一種基于dmx512協(xié)議的控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于DMX512協(xié)議的控制系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]DMX512協(xié)議是最先由USITT (美國劇場技術(shù)協(xié)會)提出，作為調(diào)光和燈光控制臺數(shù)據(jù)傳輸標準及燈光行業(yè)數(shù)字化設(shè)備的通用信號控制的國際協(xié)議，DMX512協(xié)議以其簡單可靠，靈活性已在舞臺、劇院、演播室燈光控制領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，而現(xiàn)在已經(jīng)越來越多的應(yīng)用在LED燈具的控制系統(tǒng)中。
[0003]采用DMX512總線協(xié)議進行控制，每個產(chǎn)品必須設(shè)置唯一的地址?，F(xiàn)在市場上常見的有三種寫址方式:
1)地址固定方式:DMX512接收器在安裝前寫入固定地址，安裝的時候按照地址順序進行安裝。此種方法安裝的燒寫地址的工作量大，且容易混淆裝錯。后期維護的時候要知道故障燈地址，維護麻煩。
[0004]2)撥碼方式:在每個設(shè)備上配置地址撥碼開關(guān)，用戶根據(jù)相應(yīng)的安裝位置撥到對應(yīng)的地址碼。這種方法效率低下，且安裝的時候容易出現(xiàn)漏撥，錯撥的現(xiàn)象，對施工人員要求比較高。
[0005]3)動態(tài)編址方式:每一次系統(tǒng)上電的時候都會重新尋址，但一旦系統(tǒng)中的某個節(jié)點損壞就會影響本次的編址動作，系統(tǒng)有可能發(fā)生大面積的錯誤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了解決上述問題，提供一種可以實現(xiàn)自動對并行在DMX512總線上的節(jié)點控制器進行寫址的控制系統(tǒng)及控制方法。
[0007]本發(fā)明為實現(xiàn)上述功能，所采用的技術(shù)方案是提供一種基于DMX512協(xié)議的控制系統(tǒng)，包括DMX512主控制器、數(shù)據(jù)總線、N個節(jié)點控制器(N ^ 1 )、受控電器，所述DMX512主控制器和所述節(jié)點控制器通過所述數(shù)據(jù)總線連成總線型網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述節(jié)點控制器包括控制信號輸入端、控制信號輸出端、地址信號輸入端、地址信號輸出端，所述控制信號輸入端連接所述數(shù)據(jù)總線，所述控制信號輸出端連接所述受控電器，第η (1 < η < Ν)個節(jié)點控制器的地址信號輸入端連接第η-l個節(jié)點控制器的地址信號輸出端，所述控制系統(tǒng)還包括端部識別標識，第1個節(jié)點控制器的地址信號輸入端和第Ν個節(jié)點控制器的地址信號輸出端分別連接端部識別標識。
[0008]進一步的，所述端部識別標識為端口懸空、接地產(chǎn)生的高/低電平，或在所述基于DMX512協(xié)議的控制系統(tǒng)中設(shè)置信號發(fā)生設(shè)備，所述端部識別標識為所述信號發(fā)生設(shè)備所產(chǎn)生的電壓或脈沖信號。
[0009]進一步的，所述地址信號輸入端和地址信號輸出端為通用I/O端口。
[0010]本發(fā)明還提供一種上述基于DMX512協(xié)議的控制系統(tǒng)的控制方法，其過程如下: DMX512主控制器向數(shù)據(jù)總線發(fā)送控制命令； N個串接的節(jié)點控制器(N> 1)接收來自數(shù)據(jù)總線的所述控制命令第1個節(jié)點控制器為首節(jié)點，第N個節(jié)點控制器為尾節(jié)點；
每一個節(jié)點控制器，分析所述控制命令，并根據(jù)所述控制命令內(nèi)容執(zhí)行相應(yīng)的命令執(zhí)行程序，所述命令執(zhí)行程序至少包括寫址程序，所述寫址程序包括以下步驟:
