专利名称：多灯光主控制器间时间同步方法及其实现装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及灯光控制系统中多主控制器间时间同步技术。
背景技术：
在灯光控制领域中，常常采用多个灯光主控制器同时控制同一个灯光画面的不同部分的播放或将多个主控制器放置在不同地点同时控制灯光画面在同一时刻播放相同内容。不论是第一种灯光画面的多主控制器工作方式还是第二种工作方式，多主控制器之间的同步是实现播放画面的整体性或一致性的关键。现有的同步技术采用的是RTC实时时间芯片或网络进行同步。
然而，RTC实时时间芯片的时间精确度只能到达秒级，不能很好的满足灯光控制领域中毫秒级的帧播放速率的时间同步要求，以至于画面的完整性或一致性不高；另外，灯光控制领域中需要进行时间同步的主控制器间的距离并不固定，各个主控制器可能会间隔非常远，这时网络连接布线很不方便，同时也增加了成本，且由于长距离网络传输延时较大，容易丢包，故通过网络进行时间同步也不能满足各主控制器间隔较远时的同步要求。
发明内容
本发明解决的技术问题是实现脱机播放模式下多灯光主控制器间的精确同步。鉴于以上问题，本发明采用GPS时间进行时间同步，GPS时间是GPS接收器接收来自卫星的GPS定位信息中包含的时间。GPS时间有以下优点时间精度高(可达到微秒级)、信号稳定、信息输出快，可满足灯光控制领域中时间同步对时间精确度、稳定性、实时性的要求。本发明中一种基于GPS时间的多灯光主控设备间时间同步的方法，包括
获取节目开始时间Tl的步骤；
当获取节目开始时间Tl后，获取当前GPS时间T2的步骤；
计算时间差T=T2-T1的步骤；
确定在当前GPS时间Τ2应当播放播放列表中第η个文件的步骤将播放列表中的文件的播放时间依次顺序叠加得到总时间T_T0TAL上，直到叠加第η个文件的播放时间后总时间T_T0TAL大于或等于时间差，第η个文件便为在当前GPS时间Τ2应当播放的文件，η为不等于O的自然数；
确定当前GPS时间Τ2应当播放的所述第η个文件的偏移位置的步骤；
控制灯光主控设备从第η个文件的偏移位置开始播放文件的步骤。优选地，当叠加播放列表中最后I个文件的播放时候后总时间T_T0TAL仍然小于时间差时，则从播放列表第I个文件开始继续顺次将播放列表中的各个文件播放时间叠加到总时间T_T0TAL上，到直到总时间T_T0TAL大于或等于时间差。优选地，确定播放列表中单个文件的播放时间的方法包括
计算单帧数据长度FRAME_LEN的步骤；获取该文件大小F_SIZE及播放帧频FRAME_RATE的步骤；
计算该文件总帧数FRAME_NUMS = F_SIZE / FRAME_LEN的步骤；
计算该文件播放时间FJlME = FRAME_NUMS / FRAME_RATE的步骤。优选地，确定在当前GPS时间T2应当播放第η个文件的偏移位置的方法包括
计算该文件已经被播放的时间T_FILE = T_T0TAL - T的步骤；
计算该文件当前应该播放的偏移位置F_0FFSET = T_FILE XFRAME_RATEX FRAME_LEN的步骤。本发明还提供了一种实现基于GPS时间的多灯光主控设备间时间同步方法的装 置，包括
节目开始时间获取模块，用于获取节目开始时间Tl ；
当前GPS时间获取模块，用于在获取节目开始时间Tl后，获取当前GPS时间T2 ；
时间差计算模块，用于计算时间差T=T2_T1 ；
当前GPS时间应播放文件确定模块，用于将播放列表中的文件的播放时间顺次叠加得到总时间T_T0TAL上，直到叠加第η个文件的播放时间后总时间T_T0TAL大于或等于时间差，从而确定在当前GPS时间T2应当播放播放列表中第η个文件，η为不等于O的自然数；当前GPS时间应播放文件偏移位置确定模块，用于确定当前GPS时间Τ2应当播放的第η个文件的偏移位置；
