一种灯光播放文件远程升级及远程状态检测系统的制作方法

本发明属于电子通信领域，涉及无线远程升级技术，具体涉及一种灯光播放文件远程升级及远程状态检测系统。

背景技术：

随着城市亮化建设的发展,在城市楼宇及景点大规模部署亮灯景观已经是趋势,特别是旅游城市及出名景点把灯光夜景作为吸引游客和创收的重要举措。城市亮化工程规模越来越大，需要管理灯光控制设备越来越多。传统运维方式是维护人员到设备点就行故障巡查、升级灯管播放文件。这种方式

无法快速的实现灯光播放文件的快速升级，而且无法实时监测灯光控制设备的运行状态。运维管理成本高，效率低下。

技术实现要素：

为克服现有技术存在的不能实时监控升级，管理成本高，效率低的技术缺陷，本发明公开了一种灯光播放文件远程升级及远程状态检测系统。

本发明所述灯光播放文件远程升级及远程状态检测系统，其特征在于，包括4g路由器模块、usb总线输入及电源控制模块、usb-sd总线切换及存储模块、sd总线切换及掉电逃生模块和灯光播放器模块；

所述4g路由器模块和usb总线输入及电源控制模块、灯光播放器模块信号连接；所述usb总线输入及电源控制模块，还与usb-sd总线切换及存储模块连接；所述usb-sd总线切换及存储模块还与掉电逃生模块连接；所述sd总线切换及掉电逃生模块还与所述灯光播放器模块连接。

具体的，所述4g路由器模块包括高性能处理器及与其连接的程序存储器、数据存储器、千兆以太网交换电路、温度监控模块、usb-hub电路、串行调试接口组成；所述usb-hub电路与4g模块连接；所述usb-hub电路通过usb接口与usb总线输入及电源控制模块连接，所述千兆以太网交换电路通过rj45接口与所述灯光播放器模块连接。

具体的，所述usb总线输入及电源控制模块由usb热插拔控制电路、电源保护电路，电源转换电路，延时控制电路组成；

所述电源转换电路与电源保护电路，延时控制电路连接，所述延时控制电路与所述usb热插拔控制电路连接，所述usb热插拔控制电路连接与所述4g路由器模块和usb-sd总线切换及存储模块连接。

具体的，所述usb-sd总线转换及存储模块包括usb-hub电路及与其连接的usb-sd转换电路、u盘存储电路；所述usb-hub电路与usb总线输入及电源控制模块和sd总线切换及掉电逃生模块连接，所述usb-sd转换电路和sd总线切换及掉电逃生模块连接。

具体的，所述sd总线切换及掉电逃生模块由sd总线切换电路和与其连接的sd卡存储电路、供电切换电路组成，所述供电切换电路通过排线卡座与所述灯光播放器模块连接，所述sd总线切换电路还与所述usb-sd总线切换及存储模块连接。

具体的，所述灯光播放器模块包括高性能处理器及与其连接的程序存储器、数据存储器、百兆以太口phy电路、sd接口处理电路、液晶驱动及显示电路、led驱动及控制电路；所述百兆以太网交换电路通过rj45接口与所述4g路由器模块连接，所述sd接口处理电路通过sd卡接口与usb总线输入及电源控制模块连接。

具体的：所述usb-sd总线切换及存储模块及sd总线切换及掉电逃生模块可以分别替换为usb-hub切换及存储模块和usb总线切换及掉电逃生模块。

本发明提供了一种可实现远程更新灯光播放文件及实时监控设备状态的系统，通过4g无线链路实现远程通信，播放文件远程下载和更新，设备状态回传。本发明还可以实现原脱机系统直接升级，该系统不需要更换原灯光播放器，增加4g路由器和灯光文件存储和更新相关模块就可实现。在新增部分模块出现故障时，也不会不影响原灯光播放播放功能。4g路由器模块、usb总线输入及电源控制模块、usb-sd总线切换及存储模块、sd总线切换及掉电逃生模块和灯光播放器模块。

本发明可实现远程对灯光控制系统的播放文件更新和实时监控，运维成本可降低50%以上，灯光播放内容更新速度至少提升一倍，故障恢复时间缩短到原来的一半。

附图说明

图1为本发明所述灯光播放文件远程升级及远程状态检测系统的一种具体实施方式示意图；

图2为本发明所述4g路由器模块的一种具体实施方式示意图；

图3为本发明所述usb总线输入及电源控制模块的一种具体实施方式示意图；

图4为本发明所述usb-sd总线切换及存储模块的一种具体实施方式示意图；

图5为本发明所述sd总线切换及掉电逃生模块的一种具体实施方式示意图；

图6为本发明所述灯光播放器模块的一种具体实施方式示意图；

图7为本发明所述灯光播放文件远程升级及远程状态检测系统的又一种具体实施方式示意图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

