一種多功能景觀亮化控制裝置及其實現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及景觀亮化燈光控制技術(shù)，具體來說是一種多功能景觀亮化控制裝置及 其實現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前市面上高端的景觀亮化DMX512燈光控制主機大多采用緩存單元+MCU來實現(xiàn) 大數(shù)據(jù)量的燈光效果演繹控制，外部媒體燈光數(shù)據(jù)采用SD卡、CF卡、以太網(wǎng)接口來實現(xiàn)數(shù)據(jù) 的傳輸，其傳輸途徑由MCU將外部媒體燈光數(shù)據(jù)流進行解析后再轉(zhuǎn)發(fā)給緩存單元進行數(shù)據(jù) 緩存，由于媒體燈光數(shù)據(jù)需要經(jīng)過MCU的數(shù)據(jù)解析后再進行數(shù)據(jù)緩存，MCU的處理帶寬極大 地限制了媒體燈光數(shù)據(jù)的緩存效率；同時目前大多數(shù)的燈光控制主機基本不具備主/從雙 備份接口，當(dāng)控制主機出現(xiàn)故障就無法切換到備用機來保障系統(tǒng)運行;燈光控制主機一般 不支持外部擴展控制功能，無法滿足外部設(shè)備的接入控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、造價便 宜、高速數(shù)據(jù)緩沖/并發(fā)、燈光柔和度好、多接口及適用范圍廣的多功能景觀亮化控制裝置。
[0004] 本發(fā)明還提供了一種多功能景觀亮化控制裝置的實現(xiàn)方法。
[0005] 為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種多功能景觀亮化控制裝置，包 括MCU處理模塊，MCU處理模塊分別與串行數(shù)據(jù)緩存/并發(fā)模塊、外設(shè)SPI串行接口、實時時鐘 模塊、幀同步接口和參數(shù)設(shè)置接口連接；串行數(shù)據(jù)緩存/并發(fā)模塊與外設(shè)SPI串行接口之間 用SPI串行數(shù)據(jù)總線連接，串行數(shù)據(jù)緩存/并發(fā)模塊與若干路獨立輸出模塊連接。
[0006] 所述串行數(shù)據(jù)緩存/并發(fā)模塊包括依次連接的SPI串行總線數(shù)據(jù)偵聽模塊、串入并 出數(shù)據(jù)模塊、第一數(shù)據(jù)緩存/片選管理模塊，SPI串行總線數(shù)據(jù)偵聽模塊、串入并出數(shù)據(jù)模 塊、第一數(shù)據(jù)緩存/片選管理模塊通過緩存狀態(tài)機制總線分別與協(xié)處理接口連接，協(xié)處理接 口與Μ⑶狀態(tài)機制總線連接，第一數(shù)據(jù)緩存/片選管理模塊與數(shù)據(jù)乒乓式存取地址管理模塊 連接;第二數(shù)據(jù)緩存/片選管理模塊與數(shù)據(jù)乒乓式存取地址管理模塊連接，第二數(shù)據(jù)緩存/ 片選管理模塊依次與若干路數(shù)據(jù)時序發(fā)生模塊、若干路協(xié)議數(shù)據(jù)輸出端口連接，第二數(shù)據(jù) 緩存/片選管理模塊與若干路數(shù)據(jù)時序發(fā)生模塊連接通過輸出狀態(tài)機制總線與協(xié)處理接口 連接，若干路協(xié)議數(shù)據(jù)輸出端口與后級輸出接口電路連接;數(shù)據(jù)乒乓式存取地址管理模塊 與若干個靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器連接。
[0007] 所述外設(shè)SPI串行接口包括SD卡接口及以太網(wǎng)接口。
[0008] 還包括主/從備份接口、外部擴展接口，Μ⑶處理模塊分別與主/從備份接口、外部 擴展接口連接。
[0009 ]所述若干路獨立輸出模塊為16路DMX512協(xié)議獨立輸出模塊。
[0010]所述16路DMX512協(xié)議獨立輸出模塊包括16路DMX512協(xié)議數(shù)據(jù)時序發(fā)生模塊及16 路DMX512協(xié)議數(shù)據(jù)輸出端口。
[0011] 所述主/從備份接口、外部擴展接口及幀同步接口均為標(biāo)準(zhǔn)RS485接口電路。
[0012] 所述參數(shù)設(shè)置接口采用標(biāo)準(zhǔn)RS232接口電路。
[0013] 上述多功能景觀亮化控制裝置的實現(xiàn)方法，包括以下步驟：
