一种基于ＰＣ和微型转换器的多协议灯光控制系统技术方案

一种基于ＰＣ和微型转换器的多协议灯光控制系统，主要包括ＰＣ以及灯光控制软件１和微型转换器２。灯光控制软件可运行在任何电脑上，用来设计或实时控制灯光效果，可以增加、修改和删除各种灯具库，添加、编辑和删除场景或效果，运行和暂停场景或效果。微型转换器支持灯光控制软件直接控制和脱离ＰＣ独立运行。在直接控制模式下，灯光控制软件利用ＰＣ网络直接输出ＡＲＴＮＥＴ控制信号，同时通过微型转换器后实时输出ＤＭＸ－５１２控制信号，灯光控制软件最多支持１０个ＤＭＸ－５１２域，可控５１２０个ＤＭＸ通道。灯光场景或效果设计完毕后，可下载到微型转换器，切换微型转换器为独立运行模式，此时微型转换器可脱离ＰＣ独立运行，手动按钮控制或定时触发控制输出ＤＭＸ－５１２控制信号。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

A multi protocol light control system based on PC and micro converter

A multi protocol light control system based on PC and micro converter, which mainly includes PC and light control software 1 and micro converter 2. Lighting control software can be run on any computer, or for the design of real-time control of lighting effects, you can add, modify and delete all kinds of database, add, edit and delete the scene or effect, and the suspension of operation scene or effect. Micro converter support light control software, direct control and independent operation from PC. In direct control mode, lighting control software using the PC network directly outputs a control signal of ARTNET, at the same time through micro converter DMX512 real-time output control signals, lighting control software supports up to 10 DMX512 domain controlled 5120 DMX channels. Light scene or effect after the design, can be downloaded to the micro micro switch converter, converter for independent operation mode, then the converter can be run independently from the PC, manual button control or timing trigger control DMX512 control signal output.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于USITT DMX-512协议和ARTNET协议的灯光控制和管理 系统，特别是一种支持DMX或和ARTNET协议灯具的数字化灯光控制系统。
技术介绍
目前，采用DMX信号或ARTNET信号控制灯光照明设备已成为灯光照明业最常用 的标准，尤其在舞台、剧院、舞厅以及广场环境照明上应用越来越广泛。一般来讲，一套 DMX-512灯光控制系统如图1所示，包括DMX控制器1，信号线2和被控的复数灯具3。DMX 控制器1一般是体积庞大的灯光控制台。复数灯具3—般是数字调光柜(普通调光灯连接 到调光柜)、电脑灯、摇头灯、LED灯等等。目前普遍在用的灯光控制台具有一些缺点，如回 路数有限、价格昂贵、操作复杂、兼容性差、体积庞大和功耗大等，并且很难实现LED灯的调 光和效果控制功能。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是，针对上述现有灯光控制台技术缺陷，提供一种 基于PC和微型转换器的多协议灯光控制系统，如图2所示。它包括PC及灯光控制软件1 和微型转换器2，同时支持输出DMX-512协议和ARTNET协议控制信号。本技术通过这样的技术方案解决上述技术问题的，即设计一种基于PC和微 型转换器的多协议灯光控制系统，它包括灯光控制软件和微型转换器。灯光控制软件使用 Visual C++6.0开发，正在申请软件著作权，这里只描述其功能。它可运行在任何电脑上， 可用来设计或实时控制灯光效果，可以增加、修改和删除各种灯具库，添加、编辑和删除场 景或效果，运行和暂停场景或效果。微型转换器通过有线或者无线网络连接到电脑，具有灯 光控制软件直接控制模式和脱离PC独立运行模式。在直接控制模式下，灯光控制软件利用 PC网络直接输出ARTNET控制信号，同时通过微型转换器后实时输出DMX-512控制信号，灯 光控制软件最多支持10个DMX-512域，最多可控5120个DMX通道。灯光场景或效果设计 完毕后，可下载到微型转换器，切换微型转换器为独立运行模式，此时微型转换器可脱离PC 独立运行，手动按钮控制或定时触发控制输出DMX-512控制信号。微型转换器具有2个上 下场景或效果选择按钮，以及1个场景或效果运行和停止复用按钮。所述的微型转换器采用微处理器芯片C8051F020，在直接控制模式下完成网络数 据包与DMX-512数据包之间的解析和转发功能，在独立运行模式下完成读取预设场景或效 果程序并控制输出DMX信号。采用TCP/IP网络协议层全硬件实现芯片W3150A完成IP数 据接收和发送功能，W3150A与C8051F0208位数据/15位地址总线相连接。