專利名稱：夜景燈飾聲光同步控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燈飾控制系統(tǒng)，具體地說，是一種夜景燈飾聲光同步控制系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
目前的裝飾燈或者廣告燈往往采用霓虹燈，將燈管安裝在燈箱內(nèi)，為了顯示某個字符或者某種特殊形狀，在燈箱上設(shè)置相應(yīng)的透明窗口來產(chǎn)生相應(yīng)的燈光效果，燈箱內(nèi)通常只安裝一只燈管，燈光變幻只存在開、關(guān)兩種狀態(tài)。而對于目前城市夜景裝飾而言，現(xiàn)有技術(shù)往往不能滿足要求，其一是因?yàn)槟藓鐭舭l(fā)熱量大，耗電量大，對于大面積的夜景裝飾而言，采用霓虹燈不能滿足節(jié)能減排，而且會增加了市政管理成本，其二是普通的霓虹燈美感效果差，燈光變幻形態(tài)少，而且不能結(jié)合音樂節(jié)奏進(jìn)行同步變化，不能滿足現(xiàn)代社會的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種夜景燈飾聲光同步控制系統(tǒng)，針對音符型LED夜景裝飾燈的具體應(yīng)用場景，在結(jié)合音樂節(jié)奏的變化情況，實(shí)現(xiàn)多種燈光變幻，增加城市夜景的美感。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下首先提出一種夜景燈飾聲光同步控制系統(tǒng)，設(shè)置有多個不同造型的燈飾模塊，在每個燈飾模塊處均設(shè)置有聲控分機(jī)，所述多個聲控分機(jī)通過RS485總線與控制室內(nèi)的聲控主機(jī)相連，所述聲控主機(jī)通過音頻線(L、R)與功放機(jī)的音頻輸出端連接。利用聲控主機(jī)對功放機(jī)音頻輸出端輸出的音樂信號進(jìn)行處理，提取出音頻信號的幅度變化值，根據(jù)音頻信號幅度變化的狀況控制各個燈飾模塊的燈光效果，從而實(shí)現(xiàn)燈光同步。作為進(jìn)一步描述，所述燈飾模塊為音符型LED夜景裝飾燈，由多個數(shù)碼點(diǎn)光源LED 燈、多個無源RGB三色燈以及多個無源RGB花燈組合而成，所述多個數(shù)碼點(diǎn)光源LED燈組成邊框燈組并排列成音符輪廓形狀，所述多個無源RGB三色燈分為8個背景燈組并依次鑲嵌在所述邊框燈組圍成的區(qū)域內(nèi)，所述多個無源RGB花燈組成花燈組并分別安插在所述背景燈組中。通過安裝布局將多種燈具組合擺放成各種音符形狀的造型，利用RGB三色燈實(shí)現(xiàn)燈光顏色的變換，結(jié)合動聽的音樂，加上音符的跳動，增加了城市夜景的美感。結(jié)合上述燈飾模塊的具體結(jié)構(gòu)組合，所述聲控分機(jī)中設(shè)置有微控制器，在該微控制器的RXD引腳上連接有MAX485模塊，通過所述MAX485模塊接收RS485總線上的燈光控制信號，該微控制器的輸出端分別與所述燈飾模塊中的多個數(shù)碼點(diǎn)光源LED燈、多個無源RGB 三色燈以及多個無源RGB花燈連接。根據(jù)燈飾模塊中各個燈具的具體布局，所述多個數(shù)碼點(diǎn)光源LED燈相互串聯(lián)在一起，并連接在所述微控制器的一路輸出接口上，微控制器輸出同一控制信號，可以實(shí)現(xiàn)所有數(shù)碼點(diǎn)光源LED燈同亮或同滅，通過周期性的控制，可以實(shí)現(xiàn)邊框燈組閃爍效果。所述多個無源RGB三色燈分為8個背景燈組，每個背景燈組均設(shè)置有三路控制線， 分別為紅光控制信號線、綠光控制信號線以及藍(lán)光控制信號線，同一背景燈組中的無源RGB 三色燈按照相同的順序?qū)⑵淙盘柧€連接在所述三路控制線上；同一組中的多個無源RGB三色燈連接方式相同，微控制器輸出同一控制信號可以使同一組中的燈具具有相同的燈光效果，而不同組中的燈具可以采用不同的控制信號，也可以采用相同的控制信號，從而實(shí)現(xiàn)8個背景燈組產(chǎn)生多種燈光效果組合。所述多個無源RGB花燈組成花燈組，也設(shè)置有三路控制線，分別為紅光控制信號線、綠光控制信號線以及藍(lán)光控制信號線，相鄰兩個無源RGB花燈的三根信號線按照不同的順序連接所述三路控制線。雖然采用一組控制端來控制多個無源RGB花燈，但是由于其連接方式的不同，同一控制信號即可以產(chǎn)生多種燈光效果，同時也降低了控制的難度。