LED控制系统最新技术

近几年来，作为半导体照明领域的一部分，城市景观照明及室内外装饰照明的霓虹灯和部分传统光源必将逐步被具有节能、环保、寿命长、可 靠性高及可实现全彩变化的LED光源所取代。目前，在装饰照明领域中用LED制作的各类灯具正被逐步推广。

由于网络技术的普及和成熟，LED装饰照明控制系统中应用TCP/IP网络技术已成为一种明显的趋势。用TCP/IP协议可实现整个系统的宽带、 距离、可靠和双向等功能，这意味着在一个网络里可同时连接的设各更多，且连接的距离更长，传输控制协议使LED装饰照明系统的控制质量和 可靠性更高，双向通信使设各的远程监测和控制更有效，因而构筑大规模可靠的LED装饰照明系统的网络成本更低，这是以现代计算机网络技术 为支持的必然结果。

设计一种控制系统如能采用现有成熟的技术方案和产品则是相当明智的方法，LED- NET系统是以DMX512协议和计算机网络技术TCP/IP协议为 基础开发出来的LED灯饰照明控制系统，使其更加适合LED灯饰行业的应用。这样意味着拥有大量现成而众多的DMX512设备、网络产品和软件资 源，如集线器、电缆、光纤和无线连接产品以及远程控制和监测技术。此外，现有大楼和各种场所已遍布以太网，更可方便装饰照明系统工程 的临时使用。

一、TCP/IP

TCP/IP协议(Transfer Control Protocol/Internet Protocol)叫做传输控制/网际协议，又叫网络通信协议，这个协议是Internet国际 互联网络的基础。

TCP/IP是网络中使用的基本的通信协议。虽然从名字上看TCP/IP包括两个协议，即传输控制协议(TOP)和网际协议(IP)，但TCP/IP实际 上是一组协议，它包括上百个各种功能的协议，如远程登录、文件传输和电子邮件等，而TCP协议和IP协议是保证数据完整传输的两个基本的重要协议。通常说TCP/IP是Internet协议族，而不单单是TCP和IP。

TCP/IP是用于计算机通信的一组协议，通常称它为TCP/IP协议族。它是20世纪70年代中期美国国防部为其ARPANET广域网开发的网络体系结 构和协议标准，以它为基础组建的Internet是目前国际上规模最大的计算机网络，正因为Internet的广泛使用，使得TCP/IP成了事实上的标准 。

二、DMX512

DMX512协议最先是由USITT(美国剧院技术协会)发展成为从控制台用标准数字接口控制调光器的方式。DMX512超越了模拟系统，但不能完全 代替模拟系统。DMX512的简单性、可靠性(假如能够正确安装和使用的话)以及灵活性使其迅速成为资金允许情况下选择的协议，除了调光器 外，还有一系列不断增长的控制设各。DMX512仍然是科学上的一个新领域，具有在规则基础上产生的各种技术。

三、EIA485(RS485)

DMX512是围绕工业标准ElA485接口设计的。EIA485属于接口、电压、电流等的“电”端。系统是基于沿着屏蔽导体双绞线的向下对称发送而 建立的。这种缠绕结构确保所产生的干扰会同样地作用于两个信号，因此保证了一致的数字定相。所用的导线应该是由一条或两条双绞线、箔 片和编织筛所构成的合适的数据导线。对称音频导线则不能完成这个工作。通常，就如任何网段一样、导线两头应该有两个终端。灯光控制台 通常在一头作为终端，而另一头应该只有一个120Ω的电阻。

ElA485规范只支持“雏菊链”或每段上最多以32个“单元负载”所构成的串行网络。制造商声称每段可以长达1000m。但是，要特别指出的是 ，中继器的作用应该考虑到700m或800m左右，这样可以防止环境的异常。

