[发明专利]用于LED灯光控制网络的节点装置及LED灯光网络拓扑结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED灯的系统控制领域，特别是涉及一种用于LED灯光控制网络的节点装置及LED灯光网络拓扑结构。

背景技术

LED光源作为一种新兴的节能型光源，越来越受到人们的重视，各种针对LED的控制系统五花八门，但是其通讯的核心技术不外乎以下三种：

一：基于RS485物理总线的通讯控制方案，包括市面上最常见的DMX512总线的产品都属于这一类。请参阅图1，显示为现有技术中的LED的控制系统网络示意图，如图所示，其包括多个节点23，各个节点包括一总线收发终端20、输入线21和输出线22，输入线21和输出线22分别连接总线收发终端20内部微处理器（MCU）的一对异步通信接口，即接收口RX和输出口TX，网络节点23的输入线21和输出线22都是以总线形式挂接在网络24上，此类产品的优点是传输距离较远，但是其最大的缺点是通讯速率受灯具节点的数量和灯具节点间的距离影响。由于一个信号输出要驱动很多个信号接收节点，多个节点之间容易相互影响，特别是节点数量多、线路长时，信号反射问题会加重，甚至导致网络瘫痪。要增加灯具节点的数量或延长节点间的距离就必须靠扩展中继设备或降低通讯速率来保证。而且，采用RS485总线的设备在应用之前必须给每台设备设定唯一的地址码，且通常需要对每一台设备逐一设置，操作很麻烦，这样在现场应用时就缺乏灵活性。

二：采用串行移位通讯及控制技术的控制方案，此类方案在LED大屏幕中得到广泛应用，现在也延伸到很多灯光产品中。其优点是成本低，且具有较高的传输速率，便于实现丰富的动画效果。但是此类方案最大的缺点是：由于采用TTL（Transistor-Transistor Logic，晶体管-晶体管逻辑）电平传输，而且是多根信号线，包括时钟信号、数据信号、锁存信号等等，线路长了容易造成信号间错位，所以通讯距离非常近，只能在数米之内传输；而且，这种系统在通讯线缆较长时，会对时钟信号产生较大的相移，这个相移会随着节点级联数量的增加而产生积累误差，直到完全失控。由于在分布式的景观灯光应用中，灯具节点之间的距离往往都较大，因此这种系统的应用有很大的局限性。

三：采用单线网络的通讯技术控制方案。此类方案的优点是通讯线缆芯数大大减少，只要一根信号线加上一根参考地线便能通讯。但是就目前采用单线控制的产品来说，基本都是基于信号整形驱动的基础实现，在级联数量较多时，每一级产生的相位偏差会达到累计极限，造成系统稳定性下降，更为严重的是，由于采用单线链式拓扑结构，中间任意一个节点的故障都会造成后级信号的中断而出现大片的熄灯现象。

因而，如何提供一种用于LED灯光控制网络的节点装置，以解决现有技术中LED灯光控制网络的种种缺陷，实已成为本领域从业者亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于LED灯光控制网络的节点装置及LED灯光网络拓扑结构，用于解决现有技术中LED控制系统驱动节点数少、驱动距离短、线缆芯数多、数据流量小及链式网络拓扑结构一个节点故障造成大片节点失控等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于LED灯光控制网络的节点装置，其一端连接信号输入线，另一端连接信号输出线，所述节点装置至少包括：

信号编解码模块，用于接收到所述信号输入线发来的数据包后进行解析，并提取出与自身地址相匹配的数据后再生成与所述数据包相同的数据格式，作为再生数据包藉由所述信号输出线输出；

判别模块，连接所述信号编解码模块，检测所述信号编解码模块的输入端及输出端，当判别所述信号编解码模块的输入端或输出端在预设的时间段内无信号输入或输出时输出驱动信号；

第一旁路开关，连接于所述信号输入线与所述信号编解码模块的输入端之间，具有连接所述信号输入线的第一动触点，连接所述信号编解码模块的输入端的第一常态触点，以及第一旁路触点，所述第一旁路开关在常态下其第一动触点与所述第一常态触点相连接，当所述第一旁路开关接收到所述驱动信号时，所述第一动触点跳转至所述第一旁路触点；

第二旁路开关，连接于所述信号输出线与所述信号编解码模块的输出端之间，具有连接所述信号输出线的第二动触点，连接所述信号编解码模块的输出端的第二常态触点，以及第二旁路触点，且所述第二旁路开关在常态下其第二动触点与所述第二常态触点相连接，当所述第二旁路开关接收到所述驱动信号时，所述第二动触点跳转至所述第二旁路触点；

直通线缆，一端连接所述第一旁路触点，另一端连接所述第二旁路触点。