為了實(shí)現(xiàn)聲音信號的采集和處理，所述聲控主機(jī)中設(shè)置有主控制器、音頻信號處理電路以及MAX485模塊，所述音頻信號處理電路的輸入端設(shè)置有音頻線接口，該音頻信號處理電路用于實(shí)現(xiàn)濾波、放大并提取出音頻信號的模擬幅度值，該音頻信號處理電路的輸出端與主控制器的一個AD輸入端連接，主控制器通過AD采樣獲得所述音頻信號的數(shù)字幅度值，并根據(jù)該數(shù)字幅度值確定相應(yīng)的燈光控制信號，所述燈光控制信號通過主控制器的 TXD引腳輸出，經(jīng)過所述MAX485模塊進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，最后通過RS485總線傳送到所述聲控分機(jī)中。根據(jù)上述電路結(jié)構(gòu)，整個系統(tǒng)的燈光變幻可以與功放機(jī)中音樂的節(jié)奏變幻相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)聲光同步效果。本發(fā)明還提出了一種夜景燈飾聲光同步控制系統(tǒng)的控制方法，按照以下步驟進(jìn)第一步聲控主機(jī)通過音頻信號處理電路對功放機(jī)輸出的音頻信號進(jìn)行采集和處理，并通過主控制器進(jìn)行AD采樣從而獲得音頻信號采樣值；第二步聲控主機(jī)通過RS485總線將所述音頻信號采樣值傳送到每個聲控分機(jī)中，在所述聲控分機(jī)中的微控制器中設(shè)置有5種工作模式，分別為自動漸變模式、第一跳變模式、第二跳變模式、第三跳變模式和第四跳變模式；第三步聲控分機(jī)判斷音頻信號采樣值是否等于O :如果音頻信號采樣值等于0，即表示功放機(jī)沒有放出音樂，則微控制器按照自動漸變模式運(yùn)行；如果音頻信號采樣值不等于0，即表示功放機(jī)有放出音樂，則微控制器按照第一跳變模式、第二跳變模式、第三跳變模式以及第四跳變模式周期循環(huán)運(yùn)行；第四步微控制器按照第三步中所確定的工作模式控制燈飾模塊中相應(yīng)燈具的發(fā)光狀態(tài)。作為進(jìn)一步描述，在自動漸變模式中，微控制器按照6種工作狀態(tài)周期循環(huán)運(yùn)行， 其中狀態(tài)O :8個背景燈組中的無源RGB三色燈由綠色最暗變到綠色最亮；
狀態(tài)I :8個背景燈組中的無源RGB三色燈由紅色最亮變到紅色最暗；狀態(tài)2 8個背景燈組中的無源RGB三色燈由藍(lán)色最暗變到藍(lán)色最亮；狀態(tài)3 8個背景燈組中的無源RGB三色燈由綠色最亮變到綠色最暗；狀態(tài)4 8個背景燈組中的無源RGB三色燈由紅色最暗變到紅色最亮；狀態(tài)5 8個背景燈組中的無源RGB三色燈由藍(lán)色最亮變到藍(lán)色最暗。再進(jìn)一步描述，在第一跳變模式、第二跳變模式、第三跳變模式以及第四跳變模式中，微控制器中設(shè)置有背景色控制和效果色控制兩個進(jìn)程，其具體控制步驟如下第一步背景色控制微控制器將8個背景燈組均作為背景色塊，并按照自動漸變模式中的控制算法控制所述8個背景燈組工作；第二步效果色控制微控制器根據(jù)具體的工作模式確定8個背景燈組中的效果色塊，并以背景色塊的補(bǔ)色作為效果色來控制相應(yīng)背景燈組工作。將背景色的補(bǔ)色作為效果色，即背景色與效果色相加后為白色，從而使得效果色始終與背景色可以明顯分辨，并且不產(chǎn)生類似紅與綠的對色效果。根據(jù)不同的工作模式，效果色塊的選擇方式是不一樣的。在第一跳變模式中，效果色塊的確定方法是微控制器將音頻信號采樣值量化為8級，根據(jù)音頻信號采樣值的大小確定效果色的最大顯示區(qū)域?yàn)閚，微控制器在第一背景燈組到第8背景燈組之間依次填充η組效果色;在第二跳變模式中，效果色塊的確定方法是微控制器將音頻信號采樣值量化為4級，根據(jù)音頻信號采樣值的大小確定效果色的最大顯示區(qū)域?yàn)棣?，微控制器從第四背景燈組和第五背景燈組開始分別向兩端填充η組效果色；在第三跳變模式中，效果色塊的確定方法是微控制器將音頻信號采樣值量化為8級，根據(jù)音頻信號采樣值的大小確定效果色塊的顯示區(qū)域?yàn)棣?，微控制器將第η個背景燈組填充為效果色。而在第四跳變模式中，微控制器將8個背景燈組均作為效果色塊，且以音頻信號采樣值作為亮度系數(shù)控制所有背景燈組的顯色效果。本發(fā)明的顯著效果是電路結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備安裝方便，將燈飾模塊中的燈光變幻效果與音樂節(jié)奏變幻情況相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)聲光同步控制，使得城市夜景有聲有色，美化了市容， 提高了市政服務(wù)質(zhì)量。


