[发明专利]一种大规模数字水帘的控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种大规模数字水帘的控制方法及装置，属于数字水帘控制领域。

背景技术

随着计算机技术和基于总线的控制技术的发展，使智能控制技术引入水文景观领域成为可能。为此，专利[ZL200820079257.0]公开了一种数字水帘装置，其主要由主控计算机、控制箱、电磁阀阵列、储水箱等单元组成，在主控计算机的控制下，通过电磁阀阵列的高速开关，可以实现显示已定义图案或者文字的水帘效果；专利[ZL200920105735.5]公开了一种数字水帘装置，该装置包括：通信单元、主控单元、电磁阀控制单元和电磁阀阵列，其中通信单元有RS485接口，可用以实现多个水帘装置的级联，进而形成规模较大的数字水帘装置，但由于RS485通信速度的影响，难于实现大规模的数字水帘控制；专利[CN202097066U ]公开了一种水帘装置，其包括主控计算机、控制模块、驱动模块、水阀阵列、密闭储水管道、变频器等单元组成，其突出特点在于通过计算机控制变频器进而控制控制水泵转速来改变储水管道内部水压，达到在不同时间输出具有不同初速度的水流的效果，进而改善同一幅显示画面中的水型变形的问题，但是对于连续画面的水型变形失真问题难于解决。

事实上，数字水帘作为近几年出现的技术，在应用中主要存在两方面的不足：一是难于实现大规模的数字水帘控制，二是降落过程中造成的水型变形失真减弱了数字水帘表现效果。

发明内容

本发明的目的是提出一种大规模数字水帘的控制方法及装置，以实现基于两级网络的分布式控制，同时提高水帘输出控制精度，有效克服目前数字水帘控制技术的不足，便于实现大规模的数字水帘控制，减少水型变形失真，提高数字水帘的表现效果，也使水帘的控制方式更加灵活、易用性更强。

为实现上述发明目的，本发明提出了一种大规模数字水帘的控制方法，包括以下步骤：

（1）装置部署：安装一储水箱，储水箱内装液面高度传感器，储水箱出水口下面安装电磁阀阵列和水形变换器，水形变换器与电磁阀出水口相连接；储水箱下面或水帘侧面安装LED灯阵列；电磁阀驱动电路与电磁阀阵列连接、控制模块与电磁阀驱动电路连接、LED灯驱动模块与LED灯阵列连接，网关与控制模块通过CAN总线互联，网关与LED灯驱动模块通过485总线互联，并连接互联网；

 （2）参数标定和相关系数计算：设置控制模块的最大控制路数C_Num、开关阀最小时间间隔ΔT、电磁阀出水口内径d、水形变换器内径D、水形变换器间距ΔL、水形变换器出水速度V2、水面高度控制阈值ΔH_th，并在此基础上计算要控制的水箱水面高度h及输出画面的纵横比AR；通过更换水形变换器内径D保证h的取值大于10cm、AR在[0.5, 2]之间；

（3）定义和下载播放策略集：定义策略集SS、策略S、数据帧SD、灯光帧SL，同时要求数据帧画面满足纵横比AR的约束；通过网络下载播放策略集并保存在网关模块中；

（4）基于命令的播放控制：通过网络将播放命令发送给网关模块，网关模块接收到相应命令后，根据已定义的策略集控制各控制模块的输出，进而利用电磁阀驱动电路控制电磁阀的动作，同时控制各LED灯驱动模块，进而实现既定义的LED灯效；

（5）储水箱水面高度控制：由液面高度传感器、网关模块和进水电磁阀组成一个闭环控制回路，在水帘播放的同时，液面高度传感器不断在检测当前储水箱液面高度，当网关模块检测到液面高度传感器获取的高度信息低于h-ΔH_th时，控制进水电磁阀打开进水，而当高度信息大于h+ΔH_th时，关闭进水电磁阀。

更进一步说明，上述步骤（2）中的水箱水面高度h利用公式（1-1）计算得出，输出画面的纵横比AR利用公式（1-2）计算得出；

       (1-1)

 (1-2)。

更进一步说明，上述步骤（3）的策略集定义为：

策略集SS=（策略个数S_Num，{策略S}）；

策略S=（策略序号SN，策略名称SName，数据帧数SF_Num，{数据帧SD}，灯光帧数SL_Num，{灯光帧SL}，重复次数PT ）；

数据帧SD=（行数R_Num，{行位数据R_Data}）；

灯光帧SL=（灯效数LE_Num，{灯效数据LE_Data}，延时系数DF）。

更进一步说明，上述步骤（4）中的播放命令包括“播放[序号]”、“停止”、“下一策略”、“上一策略”、“循环播放[序号]”五条控制命令。