專利名稱：夜景燈飾聲光同步控制系統及其控制方法
技術領域：
本發明涉及一種燈飾控制系統，具體地說，是一種夜景燈飾聲光同步控制系統及其控制方法。
背景技術：
目前的裝飾燈或者廣告燈往往采用霓虹燈，將燈管安裝在燈箱內，為了顯示某個字符或者某種特殊形狀，在燈箱上設置相應的透明窗口來產生相應的燈光效果，燈箱內通常只安裝一只燈管，燈光變幻只存在開、關兩種狀態。而對于目前城市夜景裝飾而言，現有技術往往不能滿足要求，其一是因為霓虹燈發熱量大，耗電量大，對于大面積的夜景裝飾而言，采用霓虹燈不能滿足節能減排，而且會增加了市政管理成本，其二是普通的霓虹燈美感效果差，燈光變幻形態少，而且不能結合音樂節奏進行同步變化，不能滿足現代社會的需要。
發明內容
本發明的目的是提供一種夜景燈飾聲光同步控制系統，針對音符型LED夜景裝飾燈的具體應用場景，在結合音樂節奏的變化情況，實現多種燈光變幻，增加城市夜景的美感。為達到上述目的，本發明所采用的技術方案如下首先提出一種夜景燈飾聲光同步控制系統，設置有多個不同造型的燈飾模塊，在每個燈飾模塊處均設置有聲控分機，所述多個聲控分機通過RS485總線與控制室內的聲控主機相連，所述聲控主機通過音頻線(L、R)與功放機的音頻輸出端連接。利用聲控主機對功放機音頻輸出端輸出的音樂信號進行處理，提取出音頻信號的幅度變化值，根據音頻信號幅度變化的狀況控制各個燈飾模塊的燈光效果，從而實現燈光同步。作為進一步描述，所述燈飾模塊為音符型LED夜景裝飾燈，由多個數碼點光源LED 燈、多個無源RGB三色燈以及多個無源RGB花燈組合而成，所述多個數碼點光源LED燈組成邊框燈組并排列成音符輪廓形狀，所述多個無源RGB三色燈分為8個背景燈組并依次鑲嵌在所述邊框燈組圍成的區域內，所述多個無源RGB花燈組成花燈組并分別安插在所述背景燈組中。通過安裝布局將多種燈具組合擺放成各種音符形狀的造型，利用RGB三色燈實現燈光顏色的變換，結合動聽的音樂，加上音符的跳動，增加了城市夜景的美感。結合上述燈飾模塊的具體結構組合，所述聲控分機中設置有微控制器，在該微控制器的RXD引腳上連接有MAX485模塊，通過所述MAX485模塊接收RS485總線上的燈光控制信號，該微控制器的輸出端分別與所述燈飾模塊中的多個數碼點光源LED燈、多個無源RGB 三色燈以及多個無源RGB花燈連接。根據燈飾模塊中各個燈具的具體布局，所述多個數碼點光源LED燈相互串聯在一起，并連接在所述微控制器的一路輸出接口上，微控制器輸出同一控制信號，可以實現所有數碼點光源LED燈同亮或同滅，通過周期性的控制，可以實現邊框燈組閃爍效果。所述多個無源RGB三色燈分為8個背景燈組，每個背景燈組均設置有三路控制線， 分別為紅光控制信號線、綠光控制信號線以及藍光控制信號線，同一背景燈組中的無源RGB 三色燈按照相同的順序將其三根信號線連接在所述三路控制線上；同一組中的多個無源RGB三色燈連接方式相同，微控制器輸出同一控制信號可以使同一組中的燈具具有相同的燈光效果，而不同組中的燈具可以采用不同的控制信號，也可以采用相同的控制信號，從而實現8個背景燈組產生多種燈光效果組合。所述多個無源RGB花燈組成花燈組，也設置有三路控制線，分別為紅光控制信號線、綠光控制信號線以及藍光控制信號線，相鄰兩個無源RGB花燈的三根信號線按照不同的順序連接所述三路控制線。雖然采用一組控制端來控制多個無源RGB花燈，但是由于其連接方式的不同，同一控制信號即可以產生多種燈光效果，同時也降低了控制的難度。