智能灯光控制系统论文（共12篇）
智能灯光控制系统论文 篇1
随着我国民航交通流量的高速增长, 民航安全运行中发生跑道入侵灾难性事故的风险很高, 有关研究证明[1,2,3], 跑道入侵的主要危险来自于航空器与航空器的相撞, 而超过一半的跑道入侵事故是由于飞行驾驶人员差错造成的。因此有必要开发相应的地面或机载设备, 以帮助飞行员和管制员增强情景意识, 防患于未然。
目前国内民航机场亟待开发和应用防止跑道入侵, 尤其是航空器之间冲突的自动报警和提示设备。通过专利检索发现, 目前国内仅有“基于无线传感器网络的机场助航灯光智能控制系统”“机场飞行区周界安防控制报警联动系统”等极少量的类似专利可以检索到。而自动报警和提示设备的重要性在于一旦发生跑道入侵, 可以立即做出响应和警报, 给飞行员和管制员以足够的时间和空间来避免和解决跑道入侵问题。基于相关领域专利布局及实用现状, 为解决不同飞机同时进入两个交叉跑道, 形成跑道入侵安全事故的问题, 本文阐述了一种机场跑道防入侵智能灯光系统, 并已在实践中进行了专利申请和布局。
1 系统方案设计
1.1 系统结构
为实现上述目的, 本文设计了一套由监测传感器、控制电路、跑道通行/封闭指示灯和高音喇叭警报器组成的系统方案, 该系统的基本结构如图1所示。控制电路对监测传感器的探测结果进行响应, 进而控制指示灯和警报器的工作状态。
系统中监测传感器和指示灯在跑道上的布局如图2所示。在相互交叉的A、B跑道两端分别设置有用于监测是否有飞机进入跑道的传感器C1~C4, 并且在A跑道和B跑道的两侧分别设置了用来指示跑道能够通行的指示灯A1和B1, 以及跑道封闭的指示灯A2和B2。其中A1和B1为绿灯, A2和B2为红灯。各指示灯均由A跑道继电器KM1和B跑道继电器KM2的常开、常闭触点配合控制。
传感器C1~C4为光电传感器, 采用激光或红外感应的方式, 在跑道一端的光电传感器分为发射和接收两部分, 分别在跑道两侧放置, 通过光电信号通断的持续测量, 可以精确感应到是否有航空器通过, 并产生输出信号。
1.2 控制电路
控制电路是由复位开关和继电器组成的自锁电路, 各个复位开关根据监测传感器和继电器的信息进行相应动作, 如图3所示。
控制电路包括继电器KM1、KM2, 常开复位开关SB1、SB3, 常闭复位开关SB2、SB4和SB5, 以及对应继电器KM1的常开触点KM11、KM12和KM14, 常闭触点KM13;对应继电器KM2的常开触点KM21、KM22和KM24, 常闭触点KM23。
A跑道的常开复位开关SB1、A跑道的常闭复位开关SB2和A跑道继电器KM1线圈串联并与供电电源连接, A跑道继电器KM1的第一常开触点KM11与SB1并联;B跑道的常开复位开关SB3、A跑道的常闭复位开关SB4和B跑道继电器KM2线圈串联并与供电电源连接, B跑道继电器KM2的第一常开触点KM21与SB3并联。
其中, 继电器KM1, 常开复位开关SB1, 常闭复位开关SB2, 常开触点KM11、KM12和KM14, 常闭触点KM13均对应A跑道;继电器KM2, 常开复位开关SB3, 常闭复位开关SB4, 常开触点KM21、KM22和KM24, 常闭触点KM23均对应B跑道。
常开复位开关SB1用于指示有飞机进入A跑道, 常闭复位开关SB2用于指示有飞机离开A跑道;常开复位开关SB3用于指示有飞机进入B跑道, 常闭复位开关SB4用于指示有飞机离开B跑道。控制原理图如图4所示。
以A跑道常开复位开关SB1为例, 其控制逻辑电路的输入为传感器C1和C2, 以及继电器KM1的常开触点KM11的输出。从图中可以看出, 通过与门、或门和非门的连接关系, 如果传感器C1和C2任意一个的检测信号输出为高电平, 当KM11断开时, SB1由断开状态转为闭合状态, 当KM11闭合时, SB1由闭合状态转为断开状态;如果传感器C1和C2任意一个的检测信号输出为高电平, 当KM11闭合时, SB2由闭合状态转为断开状态, 当KM11断开时, SB2由断开状态转为闭合状态。
在机场中还设置有警报器L, 用于在A、B跑道同时有飞机进入时, 发出整个机场都能够听到的警报声。另外, SB5为总复位开关, 用于对整个控制电路进行复位。
根据传感器采集的跑道信息, 控制电路进行相应的开关动作, 进而控制指示灯的点亮、熄灭以及警报器发出警报声。
2 工作原理
系统初始状态下, 继电器KM1和KM2的线圈都是断电状态, 其对应的常闭触点均为闭合状态, 常开触点均为断开状态, 指示灯A1、A2、B1、B2均为熄灭状态。
当跑道A有飞机进入时, 位于A跑道两端的任一光电传感器C1或C2检测到飞机进入, 此时, A跑道常开复位开关SB1的操作机构将输出一个高电平的脉冲信号, 使SB1由断开状态转为闭合状态, 进而继电器KM1线圈接通, KM1线圈接通后, 由其控制的常开触点KM11闭合, KM1线圈构成自锁电路, 继电器线圈KM1在复位开关SB1复位后仍将处于通电状态;此外KM1的常闭触点KM12闭合, 位于A跑道的指示灯A1和位于B跑道的指示灯B2通电点亮, 提示A跑道上飞机可正常通行, 且B跑道关闭不可通行。
当A跑道上飞机离开跑道时, 位于A跑道末端的光电传感器检测到飞机经过, 此时, 线圈KM1通电, KM11闭合, 发出的为高电平信号, 常闭复位开关SB2的操作机构接收到高电平信号, 使SB2由闭合状态转为断开状态, 这样继电器线圈KM1失电, 其常开触点KM11及KM12断开, 相应的, A跑道通行指示灯A1及B跑道封闭指示灯B2均熄灭, 系统恢复到初始状态。
若是在A跑道上有飞机通过时, 即当A跑道通行指示灯A1和B跑道封闭指示灯B2均亮时, 有其它飞机强行或者操作失误进入B跑道, 位于B跑道一端的光电传感器检测到飞机进入, 此时, B跑道常开复位开关SB3由断开状态转为闭合状态, 进而继电器KM2线圈接通, 由其控制的常开触点KM21闭合, KM2线圈构成自锁电路;此外常开触点KM21闭合, 常闭触点KM23断开, A跑道封闭指示灯A2点亮, A跑道通行指示灯A1熄灭, 同时, 由于KM14和KM21同时闭合, 警报器L通电, 发出警报声。这样当两条交叉跑道均有飞机进入时, 均显示红色的封闭指示灯, 提示不可通行, 且发出警报声, 为双方驾驶人员乃至机场管控人员提供警示信息。
两条跑道上均有飞机后, 若其中一条跑道上飞机撤离, 信号将恢复常态。
当飞机不是从A跑道出口撤离时, 即不能触发A跑道的常闭复位开关SB2时, 在飞机撤离后, 可通过人工复位SB2。相应的, 在特殊情况下, 可通过人工操纵各个复位开关控制各个跑道的指示灯系统。
3 结语
本文阐述了一种机场跑道防入侵智能灯光系统, 通过在跑道上设置光电传感器, 将光电传感器的输出信号作为控制电路的输入, 控制交叉跑道指示灯光的显示, 可实现对跑道是否允许通行进行及时有效的灯光提示, 并在发生跑道冲突时自动报警。该系统可有效防止交叉跑道因人为因素导致的航空器入侵事故的发生, 在交叉跑道出现航空器冲突的情况下, 及时感应并利用灯光系统警示, 进一步提高了机场跑道的自动化管理水平, 节省人力成本。
参考文献
[1]丁靓靓.浅析跑道入侵问题的国内外现状及研究意义[J].河南科技, 2013 (9) :157-160.
[2]孙瑞山, 马平.跑道侵入初步研究[J].中国民航大学学报, 2007, 25 (增) :85-87.
[3]李勇.跑道入侵的危害及预防[J].科技资讯, 2013 (16) :221-222.
