專利名稱：一種無線關(guān)聯(lián)的數(shù)控彩燈系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燈光控制技術(shù)，更具體地說，涉及一種能夠協(xié)同工作的數(shù)控彩燈系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
數(shù)控彩燈是使用數(shù)控電路的一種可控制彩燈，單路典型電路如圖1，包括控制器、電子變壓器和RGB三基色彩色燈管，該彩色燈管簡稱彩燈，可以方便地控制彩燈任意時刻的色彩、亮度和對比度。而可編程數(shù)控彩燈控制器使用可擦寫存儲器，便于根據(jù)不同客戶或同個客戶不同時間對燈光色彩變化規(guī)律的不同要求，由廠家供應(yīng)商的人員提供特制程序或由客戶自行編程。這種數(shù)控彩燈一般獨立或成組工作，目前市面上有兩種常用控制器單路(A型)控制器和七路(B型)控制器；當(dāng)使用B型控制器時，七個(或七支)為一組使用同一個控制器；使用A型控制器時，輸出也可以并聯(lián)多個(或支)彩燈，可達12個(或支)，但彩燈動作一致。在一個大型場所需要多個或多組彩燈同時工作的情況下，多個或多組彩燈工作時間上的一致性難于保證。而一般的方法，是在這種獨立或成組工作的數(shù)控彩燈基礎(chǔ)上額外增加內(nèi)部的同步裝置以及外部的時鐘同步源和時鐘同步連接控制線，這時需要另外布線(非常用線)和增加同步源，給系統(tǒng)改造帶來諸多不便，同時增加了特殊步線和同步源的成本；而且如果同步系統(tǒng)出現(xiàn)問題可能會影響全部的數(shù)控彩燈。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，怎樣在現(xiàn)有數(shù)控彩燈外部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提供一種沒有外部同步線的無線關(guān)聯(lián)方法和系統(tǒng)，使得多個或多組彩燈既能方便地獨立工作，又能方便地協(xié)同工作。
本發(fā)明上述技術(shù)問題這樣解決，使用同網(wǎng)工頻電源內(nèi)置的周期信號、采用軟件編址，構(gòu)造一種無線關(guān)聯(lián)的數(shù)控彩燈系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，使用同一電源和采用電源線組網(wǎng)的內(nèi)置軟件地址的多個數(shù)控彩燈，利用所述電源的周期信號，包括以下步驟1.1)通過總開關(guān)同時給多個數(shù)控彩燈供電；1.2)所述數(shù)控彩燈從所述電源的周期信號中提取同步脈沖并開始記數(shù)，記數(shù)值到達該數(shù)控彩燈的軟件地址時，返回本步驟的開始并重新記數(shù)；在步驟1.2)中，還包括在到達該數(shù)控彩燈的軟件地址時的所述數(shù)控彩燈開始執(zhí)行規(guī)定的動作指令的步驟以及在重新記數(shù)過程中繼續(xù)執(zhí)行所述規(guī)定的動作指令的步驟。
按照本發(fā)明提供的方法，其特征在于，所述數(shù)控彩燈包括一個或多個彩燈以及一個控制器，所述軟件地址設(shè)置在控制器中。對于A型控制器，若只連接一個彩燈，系統(tǒng)內(nèi)每個彩燈對應(yīng)一個軟件地址；對于B型控制器，連接多個彩燈分成多組，每組使用一個控制器對應(yīng)同一個軟件地址。一般說來，對于同一個網(wǎng)中的所有控制器使用各自不同的軟件地址。
按照本發(fā)明提供的方法，其特征在于，所述電源是同網(wǎng)工頻電源，包括單相或三相220V/50HZ或110V/60HZ電源；所述周期信號是單相或三相中任一項中的正弦波電源周期信號。
按照本發(fā)明提供的方法，其特征在于，所述軟件地址可以重新設(shè)置，但在步驟1.1)和步驟1.2)中是固定不變的。
按照本發(fā)明提供的方法，其特征在于，所述軟件地址在步驟1.1)和步驟1.2)中是可變的；所述數(shù)控彩燈還包括內(nèi)置的地址列表；在所述步驟1.2)中，還包括從所述地址列表中順序讀出該數(shù)控彩燈的軟件地址的過程。
按照本發(fā)明提供的方法，其特征在于，所述地址列表可以重新設(shè)置。