為了實現聲音信號的采集和處理，所述聲控主機中設置有主控制器、音頻信號處理電路以及MAX485模塊，所述音頻信號處理電路的輸入端設置有音頻線接口，該音頻信號處理電路用于實現濾波、放大并提取出音頻信號的模擬幅度值，該音頻信號處理電路的輸出端與主控制器的一個AD輸入端連接，主控制器通過AD采樣獲得所述音頻信號的數字幅度值，并根據該數字幅度值確定相應的燈光控制信號，所述燈光控制信號通過主控制器的 TXD引腳輸出，經過所述MAX485模塊進行電平轉換，最后通過RS485總線傳送到所述聲控分機中。根據上述電路結構，整個系統的燈光變幻可以與功放機中音樂的節奏變幻相結合，從而實現聲光同步效果。本發明還提出了一種夜景燈飾聲光同步控制系統的控制方法，按照以下步驟進第一步聲控主機通過音頻信號處理電路對功放機輸出的音頻信號進行采集和處理，并通過主控制器進行AD采樣從而獲得音頻信號采樣值；第二步聲控主機通過RS485總線將所述音頻信號采樣值傳送到每個聲控分機中，在所述聲控分機中的微控制器中設置有5種工作模式，分別為自動漸變模式、第一跳變模式、第二跳變模式、第三跳變模式和第四跳變模式；第三步聲控分機判斷音頻信號采樣值是否等于O :如果音頻信號采樣值等于0，即表示功放機沒有放出音樂，則微控制器按照自動漸變模式運行；如果音頻信號采樣值不等于0，即表示功放機有放出音樂，則微控制器按照第一跳變模式、第二跳變模式、第三跳變模式以及第四跳變模式周期循環運行；第四步微控制器按照第三步中所確定的工作模式控制燈飾模塊中相應燈具的發光狀態。作為進一步描述，在自動漸變模式中，微控制器按照6種工作狀態周期循環運行， 其中狀態O :8個背景燈組中的無源RGB三色燈由綠色最暗變到綠色最亮；
狀態I :8個背景燈組中的無源RGB三色燈由紅色最亮變到紅色最暗；狀態2 8個背景燈組中的無源RGB三色燈由藍色最暗變到藍色最亮；狀態3 8個背景燈組中的無源RGB三色燈由綠色最亮變到綠色最暗；狀態4 8個背景燈組中的無源RGB三色燈由紅色最暗變到紅色最亮；狀態5 8個背景燈組中的無源RGB三色燈由藍色最亮變到藍色最暗。再進一步描述，在第一跳變模式、第二跳變模式、第三跳變模式以及第四跳變模式中，微控制器中設置有背景色控制和效果色控制兩個進程，其具體控制步驟如下第一步背景色控制微控制器將8個背景燈組均作為背景色塊，并按照自動漸變模式中的控制算法控制所述8個背景燈組工作；第二步效果色控制微控制器根據具體的工作模式確定8個背景燈組中的效果色塊，并以背景色塊的補色作為效果色來控制相應背景燈組工作。將背景色的補色作為效果色，即背景色與效果色相加后為白色，從而使得效果色始終與背景色可以明顯分辨，并且不產生類似紅與綠的對色效果。根據不同的工作模式，效果色塊的選擇方式是不一樣的。在第一跳變模式中，效果色塊的確定方法是微控制器將音頻信號采樣值量化為8級，根據音頻信號采樣值的大小確定效果色的最大顯示區域為n，微控制器在第一背景燈組到第8背景燈組之間依次填充η組效果色;在第二跳變模式中，效果色塊的確定方法是微控制器將音頻信號采樣值量化為4級，根據音頻信號采樣值的大小確定效果色的最大顯示區域為η，微控制器從第四背景燈組和第五背景燈組開始分別向兩端填充η組效果色；在第三跳變模式中，效果色塊的確定方法是微控制器將音頻信號采樣值量化為8級，根據音頻信號采樣值的大小確定效果色塊的顯示區域為η，微控制器將第η個背景燈組填充為效果色。而在第四跳變模式中，微控制器將8個背景燈組均作為效果色塊，且以音頻信號采樣值作為亮度系數控制所有背景燈組的顯色效果。本發明的顯著效果是電路結構簡單，設備安裝方便，將燈飾模塊中的燈光變幻效果與音樂節奏變幻情況相結合，實現聲光同步控制，使得城市夜景有聲有色，美化了市容， 提高了市政服務質量。
