基于网络通信的体感特效控制系统的制作方法

本实用新型涉及体感特效技术领域，特别是涉及一种基于网络通信的体感特效控制系统。

背景技术：

目前，市场上的虚拟现实技术或增强现实技术的特效控制方案大都是通过特效箱来控制特效，即仅将各个特效执行部件通过rs485总线与特效控制箱连接以接收特效控制箱的控制信号。为保证特效控制箱与各个特效模块之间的通信可靠性，通信线缆需要采用专用的双绞线，但由于专用的双绞线通信线缆不属于通用材料，不便于购买，给体感特效的通信线缆布置带来了较大麻烦；另外，如果通信线路连接出现故障时，需要请专业人员进行检修。可见，上述采用485总线进行通信的控制方式存在通信线缆购买不便，安装难度大，不便于维护的问题。

技术实现要素：

为克服相关技术中存在的问题，本实用新型实施例提供了一种基于网络通信的体感特效控制系统，解决了现有技术的特效控制箱和特效执行部件之间通信线缆不易购买，安装难度大，不便于维护的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供一种基于网络通信的体感特效控制系统，包括中控设备、交换机、路由器和多个特效控制模块；所述交换机连接于所述中控设备和特效控制模块之间，并通过所述路由器以及网线连接至以太网；每个所述特效控制模块包括相互电连接的以太网通信模块、特效控制器、特效驱动模块、特效执行部件和电源模块；所述特效控制器通过所述以太网通信模块以及网线连接至所述交换机，并通过以太网与所述中控设备进行通信；所述特效驱动模块的信号输入端连接至所述特效控制器的驱动信号输出端口，其信号输出端连接有所述特效执行部件；所述电源模块的输入端连接至交流电源，其输出端连接至所述以太网通信模块、特效控制器和特效驱动模块以提供电源。

本实用新型所述的基于网络通信的体感特效控制系统的各个特效控制模块通过网络连接至中控设备，具有通信线缆易于购买，易于安装布线，方便后期维护等优点。

在一个可选的实施例中，所述以太网通信模块包括依次电连接的网络接口电路和以太网phy电路；所述网络接口电路通过所述交换机连接至以太网和中控设备；所述以太网phy电路连接于所述网络接口电路和所述特效控制器的rmii接口之间。

在一个可选的实施例中，所述网络接口电路包括网络接口和网络变压器；所述网络接口通过网线连接至所述交换机；所述网络变压器连接于所述网络接口和以太网phy电路之间。

在一个可选的实施例中，所述以太网通信模块还包括以太网防护电路；所述以太网防护电路与所述网络变压器以及以太网phy电路相连接。

在一个可选的实施例中，所述特效驱动模块包括继电器驱动电路和继电器；所述继电器驱动电路连接于所述特效控制器的驱动信号输出端口；所述继电器包括驱动线圈和触点开关；所述驱动线圈连接于所述继电器驱动电路的输出端和直流电源之间；所述触点开关连接于所述特效执行部件的电源输入端和交流电源之间。

在一个可选的实施例中，所述电源模块包括依次电连接的emi滤波保护电路、整流电路、逆变降压电路和滤波电路；所述emi滤波保护电路连接交流市电取电；所述整流电路连接于所述emi滤波保护电路的后端，对交流市电整流输出高压直流电至所述逆变降压电路；所述逆变降压电路接收所述高压直流电，降压后输出低压直流电至所述滤波电路；所述滤波电路接收所述低压直流电滤波后输出至所述特效控制器的电源输入端和特效驱动模块的电源输入端。

在一个可选的实施例中，所述特效控制模块还包括usb连接电路；所述usb连接电路包括usb防护电路和usb接口；所述usb接口通过所述usb防护电路连接至所述特效控制器的usb数据端口。

在一个可选的实施例中，所述特效控制模块还包括测试电路；所述测试电路包括防抖电路和测试按钮；所述测试按钮通过所述防抖电路连接至所述特效控制器的信号输入端口。

在一个可选的实施例中，所述特效控制模块还包括指示电路；所述指示电路包括指示灯驱动电路和指示灯；所述指示灯通过所述指示灯驱动电路连接至所述特效控制器的信号输出端口。

