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多兼容LED照明控制系统关键技术及效益优势分析

2015-11-13 10:54
科技那回事
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  首先查看原厂控制器是采用哪种协议的,从而可推断出该灯具是用什么协议工作的。一般灯具的协议大多采用的是DMX512 协议,有区别的是可能某些字节的定义存在不同的含义,每个灯具所占的通道数可能不一样,RGB(三色模块)的排列方式也可能不一样。这就需要通过方法去破解,当所有的通道数和RGB 的排列方式都知道后,就可以编辑场景文件,自由地控制各类变化了。

  ●破解工具1:示波器(硬件),通过示波器截获RS485 通信线的电信号,分析通信的波特率,字节位数,有无奇偶校验位等。

  ●破解工具2:串口数据分析软件,在破解工具1的基础上,获取十六进制数据,进一步分析协议的每一个字节的定义及其含义。

  2.5 场景软件数据的高压缩

  通用场景生成软件产生的数据文件一般有数兆,解析了此文件的数据结构,找到一种高效的压缩方法,使得压缩文件只有原文件的1%左右,这样主控制器与分控制器之间的数据传送压力大为减轻;对网络的带宽要求可以大大降低。分控制器只要对数据进行解压缩还原即可,实现了设计的场景变化。

  3、技术的先进性

  3.1 兼容多种变异的DMX512 协议

  DMX512 协议控制器支持DMX512 协议接口,可外接DMX512 设备远距离控制。包含DMX512 解码器,可设定地址,可接收标准DMX512 信号。但目前市场上多数LED 终端控制器生产厂家采用了变异的DMX512 协议,使得一般的DMX512 协议控制器无法兼容多个不同厂家的LED 终端控制器。

  现研发成功的DMX512 协议控制器可支持多个不同厂家的LED 终端,目前已有15 个品种,即15 个不同的DMX512 变异协议。通过解析这些厂家的LED 终端的通信协议,将其写入SD 卡中。DMX512 控制器根据SD 卡中存储的通信协议格式,不用对程序做任何修改,就可以实现对不同LED 终端的控制。

  3.2 基于TCP/IP 的ARM+FPGA 双处理器架构

  选择了一款具备MAC (介质访问控制) 接口的CORTEX-M3 ARM 芯片——LM3S6965,可以实现TCP/IP 功能。也就是说,即使在异地,主要控制器在本地,且能上网,就可以控制本地的LED 终端的场景。

  FPGA 由可编程逻辑单元阵列、布线资源和可编程的I/O 单元阵列构成,一个FPGA 包含丰富的逻辑门、寄存器和I/O 资源。一片FPGA 芯片就可以实现数百片甚至更多个标准数字集成电路所实现的系统。

  在分控制器中采用FPGA实现16 个串口的高速数据发送,FPGA 接收ARM 处理器的信息,包括场景信息、通信协议格式和参数配置等。

  通过FPGA 技术及ARM 技术两者的结合,全面提升了控制器系统的性能,使整个系统的工作效率、控制实时性和系统可靠性得到了提高,且操作方便,又不乏技术的先进性。

  3.3 16 个485 串口

  DMX512 协议控制器是通过RS485 总线发出控制命令的,一个485 串口可以接入512 个地址,“512”之名由此而来。如果一个灯具有8 个RGB 三色模块,则要占24 个地址,那么一个串口最多只能接21 盏灯。

  目前市场上的DMX512 协议控制器最多只有8 路串口,而现在实现了16 路串口,也就是说一个分控制器可以接336 盏灯(每个灯具24 个地址)。从8 路串口到16 路串口在技术上是一突破,因为占用微处理器的资源加倍了,另外还要实现这16 个串口的同步发送也非易事。

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