圖I是本發明系統原理框圖；圖2為圖I中燈飾模塊I的實施例I結構示意圖；圖3 為圖I中燈飾模塊I的實施例2的結構示意4為圖I中燈飾模塊I的實施例3的結構示意5為圖I中燈飾模塊I的實施例4的結構示意圖；圖6為圖I中聲控分機2的電路原理圖
圖7為圖I中聲控主機3的電路原理框圖；圖8為圖7中音頻信號處理電路32的電路原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施例作進一步的說明。如圖I所示，一種夜景燈飾聲光同步控制系統，設置有多個不同造型的燈飾模塊 I，在每個燈飾模塊I處均設置有聲控分機2，所述多個聲控分機2通過RS485總線與控制室內的聲控主機3相連，所述聲控主機3通過音頻線(L、R)與功放機的音頻輸出端連接。燈飾模塊I的數量根據具體的應用場景來確定，該系統通常應用在濱江路、廣場或者公園的綠化帶上，根據路段的長短設置相應的數量，利用聲控主機3對功放機音頻輸出端輸出的音樂信號進行處理，提取出音頻信號的幅度變化值，根據音頻信號幅度變化的狀況控制各個燈飾模塊I的燈光效果，從而實現燈光同步。如圖2所示，所述燈飾模塊I為音符型LED夜景裝飾燈，由多個數碼點光源LED燈
11、多個無源RGB三色燈12以及多個無源RGB花燈13組合而成，所述多個數碼點光源LED 燈11組成邊框燈組并排列成音符輪廓形狀，所述多個無源RGB三色燈12分為8個背景燈組121 128并依次鑲嵌在所述邊框燈組圍成的區域內，所述多個無源RGB花燈13組成花燈組并分別安插在所述背景燈組121 128中。如圖3、圖4、圖5所示，實施過程中燈飾模塊I的造型可以設計成多種音符的輪廓形狀，通過安裝布局將多種燈具組合擺放成各種音符形狀的造型，利用RGB三色燈實現燈光顏色的變換，結合動聽的音樂，加上音符的跳動，從而增加城市夜景的美感。如圖6所示，所述聲控分機2中設置有微控制器21，在該微控制器21的RXD引腳上連接有MAX485模塊22，通過所述MAX485模塊22接收RS485總線上的燈光控制信號，該微控制器21的輸出端分別與所述燈飾模塊I中的多個數碼點光源LED燈11、多個無源RGB 三色燈12以及多個無源RGB花燈13連接。根據燈飾模塊I中各個燈具的具體布局，所述多個數碼點光源LED燈11相互串聯在一起，并連接在所述微控制器21的一路輸出接口上,微控制器21輸出同一控制信號,可以實現所有數碼點光源LED燈11同亮或同滅，通過周期性的控制，可以實現邊框燈組閃爍效果。所述多個無源RGB三色燈12分為8個背景燈組121 128，每個背景燈組121 128均設置有三路控制線，分別為紅光控制信號線R、綠光控制信號線G以及藍光控制信號線B，同一背景燈組121 128中的無源RGB三色燈12按照相同的順序將其三根信號線連接在所述三路控制線上；同一組中的多個無源RGB三色燈12連接方式相同，微控制器21輸出同一控制信號可以使同一組中的燈具具有相同的燈光效果，而不同組中的燈具可以采用不同的控制信號，也可以采用相同的控制信號，從而實現8個背景燈組121 128產生多種燈光效果組
入
口 ο所述多個無源RGB花燈13組成花燈組，也設置有三路控制線，分別為紅光控制信號線R、綠光控制信號線G以及藍光控制信號線B，相鄰兩個無源RGB花燈13的三根信號線按照不同的順序連接所述三路控制線。