按照本發(fā)明提供的方法，其特征在于，對于所述多個數(shù)控彩燈中的每一個，所述動作指令是一個或多個并可以重新設(shè)置；所述動作是具有時間長度的該數(shù)控彩燈色彩亮度的一個變化過程，如彩色燈管完成漸變、閃變、追逐、掃描等變化功能，每個動作對應(yīng)一個時間段。
本發(fā)明上述另一個技術(shù)問題這樣解決，使用同網(wǎng)工頻電源內(nèi)置的周期信號、采用軟件編址，構(gòu)造一種無線關(guān)聯(lián)的數(shù)控彩燈系統(tǒng)，其特征在于，包括共同的電源、總開關(guān)和采用電源線組網(wǎng)的多個數(shù)控彩燈，所述數(shù)控彩燈包括一個內(nèi)置軟件地址的無線關(guān)聯(lián)控制器以及一個或多個彩燈；所述無線關(guān)聯(lián)控制器包括順序連接的同步脈沖提取電路、單片機智能控制電路和驅(qū)動電路；所述電源是同網(wǎng)工頻電源。所述電源線組網(wǎng)方式是多樣的。
按照本發(fā)明提供的系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機智能控制電路包括內(nèi)置軟件地址的單片機和用于存儲動作指令或者動作指令和地址列表的存儲器，所述單片機與存儲器通過連接線相連。所述連接線可以包括地址線和數(shù)據(jù)線。
按照本發(fā)明提供的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于重新設(shè)置所述存儲器中的動作指令或者動作指令和地址列表的外置無源編程器。
本發(fā)明提供的無線關(guān)聯(lián)的數(shù)控彩燈方法和系統(tǒng)，使用共同電源內(nèi)部的同步周期信號和軟件編址方法，僅在現(xiàn)有的數(shù)控彩燈控制器中增加一個簡單的同步脈沖提取電路、軟件和軟件地址，實現(xiàn)了利用同一電源采用電源線組網(wǎng)的多個由控制器控制的彩燈之間的同步和關(guān)聯(lián)關(guān)系，解決了多個或多組數(shù)控彩燈既能方便地獨立工作，同時又無須改變?nèi)魏瓮獠垦b置能方便地使彩燈系統(tǒng)同步關(guān)聯(lián)工作的問題，該彩燈系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用到大型場所的燈光景觀工程當(dāng)中，滿足人們追求美和變化的要求。


圖1是使用A型控制器的典型數(shù)控彩燈電路的示意圖。
圖2是本發(fā)明提供的單個用于組網(wǎng)的帶A型無線關(guān)聯(lián)控制器的數(shù)控彩燈電路的示意圖。
圖3是使用本發(fā)明提供的外置無源編程器時的電路連接示意圖。
圖4是圖2所示數(shù)控彩燈組網(wǎng)的示意圖。
圖5是本發(fā)明提供的電源電路的示意圖。
圖6是本發(fā)明提供的同步脈沖提取電路的示意圖。
圖7是本發(fā)明提供的A型無線關(guān)聯(lián)控制器的電路示意圖。
圖8是圖7所示控制器所帶功率板的電路示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
首先，說明組網(wǎng)的基本單元1、電源和電源組網(wǎng)使用同一個電源工作即同網(wǎng)工頻電力線(單相或三相)中的N個控制器，電源頻率f相同，電源周期T＝1/f相同。每個控制器按照彩色燈管的排列順序或動作要求具有唯一且固定的位置。
2、關(guān)聯(lián)工作的數(shù)控彩燈1)電路結(jié)構(gòu)數(shù)控彩燈包括彩燈和數(shù)控彩燈控制器，關(guān)聯(lián)工作的關(guān)鍵在于其控制器能夠同步工作，本發(fā)明針對A型和B型數(shù)控彩燈控制器提供了A型和B型無線關(guān)聯(lián)控制器，這里以A型無線關(guān)聯(lián)控制器為例說明其構(gòu)成。使用該無線關(guān)聯(lián)控制器的無線關(guān)聯(lián)數(shù)控彩燈，其電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，其他電路單元一致，其控制器在原有A型控制器基礎(chǔ)上增加了同步脈沖提取電路，直接從電源中提取同步脈沖并輸出給單片機智能控制電路；該無線關(guān)聯(lián)控制器包括電源電路、同步脈沖提取電路、單片機智能控制電路和驅(qū)動電路。