節(jié)點控制器判斷該節(jié)點是否為首節(jié)點:是首節(jié)點，節(jié)點控制器從總線上讀取地址數(shù)據(jù)，地址數(shù)據(jù)寫入非易失存儲器；不是首節(jié)點，等待地址信號輸入端傳來地址數(shù)據(jù)，讀取地址信號輸入端的地址數(shù)據(jù)，地址數(shù)據(jù)寫入非易失存儲器；
節(jié)點控制器判斷該節(jié)點是否為尾節(jié)點:是尾節(jié)點，所述寫址程序結(jié)束；不是尾節(jié)點，從非易失存儲器中讀取本節(jié)點地址數(shù)據(jù)并進行加1操作生成后續(xù)地址數(shù)據(jù)，將所述后續(xù)地址數(shù)據(jù)向地址信號輸出端發(fā)出。
[0011]進一步的，所述命令執(zhí)行程序還包括測試程序，所述測試程序包括以下步驟:
節(jié)點控制器判斷該節(jié)點是否為首節(jié)點:是首節(jié)點，節(jié)點控制器向受控電器發(fā)送測試命令；不是首節(jié)點，判斷地址信號輸入端是否有測試命令信號，有測試命令信號則向受控電器發(fā)送測試命令，沒有則繼續(xù)檢測地址信號輸入端；
節(jié)點控制器判斷該節(jié)點是否為尾節(jié)點:是尾節(jié)點，所述測試程序結(jié)束；不是尾節(jié)點，向地址信號輸出端發(fā)出測試命令信號。
[0012]進一步的，所述測試程序中，節(jié)點控制器向地址信號輸出端發(fā)出測試命令信號前經(jīng)過延時。
[0013]進一步的，所述測試程序在所述寫址程序之前執(zhí)行。
[0014]進一步的，節(jié)點控制器判斷是否為首節(jié)點的方法為，讀取地址信號輸入端的數(shù)據(jù)，判斷是否為端部識別標識，所述端部識別標識為端口懸空、接地產(chǎn)生的高/低電平，或在所述基于DMX512協(xié)議的控制系統(tǒng)中設(shè)置信號發(fā)生設(shè)備，所述端部識別標識為所述信號發(fā)生設(shè)備所產(chǎn)生的電壓或脈沖信號。
[0015]進一步的，節(jié)點控制器判斷是否為尾節(jié)點的方法為，讀取地址信號輸出端的數(shù)據(jù)，判斷是否為端部識別標識，所述端部識別標識為端口懸空、接地產(chǎn)生的高/低電平，或在所述基于DMX512協(xié)議的控制系統(tǒng)中設(shè)置信號發(fā)生設(shè)備，所述端部識別標識為所述信號發(fā)生設(shè)備所產(chǎn)生的電壓或脈沖信號。
[0016]本發(fā)明所提供的技術(shù)方案不需要開發(fā)專門的地址編碼器，直接通過主控制器控制寫址，寫址過程不用人工參與，且寫址快捷。同時自動寫址的方式也使得設(shè)備安裝更為容易。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明控制方法及寫址程序的流程圖；
圖3是本發(fā)明控制方法中模塊選擇過程的流程圖；
圖4是本發(fā)明測試程序的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的一種基于DMX512協(xié)議的控制系統(tǒng)及其控制方法作進一步詳細的說明。
[0019]請參考圖1，圖1所示是本發(fā)明提出的一種基于DMX512協(xié)議的控制系統(tǒng)的一個較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)包括一個DMX512主控制器、數(shù)據(jù)總線及N個節(jié)點控制器(N > 1)。DMX512主控制器的輸出端A、B、GND連接數(shù)據(jù)總線，各節(jié)點控制器的控制信號輸入端也和數(shù)據(jù)總線相連，DMX512主控制和各節(jié)點控制器構(gòu)成總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。