雖然采用一組控制端來控制多個無源RGB花燈13，但是由于其連接方式的不同， 同一控制信號即可以產生多種燈光效果，同時也降低了控制的難度。如圖7所示，所述聲控主機3中設置有主控制器31、音頻信號處理電路32以及 MAX485模塊33，所述音頻信號處理電路32的輸入端設置有音頻線接口，該音頻信號處理電路32用于實現濾波、放大并提取出音頻信號的模擬幅度值，該音頻信號處理電路32的輸出端與主控制器31的一個AD輸入端連接，主控制器31通過AD采樣獲得所述音頻信號的數字幅度值，并根據該數字幅度值確定相應的燈光控制信號，所述燈光控制信號通過主控制器31的TXD引腳輸出，經過所述MAX485模塊33進行電平轉換，最后通過RS485總線傳送到所述聲控分機2中，采用MAX485模塊33進行電平轉換后發送到RS485總線上，便于控制信號的長距離傳輸。如圖8所示，在具體實施過程中，音頻信號處理電路32由低通濾波電路、半周放大電路、峰值檢波電路、差分放大電路以及谷值信號提取電路組成，利用運放0P1、電容C2、電阻R2和電阻R5組成低通濾波電路，提升音頻信號中的低頻部分，結合音樂中音頻信號的頻率范圍，所述低通濾波電路的截止頻率為200Hz 500Hz。音頻信號通過低通濾波電路后從a點進入半周放大電路中，由于電阻Rl和二極管 Dl組成半周整流器，當輸入端的電壓大于接地電壓，二極管Dl截止，輸入信號的正半周通過電阻Rl進入運放0P2同相輸入端，運放0P2的增益由電阻R3和電阻R4控制，因此c點輸出音頻半周信號。音頻半周信號從c點進入峰值檢波電路中，由于電阻R6的阻值遠遠大于電阻R8， 當一個音頻信號的正半周輸入時，信號通過電阻R6和二極管D2使電容C2快速充電到峰值電壓，信號達到峰值過后電容C2通過電阻R8放電，使得d點輸出音頻半周信號的包絡線信號。包絡線信號從d點輸出，由于播放一個連續音樂時，音頻信號的幅度包絡線不會低到地電平，而且有一定直流分量，如果信號直接傳輸到聲音同步控制設備，控制設備不能達到最大動態范圍，為去除d點輸出信號的直流分量，d點輸出的信號分成兩路分別輸入到運放0P3和運放0P4，d點輸出的一路信號通過運放0P4緩沖后由二極管D3和電容C3提取信號谷值，當運放0P4輸出電壓高于二極管D3正極端的電壓時，二極管D3截止，電容C3通過電阻RlO緩慢放電，電容C3和電阻RlO時間常數一般取Is以上，從而在e點輸出信號的谷值包絡線。d點輸出的另一路信號送入到運放0P3的正相輸入端，運放0P3是一個的差分放大電路，d點為正相輸入，e點為反相輸入，e點輸出的信號是d點輸出信號谷值包絡線，因此，運放0P3輸出的信號為Vo = (Vd-Ve) *G，其中Vo為運放0P3輸出信號電壓，VdSdA 輸出信號的電壓，Ve為e點輸出信號的電壓，G為運放0P3的增益,增益由電阻R7和電阻 R9決定，由于輸出信號是d點信號與它的谷值包絡線信號相減，因此運放0P3去除了 d點信號的直流分量，只輸出一個音頻信號幅度變化的值，該值的動態范圍較大，滿足主控制器31 的采樣需求。根據上述電路結構，整個系統的燈光變幻可以與功放機中音樂的節奏變幻相結合，從而實現聲光同步效果。本發明還提出了一種夜景燈飾聲光同步控制系統的控制方法，按照以下步驟進
第一步聲控主機3通過音頻信號處理電路32對功放機輸出的音頻信號進行采集和處理，并通過主控制器31進行AD采樣從而獲得音頻信號采樣值，實施過程中，主控制器 31采用8位AD采樣，所得音頻信號采樣值用8位二進制數表示，取值范圍為O 255 ;第二步聲控主機3通過RS485總線將所述音頻信號采樣值傳送到每個聲控分機 2中，在所述聲控分機2中的微控制器21中設置有5種工作模式,分別為自動漸變模式、第一跳變模式、第二跳變模式、第三跳變模式和第四跳變模式；第三步聲控分機2判斷音頻信號采樣值是否等于O :如果音頻信號采樣值等于0，即表示功放機沒有放出音樂，則微控制器21按照自動漸變模式運行；如果音頻信號采樣值不等于0，即表示功放機有放出音樂，則微控制器21按照第一跳變模式、第二跳變模式、第三跳變模式以及第四跳變模式周期循環運行；第四步微控制器21按照第三步中所確定的工作模式控制燈飾模塊I中相應燈具的發光狀態。作為進一步描述，在自動漸變模式中，微控制器21按照6種工作狀態周期循環運行，其中狀態O8個背景燈組121 128中的無源RGB Ξ三色燈12見;