本发明所述灯光播放文件远程升级及远程状态检测系统包括4g路由器模块、usb总线输入及电源控制模块、usb-sd总线切换及存储模块、sd总线切换及掉电逃生模块和灯光播放器模块；

所述4g路由器模块和usb总线输入及电源控制模块、灯光播放器模块信号连接；所述usb总线输入及电源控制模块，还与usb-sd总线切换及存储模块连接；所述usb-sd总线切换及存储模块还与掉电逃生模块连接；所述sd总线切换及掉电逃生模块还与所述灯光播放器模块连接。

其中4g路由器模块分别和usb总线输入及电源控制模块、灯光播放器模块连接。该模块通过4g无线网络，和远程控制平台连接。远程控制平台下发的灯光播放文件通过4g路由器模块usb接口，外接usb延长线，传输到usb总线输入及电源控制模块。远程控制平台下发的控制及状态检测命令通过以太rj45电接口，外接网线，传输到灯光播放器模块。

usb总线输入及电源控制模块分别和4g路由器模块及usb-sd总线切换及存储模块连接。该模块主要实现对4g路由器模块输入的usb信号进行处理和输入电源的控制。

usb-sd总线切换及存储模块分别和usb总线输入及电源控制模块及sd总线切换及掉电逃生模块连接。该模块主要实现灯光播放文件缓存，usb总线转换成sd总线等功能。

sd总线切换及掉电逃生模块，分别和usb-sd总线切换及存储模块、灯光播放器模块连接。该模块主要实现灯光播放文件远程更新和播放的自动切换，并且当系统出现断电、设备故障灯异常时，灯光播放器模块能够正常读取该模块内部sd卡上的灯光播放文件。

灯光播放器模块，分别和sd总线切换及掉电逃生模块及4g路由器模块连接。该模块主要实现灯光文件的播放功能。

如图2所示给出4g路由器模块的一个具体实施方式，包括高性能处理器及与其连接的程序存储器、数据存储器、千兆以太网交换电路、温度监控模块、usbhub电路、4g模块、串行调试接口。

其中高性能处理器是整个4g路由器模块的核心，输出各种接口和程序存储器、数据存储器、千兆以太网交换电路、温度监控模块、usbhub电路、调试接口等部分连接。

程序存储器用于保存cpu运行的应用程序代码，同时还可以用于保存程序执行时用到的数据，断电时其存储内容不会丢失。

数据存储器用于保存cpu运行中程序的临时数据，存储内容可按需随意取出或存，断电时将丢失其存储内容。

千兆以太网交换模块主要用于扩展多个千兆以太网接口，一般处理器自带的以太端口数较少，需要扩展，该部分主要采用交换芯片实现。

温度监控模块主要用于监控整个一体机运行环境温度变化，通过温度传感器获取关键位置的温度信息传输给cpu，如出现温度异常，cpu输出告警信息或执行整机重启操作，保护一体机硬件不被损坏。

usb-hub电路主要用于扩展usb接口，一般处理器自带的usb接口较少，需要用usb-hub芯片扩展。4g路由器模块需要多个usb接口，连接4g模块、u盘、外接其它控制模块。

4g处理模块主要实现4g无线通信功能，包括4g系带信号处理、无线发送接收、sim卡接口、天线接口。一般可外购标准4g模块实现。

串行调试接口主要用于系统开发阶段的调试信息输出、业务配置、设备故障后定位。

如图3所示给出usb总线输入及电源控制模块的一种具体实施方式，所述usb总线输入及电源控制模块由usb热插拔控制电路、电源保护电路，电源转换电路，延时控制电路组成；

所述电源转换电路与电源保护电路，延时控制电路连接，所述延时控制电路与所述usb热插拔控制电路连接，所述usb热插拔控制电路连接与所述4g路由器模块和usb-sd总线切换及存储模块连接。

usb热插拔控制电路从4g路由器输出的usb信号通过usb延长线和这个模块连接，usb延长线要求可以带电插拔，这个时候需要对连接的电路进行保护，防止电流倒灌导致电路损坏。一般可以采用模拟开关来实现，usb延长线插到位，模拟开关再导通，起到保护后接电路保护作用。

延时控制电路主要是配合usb热插拔控制电路使用，为了确保usb信号热插拔可靠稳定，对模拟开关的供电需要进行延时。一般可以采用施密特触发器级联或者可编程逻辑器件实现延时。