圖I是本發(fā)明系統(tǒng)原理框圖；圖2為圖I中燈飾模塊I的實(shí)施例I結(jié)構(gòu)示意圖；圖3 為圖I中燈飾模塊I的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意4為圖I中燈飾模塊I的實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意5為圖I中燈飾模塊I的實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖I中聲控分機(jī)2的電路原理圖
圖7為圖I中聲控主機(jī)3的電路原理框圖；圖8為圖7中音頻信號處理電路32的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例作進(jìn)一步的說明。如圖I所示，一種夜景燈飾聲光同步控制系統(tǒng)，設(shè)置有多個不同造型的燈飾模塊 I，在每個燈飾模塊I處均設(shè)置有聲控分機(jī)2，所述多個聲控分機(jī)2通過RS485總線與控制室內(nèi)的聲控主機(jī)3相連，所述聲控主機(jī)3通過音頻線(L、R)與功放機(jī)的音頻輸出端連接。燈飾模塊I的數(shù)量根據(jù)具體的應(yīng)用場景來確定，該系統(tǒng)通常應(yīng)用在濱江路、廣場或者公園的綠化帶上，根據(jù)路段的長短設(shè)置相應(yīng)的數(shù)量，利用聲控主機(jī)3對功放機(jī)音頻輸出端輸出的音樂信號進(jìn)行處理，提取出音頻信號的幅度變化值，根據(jù)音頻信號幅度變化的狀況控制各個燈飾模塊I的燈光效果，從而實(shí)現(xiàn)燈光同步。如圖2所示，所述燈飾模塊I為音符型LED夜景裝飾燈，由多個數(shù)碼點(diǎn)光源LED燈
11、多個無源RGB三色燈12以及多個無源RGB花燈13組合而成，所述多個數(shù)碼點(diǎn)光源LED 燈11組成邊框燈組并排列成音符輪廓形狀，所述多個無源RGB三色燈12分為8個背景燈組121 128并依次鑲嵌在所述邊框燈組圍成的區(qū)域內(nèi)，所述多個無源RGB花燈13組成花燈組并分別安插在所述背景燈組121 128中。如圖3、圖4、圖5所示，實(shí)施過程中燈飾模塊I的造型可以設(shè)計成多種音符的輪廓形狀，通過安裝布局將多種燈具組合擺放成各種音符形狀的造型，利用RGB三色燈實(shí)現(xiàn)燈光顏色的變換，結(jié)合動聽的音樂，加上音符的跳動，從而增加城市夜景的美感。如圖6所示，所述聲控分機(jī)2中設(shè)置有微控制器21，在該微控制器21的RXD引腳上連接有MAX485模塊22，通過所述MAX485模塊22接收RS485總線上的燈光控制信號，該微控制器21的輸出端分別與所述燈飾模塊I中的多個數(shù)碼點(diǎn)光源LED燈11、多個無源RGB 三色燈12以及多個無源RGB花燈13連接。根據(jù)燈飾模塊I中各個燈具的具體布局，所述多個數(shù)碼點(diǎn)光源LED燈11相互串聯(lián)在一起，并連接在所述微控制器21的一路輸出接口上,微控制器21輸出同一控制信號,可以實(shí)現(xiàn)所有數(shù)碼點(diǎn)光源LED燈11同亮或同滅，通過周期性的控制，可以實(shí)現(xiàn)邊框燈組閃爍效果。所述多個無源RGB三色燈12分為8個背景燈組121 128，每個背景燈組121 128均設(shè)置有三路控制線，分別為紅光控制信號線R、綠光控制信號線G以及藍(lán)光控制信號線B，同一背景燈組121 128中的無源RGB三色燈12按照相同的順序?qū)⑵淙盘柧€連接在所述三路控制線上；同一組中的多個無源RGB三色燈12連接方式相同，微控制器21輸出同一控制信號可以使同一組中的燈具具有相同的燈光效果，而不同組中的燈具可以采用不同的控制信號，也可以采用相同的控制信號，從而實(shí)現(xiàn)8個背景燈組121 128產(chǎn)生多種燈光效果組
入
口 ο所述多個無源RGB花燈13組成花燈組，也設(shè)置有三路控制線，分別為紅光控制信號線R、綠光控制信號線G以及藍(lán)光控制信號線B，相鄰兩個無源RGB花燈13的三根信號線按照不同的順序連接所述三路控制線。