N個控制器使用同一個電網(wǎng)的工頻50HZ或60HZ電源。完成N路(A型)或7xN路(B型)彩色燈管的控制(N為自然數(shù))。當(dāng)使用三相電源時，每相之間有120℃相位差，每個控制器之間就有可能會有一定時間誤差，此時控制器之間是一種準(zhǔn)同步關(guān)系。
2)軟件編址由于每個控制器使用不同的時基地址代碼。控制器間無需時鐘控制線即可完成多路彩色燈管的離散分布控制。軟件編址包括靜態(tài)軟件編址和動態(tài)軟件編址。
①靜態(tài)軟件編址多個控制器的軟件編址按自然數(shù)升序或降序排列即A(B)1A(B)2A(B)3……A(B)NA、B為控制器類型、N為自然數(shù)，A(B)n代表具體的軟件編址自然數(shù)，1≤n≤N。
在關(guān)聯(lián)關(guān)系中排列的每一個控制器，按照以下關(guān)系表達式(1)，完成彩色燈管漸變、閃變、追逐、掃描等功能。
M(a·T)……(1)M……軟件地址中的自然數(shù)；a……每一個動作狀態(tài)功能中的時間常數(shù)；T……電源周期。
這種編址方式適用于線狀配置的燈光景觀工程即A(B)1A(B)2A(B)3……A(B)N；(其中A、B為控制器類型、N為自然數(shù))②動態(tài)軟件編址在上面基礎(chǔ)上，每個控制器在工作周期內(nèi)使用不同的時基地址碼，該地址碼從地址列表中獲取?？刂破骺梢园闯跏紕幼鞯刂反a序列升序或降序排列。
這種編址方式適用于面狀陣列配置的燈光景觀工程即A(B)11A(B)12A(B)13……A(B)1N
A(B)21A(B)22A(B)23……A(B)2NA(B)31A(B)32A(B)33……A(B)3N …… A(B)N1A(B)N2A(B)N3……A(B)NN3、外置無源編程器該編程器可在控制器帶電狀態(tài)下使用和插拔——支持帶電操作；可隨時插入控制器編程接口，編制彩色燈管的動作狀態(tài)參數(shù)——顏色、周期、時間。
使用該編程器，如圖3所示，接通無線關(guān)聯(lián)控制器的數(shù)據(jù)和信號線接口，通過短路線使E2PROM片選端置“0”。這種結(jié)構(gòu)，使得只有將該編程器插入這種控制器的編程接口后，才能編制或修改彩色燈管動作狀態(tài)程序。拔出該編程器，程序存儲器E2PROM的片選端失效，即只能讀而不能寫，此時再也無法編制或修改動作狀態(tài)程序。此種片選端的處理方法，可以解決程序存儲器E2PROM的錯誤寫入或誤動作，提高控制系統(tǒng)的抗干擾能力。
再進一步說明本數(shù)控彩燈的利用電源線的無線關(guān)聯(lián)(利用電源線)組網(wǎng)系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括一個總開關(guān)和軟件編址的多個并聯(lián)的無線關(guān)聯(lián)控制器(帶一個或多個彩燈)。最后，結(jié)合A型無線關(guān)聯(lián)控制器實施例進一步簡單說明(1)該控制器使用的電源電路，其電路結(jié)構(gòu)如圖5，輸入端J220接220伏市電，通過變壓器T1輸出2路10伏交流電，其中一路的旁支I引出給同步脈沖提取電路。這二路10伏交流電再經(jīng)過整流穩(wěn)壓輸出電源VCC。
(2)該控制器使用的同步脈沖電路其電路結(jié)構(gòu)如圖6，上述10伏交流信號通過成對輸入端相互反向設(shè)置，輸出端連在一起的光耦在交流信號的中間值零電平處輸出窄脈沖。
(3)該控制器，其電路結(jié)構(gòu)如圖7，單片機P87LPC764的p1.3端口接收同步脈沖信號T并記數(shù)，到達軟件地址時，從存儲器24WC02中獲取動作指令，通過連在單片機P87LPC764的p1.0、p1.1和p1.2端口的RGB三基色彩燈的驅(qū)動電路輸出控制驅(qū)動源信號RI、GI、BI、RAI、GAI、BAI和N。
(4)該控制器還帶有功率板，其電路結(jié)構(gòu)如圖8所示，包括一個濾波器，輸出RGB三基色彩燈的控制驅(qū)動信號RO、GO、BO。
本發(fā)明還可以用B型無線關(guān)聯(lián)控制器。
權(quán)利要求