电源保护电路：usb延长线热插拔会使5v电源有瞬间的浪涌电压，损坏其供电的电路。一般要在5v电源增加缓启动电路及电压钳位电路。

图3所示的具体实施方式中，电源转换电路为5v-3.3v转换电路，需要把usb输入5v转换成主芯片需要使用的3.3v电压，一般采用ldo或dc-dc电路实现。

如图4所示给出所述usb-sd总线转换及存储模块的一种具体实施方式usb-sd总线转换及存储模块包括usb-hub电路及与其连接的usb-sd转换电路、u盘存储电路；所述usb-hub电路与usb总线输入及电源控制模块和sd总线切换及掉电逃生模块连接，所述usb-sd转换电路和sd总线切换及掉电逃生模块连接。

usb-hub电路，主要作用是扩展usb端口，一个usb端口接u盘暂存灯光播放文件，另外一个usb端口连接到usb-sd转换电路。同时该电路输出开关控制信号，用于控制sd总线的切换。该部分电路一般采用usbhub芯片配合外围控制电路实现。

u盘存储电路主要起到播放文件缓存作用。通过4g无线网络传输过来的播放文件，必须先存储在u盘内，再根据灯光播放器实际需要，部分或者全部拷贝到sd卡中。如果没有此部分电路，会影响灯光播放器对sd卡文件的正常读取和播放。

usb-sd转换电路的作用在于：灯光播放器模块一般都是通过sd卡存放文件，该部分电路需要把usb接口转换成sd接口。存放在u盘内的播放文件通过该模块实现接口转化，最终存储到sd卡中。

如图5所示给出所述sd总线切换及掉电逃生模块的一个具体实施方式，由sd总线切换电路和与其连接的sd卡存储电路、供电切换电路组成，所述供电切换电路通过排线卡座与所述灯光播放器模块连接，所述sd总线切换电路还与所述usb-sd总线切换及存储模块连接，sd总线切换及掉电逃生模块由sd总线切换电路、sd卡存储电路、供电切换电路组成。

其中sd总线切换电路实现文件更新和播放之前的切换。当需要更新sd卡的播放文件时，该部分电路把sd卡访问通道切换给usb-sd总线转换和存储模块，这是可以进行u盘存储的文件到sd卡的拷贝操作；当灯光控制器模块需要播放sd卡的文件时，该部分电路把sd卡访问通道切换给灯光控制器模块。该部分电路一般采用高速总线开关芯片及外围电路实现。

sd卡存储电路实现灯光播放文件的存储作用。

供电切换电路的主要作用是掉电逃生，当系统出现异常断电时，不影响灯光播放器的播放功能。当系统正常时，sd卡切换电路采用内部3.3v供电，灯光播放器模块可以正常访问sd卡；当系统掉电时，sd卡切换电路切换到灯光播放器模块输出的电源供电，灯光播放器模块还是可以正常访问sd卡。供电切换电路可采用串接低压差肖特基二极管及外围电路实现。

如图6所示给出所述灯光播放器模块的一个具体实施方式，包括高性能处理器及与其连接的程序存储器、数据存储器、百兆以太口phy电路、sd接口处理电路、液晶驱动及显示电路、led驱动及控制电路；所述百兆以太网交换电路通过rj45接口与所述4g路由器模块连接，所述sd接口处理电路通过sd卡接口与usb总线输入及电源控制模块连接。

高性能处理器，一般采用arm类工业控制类处理器，主要作用是对其它电路进行控制。

程序存储器用于保存cpu运行的应用程序代码，同时还可以用于保存程序执行时用到的数据，断电时其存储内容不会丢失。

数据存储器用于保存cpu运行中程序的临时数据，存储内容可按需随意取出或存，断电时将丢失其存储内容。

百兆以太网phy电路，处理器自带以太mac接口，外接以太phy电路，输出rj45电接口，和4g路由器的以太电接口连接。

sd接口处理电路实现sd卡的读写控制。

液晶驱动和显示电路：灯光播放器模块需要实现对灯光播放文件手动控制功能，通过按键和液晶配合，可以实现灯光文件播放控制。

led灯驱动和控制电路：该部分电路实现对建筑物外部大量led灯组的控制。

本发明所述灯光播放文件远程升级及远程状态检测系统，也可以将所述usb-sd总线切换及存储模块及sd总线切换及掉电逃生模块分别替换为usb-hub切换及存储模块和usb总线切换及掉电逃生模块；如图7所示，当灯光播放器模块采用usb接口读取灯光文件时，就不需要把usb总线转换成sd总线，前部分缓存采用u盘，后部分直接切换usb总线和通过u盘播放。

本发明通过4g无线链路实现远程通信，播放文件远程下载和更新，设备状态回传。本发明还可以实现原脱机系统直接升级，该系统不需要更换原灯光播放器，增加4g路由器和灯光文件存储和更新相关模块就可实现。在新增部分模块出现故障时，也不会不影响原灯光播放播放功能。4g路由器模块、usb总线输入及电源控制模块、usb-sd总线切换及存储模块、sd总线切换及掉电逃生模块和灯光播放器模块。

本发明可实现远程对灯光控制系统的播放文件更新和实时监控，运维成本可降低50%以上，灯光播放内容更新速度至少提升一倍，故障恢复时间缩短到原来的一半。

前文所述的为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。