播放控制模块，用于控制灯光主控设备从第η个文件的偏移位置开始播放文件的模块。优选地，所述当前GPS时间应播放文件确定模块还用于当叠加播放列表中最后I个文件的播放时候后总时间T_T0TAL仍然小于时间差时，则从播放列表第I个文件开始继续顺次将播放列表中的各个文件播放时间叠加到总时间T_T0TAL上，到直到总时间T_TOTAL大于或等于时间差。优选地，当前GPS时间应播放文件确定模块包括播放列表中单个文件的播放时间计算模块；
播放列表中单个文件的播放时间计算模块进一步包括
用于计算单帧数据长度FRAME_LEN的模块；
用于获取该文件大小F_SIZE及播放帧频FRAME_RATE的模块；
用于计算该文件总帧数FRAME_NUMS = F_SIZE / FRAME_LEN的模块；
用于计算该文件播放时间FJlME = FRAME_NUMS / FRAME_RATE的模块。优选地，所述当前GPS时间应播放文件偏移位置确定模块包括
用于计算该文件已经被播放的时间T_FILE = T_T0TAL - T的模块；
用于计算该文件当前应该播放的偏移位置F_0FFSET = T_FILE XFRAME_RATEXFRAME_LEN 的模块。综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是在灯光控制脱机播放模式下，利用GPS卫星时间实现多个主控制器间的时间同步，实现播放画面的整体性、一致性，具有同步精度高、实用性强的优点。
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中
图I是本发明方法的流程图。
具体实施例方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。下面结合图I对本发明的方法步骤及原理进行说明。本发明利用GPS时间实现灯光控制领域中多个主控制器间的时间同步。要使用本 发明中的方法需要首先各个主控制器内部的UART分别连接一个GPS接收器。本发明中的方法主要包括
获取节目单中节目开始时间Tl的步骤；
当接收到节目开始时间Tl后，获取当前GPS时间T2的步骤；
计算时间差T=T2-T1的步骤；
将播放列表中的文件的播放时间依次顺序叠加得到总时间T_T0TAL上，直到叠加第η个文件的播放时间后总时间T_T0TAL大于或等于时间差，从而确定在当前GPS时间T2应当播放播放列表中第η个文件的步骤，η为不等于O的自然数；
确定当前GPS时间Τ2应当播放的第η个文件的偏移位置的步骤；
控制灯光主控设备从第η个文件的偏移位置开始播放文件的步骤。其中，当接收到节目开始时间Tl后，获取当前GPS时间Τ2的步骤的一个具体实施方式
可以是这样
(1)初始化GPS接收器以及UART；
(2)各主控制器上电，读取RTC时间芯片，判断节目开始时间Tl是否存在，若存在则从GPS接收器获取当前时间Τ2。GPS接收器获取当前时间Τ2的具体步骤是这样的GPS接收器从卫星获取GPS时间，UART接收GPS接收器输出的串行时间信息报文，并存储在UART寄存器中，当接收完一个完整的时间信息报文后，UART利用GPS卫星时间解析算法解析该报文得到GPS时间。其中，确定在当前GPS时间T2应当播放播放列表中第η个文件的方法的一个具体实施方式
可以是这样的，包括
首先设置总时间变量T_T0TAL，假设播放列表中各个文件的播放时间分别为TH、Tf2……TfN，依此将各个文件的播放时间累加到T_T0TAL，即首先T_T0TAL=Tfl，接下来T_T0TAL=Tfl+Tf2,以此类推，当T_T0TAL彡T (T=T2_T1)时停止，此时，便可确定在当前GPS时间Τ2该播放的播放列表中的第2个文件FILE2。再如，T_T0TAL=Tfl+Tf2+Tf3彡T,那么T2时刻应该播放的列表中的第3个文件FILE3。由于某播放时间段内播放节目单中的文件可以循环播放，本步骤的具体实施方式
