云场灯控制系统设计

2018-12-05李南安

电脑与电信 2018年9期

李南安

（广东工程职业技术学院，广东广州 510520）

1 概述

当人从明亮的地方走进黑暗的地方，眼睛就会突然什么也看不见，需要过一段时间才能慢慢地适应，逐渐看清暗处的东西[1]；反之亦然。一般从亮到暗的适应时间为30秒；从暗到亮的适应时间为20秒左右[2]。如果亮度突然急速变化，不但会使人感到耀眼炫目或漆黑一片，而且有害眼睛健康。为了保护我们的眼睛，一些较考究的电影院、录像厅等，在映出前后，主场灯的开关都很注意亮度的逐渐变化[4，5]。随着市场的拓展，场灯系统用量越来越多，以往场灯控制功能单一，不能适应市场需求。

本文设计了是一种全新的场灯控制系统，能够支持面板按键开关控制；支持移动控制面板iPad或者手机开关控制，支持远程编程和管理功能；支持酒店中控设备接口协议、DMX512协议、网络ACN、ARTNET协议，实现智能化控制；场灯布线与舞台灯控制系统完全兼容，统一在一个控制系统中，无需另外布线；可编辑记录100个以上的场景，场景支持人工控制或自动运行两种模式；支持场景记录和场景重放功能。

2 系统结构

在当前现代舞台灯光控制系统内，网络协议应用越来越广泛，本系统结构如图1所示。

(1)云场灯控制器CP6108，负责面板的按键开关控制，可以支持单键开和关；组合开和关；总开和总关的设置；面板按键功能支持自定义，可以调用任何已经存在的场景；面板的LCM显示图片可以通过PC机下载不同的图片；LCD背光，LED亮度可调。

图1 系统结构图

(2)云场灯控制主机CP6100，实现远程编程和管理功能、酒店中控设备接口协议、DMX512协议、网络ACN、ARTNET协议，实现智能化控制；场灯布线与舞台灯控制系统完全兼容，统一在一个控制系统中，不用另外布线；可编辑记录100个以上的场景，场景支持人工控制或自动运行两种模式；支持场景记录和场景重放功能。

3 系统设计

3.1 云场灯控制主机CP6100子系统设计

云场灯控制主机CP6100采用S5PV210芯片，该芯片性能高，功耗低，适于做手持电子设备、通讯设备或者医疗应用设备、上网本、学习机、监控视频设备和各种人机界面，可以应用于高清游戏、无线GPS导航、移动视频播放、智能控制、仪器仪表、导航设备、PDA设备、远程监控、游戏等开发[6]。整个子系统系统框图如图2所示。

图2 云场灯控制主机子系统系统框图

(1)S5PV210通过串口接收CP6108控制面板传来的控制信号，并做相应的处理：单键开和关、组合开和关、总开和总关的设置及其他设置。

(2)S5PV210通过串口与HM I进行通信，实现云场灯控制主机信息监测，场灯调光和集控，在线CP6108监测，场灯淡入淡出时间设置，场景记录和设置，组控设置。其HM I主界面如图3所示。

图3 HMI主界面

(3)S5PV210通过DMX512通信接口与标准DMX512调光设备相连，实现场灯的控制。

(4)S5PV210通过网络接口与交换机或者路由器相连接，与各类网络设备通信，采用CAN协议、ART-NET协议，与云端相连，实现云数据的采集和保存。

3.2 云场灯控制器CP6108子系统设计

云场灯控制器CP6108是采用32位ARM处理器+FPGA双核控制架构开发的一款高性能、低功耗、易使用的64K色的TFT真彩显示器，可以直接和具有UART串行接口的 MCU（如 51 单片机、AVR、PIC、DSP、ARM、工控机等）连接。用户只需通过串口向终端发命令，便可完成相应的操作。用户首先利用配套的上位机终端开发软件，将预先设计好的美工图片进行界面排版和控件配置，编译无误后使用内置的“虚拟串口屏”进行模拟仿真，最后通过USB(或SD)方式将整个工程图片和配置信息下载到串口屏内部存储器中。下载之前，上位机将会对工程中的每个画面、图片和控件分配一个唯一的ID号。用户主机串口接收到设备上传的按钮ID或触摸坐标值后，就可以判定当前哪个按钮被按下，然后发送相应的串口指令去更新画面显示或控制电机、继电器和指示灯等设备。除文本、图片显示外，用户还可发送指令来实现曲线显示、屏幕保存和数据存储等功能。面板的LCM显示图片可以通过PC机下载不同的图片，LCD背光、LED亮度可调[5]。完成后的CP6108的主界面如图4所示。