[发明专利]一种具有GPS时间同步功能的DMX512灯具控制装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED灯光控制领域，特别是涉及一种基于DMX512协议的具有GPS时间同步功能的DMX512灯具控制装置及控制方法。

背景技术

LED是一种能够将电能转化为光能的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。据分析，LED的特点非常明显，寿命长、光效高、低辐射与低功耗。目前LED景观亮化被越来越多的城市所重视、被广大的民众所接受，并且用户的要求也越来越高。现在的亮化不仅仅是勾画轮廓，人们更希望在亮化的时候还能够进行一些简单的图文介绍。

灯具控制器在脱机播放模式下，当多个主控制器被用于控制同一个灯光画面或要求放置在不同地点的多个主控制器控制的独立的灯光画面在同一时刻播放相同内容的时候，便需要进行控制器间的时间同步，以此来实现播放画面的整体性、一致性。用于传统灯具控制器时间同步的时间参考源可选用RTC实时时间芯片,也可通过网络进行同步,但是由于RTC实时时间芯片时间精确度只能到达秒级,不能满足灯光控制领域中毫秒级的帧播放速率的时间同步要求；同时，灯光控制领域中需要进行时间同步的主控制器设备间的距离不固定，可能会间隔非常远，在间隔距离较大的情况下，网线连接布线不方便并增加了成本，且长距离网络传输延时较大，容易丢包，故通过网络进行时间同步也不能满足要求。

发明内容

本发明的目的是针对传统灯具控制器存在的问题，提出一种具有GPS时间同步功能的DMX512灯具控制装置，本发明采用GPS时间进行时间同步，GPS时间是GPS接收器模块接收来自卫星的GPS定位信息中包含的时间，解决当多个主控制器被用于控制同一个灯光画面或要求放置在不同地点的多个主控制器控制的独立的灯光画面在同一时刻播放相同内容的时候，控制器间的时间同步问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有GPS时间同步功能的DMX512灯具控制装置, 包括网络连接模块、控制单元、整形电路、发送单元和保护单元，所述控制单元发送出的控制信号经整形电路整形后传输到发送单元，由发送单元将信号转换为差分信号并通过保护单元传输给DMX512灯具，所述网络连接模块与控制单元连接，还包括GPS模块和电平转换芯片，所述GPS模块将获取到的卫星时间通过电平转换芯片传输到控制单元，所述控制单元通过卫星时间校准系统时间，与其他控制装置的控制单元保持时间同步。

在上述技术方案中，所述保护单元为一种三级保护电路，从输入端每条差分线路上连接一个到地的TVS管，在TVS管之后每条线路上串接一个限流电阻，在两个限流电阻前端的两条线路之间连接一个匹配电阻，在两个限流电阻后端的两条线路之间连接一个到地的空气放电管。

在上述技术方案中，优先的所述限流电阻应当是阻值为10Ω，功率为2W的电阻。

本发明中，实现上述技术方案的一种控制方法，该方法为：

步骤一：初始化GPS模块以及UART，通过UART接收GPS模块输出信息用于后续GPS卫星时间解析；

步骤二：GPS模块获取卫星定位信息，从定位信息中获取时间信息；

步骤三：获取节目开始播放时间T1，利用GPS卫星时间解析算法从GPS模块获取当前时间T2，计算当前时间距离开始时间的时间偏移T=T2-T1；

步骤四：根据计算结果T以及节目单中每个播放文件的播放速率按照GPS时间同步算法计算出当前时间点T2应该播放节目单中的哪个播放文件，以及播放该文件中的哪一帧，即进行播放校准；

步骤五：各主控制器根据步骤四的计算结果定位到具体某个文件的某个偏移位置，开始播放，步骤四的计算结果会随着步骤三中T2的不同而不同，通过播放前的校准，实现时间同步。

以现有技术相比，本发明具有以下有益效果：在灯光控制脱机播放模式下，利用GPS卫星时间实现多个主控制器间的时间同步，实现播放画面的整体性、一致性，时间精度高、信号稳定、信息输出快，可满足灯光控制领域中时间同步对时间精确度、稳定性、实时性的要求。

附图说明

本发明将通过实施例并参照附图的方式说明，其中：

图1是控制装置的电路结构框图；

图2是图1中保护单元的具体电路图；

图3是控制单元工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。