智能灯光控制系统论文 篇2
K立方是智能互动旗下最新的主力夜场娱乐产品，屏幕配置全面升级，采用1080P超清分辨率的3D显示屏，显示效果更加出色，全面配合3D游戏和3D电影等内容，带来夜场视觉新震撼。同时游戏依旧保持细节制作，将该显示屏的魅力做到最大化展现。
K立方采用一体机造型设计，反应灵敏的体感摄像头与3D显示屏一同内嵌于机身的前方，并拥有极具科技感的轮廓，配合夜场的刺激、释放感，这样一部超酷的娱乐机放在店内显得特别有味道。
采用Kinect体感装置方案的K立方会保持智能互动一贯优秀的水准，配合出色的显像配置将为玩家带来焕然一新的娱乐体验，七款精妙设计的体感游戏为夜场带来更好的“聚人气、增收益”，同时产品内置3D电影与广告资讯、美女秀等多种服务应用方案，实现游戏、服务、多媒体播放等多元化应用。
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现代灯光控制系统新理念 篇3
使用价值与应用远景
作为灯光系统的指挥中心，灯光控制系统的可靠与否直接影响到应用场合的灯光效果。要确保灯光控制万无一失，除了选用技术成熟、性能稳定可靠的调光产品之外，科学合理地设计备份控制系统也至为关键。
近几年来，各大专业灯光生产厂商为了解决备份控制问题，先后设计实施了若干方案。其中最先进的模式是，将两个功能相同的调光台放在同一控制室内同时工作，信号输出大者优先。当主控台失效时，再通过副控台进行控制。由于主、备控制台之间的联接没有相互学习功能，通常在演出前要将灯控程序编入主、备份台中，这样既浪费资源，又达不到最佳的跟踪备份效果。 电视领域数字化、网络化、智能化的浪潮，推动了专业灯光技术的迅猛发展。
斯全德灯光以国际领先的技术， 开发出Server及ShowNet Configuration软件、ShowNet网络系统。该系统采用网络化数字调光技术，将主控台Strand 550i(或530i、520i、300系列调光台等)、备份台Strand 510i(或530i、520i、310i等)通过网络分配器和网络节点，与调光硅柜连接成一个数字灯光控制网络。ShowNet网络数字调光系统在技术上保障了灯光控制DMX信号输出的可靠性与连贯性。其特点体现在：
(1)运用网络技术，可实现远程控制和技术支持，并可使灯光设计人员的桌面设计电脑实现联网。
(2)网络中各控制台之间互相学习、互为备份。备份台以网络的架构与主控台相连，并利用全跟踪备份模式对主控台进行学习，即两台调光台并行处理，任一台上按键，另一台即学习。当主、备控台中任何一台失效时，另一台就会自动转入跟进输出。
(3)通过网络通信接口和调光立柜Reporter PC软件，操作人员可以在灯光控制室通过PC机或控制台显示屏来随时了解灯光系统瞬间信息及工作状态，从而对各回路灯光进行监控。
(4)通过网络节点可以设置PC机、设计者方位(Designer Position)、遥控器、演示控制器(Show Controler)等，从而实现分点控制、多点控制、手提遥控或无人控制。
(5)网络系统稳定、编程合理，在硬件结构不改变的情况下，可以利用软件实现系统升级。ShowNet系统采用TCP/IP协议，可与其它采用TCP/IP的系统共用管线以降低成本，兼容性较好。
网络配置与技术要求
1. 系统布线
对于ShowNet系统的硬件架构，其线材的选用可跟据系统的大小及节点间的距离来决定。
10 Base-T的接法如星状，中心部分以集线器(Hub)连接。其接口RJ45类似于电话设备接头，线材为双绞线的5类网线(100Mb/s)。这种接法的优点是：简易明了、材料经济、保险系数高，万一其中某节段断路，其它跟网络分配器连接的节点还能继续工作。在大型舞台、大中型演播厅多使用此接法。
10 Base-FL(光学纤维)则为大型网络系统所用。一般设计为每个分系统间的连接，如大型户外演出、大型主题公园各个主题区间的连接。
2. 系统硬件
ShowNet系统由调光台、网络节点、PC机和集线器组成。调光台为整个系统的中心，也是操作界面。可使用Strand 500、Strand 300系列等采用PⅢ处理器的电脑调光台，可定义为主控台、备份台及遥控台三种模式。主控台为整个网络之核心，可具备18000个光路及32个DMX-512段，以控制整个系统。备份台通过网络与主控台连接，并利用全跟踪备份(Full Tracking Backup)模式对主控台进行学习。遥控台为主控台的分控台，在大型演出中往往要求分工处理，如主机控制传统灯，分控台控制电脑灯等。
网络点可分为：SN100、SN102、SN103及SN104。SN100及SN102除能提供DMX输入/输出外，还能提供如彩显、MIDI、AUX、Reporter、遥控及软驱等信号。一条细小的5类网线就能包容如此多的信号，这是传统DMX线所无法做到的。SN103及SN104也只有DMX输入/输出，其中SN103为AC供电、SN104为24～48V直流供电。
在整个网络中，PC机的角色非常重要。PC机上可加载Genius Pro、ShowNet Pro、Reporter及Server等软件。
3. 系统软件
斯全德灯光公司开发了可在灯光网络数字调光系统中应用的软件，包括：Genius Pro、Tracker、Communique、Networker、Reporter、Server和ShowNet Configuration等。不同的软件在网络中的功能各异。
(1)Genius Pro为整个系统或单机的操作系统。该软件具有处理6000光路、8192硅路、2000场、1000组、2000宏、600×99效果步、30效果演出、3000时间码(SMPTE)等功能。除了在调光台中应用外，还可装进PC机作为脱机编辑或PC机备份。
(2)Tracker用于电脑灯控制，广义上说，是为控制所有接收DMX信号而启动的器材。
(3)Communique为调光台对外界信号连接的界面，如模拟输入触发、SMPTE、MIDI及宏触发等。
(4)Networker为单机与网络之间沟通的桥梁，目前以10Mb/s稳定运行，将来运行速度可高至100Mb/s。
(5)Server为所有控制台内编程的集中地，控制台可通过它实现资源共享。
(6)网络工作站为PC平台，并安装了ShowNet Configuration软件，该软件担负全系统DMX地址码分配工作，其功能强大，可把一段512回路里的任何回路跟其它段的任何回路合并成一新段。ShowNet的最新版本ShowNet Pro更把原来的处理能力从16段提高到32段，即32×512=16384个DMX地址码，这32段隐藏于Netslot的网络配接带上，每一路可以自由搭配或定义成输入/输出，体现在任何一个SN网络节点中的任何一个接口上。设定完成后，可切换至PC Reporter报告软件，从而可获得CD80SV调光立柜中的所有信息，使灯光师对立柜工作状况及至大电网情况了如指掌。
成功案例简介
(1)美国迪士尼乐园
选用两台Strand 550i电脑台为主、备机，通过软件升级，可控制3000个光路通道、1000个换色器和电脑灯属性。
(2)美国佛罗里达环球影城
选用两台Strand 550i 电脑台为主、备机。将8台Strand CD80SV调光立柜设计为PARKNET结构。园区以地图形式输入PARKNET工作站，利用工作站寻找地图及编写日程表的方式监控、设定演出及临时停止重放所有CD80处理器中所有的演出信息。实现每天三班、每班两人去控制全园区100公顷内所有的环境照明及演出灯光。
(3)中央电视台(CCTV)
在CCTV 1000、800和600m2演播厅，以Strand 550i为主机，Strand 530i或520i为备份机，外加遥控器、SN103网络节点和网络分配器，组成网络化数字调光系统，通过Strand CD80SV调光立柜或其它数字硅箱实现灯光控制。
(4)上海东方电视台
该台1200和400m2演播厅选用Strand 550i、Strand 530i电脑调光台各一台，通过网络控制7台Strand CD80SV与3台Strand CD80SV调光立柜。
(5)河北艺术中心
以Strand 550i电脑台为主机，Strand 520i为备份机，采用数字调光网络系统，主控台与副控台双机热备份，控制1000个调光回路。
(6)北京人民大会堂
选用两台Strand 550i电脑调光台，分别用做舞台演出与会议照明主机；另一台Strand 550i为公用备份机，采用数字化网络系统，总控1300个调光回路。
(7)昆明石林园景区
以两台Strand 550i为主、备机，通过网络节点、网络分配器和Strand CD80SV，实现各景区灯光智能化控制。
(8)悉尼2000年奥运会开幕式
选用两台2000光路Strand 550i电脑调光台为主、备机，利用ShowNet Pro分出全系统5个网站，5600个DMX 地址，在11万人体育场中总控300只High-End 电脑灯、136只Studio摇头灯、132只Studio变色灯、64只Strand 4kW镝灯、1000只PAR灯和其它硅负载，为气势磅礴的奥运会开幕式营造出如梦如幻的灯光意境。
结束语
智能灯光控制系统论文 篇4
1 基于热释传感器灯光智能控制系统的原理
