的暂停输出指令，采用暂停输出数据操作，即通过一个GPIO口输出的控制信号将Flash存储器输出的CMD信号或TF卡输出的CMD信号强行拉低来实现输出的暂停，取消GPIO口输出的控制信号可恢复数据的输出。

从云端或者集中控制端向微处理器发送指令输出指定文件功能，在Flash存储器控制模式下，微处理器可读取指定的文件并向下位机输出数据；在TF卡控制模式，微处理器通过隐藏其他文件或将其他文件的扩展名更改为下位机不支持的扩展名从而实现输出指定文件的功能。

如图5所示，微处理器里面设置有控制程序模块，以TF卡模式为例，软件控制流如下：包括开机启动程序模块，开机时按照最近一次设定的TF卡与下位机相连，微处理器输出暂停播放(拉低CMD信号)给下位机，通过网络通讯模块登录云端或集中控制端，然后等候指令；

当收到播放指定文件的指令，按图6的流程执行，首先确定文件存放在哪张TF卡，控制第二电子开关，让指定的TF卡与单片机MCU相连，单片机MCU将TF卡内除指定文件以外的文件的扩展名改为bak，控制第二电子开关，让另一张TF卡与单片机MCU相连，控制第一电子开关，让指定的TF卡与下位机相连，单片机MCU输出播放信号(恢复CMD信号)；在播放过程中，收到暂停\停止播放指定文件的指令时，只需单片机MCU输出暂停播放信号(拉低CMD信)。当收到继续播放指定文件的指令时，只需单片机MCU输出播放信号(恢复CMD信号)。

当收到云端发出的接收文件的指令时，如图7所示，单片机MCU通过网络模块接收云端下发的数据包，单片机MCU对数据包进行解密、解析，单片机MCU将文件数据通过SDIO协议写入TF卡内或者Flash存储器。

当收到多个模拟SD卡读写系统联动同步播放指定文件的指令，如图8所示，首先确定文件存放在哪张TF卡，控制第二电子开关，让指定的TF卡与单片机MCU相连，单片机MCU将TF卡内除指定文件以外的文件的扩展名改为bak，控制第二电子开关，让另一张TF卡与单片机MCU相连，控制第一电子开关，让指定的TF卡与下位机相连，单片机MCU输出暂停播放信号(拉低CMD信)，单片机MCU根据设定的播放时间和播放速度控制数据的输出。

实施例二：

如图9所示，本实用新型提供了城市亮化工程控制系统，包括安装在城市若干个建筑物外墙上的若干装饰灯具和控制这些灯具点亮形成一定的图像或者文字的若干独立的灯具控制器，每个灯具控制器带有SD卡读写设备即下位机，下位机通过读写存储数据来点亮形成建筑物外墙上特定的图像或者文字，其特征在于：每个灯具控制的下位机连接实施例一所述的模拟SD卡读写系统。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种模拟SD卡读写系统,其特征在于：它包括：

SD卡外壳，用于插接在下位机的SD卡插槽里面，SD卡外壳上有若干个接插引脚匹配SD卡插槽；

数据线束，包含若干条数据线，若干条数据线的一端分别与SD卡外壳上接插引脚电连接，若干条数据线的另一端连接到智能接收器的I/O口；

智能接收器,将从云端或集中控制端下载的动画资料保存在自带的SD卡或Flash存储器或固态硬盘中，通过接收远程的播放指令，智能接收器可以将相应的数据通过数据线和SD卡外壳发送到下位机，实现播放。

2.根据权利要求1所述的模拟SD卡读写系统，其特征在于：智能接收器包括微处理器、网络通讯模块、flash存储器或者固态硬盘存储器和TF卡存储器，网络通讯模块用于微处理器与云端或集中控制端进行数据交换或者指令传送，微处理器通过数据线束和SD卡外壳与下位机进行数据交换或传送指令,网络通讯模块是无线网络通信模块或者是有线网络通信模块。

3.根据权利要求2所述的模拟SD卡读写系统，其特征在于：TF卡存储器包括第一TF卡和第二TF卡，微处理器通过第二电子开关分别连接第一TF卡和第二TF卡，第一TF卡和第二TF卡通过第一电子开关与下位机进行连接，第一电子开关和第二电子开关受微处理器控制。

4.根据权利要求3所述的模拟SD卡读写系统，其特征在于：微处理器设置有两个控制模式向下位机提供数据，第一种是Flash存储器控制模式，微处理器通过SDIO接口与下位机连接通讯，然后将下位机的读取数据指令转换为对Flash存储器的对应数据块的读取，然后微处理器将从Flash存储器读取的数据转换为SDIO格式发送给下位机；第二种是TF卡控制模式，微处理器利用第一电子开关控制工作的第一TF卡输出数据，微处理器利用第二电子开关对不在输出数据状态下的那块第二TF写入从云端下载的数据。

5.根据权利要求4所述的模拟SD卡读写系统，其特征在于：在TF卡控制模式下，微处理器利用第一电子开关和第二电子开关对第一TF卡和第二TF同时轮流工作，当第一TF卡向下位机输出数据时，第二TF写入从云端下载的数据；当第一TF卡写入从云端下载的数据，第二TF向下位机输出数据时，支持TF卡输出数据与从云端下载数据同时进行；在Flash存储器控制模式下，微处理器利用Flash存储器输出数据之间的时间间隙写入从云端下载的数据，实现输出数据与从云端下载数据同时进行。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的模拟SD卡读写系统，其特征在于：所述的下位机是SD卡读写设备,微处理器与SD卡读写设备利用SDIO通信协议进行数据交换，微处理器通过网络通讯模块从云端下载的数据实现模拟SD卡数据的远程实时更新。

7.根据权利要求6所述的模拟SD卡读写系统，其特征在于：微处理器通过对Flash存储器的输出数据或对TF卡的输出数据的监听可以掌握数据的传输情况，并将信息反馈回云端或集中控制端。

8.根据权利要求7所述的模拟SD卡读写系统，其特征在于：微处理器可根据云端或者集中控制端的暂停输出指令，采用暂停输出数据操作，即通过一个GPIO口输出的控制信号将Flash存储器输出的CMD信号或TF卡输出的CMD信号强行拉低来实现输出的暂停，取消GPIO口输出的控制信号可恢复数据的输出。

9.根据权利要求8所述的模拟SD卡读写系统，其特征在于：从云端或者集中控制端向微处理器发送指令输出指定文件功能，在Flash存储器控制模式下，微处理器可读取指定的文件并向下位机输出数据；在TF卡控制模式，微处理器通过隐藏其他文件或将其他文件的扩展名更改为下位机不支持的扩展名从而实现输出指定文件的功能。

10.根据权利要求6所述的模拟SD卡读写系统，其特征在于：微处理器还连接授时接收模块，授时接收模块与CDMA基站连接，采用CDMA基站授时联动功能，实现精确的时间控制。

11.城市亮化工程控制系统，包括安装在城市若干个建筑物外墙上的若干装饰灯具和控制这些灯具点亮形成一定的图像或者文字的若干独立的灯具控制器，每个灯具控制器带有SD卡读写设备即下位机，下位机通过读写存储数据来点亮形成建筑物外墙上特定的图像或者文字，其特征在于：每个灯具控制的下位机连接权利要求1至10任何一项模拟SD卡读写系统。