基于DMX512的智能灯光控制系统的设计与实现.pdf

1、 论文题目 基于 DMX512 的智能灯光控制系统的设计与实现 专业学位类别 工 程 硕 士 学 号 201351020108 作 者 姓 名 柳春青 指 导 教 师 解 梅 教 授 分类号 密级 UDC注1 学 位 论 文 基于 DMX512 的智能灯光控制系统的设计与实现（题名和副题名）柳春青（作者姓名）指导教师 解 梅 教 授 电子科技大学 成 都 吕 昱 副研究员 四川九洲电器 绵 阳 （姓名、职称、单位名称）申请学位级别 硕士 专业学位类别 工 程 硕 士 工程领域名称 电子与通信工程 提交论文日期 2015.9.1 论文答辩日期 2015.11.17 学位授予单位和日期 电子科技大

2、学 2015 年 12 月 26 日 答辩委员会主席 评阅人 注 1：注明国际十进分类法 UDC的类号。Design and Implementation of Intelligent Lighting Control System Based on DMX512 Protocol A Master Thesis Submitted to University of Electronic Science and Technology of China Major:Master of Engineering Author:Liu Chunqing Supervisor:Professor Xie

3、 Mei School:School of Elecrtonic Engineering 电子科技大学硕士学位论文 2独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年 月 日 论文使用授权 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘

4、，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年 月 日 摘要 I摘要 不可否认的是近年来在经济水平高速发展的同时，人们越来越追求生活品质，尤其关注城市文明建设。因此加强城市夜间形象建设、丰富城市夜间形象也成为各地政府的工作重点之一。而丰富的灯光语言不仅能够丰富城市夜间形象的内涵，更为重要这还是一种营造浓郁的文化氛围，是城市文化的一种最好的呈现方式。LED 具有智能管理、智能控制、集中管理，能够随时掌握照明系统情况的优势。随着

5、城市景观灯亮化工程数量的增加，智能灯光控制系统也越来越重要，如何解决现有系统存在的问题，使其性能得到改善、功能得到完善、缺陷得到弥补、易用性得到强化，具有深远的意义。本文主要针对基于 DMX512 的智能灯光控制系统现存不足进行了研究与设计，完成基于 DMX512 的智能灯光控制系统开发，形成一套完善的技术方案与原型系统。文章首先介绍 LED 照明技术的研究背景、研究意义及国内外相关技术研究现状，给出本文的主要内容和章节安排；然后，论述了系统设计的技术基础，主要介绍了基于 DMX512 的智能灯光控制系统在设计过程中涉及到的软硬件技术；其次，文章介绍了系统的主要功能需求，概述了系统的总体方案和

6、架构设计，介绍了各部分间的工作关系，并列举了设计过程中所产生的技术创新点；接下来，从硬件设计入手，着重分析了智能灯光控制系统中的概要设计、硬件设计及相关的详细设计；再接下来，以软件设计为主，全面分析了这一种智能灯光控制系统中的软件流程、数据结构和实现方法等方面，主要包括文件系统、数据传输控制、同步算法研究、场景编排软件及用户界面设计等；此外，简述了系统重要部分的调试过程，并介绍了调试时遇到的问题及解决方法；最后，文章对论文所做的工作进行了总结，评价了在设计过程中取得的成果以及设计中存在的不足之处，对该控制系统的后续功能扩展提出了自己的看法。整个智能灯光控制系统主要由下位机控制器和上位机软件 2

7、 部分组成。上位机具备软件图形转换功能、播放文件格式转换、灯具线路排布、联机控制播放等功能，实际使用时可以将控制器通过网络语上位机相连以实现联机播放，也可以将上位机软件处理过的节目播放文件和节目列表存入 SD 卡中，将其插入控制器卡槽实现脱机播放。单台控制器可以输出 8 路 DMX512 信号，每路信号可以搭载 170个 RGB 全彩灯或 512 个 LED 单色灯，适合控制大幅画面、组合画面以及多画面拼接播放。在脱机播放时下位机控制器还可用作主控或者分控，主控和分控通过自组局域网相连，具有带宽高、干扰少的特点，并通过 GPS 进行时间同步，能够摘要 II满足超大规模组合画面播放实时性、同步性

8、的要求。关键词：关键词：DMX512 协议，时间同步，下位机控制器，景观灯，上位机软件ABSTRACT IIIABSTRACT In recent years,there is no doubt that at the same time of the rapid development of economy,people are increasingly pursuing the quality of life,especially focus on the construction of urban civilization.So enhance the night image of th

9、e city has become one of the emphasis work of local governments.And colorful light language can not only enrich the connotation of the city night,but also a kind of the most important way to create a rich cultural atmosphere.There are so many advantages of LED,such as it can be intelligent managemen

10、t,intelligent control and centralized management,which make users can keep the lighting system at any time.With the increase of the number of urban landscape lighting projects,the intelligent lighting control system is becoming more and more important.How to solve the problems existing in the curren

11、t system,improve the performance of the current system,make its capabilities more perfect,make the functions more completely,and reduce the defects,has profound significance.In this paper,we mainly research the problems of existing intelligent lighting con-trol systems,and complete the development o

12、f intelligent lighting control system based on DMX512.In chapter one,this paper introduces the research background,research significance and research status of LED control technology,and generalizes the main contents of this paper.In chapter two,this paper discusses the basic technologies of the sys

13、tem,mainly introduces the software and hardware technologies involved in the de-sign.In chapter three,this paper introduces the overall scheme of the system,and lists the key technologies,which is depended by the design.In chapter four,this paper focus on the hardware design of the LED controller,an

14、d introduces the circuit design of each module.In chapter five,this paper focus on the software design,including the process of software,the data structure and the implementation method,specifically include the file system moudle,the data transmission control moudle,the synchronization algorithm mou

15、dle,the scene layout software and the user interface.In chapter six,this paper briefly describes the debugging work of the important part in the system,and resolves the encountered issues during practice.In the last chapter,I evaluated the achievements and shortcomings of the design,and expressed a

16、view on function expansion of the con-trol system.The whole intelligent lighting control system is composed of two parts,the lower ABSTRACT IVmachine controller and the upper computer software.The upper computer software has graphics-convert function,file format-convert function,circuit-arrange function,online broadcast control function and other functions.In online paly mode,the lower machine controllers can be used to realize the online play by connected to the upper computer,or stored the pla