(1) 热释电传感器工作原理。1985年开始, 热释电传感器功能原理热释电传感器逐渐走入人们的视线。它可以在不接触人体的情况下根据人体发射的红外线检测出人体存在, 并且将检测到的信号转换为电信号进行传输。当热释电传感器把这种电信号放大到一定水平时, 就可以开启人体红红外线传感器。高热电系数材料是热释电传感器的主要材料, 经过加工可以将这些材料制成2毫米高、1毫米宽的探测元件。探测元件会发生自发极化反应, 当周围温度升高时, 自发极化反应变小[1]。所谓热释电就是指当这一元件因感应到红外线表面温度升高时, 原件上所带电荷量降低, 即该元件释放了电荷。如果这一红外线辐射持续存在, 探测元件表面温度逐渐平衡, 上面附带的电荷也就不会再减少。
(2) 热释电传感器的被动特性和主动特性。热释电传感器主要是依靠外界的红外线能量的变化进行工作, 但是它本身不存在任何能量变化的反应。热释电传感器的这一特性被称为被动特性, 这一特性能够检测出环境中运动中人发出的红外线变化, 对静止不动的人却没有任何反应。因此, 要利用热释电传感器的功能必须在装置上增设运行设备, 以使人体和热释电传感器之间发生相对运动。运行设备的应用, 可以提高热释电传感器对人体静态活动的检测力度, 在人体静止时热释电传感器也能正常发挥检测作用, 使灯光控制系统中开关的灵敏度大幅度提升。
2 基于热释传感器灯光智能控制系统的设计
(1) 总电路设计。基于热释传感器灯光智能控制系统的电路中包括电机电源、电机驱动、执行电路、红外延时系统、芯片电源等5个模块, 电信号经过一系列的传输、转化, 最后最终实现灯光智能控制的目的。在安装时一般会选择5V电压的电源作为电机电源, 使电机可以在固定的周期内旋转, 完成信号的传输工作[2]。通常会选用BISS0001芯片作为芯片电源, 以保证芯片能够高效率工作。
(2) 电机驱动电路设计。这一电路的核心设计是通过影响单片机的工作方式实现对步进电机驱动的控制, 进而改变电机的运动方向。这一系统设定电机的运动周期为60S, 凭借步进机提供的动力对控制范围内的环境进行周期性监测, 并将获取的信号传递给红外延时系统。
(3) 执行电路设计。这一电路的作用就是将芯片二管脚传递的电平信号输送给三极管进行处理, 使三极管控制2P4M维持线路导通。2P4M在输送电平较高时维持线路通畅[3], 在输送电平较低时则将电路关闭, 进而熄灭2P4M两端的灯具。
3 热释电传感器的优点和缺点以及注意事项
(1) 优点方面。热释电传感器本身具有辐射性, 因此外界环境对其性能的影响很小, 使用寿命也很长。另外, 该装置的体积小、不易被人发现, 可以在最小程度上破坏教室内的整体装修设计。因为它的价格低廉、功能强大, 所以使用越来越广泛。
(2) 缺点方面。尽管热释电传感器有很多其他传感器不具有的优点, 但是它还是存在很多不足:因为它主要是依靠红外线进行工作, 内置许多对辐射敏感的零件, 所以它很容易受到射频辐射的影响;当外界温度接近370C时, 该装置的敏感度降低, 探测会出现误差, 这回引起教室内灯光系统的混乱;人体发射的红外线穿透力差, 在热释电传感器前有遮挡物时, 红外线不容易被探测到。
(3) 安装热释电传感器注意事项。热释电传感器是基于红外线来探测的, 它只能安装在室内。它的准确率和安装的位置、环境、使用方式息息相关。因为热释电传感器容易受到光、热影响, 温度变化会导致其可靠性较低, 因此在安装热释电传感器要注意以下几点:1) 热释电传感器最好安装在距离地面2米左右的位置, 这一高度方便它检测到人体发射的红外线;2) 安装热释电传感器应该尽可能的避免靠近暖气、空调等调温设备;3) 热释电传感器周围不能有较厚、体积较大的遮挡物;4) 不能在正冲门口、窗口的位置安装热释电传感器, 因为教室的这一位置经常会有自然热能或者人员活动, 使传感器的准确率降低。
4 教室灯光的智能控制系统设计安装
该智能系统的安装也是系统设计中的一部分。高校教室的面积大小不一, 长宽比例也各不相同, 而人体发射红外线的传递距离是有限的。因此在安装该系统时, 我们必须考虑到它的控制范围, 超过这一范围, 系统的功能就会受到影响。在教室安装灯光智能控制系统前, 必须严格按照教室面积、空间大小计算安装位置、高度、数量, 以保证该系统正常发挥功能。
5 结束语
高校教室的面积大, 安装的灯具较多, 由于课程安排的灵活性导致它的人员流动性大, 如果只靠手动方式控制灯具会极大地影响上课效率, 如果没有及时关灯还会造成浪费。本文针对目前高校教室灯具用电浪费情况, 介绍了教室灯光智能控制系统, 该系统以节能理念为出发点, 旨在为高校提供节能节电的可行方法。尽管高校教室用电浪费问题已经开始受到重视, 但是在节能这条路上高校要走的路还很长。学校必须提高学生素质, 制定严格合理的节能制度, 将“节能”口号落到实处。
参考文献
[1]陈杰.高校教室智能照明控制系统的研究与设计[D].安徽理工大学, 2014.
[2]李永喜.楼宇光控系统的设计[D].辽宁工程技术大学, 2010.
迎新晚会灯光音效简易控制流程 篇5
播放《桂花飘香的时节》开场曲，待观众就座完毕后开始播放幻灯片，同时观众席灯光暗下，舞台灯光稍暗以衬托幻灯片的效果。
晚会开始：
舞台灯光亮，主持人开始说词，介绍嘉宾时，每个嘉宾起立挥手时追光跟上，以便让观众一目了然。之后表演正式开始。
第一章：亲情
1、《爵士舞串烧》：之前舞台全场灯光暗下，待演员摆好造型
再开灯，同时音乐起。节目结束后，灯
光暗下演员下场。之后主持人出场，灯
光再亮开。
2、《天亮了》：主持人下场后，全场暗下，演员准备从左边出
场，开始打左追光一直到唱到高潮部分的“天
亮了”，此时舞台灯光慢慢亮起来，之后就变
不是变换一下色调就好了。待节目结束后，主
持人上场。
3、《小品》：主持人下台后，灯光暗下，待道具摆放好之
后灯光才亮，一直持续到到演员郭聪说到“四
个古圣灵的灵魂附体”时开始播放音乐《射
雕》（注意这个音乐很短，最好是推上去了
马上就拨下来），当“两母子”下场后，演
员郭聪开始念独白时，全场灯光暗下，开
始打右追光，同时音乐《懂你》起，最后
演员郭聪接电话时开始下场，追光也就追
着他下场此时节目结束。结束后灯光亮，主持人出场窜词。
4、《骏马奔驰保边疆》：先音乐演员再出场，全场灯光可以大
气闪耀一点（这个就麻烦您灯光老师发
挥一下了）。结束后主持人有上台窜词，准备下一个节目。
5、《独舞-踏古》：主持人窜词结束后，灯光暗下，待演员到
台中间摆好型后给追光，同时音乐起。
整个舞台的光效稍暗为好，最好中间不
是变换一下色调之类的，这个还是要麻
烦老师发挥一下优势了。
6、《鲜花妆》：因为这是一个走秀节目，主要是灯光上要给
人一种迷离、空幻的感觉，还有就是节
目结束是音乐要切掉，因为时间有点长。
第二章: 友情
7、《歌曲串烧》：先放音乐演员再出场，《一个秋天一个夏天》
完了之后，音乐先暂停一下同时灯光暗下，留一点时间给《superstar》摆放话筒架和
造型，然后音乐灯光突然一起到位，给观
众一个眼前一亮之感觉。之后的《有没有
那么一首歌》的演员要从台下唱着走上台，追光要一直跟着他到上台位置。至于舞台
灯光效果这部分又得要老师自由发挥咯。
8、《天使》：也是要主持人下台后演员摆好造型在给音乐，灯光自由发挥。
9、《爱-手语表演》：主持人下场后灯光暗下，之后左边有两
个演员上台时打左追光，持续5-8秒后熄
灭，右边又上两个演员时打右追光，之后
一个拿旗的演员从右前台上场，此时灯光
开始慢慢亮开，当右边三人走到左边时开
始播放音乐《爱》。之后就是灯光的变换
上面可以自由发挥了，当表演到中间变换
队形围成一个大圆时，给追光。
10、《为了谁》：先音乐后演员出场，灯光又要有老师临场
发挥了。中间衔接都是和前面一样。
11、《街舞表演》：主持人下场之后马上就可以放音乐，同时
灯光要调得暗一些，整个气氛很朦胧就
好，待每个演单独表演时，给上追光。一
直到最后就行了。
第三章：爱情
12、《真爱永恒》：主持人窜词结束后灯光暗下，摆道具，待
造型好了之后就开始亮灯，同时放音乐。
舞台的灯效自由发挥。
13、《紫竹调》： 为了给摆道具准备一点时间，所以要把灯
光暗下。整场灯光也是要暗一点，古朴一
点，另外左追光一直要打在左边的古筝演
奏者身上。
14、《卡门》：先音乐后出场，灯光视节目而随意发挥。
15、《爱的华尔兹》：先音乐后出场，灯光稍强一点，色彩
丰富一些，多变一些就行了。
晚会结束：
主持人宣布晚会结束，开始播放结束曲《爱因为在心中》，此后领导们开始合影、观众有序退场。
注；
1、调控室与舞台上必须用对讲机时刻保持联系。
2、灯光和音效一定要配合紧密，步调一致。
3、控制话筒的队友一定要注意不要然话筒对地，不要
永康广电大剧院灯光系统改造体会 篇6
【关键词】电视演播厅；灯光系统；LED PAR灯；光束灯
文章编号：10.3969/j.issn.1674-8239.2015.06.004
【Abstract】This paper introduced the renovation programs and effects of lighting system in Yongkang radio and television theatre.