雖然采用一組控制端來控制多個無源RGB花燈13，但是由于其連接方式的不同， 同一控制信號即可以產(chǎn)生多種燈光效果，同時也降低了控制的難度。如圖7所示，所述聲控主機(jī)3中設(shè)置有主控制器31、音頻信號處理電路32以及 MAX485模塊33，所述音頻信號處理電路32的輸入端設(shè)置有音頻線接口，該音頻信號處理電路32用于實(shí)現(xiàn)濾波、放大并提取出音頻信號的模擬幅度值，該音頻信號處理電路32的輸出端與主控制器31的一個AD輸入端連接，主控制器31通過AD采樣獲得所述音頻信號的數(shù)字幅度值，并根據(jù)該數(shù)字幅度值確定相應(yīng)的燈光控制信號，所述燈光控制信號通過主控制器31的TXD引腳輸出，經(jīng)過所述MAX485模塊33進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，最后通過RS485總線傳送到所述聲控分機(jī)2中，采用MAX485模塊33進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換后發(fā)送到RS485總線上，便于控制信號的長距離傳輸。如圖8所示，在具體實(shí)施過程中，音頻信號處理電路32由低通濾波電路、半周放大電路、峰值檢波電路、差分放大電路以及谷值信號提取電路組成，利用運(yùn)放0P1、電容C2、電阻R2和電阻R5組成低通濾波電路，提升音頻信號中的低頻部分，結(jié)合音樂中音頻信號的頻率范圍，所述低通濾波電路的截止頻率為200Hz 500Hz。音頻信號通過低通濾波電路后從a點(diǎn)進(jìn)入半周放大電路中，由于電阻Rl和二極管 Dl組成半周整流器，當(dāng)輸入端的電壓大于接地電壓，二極管Dl截止，輸入信號的正半周通過電阻Rl進(jìn)入運(yùn)放0P2同相輸入端，運(yùn)放0P2的增益由電阻R3和電阻R4控制，因此c點(diǎn)輸出音頻半周信號。音頻半周信號從c點(diǎn)進(jìn)入峰值檢波電路中，由于電阻R6的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電阻R8， 當(dāng)一個音頻信號的正半周輸入時，信號通過電阻R6和二極管D2使電容C2快速充電到峰值電壓，信號達(dá)到峰值過后電容C2通過電阻R8放電，使得d點(diǎn)輸出音頻半周信號的包絡(luò)線信號。包絡(luò)線信號從d點(diǎn)輸出，由于播放一個連續(xù)音樂時，音頻信號的幅度包絡(luò)線不會低到地電平，而且有一定直流分量，如果信號直接傳輸?shù)铰曇敉娇刂圃O(shè)備，控制設(shè)備不能達(dá)到最大動態(tài)范圍，為去除d點(diǎn)輸出信號的直流分量，d點(diǎn)輸出的信號分成兩路分別輸入到運(yùn)放0P3和運(yùn)放0P4，d點(diǎn)輸出的一路信號通過運(yùn)放0P4緩沖后由二極管D3和電容C3提取信號谷值，當(dāng)運(yùn)放0P4輸出電壓高于二極管D3正極端的電壓時，二極管D3截止，電容C3通過電阻RlO緩慢放電，電容C3和電阻RlO時間常數(shù)一般取Is以上，從而在e點(diǎn)輸出信號的谷值包絡(luò)線。d點(diǎn)輸出的另一路信號送入到運(yùn)放0P3的正相輸入端，運(yùn)放0P3是一個的差分放大電路，d點(diǎn)為正相輸入，e點(diǎn)為反相輸入，e點(diǎn)輸出的信號是d點(diǎn)輸出信號谷值包絡(luò)線，因此，運(yùn)放0P3輸出的信號為Vo = (Vd-Ve) *G，其中Vo為運(yùn)放0P3輸出信號電壓，VdSdA 輸出信號的電壓，Ve為e點(diǎn)輸出信號的電壓，G為運(yùn)放0P3的增益,增益由電阻R7和電阻 R9決定，由于輸出信號是d點(diǎn)信號與它的谷值包絡(luò)線信號相減，因此運(yùn)放0P3去除了 d點(diǎn)信號的直流分量，只輸出一個音頻信號幅度變化的值，該值的動態(tài)范圍較大，滿足主控制器31 的采樣需求。根據(jù)上述電路結(jié)構(gòu)，整個系統(tǒng)的燈光變幻可以與功放機(jī)中音樂的節(jié)奏變幻相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)聲光同步效果。本發(fā)明還提出了一種夜景燈飾聲光同步控制系統(tǒng)的控制方法，按照以下步驟進(jìn)