[0014] (1)、數(shù)據(jù)緩存由外設(shè)SPI串行接口、MCU處理模塊的SPI接口、串行數(shù)據(jù)緩存/并發(fā) 模塊都并接在SPI串行數(shù)據(jù)總線上采用串行總線數(shù)據(jù)共享方式;燈光效果數(shù)據(jù)由外設(shè)SPI串 行接口提供，串行數(shù)據(jù)緩存/并發(fā)模塊采集SPI串行數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)并緩存至靜態(tài)數(shù)據(jù)存 儲器；
[0015] (2)、M⑶處理模塊輸出狀態(tài)控制信息給協(xié)處理接口模塊，從而產(chǎn)生緩存給緩存狀 態(tài)機制總線和輸出狀態(tài)機制總線；
[0016] (3)、數(shù)據(jù)存儲:緩存狀態(tài)機制總線產(chǎn)生緩存，允許信號和緩存器選擇信號給各執(zhí) 行單元，SPI串行總線數(shù)據(jù)偵聽模塊開始對SPI串行數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)進行偵聽并將SPI串行 數(shù)據(jù)總線上采集的數(shù)據(jù)串入到串入并出數(shù)據(jù)模塊，當(dāng)串入并出數(shù)據(jù)模塊的數(shù)據(jù)字節(jié)填滿后 自動向第一數(shù)據(jù)緩存/片選管理模塊發(fā)出采集完成信號，此時第一數(shù)據(jù)緩存/片選管理模塊 將待緩存數(shù)據(jù)及緩存片選擇信息傳輸給數(shù)據(jù)乒乓式存取地址管理模塊，由數(shù)據(jù)乒乓式存取 地址管理模塊將數(shù)據(jù)寫入相應(yīng)緩存器的對應(yīng)地址區(qū)中，此數(shù)據(jù)緩存過程由數(shù)據(jù)模塊內(nèi)部流 水式存儲，無需MCU處理模塊進行干預(yù)從而提高了數(shù)據(jù)緩存的效率；
[0017] (4)、數(shù)據(jù)并發(fā):輸出狀態(tài)機制總線產(chǎn)生輸出允許信號和取數(shù)據(jù)存儲器選擇信號給 各執(zhí)行單元;第二數(shù)據(jù)讀取/片選管理模塊輸出取數(shù)據(jù)和讀緩存片選擇信息給數(shù)據(jù)乒乓式 存取地址管理模塊，由數(shù)據(jù)乒乓式存取地址管理模塊將相應(yīng)靜態(tài)存儲器對應(yīng)地址中的數(shù)據(jù) 取出并送給數(shù)據(jù)讀取/片選管理模塊，再送至16路DMX512協(xié)議數(shù)據(jù)時序發(fā)生模塊，由16路 DMX512協(xié)議數(shù)據(jù)時序發(fā)生模塊產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)DMX512數(shù)據(jù)信息將讀取的位流信息通過16路 DMX512協(xié)議數(shù)據(jù)輸出端口輸出數(shù)據(jù)。
[0018] 所述步驟（1)中的外設(shè)SPI串行接口包括SD卡接口及以太網(wǎng)接口；主/從備份接口 采用標(biāo)準(zhǔn)RS485接口電路并連接至Μ⑶處理模塊，實現(xiàn)系統(tǒng)雙備份運行模式;幀同步接口采 用標(biāo)準(zhǔn)RS485接口電路并連接至MCU處理模塊，用于接收幀同步信號；外部擴展接口采用標(biāo) 準(zhǔn)RS485接口電路并連接至MCU處理模塊，用于實現(xiàn)外部設(shè)備對本裝置的控制；參數(shù)設(shè)置接 口采用標(biāo)準(zhǔn)RS232接口電路并連接至MCU處理模塊，用于運行參數(shù)信息設(shè)置;實時時鐘模塊， 用于提供精確的系統(tǒng)運行時鐘。
[0019] 本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點及效果：
[0020] 1、本發(fā)明包括Μ⑶處理模塊，Μ⑶處理模塊分別與串行數(shù)據(jù)緩存/并發(fā)模塊、外設(shè) SPI串行接口、實時時鐘模塊、幀同步接口和參數(shù)設(shè)置接口連接；串行數(shù)據(jù)緩存/并發(fā)模塊與 外設(shè)SPI串行接口之間用SPI串行數(shù)據(jù)總線連接，串行數(shù)據(jù)緩存/并發(fā)模塊與若干路獨立輸 出模塊連接;具有結(jié)構(gòu)簡單、造價便宜、高速數(shù)據(jù)緩沖/并發(fā)、燈光柔和度好、多接口及適用 范圍廣等特點。