【Key Words】TV studio； lighting system； LED PAR lamp； beam lamp
1 永康廣电大剧院简介
永康是位于浙江省中部、人口约56万的县级市。永康广电大剧院是永康市广播电视台（以下简称永康台）的剧院式演播大厅，于2005年正式投入使用。它按甲等剧院标准建设并兼顾视频录制，拥有上下两层1 200多个观众席位，舞台上设置了升降乐池、旋转升降台、水帘、喷泉及45道灯光舞美吊杆等。曾多次举办永康台每年一届的《华溪春潮》春节晚会及永康市各项重大演出活动。
到2014年，广电大剧院舞台设备投用已近十年，一方面，尽管专业灯光、专业音响、舞台机械、舞台喷泉等大部分设备目前还能正常运转，但已有部分设备出现老化、技术性能下降，时有故障发生；另一方面，随着电子技术和演艺科技的快速发展，舞台设备更新换代加快，现有设备已不能适应电视艺术的未来发展需要。因此，从2014年6月开始，永康台对其专业灯光、喷泉、舞台机械等系统进行了升级改造。本文叙述其中的灯光系统部分。
2 广电大剧院原有灯光系统配置
2.1 信号及控制台等基本配置
RGB-5i 96路调光立柜3台，RGB 96路直通柜1台；ETC-Iisight3调光台、SGM REGIA 2048 PRO 电脑灯控制台、NDS512-16换色器控制台各1台。
2.2 灯光配置
基本灯具：2 kW聚光灯、2 kW回光灯、1 kW光束灯、1 250 W天幕灯等（在用作逆光、侧光的灯具中配上换色器）；效果灯具为1 200 W的Robe图案摇头电脑灯和AC灯等。
24只螺纹透镜远程聚光灯，24只回光灯（不加换色器），布置在2道面光桥上（注：把其中二面分为2组，当二、三两道面光使用）；12只螺纹透镜远程聚光灯，8只回光灯（不加换色器）布置在两侧耳光；12只螺纹透镜远程聚光灯布置在两侧柱光灯吊笼上进行补光，12只螺纹透镜聚光灯布置1道顶光做高台面光，将60只回光灯（加换色器）布置在5道逆光上，进行基础照明光铺底。
在上述基础上，用34只图案摇头电脑灯（以下简称图案灯），4组AC灯、92只带换色器的PAR灯分别布置在其他吊杆、后台灯光墙、两侧10只侧光灯吊笼、2只柱光灯吊笼上做效果灯具，背景采用星光幕（具体灯位如图1所示）。
3 原有灯光系统存在的隐患和缺陷
3.1 基础照明光
回光灯功率为2 kW，电能消耗大、发热量高，灯泡本身寿命短，且有可能因操作不慎产生炸泡、灭泡现象，存在安全隐患；光斑较硬、匀称性差，较难调整到均匀柔和的布光效果。
3.2 染色系统
采用换色器，通过色纸滤波，进行染色铺光，颜色纯度不够，色彩品种有限（一个换色器一般只有8?12种色纸）；各种色号固定排列变色，更换色调间隔明显，不自然，欠柔和；色纸长时间受高温烘烤易变色、变形、转动不灵活，故障率高、色彩不稳定；必须另外配置一个专用的换色器控制台，增加协同、精准操控的难度。
3.3 效果灯具
采用图案摇头电脑灯和AC灯。前者的功率、体积、重量均较大，对电源、机械吊杆要求高；光束感不够强，依赖烟雾体现光束；对空间的突破性不够。AC灯必须多只串联使用，一只灯泡灭整组没用；其方向固定；依靠换色器变色，温度高。
3.4 大屏幕与舞台灯光不一致
近些年，大型晚会常采用LED大屏幕作为舞台的主背景，而LED屏幕工作时的发光强度、色温相对较高，与现场以卤素钨丝灯作基础照明光的舞台灯光不一致，造成光束图案效果不明显，色彩效果不均匀，色温、光比难匹配。
综上所述，为了达到更好的演出效果，剧院有必要进行灯光系统的改造升级。
4 灯光系统改造方案
4.1 主要灯具改造
近几年来，LED PAR灯、摇头光束灯具技术发展日趋成熟。在电视文艺领域，LED PAR灯普遍替代了以金卤灯为光源的基础照明光，小功率的摇头光束灯普遍替代了大功率的电脑图案灯。本次改造，把舞台内的逆光、侧光、柱光等基础光、效果光及流动光、景片光更换成LED PAR灯、光束灯，用作基础照明光的铺底和舞台效果；保留部分1 200 W的图案摇头电脑灯，作为一些特殊效果（如主持人逆光）及其他效果的补充。
4.2 面光调整
因面光桥与舞台的距离较大（25 m～30 m），且目前LED PAR灯的照度不够大，不宜作面光使用。同时，为保持同样作面光补充的耳光、高台顶光的色温基本一致，面光部分保留原有灯具暂不做改造。作为应急预案，在春节晚会或其他重大演出活动时，为确保面光、逆光、效果光色温的一致，保证视频录制效果，将改造后多余的部分图案灯代替螺纹透镜远程聚光灯、回光灯，作为面光使用。
4.3 控制台及电源线路
考虑到资金等因素，在确保安全的前提下，合理确定灯具编组方案，控制通道数量，尽量使用原有的灯光控制台；把经调整后调光柜中多余的调光硅路改造为直通接口，再在舞台面上添置一个流动直通柜，作为台上灯具品种调整后的直通接口备用。
5 改造后新灯具系统布置
按以上灯光系统改造方案，经公开招标购置了200只功率为320 W的LED PAR灯（可0～100%线性调光、RGB混色、线性调整色温）、60只功率为330 W的光束灯（可0～100%线性调光、双棱镜、线性调整色温、电子调焦，其中30只带图案功能）及流动直通柜、信号线等辅材。
灯具在舞台上配置为（具体灯位如图2所示，按实际情况可调整）：
92只LED PAR灯布置在7道逆光吊杆上，用作基础照明光铺底（其中8只用作景片光）；92只LED PAR灯布置在台两侧10只侧光灯吊笼（每个吊笼内装8只）和2只柱光灯吊笼（每个吊笼内装6只）上作侧光和补光；其余的LED PAR灯作地面景片光和流动光；
46只光束灯（其中16只带图案功能）及原来留用的18只1 200图案电脑灯布置在8根灯光吊杆；14只光束灯（带图案功能）布置在地面作效果灯具。
6 新系统特点和使用效果
2015年1月，剧院舞台灯光系统改造完成，之后录制了永康市第三十届《华溪春潮》大型春節晚会、妇联“三八”节文艺汇演等节目，达到了预期的效果（图3为改造前后演出图片对比）。相比改造前的灯光系统，主要有以下特点。
（1）节能。现有灯具电源功率低，每台灯具的耗电量仅为原来的15%～30%。例如，剧院灯具总功率由改造前的520 kW下降到改造后的310 kW，一场两个多小时的晚会，耗电量就由原来的1 200 kW·h降到现在的700 kW·h，仅灯光部分就节电41%；如果在夏季，同时因发热量少，还可减少空调的负荷。
（2）LED灯珠使用寿命长（正常可用50 000 h），故障率低，稳定性能好；本身自带混色功能，省去了换色器、调光硅箱、换色器控制台等；提高了演出活动的安全性。
（3）LED PAR灯可接入效果灯控制台进行操控，便于主控灯光师对舞台效果的整体把握；基础照明光的灯光师有充分的时间关注视频效果。
（4）现场观看效果颜色纯正，鲜艳亮丽，色彩丰富，柔和度好，光斑均匀；色调变换平滑，且能紧跟节目内容的变化而变化；避免了因大量换色器转动而产生的噪声污染。
（5）视频录制效果方面，光束感、空间感更加强烈，层次分明，烟雾少了，画面更加清晰通透；效果灯具与 LED大屏幕的色温基本相同，只要掌握好LED灯具与大屏幕的光比，就能相对简单地控制好视频效果。
以上是笔者在本次广电大剧院灯光系统改造中方案实施和实践心得。虽然与原有的回光灯相比，目前的LED灯具价格高、数量较多，一次性投资大，但改造后的灯光系统节能、环保，维护保养成本降低，安全可靠性提高，特别是提升了节目录制效果，说明本次改造取得了成功。这也为以后剧院的面光部分和永康台其他演播室的灯光改造积累了经验。
智能灯光控制系统论文 篇7
关键词：灯光控制,LED照明,Niagara平台,物联网
随着科技水平的不断发展,智能建筑楼宇在人们的工作和生活中变得越来越重要。在满足使用者的需求前提下,实现建筑能耗最小化是智能楼宇的重要目标之一。目前,我国建筑照明能耗占到整个建筑电量能耗的25% ~ 35% ,照明用电约占全国用电量的13% 。在大力提倡节能减排的行动中,实现智能光控系统从而降低照明能耗成为必然趋势[1]。
