一種多源音樂噴泉控制信號(hào)發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】一種多源音樂噴泉控制信號(hào)發(fā)生器，包括微處理器、音頻處理電路、DMX信號(hào)接收電路、存儲(chǔ)設(shè)備接口電路、變頻器控制電路、步進(jìn)電機(jī)控制電路、電磁閥控制電路，微控制器可通過分析音頻信號(hào)，或者接收上位PC機(jī)傳下的指令，或者是接收外部傳來的DMX信號(hào)，產(chǎn)生音樂噴泉執(zhí)行部件所需要的控制信號(hào)。本實(shí)用新型使得音樂噴泉的控制方式增多，靈活性大大增強(qiáng)，建設(shè)成本大大降低。
【專利說明】一種多源音樂噴泉控制信號(hào)發(fā)生器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及音樂噴泉控制領(lǐng)域，尤其涉及一種多源音樂噴泉控制信號(hào)發(fā)生 器。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著生活水平的提高，人們對(duì)環(huán)境要求越來越高，城市環(huán)境建設(shè)日益為人們所重 視。音樂噴泉作為一種觀賞性較高的藝術(shù)水景，不斷地出現(xiàn)在城市建設(shè)中。音樂噴泉能夠把 水景、音樂融為一體，給人心靈以震撼和隨音樂一起澎湃的感覺以及景觀觀賞、音樂觀賞、 感染價(jià)值。目前在市場(chǎng)上最流行的音樂噴泉控制系統(tǒng)有兩類：計(jì)算機(jī)數(shù)字控制音樂噴泉系 統(tǒng)，DVD模擬音樂噴泉控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)數(shù)字控制音樂噴泉控制系統(tǒng)是借助計(jì)算機(jī)軟件對(duì) 水景進(jìn)行音樂控制，用戶可以任意編輯、開關(guān)各種水形，能方便地把人對(duì)音樂的理解編進(jìn)噴 泉表演之中。比較麻煩的是，每首歌曲都需要編輯，靈活性不足，更換新歌時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備配置 成本高。DVD模擬數(shù)字信號(hào)噴泉控制系統(tǒng)，則比較方便，不需要編輯，能隨音樂變化而變化， 隨動(dòng)性較好，但一般不能分析何時(shí)開某種水性，比如高噴，彩燈等等，功能比較單一，不夠智 能化。由于兩種控制系統(tǒng)一般采用的是不同的控制器，若在同一音樂噴泉系統(tǒng)融合使用兩 種控制系統(tǒng)，會(huì)使得建設(shè)成本大大提高，靈活性也不夠。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的是提供一種多源音樂噴泉控制信號(hào)發(fā)生器，從而解決上述背景 技術(shù)中現(xiàn)有音樂噴泉控制性靈活性不足的問題。
[0004] 本實(shí)用新型內(nèi)容是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種多源音樂噴泉控制信號(hào)發(fā)生 器，包括微處理器、音頻處理電路、DMX信號(hào)接收電路、存儲(chǔ)設(shè)備接口電路、變頻器控制電路、 步進(jìn)電機(jī)控制電路、電磁閥控制電路，所述音頻處理電路與微處理器的AD 口相連，所述DMX 信號(hào)接收電路與微處理器的UART 口（串口）相連，所述變頻器控制電路直接與微處理器的 SPI 口相連，所述存儲(chǔ)設(shè)備接口電路、人機(jī)接口電路與微處理器的10 口直接相連，所述步進(jìn) 電機(jī)控制電路和電磁閥控制電路均通過光耦與微處理器的10 口相連。
[0005] 所述音頻處理電路包括整流電路模塊、放大電路模塊、濾波電路模塊和聲音傳感 器，依次與微處理器的AD 口相連。
[0006] 所述DMX信號(hào)接收電路包括高速光耦、RS485芯片、防雷保護(hù)電路和卡儂頭接口， 依次與微處理器的UART 口相連。
[0007] 所述步進(jìn)電機(jī)控制電路包括光電隔離電路與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，依次微處理器的10 口相連。
[0008] 所述電磁閥控制電路包括光電隔離電路和固態(tài)繼電器，依次微處理器的10 口相 連。
[0009] 所述光電隔離電路為光稱器件TLP521。
[0010] 所述變頻器控制電路包括數(shù)模轉(zhuǎn)換電路（D/A)、電壓電流轉(zhuǎn)換電路（V/I)、變頻 器，依次與微處理器的SPI 口相連。