R立狀態I8個背景燈組121 128中的無源RGB Ξ三色燈12H曰；
狀態28個背景燈組121 128中的無源RGB Ξ三色燈12見;
R立狀態38個背景燈組121 128中的無源RGB Ξ三色燈12H曰；
狀態48個背景燈組121 128中的無源RGB Ξ三色燈12売;
狀態58個背景燈組121 128中的無源RGB Ξ三色燈12暗。實施過程中，聲光同步控制主要對8個背景燈組121 128進行控制，而邊框燈組以及花燈組中的燈具是在微控制器21內預設有控制算法，按照一定的周期循環變化。在背景燈組的控制過程中，由于背景燈組中的燈具均為無源RGB三色燈，使用RGB三分量可分別控制燈具的發光功率，改變三個分量的值可使燈具發出RGB范圍內所有顏色的光。因此，在微控制器21的控制算法中定義了 8個背景燈組相對應的RGB分量，每個分量256級，因此用一個24字節數據作為顯示緩沖區，各字節定義為1R，1G，1B，2R，2G，2B，……，8R，8G，8B。另外還定義了 6個8位無符號數的全局變量，分別為背景色紅色分量VR、背景色綠色分量VG、 背景色藍色分量VB、效果色紅色分量VR2、效果色綠色分量VG2以及效果色藍色分量VB2。在自動漸變模式中，分別將背景色紅色分量VR、背景色綠色分量VG、背景色藍色分量VB賦值給8個背景燈組相對應的RGB分量，即可實現相應顏色的改變。以狀態O為例， 要使8個背景燈組121 128中的無源RGB三色燈12由綠色最暗變到綠色最亮，則將背景色紅色分量VR設為0，將背景色藍色分量VB設為0，將背景色綠色分量VG從O逐步增加到 255即可實現，其他狀態以此類推。以上這種模式主要是在沒有聲控信號輸入情況下，燈具顏色為隨時間自動變化， 所有背景燈組均為同一色彩，不出現跳變情況。而為了背景燈光隨聲控信號跳變，在第一跳變模式、第二跳變模式、第三跳變模式以及第四跳變模式中，微控制器21中設置有背景色控制和效果色控制兩個進程，其具體控制步驟如下第一步背景色控制微控制器21將8個背景燈組121 128均作為背景色塊，并按照自動漸變模式中的控制算法控制所述8個背景燈組121 128工作；第二步效果色控制微控制器21根據具體的工作模式確定8個背景燈組121 128中的效果色塊，并以背景色塊的補色作為效果色來控制相應背景燈組121 128工作，即將效果色紅色分量 VR2設置為VR2 = 255-VR，將效果色綠色分量VG2設置為VG2 = 255-VG，將效果色藍色分量 VB2 設置為 VB2 = 255-VB。將背景色的補色作為效果色，即背景色與效果色相加后為白色，從而使得效果色始終與背景色可以明顯分辨，并且不產生類似紅與綠的對色效果。根據不同的工作模式，效果色塊的選擇方式是不一樣的。在第一跳變模式中，效果色塊的確定方法是微控制器21將音頻信號采樣值量化為8級，根據音頻信號采樣值的大小確定效果色的最大顯示區域為n，微控制器21在第一背景燈組121到第8背景燈組128之間依次填充η組效果色；在第二跳變模式中，效果色塊的確定方法是微控制器21將音頻信號采樣值量化為4級，根據音頻信號采樣值的大小確定效果色的最大顯示區域為η，微控制器21從第四背景燈組124和第五背景燈組125開始分別向兩端填充η組效果色；在第三跳變模式中，效果色塊的確定方法是微控制器21將音頻信號采樣值量化為8級，根據音頻信號采樣值的大小確定效果色塊的顯示區域為η，微控制器21將第η個背景燈組填充為效果色。