国内公共场所的照明系统大多还是依靠人工来管理,经常会出现白天开灯、无人亮灯等情况。此外,目前主流的照明设备仍然是传统日光灯,使用寿命短、消耗电能大,这些因素都造成了大量的电能浪费。
本文将基于物联网技术实现LED照明系统控制。采用Baja标准的Niagara软件,其是一种通用且具有丰富功能的系统集成式平台,可在设备和Internet之间建立双向通信,实时地进行设备信息传输和控制智能设备[2]。选择更加环保节能的LED照明灯作为硬件设备,通过Web端控制LED灯的开关、亮度,取代了人工控制,真正实现“人来灯开,人走灯灭,随光调灯”的智能光控[3]。
1 系统介绍
这套系统主要基于Niagara平台的控制器JACE、热释电红外传感器、光敏电阻等设备构成。本文设计包括两个部分: 软件Niagara平台的逻辑控制和硬件配置。
智能照明控制系统中,以自动控制模式为核心,在Niagara平台的控制逻辑下可实现自动控制模式。以人员存在作为输入信号,并根据室内自然光照强度,判断是否开启照明灯。兼容自动和手动控制两种模式,来满足特殊情况下的不同照明要求。Niagara平台可以直观显示各设备运行情况和实时数据情况,当需要逻辑修改时,可在Web端进行远程修改[4]。
系统还附有历史记录表,可查看所有照明设备持续工作时间。当设备临界使用寿命范围内及时更换或维护。还可根据设备工作时间,做出建筑能耗预算,进一步实现智能化楼宇管理。
2 系统工作原理
2. 1 系统设计
系统的主要硬件根据功能可分为人体感应模块、光照强度模块和LED驱动模块。Niagara作为实现控制功能平台,其控制器JACE可将所有非IP装置和总线设备连接到网络上,使设备与云平台进行双向通信。当下位机收集到人员存在、自然光弱等信号上传到上位机,经过Niagara逻辑判断,进行LED驱动,点亮照明设备。同时上位机可进行模式选择,历史数据查看,修改设备状态等功能,运用到下位机上实现逻辑控制[5]。
2. 2 系统运行模式
( 1) 手动控制模式。在该模式下,管理者可按启动按钮或者停止按钮来手动控制区域内的灯光开光。当进行设备检修或应急状态时可使用该模式;
( 2) 自动控制模式。在自动调节模式中,照明系统先进行信号检测,人员是否存在,天然光的光强度。当传感器检测到有人员移动,并且照明检测光强< 300 lx时,打开设备。若> 300 lx,自然光能满足照明需求,无需打开设备;
( 3) 应急照明模式。照明系统的运行经常与门禁系统和消防系统形成联动,分为疏散照明和警卫照明[6]。照明系统从联动请求信号中提取楼层和区域号,控制照明设备进入应急照明模式;
( 4) 日程表。为增加系统的使用灵活性,可根据建筑等级和功能,在不同的时间段里来设定照明设备的开关。在节假日或特殊活动日,系统管理员均可通过日程表进行不同时间段和特殊事件的管理,兼容手动调节和日程表自动调节两种控制功能。
3 控制系统实现
3. 1 逻辑编程
系统程序主要分为两类: 自动控制程序和手动控制程序。
3. 1. 1 自动控制程序
系统设计的主体是对智能光控的设计,人体感应模块( Motion Sensor) 和光照强度检测模块( Luminance Sensor) 分别可使用布尔模块( Boolean ) 和数据模块( Numeric) 实现。光照检测模块Luminance Sensor的Out输出端接入一个比较逻辑模块( Greater Than) ,其目的是使检测出的光强与建筑照明标准值进行比较,以办公建筑普通办公室的照明标准值为300 lx[7],设置In B为标准值300 lx。比较逻辑模块的输出与“非”逻辑块( Not) 相连,判断是否要开启设备。将人感模块和光照模块连接至“与”逻辑( And) ,连接至照明设备。
在照明设备的逻辑设计中,有3 个输入值,In10、In12、In16,依次设置其优先级。最高优先级In10 连接的是应急照明模式和手动模式,可实现最高优先级制动、紧急照明的功能。次优先级In12 连接的是主体自动控制模式,低优先级In16 和日程表控制相连,可实现按时按日智能控制。照明设备的扩展功能中提供了持续使用时间( Burn Time) ,可查看设备使用时间,也可进行时间重置操作。
如图2 所示,当光照检测为200 lx时,自然光光强未达标准值,比较逻辑块的输出连接到“非”逻辑块,经过逻辑判断输出True即光强感应模块检测需要开启灯光。此刻,人体感应模块检测有人,整个信号检测模块经逻辑与判断输出True,将该输出连接至LED设备In12 输入。按照优先级排列,打开LED设备。
在控制过程中,加入PID控制器进行调节。经过测试,参数设定如下: P值为90,I值在0. 8 ~ 1. 2 之间,D值为0. 2。在该参数下,实际值到达设定值的调节过程是逐步的,能防止超调过高引起灯光忽高忽低而使人感觉不适。
3. 1. 2 手动控制程序
系统中手动控制模式和应急照明模式,在Niagara都能通过Override Switch布尔功能逻辑模块来实现,模块功能设置如图3 所示,可根据模式选择,进行紧急制动或紧急启动,确保建筑内照明安全。
3. 2 硬件配置
( 1) LED驱动。LED驱动采用TPS6106X驱动系列,这一系列是带有数字和PWM调光控制的恒流LED驱动器。在其信号频率不变的前提下,改变一个脉冲周期内高电平的时间,改变PWM占空比。使电流源以通或断的重复脉冲序列加载到LED灯上,改变其平均电流,实现LED调光[8,9];
( 2) 人体感应检测。选取热释电红外传感器,它是一种基于热电效应原理的热电型红外传感器。当人体在传感器检测范围内移动时,传感器能检测出人体辐射的红外线能量的变化,并将其转化为电压信号输出,后续电路经检测后可表示该区域内有人员活动;
( 3) 光照强度检测。选择光敏电阻作为采集光照信号的传感器,用光敏电阻测出在不同的光照强度下不同的电阻值,在直流电路中串联光敏电阻,根据分压原理不同的电阻值转化为不同的电压值,将对光照信号的处理转化为对电压信号的处理[10]。
4 基于Niagara平台的灯控系统仿真
4. 1 系统界面
系统的界面包括系统总览、模式选择、报警信息、历史记录和日程表。系统总览中包括选择相应楼层的楼层概览图,可直观地显示了每个房间的照明灯开光情况,通过点击相关房间照明指示图进行开关灯操作。在界面上还能进行快速模式选择、日程表查看等操作[11]。
4. 2 仿真验证
在日程表中,可以查看不同时段的对应状态。图5中显示,在凌晨0 点~ 7 点Out为False,在其他工作时间段Out为True。在Special Events选项中,可设置特定日期如节假日、活动日等安排,并具有最高的优先级。
当发生紧急情况时,实时报警状态将会发出闪烁指示灯并提示启动应急照明模式,楼层所有灯光打开。由仿真结果可知,该系统内部功能稳定,能实现相应的控制操作,达到了预期效果。
5 结束语
智能灯光控制系统论文 篇8
1 系统总设计
系统总体设计如图1 所示:该系统设计以MSP430 为设计核心,利用了Zig Bee与Wi-Fi的无线通信技术构成智能家居灯光控制系统。MSP430、Zig Bee协调器、Wi-Fi模块构成了家庭网关控制中心,设有人机交互界面(触屏按钮)直接对单片机进行操作,进而通过Zig Bee无线通信技术控制灯光。也可以通过智能手机等用户移动终端与网关控制中心通信,进而通过MSP430 控制Zig Bee协调器来对终端节点进行控制,终端节点通过外围电路来实现对灯光的操作。
2 系统硬件设计