第一步聲控主機(jī)3通過音頻信號處理電路32對功放機(jī)輸出的音頻信號進(jìn)行采集和處理，并通過主控制器31進(jìn)行AD采樣從而獲得音頻信號采樣值，實(shí)施過程中，主控制器 31采用8位AD采樣，所得音頻信號采樣值用8位二進(jìn)制數(shù)表示，取值范圍為O 255 ;第二步聲控主機(jī)3通過RS485總線將所述音頻信號采樣值傳送到每個聲控分機(jī) 2中，在所述聲控分機(jī)2中的微控制器21中設(shè)置有5種工作模式,分別為自動漸變模式、第一跳變模式、第二跳變模式、第三跳變模式和第四跳變模式；第三步聲控分機(jī)2判斷音頻信號采樣值是否等于O :如果音頻信號采樣值等于0，即表示功放機(jī)沒有放出音樂，則微控制器21按照自動漸變模式運(yùn)行；如果音頻信號采樣值不等于0，即表示功放機(jī)有放出音樂，則微控制器21按照第一跳變模式、第二跳變模式、第三跳變模式以及第四跳變模式周期循環(huán)運(yùn)行；第四步微控制器21按照第三步中所確定的工作模式控制燈飾模塊I中相應(yīng)燈具的發(fā)光狀態(tài)。作為進(jìn)一步描述，在自動漸變模式中，微控制器21按照6種工作狀態(tài)周期循環(huán)運(yùn)行，其中狀態(tài)O8個背景燈組121 128中的無源RGB Ξ三色燈12見;
R立狀態(tài)I8個背景燈組121 128中的無源RGB Ξ三色燈12H曰；
狀態(tài)28個背景燈組121 128中的無源RGB Ξ三色燈12見;
R立狀態(tài)38個背景燈組121 128中的無源RGB Ξ三色燈12H曰；
狀態(tài)48個背景燈組121 128中的無源RGB Ξ三色燈12売;
狀態(tài)58個背景燈組121 128中的無源RGB Ξ三色燈12暗。實(shí)施過程中，聲光同步控制主要對8個背景燈組121 128進(jìn)行控制，而邊框燈組以及花燈組中的燈具是在微控制器21內(nèi)預(yù)設(shè)有控制算法，按照一定的周期循環(huán)變化。在背景燈組的控制過程中，由于背景燈組中的燈具均為無源RGB三色燈，使用RGB三分量可分別控制燈具的發(fā)光功率，改變?nèi)齻€分量的值可使燈具發(fā)出RGB范圍內(nèi)所有顏色的光。因此，在微控制器21的控制算法中定義了 8個背景燈組相對應(yīng)的RGB分量，每個分量256級，因此用一個24字節(jié)數(shù)據(jù)作為顯示緩沖區(qū)，各字節(jié)定義為1R，1G，1B，2R，2G，2B，……，8R，8G，8B。另外還定義了 6個8位無符號數(shù)的全局變量，分別為背景色紅色分量VR、背景色綠色分量VG、 背景色藍(lán)色分量VB、效果色紅色分量VR2、效果色綠色分量VG2以及效果色藍(lán)色分量VB2。在自動漸變模式中，分別將背景色紅色分量VR、背景色綠色分量VG、背景色藍(lán)色分量VB賦值給8個背景燈組相對應(yīng)的RGB分量，即可實(shí)現(xiàn)相應(yīng)顏色的改變。以狀態(tài)O為例， 要使8個背景燈組121 128中的無源RGB三色燈12由綠色最暗變到綠色最亮，則將背景色紅色分量VR設(shè)為0，將背景色藍(lán)色分量VB設(shè)為0，將背景色綠色分量VG從O逐步增加到 255即可實(shí)現(xiàn)，其他狀態(tài)以此類推。以上這種模式主要是在沒有聲控信號輸入情況下，燈具顏色為隨時間自動變化， 所有背景燈組均為同一色彩，不出現(xiàn)跳變情況。而為了背景燈光隨聲控信號跳變，在第一跳變模式、第二跳變模式、第三跳變模式以及第四跳變模式中，微控制器21中設(shè)置有背景色控制和效果色控制兩個進(jìn)程，其具體控制步驟如下第一步背景色控制微控制器21將8個背景燈組121 128均作為背景色塊，并按照自動漸變模式中的控制算法控制所述8個背景燈組121 128工作；第二步效果色控制微控制器21根據(jù)具體的工作模式確定8個背景燈組121 128中的效果色塊，并以背景色塊的補(bǔ)色作為效果色來控制相應(yīng)背景燈組121 128工作，即將效果色紅色分量 VR2設(shè)置為VR2 = 255-VR，將效果色綠色分量VG2設(shè)置為VG2 = 255-VG，將效果色藍(lán)色分量 VB2 設(shè)置為 VB2 = 255-VB。將背景色的補(bǔ)色作為效果色，即背景色與效果色相加后為白色，從而使得效果色始終與背景色可以明顯分辨，并且不產(chǎn)生類似紅與綠的對色效果。根據(jù)不同的工作模式，效果色塊的選擇方式是不一樣的。在第一跳變模式中，效果色塊的確定方法是微控制器21將音頻信號采樣值量化為8級，根據(jù)音頻信號采樣值的大小確定效果色的最大顯示區(qū)域?yàn)閚，微控制器21在第一背景燈組121到第8背景燈組128之間依次填充η組效果色；在第二跳變模式中，效果色塊的確定方法是微控制器21將音頻信號采樣值量化為4級，根據(jù)音頻信號采樣值的大小確定效果色的最大顯示區(qū)域?yàn)棣?