一种基于物联网的景观照明控制方法及系统

1.本发明涉及数字处理技术领域，具体涉及一种基于物联网的景观照明控制方法及系统。


背景技术：

2.随着通信技术、芯片技术、软件技术的不断演变，景观照明控制技术也在不断更迭之中，向着灵活配置、远程操作、云端维护等方向发展，现阶段，景观照明控制系统不受外部设备平台的控制，在正常工作中处于信息孤岛的状态，无法和外界直接进行数据交互，在更新控制器节目内容时，需要取下控制器的存储设备，然后将更新的节目重新下载到存储设备中，最后重新配置控制器，操作过程繁琐，且频繁进行存储设备插取，增加了存储设备损坏风险，增加了后期控制系统的维护成本。
3.现有技术中存在景观照明控制的控制与更新操作复杂，导致景观照明控制逻辑固定且难于进行节目配置更新的技术问题。


技术实现要素：

4.本技术通过提供了一种基于物联网的景观照明控制方法及系统，解决了景观照明控制的控制与更新操作复杂，导致景观照明控制逻辑固定且难于进行节目配置更新的技术问题，达到了智能优化景观照明的控制逻辑，简化景观照明的控制与更新操作，提高景观照明节目配置更新的灵活度的技术效果。
5.鉴于上述问题，本技术提供了一种基于物联网的景观照明控制方法及系统。
6.第一方面，本技术提供了一种基于物联网的景观照明控制方法，其中，所述方法应用于景观照明控制系统，且所述系统包括终端硬件层、云服务器层以及用户层，所述方法包括：采集得到用于景观照明的待播放视频数据；利用所述用户层，对所述待播放视频数据进行帧-像素级分解，得到分解后的各灯控节点时间-帧-像素流；利用所述云服务器层，将所述各灯控节点时间-帧-像素流，发送至所述终端硬件层进行存储，其中，所述终端硬件层包括灯控网关和灯控节点，且所述灯控网关和所述灯控节点通过无线传感器网络通信连接；基于所述无线传感器网络，将所述各灯控节点时间-帧-像素流分布式存储至所述灯控节点，得到各灯控节点待播放视频数据；利用所述各灯控节点待播放视频数据，对所述景观照明进行智能控制；基于远程移动通信协议，对所述景观照明进行远程用户端控制。
7.第二方面，本技术提供了一种基于物联网的景观照明控制系统，其中，所述系统包括：视频数据采集单元，所述视频数据采集单元用于采集得到用于景观照明的待播放视频数据；数据分解单元，所述数据分解单元用于利用用户层，对所述待播放视频数据进行帧-像素级分解，得到分解后的各灯控节点时间-帧-像素流；像素流存储单元，所述像素流存储单元用于利用云服务器层，将所述各灯控节点时间-帧-像素流，发送至终端硬件层进行存储，其中，所述终端硬件层包括灯控网关和灯控节点，且所述灯控网关和所述灯控节点通过无线传感器网络通信连接；视频数据确定单元，所述视频数据确定单元用于基于所述无线
传感器网络，将所述各灯控节点时间-帧-像素流分布式存储至所述灯控节点，得到各灯控节点待播放视频数据；智能控制单元，所述智能控制单元用于利用所述各灯控节点待播放视频数据，对所述景观照明进行智能控制；远程控制单元，所述远程控制单元用于基于远程移动通信协议，对所述景观照明进行远程用户端控制。
8.本技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
9.由于采用了采集得到用于景观照明的待播放视频数据；利用用户层，对待播放视频数据进行帧-像素级分解，得到分解后的各灯控节点时间-帧-像素流；利用云服务器层，将各灯控节点时间-帧-像素流，发送至终端硬件层进行存储；基于无线传感器网络，将各灯控节点时间-帧-像素流分布式存储至灯控节点，得到各灯控节点待播放视频数据，对景观照明进行智能控制；基于远程移动通信协议，对景观照明进行远程用户端控制。本技术实施例达到了智能优化景观照明的控制逻辑，简化景观照明的控制与更新操作，提高景观照明节目配置更新的灵活度的技术效果。
附图说明