XI-R连接器的针口分配如下：

针线信号

1屏蔽地/0V

2内部导体(黑)数据-

3内部导体(白)数据+

4内部导体(绿)各用数据-

5内部导体(红)备用数据+

DMX512控制线采用5针XLR(有时是3针)连接设各，母接口适用于发送器，而公接口适用于接收器。建议用一条两对导线(4个连接口)来实 现屏蔽，虽然只需要其中一对。第二对导线用于未指定的可选场合中。必须注意的是一些调光器使用这些线来指示故障和状态信息。如果调光 器用第二个信道，则需要专门配置的分路器和中继器。

目前市场上关于LED灯饰控制系统有如下几种：

(1)串行SPI控制方式。以级联的方式进行控制。由于这种控制方式的芯片是专为LED显示屏设计的，而为显示屏设计的LED驱动芯片是多路 的，如8路、16路，所以这种控制方式应用较多的是在LED轮廓灯上。因为是级联方式，所以当中有一个LED驱动芯片出现故障，将寻致整条总线 通信中断。由于出线过多等各方面原因，所以这种控制方式并不适合在LED点光源上应用。

(2)以RS485联网控制方式。每个LED灯具内置一片单片机进行控制并连接到RS485总线上，通过一台控制器对RS485总线上的每个单片机进行 控制。由于这种控制方式需要对每个灯具设定地址，在工程应用中很不方便。而目前各个控制器厂商虽然都用RS485协议，但应用层标准还未统 一，所以造成各个厂商的产品无法兼容。

(3)DMX512控制系统。目前，DMX512是应用最广泛的LED控制系统，实际上是LED市场单独的标准。由于DMXS12也要设定地址，而DMX512最多 只能控制512个通道也就是170个全彩LED灯具，所以只能应用在小规模LED控制系统中。

以上控制方式只能做到系统的局部控制，无法对整个系统实现完全智能化控制，例如要控制系统供电电源的开和关和非LED灯饰的控制。基于 以太网的灯光控制协议，ACN-NET由于是基于娱乐业和舞台灯光方面而设计的并不十分适合LED灯饰行业的应用，所以又有公司设计出一个套针 对1'ED装饰照明的控制系统——LED-NET系统。

四、LED-NET系统特点

LED-NET系统由PC应用软件、DMX512炫彩灯光控制器、DMX512解码器、DMX512地址写入器等组成。

LED-NET系统可分为Ethernet和DMX512区两部分，两部分可以分离开，也可以结合在一起。例如当一个系统较小时(由一个或两个DMX512区组 成)，可以用传统的DMX512控制台控制，这样加大了系统使用的灵活性。当一个系统较大时，就可以利用Ethernet组成联网控制。因为数据流 的传输链路是用Ethernet的，所以可以和其他非LED灯饰控制系统共享Ethernet。

由于DMX512协议要对每个接收设各设定地址，通常是每个接收设各有一个二进制或十进制拔码开关设定地址，而在LED灯光控制应用中，有些 灯具对防水有较高的要求，如水下灯、地埋灯等是无法通过拔码开关设定地址的，这样就加大了工程安装和维护过程中的难度。某公司针对这 个问题提供一套完整的解决方案，已成功开发出拥有自主知识产权的DMX512地址写人器和带地址写入功能的DMX512解码器。拥有这个功能就可 以在整个系统硬件安装连接完成后，通过DMX512地址写人器自动设定系统中各个DMX512解码器的地址。该系统完全兼容DMX512系统。

五、联网控制方式

通过局域网与PC连接实现联网控制，实时显示PC机上显示的图像，采用这种连接方式使系统组网更加灵活方便，可以控制无限多的LED灯饰，也可实现脱机控制。每个炫彩灯光控制器都有一个MMC/SD卡接口，通过PC端软件把变化程序烧写在MMC/SD卡上，通过RS485总线实现N台控制器的同步。

六、单机控制方式

使用一台炫彩灯光控制器，把用PC软件制作好的变化程序写到炫彩灯光控制器的MMC/SD卡上。可控制单色512/1024或全彩170/340个像素点。