CN209627772U - 景点观光单车与舞台景观灯具智能互动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型所述的一种景点观光单车与舞台景观灯具智能互动系统，属于创新的景点与舞台景观灯具相结合的互动表演模式，当游客骑着观光单车靠近景区内的某个景点时，读卡天线检测到了观光单车上电子标签的信号，读卡天线将包含卡号和RSSI场强值的标签信息通过RS232串行接口模块传输给控制盒，卡号为唯一的身份识别信息，按照身份验证预设，当观光单车上的卡号与MCU里卡号库的某个卡号一致，且RSSI值大于S(standard)时，MCU控制灯光场景程序自动运行，灯具根据接口模块传输过来的控制指令做出对应的表演；当观光单车离开景点处，读卡天线所传输的RSSI值小于S(standard)时，MCU停止灯具表演，系统回到初始状态。

Description

景点观光单车与舞台景观灯具智能互动系统

技术领域

本实用新型属于景点内灯光控制领域，特别是涉及景点观光单车与舞台景观灯具互动领域。

背景技术

目前旅游成为社会的一大热点，景区的景点也是种类多样，山、水、石、路、桥、雕像、建筑等各式各样均有。而景区内的灯光主要还是路灯或者纯装饰用的可以缠绕于树上或者景观上的LED线条灯，作为简单的灯光照明或者渲染效果，而且对于灯光的智能控制一直是应用于电力节省方面，即根据时间和人流量对灯光的亮度进行智能控制，以此来达到节省电能，避免资源浪费的目的。

由于景区的特殊地理环境，景区里最常见的交通工具是观光单车，朋友、情侣、家人一起坐观光单车游览景点成了越来越多人的选择。

专业的舞台灯具和景观灯具目前采用的均是行业内的DMX512协议控制，通过灯具内强大的结构和功能设计（图案盘、色片盘、棱镜、光圈等），它们能够达到非常好的渲染舞台或者景观的效果，过去专业舞台灯具主要应用于电视台、歌舞剧院等处，现在各大景区内也设计了舞台表演展台或者展厅，于是专业的舞台灯具也进入了景区内，但是专业的舞台和景观灯具的应用场地依然还是在景区的舞台上、展台上、室内展馆辅助着表演。

如何将景点、观光单车、专业舞台/景观灯具三者智能的结合起来，形成一个智能互动的专业级灯光表演，从而给予游客更为新奇的、视觉效果更震撼的专业级现场舞台灯光秀，目前国内暂未发现。

如公开号为CN108282939A的专利一种景区灯光控制系统，其在背景技术中提到“目前，智能照明控制系统在市政项目、楼宇智能化等上面得到了广泛的应用，但是 景区中这一方面，特别是一些景区中景观还没有很好的引进，而且在景区中照明用的电 量是相当巨大，造成了资源的浪费。而且现在景区中的照明灯都是人为的操控开和关，这 样也多了人力的投入，同时景区在不同时间段、不同地点所需的照明也是不同的，本发明拟 通过多种灯光照明控制方式相结合实现对景区灯光照明的控制。”由上述可见，其采取的控制方式是根据景区人数的多少智能控制照明灯具的开关，目的是为了节省成本，完全不涉及到专业舞台景观灯具的表演。

如公开号为CN108471661A的专利一种基于物联网的景区智能灯光系统，其在背景技术中提到“城市景区以及城市公园是人们夜晚游玩较多的地方，传统的城市景区及公园是自 动按时间或者人为的控制区域内的灯光系统，这种传统的方法不能根据有无游客来控制灯 光，所以导致大量的电能浪费，同时灯具长时间的工作也大大缩短了灯具的寿命，增加了电 力成本、人力成本和灯具成本。”由上述可见，其灯光系统也是根据景区有无游客来控制灯具，节省电能，也是完全不涉及专业舞台灯具的表演。

又如公开号为CN103369795A的专利一种互动型灯光智能控制系统，其在说明书发明内容中提到“本发明的目的是解决现有技术存在的不足，而提供一种所有的观众都可以参与其中， 观众的位置和动作成为灯具阵列工作方式“控制器”的互动型灯光智能控制系统，且该 系统设计新颖，智能化程度高，适应面广，具有体积小、响应速度快、功耗低、操作方便 的优点。