10.图1为本技术一种基于物联网的景观照明控制方法的流程示意图；
11.图2为本技术一种基于物联网的景观照明控制方法的各节点工作数据转发的流程示意图；
12.图3为本技术一种基于物联网的景观照明控制方法的对景观照明的非更新节点进行相应处理的流程示意图；
13.图4为本技术一种基于物联网的景观照明控制系统的结构示意图。
14.附图标记说明：视频数据采集单元11，数据分解单元12，像素流存储单元13，视频数据确定单元14，智能控制单元15，远程控制单元16。
具体实施方式
15.本技术通过提供了一种基于物联网的景观照明控制方法及系统，解决了景观照明控制的控制与更新操作复杂，导致景观照明控制逻辑固定且难于进行节目配置更新的技术问题，达到了智能优化景观照明的控制逻辑，简化景观照明的控制与更新操作，提高景观照明节目配置更新的灵活度的技术效果。
16.实施例一
17.如图1所示，本技术提供了一种基于物联网的景观照明控制方法，其中，所述方法应用于景观照明控制系统，且所述系统包括终端硬件层、云服务器层以及用户层，所述方法包括：
18.步骤s100：采集得到用于景观照明的待播放视频数据；
19.步骤s200：利用所述用户层，对所述待播放视频数据进行帧-像素级分解，得到分解后的各灯控节点时间-帧-像素流；
20.具体而言，通过用户端发送的待播放视频数据，利用所述用户层对待播放视频数据进行视频数据分解，结合相关联设备进行数据传送与同步处理等相关处理后，通过景观照明控制系统进行远程控制，还原所述待播放视频数据中景观照明形式。
21.具体而言，所述用户端通过视频数据的形式提供的所述景观照明的目标照明形
式，所述待播放视频数据即所述景观照明的目标照明形式，在景观照明控制系统成功进行景观照明控制后，所述景观照明的照明形式与所述待播放视频数据一致，示例性的，所述待播放视频数据中的a景观照明设备状态为：明2秒
→
暗1秒
→
明3秒
→
暗1秒，在，在景观照明控制系统成功进行景观照明控制后，所述景观照明中与a景观照明设备对应位置的景观照明设备状态为：明2秒
→
暗1秒
→
明3秒
→
暗1秒，利用所述用户层，对所述待播放视频数据进行帧-像素级分解，所述帧-像素级分解包括帧级分解与像素级分解，所述帧-像素级分解需要结合所述景观照明的灯控延迟，通过所述景观照明控制系统相关管理人员，进行统一匹配调整，
22.进一步具体说明，所述帧级分解需要与所述待播放视频数据的视频帧率对应，通常说一个视频的25帧，即视频帧率，简单来说即该视频1秒中会显示25帧，示例性的，视频为25帧，帧级分解可以设定为0.2s，进行帧级分解，分解提取其中的第1帧、第6帧、第11帧、第16帧、第21帧、
…
、第5n+1帧(n∈n)，确定所述待播放视频数据的视频帧率后，对所述待播放视频数据进行帧级分解，在帧级分解结束后，进行像素级分解，所述像素级分解需要与所述待播放视频数据的分辨率对应，常见的，640
×
480(存在640
×
480个像素点)、1920
×
1080(存在1920
×
1080个像素点)均属于分辨率，分辨率影响视频图像的大小，确定所述待播放视频数据的分辨率后，对所述待播放视频数据进行像素级分解，所述像素级分解与所述帧级分解的技术手段一致，此处不做赘述，在对所述待播放视频数据进行帧-像素级分解后，得到分解后的各灯控节点时间-帧-像素流，所述灯控节点时间与所述帧级分解可以设定为时间参数对应，为后续进行数据处理提供数据基础。
23.步骤s300：利用所述云服务器层，将所述各灯控节点时间-帧-像素流，发送至所述终端硬件层进行存储，其中，所述终端硬件层包括灯控网关和灯控节点，且所述灯控网关和所述灯控节点通过无线传感器网络通信连接；
24.进一步的，如图2所示，所述终端硬件层包括灯控网关和灯控节点，步骤s300包括：
25.步骤s310：利用所述灯控网关，收集所述灯控节点的各节点工作数据；
