云場燈控制系統(tǒng)設(shè)計

李南安

（廣東工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 廣州 510520）

1 概述

當(dāng)人從明亮的地方走進(jìn)黑暗的地方，眼睛就會突然什么也看不見，需要過一段時間才能慢慢地適應(yīng)，逐漸看清暗處的東西[1]；反之亦然。一般從亮到暗的適應(yīng)時間為30秒；從暗到亮的適應(yīng)時間為20秒左右[2]。如果亮度突然急速變化，不但會使人感到耀眼炫目或漆黑一片，而且有害眼睛健康。為了保護(hù)我們的眼睛，一些較考究的電影院、錄像廳等，在映出前后，主場燈的開關(guān)都很注意亮度的逐漸變化[4，5]。隨著市場的拓展，場燈系統(tǒng)用量越來越多，以往場燈控制功能單一，不能適應(yīng)市場需求。

本文設(shè)計了是一種全新的場燈控制系統(tǒng)，能夠支持面板按鍵開關(guān)控制；支持移動控制面板iPad或者手機(jī)開關(guān)控制，支持遠(yuǎn)程編程和管理功能；支持酒店中控設(shè)備接口協(xié)議、DMX512協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)ACN、ARTNET協(xié)議，實現(xiàn)智能化控制；場燈布線與舞臺燈控制系統(tǒng)完全兼容，統(tǒng)一在一個控制系統(tǒng)中，無需另外布線；可編輯記錄100個以上的場景，場景支持人工控制或自動運行兩種模式；支持場景記錄和場景重放功能。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在當(dāng)前現(xiàn)代舞臺燈光控制系統(tǒng)內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議應(yīng)用越來越廣泛，本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

(1)云場燈控制器CP6108，負(fù)責(zé)面板的按鍵開關(guān)控制，可以支持單鍵開和關(guān)；組合開和關(guān)；總開和總關(guān)的設(shè)置；面板按鍵功能支持自定義，可以調(diào)用任何已經(jīng)存在的場景；面板的LCM顯示圖片可以通過PC機(jī)下載不同的圖片；LCD背光，LED亮度可調(diào)。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

(2)云場燈控制主機(jī)CP6100，實現(xiàn)遠(yuǎn)程編程和管理功能、酒店中控設(shè)備接口協(xié)議、DMX512協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)ACN、ARTNET協(xié)議，實現(xiàn)智能化控制；場燈布線與舞臺燈控制系統(tǒng)完全兼容，統(tǒng)一在一個控制系統(tǒng)中，不用另外布線；可編輯記錄100個以上的場景，場景支持人工控制或自動運行兩種模式；支持場景記錄和場景重放功能。

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 云場燈控制主機(jī)CP6100子系統(tǒng)設(shè)計

云場燈控制主機(jī)CP6100采用S5PV210芯片，該芯片性能高，功耗低，適于做手持電子設(shè)備、通訊設(shè)備或者醫(yī)療應(yīng)用設(shè)備、上網(wǎng)本、學(xué)習(xí)機(jī)、監(jiān)控視頻設(shè)備和各種人機(jī)界面，可以應(yīng)用于高清游戲、無線GPS導(dǎo)航、移動視頻播放、智能控制、儀器儀表、導(dǎo)航設(shè)備、PDA設(shè)備、遠(yuǎn)程監(jiān)控、游戲等開發(fā)[6]。整個子系統(tǒng)系統(tǒng)框圖如圖2所示。

圖2 云場燈控制主機(jī)子系統(tǒng)系統(tǒng)框圖

(1)S5PV210通過串口接收CP6108控制面板傳來的控制信號，并做相應(yīng)的處理：單鍵開和關(guān)、組合開和關(guān)、總開和總關(guān)的設(shè)置及其他設(shè)置。

(2)S5PV210通過串口與HM I進(jìn)行通信，實現(xiàn)云場燈控制主機(jī)信息監(jiān)測，場燈調(diào)光和集控，在線CP6108監(jiān)測，場燈淡入淡出時間設(shè)置，場景記錄和設(shè)置，組控設(shè)置。其HM I主界面如圖3所示。

圖3 HMI主界面

(3)S5PV210通過DMX512通信接口與標(biāo)準(zhǔn)DMX512調(diào)光設(shè)備相連，實現(xiàn)場燈的控制。

(4)S5PV210通過網(wǎng)絡(luò)接口與交換機(jī)或者路由器相連接，與各類網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通信，采用CAN協(xié)議、ART-NET協(xié)議，與云端相連，實現(xiàn)云數(shù)據(jù)的采集和保存。

3.2 云場燈控制器CP6108子系統(tǒng)設(shè)計

云場燈控制器CP6108是采用32位ARM處理器+FPGA雙核控制架構(gòu)開發(fā)的一款高性能、低功耗、易使用的64K色的TFT真彩顯示器，可以直接和具有UART串行接口的 MCU（如 51 單片機(jī)、AVR、PIC、DSP、ARM、工控機(jī)等）連接。用戶只需通過串口向終端發(fā)命令，便可完成相應(yīng)的操作。用戶首先利用配套的上位機(jī)終端開發(fā)軟件，將預(yù)先設(shè)計好的美工圖片進(jìn)行界面排版和控件配置，編譯無誤后使用內(nèi)置的“虛擬串口屏”進(jìn)行模擬仿真，最后通過USB(或SD)方式將整個工程圖片和配置信息下載到串口屏內(nèi)部存儲器中。下載之前，上位機(jī)將會對工程中的每個畫面、圖片和控件分配一個唯一的ID號。用戶主機(jī)串口接收到設(shè)備上傳的按鈕ID或觸摸坐標(biāo)值后，就可以判定當(dāng)前哪個按鈕被按下，然后發(fā)送相應(yīng)的串口指令去更新畫面顯示或控制電機(jī)、繼電器和指示燈等設(shè)備。除文本、圖片顯示外，用戶還可發(fā)送指令來實現(xiàn)曲線顯示、屏幕保存和數(shù)據(jù)存儲等功能。面板的LCM顯示圖片可以通過PC機(jī)下載不同的圖片，LCD背光、LED亮度可調(diào)[5]。完成后的CP6108的主界面如圖4所示。

圖4 CP6108的主界面

4 結(jié)束語

經(jīng)過一段時間的努力，筆者完成了該系統(tǒng)的開發(fā)，并在某舞臺燈光設(shè)備有限公司銷售，市場反應(yīng)良好，廣泛適用于會堂、教堂、劇場、影院、體育館、博物館、展覽館等場所。