基于DMX512协议的灯、灯光控制终端、控制系统及控制方法与流程

本发明涉及基于dmx512协议的设备尤其是灯或灯组及其控制终端、控制系统及控制方法。

背景技术：

考虑到干扰及传输距离的影响，一般不在dmx512灯上使用无线命令，而是使用dmx512控制信号对染色灯进行控制，即电脑→dmx512控制器→信号放大器→多个染色灯。另外，dmx512灯可以简单控制，也可能采用定时器控制。为此，需要一个dmx512灯光控制台，再由控制台将控制信号转成dmx512控制信号，再由dmx512集成盒发送最终的控制信号。再有，建筑物或建筑模型也采用染色灯或摇头灯。

但是，dmx512控制信号需要不停地发送，如果距离太远，则信号不稳定。所以，采用dmx512控制信号时控制距离不能超过50m，由此导致dmx512线缆控制方式无法在室外推广。

更进一步说，dmx512控制信号，不是上层软件直接控制，而是在中间还有一层控制软件，导致控制复杂化。

另外，现有dmx512信号传输有ms级延迟，会影响灯光控制效果。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种基于dmx512协议的灯、灯光控制终端、控制系统及控制方法，其解决了现有灯光控制系统及方法无法进行大范围统一控制、无法远距离实时控制、无法实现复杂控制的技术问题。

本发明的技术解决方案是：

一种基于dmx512协议的控制终端，其特殊之处是，包括通讯单元、终端控制单元、信号转换单元、电源；所述终端控制单元通过通讯单元与控制主机通讯；电源包括ac/dc模块，将外部电源转换为直流电，为控制终端供电；所述信号转换单元将控制单元输出的控制信号转换为dmx512信号并送入每个被控灯或灯组的dmx512芯片。

为保证控制主机故障或停电时的应急控制，上述控制终端还可包括设置在终端控制单元内用于存储应急程序的存储单元。

上述通讯单元具体包括无线通讯模块和/或rs485接口。

采用上述控制终端的灯，包括内置dmx512芯片的灯本体，其特殊之处是，还可包括设置在灯本体内且用于控制灯状态的基于dmx512协议的控制终端。

一种基于dmx512协议的灯光控制系统，包括控制主机，其特殊之处是，还包括与被控灯或灯组数量相等且一一对应的控制终端；所述控制终端包括通讯单元、终端控制单元、信号转换单元、电源；所述终端控制单元通过通讯单元与控制主机通讯；电源包括ac/dc模块，将外部电源转换为直流电，为控制终端供电；所述信号转换单元将控制单元输出的控制信号转换为dmx512信号并送入每个被控灯或灯组的dmx512芯片。

上述控制终端还可包括设置在终端控制单元内用于存储应急程序的存储单元。

上述通讯单元具体包括无线通讯模块和/或rs485接口。

一种基于dmx512协议的灯光控制系统，其特殊之处是，还包括远程控制主机，所述通讯单元包括无线通讯模块和rs485接口；所述控制主机通过rs485接口与终端控制单元通讯，所述远程控制主机通过无线通讯模块与终端控制单元通讯；所述被控灯或灯组包括dmx512灯或led灯；所述无线通讯模块包括zigbee协议通讯模块、wifi通讯模块或lora协议通讯模块；所述控制终端设置在被控灯或灯组内或与被控灯或灯组之间通过导线连接；所述控制主机与被控灯或灯组之间的距离＜5km；所述终端控制单元为mcu单元、微控制单元或单片微型计算机。

一种基于dmx512协议的灯光控制方法，包括以下步骤：

步骤1)控制主机或远程控制主机通过无线通讯或有线通讯方式发出带识别码的控制命令；所述控制命令包括至少一组控制信息，所述控制信息包括颜色亮度信息，或者时间信息和颜色亮度信息；

