云場燈控制系統設計

李南安

（廣東工程職業技術學院，廣東 廣州 510520）

1 概述

當人從明亮的地方走進黑暗的地方，眼睛就會突然什么也看不見，需要過一段時間才能慢慢地適應，逐漸看清暗處的東西[1]；反之亦然。一般從亮到暗的適應時間為30秒；從暗到亮的適應時間為20秒左右[2]。如果亮度突然急速變化，不但會使人感到耀眼炫目或漆黑一片，而且有害眼睛健康。為了保護我們的眼睛，一些較考究的電影院、錄像廳等，在映出前后，主場燈的開關都很注意亮度的逐漸變化[4，5]。隨著市場的拓展，場燈系統用量越來越多，以往場燈控制功能單一，不能適應市場需求。

本文設計了是一種全新的場燈控制系統，能夠支持面板按鍵開關控制；支持移動控制面板iPad或者手機開關控制，支持遠程編程和管理功能；支持酒店中控設備接口協議、DMX512協議、網絡ACN、ARTNET協議，實現智能化控制；場燈布線與舞臺燈控制系統完全兼容，統一在一個控制系統中，無需另外布線；可編輯記錄100個以上的場景，場景支持人工控制或自動運行兩種模式；支持場景記錄和場景重放功能。

2 系統結構

在當前現代舞臺燈光控制系統內，網絡協議應用越來越廣泛，本系統結構如圖1所示。

(1)云場燈控制器CP6108，負責面板的按鍵開關控制，可以支持單鍵開和關；組合開和關；總開和總關的設置；面板按鍵功能支持自定義，可以調用任何已經存在的場景；面板的LCM顯示圖片可以通過PC機下載不同的圖片；LCD背光，LED亮度可調。

圖1 系統結構圖

(2)云場燈控制主機CP6100，實現遠程編程和管理功能、酒店中控設備接口協議、DMX512協議、網絡ACN、ARTNET協議，實現智能化控制；場燈布線與舞臺燈控制系統完全兼容，統一在一個控制系統中，不用另外布線；可編輯記錄100個以上的場景，場景支持人工控制或自動運行兩種模式；支持場景記錄和場景重放功能。

3 系統設計

3.1 云場燈控制主機CP6100子系統設計

云場燈控制主機CP6100采用S5PV210芯片，該芯片性能高，功耗低，適于做手持電子設備、通訊設備或者醫療應用設備、上網本、學習機、監控視頻設備和各種人機界面，可以應用于高清游戲、無線GPS導航、移動視頻播放、智能控制、儀器儀表、導航設備、PDA設備、遠程監控、游戲等開發[6]。整個子系統系統框圖如圖2所示。

圖2 云場燈控制主機子系統系統框圖

(1)S5PV210通過串口接收CP6108控制面板傳來的控制信號，并做相應的處理：單鍵開和關、組合開和關、總開和總關的設置及其他設置。

(2)S5PV210通過串口與HM I進行通信，實現云場燈控制主機信息監測，場燈調光和集控，在線CP6108監測，場燈淡入淡出時間設置，場景記錄和設置，組控設置。其HM I主界面如圖3所示。

圖3 HMI主界面

(3)S5PV210通過DMX512通信接口與標準DMX512調光設備相連，實現場燈的控制。

(4)S5PV210通過網絡接口與交換機或者路由器相連接，與各類網絡設備通信，采用CAN協議、ART-NET協議，與云端相連，實現云數據的采集和保存。

3.2 云場燈控制器CP6108子系統設計

云場燈控制器CP6108是采用32位ARM處理器+FPGA雙核控制架構開發的一款高性能、低功耗、易使用的64K色的TFT真彩顯示器，可以直接和具有UART串行接口的 MCU（如 51 單片機、AVR、PIC、DSP、ARM、工控機等）連接。用戶只需通過串口向終端發命令，便可完成相應的操作。用戶首先利用配套的上位機終端開發軟件，將預先設計好的美工圖片進行界面排版和控件配置，編譯無誤后使用內置的“虛擬串口屏”進行模擬仿真，最后通過USB(或SD)方式將整個工程圖片和配置信息下載到串口屏內部存儲器中。下載之前，上位機將會對工程中的每個畫面、圖片和控件分配一個唯一的ID號。用戶主機串口接收到設備上傳的按鈕ID或觸摸坐標值后，就可以判定當前哪個按鈕被按下，然后發送相應的串口指令去更新畫面顯示或控制電機、繼電器和指示燈等設備。除文本、圖片顯示外，用戶還可發送指令來實現曲線顯示、屏幕保存和數據存儲等功能。面板的LCM顯示圖片可以通過PC機下載不同的圖片，LCD背光、LED亮度可調[5]。完成后的CP6108的主界面如圖4所示。

圖4 CP6108的主界面

4 結束語

經過一段時間的努力，筆者完成了該系統的開發，并在某舞臺燈光設備有限公司銷售，市場反應良好，廣泛適用于會堂、教堂、劇場、影院、體育館、博物館、展覽館等場所。