建筑夜景LED燈光實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)

高淑微

前言：

“不夜城”是現(xiàn)代化文明起源的代表詞，它反映出現(xiàn)代社會(huì)對(duì)城市夜景的重視和依賴，隨著城市規(guī)劃的不斷創(chuàng)新，已經(jīng)由初期的單體亮化向城市整體聯(lián)動(dòng)發(fā)展，故而對(duì)控制的要求也越來(lái)越高，對(duì)技術(shù)提出了新的要求。通過(guò)LED燈光與系統(tǒng)控制技術(shù)的集成，城市已經(jīng)可以利用建筑物L(fēng)ED燈光夜間播放各種設(shè)定的光影場(chǎng)景，形成城市夜間景觀的燈光秀。

第一章 概述

物質(zhì)文明的不斷發(fā)展，締造出城市文化的追求，息產(chǎn)業(yè)的蓬勃上升，現(xiàn)代感的文化表達(dá)方式越來(lái)越融入我們的生活方方面面。建筑外表皮在夜幕下的呈現(xiàn)肌理，不僅僅是一個(gè)建筑師的追求，而成為城市的一個(gè)縮影和象征。先有的是所謂城市亮燈工程，在此時(shí)期，世界著名的夜景城市，如悉尼、紐約、香港、上海就已聞明于世。繼而是科技進(jìn)步之后的燈光秀，動(dòng)態(tài)的，光影變化將建筑立面作為幕布，LED光源作為角色，提供了一幅幅美輪美奐的連續(xù)畫(huà)面，如杭州錢(qián)江新城夜間燈光秀，又用了G20的名聲遠(yuǎn)播世界。其采用的技術(shù)就是LED燈光智能實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。

下面以浙江建設(shè)科技研發(fā)中心項(xiàng)目為例，談?wù)勗撓到y(tǒng)的工作原理。浙江建設(shè)科技研發(fā)中心項(xiàng)目大規(guī)模的LED控制，采用冗余系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以大大提高整個(gè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可靠性和容錯(cuò)性。

大規(guī)模分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)采用以太網(wǎng)加現(xiàn)場(chǎng)總線的通信方式，現(xiàn)場(chǎng)總線即采用新開(kāi)發(fā)的LED智能冗余總線控制技術(shù)。通過(guò)軟件方式實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的編輯、場(chǎng)景實(shí)時(shí)控制和自動(dòng)開(kāi)關(guān)燈的電源管理等功能，實(shí)現(xiàn)燈光控制的光、色、電一體化遠(yuǎn)程控制。在新一代LED智能冗余總線技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)燈點(diǎn)的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)的監(jiān)控能力，并對(duì)工作狀態(tài)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)、匯總?；贚ED智能冗余總線技術(shù)為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)維護(hù)系統(tǒng)，對(duì)燈點(diǎn)的故障實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)警和故障點(diǎn)確認(rèn)，提供維護(hù)建議功能，方便系統(tǒng)的維護(hù)。

第二章 技術(shù)特點(diǎn)

1.控制范圍廣，回路多。單個(gè)控制回路可控制2700個(gè)通道以上，單個(gè)通道控制距離可達(dá)4500米以上，可同時(shí)控制超過(guò)百萬(wàn)個(gè)像素點(diǎn)。

2.傳輸速率快，大于1Mbps。

3.系統(tǒng)刷新率快，大于30幀/s。

4.系統(tǒng)延時(shí)小，小于25m/s。

5.具備故障診斷和精確定位故障點(diǎn)功能。因?yàn)椴捎萌哂嗫偩€，使信號(hào)傳輸具備反饋功能。

第三章 應(yīng)用

本項(xiàng)目的大規(guī)模LED燈具的應(yīng)用，為了保證其控制的一致性，有效性及可靠性，我們將兩者結(jié)合在一起。本次項(xiàng)目涉及LED燈具近6000套，每套燈具4個(gè)像素點(diǎn)，也就是系統(tǒng)為達(dá)到各種預(yù)期效果需要獨(dú)立控制近24000個(gè)點(diǎn)。在運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)冗余系統(tǒng)的自我更替來(lái)保證LED燈具的正常運(yùn)行，在正常運(yùn)行技術(shù)上過(guò)大規(guī)模實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)及軟件方式實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的編輯、場(chǎng)景實(shí)時(shí)控制和自動(dòng)開(kāi)關(guān)燈的電源管理等功能，實(shí)現(xiàn)燈光控制的光、色、電一體化遠(yuǎn)程控制。在新一代LED智能冗余總線技術(shù)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)每一個(gè)燈點(diǎn)的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)的監(jiān)控能力，并對(duì)工作狀態(tài)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)、匯總。

除了在本次科研項(xiàng)目上的應(yīng)用外，該系統(tǒng)已經(jīng)在很多項(xiàng)目上得到運(yùn)用：1.無(wú)錫科技大樓（兩座超高建筑聯(lián)動(dòng)，采用像素點(diǎn)5萬(wàn)多個(gè)）；2.常州傳媒大樓（130米高整體聯(lián)動(dòng)，采用像素點(diǎn)44600個(gè)）；3.深圳大運(yùn)會(huì)場(chǎng)館（包括主場(chǎng)館和付場(chǎng)館一共3大館指間的聲，光，電聯(lián)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)同步）。

第四章 結(jié)語(yǔ)

基于LED智能冗余總線的大規(guī)模分布式實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)很好的提供了以下幾項(xiàng)技術(shù)運(yùn)用：1. 主副控制機(jī)在某一項(xiàng)出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)交替工作，并對(duì)大型事故做自我保護(hù)；2.大規(guī)?？刂频淖晕夜收宵c(diǎn)排查；3.使大規(guī)模聲，光，電聯(lián)動(dòng)成為可能，做到三方同步，不會(huì)出現(xiàn)延時(shí)或畫(huà)面不一致等現(xiàn)象。是對(duì)于目前大規(guī)模LED泛光項(xiàng)目上是一種新的嘗試和突破，對(duì)于泛光需求的不斷擴(kuò)大和提高，該系統(tǒng)可以控制上百的像素點(diǎn)，給項(xiàng)目的實(shí)施提供了有力的保障。無(wú)論從硬件還是軟件上都有詳細(xì)的技術(shù)積累并形成多項(xiàng)技術(shù)專利。該系統(tǒng)在很大大型泛光項(xiàng)目上都得到了很廣泛的應(yīng)用和實(shí)踐，通過(guò)時(shí)間的積累，可靠性也得到了進(jìn)一步的證實(shí)。