步骤2)控制终端接收控制命令，根据识别码选择与自己相关的控制命令；

步骤3)控制终端将控制命令转换为灯控命令，发送给每个被控灯或灯组的dmx512芯片。

上述控制命令还包括设备信息、校验码；所述控制命令是用配置文件事先设定；

上述步骤2)还包括存储与自己相关的控制命令的步骤。

本发明的有益效果：

1、本发明淘汰了现有笨重、耗电且可靠性差的控制台，不仅可控制led灯，而且能直接控制放射光源(投射灯)、舞台灯、可控变色灯，可适用于室外或舞台灯光控制。另外，本发明控制终端中控制单元输出ttl格式的差分512信号，再经dmx512驱动电路，从而一个控制终端可当作一个小型控制台使用，不受dmx512信号衰减的影响，实现远距离传输的同时保证信号的稳定性。

2、本发明的控制终端和灯直接连在一起，甚至可以放置在灯内，所以室外景观或照明工程中裸露在外的控制线缆很少，空中也没有了控制线缆，保证了施工简洁，工程整体视觉效果好。

3、本发明控制主机或远程控制主机通过无线传输或线缆，向控制终端发送控制信号，控制终端和被控灯或灯组连为一体，保证了控制信号的远距离可靠传输，实现了大范围灯光组网，从而实现灯或灯组的统一控制。本发明的控制单元类似于大脑，dmx512芯片类似于神经，因此既可以实现点对点同步控制，也可以实现点对线、点对面的同步控制。

4、本发明可将控制终端和dmx512模块放在一个控制盒内，或者采用分体式近距离连接方式。由于采用dmx512格式的灯本身有拨码开关或电子码，则控制终端的控制信号经dmx512模块转换后可控制一个灯或一组灯，最多时一个灯组可包含512个灯，从而实现了大数量的灯控，最多可以同时对n×512个灯进行实时同步控制，每个灯组中所有灯的状态是一致的。

5、本发明控制主机可自主编程，实现向控制终端的指令发送或记忆发送，控制信息包括灯光控制语言，包括颜色、同步、节奏、意境、组团/单灯等变化语言，从而实现复杂控制、实时控制、临时控制，从而营造整体灯光氛围，突出被控区域的特点。本发明记忆发送是指：用户在控制主机或远程控制主机中编程，再发送至控制终端，使控制终端有了记忆信息；控制终端再按记忆信息自主进行指令发送。

6、本发明控制终端采用模块嵌入式软件，通过rs485协议的传输，再用dmx512协议对染色灯进行控制，保证了整个被控区域或舞台的统一控制。

7、本发明采用时间周期控制方式，可以实现24小时不间断对灯光的明暗和颜色灯的控制。因此可用于控制城市灯光，包括广场、景观、街道等场合，还可实现平日模式、节日模式和盛典模式，应用范围广。

8、本发明通过控制主机发出一次命令，就可以直接给多个控制终端发送同一条命令，一条命令中包括多个地址，各控制终端按地址各取所需，从而实现一条命令控制多个控制盒，控制模式简单。

9、本发明控制信号传输采用有线和无线模式，既可以采用并行模式、单一有线模式或单一无线模式，还可随时进行人工切换，施工方案简单、控制方式安全可靠。

10、本发明可采用市电220v电源，再转低压供控制终端使用；另外，无线模式下控制信号通过串口方式送入控制单元，再控制继电器；有线模式下控制信号通过rs485协议送入控制单元，再控制继电器。这样可实现电源和控制信号完全隔离，从而保证系统正常使用和维护时的用电安全。

11、现有的灯控系统采用一发送一应答方式，而本发明采用只发送不应答的方式，可以实现可靠控制。

12、本发明控制终端可以设置在灯内，可实现控制线缆和灯的电源线同时施工，施工过程简单，施工周期短。

13、本发明可实现二次控制。本发明通过对原有控制线路的改造，可以用控制主机控制各建筑物的控制终端的同步动作，但不改变控制终端后续的现有灯光控制系统的内嵌命令，从而可以兼容现有灯光控制系统。因此本发明可接管同一街区所有建筑物景观灯的控制权，实现其按统一模式变化，或按其原有的控制方式变化。