1.一種無線關(guān)聯(lián)的數(shù)控彩燈系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，使用同一電源和采用電源線組網(wǎng)的內(nèi)置軟件地址的多個數(shù)控彩燈，以所述電源的周期信號作為控制信號的基準(zhǔn)，該控制方法包括以下步驟1.1)同時給多個數(shù)控彩燈供電；1.2)每個數(shù)控彩燈從電源的周期性信號中提取同步脈沖并開始記數(shù)，當(dāng)計數(shù)達到該數(shù)控彩燈預(yù)置的軟件地址時，該數(shù)控彩燈開始執(zhí)行規(guī)定動作指令，并返回本步驟開始并重新記數(shù)，在重新記數(shù)過程中，該數(shù)控彩燈繼續(xù)執(zhí)行所述指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述數(shù)控彩燈包括一個或多個彩燈以及一個控制器，所述軟件地址設(shè)置在控制器中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述電源是同網(wǎng)工頻電源，包括單相或三相220V/50HZ或110V/60HZ電源；所述周期信號是單相或三相中任一項中的正弦波電源周期信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述軟件地址可以重新設(shè)置，但在步驟1.1)和步驟1.2)中是固定不變的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述軟件地址在步驟1.1)和步驟1.2)中是可變的；所述數(shù)控彩燈還包括內(nèi)置的地址列表；在所述步驟1.2)中，還包括從所述地址列表中順序讀出該數(shù)控彩燈的軟件地址的過程。
6.據(jù)權(quán)利要求5所述方法，其特征在于，所述地址列表可以重新設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，對于所述多個數(shù)控彩燈中的每一個，所述動作指令是一個或多個并可以重新設(shè)置；所述動作是具有時間長度的該數(shù)控彩燈色彩亮度的一個變化過程。
8.一種無線關(guān)聯(lián)的數(shù)控彩燈系統(tǒng)，其特征在于，包括共同的電源、總開關(guān)和采用電源線組網(wǎng)的多個數(shù)控彩燈，所述數(shù)控彩燈包括一個內(nèi)置軟件地址的無線關(guān)聯(lián)控制器以及一個或多個彩燈；所述無線關(guān)聯(lián)控制器包括順序連接的同步脈沖提取電路、單片機智能控制電路和驅(qū)動電路；所述電源是同網(wǎng)工頻電源。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機智能控制電路包括內(nèi)置軟件地址的單片機和用于存儲動作指令或者動作指令和地址列表的存儲器，所述單片機與存儲器通過連接線相連。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于重新設(shè)置所述存儲器中的動作指令和地址列表的外置無源編程器。
全文摘要
一種通過使用同一工頻電源實現(xiàn)多個彩燈無線關(guān)聯(lián)的數(shù)控彩燈系統(tǒng)及其控制方法，其中數(shù)控彩燈系統(tǒng)包括共用電源、總開關(guān)和通過總開關(guān)連接到共用電源的多個內(nèi)置帶軟件地址無線關(guān)聯(lián)控制器，每個控制器控制一個或一組彩色燈管，所述無線關(guān)聯(lián)控制器包括順序連接的同步脈沖提取電路、單片機智能控制電路和驅(qū)動電路。而控制方法包括1)通過總開關(guān)同時給各控制器供電；2)由控制器提取工頻電源中的同步脈沖并開始記數(shù)，達到該控制器內(nèi)置的軟件地址時按預(yù)置程序驅(qū)動所接燈管，并返回本步驟開始并重新記數(shù)，在重新記數(shù)過程中，該數(shù)控彩燈繼續(xù)執(zhí)行所述指令。本發(fā)明在現(xiàn)有的彩燈控制器基礎(chǔ)上增加了同步脈沖提取電路、軟件地址和控制軟件，實現(xiàn)了彩燈間的同步和關(guān)聯(lián)，可應(yīng)用到大型燈光景觀工程，免除了控制布線，減少了系統(tǒng)成本，增大了系統(tǒng)靈活性。
文檔編號F21S10/00GK1535097SQ0311407
公開日2004年10月6日 申請日期2003年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月27日
發(fā)明者楊東亮 申請人:楊東亮