LED裝飾照明系統(tǒng)
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上傳人：admin 上傳時(shí)間： 2007-02-08 瀏覽次數(shù)： 150 |
關(guān)鍵詞：TCP/IP；Internet/LAN；DMX512；USITT；LED；PWM（Pulse-Width Modulation ）；
一. 引言
近幾年來，作為半導(dǎo)體照明領(lǐng)域的一部分，城市景觀照明及室內(nèi)外裝飾照明的霓虹燈和部分傳統(tǒng)光源必將逐步被具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、可靠性高及可實(shí)現(xiàn)全彩變化的LED光源所取代。目前，在裝飾照明領(lǐng)域中用LED制作的各類燈具正被逐步推廣。
由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和成熟, LED裝飾照明控制系統(tǒng)中應(yīng)用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)己成了一種明顯的趨勢(shì)。用TCP/IP協(xié)議可使整個(gè)系統(tǒng)的寬帶、距離、可靠和雙向等功能的實(shí)現(xiàn)，這意味著在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)里可同時(shí)連接的設(shè)備更多，且連接的距離更長，傳輸控制協(xié)議使LED裝飾照明系統(tǒng)的控制質(zhì)量和可靠性更高，雙向通訊使設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制更有效，因而構(gòu)筑大規(guī)?？煽康腖ED裝飾照明系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)成本更低 這是以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為支持的必然結(jié)果。
設(shè)計(jì)一種控制系統(tǒng)如能采用現(xiàn)有成熟的技術(shù)方案和產(chǎn)品是相當(dāng)明智的方法，所以本系統(tǒng)采用在舞臺(tái)燈光行業(yè)已非常成熟的DMX512協(xié)議和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)TCP/IP協(xié)議，這樣意味著擁有大量現(xiàn)成而眾多的DMX512設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和軟件資源例如集線器、電纜、光纖和無線連接產(chǎn)品以及遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測技術(shù)，此外，現(xiàn)有大樓和各種場所已遍布以太網(wǎng)，更可方便裝飾照明系統(tǒng)工程的臨時(shí)使用。
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）的簡寫，中文譯名為傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議）是Internet最基本的協(xié)議，簡單地說，就是由底層的IP協(xié)議和TCP協(xié)議組成的。TCP/IP協(xié)議廣泛應(yīng)用于現(xiàn)在互連網(wǎng)上,具有通用性。
DMX512協(xié)議由USITT（美國劇院技術(shù)協(xié)會(huì)）定義。DMX512的簡單性、可靠性以及靈活性使其迅速成為全世界舞臺(tái)燈光行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。
二．系統(tǒng)組成
本設(shè)計(jì)的LED裝飾照明系統(tǒng)，是由多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)子系統(tǒng)組成。其框圖如圖1，圖中各個(gè)模塊分別為：
1、 Server端主控軟件
2、 Client端Web瀏覽器
3、 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)
4、 TCP/IP轉(zhuǎn)DMX512控制器
5、 DMX512終端控制器
6、 DMX512自動(dòng)定址器
7、LED燈具（包含LED和LED DRIVER）
圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
三．各模塊主要功能
1)Server端主控軟件為嵌入式Web Server，為整個(gè)系統(tǒng)的核心。
2)Client端Web瀏覽器，用戶可以通過Web瀏覽器 ＋ 口令方式登入Server Web界面，對(duì)燈光場景，變化模式等各種相關(guān)參數(shù)進(jìn)行在線修改。
3)網(wǎng)絡(luò)DMX解碼器接收Server端主控軟件發(fā)送的TCP/IP數(shù)據(jù)，經(jīng)過內(nèi)部解碼成DMX512信號(hào)發(fā)送給DMX512終端控制器。
4)DMX512終端控制器接收DMX512數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換成PWM信號(hào)控制LED燈具做各種變化和調(diào)光。
5)DMX512自動(dòng)定址器能自動(dòng)設(shè)定掛在總路線上的每臺(tái)DMX512終端控制器的起始地址。傳統(tǒng)的DMX512設(shè)備，都是手動(dòng)設(shè)置DMX512起始地址，由于LED裝飾照明系統(tǒng)的燈具大部分都在安裝在戶外、高空，需要防塵、防水，不便于手動(dòng)設(shè)置DMX512起始地址，DMX512自動(dòng)定址器方便用戶設(shè)置DMX終端控制器的起始地址。
6) LED燈具由R/G/B三基色LED加可控定電流驅(qū)動(dòng)器組成，每一只LED燈具通過基于TTL電平的PWM信號(hào)接口與DMX512終端控制器相連接。LED燈具由若干組發(fā)光單元構(gòu)成，每個(gè)發(fā)光單元包含有若干只紅色LED、綠色LED、藍(lán)色 LED，通過對(duì)發(fā)光單元合理排布，既可實(shí)現(xiàn)全彩變化。
四. 標(biāo)準(zhǔn)子系統(tǒng)概括
一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的LED裝飾照明子系統(tǒng)的構(gòu)架如圖1中虛線框所示。它是由網(wǎng)絡(luò)DMX解碼器、DMX512自動(dòng)定址器、DMX512終端控制器與LED燈具組成，既可單獨(dú)作為一個(gè)小型的裝飾照明系統(tǒng)，用于小型的裝飾照明場所，也可用多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)子系統(tǒng)組合并通過Server端主控軟件控制，組成適用于不同場所、顯示文字、FLASH動(dòng)畫、視頻、圖形圖像、文字并可實(shí)現(xiàn)全彩變化的大型LED裝飾照明光源系統(tǒng)。根據(jù)不同場合的應(yīng)用，可以用現(xiàn)有的DMX控制臺(tái)代替網(wǎng)絡(luò)DMX解碼器控制標(biāo)準(zhǔn)子系統(tǒng)，也可把DMX512終端控制器與LED燈具組合成一體，方便用戶靈活應(yīng)用。
五. 系統(tǒng)控制原理
Client端用戶通過Web瀏覽器登入Server Web界面進(jìn)行各項(xiàng)功能設(shè)置如：場景組合，顯示預(yù)期的文字或圖形圖像效果等。設(shè)置完成后，Server端軟件會(huì)自動(dòng)生成和設(shè)置相關(guān)的工程文件，并把它保存到數(shù)據(jù)庫中。運(yùn)行時(shí)，從數(shù)據(jù)庫中調(diào)用相關(guān)工程文件進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼，從而生成控制LED燈具的數(shù)據(jù)和命令，再打包成TCP/IP數(shù)據(jù)包的格式發(fā)送給每臺(tái)網(wǎng)絡(luò)DMX512解碼器，網(wǎng)絡(luò)DMX512解碼器把接收到的TCP/IP數(shù)據(jù)包解碼為DMX512數(shù)據(jù)包并發(fā)送給DMX512終端控制器，DMX512終端控制器把接收到的DMX512數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成PWM信號(hào)控制LED燈具。LED燈具內(nèi)部驅(qū)動(dòng)器根據(jù)PWM信號(hào)的要求，產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作，從而對(duì)每一只由R、G、B三基色LED組成的全彩LED燈具實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的控制，使整體LED燈飾產(chǎn)生各種顏色、多種變化的動(dòng)態(tài)顯示效果。
六. 系統(tǒng)的兼容性
１）信息的互通性：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均符合國際標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議TCP/IP協(xié)議、燈光控制協(xié)議DMX512/1990，徹底解決了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的互通性問題。
七．結(jié)束語
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