，微控制?1從第四背景燈組124和第五背景燈組125開始分別向兩端填充η組效果色；在第三跳變模式中，效果色塊的確定方法是微控制器21將音頻信號采樣值量化為8級，根據(jù)音頻信號采樣值的大小確定效果色塊的顯示區(qū)域?yàn)棣?，微控制?1將第η個背景燈組填充為效果色。而在第四跳變模式中，微控制器21將8個背景燈組121 128均作為效果色塊， 且以音頻信號采樣值作為亮度系數(shù)控制所有背景燈組121 128的顯色效果。下面舉例說明上述各種跳變模式的具體控制過程，假設(shè)音頻信號采樣值為 10011100，即十進(jìn)制值為156。如果工作在第一跳變模式，微控制器21將音頻信號采樣值量化為8級后所確定的效果色最大顯示區(qū)域η = 156/31 = 5，即微控制器21在第一背景燈組121到第五背景燈組 125之間依次填充效果色，在第六背景燈組122到第八背景燈組128之間保留背景色，此時
VR2 = IR = 2R ........ 5R, VG2 = IG = 2G ........ 5G, VB2 = IB = 2Β .......5Β,而 VR
=6R = 7R = 8R, VG = 6G = 7G = 8G, VB = 6Β = 7Β = 8Β。如果工作在第二跳變模式，微控制器21將音頻信號采樣值量化為4級后所確定的效果色最大顯示區(qū)域η = 156/63 = 2，即微控制器21從第四背景燈組124和第五背景燈組 125開始分別向兩端填充2組效果色，將第一背景燈組121、第二背景燈組122、第七背景燈組127以及第八背景燈組128保留為背景色，此時VR2 = 3R = 4R = 5R = 6R，VG2 = 3G = 4G = 5G = 6G, VB2 = 3B = 4B = 5B = 6B,而 VR = IR = 2R = 7R = 8R, VG = IG = 2G = 7G = 8G, VB = IB = 2B = 7B = 8B。如果工作在第三跳變模式，微控制器21將音頻信號采樣值量化為8級所確定的效果色塊的顯示區(qū)域?yàn)棣?= 156/31 = 5，微控制器21將第五背景燈組125填充為效果色，將其他背景燈組保留為背景色，此時VR2 = 5R，VG2 = 5G，VB2 = 5Β,而VR = IR = 2R = 3R =4R = 6R = 7R = 8R, VG = IG = 2G = 3G = 4G = 6G = 7G = 8G, VB = IB = 2Β = 3Β = 4Β = 6Β = 7Β = 8Β。如果工作在第四跳變模式，微控制器21將8個背景燈組121 128均作為效果色塊，且以音頻信號采樣值作為亮度系數(shù)控制所有背景燈組121 128的顯色效果。此時VR2 = VR*156/256 = IR = 2R ........ 8R ；VB2 = VB*156/256 = IB = 2B ........ 8B ；VG2 = VG*156/256 = IG = 2G ........ 8G。結(jié)合上述實(shí)施例，本發(fā)明將燈飾模塊I中的燈光變幻效果與音樂節(jié)奏變幻情況相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了聲光同步控制，使得城市夜景有聲有色，從而美化市容市貌，提高了百姓的生活質(zhì)量。盡管以上結(jié)構(gòu)結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但本發(fā)明不限于上述具體實(shí)施方式
，上述具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的而不是限定性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不違背本發(fā)明宗旨及權(quán)利要求的前提下，可以做出多種類似的表示，如更改具體的燈光變幻模式，更改燈光造型等等，這樣的變換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種夜景燈飾聲光同步控制系統(tǒng)，其特征在于設(shè)置有多個不同造型的燈飾模塊(1)，在每個燈飾模塊(I)處均設(shè)置有聲控分機(jī)(2)，所述多個聲控分機(jī)(2)通過RS485總線與控制室內(nèi)的聲控主機(jī)(3)相連，所述聲控主機(jī)(3)通過音頻線(L、R)與功放機(jī)的音頻輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的夜景燈飾聲光同步控制系統(tǒng)，其特征在于所述燈飾模塊(I) 