[0011] 本實(shí)用新型的工作原理：音頻處理電路用于接收原始音頻信號(hào)并將其放大，去噪、 整流，是外部音頻信號(hào)進(jìn)入微處理器的物理通道；微處理器通過音頻處理電路獲取音頻信 號(hào)并進(jìn)行頻譜分析，產(chǎn)生音樂噴泉執(zhí)行部件的控制信號(hào)。微處理器通過DMX信號(hào)接收電路 獲取外部傳來的DMX控制信號(hào)并進(jìn)行指令分析，產(chǎn)生音樂噴泉執(zhí)行部件的控制信號(hào)。所述 存儲(chǔ)設(shè)備接口電路可通過PC進(jìn)行預(yù)先編程，然后將控制字保存到SD卡，由微處理器讀取 SD卡中的控制內(nèi)容進(jìn)行輸出控制。本實(shí)用新型可通過微處理器直接接收音頻信號(hào)并對(duì)其 進(jìn)行分析，基于分析所得結(jié)果產(chǎn)生音樂噴泉執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)；也可接收上位機(jī)指令或 DMX控制臺(tái)的指令，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)；也能將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制字存儲(chǔ)在SD卡 中，采用自動(dòng)或程控方式放出執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)。
[0012] 本實(shí)用新型具有以下有益效果：
[0013] 本實(shí)用新型可基于多種信號(hào)源產(chǎn)生音樂噴泉執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)，在一個(gè)系統(tǒng)中 融合了計(jì)算機(jī)數(shù)字控制、DVD模擬控制等多種控制方式，切換簡(jiǎn)單，大大降低了建設(shè)成本和 維護(hù)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖2為本實(shí)用新型處于程控狀態(tài)時(shí)的工作示意圖；
[0016] 圖3為本實(shí)用新型處于音控狀態(tài)時(shí)的工作示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下 面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0018] 如圖1所示，一種多源音樂噴泉控制信號(hào)發(fā)生器，包括微處理器、音頻處理電路、 DMX信號(hào)接收電路、存儲(chǔ)設(shè)備接口電路、變頻器控制電路、步進(jìn)電機(jī)控制電路、電磁閥控制電 路，所述音頻處理電路與微處理器的AD 口相連，所述DMX信號(hào)接收電路與微處理器的UART 口（串口）相連，所述變頻器控制電路直接與微處理器的SPI 口相連，所述存儲(chǔ)設(shè)備接口電 路、人機(jī)接口電路與微處理器的10 口直接相連，所述步進(jìn)電機(jī)控制電路和電磁閥控制電路 均通過光耦與微處理器的10 口相連。
[0019] 所述音頻處理電路包括整流電路模塊、放大電路模塊、濾波電路模塊和聲音傳感 器，依次與微處理器的AD 口相連。
[0020] 所述DMX信號(hào)接收電路包括高速光耦、RS485芯片、防雷保護(hù)電路和卡儂頭接口， 依次與微處理器的UART 口相連。
[0021] 所述步進(jìn)電機(jī)控制電路包括光電隔離電路與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，依次微處理器的10 口相連。
[0022] 所述電磁閥控制電路包括光電隔離電路和固態(tài)繼電器，依次微處理器的10 口相 連。
[0023] 所述光電隔離電路為光耦器件TLP521。
[0024] 所述變頻器控制電路包括數(shù)模轉(zhuǎn)換電路（D/A)、電壓電流轉(zhuǎn)換電路（V/I)、變頻 器，依次與微處理器的SPI 口相連。
[0025] 具體實(shí)施時(shí)，本實(shí)用新型可基于多種信號(hào)源產(chǎn)生音樂噴泉執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)， 先通過人機(jī)接口設(shè)定工作狀態(tài)。
[0026] 工作狀態(tài)為程控狀態(tài)時(shí)，參見圖1和圖2,又分為DMX信號(hào)控制和上位機(jī)PC控制兩 種形式。采用DMX信號(hào)控制時(shí)，外來的DMX信號(hào)，通過卡儂頭接口、防雷保護(hù)電路、RS485芯 片、高速光耦，送到微處理器的UART 口，微處理器通過分析DMX信號(hào)，并進(jìn)行指令代碼解析， 產(chǎn)生音樂噴泉執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)：微處理器產(chǎn)生的步進(jìn)電機(jī)控制信號(hào)通過光電隔離電路 (一般是光耦TLP521)送到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，光耦的輸入端連接到微處理器的10 口，光耦的 輸出端接步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；微處理器產(chǎn)生的電磁閥控制信號(hào)也經(jīng)過了光電隔離電路(一般 是光耦TLP521)送到電磁閥，光耦的輸入端連接到微處理器的10 口，光耦的輸出端連接到 固態(tài)繼電器的輸入端，固態(tài)繼電器的輸出端連接到電磁閥；微處理器通過SPI 口產(chǎn)生變頻 器控制信號(hào)，送到模數(shù)轉(zhuǎn)換電路（D/A)，D/A電路的輸出連接到電壓電流轉(zhuǎn)換電路（V/I)，V/ I電路的輸出送給變頻器。采用上位機(jī)PC控制時(shí)，先是在PC上通過專業(yè)軟件，根據(jù)歌曲編 制音樂噴泉執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制字，通過串口下傳到該噴泉控制信號(hào)發(fā)生器，微處理器隨之產(chǎn) 生相對(duì)應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制信號(hào)。