而在第四跳變模式中，微控制器21將8個背景燈組121 128均作為效果色塊， 且以音頻信號采樣值作為亮度系數控制所有背景燈組121 128的顯色效果。下面舉例說明上述各種跳變模式的具體控制過程，假設音頻信號采樣值為 10011100，即十進制值為156。如果工作在第一跳變模式，微控制器21將音頻信號采樣值量化為8級后所確定的效果色最大顯示區域η = 156/31 = 5，即微控制器21在第一背景燈組121到第五背景燈組 125之間依次填充效果色，在第六背景燈組122到第八背景燈組128之間保留背景色，此時
VR2 = IR = 2R ........ 5R, VG2 = IG = 2G ........ 5G, VB2 = IB = 2Β .......5Β,而 VR
=6R = 7R = 8R, VG = 6G = 7G = 8G, VB = 6Β = 7Β = 8Β。如果工作在第二跳變模式，微控制器21將音頻信號采樣值量化為4級后所確定的效果色最大顯示區域η = 156/63 = 2，即微控制器21從第四背景燈組124和第五背景燈組 125開始分別向兩端填充2組效果色，將第一背景燈組121、第二背景燈組122、第七背景燈組127以及第八背景燈組128保留為背景色，此時VR2 = 3R = 4R = 5R = 6R，VG2 = 3G = 4G = 5G = 6G, VB2 = 3B = 4B = 5B = 6B,而 VR = IR = 2R = 7R = 8R, VG = IG = 2G = 7G = 8G, VB = IB = 2B = 7B = 8B。如果工作在第三跳變模式，微控制器21將音頻信號采樣值量化為8級所確定的效果色塊的顯示區域為η = 156/31 = 5，微控制器21將第五背景燈組125填充為效果色，將其他背景燈組保留為背景色，此時VR2 = 5R，VG2 = 5G，VB2 = 5Β,而VR = IR = 2R = 3R =4R = 6R = 7R = 8R, VG = IG = 2G = 3G = 4G = 6G = 7G = 8G, VB = IB = 2Β = 3Β = 4Β = 6Β = 7Β = 8Β。如果工作在第四跳變模式，微控制器21將8個背景燈組121 128均作為效果色塊，且以音頻信號采樣值作為亮度系數控制所有背景燈組121 128的顯色效果。此時VR2 = VR*156/256 = IR = 2R ........ 8R ；VB2 = VB*156/256 = IB = 2B ........ 8B ；VG2 = VG*156/256 = IG = 2G ........ 8G。結合上述實施例，本發明將燈飾模塊I中的燈光變幻效果與音樂節奏變幻情況相結合，實現了聲光同步控制，使得城市夜景有聲有色，從而美化市容市貌，提高了百姓的生活質量。盡管以上結構結合附圖對本發明的優選實施例進行了描述，但本發明不限于上述具體實施方式
，上述具體實施方式
僅僅是示意性的而不是限定性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不違背本發明宗旨及權利要求的前提下，可以做出多種類似的表示，如更改具體的燈光變幻模式，更改燈光造型等等，這樣的變換均落入本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種夜景燈飾聲光同步控制系統，其特征在于設置有多個不同造型的燈飾模塊(1)，在每個燈飾模塊(I)處均設置有聲控分機(2)，所述多個聲控分機(2)通過RS485總線與控制室內的聲控主機(3)相連，所述聲控主機(3)通過音頻線(L、R)與功放機的音頻輸出端連接。