硬件系统是整个系统设计的基础,主控中心通过串行通信接口连接Zig Bee网络与Wi-Fi网络,并提供友好的人机交互界面,以下给出部分硬件电路设计思想。
■2.1 MSP430单片机
主控中心是系统的核心模块,本文选择MSP430F103作为主控中心核心处理器。MSP430F103 具有超低功耗、处理能力强、片上资源丰富、拥有便捷的开发环境等特点。
■ 2.2 人机交互
作为智能灯光控制系统和用户的交互接口,网关控制中心要有友好的人机交互界面。显示部分,本文准备采用一块2.4 寸、分辨率240*320 的TFT触屏显示屏。本文设计通过单片机编程设计3*3 的触屏按钮,分别用来表示不同的区域灯光,按下按钮,则单片机收到信号通过Zig Bee协调器与外界节点通信,控制灯光的开关。
■ 2.3 Zig Bee通信电路设计
CC2530 是TI推出的新一代适合Zig Bee通信片上系统解决方案芯片,本设计当中为了结合TIZ-tack协议栈开发,选择使用高度集成化的CC2530F256,只需要配合极少的外部元器件即可以工作。本文设计使用的CC2530 通信模块参考TI数据手册上推荐的典型应用电路。USART0 和USART1 是CC2530 内置的串行通信接口,本文设计配置USART0 为异步UART模式。在终端设备上,CC2530 要控制灯光亮灭,根据需要将两路USART设置成所需工作方式。
■ 2.4 Wi-Fi通信电路设计
Wi-Fi通信电路主要实现家庭网关控制中心和用户移动终端设备之间的通信。本文选用了以RT5350 为核心RM04Wi-Fi模块。选用Wi-Fi模块的好处就是用户无需实现Wi-Fi协议的上层协议标准,只需要通过模块收发所需的数据即可,这给开发者带来了一定的便利性。本文设计采用RM04 模块的UART接口实现和家庭网关控制中心的通信。实际使用中,设置RM04Wi-Fi模块工作在客户端模式。RM04 模块和用户移动终端设备连接到同一或不同局域网下,通过Wi-Fi为网络实现数据通信。RM04模块将Wi-Fi网络中传输的数据通过UART接口传送到MSP430F103 主控制器上,而MSP430F103 可以根据数据的类型,选择是否将接收到的Wi-Fi网络数据通过Zig Bee协调器发送到某一终端节点上,这样就可以实现数据在整个智能家居网络中的自由传输,进而控制灯光的亮灭。
3 软件设计
本系统整个功能的实现主要在于软件部分的程序设计,其设计的程序框图如图2,启动程序首先进行系统初始化,初始化完成后检测灯具的状态,并将检测结果发送至智能终端,接下来进行扫描时间,是否有人机交互输入信号,是则通过Zig Bee系统对灯具状态进行切换,否则执行扫描是否智能终端信号输入,是则通过自公布吧系统对灯具状态进行切换,然后回到对灯具状态的检测,否则直接回到对灯具状态的检测,依次循环执行。通过程序的控制,能够较好的起到对智能家居灯光的控制。
4 结束语
智能家居灯光控制系统在目前看来是具有较好发展前景的技术,并不断的走向成熟,在不久的将来将会普首先进行遍应用于普通的家庭场所。将给人们的日常生活带来诸多的便利,同时也可以提高节能的功效,让人们能安全用电和合理用电。
智能灯光控制系统论文 篇9
为了实现灯控系统的优质、人性化的便捷服务, 设计了无线智能灯控系统。这个系统适用于各类大型场馆的照明要求, 尤其对于有远距离控制管理要求的场馆, 这种产品是以单片机为控制核心, 在设计的时候以主从两组单片机为例, 通过对从机单片机编程控制, 使其和主机单片机通过无线模块进行通信。该系统具有环保、节能、管理灵活方便的优点。
1 智能灯控系统硬件电路设计
1.1 系统结构
本系统的主机部分总体设计分为四个模块:由STC12LE5A60S2单片机为控制核心, 外接无线传输模块、按键控制实现手动操作控制、串口通信模块、液晶显示模块等构成, 从机部分单片机控制和无线传输模块与主机部分相同, 此外添加了人体感应电路和可见光控制电路作为传感器节点的信息采集模块, 除微处理器控制中心外, 其他模块集成灯头部分作为产品, 还有具体灯光设备构成。通过单片机对无线模块的发送指令信息, 达到对各个从机节点的控制, 并通过无线传感器网络反馈给主机, 通过主机的上位机进行管理并显示在液晶屏上, 实现了主机控制的功能。
本设计采用低功耗芯片STC12LE5A60S2作为主控芯片, 它是一个低功耗、高性能CMOS 8位单片机, 通过按键作为输入控制, 用NRF2401来实现单片机与单片机之间的无线通信控制, 达到主控部分向网络节点逐级的信息传递, 将上位机的控制信息发送至终端节点设备控制照明设备;同时还能实现由无线网络节点的信息采集, 将各个照明设备的使用信息反馈给主机, 显示在液晶屏上, 从而实现了无线传感网络智能灯控的目的。图1-1为主机电路模块, 图1-2为从机电路模块。
1.2 控制系统设计
控制系统是智能灯控系统的主要组成部分。它负责上位机与路灯控制器的信息传递, 是系统信息交换的枢纽部分。智能路灯控制器既负责上位机和单片机的信息交互, 也可以单独对某一路路灯进行控制。它与上位机采用串口通信来完成数据的传输。这样既可以实现远程通信, 也可以节约线路成本。
本设计采用一个主机控制电路控制很多从机传感器节点的灯控电路, 此灯控电路分为两部分, 一部分为主控电路, 另一部分为传感器节点电路, 当系统有控制请求时, 按动主控电路的按键, 主机的单片机发出相应的指令使得主机无线模块发送该数据, 通过无线传输网络的传输, 从机的无线模块接收到该收据后, 分析该数据是否是传给自己, 如果是, 送到从机微处理器芯片, 这时从机就会根据该指令控制相应灯的亮暗程度;如果不是, 则通过从机的无线传输模块逐级传递, 直到到达真正需要执行该指令的传感器节点。
1.3 无线传输模块
在实际运用中, 考虑有线的成本较高, , 所以此设计电路采用无线模块作为传输工具, 通过主机对从机结点的发送与接收, 实现无线网络传输。在本设计中采用NRF24L01无线通信模块, 它具备体积小、功耗低、较少外设的优点。它NRF24L01是一款工作在2.4~2.5GHz频段的单片无线收发芯片, 它的频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置, 用以完成数据的收发工作, 同时还具备极低的电流消耗, 在掉电模式和待机模式下电流消耗更低。
1.4 传感器信号采集模块
从机节点部分采用人体感应电路, 利用红外辐射实现全自动感应人体, 感应模块采用双元探头。当有人进入红外感应区域时, 红外光谱到达双元的时间、距离出现了差值, 感应模块就输出高电平给微处理器模块, 通过微处理器发出相应指令控制灯光开启, 当人离开红外感应区域时, 感应模块输出低电平给微处理器使其控制灯光关闭, 同时将灯光开闭信息通过无线传输模块向主机传递。从开启到闭合的信息经由从机控制微处理器传递给从机无线传输模块并传输出去, 通过主机无线传输模块的接收, 由主机微处理器和上位机通信, 由上位机进行统一信息管理。通过无线传输网络, 主机上位机可以实时监控各个分布节点的照明开闭的状态。
从机部分也采用了LX1970为核心的可见光亮度传感器, 作为分布节点的照明自动开启装置, 使从机传感器节点照明系统在光照不足时自动开启, 光照充足时自动关闭。
2 系统软件设计
本系统软件设计采用模块化程序结构, 由数据采集模块、无线通信控制模块、主机监控中心模块构成的。其中, 数据采集模块在从机上, 即无线传感器节点单片机上, 它负责灯光的开启和关闭同时将此信息进行无线传输到主机控制部分;无线通信控制模块负责主机节点和从机节点的信息传输, 除了在数据采集时由从机向主机发送信息外, 还可以把主机的控制信息及时以无线形式发送给从机节点;主机控制中心控制节点的工作状态, 对下位机发送的灯光开闭信息数据进行处理、显示等。