在一个可选的实施例中，所述特效执行部件为连接于所述特效驱动模块的后端的电机

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述基于网络通信的体感特效控制系统的系统架构图；

图2是本实用新型实施例所述特效控制模块的连接原理图；

图3是本实用新型实施例所述网络接口电路的电路原理图；

图4是本实用新型实施例所述以太网phy电路的电路原理图；

图5是本实用新型实施例所述以太网防护电路的电路原理图；

图6是本实用新型实施例所述特效控制器的连接原理图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

本申请实施例中的技术方案的总体思路如下：在每一个特效控制模块上设置与特效执行部件相对应的专用的控制器，并使控制器通过网线连接至交换机以及中控设备，即使所述控制器通过以太网与中控设备进行通信，其所采用的通信线缆为通用建材网线，相对于485通信的双绞线，便于购买，易于安装，便于后期的维护。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

请同时参阅图1和图2，其图1是本实用新型实施例所述基于网络通信的体感特效控制系统的系统架构图；图2是本实用新型实施例所述特效控制模块的连接原理图。

本实用新型实施例所述的基于网络通信的体感特效控制系统，其包括中控设备10、交换机20、路由器30和多个特效控制模块40；所述交换机20通过网线连接于所述中控设备10和各个特效控制模块40之间，并通过所述路由器30以及网线连接至以太网；每个所述特效控制模块40包括相互电连接的以太网通信模块41、特效控制器42、特效驱动模块43、特效执行部件44和电源模块45。所述特效控制器42通过所述以太网通信模块41以及网线连接至所述交换机20，并通过以太网与所述中控设备10进行通信；所述特效驱动模块43的信号输入端连接至所述特效控制器42的驱动信号输出端口，其信号输出端连接有所述特效执行部件44；所述电源模块45的输入端连接至交流电源，其输出端连接至所述以太网通信模块41、特效控制器42和特效驱动模块43以提供电源。

本实用新型实施例所述的基于网络通信的体感特效控制系统通过设置与特效执行部件相对应的特效控制模块，并且特效控制模块可以通过网线连接至中控设备，与中控设备进行网络通信以接收中控设备的特效控制信号，实现控制。本实施例中，各个特效执行部件与中控设备之间通过网络连接，由于网线属于通用材料，易于购买，布线难度较低，如使用过程中出现故障，也无需请专业人员上门维修，大大降低了特效控制系统的安装以及维护成本。

所述中控设备10可以为专用的上位机也可以为计算机设备，其负责分发特效控制数据，进行特效的合理调度；特效控制模块40负责接收特效控制数据，进行数据指令的处理，并反馈特效模块的运行状态的数据到中控设备10，以便于管理人员对特效模块进行监控及管理。

所述交换机20用于将一个网络端口分发成多个网络端口，便于连接多个特效控制模块；路由器30用于连接至以太网，在网络间起网关的作用，其读取每一个数据包中的地址然后决定如何传送的专用智能性的网络设备。

本基于网络通信的体感特效控制系统中包括连接于交换机20后端的多个特效控制模块40，其中每个所述特效控制模块40均包括相互电连接的以太网通信模块41、特效控制器42、特效驱动模块43、特效执行部件44和电源模块45。

所述以太网通信模块41匹配以太网接口硬件层电气性能，完成以太网数据交换，其硬件连接速率能够达到100mbps，实际通信速率能够达到全双工5mbps。以太网通信模块112和主控芯片111之间通过rmii接口进行连接，保证通信速度的同时，减少了对主控芯的io口的占用，使特效控制器的资源得到更加合理的运用。

请同时参阅图3和图4，图3是本实用新型实施例所述网络接口电路的电路原理图；图4是本实用新型实施例所述以太网phy电路的电路原理图。

所述以太网通信模块41包括依次电连接的网络接口电路和以太网phy电路；所述网络接口电路通过所述交换机连接至以太网和中控设备；所述以太网phy电路连接于所述网络接口电路和所述特效控制器的rmii接口之间。

所述网络接口电路包括网络接口和网络变压器；所述网络接口通过网线连接至所述交换机；所述网络变压器连接于所述网络接口和以太网phy电路之间。

接入网络变压器后，所述网络变压器用于信号电平耦合，其具有以下作用：其一，可以增强信号，使其传输距离更远；其二，使芯片与外部隔离，抗干扰能力大大增强，而且对芯片增加了很大的保护作用，如雷击等；其三，当接到不同电平的网口时，如有的phy芯片是2.5v，有的phy芯片是3.3v，不会对彼此设备造成影响。