[0027] 工作狀態(tài)為音控狀態(tài)時(shí)，參見圖1和圖3,外部的音樂信號(hào)通過聲音傳感器、濾波 模塊、放大模塊和整流模塊后，變成一個(gè)(T5V直流電壓信號(hào)，送到微處理器的AD 口；微處理 器對(duì)這個(gè)直流信號(hào)進(jìn)行采樣，然后進(jìn)行頻譜分析，得到音頻信號(hào)的實(shí)時(shí)特性。微處理器基于 分析結(jié)果，根據(jù)音控控制規(guī)律產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)控制信號(hào)、電磁閥控制信號(hào)、變頻器控制信號(hào)。 音控狀態(tài)的控制規(guī)律可預(yù)先通過人機(jī)接口進(jìn)行設(shè)定：例如低頻成分(小于/7)用于控制步 進(jìn)電機(jī)，中頻成分（/7到/20用于控制電磁閥，高頻成分(大于/」?)用于控制變頻器；音控規(guī) 律也可通過人機(jī)接口進(jìn)行修改：例如修改為低頻成分(小于/2)控制變頻器，中頻成分（/7 到⑵控制步進(jìn)電機(jī)，高頻成分(大于/20電磁閥，具體的頻率值/2 1/J?也可修改。
[0028] 以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員 應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制。上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本 實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變 化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)，本實(shí)用新型要求保護(hù)范 圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1. 一種多源音樂噴泉控制信號(hào)發(fā)生器，其特征是：包括微處理器、音頻處理電路、DMX 信號(hào)接收電路、存儲(chǔ)設(shè)備接口電路、變頻器控制電路、步進(jìn)電機(jī)控制電路、電磁閥控制電路， 所述音頻處理電路與微處理器的AD 口相連，所述DMX信號(hào)接收電路與微處理器的UART 口 相連，所述變頻器控制電路直接與微處理器的SPI 口相連，所述存儲(chǔ)設(shè)備接口電路、人機(jī)接 口電路與微處理器的10 口直接相連，所述步進(jìn)電機(jī)控制電路和電磁閥控制電路均通過光 耦與微處理器的10 口相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多源音樂噴泉控制信號(hào)發(fā)生器，其特征是：所述音頻處 理電路包括整流電路模塊、放大電路模塊、濾波電路模塊和聲音傳感器，依次與微處理器的 AD 口相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多源音樂噴泉控制信號(hào)發(fā)生器，其特征是：所述DMX信 號(hào)接收電路包括高速光耦、RS485芯片、防雷保護(hù)電路和卡儂頭接口，依次與微處理器的 UART 口相連。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多源音樂噴泉控制信號(hào)發(fā)生器，其特征是：所述步進(jìn)電 機(jī)控制電路包括光電隔離電路與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，依次微處理器的10 口相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多源音樂噴泉控制信號(hào)發(fā)生器，其特征是：所述電磁閥 控制電路包括光電隔離電路和固態(tài)繼電器，依次微處理器的10 口相連。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多源音樂噴泉控制信號(hào)發(fā)生器，其特征是：所述變頻器 控制電路包括數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、電壓電流轉(zhuǎn)換電路、變頻器，依次與微處理器的SPI 口相連。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多源音樂噴泉控制信號(hào)發(fā)生器，其特征是：所述光電隔 離電路為光耦器件TLP521。
【文檔編號(hào)】B05B17/08GK203909529SQ201420162375
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】周勇, 毛先柏, 劉素凱 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙喜馬拉雅音樂噴泉設(shè)備有限公司