3 总结
本设计开发一种经济实用型的无线智能灯控产品, 对无线网络智能灯控系统实际方案做了深入设计, 开发出以STC12LE5A60S2单片机为核心, 采用NRF2401无线模块进行通信, 本设计电路简单且易于管理, 集成度高、体积小、功耗低、节约电能并且价格低廉, 开发周期短, 调试方便, 具有现实意义。
摘要：本文详细介绍了一种基于单片机的无线智能灯控系统, 可以用于活动场地较为宽广的建筑内照明使用。该系统是以单片机控制无线模块为核心技术, 通过主机和从机无线模块之间的相互通信来实现灯光的智能控制。本系统安装和使用方便, 性能稳定, 性价比高, 具有非常广阔的应用前景。
智能灯光控制系统论文 篇10
1 RS-485总线的特点和性能分析
RS-485总线是智能灯光控制系统中不可或缺的组成要素, 究其原因主要由于其具备以下特点:第一, 具有较强的抗感扰能力和灵敏度, 主要用于长距离的信号传输。第二, 具有持续工作的功能, 可靠性高。第三, 连接线点简单方便, 易于组网, 节省大量的信号线, 大大降低了控制线路成本。鉴于RS-485总线的优点, 其被广泛得应用在街灯控制系统中, 并实现了较高的使用价值。控制系统不仅能对灯的亮度进行调节, 而且可以进行定时开关, 另外, 还能对路灯的完好度进行监控, 保证维修的及时性。为了进一步提高系统的可靠性, 还要签订合理的通信协议, 增大通信距离, 提高传输速度。设计的RS-485总线促使灯控系统改变了传统的作业模式, 达到节能降损的目的, 极大地提高了工作效率, 同时促进了路灯照亮系统逐渐向节能高效、使用便捷的道路发展。
2 RS-485总线在智能灯光控制系统中的应用
2.1 在总控制系统设计中的应用
智能化灯控系统主要由视频显示界面和控制器组成, 需要Inter C51单片机与RS-485总线配合使用, 采用串联的方式实现内部的信息数据交换与传输, 最后通过人为操作控制软件实现灯源的控制和调节作用。在总灯光控制系统设计中, 主要通过使用MCS-51单片机和PC软件实现控制;RS-485总线为系统提供技术支撑, 同时还能够提高系统的通用性, 增加系统的反应速度;使用93C46串行芯片不仅能够降低耗能、拓宽电压, 而且还可以自动清理存储器, 延长数据库的有效使用期限。此外, 要想实现所有灯具与控制系统的通信链接, 需要使用RS-485现场总线完成物理链路的连接。
2.2 在系统硬件设计中的应用
由于MAX1487通信芯片本身的接收器带有强大的检测功能, 可用作基于RS一485总线的智能灯光控制系统中的硬件组成部分, 用于抗干扰部件。它不仅能够接收到远距离以外的信号, 而且可以在控制系统内部形成差分平衡系统。MAX1487低耗能、高效率、且接口芯片控制方便的优点突出, 为控制工作节省了工作量和工时, 受到业界人士的一致肯定。为了确保RS一485总线在通信传输过程中的准确性, 可以采用单片机控制通信过程中产生的MAX1487数据流。此外, 使用电压为正5v的电源对MAX1487芯片进行供电支持, 当半双工通信时, 传输线可承载收发器多达于一百二十个以上, 当输送电流为500毫安时, 传输速度可以达到2.5Mb Ps以上, 极大地提高了硬件性能。图1为MAX1487管脚的构成图, 其中RO表示接收器输出端;RE表示使能端;DE表示驱动器的使能端。
2.3 在触屏设计中的应用
显示屏是控制效果的直接反应层, 为了取得更好的监控画面和调控效果, 街道智能灯光控制系统可以采用液晶触摸屏作为人机界面。例如, AD7843触摸屏就具有良好的成像效果, 它采用的触屏控制器是四线式, 通常应用于电阻式控制系统设计中。而RS一485总线控制系统正是四线式电阻触摸屏, 可以转化为线性电阻, 即在当有垂直方向或者水平方向的按键时, 就可以利用AD7843控制系统, 通过测量出屏幕对应位置的压力值, 计算智能灯在屏幕上的坐标值, 从而确定灯光的具体位置。RS一485总线应用于智能灯控制系统后, 不仅提高了照明控制系统的有效性, 延长了路灯的使用时间, 而且有助于提升我国的夜景照明设计水平, 此外, 提供了良好的人机操作经验, 为其他行业的智能控制体系的建立提供了借鉴经验。
2.4 在通信协议设计中的应用
通信协议设计涉及到系统的校验方法、信息帧格式以及建立链路的方式等方面的内容, 关系到智能灯控制系统的整体性能, 因此, 需要设计仔协议时, 加大细节研究工作, 确保各个环节的有机组成。经过试验发现MCS-51处理器具有良好的识别功能, 可以利用这一发现, 设计专门的SM2定位识别器, 用作系统中的地址识别工具, 从而使系统实现多机同时通讯。由于通信电路上的PC机只有一个标准RS一232通信接口, 限制了RS一485总线的通信功能, 因此可以通过转换接口来拓宽通信途径。RS一2324/85转换接口具有与RS一485总线匹配的接口, 可作为RS一232的代替部件, 从而实现RS一485总线通信系统。根据图2可知, 可以将MAX1487结构中的RE和DE连接到同一个控制信号上, 尽可能地减少甚至是消除信号收发时间的误差。为了提高传输数据的准确性, 必须数据的校验程序进行改进和提升。由于智能灯光控制系统中数据帧是由起始字节、地址字节、校验字节、停止字节以及命令字节组成, 且前八位均为起始字节, 所以为了使数据的更加全面, 可以将所有字节、发送地址、传输的信息/数据、数据校验和字节等压缩成一个数据包的形式, 然后一次性接收。特别要注意的是, 在发送时, 要先通过主机将从机地址发送后, 然后在从机的接收程序中上传压缩数据包。通过这种方式, 判断校验接受的程序的正确性, 若信号准确接收, 随即发送信号进行确认, 若接收信号不正确, 则说明信号发送失败。
3 结束语
通过文中分别对RS一485总线在总控制系统设计、系统硬件设计、触屏设计和通信协议设计中的应用进行分析, 证明了其具有较强的实用性, 值得在控制系统中的大力推广。
参考文献
浅析舞台灯光的作用及其效果控制 篇11
关键词：舞台灯光；作用；效果控制
光是以电磁波形式传播的辐射能。电磁波辐射的波长范围很广，只有波长在380～760nm的这部分辐射才能引起光视觉，称为可见光。波长短于380nm的光是紫外线、X射线、γ射线；长于760nm的光是红外线、无线电波等，它们对人眼产生不了光视觉，即看不见。因此，光是一种客观存在的能量，并且与人的主观感觉有着密切的联系。设计师的意图、编导的构思，许多只可意会不可言传的东西往往要借助灯光的运用来实现[1]。
1 舞台灯光的作用
在舞台灯光的设计方面，要求灯光设计既要有全局的总体构思，又要有局部的处理，既不能大起大落，又要有此起彼伏的突出主要区域的变化。舞台灯光的光源是白光，它通过插在灯具前面的滤色片而变化成色光。这种色光投射到服装、布景、道具和人物的妆面化上都会引起色彩的变化，这种色彩的变化属于减色法混合。光色对于物（化妆、服装、布景等）的色彩影响，其规律是，当光色照射到与其色相相同的物体上时，物体的色彩会变得更加鲜明、漂亮。而当光色照射到与其色相成互补色的物体上时，物体的颜色就会变得阴暗、发灰，甚至是发黑。如果光色和物色的色相虽不完全相同却比较接近时，物体的颜色也会变得鲜明，如果光色和物色成余补色时，则物体的颜色也会变得灰暗。下面列举几种主要光色对物色的影响变化[2]。（1）红色光下。黄色物中感觉有红，绿色物略暗，青色物呈暗黑，紫色物变红，红色物明亮。（2）黄色光下。绿色物中感觉有黄，青色物呈青绿，紫色物中感觉有褐，红色物中感觉有黄，黄色物鲜亮。（3）琥珀色光下。红色物不变，黄色物增浓，绿色物有黄色浮光，紫色物变红，肉色物鲜亮。（4）绿色光下。红色物染有绿色浮光，紫色物中感觉有褐，黄色物呈黄绿，青色物呈暗黑，绿色物鲜亮。（5）青色光下。红色物中感觉有紫，黄色物中感觉有褐，绿色物呈暗黑，紫色物呈青紫，青色鮮亮。（6）紫色光下。红色物中感觉有紫，黄色物中感觉有褐，绿色物呈暗黑，青色物浓丽带有红色浮光，紫色物鲜亮。