请参阅图5，图5是本实用新型实施例所述以太网防护电路的电路原理图。

所述以太网通信模块还包括以太网防护电路；所述以太网防护电路与所述网络变压器以及以太网phy电路相连接。

请参阅图6，图6是本实用新型实施例所述特效控制器的连接原理图。

所述特效控制器42通过所述以太网通信模块41以及网线连接至所述交换机20，并通过以太网与所述中控设备10进行通信。所述特效控制器42为整个特效控制模块的核心部件，运行着tcp/ip网络协议栈，处理以太网通信模块41的数据，并根据数据指令控制特效驱动模块43，从而控制特效执行部件44运行。本实施例中，所述特效控制器42可以选用stm32f107系列的单片机，该单片机接口资源丰富，具有网络连接端口、usb数据串口、电源输入端、数据串口端和io端口等。所述特效控制器42通过rmii接口与以太网通信模块连接，通过以太网通信模块连接至以太网交换机，以太网交换机再连接至以太网和中控设备，通过以太网实现特效模块与中控设备之间的双向通讯，便于管理人员对各个特效模块进行监控及管理。需要说明的是：所述特效控制器42的具体型号无需限定，在其他实施例中，所述特效控制器42还可以选用其他型号。

所述特效驱动模块43的信号输入端连接至所述特效控制器42的驱动信号输出端口，其信号输出端连接有所述特效执行部件44。

本实施例中，所述特效驱动模块43包括继电器驱动电路和继电器；所述继电器驱动电路连接于所述特效控制器42的驱动信号输出端口；所述继电器包括驱动线圈和触点开关；所述驱动线圈连接于所述继电器驱动电路的输出端和直流电源之间；所述触点开关连接于所述特效执行部件44的电源输入端和交流电源之间。当所述特效控制器42的信号输出端口输出导通信号至继电器驱动电路触发驱动线圈导通时，使得触点开关吸合，从而使特效执行部件的电源输入端连接至交流市电取电，实现特效执行部件的电源开关控制。

在其他实施例中，所述特效驱动模块43还可以采用其他的电路连接结构。

具体地，所述特效执行部件44连接于所述特效驱动模块43的后端，可以为音响、电机、吹风机、喷水装置等动作执行部件。

所述电源模块45为各个模块提供功率足够，而且性能稳定的直流电源，保障整个模块的平稳运行。所述电源模块45的输入端连接至交流电源，其输出端连接至所述以太网通信模块41、特效控制器42和特效驱动模块43以提供电源。所述电源模块45包括依次电连接的emi滤波保护电路、整流电路、逆变降压电路和滤波电路；所述emi滤波保护电路连接交流市电取电；所述整流电路连接于所述emi滤波保护电路的后端，对交流市电整流输出高压直流电至所述逆变降压电路；所述逆变降压电路接收所述高压直流电，降压后输出低压直流电至所述滤波电路；所述滤波电路接收所述低压直流电滤波后输出+5v直流电至所述特效控制器的电源输入端和特效驱动模块的电源输入端。另外，所述特效控制器的电源输入端还设置有电源稳压电路，将+5v直流电转换为+3.3v直流电以匹配控制芯片的工作电压。

进一步地，所述特效控制模块40还包括usb连接电路；所述usb连接电路包括usb防护电路和usb接口；所述usb接口通过所述usb防护电路连接至所述特效控制器的usb数据端口。所述usb接口和usb防护电路用于接收处理usb通信数据，便于特效控制模块40通过usb接口在线更新固件。

进一步地，所述特效控制模块40还包括测试电路；所述测试电路包括防抖电路和测试按钮；所述测试按钮通过所述防抖电路连接至所述特效控制器的信号输入端口，以进行特效控制模块40的电路检测。

进一步地，所述特效控制模块40还包括指示电路；所述指示电路包括指示灯驱动电路和指示灯；所述指示灯通过所述指示灯驱动电路连接至所述特效控制器的信号输出端口，用于显示特效执行部件的运行状态，直观明了。

本实施例所述的基于网络通信的体感特效控制系统的特效控制器通过以太网接口和网线连接至以太网交换机，以太网交换机再通过路由器连接至以太网，以太网交换机通过网线连接至中控设备，从而实现了中控设备与各个特效控制器之间的双向通信，且具有较快的通信速度，管理人员可以通过中控设备控制各个特效执行部件的运行，同时，各个特效执行部件的运行状态都反馈至中控设备，为上位机的控制提供更加稳定的数据，便于管理人员监控。由于以太网网络接口以及网线均属于通用设备，相比于rs485总线通讯易于实现和维护；且施工也较为简单便利，降低了施工出错率以及施工成本，普通人员也能进行对网络进行维护，无需烦请专业的通信线缆维修人员上门维修。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。