LED裝飾照明系統
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上傳人：admin 上傳時間： 2007-02-08 瀏覽次數： 150 |
關鍵詞：TCP/IP；Internet/LAN；DMX512；USITT；LED；PWM（Pulse-Width Modulation ）；
一. 引言
近幾年來，作為半導體照明領域的一部分，城市景觀照明及室內外裝飾照明的霓虹燈和部分傳統光源必將逐步被具有節能、環保、壽命長、可靠性高及可實現全彩變化的LED光源所取代。目前，在裝飾照明領域中用LED制作的各類燈具正被逐步推廣。
由于網絡技術的普及和成熟, LED裝飾照明控制系統中應用TCP/IP網絡技術己成了一種明顯的趨勢。用TCP/IP協議可使整個系統的寬帶、距離、可靠和雙向等功能的實現，這意味著在一個網絡里可同時連接的設備更多，且連接的距離更長，傳輸控制協議使LED裝飾照明系統的控制質量和可靠性更高，雙向通訊使設備的遠程監測和控制更有效，因而構筑大規模可靠的LED裝飾照明系統的網絡成本更低 這是以現代計算機網絡技術為支持的必然結果。
設計一種控制系統如能采用現有成熟的技術方案和產品是相當明智的方法，所以本系統采用在舞臺燈光行業已非常成熟的DMX512協議和計算機網絡技術TCP/IP協議，這樣意味著擁有大量現成而眾多的DMX512設備、網絡產品和軟件資源例如集線器、電纜、光纖和無線連接產品以及遠程控制和監測技術，此外，現有大樓和各種場所已遍布以太網，更可方便裝飾照明系統工程的臨時使用。
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）的簡寫，中文譯名為傳輸控制協議/互聯網絡協議）是Internet最基本的協議，簡單地說，就是由底層的IP協議和TCP協議組成的。TCP/IP協議廣泛應用于現在互連網上,具有通用性。
DMX512協議由USITT（美國劇院技術協會）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燈光行業的標準。
二．系統組成
本設計的LED裝飾照明系統，是由多個標準子系統組成。其框圖如圖1，圖中各個模塊分別為：
1、 Server端主控軟件
2、 Client端Web瀏覽器
3、 網絡交換機
4、 TCP/IP轉DMX512控制器
5、 DMX512終端控制器
6、 DMX512自動定址器
7、LED燈具（包含LED和LED DRIVER）
圖1 系統結構框圖
三．各模塊主要功能
1)Server端主控軟件為嵌入式Web Server，為整個系統的核心。
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，對燈光場景，變化模式等各種相關參數進行在線修改。
3)網絡DMX解碼器接收Server端主控軟件發送的TCP/IP數據，經過內部解碼成DMX512信號發送給DMX512終端控制器。
4)DMX512終端控制器接收DMX512數據，并轉換成PWM信號控制LED燈具做各種變化和調光。
5)DMX512自動定址器能自動設定掛在總路線上的每臺DMX512終端控制器的起始地址。傳統的DMX512設備，都是手動設置DMX512起始地址，由于LED裝飾照明系統的燈具大部分都在安裝在戶外、高空，需要防塵、防水，不便于手動設置DMX512起始地址，DMX512自動定址器方便用戶設置DMX終端控制器的起始地址。
6) LED燈具由R/G/B三基色LED加可控定電流驅動器組成，每一只LED燈具通過基于TTL電平的PWM信號接口與DMX512終端控制器相連接。LED燈具由若干組發光單元構成，每個發光單元包含有若干只紅色LED、綠色LED、藍色 LED，通過對發光單元合理排布，既可實現全彩變化。
四. 標準子系統概括
一個標準的LED裝飾照明子系統的構架如圖1中虛線框所示。它是由網絡DMX解碼器、DMX512自動定址器、DMX512終端控制器與LED燈具組成，既可單獨作為一個小型的裝飾照明系統，用于小型的裝飾照明場所，也可用多個標準子系統組合并通過Server端主控軟件控制，組成適用于不同場所、顯示文字、FLASH動畫、視頻、圖形圖像、文字并可實現全彩變化的大型LED裝飾照明光源系統。根據不同場合的應用，可以用現有的DMX控制臺代替網絡DMX解碼器控制標準子系統，也可把DMX512終端控制器與LED燈具組合成一體，方便用戶靈活應用。
五. 系統控制原理
Client端用戶通過Web瀏覽器登入Server Web界面進行各項功能設置如：場景組合，顯示預期的文字或圖形圖像效果等。設置完成后，Server端軟件會自動生成和設置相關的工程文件，并把它保存到數據庫中。運行時，從數據庫中調用相關工程文件進行數據解碼，從而生成控制LED燈具的數據和命令，再打包成TCP/IP數據包的格式發送給每臺網絡DMX512解碼器，網絡DMX512解碼器把接收到的TCP/IP數據包解碼為DMX512數據包并發送給DMX512終端控制器，DMX512終端控制器把接收到的DMX512數據轉換成PWM信號控制LED燈具。LED燈具內部驅動器根據PWM信號的要求，產生相應的動作，從而對每一只由R、G、B三基色LED組成的全彩LED燈具實現單獨的控制，使整體LED燈飾產生各種顏色、多種變化的動態顯示效果。
六. 系統的兼容性
１）信息的互通性：網絡設備均符合國際標準的網絡傳輸協議TCP/IP協議、燈光控制協議DMX512/1990，徹底解決了網絡數據的互通性問題。
七．結束語
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