26.步骤s320：基于cat.1移动通信技术，将所述各节点工作数据发送至所述云服务器层的云服务器；
27.步骤s330：将所述云服务器上的所述各节点工作数据转发至所述用户层进行客户端显示，实现数据的上行。
28.进一步的，如图2所示，所述终端硬件层包括灯控网关和灯控节点，
29.步骤s310：利用所述灯控网关，收集所述灯控节点的各节点工作数据；
30.步骤s320：基于cat.1移动通信技术，将所述各节点工作数据发送至所述云服务器层的云服务器；
31.步骤s330：将所述云服务器上的所述各节点工作数据转发至所述用户层进行客户端显示，实现数据的上行。
32.进一步的，本技术实施例还包括：
33.步骤s340：利用所述灯控节点，将所述各灯控节点时间-帧-像素流对应的节目文件数据转换为目标播放格式，其中，所述目标播放格式支持dmx512协议；
34.步骤s350：将所述目标播放格式，下发至所述灯控节点控制的分布式led灯进行灯光变化控制。
35.具体而言，所述终端硬件层包括灯控网关和灯控节点，灯控网关的设计包括cat.1通信网络的接入、基于cat.1通信实现远程程序更新以及和灯控节点之间的数据通信设计，灯控节点的设计主要包括灯控节点的dmx512信号模拟、无线路由算法、时间同步算法和基于灯控网关的节点程序远程更新，所述灯控网关和所述灯控节点通过无线传感器网络通信连接，利用所述云服务器层，将所述各灯控节点时间-帧-像素流，发送至所述终端硬件层进行存储，通过针对终端灯控网关和灯控节点，根据终端硬件层的软件功能的执行流程，并引入嵌入式实时操作系统rt-thread，为实现终端软件多线程的调度和管理提供技术支持。
36.具体而言，所述灯控网关是llcs的终端与外界通信的接口，是外网和内网实现数据交互的重要载体，灯控网关程序首先需要设计cat.1移动通信功能，实现了基于cat.1移动通信技术的所述终端硬件层数据与云端服务器程序进行无线通信，实现了基于wsn与内部传感器网络交互，利用所述灯控网关，通过wsn与内部传感器网络交互，收集所述灯控节点的各节点工作数据，基于cat.1移动通信技术，将所述各节点工作数据发送至所述云服务器层的云服务器；通过微控制器自带的无线传感器网络2.4ghz模块，所述无线传感器网络2.4ghz模块在发送数据和接收数据时会进行crc校验，将所述云服务器上的所述各节点工作数据转发至所述用户层进行客户端显示，实现数据的上行，确保数据传输的准确和安全。
37.进一步具体说明，根据cat.1应用架构可以将所述景观照明控制系统的远程通信模块分为两个构件和一个协议三个部分，分别为终端上面的cat.1通信构件设计，该构件负责终端和信息邮局之间的通信；云服务器通信构件，该构件负责实时监听终端发来的数据和与人机交互进行数据交互；远程通信协议，该协议规定了应用架构中三个部分之间的通信协议，为确保数据传输的准确和安全提供技术支持。
38.具体而言，灯控节点是景观照明控制系统控制led灯的控制节点，利用主控芯片的uart接口来模拟dmx512协议发送给所控制的led灯，通过串口uart来模拟dmx512信号，配置主控芯片的uart接口，在接口配置成功后，将所述各灯控节点时间-帧-像素流对应的节目文件数据转换为目标播放格式，所述目标播放格式支持dmx512协议，将所述目标播放格式，下发至所述灯控节点控制的分布式led灯进行灯光变化控制，实现控制led灯状态的功能，通过无线通信技术2.4ghz进搭建无线传感器网络，并且通过算法实现无线传感器网络的路由功能以及时间同步功能，数据的无线路由是保证无线传感器网络内数据能够快速、稳定的到达目标节点的重要保障；时间同步功能能让无线传感器网络内各节点的本地时间相同，是llcs灯控节点播放视频动画等效果画面流畅的重要保证。