2.根據權利要求I所述的夜景燈飾聲光同步控制系統，其特征在于所述燈飾模塊(I) 為音符型LED夜景裝飾燈，由多個數碼點光源LED燈(11)、多個無源RGB三色燈(12)以及多個無源RGB花燈(13)組合而成，所述多個數碼點光源LED燈(11)組成邊框燈組并排列成音符輪廓形狀，所述多個無源RGB三色燈(12)分為8個背景燈組(121 128)并依次鑲嵌在所述邊框燈組圍成的區域內，所述多個無源RGB花燈(13)組成花燈組并分別安插在所述背景燈組(121 128)中。
3.根據權利要求2所述的夜景燈飾聲光同步控制系統，其特征在于所述聲控分機(2) 中設置有微控制器(21)，在該微控制器(21)的RXD引腳上連接有MAX485模塊(22)，通過所述MAX485模塊(22)接收RS485總線上的燈光控制信號，該微控制器(21)的輸出端分別與所述燈飾模塊(I)中的多個數碼點光源LED燈(I I)、多個無源RGB三色燈(12)以及多個無源RGB花燈(13)連接。
4.根據權利要求3所述的夜景燈飾聲光同步控制系統，其特征在于所述多個數碼點光源LED燈(11)相互串聯在一起，并連接在所述微控制器(21)的一路輸出接口上；所述多個無源RGB三色燈(12)分為8個背景燈組(121 128)，每個背景燈組(121 128)均設置有三路控制線，分別為紅光控制信號線(R)、綠光控制信號線(G)以及藍光控制信號線(B)，同一背景燈組(121 128)中的無源RGB三色燈(12)按照相同的順序將其三根信號線連接在所述三路控制線上；所述多個無源RGB花燈(13)組成花燈組，也設置有三路控制線，分別為紅光控制信號線(R)、綠光控制信號線(G)以及藍光控制信號線(B)，相鄰兩個無源RGB花燈(13)的三根信號線按照不同的順序連接所述三路控制線。
5.根據權利要求I所述的夜景燈飾聲光同步控制系統，其特征在于所述聲控主機(3) 中設置有主控制器(31)、音頻信號處理電路(32)以及MAX485模塊(33)，所述音頻信號處理電路(32)的輸入端設置有音頻線接口，該音頻信號處理電路(32)用于實現濾波、放大并提取出音頻信號的模擬幅度值，該音頻信號處理電路(32)的輸出端與主控制器(31)的一個AD輸入端連接，主控制器(31)通過AD采樣獲得所述音頻信號的數字幅度值，并根據該數字幅度值確定相應的燈光控制信號，所述燈光控制信號通過主控制器(31)的TXD引腳輸出，經過所述MAX485模塊(33)進行電平轉換，最后通過RS485總線傳送到所述聲控分機(2)中。
6.一種夜景燈飾聲光同步控制系統的控制方法，其特征在于按照以下步驟進行 第一步聲控主機(3)通過音頻信號處理電路(32)對功放機輸出的音頻信號進行采集和處理，并通過主控制器(31)進行AD采樣從而獲得音頻信號采樣值；第二步聲控主機(3)通過RS485總線將所述音頻信號采樣值傳送到每個聲控分機(2)中，在所述聲控分機(2)中的微控制器(21)中設置有5種工作模式，分別為自動漸變模式、第一跳變模式、第二跳變模式、第三跳變模式和第四跳變模式；第三步聲控分機(2)判斷音頻信號采樣值是否等于O :如果音頻信號采樣值等于0，即表示功放機沒有放出音樂，則微控制器(21)按照自動漸變模式運行；如果音頻信號米樣值不等于O,即表不功放機有放出音樂,貝U微控制器(21)按照第一跳變模式、第二跳變模式、第三跳變模式以及第四跳變模式周期循環運行；第四步微控制器(21)按照第三步中所確定的工作模式控制燈飾模塊(I)中相應燈具的發光狀態。