圖中的輸出端A、B、GND和數(shù)據(jù)總線僅為示意，并不代表實際的連接線的數(shù)量，在應(yīng)用中需根據(jù)芯片選型的不同，如8位、16位或32位芯片連接相應(yīng)數(shù)量的數(shù)據(jù)線。本實施例中DMX512主控制器通過以太網(wǎng)接口連接內(nèi)置有控制軟件的PC機，其通信協(xié)議采用TCP/IP協(xié)議，DMX512主控制器接收PC機發(fā)來的控制命令轉(zhuǎn)換為DMX512協(xié)議后從輸出端向數(shù)據(jù)總線發(fā)出控制命令。在一些其他較佳實施例中DMX512主控制器也可以通過無線網(wǎng)絡(luò)，采用WiF1、藍牙等通信協(xié)議接收用戶的控制信號，控制設(shè)備也可根據(jù)需要靈活配置，如遙控器、控制面板以及手機、平板電腦等移動終端。節(jié)點控制器的控制信號輸入端連接數(shù)據(jù)總線，控制信號輸出端連接照明設(shè)備、電動百葉窗、空調(diào)等受控電器，一個節(jié)點控制器可以連接一個或多個受控電器，節(jié)點控制器從控制信號輸入端接收控制命令，翻譯成可以對受控電器進行控制的電流或電壓信號從控制信號輸出端輸出。
[0020]除了上述數(shù)據(jù)傳輸端口外，節(jié)點控制器設(shè)有地址信號輸入端in端和地址信號輸出端out端，所有節(jié)點控制器通過in端和out端首尾相連形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)。具體來說N個節(jié)點控制器，根據(jù)安裝位置分別標注為1號節(jié)點、2號節(jié)點、直至N號節(jié)點，第η號節(jié)點代表2到Ν中的任一節(jié)點1 < η < Ν,第η個節(jié)點控制器的in端連接第n_l個節(jié)點控制器的out端。而第1個節(jié)點之前不存前節(jié)點，第N個節(jié)點之后也沒有第N+1的后續(xù)節(jié)點。第1個節(jié)點控制器的in端和第N個節(jié)點控制器的out端分別連接一個特殊的信號源來作為端部識別標識。這個特殊的信號源可以將端口接地形成一個低電平或連接信號發(fā)生設(shè)備，信號發(fā)生設(shè)備發(fā)出預(yù)設(shè)的電壓或脈沖信號，節(jié)點控制器通過比對電壓值或脈沖波形是否為預(yù)設(shè)的端部標識信號，從而來判斷該節(jié)點是否為端部。在本實施例中，采用TTL門電路，由TTL門電路的輸入端負載特性可知，只有在輸入端接的串聯(lián)電阻阻值小于910歐時，其輸入的低電平信號才能被門電路識別出來，串聯(lián)電阻阻值再大的話輸入端就一直呈現(xiàn)高電平。而端口懸空時，可認為輸入電阻阻值無窮大，會形成高電平信號。由于TTL的此種特性，為簡便連接直接將第1個節(jié)點控制器的in端和第N個節(jié)點控制器的out端懸空,形成高電平來作為端部識別標識。另外在本實施例中節(jié)點控制器的in端和的out端均為通用1/0端口(GP10)o
[0021]圖2所示為本發(fā)明控制方法的第一實施例，如圖所示其過程如下:
DMX512主控制器向數(shù)據(jù)總線發(fā)送控制命令；
N個串接的節(jié)點控制器(N ^ 1)接收來自數(shù)據(jù)總線的所述控制命令，第1個節(jié)點控制器為首節(jié)點，第N個節(jié)點控制器為尾節(jié)點；
每一個節(jié)點控制器，分析所述控制命令，并根據(jù)所述控制命令內(nèi)容執(zhí)行相應(yīng)的命令執(zhí)行程序，請參閱圖3，該流程是一個程序模塊的選擇的過程，因為作為DMX512主控制器進行的控制操作是多種多樣的，在本實施例中采用模塊化程序設(shè)計，對于各種操作編寫不同的程序模塊，根據(jù)命令內(nèi)容不同分別選擇相應(yīng)的模塊執(zhí)行相應(yīng)的操作。對于受控電器的控制包括開關(guān)、燈具的調(diào)光、調(diào)色這些程序需根據(jù)具體電器編寫，這里我們就不再一一說明。本實施例中所要詳細說明的，是本發(fā)明涉及方法的關(guān)鍵步驟，即當DMX512主控制器發(fā)出寫址命令時，節(jié)點控制器可進行