还可以是当累加到播放节目单结尾即T_T0TAL=Tfl+Tf2+…+TfN后仍小于T，便从播放列表中第I个文件的播放时间开始，继续将Tfl、Tf2……TfN顺序依次累加到T_TOTAL，直至T.TOTAL ^ T时结束。假设最终求得当前时间T2应播放的文件为FILE。确定播放列表中文件的播放时间的一种实施方式是这样的
计算单帧数据长度FRAME_LEN的步骤；
获取该文件大小F_SIZE及播放帧频FRAME_RATE的步骤；
计算该文件总帧数FRAME_NUMS = F_SIZE / FRAME_LEN的步骤；
计算该文件播放时间FJlME = FRAME_NUMS / FRAME_RATE的步骤。举例说明假定每路控制器通道发送的数据长度固定为512字节，每个控制器有8路输出(每路通道数据长度、控制器端口数均视具体情况而定，此处仅用于举例说明)，那么每个控制器输出的单帧数据长度为512X8=4096字节，假设控制一个LED灯光画面的控制器数量为CNUMS，CNUMS为不等O的自然数，那么单帧播放画面的数据长度FRAME_LEN即为CNUMS X 4096 字节。假定节目单中文件列表包含的文件依次为Filel、File2……FileN，每个播放文件的播放速率(也可用帧频FRAME_RATE表示，即每秒播放FRAME_RATE帧数据，该信息包含在
节目单中)分别为Frl、Fr2......FrN,每个播放文件的大小分别为F_sizel、F_size2......F_
sizeN (该信息包含在节目单中)，那么第N个文件包含的帧数为FRAME_NUMS= F_sizeN / (CNUMS*4096)，该文件的播放时间为 FRAME_NUMSX FrN 或 FRAME_NUMS / FRAME_RATE 秒，便可计算出每个文件的播放时间分别为Tf I、Tf2……TfN。确定在当前GPS时间T2应当播放第η个文件的偏移位置的方法的一个具体实施方式
为
先计算该文件已经被播放的时间T_FILE = T_T0TAL - T ;再计算该文件当前应该播放的偏移位置 F_0FFSET = T_FILE XFRAME_RATEX FRAME_LEN。假设当前时间T2应该播放的文件FILE的帧频为FRAME_RATE，用T_T0TAL与T做差值运算T_T0TAL -T,即为文件FILE已经播放的时间，那么T2时刻应该播放的文件FILE帧号 Frnums= (T_T0TAL-T) XFRAME_RATE,文件内部偏移 Foffset=FrnumsX (CNUMSX4096)。主控制器从文件FILE内部偏移位置Foffset开始播放。各主控制器均按照此方法在播放前进行校准，即可实现时间同步，即播放画面的整体性、一致性。本发明并不局限于前述的具体实施方式
。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
权利要求
1.一种基于GPS时间的多灯光主控设备间时间同步的方法，其特征在于，包括 获取节目开始时间Tl的步骤； 当获取节目开始时间Tl后，获取当前GPS时间T2的步骤； 计算时间差T=T2-T1的步骤； 确定在当前GPS时间Τ2应当播放播放列表中第η个文件的步骤将播放列表中的文件的播放时间依次顺序叠加得到总时间T_TOTAL上，直到叠加第η个文件的播放时间后总时间T_TOTAL大于或等于时间差，第η个文件便为在当前GPS时间Τ2应当播放的文件，η为不等于O的自然数； 控制灯光主控设备从第η个文件的偏移位置开始播放文件的步骤。
2.根据权利要求I所述的一种基于GPS时间的多灯光主控设备间时间同步的方法,其特征在于，当叠加播放列表中最后I个文件的播放时候后总时间T_TOTAL仍然小于时间差时，则从播放列表第I个文件开始继续将播放列表中的各个文件播放时间顺次叠加到总时间T_TOTAL上，到直到总时间T_TOTAL大于或等于时间差。