7.根據權利要求6所述的夜景燈飾聲光同步控制系統的控制方法，其特征在于在自動漸變模式中，微控制器(21)按照6種工作狀態周期循環運行，其中狀態O :8個背景燈組(121 128)中的無源RGB三色燈(12)由綠色最暗變到綠色最売;狀態I :8個背景燈組(121 128)中的無源RGB三色燈(12)由紅色最亮變到紅色最暗；狀態2 8個背景燈組(121 128)中的無源RGB三色燈(12)由藍色最暗變到藍色最売;狀態3 8個背景燈組(121 128)中的無源RGB三色燈(12)由綠色最亮變到綠色最暗；狀態4 8個背景燈組(121 128)中的無源RGB三色燈(12)由紅色最暗變到紅色最売;狀態5 8個背景燈組(121 128)中的無源RGB三色燈(12)由藍色最亮變到藍色最暗。
8.根據權利要求7所述的夜景燈飾聲光同步控制系統的控制方法，其特征在于在第一跳變模式、第二跳變模式、第三跳變模式以及第四跳變模式中，微控制器(21)中設置有背景色控制和效果色控制兩個進程，其具體控制步驟如下第一步背景色控制微控制器(21)將8個背景燈組(121 128)均作為背景色塊，并按照自動漸變模式中的控制算法控制所述8個背景燈組(121 128)工作；第二步效果色控制微控制器(21)根據具體的工作模式確定8個背景燈組(121 128)中的效果色塊，并以背景色塊的補色作為效果色來控制相應背景燈組(121 128)工作。
9.根據權利要求8所述的夜景燈飾聲光同步控制系統的控制方法，其特征在于在第一跳變模式中，效果色塊的確定方法是微控制器(21)將音頻信號采樣值量化為8級，根據音頻信號采樣值的大小確定效果色的最大顯示區域為n，微控制器(21)在第一背景燈組(121)到第8背景燈組(128)之間依次填充η組效果色；在第二跳變模式中，效果色塊的確定方法是微控制器(21)將音頻信號采樣值量化為4級，根據音頻信號采樣值的大小確定效果色的最大顯示區域為η，微控制器(21)從第四背景燈組(124)和第五背景燈組(125)開始分別向兩端填充η組效果色；在第三跳變模式中，效果色塊的確定方法是微控制器(21)將音頻信號采樣值量化為8級，根據音頻信號采樣值的大小確定效果色塊的顯示區域為n，微控制器(21)將第η個背景燈組填充為效果色。
10.根據權利要求8所述的夜景燈飾聲光同步控制系統的控制方法，其特征在于在第四跳變模式中，微控制器(21)將8個背景燈組(121 128)均作為效果色塊，且以音頻信號采樣值作為亮度系數控制所有背景燈組(121 128)的顯色效果。
全文摘要
本發明公開了一種夜景燈飾聲光同步控制系統及其控制方法，其特征在于系統設置有多個不同造型的燈飾模塊，在每個燈飾模塊處均設置有聲控分機，所述多個聲控分機通過RS485總線與控制室內的聲控主機相連，所述聲控主機通過音頻線與功放機的音頻輸出端連接。其方法在于聲控分機具備多種工作模式，能根據聲控主機采樣所得的音頻信號幅度變化情況來改變燈飾模塊中各個燈具的發光狀態。其顯著效果是電路結構簡單，設備安裝方便，將燈飾模塊中的燈光變幻效果與音樂節奏變幻情況相結合，實現聲光同步控制，使得城市夜景有聲有色，美化了市容，提高了市政服務質量。
文檔編號H05B37/02GK102595704SQ20121000674
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者唐蜜, 張宏圖, 張紅波 申請人:重慶三弓科技發展有限公司