为了实现上述功能，本发明所采取的技术方案是：提供一种互动型灯光智能控制系统， 含有灯效控制器、传感器节点控制器及对应于每个灯具的传感器节点，所述的对应于每个 灯具的传感器节点与每个灯具构成阵列均匀布设在天花板上，每个灯具采用DMX512通 信的LED小射灯；所述的灯效控制器与每个灯具电连接，灯效控制器还与传感器节点控制器双向电连 接，传感器节点控制器与对应于每个灯具的传感器节点双向电连接。”可见其虽然是一种灯光互动系统，但是其完全不适用于景区，因为结合其背景技术描述“为了实现人体与灯光系统的互动，2012年公开的具有重力感应功能的LED灯光互动 系统，该系统将人体体重与LED灯光互动，该系统安装在地面上，安放需要较宽的区域， 互动效果的变化仅仅与脚下用力的大小有关，互动区域局限于灯光矩阵模块区域，不能实现灯光矩阵全范围内的灯光互动，效果较差。”，由以上可知，其为了达到所覆盖的范围在灯光矩阵全范围内，采用了1-每个灯具都设置一个传感器节点；2-将灯具和传感器节点构成阵列后均匀的设在天花板上，从空中感应地上区域内的人从而来互动；可见其明显是用于室内的舞台、展台、展示区域或者舞厅，属于专业舞台灯具的传统表演场地的互动创新，其感应方法和每个灯具搭配一个感应器的方式决定了其不可能用于景区的露天景点，而且对游客没有特定的身份识别，因此也无法做到任何特定的互动或身份验证。

在此对本实用新型说明书中会涉及的公知技术进行提前阐述：

2.4G无线技术，其频段处于2.405GHz-2.485GHz（科学、医药、农业）之间。所以简称为2.4G无线技术。这个频段里是国际规定的免费频段，是不需要向国际相关组织缴纳任何费用的。具体见https://zhidao.baidu.com/question/274748099.html。

发明内容

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

景点单车与舞台景观灯具智能互动系统，包括观光单车、电子标签、读卡天线、控制盒、灯具；所述电子标签位于观光单车上，所述读卡天线、控制盒、灯具位于景点处；所述电子标签与读卡天线之间采取2.4G无线通讯；所述读卡天线将接收到的标签信息发送给控制盒；所述灯具为基于DMX512协议的舞台或者景观灯具；所述控制盒包括控制线路板，所述控制线路板包括RS232串行接口模块、DMX512接口模块、MCU模块、电源转换模块、继电器模块；所述MCU模块分别与RS232串行接口模块、DMX512接口模块、继电器模块电连接。

进一步的，所述电子标签的无线发射功率为4.5dBm，发射距离不小于80m。

进一步的，所述读卡天线通过RS232串行接口模块与控制盒之间交换数据。

进一步的，所述的标签信息包括卡号和RSSI值，卡号为唯一的身份识别信息，RSSI值为信号场强值。

进一步的，所述的MCU模块根据卡号和RSSI值确认是否给出灯具表演命令。

进一步的，所述MCU内储存有景区的电子标签卡号和编辑好的灯光场景程序。

进一步的，所述控制盒与灯具之间通过DMX512接口模块连接。

进一步的，控制线路板还包括SPI接口模块、USB接口模块、SD存储模块，他们分别与MCU电连接。

进一步的，所述灯具还包括即插即亮灯具、SPI灯具，即插即亮灯具与继电器模块连接，SPI灯具与SPI接口模块连接。

本实用新型所述的一种景点观光单车与舞台景观灯具智能互动系统，属于创新的景点与舞台景观灯具相结合的互动表演模式，相对于传统的舞台景观灯具表演或者景点灯光控制具有以下不同和优势。

（1）本实用新型设计的目的是为了与景点内的观光单车进行互动，而不是为了传统的景点灯具的单纯的感应和电量节能，又或者室内舞台灯具的固定区域内的对人的感应和互动。

（2）本实用新型中的电子标签设计使得景点内的观光单车具有了身份识别功能，即佩有了电子标签的观光单车才会触发灯光表演。

（3）本实用新型中读卡天线传输给控制盒的信息包括卡号，因此对于景点内特定的观光单车，由于观光单车的卡号是唯一的，景点可以通过控制盒内的控制线路板上的MCU对他进行特定的表演，比如生日灯光秀或者情侣灯光秀或者家庭秀。

（4）本实用新型中读卡天线传输给控制盒的信息还包括RSSI值，即场强值，也就是说，读卡天线的检测范围是相对大的圆形区域，它的覆盖范围要明显大于传统的点区域或者线区域。

（5）本实用新型中的控制线路板中除了有DMX512接口，还包括继电器模块、SPI信号接口、USB接口、SD卡模块，也就是可以兼容普通的即插即亮照明装饰或者SPI类的流水灯。

