一种基于ＤＭＸ５１２协议的灯光控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于ＤＭＸ５１２协议的灯光控制系统及方法，包含上位机、ＤＭＸ信号发生器、ＤＭＸ信号解码器、灯具四个部分，各个部分采用分布式连接，上位机与ＤＭＸ信号发生器通过网络连接，ＤＭＸ信号发生器与ＤＭＸ信号解码器通过接口连接，ＤＭＸ信号解码器与灯具之间的通信采用单数据总线。方法：上位机控制ＤＭＸ信号发生器，信号发生器与ＤＭＸ信号解码器通信，信号解码器与灯具连接。本发明专利技术可在线配置解码器跟灯具通信的波特率，以同步不同速度的ＤＭＸ设备，并具有灯具亮度调节、温度检测以及开路检测等功能，对灯光控制系统的设计具有重要的参考价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及灯光控制
，特别是一种基于DMX512协议的灯光控制系统及 方法。
技术介绍
LED(Light Emitting Diode，发光二极管)是一种把电能直接转换成光的固态电 子器件，具有效率高、无污染、体积小、寿命长以及可靠性高等诸多优良特性。尤其在节能和 使用寿命方面的巨大潜能使LED技术逐渐深入照明界。LED照明技术被认为是21世纪最有 可能进入普通照明领域的新型固体冷光源和最具发展前景的高新
之一。 LED照明产品的控制方式 一 般采用总线控制方式和SPI (SerialPeripheral Interface,串行外围设备接口 )级联控制方式。SPI控制方式下，灯具逐个级联，任何灯具 的损坏会直接影响后级灯具的使用，可靠性低。总线方式一般采用DMX512总线协议进行控 制。DMX512总线协议是USITT(美国剧场技术协会)在1986年发布的一种舞台灯光控制协 议，现已成为国际通用的标准协议，被各种灯光控制系统广泛采用。标准的DMX512总线协 议规定特定长度的数据帧，每个数据帧的数据容量为513个字节，其中包含一个字节的起 始码。标准的DMX512协议通信的波特率为250kbps。虽然标准里面制定的通信波特率为 250kbps，但随着电子技术的发展，系统可以在更高的波特率下通信。用户可以根据实际要 求自行设定具体通信的波特率。 采用DMX512总线协议进行控制，每个产品必须设置唯一的地址，传统的DMX512系 统，灯具的地址一般写入非易失存储器，一旦写入就无法在线修改，从而导致当系统某个节 点出现故障时需要将设备拆下重新编址，给系统的维护带来极大的不便。传统的匿X512控 制系统通常采用单向传输功能，无法实时读取灯具的工作状态，给现场故障的排查带来很 大的困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对传统的DMX512灯光控制系统存在的问题，提出一种基于 DMX512协议的灯光控制系统及方法，从而解决了传统DMX512灯光控制系统的问题。 本专利技术提供一种基于匿X512协议的灯光控制系统，包含上位机、匿X信号发生器、 匿X信号解码器、灯具四个部分，各个部分采用分布式连接，上位机与匿X信号发生器通过 网络连接，DMX信号发生器与DMX信号解码器通过接口连接，DMX信号解码器与灯具之间的 通信采用单数据总线。 系统各部分采用分布式连接，分别负责的如下工作 (1)上位机负责在线配置DMX信号发生器的参数并监控灯具工作状态； (2) DMX信号发生器负责发送标准的DMX信号； (3)DMX信号解码器负责对接收到的DMX信号解码 将接收到的信号进行频率调制 后发送给灯具； (4)灯具根据接收到的匿X信号调整工作参数，并根据要求返回灯具的工作信息。 所述上位机与DMX信号发生器通过以太网接口连接，其通信协议采用TCP/IP协 议，匿X信号发生器与匿X信号解码器(103)通过5线匿X512接口连接，实现双向数据通信。 所述DMX信号解码器与灯具采用的硬件结构为通用异步UART串行接口。 所述匿X信号解码器与灯具之间的通信采用单数据总线实现双向异步数据传输，通信链路设计采用信号放大和功率缓冲电路，实现信号长距离传输。 所述DMX信号解码器与灯具之间的数据传输采用零线作为参考地。 所述的上位机为普通的PC机。 —种基于DMX512协议的灯光控制系统方法，其过程如下 匿X信号解码器与灯具的通信采用半双工模式，匿X信号解码器通过总线转发控 制器发送的配置或调光信号，灯具通过总线将应答信息返回给DMX信号解码器，DMX信号解 码器再将应答信息转发给DMX信号发生器最终为上位机接收，每个灯具配置独立的灯具地 址，采用分时复用的方法争用总线，互不干扰， 系统正常工作时，上位机实时配置DMX信号发生器的工作参数，设置DMX信号的数 据帧头时间，信号发送的波特率，DMX信号发生器通过RS485接口发送DMX512数据帧；通常 情况下，将信号波特率设置为250kbs， 一帧数据513个字节， 一个字节的起始码，512字节数 据；起始码用于标识每帧数据起始码的后续数据的具体含义，用于区分调光信息，修改灯具 信息，读取灯具信息，配置信息不同的信息，整个系统正常工作，首先要配置一些基本的信 息，灯具地址，通信波特率，每个灯具在挂接到系统前必须预先写好配置信息，写配置信息 时，总线上只允许有一个灯具，灯具配置指令帧由帧标志字段的起始码、数据帧长度字段、 灯具型号字段、控制程序版本号字段、灯具地址字段以及帧校验字段组成； 当匿X信号发生器发送上述帧格式的数据时，匿X信号解码器检测到5A起始码，判 断该本帧数据为配置灯具信息数据帧，并将该数据转发给灯具，灯具根据接收到的信息，将 配置信息写入到非易失存储器，写完配置信息之后，灯具回发应答数据帧给匿X信号解码 器，DMX信号解码器通过DMX信号发生器将应答信息转发给上位机，上位机软件根据收到的 数据，判断此次配置灯具信息是否成功，灯具配置信息应答数据帧由帧标志字段的起始码、 数据帧长度字段、配置成功应答字段以及帧校验字段组成； 写入灯具的配置信息后，就可以将灯具挂接到系统上了，每个匿X信号解码器的 数据总线挂接若干个灯具，三个DMX信号解码器的地址通过硬件配置，每个DMX信号解码器 各自负责地址范围内的若干个灯具，系统安装好之后，可以实现如下操作修改系统通信波 特率，修改灯具地址，读取指定灯具的工作参数，调节灯具亮度，下面具体说明以上四种操 作； (1)修改系统通信波特率 系统上电时，系统通信波特率是固定的，系统运行时，若需要修改通信波特率，修 改通信波特率的数据帧由帧标志字段的起始码、数据帧长度字段、波特率值字段以及帧校 验字段组成； DMX信号解码器接收到该帧数据，以未改之前的波特率发送该帧数据给灯具，发送 完立即修改与灯具通信的波特率，灯具收到该帧数据后立即修改当前通信的波特率，返回给匿X信号解码器的数据帧由帧标志字段的起始码、数据帧长度字段、波特率值字段以及 帧校验字段组成； 若上位机未收到该应答帧，认为此次修改无效，系统复位时，系统通信波特率恢复 为默认值， (2)修改灯具地址 修改灯具地址是系统维护常见的操作，定义修改灯具地址的指令帧由帧标志字段的起始码、数据帧长度字段、需修改灯具地址字段、灯具新地址字段以及帧校验字段组成； DMX信号解码器收到该帧数据时，以预先设定的波特率将数据转发给灯具，符合地址要求的灯具接收该数据帧并改写非易失性寄存器，修改成功之后返回应答信息数据帧，应答指令帧由帧标志字段的起始码、数据帧长度字段、需修改灯具地址字段、灯具新地址字段以及帧校验字段组成； (3)读取指定灯具的工作参数 对灯具的工作参数进行实时监控是系统维护的重要依据，工作人员可以设置上位 机软件发送相应的数据帧，要求灯具回发当前的工作信息，相应读取灯具工作参数的指令 帧由帧标志字段的起始码、数据帧长度字段、需读取灯具信息的地址字段以及帧校验字段 组成； DMX信号解码器收到该帧数据时，以预先设定的波特率将数据转发给灯具，满足地址要求的灯具接收该数据帧并发送相应的应答数据帧，读取指定灯具工作参数的数据帧格式由帧标志字段的起始码、数据帧长度字段、灯具型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ＤＭＸ５１２协议的灯光控制系统，包含上位机（１０１）、ＤＭＸ信号发生器（１０２）、ＤＭＸ信号解码器（１０３）、灯具（１０４）四个部分，其特征在于，各个部分采用分布式连接，上位机（１０１）与ＤＭＸ信号发生器（１０２）通过网络连接，ＤＭＸ信号发生器（１０２）与ＤＭＸ信号解码器（１０３）通过接口连接，ＤＭＸ信号解码器（１０２）与灯具（１０４）之间的通信采用单数据总线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡如海，廖世文，刘燕林，张健翀，张耀天，吴建宏，黄以华，
申请(专利权)人：广州中大中鸣科技有限公司，中山大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]