14、本发明在控制主机上进行编程，实现了前置控制，既可以按时间控制，也可以按周期控制。

15、本发明可对系统中每个灯或每一组并联的灯的单独控制，因此可实现节能减排。

16、本发明远程通过无线传输，现场采用有线传输，解决了现有控制方式干扰大的技术问题，相当于把一个大型的灯光控制台变为多个小型控制台并设置到系统的终端(灯)，从而可以实现三级控制和同步控制。

附图说明

图1是本发明基于dmx512协议的控制终端的电路示意图；

图2是本发明基于dmx512协议的控制终端的外部电路示意图；

图3是可实现远程控制的基于dmx512协议的控制终端的外部电路示意图；

图4是本发明基于dmx512协议的灯光控制系统的电路示意图；

图5是本发明内置基于dmx512协议的控制终端的灯的电路示意图；

图中：b-内置基于dmx512协议的控制终端的灯，u2-控制终端，t1、t2-天线，ac/dc-交直流转换单元，mcu-终端控制单元，dmx512-信号转换单元。

具体实施方式

本发明基于dmx512协议的控制终端，包括通讯单元、终端控制单元、信号转换单元、电源；终端控制单元可以包括时间同步模块、gps模块/北斗模块、控制模块，终端控制单元通过rs485接口以及无线通讯模块与控制主机通讯；电源包括ac/dc模块，将外部220v交流电转换为低压直流电，为控制终端供电；信号转换单元将控制单元输出的控制信号转换为dmx512信号并送入每个被控灯或灯组的dmx512芯片。终端控制单元内还可设置用于存储应急程序的存储单元，当控制主机故障或断电时，应急程序可自主对被控灯进行基本控制。通讯单元包括无线通讯模块和/或rs485接口。无线通讯模块可以是zigbee协议通讯模块、wifi通讯模块或lora协议通讯模块。

当基于dmx512协议的控制终端的结构足够小时，可以将其置于dmx512灯内，外接电源(无线控制时)或者外接电源和rs485控制线(有线和无线控制时)即可使用。

本发明基于dmx512协议的灯光控制系统，包括控制主机、与被控灯或灯组数量相等且一一对应的一个或多个控制终端。被控灯或灯组为dmx512灯。控制终端设置在被控灯或灯组内或与被控灯或灯组之间通过导线连接；所述控制主机与被控灯或灯组之间的距离＜5km。如果需要远程控制，还可包括一个或多级远程控制主机。远程控制主机通过无线通讯模块或互联网与控制终端通讯。

当一个控制终端接一组串联的灯时，在控制命令中加入不同的地址码，串联的多个灯分别设置相应的地址码，则可以只用一个控制终端就可以分别控制串联在一起的每个灯。

第一种基于dmx512协议的灯光控制方法，包括以下步骤：

步骤1)用配置文件事先对控制命令进行编程，控制主机或远程控制主机通过无线通讯或有线通讯方式发出带识别码的控制命令；控制命令包括至少一组控制信息，控制信息包括颜色亮度信息，或者时间信息和颜色亮度信息；必要时，还可包括设备信息和校验码；

步骤2)控制终端接收控制命令，根据识别码选择与自己相关的控制命令；

步骤3)控制终端将控制命令转换为灯控命令，发送给每个被控灯或灯组的dmx512芯片。

第二种基于dmx512协议的灯光控制方法，包括以下步骤：

步骤1)用配置文件事先对控制命令进行编程，控制主机或远程控制主机通过无线通讯或有线通讯方式发出带识别码的控制命令；控制命令包括至少一组控制信息，控制信息包括颜色亮度信息，或者时间信息和颜色亮度信息；必要时，还可包括设备信息和校验码；

步骤2)控制终端接收控制命令，根据识别码选择与自己相关的控制命令，并存储该控制命令；

步骤3)控制终端根据设定的控制周期调用控制命令，转换为灯控命令，发送给每个被控灯或灯组的dmx512芯片。