附图说明

图1为互动系统流程图。

图2为互动系统实施例示意图。

图3为控制线路板各模块分布示意图。

图4为MCU模块的电路原理图。

图5为RS232串行接口模块电路原理图。

图6为DMX512接口模块电路原理图

图7为SPI接口模块电路原理图。

图8为USB接口模块电路原理图。

图9为SD储存模块电路原理图。

图10为继电器模块电路原理图。

图11为电源转换模块原理图。

附图中图示标号说明：11-观光单车；12-电子标签；13-读卡天线；14-控制线路板。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

如附图1所示，景点观光单车与舞台景观灯具智能互动系统，其互动的步骤如下：

A、观光单车上的电子标签自动发射无线信号；

电子标签位于观光单车上，电子标签与读卡天线之间采取2.4G无线通讯；电子标签每秒发射一次标签信息，其无线发射功率为4.5dBm，发射距离不小于80m。

B、读卡天线读取信号，发出数据包；

读卡天线在感应区域内感应到电子标签后，将标签信息进行读取并发出数据包给控制盒；读卡天线将探测到的标签信息发送给控制盒，该标签信息包括卡号和RSSI值，卡号为唯一的身份识别信息，RSSI值为信号场强值；读卡天线可以同时探测500个电子标签，探测距离空旷可达100米，优选的，上述A、B步骤中的电子标签和读卡天线为苏州鼎尚信息技术有限公司的产品，电子标签的型号为DST-22远距离定位电子标签，读卡天线的型号为DS-TX10，具体见淘宝网鼎尚嵌入式官方企业店产品及说明书。

C、控制盒接收数据，并判断是否发出表演指令；

控制盒接收读卡天线传输过来的卡号和RSSI值，并进行判断后，确定是否输出灯具表演命令给灯具；在实际应用中，通过景点实地测试电子标签与读卡天线的不同距离处RSSI场强值和信号强弱的关系，最后定义为RSSI值大于S(standard)时，就认为车子在触发效果的区域内。此时MCU发出灯具表演命令信号，即当单车与控制盒的距离为L1时，此时RSSI值为a，a< S(standard)，则MCU不发送灯具表演指令；当单车与控制盒的距离为L2时，此时RSSI值为b，b>= S(standard)，则MCU发送灯具表演指令。

D、灯具依照指令进行灯光秀表演；

灯具在收到步骤三中MCU发出的表演程序指令后，各灯具开始依照表演程序指令进行灯光秀。

如图2和3所示，景点观光单车与系统舞台景观灯具智能互动系统包括观光单车、电子标签、读卡天线、控制盒、多台灯具，其中多台灯具包括6台舞台灯具，2台即插即亮灯具，2台SPI灯具；控制盒内有控制线路板，控制线路板包括RS232串行接口模块、DMX512接口模块、MCU模块、电源转换模块、继电器模块，还包括SPI接口模块、USB接口模块、SD存储模块； MCU模块分别与RS232串行接口模块、DMX512接口模块、继电器模块、SPI接口模块、USB接口模块、SD存储模块电连接；读卡天线通过RS232串行接口模块与控制盒连接；6台舞台灯具与控制线路板之间通过DMX512接口模块连接，2台即插即亮灯具与继电器模块连接，2台SPI灯具与SPI接口模块连接。

读卡天线、控制盒、多台灯具均在景点处；电子标签在观光单车上，当游客骑着观光单车靠近景区内的某个景点时，读卡天线检测到了观光单车上电子标签的信号，读卡天线将包含卡号和RSSI场强值的标签信息通过RS232串行接口模块传输给控制盒，RS232串行接口模块再将信息传输给控制线路板上的MCU，所述MCU内储存有景区的电子标签卡号库和编辑好的灯光场景程序，卡号为唯一的身份识别信息，按照身份验证预设，当观光单车上的卡号与MCU里卡号库的某个卡号一致，且RSSI值大于上述互动的步骤C中提到的S(standard)时，MCU控制灯光场景程序自动运行，6台舞台灯具，2台即插即亮灯具、2台SPI灯具分别根据DMX512接口模块、继电器模块、SPI接口模块传输过来的控制指令做出对应的表演；当游客骑着观光单车离开景点处，读卡天线所传输的RSSI值小于S(standard)时，MCU停止灯具表演，系统回到初始状态。

如图4-10所示的各模块的电路原理图，其电连接关系如下：

RS232串行接口模块U2 的11,12引脚分别与MCU模块U7的47,48引脚电连接；RS232串行接口模块U2 的10,9引脚分别与MCU模块U7的68,69引脚电连接；

