[发明专利]一种舞台多维系统同步控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及舞台控制领域，尤其涉及一种舞台多维系统同步控制方法。

背景技术

现代舞台运动表现力的不断提升，越来越多的表演需要更精确、更具有艺术感染力的效果呈现来实现，虽然目前舞台效果声、光、电各分系统技术不断发展，但是由于组成整个舞台系统的各个子系统和单元(例如，照明子系统、音响子系统、机械子系统、显示子系统、LED单元、扬声器单元、升降舞台单元、显示屏单元等)由不同厂家生产，标准各不相同，当数量众多的舞台子单元组成舞台演出系统时，如何统一调度和协调就显得极为重要。

而要做到统一调度或协调，各个子单元与中央控制单元的精确同步就是必须的。随着计算机网络的发展，目前大规模舞台演出，已经对舞台多维控制系统的同步提出了微秒级的要求。

目前广泛用于定时同步的方法主要是北斗卫星定时。北斗卫星定时具有相当高的同步精度，但其成本较高并且能耗较大，对于拥有大规模舞台子单元的系统来说，如果每个子单元(例如每个LED灯，每个扬声器)都安装北斗卫星定时单元，其总成本可能难以接受。

因此，有必要设计一种简单可靠低成本的舞台多维系统同步控制方法。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的实施方式，提出一种舞台多维系统同步控制方法，所述系统包括：舞台中央控制单元、舞台局域网、协议转换单元、中继转发单元和舞台子单元；舞台中央控制单元和协议转换单元通过舞台局域网相连，协议转换单元通过第一类型网络连接舞台多维系统内的各个中继转发单元，每个中继转发单元通过第二类型网络与舞台子系统内的舞台子单元相连；每个中继转发单元上配置北斗定位单元；其中，所述方法具体包括：

S1、舞台中央控制单元通过舞台局域网发布控制命令，协议转换单元将该控制命令通过第一类型网络转发给各中继转发单元；

S2、各中继转发单元接收到控制命令后，启动各自内置的北斗定位单元实时接收北斗卫星定时信号，产生精确的瞬时激发信号并作为中继转发单元的计时器参考点，对中继转发单元内部的计时器进行校正，从而实现各个中继转发单元的计时器同步。

S3、每个中继转发单元通过第二类型网络按照顺序依次对舞台子系统内的每一个舞台子单元进行计时器同步。

根据本发明的实施方式，所述步骤S3的对一个舞台子单元进行计时器同步的具体过程包括：

S3-1、中继转发单元向舞台子单元发出一个同步消息S，并测量精确的发送定时T1，舞台子单元测量出接收的准确定时T2；中继转发单元在S消息发出后发出一个跟随消息F，该F消息中携带所述T1；

S3-2、舞台子单元校正当前计时器偏差：P＝T2-T1-D，其中，P是中继转发单元与舞台子单元之间的当前计时器偏差，D是中继转发单元与舞台子单元之间的当前传输时延定时，在第一次计时器同步之前令D＝0；

S3-3、舞台子单元校正本地计时器Ts：Ts＝Ts-P；

S3-4、舞台子单元向中继转发单元发出时延请求消息DR，并标记准确的发送定时T3，中继转发单元收到DR后，在时延响应消息包Dr标记准确的DR消息接收定时T4，并返回给舞台子单元；

S3-5、舞台子单元校正传输时延定时D＝(T4-T3)/2；

S3-6、舞台子单元校正当前计时器偏差P＝-D；

S3-7、舞台子单元校正本地计时器Ts：Ts＝Ts-P。

根据本发明的实施方式，所述中继转发单元和舞台子单元均在发送数据时，将数据从媒体访问控制子层到达数据链路子层的定时标记下来作为精确地发送定时，在接收数据时，将数据从数据链路子层到达媒体访问控制子层的定时标记下来作为精确地接收定时。

根据本发明的优选实施方式，所述在进入正常工作之前，进行多轮如步骤S3所述的计时器同步，D使用前一次计时器同步后的D值。

根据本发明的优选实施方式，在舞台多维系统进入正常控制命令收发状态之后，进一步包括：周期性地执行所述S3实现舞台子系统内各个舞台子单元的实时计时器同步。

根据本发明的优选实施方式，中继转发单元与协议转换单元之间的通信为：将瞬时激发均匀划分成若干个定时段，每个中继转发单元占据各自的定时段，在各自的定时段内独自完成与协议转换单元的通信任务。

根据本发明的优选实施方式，舞台多维系统进入正常控制命令收发状态之后，中继转发单元与舞台子单元之间的通信为：中继转发单元采用循环的方式对舞台子系统内的各个舞台子单元进行访问，完成数据交换。