[0021] 2、本發(fā)明中的串行數(shù)據(jù)緩存/并發(fā)模塊包括依次連接的SPI串行總線數(shù)據(jù)偵聽模 塊、串入并出數(shù)據(jù)模塊、第一數(shù)據(jù)緩存/片選管理模塊，SPI串行總線數(shù)據(jù)偵聽模塊、串入并 出數(shù)據(jù)模塊、第一數(shù)據(jù)緩存/片選管理模塊通過緩存狀態(tài)機制總線分別與協(xié)處理接口連接， 協(xié)處理接口與Μ⑶狀態(tài)機制總線連接，第一數(shù)據(jù)緩存/片選管理模塊與數(shù)據(jù)乒乓式存取地址 管理模塊連接;第二數(shù)據(jù)緩存/片選管理模塊與數(shù)據(jù)乒乓式存取地址管理模塊連接，第二數(shù) 據(jù)緩存/片選管理模塊依次與若干路數(shù)據(jù)時序發(fā)生模塊、若干路協(xié)議數(shù)據(jù)輸出端口連接，第 二數(shù)據(jù)緩存/片選管理模塊與若干路數(shù)據(jù)時序發(fā)生模塊連接通過輸出狀態(tài)機制總線與協(xié)處 理接口連接，若干路協(xié)議數(shù)據(jù)輸出端口與后級輸出接口電路連接;數(shù)據(jù)乒乓式存取地址管 理模塊與若干個靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲器連接;實現(xiàn)了高速數(shù)據(jù)緩存和數(shù)據(jù)發(fā)送減少了系統(tǒng)的冗余 度，從而實現(xiàn)了 16路獨立DMX512協(xié)議數(shù)據(jù)并行發(fā)送能力同時提高了輸出端口的刷新速率保 障了燈光變化調(diào)節(jié)的柔和度。
[0022] 3、本發(fā)明中的外設(shè)SPI串行接口包括SD卡接口及以太網(wǎng)接口；實現(xiàn)多樣化數(shù)據(jù)輸 入。
[0023] 4、本發(fā)明采用高效串行數(shù)據(jù)緩存/并發(fā)模塊實現(xiàn)了高速數(shù)據(jù)緩存和數(shù)據(jù)發(fā)送減少 了系統(tǒng)的冗余度，從而實現(xiàn)了 16路獨立DMX512協(xié)議數(shù)據(jù)并行發(fā)送能力同時提高了輸出端口 的刷新速率保障了燈光變化調(diào)節(jié)的柔和度，同時具備多種外部接口特別是主/從備份接口、 幀同步接口、外部擴展接口，主/從備份接口實現(xiàn)了主/從機雙備份運行，當(dāng)其中一臺主機出 現(xiàn)故障可自動切換至從機繼續(xù)工作;幀同步接口保證了多臺主機之間的同步運行實現(xiàn)場景 播放的一致性，外部擴展接口提供了外部設(shè)備控制本機的接口；還具備高精度實時時鐘單 元給裝置的定時運行提供精確的系統(tǒng)時鐘。
【附圖說明】
[0024] 圖1為一種多功能景觀亮化控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖2為本發(fā)明中串行數(shù)據(jù)緩存/并發(fā)模塊的示意圖。
[0026] 圖中標(biāo)號與名稱如下：
[0027]

【具體實施方式】
[0028] 為便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說 明。
[0029] 實施例1:
[0030]如圖1~2所示，一種多功能景觀亮化控制裝置，包括MCU處理模塊，MCU處理模塊分 別與串行數(shù)據(jù)緩存/并發(fā)模塊、外設(shè)SPI串行接口、實時時鐘模塊、幀同步接口和參數(shù)設(shè)置接 口連接；串行數(shù)據(jù)緩存/并發(fā)模塊與外設(shè)SPI串行接口之間用SPI串行數(shù)據(jù)總線連接，串行數(shù) 據(jù)緩存/并發(fā)模塊與若干路獨立輸出模塊連接。本實施例中的外設(shè)SPI串行接口包括SD卡接 口及以太網(wǎng)接口。
[0031]如圖2所示，本實施例中的串行數(shù)據(jù)緩存/并發(fā)模塊包括依次連接的SPI串行總線 數(shù)據(jù)偵聽模塊、串入并出數(shù)據(jù)模塊、第一數(shù)據(jù)緩存/片選管理模塊，SPI串行總線數(shù)據(jù)偵聽模 塊、串入并出數(shù)據(jù)模塊、第一數(shù)據(jù)緩存/片選管理模塊通過緩存狀態(tài)機制總線分別與協(xié)處理 接口連接，協(xié)處理接口與MCU狀態(tài)機制總線連接，第一數(shù)據(jù)緩存/片選管理模塊與數(shù)據(jù)乒乓 式存取地址管理模塊連接;第二數(shù)據(jù)緩存/片選管理模塊與數(shù)據(jù)乒乓式存取地址管理模塊 連接，第二數(shù)據(jù)緩存/片選管理模塊依次與若干路數(shù)據(jù)時序發(fā)生模塊、若干路協(xié)議數(shù)據(jù)輸出 端口連接，第二數(shù)據(jù)緩存/片選管理模塊與若干路數(shù)據(jù)時序發(fā)生模塊連接通過輸出狀態(tài)