DMX512接口模块U4的1,4,2引脚分别与MCU模块U7的25，26，24引脚电连接；

SPI接口模块的引脚2直接与MCU模块U7的54引脚电连接；

继电器模块U9的引脚1与MCU模块U7的60引脚电连接；

SD存储模块的SD1接口1,2,3,5,7,8,9引脚分别与MCU模块U7的78,79,83,80,65,66,64引脚电连接；

USB接口模块的USB1接口2,3引脚与MCU模块U7的70,71引脚电连接；USB接口模块的Q1三极管的B极与MCU模块U7的97引脚电连接。

优选的，本实施例中，芯片U2型号为MAX232，芯片U4型号为MAX13085，芯片U7型号为STM32F103VGT6，芯片U9为PC817。

SD存储模块的作用为存储更多的编辑好的灯光场景程序，当需要时，MCU直接调用；USB接口模块为备用接口。

图11为电源转换模块，U1为5V电源芯片，为RS232接口模块/DMX512接口模块/继电器模块/USB接口模块提供5V电源，U3为3V电源芯片，为MCU模块/SD接口模块提供3.3V电源。

实施例二，在MCU电子标签库中编制一些与电子标签卡号对应的特殊的灯光秀，比如生日灯光秀、情侣秀、家庭秀，当景点有客人有需求时，可以给其特殊的VIP电子标签，在通过身份验证时则会触发特定的场景程序。

另外，本实用新型中提及的舞台灯具指DMX灯具，可以是传统的DMX灯具，能够打图案、颜色、棱镜、光圈等效果，也可以是兼具传统DMX灯具和投影仪播放照片和视频功能的创新型DMX灯具，如本司已申请的公开号为CN108662499A、CN108628067A、CN304861304S以及申请号为CN 201810902514.4、CN201821281502.6的专利中涉及的灯具。

本实用新型所述的一种景点观光单车与舞台景观灯具智能互动系统，属于创新的景点与舞台景观灯具相结合的互动表演模式，当游客骑着观光单车靠近景区内的某个景点时，读卡天线检测到了观光单车上电子标签的信号，读卡天线将包含卡号和RSSI场强值的标签信息通过RS232串行接口模块传输给控制盒，卡号为唯一的身份识别信息，按照身份验证预设，当观光单车上的卡号与MCU里卡号库的某个卡号一致，且RSSI值大于S(standard)时，MCU控制灯光场景程序自动运行，灯具根据接口模块传输过来的控制指令做出对应的表演；当观光单车离开景点处，读卡天线所传输的RSSI值小于S(standard)时，MCU停止灯具表演，系统回到初始状态。

以上实施例仅是对本实用新型的技术方案做进一步说明，而非限制本发明的保护范围。对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。

Claims (9)

1.景点观光单车与舞台景观灯具智能互动系统，其特征在于，包括观光单车、电子标签、读卡天线、控制盒、灯具；所述电子标签位于观光单车上，所述读卡天线、控制盒、灯具位于景点处；所述电子标签与读卡天线之间采取2.4G无线通讯；所述读卡天线将接收到的标签信息发送给控制盒；所述灯具为基于DMX512协议的舞台或者景观灯具；所述控制盒包括控制线路板，所述控制线路板包括RS232串行接口模块、DMX512接口模块、MCU模块、电源转换模块、继电器模块；所述MCU模块分别与RS232串行接口模块、DMX512接口模块、继电器模块电连接。

2.根据权利要求1所述的景点观光单车与舞台景观灯具智能互动系统，其特征在于，所述电子标签的无线发射功率为4.5dBm，发射距离不小于80m。

3.根据权利要求1所述的景点观光单车与舞台景观灯具智能互动系统，其特征在于，所述读卡天线通过RS232串行接口模块与控制盒之间交换数据。

4.根据权利要求1所述的景点观光单车与舞台景观灯具智能互动系统，其特征在于，所述的标签信息包括卡号和RSSI值，卡号为唯一的身份识别信息，RSSI值为信号场强值。

5.根据权利要求4所述的景点观光单车与舞台景观灯具智能互动系统，其特征在于，所述的MCU模块根据卡号和RSSI值确认是否给出灯具表演命令。

6.根据权利要求1所述的景点观光单车与舞台景观灯具智能互动系统，其特征在于，所述MCU内储存有景区的电子标签卡号和编辑好的灯光场景程序。

7.根据权利要求1所述的景点观光单车与舞台景观灯具智能互动系统，其特征在于，所述控制盒与灯具之间通过DMX512接口模块连接。

8.根据权利要求1所述的景点观光单车与舞台景观灯具智能互动系统，其特征在于，控制线路板还包括SPI接口模块、USB接口模块、SD存储模块，他们分别与MCU电连接。

9.根据权利要求8所述的景点观光单车与舞台景观灯具智能互动系统，其特征在于，所述灯具还包括即插即亮灯具、SPI灯具，即插即亮灯具与继电器模块连接，SPI灯具与SPI接口模块连接。