2 不同类型演出的舞台灯光分析
在舞台摄影中，灯光照明的强弱变化频繁，它随剧情的变化，时明时暗，有时为了渲染气氛，采用各种灯光效果，使舞台上呈现出一派绚丽多彩的景象。拍好舞台剧照，必须了解舞台照明的特点，做到心中有数，才能取得舞台摄影的主动权。（1）实用性表演。如服装设计大赛、服装流行趋势发布会、品牌服装展示等这类以着重突出服装本身为目的的表演。这类表演更加强调灯光的造型性，着重突出服装的肌理效果、层次感和造型感。为了更好地反映服装真实的色彩，不宜使用色光。对于光线的亮度和反差应进行合理的使用。不可一味地追求舞台氛围的营造，而影响了服装的真实效果。（2）娱乐性表演。娱乐性服装表演作为欣赏性的演出，仅仅具备了服装表演的外在形式。并不是以突出服装为主要目的，而是意在烘托娱乐气氛。在这类表演当中灯光的使用应注意营造与表演主题相匹配的特有艺术氛围。如：可使用激光、频闪光等来突出流动的空间感和强烈的视觉效果。
3 舞台灯光的类别
舞台灯具按光学结构可分为泛光灯、聚光灯和幻灯三类：按舞台上安装的部位则又分为面光、耳光、脚光、柱光、顶排光、天排光、地排光以及流动光等[3]。（1）泛光系统。是指可以发出均匀柔和的光线并能照射出一定方向的灯光灯具。单独的泛光灯、项排灯、脚灯和幕灯等一般用于照明天幕、绘画布景或演出区。（2）聚光系统。是指能发出定向光并能控制光区范围的灯具。一般是用折射的原理，通过透镜投出不同的光斑。如，用螺纹柔光镜头可产生边缘柔和的光斑。（3）幻灯系统。是指通过在聚光灯具前再加一组物镜使其投光成像的灯具。这种幻灯又可分为：利用幻灯片成像的投影幻灯。通过转动的圆盘式链带把云、水、火等活动形象投在景物上的投影幻灯。舞台演出一旦使用色光，势必会改变舞台上的实际亮度，拍摄时，必须对舞台灯光的实际亮度进行测试，以保证拍摄时的正确曝光。一般地说，在色光下拍摄要比在白光下拍摄，需要开大光圈2～3级。另外还有利用长焦距物镜使小光斑清晰成像、突出主角形象的追光灯，采用反射光学结构取得聚光效果的回光灯等。
4 舞台灯光的效果控制
灯光具有四个可控制的属性，即亮度、色彩、分布和移动（指灯光的变化）。以下介绍几种主要灯光效果[4]：（1）天幕光的效果。天幕位于舞台的最后方，面积大。所以当天幕光以大面积的光色进行变化时，会使观众随着灯光颜色的改变而产生不同的联想。（2）追光灯的效果。追光灯是由舞台前方射来并跟随演员滚动的灯光，这种灯光的运用主要是为了舞台人物的特写。（3）逆光、侧光和顶光效果。逆光的光源在模特的背后，具有舞台剪影的效果。侧光的光源是处于模特的横侧面，具有明暗参半的效果。顶光是由悬吊在舞台顶部的灯具发出的，在绘画上类似于高光，在摄影中类似于轮廓光，它可以为人物的形象增添光辉，特别是用在特写造型上，能起到画龙点睛的作用。顶光和逆光可以增加舞台的透明度，既可以实现大面积的照明，也适合于局部和区域的照明。特别是在演出区需要有明快的亮度而又能全场过亮的情形下，必须用顶光和逆光处理。（4）面光的效果。面光分为高角面光、底角面光、正面光和侧面光。在舞台灯光的使用上很少用纯色光，即使表现白天的景色也不用白色光，而是用橙色、浅橙色、粉红色、浅蓝色、浅绿色等作为面光。由于我国经济发展的滞后，灯光、音响等科技含量较高的表现手段在戏曲中的应用也比较晚。在传统舞台中，灯光的作用主要是用来照明，而音响主要是为了扩音。对于音响中的效果音响来说，与音乐剧的写实效果声不同，戏曲中没有仿真的拟音效果，而是以器乐的形式来表现。如风声、水声等用打击乐中的大镲来表现。尽管不必模拟现实中的声音效果，但拟音效果的作用还是不应忽视的，可以用它来模拟我们所需要的声音。尽管近一个时期以来对于灯光、效果音响的应用在戏曲创作中已有了较大的发展，但这相对于音响和灯光这两个表现力很强的艺术手段所应有的作用来讲，还远远不够。因为灯光和音响既可以不破坏戏曲的美学原则，同时又给戏曲注入了现代的气息，它们为充分发挥舞台各艺术门类的作用，创造更完美的整体舞台形象，提供了一个美好的前景。
5 结论
总之，舞台灯光在具有照明性、装饰性的同时，还能调整模特与观众的距离。既有助于表达一种情感、创造一种气氛，也可以引导观众视线聚焦于特定的位置。既可以为舞台场景提供更大的深度空间，也可以为舞台铺设和制造丰富的层次。
参考文献：
[1] 陈文静.浅析舞台灯光技术在文娱活动的设计与实现[J].艺术科技，2013（05）：6.
[2] 江志斌.舞台灯光设计中色彩的应用方法分析[J].艺术科技，2013（05）：8.
[3] 周培玉.浅谈舞台灯光的作用及舞台灯光设计人员的素质[J].戏剧丛刊，2013（01）：9293.
[4] 辛欣.浅谈舞台灯光对提升舞台服装效果的作用[J].大众文艺，2013（13）：138.
智能灯光控制系统论文 篇12
关键词：Zigbee,无线传感,灯光控制系统
一、引言
中国是一个能源生产大国, 同时也是能源消费大国, 是目前世界第二大能源生产国和消费国。但中国的人均能源资源不到世界平均水平的二分之一, 同时以煤为主的能源消耗对环境的压力也日益增大。因此, 节能降耗是我们在能源使用上必须要面对的一个长久话题。
灯光系统, 尤其是公共场所的灯光系统的能耗是非常巨大的。同时, 对其的管理也十分消耗资源的。以学校办公教学楼为例, 一间120平米的办公室, 共安装了84盏20W的小型日光灯管, 总功率就有1.68KW, 整栋教学楼有20间左右, 就有33.6KW。如果再加上实验室, 整个教学楼的灯光系统的能耗不容小觑。另外, 整栋大楼教室众多, 每天保安进行检查, 管理成本也是比较高的。本系统旨在加强对灯光系统的智能管理, 节能降耗, 并降低管理成本。
二、系统原理与结构
系统由各无线节点和远程终端 (PC) 组成, 结构如图1所示。各无线节点对连接到本节点所有灯光故障状态的检测主要是通过对电流的检测来进行判断的, 同时无线节点可连接各传感器及继电器, 根据传感器检测的环境信息及终端节点的控制信息来控制所有连接到本节点上灯光的状态。系统从功能上主要包含远程监控、故障检测和智能控制三部分。远程监控的主要功能是通过远程终端能了解并控制各路灯光的开关状态;故障检测的主要功能是当某路灯光中有个别灯光出现故障时, 节点能自动向终端发出报警信号, 便于管理人员及时进行维修维护;智能控制的功能则是通过时间或各节点连接的传感器智能地控制各路灯光的开关。
三、无线节点硬件设计
电源模块由两部分组成, 一是交流220v转5v, 使用AC-DC WA5-220S05D3模块来完成转换;二是5v转3.3v, 使用LM1117-3.3搭建稳压电路即可实现, 如图2所示。电流检测模块主要是使用电流检测芯片ACS712再通过LM321放大电路对检测信号进行放大, 最后使用A/D转换来得到结果, 此电路可得到610mv/A的检测信号, 见图3。控制执行模块可通过继电器来完成, 其电路图见图4。
四、通信协议设计
要保证无线传感节点之间以及同终端之间的数据交互能正确无误、畅通无阻, 需编写一个通信协议来完成此项工作。由于本系统数据交互具有流量不大, 内容并不复杂等特点, 可编写简单协议来规范系统内部的通信。本通信协议设计为8字节长度, 详见表1。
其中类型是用来区分上位机的命令, 还是无线节点的返回数据;对象标记用来区分具体的无线节点;值1、值2表示具体的命令及具体的状态。
五、结语
本系统研发的公共场所灯光无线智能远程控制系统针对性强, 成本较低, 具有节能降耗、减少人工管理成本的特点, 具有很高的实用价值。
参考文献
[1] .王小强等.Zigbee无线传感器网络设计与实现[M].北京:化学工业出版社, 2013