[发明专利]音乐水型同步的可扩展喷泉控制系统及其方法

摘要

本发明公开一种音乐水型同步的可扩展喷泉控制系统和方法。系统采用EPA主干网、微网段组成的可扩展架构的控制网络；网络按需划分为若干控制区域，每个控制区域设1个微网段，微网段通过网桥/关与其它微网段隔离。EPA网络层支持多种主流的物理/数据链路层协议，可保护喷泉业现有投资；同时微网段提高了带宽利用率和实时性。参照步进电机矩频特性，设计步进电机S形加减速曲线，S曲线无加速度/力突变，提高了设备的可靠性。系统控制流程分为离线预编和在线音乐、水型、灯光三同步的控制流程；以音频数据的同步信号为基准调节灯光、应用GPC预测控制算法控制水型，使水型、灯光的视觉感受和音乐的听觉感受溶为一体。

主权项

一种音乐水型同步的可扩展喷泉控制系统，其特征在于系统采用EPA主干网、微网段组成的两层架构控制网络，微网段包括EPA微网段和非EPA微网段，EPA微网段经网桥接入EPA主干网，非EPA微网段则经网关接入EPA主干网；EPA控制网络按需划分为若干控制区域，每个控制区域设置1个微网段，EPA微网段通过网桥、非EPA微网段借助网关与其它微网段隔离，微网段内部设备节点间的通信遵循同一物理/数据链路层通信协议、且限于本微网段的控制区域；不同微网段设备节点间的通信需经网桥/关转发；音乐播放器与上位机相连，上位机接入EPA主干网；微网段的设备节点通过所处微网段的通信协议接口电路接入，当采用CAN物理/数据链路层协议的EPA微网段时，其设备节点需经设备节点的CAN接口电路接入；音乐喷泉的LED灯具和喷嘴步进电机是微网段设备节点的受控对象，即喷嘴步进电机由设备节点的步进电机驱动电路控制；所述的喷泉控制系统参照ISO网络七层理论模型，首先，设备节点的用户数据遵照EPA协议进行EPA应用层协议的控制封装；然后，进行EPA网络层协议的控制封装；最后，设备节点采用所处路径的通信数据链路层协议控制封装，并发送数据包至本微网段的目的设备节点，提取用户数据的解包过程与此相反；EPA网络层为任意两个微网段的设备节点通信提供路径信息，从而使报文传送到目的地；EPA网络层报文传输无需关心具体的物理层和数据链路层，网络报文传输路径中跨越不同的通信协议路径时，需要相应更换数据包的数据链路层协议的控制封装。