39.步骤s400：基于所述无线传感器网络，将所述各灯控节点时间-帧-像素流分布式存储至所述灯控节点，得到各灯控节点待播放视频数据；
40.步骤s500：利用所述各灯控节点待播放视频数据，对所述景观照明进行智能控制；
41.步骤s600：基于远程移动通信协议，对所述景观照明进行远程用户端控制。
42.具体而言，基于所述无线传感器网络内各节点，将所述各灯控节点时间-帧-像素流分布式存储至所述llcs灯控节点，得到各灯控节点的待播放视频数据；通过所述各灯控节点的待播放视频数据，基于所述终端硬件层的功能特征，对所述景观照明进行智能控制；利用上位机远程连接界面设置灯控网关的硬件本地时间，也可利用灯控网关直接获取基站时间，然后灯控网关发起时间同步命令实现无线传感器网络内时间同步的功能，基于远程移动通信协议，设置播放节目单以及播放时间，对所述景观照明进行远程用户端控制，满足
用户对景观照明控制系统的需求。
43.进一步的，本技术实施例还包括：
44.步骤s610：所述用户层具有客户端系统功能，其中，所述客户端系统功能包括节点数据可视化、节点配置、节点程序远程更新、节点管理以及节目远程更新；
45.步骤s620：所述云服务器层具有云端系统功能，其中，所述云端系统功能包括数据转发；
46.步骤s630：所述终端硬件层具有终端系统功能，其中，所述终端系统功能包括网关节点程序、灯控节点程序，且所述网关节点程序包括：用户端控制命令的解析执行与下发、收集灯控节点数据与上传、远程更新程序和节目视频文件下发，所述灯控节点程序包括：控制led灯状态、灯控节点状态数据上传、程序远程更新、网关节点命令解析执行和节目更新。
47.具体而言，所述景观照明控制系统的软件由用户层、云服务器层、终端硬件层三部分程序组成，
48.进一步具体说明，所述客户端系统用于执行客户端灯光控制软件，所述用户层具有客户端系统功能，其中，所述客户端系统功能包括节点数据可视化、节点配置、节点程序远程更新、节点管理以及节目远程更新，客户端系统配置的用户界面与终端硬件层的程序进行数据通信，用于对终端硬件层上传的数据的显示、节点的控制和管理，还包含客户端系统程序远程更新和节目更新界面；所述云服务器层具有云端系统功能，所述云端系统功能包括数据暂存与数据转发，是所述终端硬件层和云端之间的通信接口，是系统硬件与外界通信的唯一通道，负责数据的接收和转发；所述终端硬件层具有终端系统功能，其中，所述终端系统功能包括网关节点程序、灯控节点程序，且所述网关节点程序包括：用户端控制命令的解析执行与下发、收集灯控节点数据与上传、远程更新程序和节目视频文件下发，灯控网关是llcs的终端与外界通信的接口，是外网和内网实现数据交互的载体之一。需要设计cat.1移动通信功能，所述cat.1移动通信功能包括：cat.1与外界通信、wsn与内部传感器网络交互；所述灯控节点程序包括：控制led灯状态、灯控节点状态数据上传、程序远程更新、网关节点命令解析执行和节目更新，灯控节点是所述景观照明控制系统控制led灯的控制节点，dmx512信号的模拟是灯控节点的重要功能，灯控节点程序还具有数据的无线路由以及时间同步功能，为实现程序远程更新和节目远程更新的功能，保障llcs灯控节点播放动画的画面流畅提供技术支持。
49.进一步的，如图3所示，本技术实施例还包括：
50.步骤s631：根据所述网关节点程序，创建两个并发线程，其中，所述两个并发线程包括cat.1远程通讯线程，无线传感器网络通信线程；
51.步骤s632：利用所述cat.1远程通讯线程，对所述景观照明进行远程的程序更新；
52.步骤s633：利用所述无线传感器网络通信线程，对所述景观照明的非更新节点进行相应处理。