為音符型LED夜景裝飾燈，由多個數(shù)碼點(diǎn)光源LED燈(11)、多個無源RGB三色燈(12)以及多個無源RGB花燈(13)組合而成，所述多個數(shù)碼點(diǎn)光源LED燈(11)組成邊框燈組并排列成音符輪廓形狀，所述多個無源RGB三色燈(12)分為8個背景燈組(121 128)并依次鑲嵌在所述邊框燈組圍成的區(qū)域內(nèi)，所述多個無源RGB花燈(13)組成花燈組并分別安插在所述背景燈組(121 128)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的夜景燈飾聲光同步控制系統(tǒng)，其特征在于所述聲控分機(jī)(2) 中設(shè)置有微控制器(21)，在該微控制器(21)的RXD引腳上連接有MAX485模塊(22)，通過所述MAX485模塊(22)接收RS485總線上的燈光控制信號，該微控制器(21)的輸出端分別與所述燈飾模塊(I)中的多個數(shù)碼點(diǎn)光源LED燈(I I)、多個無源RGB三色燈(12)以及多個無源RGB花燈(13)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的夜景燈飾聲光同步控制系統(tǒng)，其特征在于所述多個數(shù)碼點(diǎn)光源LED燈(11)相互串聯(lián)在一起，并連接在所述微控制器(21)的一路輸出接口上；所述多個無源RGB三色燈(12)分為8個背景燈組(121 128)，每個背景燈組(121 128)均設(shè)置有三路控制線，分別為紅光控制信號線(R)、綠光控制信號線(G)以及藍(lán)光控制信號線(B)，同一背景燈組(121 128)中的無源RGB三色燈(12)按照相同的順序?qū)⑵淙盘柧€連接在所述三路控制線上；所述多個無源RGB花燈(13)組成花燈組，也設(shè)置有三路控制線，分別為紅光控制信號線(R)、綠光控制信號線(G)以及藍(lán)光控制信號線(B)，相鄰兩個無源RGB花燈(13)的三根信號線按照不同的順序連接所述三路控制線。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的夜景燈飾聲光同步控制系統(tǒng)，其特征在于所述聲控主機(jī)(3) 中設(shè)置有主控制器(31)、音頻信號處理電路(32)以及MAX485模塊(33)，所述音頻信號處理電路(32)的輸入端設(shè)置有音頻線接口，該音頻信號處理電路(32)用于實(shí)現(xiàn)濾波、放大并提取出音頻信號的模擬幅度值，該音頻信號處理電路(32)的輸出端與主控制器(31)的一個AD輸入端連接，主控制器(31)通過AD采樣獲得所述音頻信號的數(shù)字幅度值，并根據(jù)該數(shù)字幅度值確定相應(yīng)的燈光控制信號，所述燈光控制信號通過主控制器(31)的TXD引腳輸出，經(jīng)過所述MAX485模塊(33)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，最后通過RS485總線傳送到所述聲控分機(jī)(2)中。
6.一種夜景燈飾聲光同步控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行 第一步聲控主機(jī)(3)通過音頻信號處理電路(32)對功放機(jī)輸出的音頻信號進(jìn)行采集和處理，并通過主控制器(31)進(jìn)行AD采樣從而獲得音頻信號采樣值；第二步聲控主機(jī)(3)通過RS485總線將所述音頻信號采樣值傳送到每個聲控分機(jī)(2)中，在所述聲控分機(jī)(2)中的微控制器(21)中設(shè)置有5種工作模式，分別為自動漸變模式、第一跳變模式、第二跳變模式、第三跳變模式和第四跳變模式；第三步聲控分機(jī)(2)判斷音頻信號采樣值是否等于O :如果音頻信號采樣值等于0，即表示功放機(jī)沒有放出音樂，則微控制器(21)按照自動漸變模式運(yùn)行；如果音頻信號米樣值不等于O,即表不功放機(jī)有放出音樂,貝U微控制器(21)按照第一跳變模式、第二跳變模式、第三跳變模式以及第四跳變模式周期循環(huán)運(yùn)行；第四步微控制器(21)按照第三步中所確定的工作模式控制燈飾模塊(I)中相應(yīng)燈具的發(fā)光狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的夜景燈飾聲光同步控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于在自動漸變模式中，微控制器(21)按照6種工作狀態(tài)周期循環(huán)運(yùn)行，其中狀態(tài)O :8個背景燈組(121 128)中的無源RGB三色燈(12)由綠色最暗變到綠色最売;狀態(tài)I :8個背景燈組(121 128)中的無源RGB三色燈(12)由紅色最亮變到紅色最暗；狀態(tài)2 8個背景燈組(121 128)中的無源RGB三色燈(12)由藍(lán)色最暗變到藍(lán)色最売;狀態(tài)3 8個背景燈組(121 128)中的無源RGB三色燈(12)由綠色最亮變到綠色最暗；狀態(tài)4 8個背景燈組(121 128)中的無源RGB三色燈(12)由紅色最暗變到紅色最売;狀態(tài)5 8個背景燈組(121 128)中的無源RGB三色燈(12)由藍(lán)色最亮變到藍(lán)色最暗。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的夜景燈飾聲光同步控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于在第一跳變模式、第二跳變模式、第三跳變模式以及第四跳變模式中，微控制器(21)中設(shè)置有背景色控制和效果色控制兩個進(jìn)程，其具體控制步驟如下第一步背景色控制微控制器(21)將8個背景燈組(121 128)均作為背景色塊，并按照自動漸變模式中的控制算法控制所述8個背景燈組(121 128)工作；第二步效果色控制微控制器(21)根據(jù)具體的工作模式確定8個背景燈組(121 128)中的效果色塊，并以背景色塊的補(bǔ)色作為效果色來控制相應(yīng)背景燈組(121 128)工作。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的夜景燈飾聲光同步控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于在第一跳變模式中，效果色塊的確定方法是微控制器(21)將音頻信號采樣值量化為8級，根據(jù)音頻信號采樣值的大小確定效果色的最大顯示區(qū)域?yàn)閚，微控制器(21)在第一背景燈組(121)到第8背景燈組(128)之間依次填充η組效果色；在第二跳變模式中，效果色塊的確定方法是微控制器(21)將音頻信號采樣值量化為4級，根據(jù)音頻信號采樣值的大小確定效果色的最大顯示區(qū)域?yàn)棣?，微控制?21)從第四背景燈組(124)和第五背景燈組(125)開始分別向兩端填充η組效果色；在第三跳變模式中，效果色塊的確定方法是微控制器(21)將音頻信號采樣值量化為8級，根據(jù)音頻信號采樣值的大小確定效果色塊的顯示區(qū)域?yàn)閚，微控制器(21)將第η個背景燈組填充為效果色。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的夜景燈飾聲光同步控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于在第四跳變模式中，微控制器(21)將8個背景燈組(121 128)均作為效果色塊，且以音頻信號采樣值作為亮度系數(shù)控制所有背景燈組(121 128)的顯色效果。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種夜景燈飾聲光同步控制系統(tǒng)及其控制方法，其特征在于系統(tǒng)設(shè)置有多個不同造型的燈飾模塊，在每個燈飾模塊處均設(shè)置有聲控分機(jī)，所述多個聲控分機(jī)通過RS485總線與控制室內(nèi)的聲控主機(jī)相連，所述聲控主機(jī)通過音頻線與功放機(jī)的音頻輸出端連接。其方法在于聲控分機(jī)具備多種工作模式，能根據(jù)聲控主機(jī)采樣所得的音頻信號幅度變化情況來改變燈飾模塊中各個燈具的發(fā)光狀態(tài)。其顯著效果是電路結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備安裝方便，將燈飾模塊中的燈光變幻效果與音樂節(jié)奏變幻情況相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)聲光同步控制，使得城市夜景有聲有色，美化了市容，提高了市政服務(wù)質(zhì)量。
文檔編號H05B37/02GK102595704SQ20121000674
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月6日
發(fā)明者唐蜜, 張宏圖, 張紅波 申請人:重慶三弓科技發(fā)展有限公司