3.根据权利要求I或2所述的一种基于GPS时间的多灯光主控设备间时间同步的方法，其特征在于，确定播放列表中单个文件的播放时间的方法包括 计算单帧数据长度FRAME_LEN的步骤； 获取该文件大小F_SIZE及播放帧频FRAME_RATE的步骤； 计算该文件总帧数FRAME_NUMS = F_SIZE / FRAME_LEN的步骤； 计算该文件播放时间FJlME = FRAME_NUMS / FRAME_RATE的步骤。
4.根据权利要求3所述的一种基于GPS时间的多灯光主控设备间时间同步的方法,其特征在于，确定在当前GPS时间T2应当播放第η个文件的偏移位置的方法包括 计算该文件已经被播放的时间T_FILE = T_TOTAL - T的步骤； 计算该文件当前应该播放的偏移位置F_OFFSET = T_FILE XFRAME_RATEX FRAME_LEN的步骤。
5.一种实现基于GPS时间的多灯光主控设备间时间同步方法的装置，其特征在于，包括 节目开始时间获取模块，用于获取节目开始时间Tl ； 当前GPS时间获取模块，用于在获取节目开始时间Tl后，获取当前GPS时间T2 ； 时间差计算模块，用于计算时间差T=T2_T1 ；当前GPS时间应播放文件确定模块，用于将播放列表中的文件的播放时间顺次叠加得到总时间T_TOTAL上，直到叠加第η个文件的播放时间后总时间T_TOTAL大于或等于时间差，从而确定在当前GPS时间T2应当播放播放列表中第η个文件，η为不等于O的自然数；当前GPS时间应播放文件偏移位置确定模块，用于确定当前GPS时间Τ2应当播放的第η个文件的偏移位置； 播放控制模块，用于控制灯光主控设备从第η个文件的偏移位置开始播放文件的模块。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述当前GPS时间应播放文件确定模块还用于当叠加播放列表中最后I个文件的播放时候后总时间T_TOTAL仍然小于时间差时，则从播放列表第I个文件开始继续将播放列表中的各个文件播放时间顺次叠加到总时间T_TOTAL上，到直到总时间T_T0TAL大于或等于时间差。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，当前GPS时间应播放文件确定模块包括播放列表中单个文件的播放时间计算模块； 播放列表中单个文件的播放时间计算模块进一步包括 用于计算单帧数据长度FRAME_LEN的模块； 用于获取该文件大小F_SIZE及播放帧频FRAME_RATE的模块； 用于计算该文件总帧数FRAME_NUMS = F_SIZE / FRAME_LEN的模块； 用于计算该文件播放时间FJlME = FRAME_NUMS / FRAME_RATE的模块。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述当前GPS时间应播放文件偏移位置确定模块包括 用于计算该文件已经被播放的时间T_FILE = T_T0TAL - T的模块； 用于计算该文件当前应该播放的偏移位置F_0FFSET = T_FILE XFRAME_RATEXFRAME_LEN 的模块。
全文摘要
本发明公开了多灯光主控制器间时间同步方法及其实现装置，涉及灯光控制系统中多主控制器间时间同步技术，旨在提供一种能够实现脱机播放模式下多灯光主控制器间的精确同步的方法。本发明技术要点包括获取节目开始时间T1的步骤；当获取节目开始时间T1后，获取当前GPS时间T2的步骤；计算时间差T=T2-T1的步骤；确定在当前GPS时间T2应当播放播放列表中第ｎ个文件的步骤；控制灯光主控设备从第ｎ个文件的偏移位置开始播放文件的步骤。
文档编号G09G3/36GK102915222SQ201210351019
公开日2013年2月6日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者王东越, 曹孝坤, 索国锋, 邢保振, 吕昱 申请人:四川九洲电器集团有限责任公司