53.具体而言，根据所述网关节点程序，创建两个并发线程，其中，所述两个并发线程包括cat.1远程通讯线程、无线传感器网络通信线程，所述无线传感器网络通信线程的响应优先级高于所述cat.1远程通讯线程，所述cat.1远程通讯线程用于对所述景观照明进行远程的程序更新，所述无线传感器网络通信线程用于对所述景观照明的非更新节点进行相应处理；在执行所述网关节点程序过程，所述cat.1远程通讯线程与所述无线传感器网络通信
线程并发运行，优先响应所述景观照明的非更新节点进行相应处理，在执行结束后，对所述景观照明进行远程的程序更新，简单来说就是在同一节目视频文件运行结束后，再进行远程的程序更新，需要保障所述景观照明控制系统运行的稳定性，通过所述cat.1远程通讯线程、无线传感器网络通信线程，使得所述景观照明控制系统具有高并发性和实时性。
54.进一步的，本技术实施例还包括：
55.步骤s634-1：根据所述灯控节点程序，创建三个并发线程，其中，所述三个并发线程包括时间同步线程、dmx512线程、数据路由线程；
56.步骤s634-2：利用所述时间同步线程，对所述灯控节点进行时间同步；
57.步骤s634-3：判断所述灯控节点与本地硬件时间是否一致；
58.步骤s634-4：若一致，启动所述dmx512线程，获取所述各灯控节点待播放视频数据，进行串口播放；
59.步骤s634-5：利用所述数据路由线程，对所述景观照明的非更新节点进行相应处理。
60.具体而言，根据所述灯控节点程序，创建三个并发线程，其中，所述三个并发线程包括时间同步线程、dmx512线程、数据路由线程；所述时间同步线程包括：判断是否为同步发起节点，若所述判断结果为是同步发起节点时，询问是否接收成功所述同步发起节点发出的同步信号，接收成功后，对所述灯控节点程序进行时间同步，判断所述灯控节点与本地硬件时间是否一致；若一致，启动所述dmx512线程，置于事件位，判断是否有播放信号，若存在播放信号，获取所述各灯控节点待播放视频数据，通过串口uart进行串口播放；利用所述数据路由线程，控制所述景观照明的非更新节点，对所述景观照明的非更新节点进行相应处理，保障了通信过程中的数据播放与传送的稳定性。
61.综上所述，本技术所提供的一种基于物联网的景观照明控制方法及系统具有如下技术效果：
62.由于采用了采集得到用于景观照明的待播放视频数据；通过用户层，进行帧-像素级分解，得到分解后的各灯控节点时间-帧-像素流，通过云服务器层发送至终端硬件层进行存储；基于无线传感器网络，将各灯控节点时间-帧-像素流分布式存储至灯控节点，得到各灯控节点待播放视频数据，对景观照明进行智能控制；基于远程移动通信协议，对景观照明进行远程用户端控制。本技术通过提供了一种基于物联网的景观照明控制方法及系统，达到了智能优化景观照明的控制逻辑，简化景观照明的控制与更新操作，提高景观照明节目配置更新的灵活度的技术效果。
63.由于采用了用户层具有客户端系统功能；云服务器层具有云端系统功能；终端硬件层具有终端系统功能。灯控节点程序还具有数据的无线路由以及时间同步功能，为实现程序远程更新和节目远程更新的功能，保障llcs灯控节点播放动画的画面流畅提供技术支持。
64.由于采用了根据灯控节点程序，创建三个并发线程；利用时间同步线程，对灯控节点进行时间同步；若灯控节点确定的时间与本地硬件时间一致，启动dmx512线程，获取各灯控节点待播放视频数据，进行串口播放；利用数据路由线程，对景观照明的非更新节点进行相应处理。保障了通信过程中的数据播放与传送的稳定性。
65.实施例二
66.基于与前述实施例中一种基于物联网的景观照明控制方法相同的发明构思，如图4所示，本技术提供了一种基于物联网的景观照明控制系统，其中，所述系统包括：
67.视频数据采集单元11，所述视频数据采集单元11用于采集得到用于景观照明的待播放视频数据；
68.数据分解单元12，所述数据分解单元12用于利用用户层，对所述待播放视频数据进行帧-像素级分解，得到分解后的各灯控节点时间-帧-像素流；