ALTERA FPGA芯 片EP1C6全硬件实现3路XLR接口的DMX-512信号，自动接收或发送DMX-512数据包，自动 以30ms间隔刷新输出DMX-512信号，不需要微处理器干预，只要写入或者读取EP1C6中对 应DMX通道的内存数据即可，EP1C6与C8051F020 8位数据/16位地址总线相连接。微型转 换器采用SD2000A芯片实现内置时钟日历，使得脱离PC也能通过时间来触发场景或效果。微型转换器带有48KB闪存，最多可存储多达11000步DMX通道的变化。本技术的优胜之处在于，使用灯光控制软件来设计和控制灯光效果，具有操 作简单、灯具库丰富、所见即所得、易于控制LED灯光效果等优点，利用微型转换器既可以 直接控制又可以独立运行，具体积小、使用方便、价格便宜、功耗低等优点。附图说明下面将结合附图对本技术作进一步说明，附图中图1是一般DMX-512灯光控制系统框图。图2是本技术一种基于PC和微型转换器的多协议灯光控制系统。图3是多功能微型转换器外部接口示意图。图4是多功能微型转换器电路框图。图5是多功能微型转换器的微处理器及外围电路图。图6是多功能微型转换器的网络模块电路图。图7是多功能微型转换器的DMX模块电路图。具体实施方式图1为目前一般DMX-512灯光控制系统组成框图。包括DMX控制器即灯光控制台 1，信号线2和被控的复数灯具3。灯光控制台1 一般体积庞大，如980X375X110mm。复数 灯具3 —般是数字调光柜(普通调光灯连接到调光柜)、电脑灯、摇头灯、LED灯等等。如图2所示为本技术的一种基于PC和微型转换器的多协议灯光控制系统，主 要包括PC以及灯光控制软件1和微型转换器2、DMX信号线3以及被控复数灯具4和ARTNET 接口的复数灯具6。其中电脑与微型转换器连接线5可以是直连网线，或是本地局域网，也 可以是无线网络。灯光控制软件可运行在任何电脑上，用来设计或实时控制灯光效果，可以 增加、修改和删除各种灯具库，添加、编辑和删除场景或效果，运行和暂停场景或效果。微型 转换器支持灯光控制软件直接控制和脱离PC独立运行。在直接控制模式下，灯光控制软件 利用PC网络直接输出ARTNET控制信号，同时通过微型转换器后实时输出DMX-512控制信 号，灯光控制软件最多支持10个DMX-512域，最多可控5120个DMX通道。灯光场景或效果 设计完毕后，可下载到微型转换器，切换微型转换器为独立运行模式，此时微型转换器可脱 离PC独立运行，手动按钮控制或定时触发控制输出DMX-512控制信号。图3为本技术的一种多功能微型转换器外部接口示意图。示意图只表示微型 转换器外部接口的位置，不代表实际外壳形状。图中1是+5V外部电源输入接口。图中2 是10/100M自适应网线插头，可通过有线网络或者无线网络连接PC，灯光控制软件通过此 网络与微型转换器进行通讯，通讯协议是国际标准网络调光ARTNET协议。图中3是外部 触发接口，10个针，8个10输入、1个地和1个电源信号，此10输入可触发场景或效果地启 动，具体那个场景和效果利用外部10接口来触发，需要在灯光控制软件上指定。图中4是 2个DMX输出接口，其中左边这个是DMX输出接口 1，另一个是DMX输出接口 2。图中5是 可配置的DMX接口，默认为DMX输入接口，用作外部输入DMX触发之用，在灯光控制软件可 配置其为DMX输出接口，即DMX输出接口 3。这样最多总共是3个DMX输出接口，共512 X 3 =1536个DMX通道。图中6是三个指示灯，从左到右分别是网络指示灯(收到ARTNET数据时闪烁)、电源指示灯、DMX信号指示灯(DMX数据包变化时闪烁)。图中7是三个按钮， 从左到右分别是下一个、上一个和运行停止按钮。下一个和上一个按钮分别用来选择运行 下一个和上一个场景或效果。运行停止按钮用来运行或停止场景或效果的复用按钮。图中 8是灯光控制软件直接控制模式和脱机独立运行模式拨动开关，目前处于独立运行模式，拨 动开关到左边变成直接控制模式。图4为本技术的一种多功能微型转换器电路框图，包括电源转换电路、网络 通讯电路、DMX信号处理电路、实时时钟电路、中央处理器、外部触发接口电路、拨动开关和 按钮电路以及LED指示灯电路。电源转换电路是指外部输入+5伏电源变换成+3. 3伏和 +1. 5伏电路，得到合适的电压作为其它部分电路工作的电源。网络通讯电路一端是RJ45接 口连接电脑或者局域网，另一端连接到中央处理器，控制接收和发送网络数据包。DMX信号 处理电路一端是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ＰＣ和微型转换器的多协议灯光控制系统，包括灯光控制软件和微型转换器，其特征是：该微型转换器包括电源转换电路、网络通讯电路、ＤＭＸ信号处理电路、实时时钟电路、中央处理器、外部触发接口电路、拨动开关和按钮电路以及ＬＥＤ指示灯电路；该网络通讯电路一端是ＲＪ４５接口连接电脑或者局域网，另一端连接到中央处理器，控制接收和发送网络数据包；该ＤＭＸ信号处理电路一端是３个ＸＬＲ３接口，另一端连接到中央处理器，控制接收和发送ＤＭＸ－５１２数据包；该中央处理器负责解析和转发网络数据包与ＤＭＸ信号数据包，控制场景或效果的运行，并作为数据的存储和处理载体；该外部触发接口电路、拨动开关和按钮电路与中央处理器连接，输入高低电平ＩＯ信号到中央处理器；中央处理器连接ＬＥＤ指示灯电路，输出高低电平信号到ＬＥＤ指示灯电路控制指示灯亮或灭。

【技术特征摘要】
一种基于PC和微型转换器的多协议灯光控制系统，包括灯光控制软件和微型转换器，其特征是该微型转换器包括电源转换电路、网络通讯电路、DMX信号处理电路、实时时钟电路、中央处理器、外部触发接口电路、拨动开关和按钮电路以及LED指示灯电路；该网络通讯电路一端是RJ45接口连接电脑或者局域网，另一端连接到中央处理器，控制接收和发送网络数据包；该DMX信号处理电路一端是3个XLR3接口，另一端连接到中央处理器，控制接收和发送DMX-512数据包；该中央处理器负责解析和转发网络数据包与DMX信号数据包，控制场景或效果的运行，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：余昌盛，张子发，
申请(专利权)人：余昌盛，张子发，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]