69.像素流存储单元13，所述像素流存储单元13用于利用云服务器层，将所述各灯控节点时间-帧-像素流，发送至终端硬件层进行存储，其中，所述终端硬件层包括灯控网关和灯控节点，且所述灯控网关和所述灯控节点通过无线传感器网络通信连接；
70.视频数据确定单元14，所述视频数据确定单元14用于基于所述无线传感器网络，将所述各灯控节点时间-帧-像素流分布式存储至所述灯控节点，得到各灯控节点待播放视频数据；
71.智能控制单元15，所述智能控制单元15用于利用所述各灯控节点待播放视频数据，对所述景观照明进行智能控制；
72.远程控制单元16，所述远程控制单元16用于基于远程移动通信协议，对所述景观照明进行远程用户端控制。
73.进一步的，所述系统包括：
74.节点工作数据收集单元，所述节点工作数据收集单元用于利用所述灯控网关，收集所述灯控节点的各节点工作数据；
75.工作数据发送单元，所述工作数据发送单元用于基于cat.1移动通信技术，将所述各节点工作数据发送至所述云服务器层的云服务器；
76.客户端显示单元，所述客户端显示单元用于将所述云服务器上的所述各节点工作数据转发至所述用户层进行客户端显示，实现数据的上行。
77.进一步的，所述系统包括：
78.播放格式转换单元，所述播放格式转换单元用于利用所述灯控节点，将所述各灯控节点时间-帧-像素流对应的节目文件数据转换为目标播放格式，其中，所述目标播放格式支持dmx512协议；
79.灯光变化控制单元，所述灯光变化控制单元用于将所述目标播放格式，下发至所述灯控节点控制的分布式led灯进行灯光变化控制。
80.进一步的，所述系统包括：
81.系统功能配置单元，所述系统功能配置单元用于所述用户层具有客户端系统功能，其中，所述客户端系统功能包括节点数据可视化、节点配置、节点程序远程更新、节点管理以及节目远程更新；
82.数据转发单元，所述数据转发单元用于所述云服务器层具有云端系统功能，其中，所述云端系统功能包括数据转发；
83.命令解析执行和节目更新单元，所述命令解析执行和节目更新单元用于所述终端硬件层具有终端系统功能，其中，所述终端系统功能包括网关节点程序、灯控节点程序，且所述网关节点程序包括：用户端控制命令的解析执行与下发、收集灯控节点数据与上传、远程更新程序和节目视频文件下发，所述灯控节点程序包括：控制led灯状态、灯控节点状态
数据上传、程序远程更新、网关节点命令解析执行和节目更新。
84.进一步的，所述系统包括：
85.并发线程创建单元，所述并发线程创建单元用于根据所述网关节点程序，创建两个并发线程，其中，所述两个并发线程包括cat.1远程通讯线程，无线传感器网络通信线程；
86.程序更新单元，所述程序更新单元用于利用所述cat.1远程通讯线程，对所述景观照明进行远程的程序更新；
87.非更新节点处理单元，所述非更新节点处理单元用于利用所述无线传感器网络通信线程，对所述景观照明的非更新节点进行相应处理。
88.进一步的，所述系统包括：
89.并发线程创建单元，所述并发线程创建单元用于根据所述灯控节点程序，创建三个并发线程，其中，所述三个并发线程包括时间同步线程、dmx512线程、数据路由线程；
90.时间同步单元，所述时间同步单元用于利用所述时间同步线程，对所述灯控节点进行时间同步；
91.时间比对判断单元，所述时间比对判断单元用于判断所述灯控节点与本地硬件时间是否一致；
92.串口播放单元，所述串口播放单元用于若一致，启动所述dmx512线程，获取所述各灯控节点待播放视频数据，进行串口播放；
93.更新节点控制处理单元，所述更新节点控制处理单元用于利用所述数据路由线程，对所述景观照明的非更新节点进行相应处理。
94.本说明书和附图仅仅是本技术的示例性说明，在不脱离本技术的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术意图包括这些改动和变型在内。