基本信息
- 項目名稱：
- 基于RS485總線的多功能演播廳布光系統
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 目前的布光系統多采用由PLC為核心的控制系統，成本高昂，通過矩陣方式雖然可以降低了成本，但那是以犧牲系統穩(wěn)定性為代價的，且PLC控制系統存在布線復雜的問題，針對這些問題，我們采用RS485總線網絡構成的控制系統，不但使用更加靈活，具備可擴展性，而且設備通用化，維修更換更加方便。
- 詳細介紹：
- 隨著我國廣播電視事業(yè)的發(fā)展，近年來各地電視臺陸續(xù)對原有演播廳進行了技術改造，目前電視演播廳燈光控制系統包括調光和布光兩個獨立的系統，它直接影響電視節(jié)目的錄制質量，目前的布光系統多采用由PLC為核心的控制系統，成本高昂，通過矩陣方式雖然可以降低了成本，但那是以犧牲系統穩(wěn)定性為代價的，且PLC控制系統存在布線復雜的問題，針對這些問題，我們采用RS485總線網絡構成的控制系統，不但使用更加靈活，具備可擴展性，而且設備通用化，維修更換更加方便。 以控制機械三動作聚光燈為例，每個機械三動作聚光燈有3個直流伺服電機，分別控制仰、俯、左、右旋轉和聚焦散焦，由矩陣控制繼電器線圈，通過繼電器控制直流伺服電機。 由以上可見，PLC矩陣控制系統的布線非常復雜，一旦出現問題很難查找，燈具及控制對象數量不能隨意增減。通過使用RS485總線技術，不但可以極大的簡化線路，而且控制對象可以隨意增減，維護簡單，一旦有燈具失靈只需更換相應控制器即可 基于485總線結構的控制信號線只需一根屏蔽雙絞線連接至各個燈具控制器即可，相對于PLC矩陣控制器，每個三動作機械聚光燈至少6根信號線有明顯的布線優(yōu)勢，且基于總線結構的燈具控制器數量是可以隨意增減的，每個燈具控制器由獨立的ID編碼對應實際三動作機械聚光燈或升降吊桿的編號。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 基于485總線結構的控制信號線只需一根屏蔽雙絞線連接至各個燈具控制器即可，相對于PLC矩陣控制器，每個三動作機械聚光燈至少6根信號線有明顯的布線優(yōu)勢，且基于總線結構的燈具控制器數量是可以隨意增減的，每個燈具控制器由獨立的ID編碼對應實際三動作機械聚光燈或升降吊桿的編號。 創(chuàng)新點、技術關鍵： （1）、布光控制采用RS485現場總線結構，接口芯片使MAX1482，具有驅動256個節(jié)點的驅動能力，能承受高達8kV的靜電放電沖擊。 （2）、無線手持控制器，以NRF905為核心，可工作于433/868/915Mhz等ISM頻段（可以免費使用）。后級高頻功率放大，傳輸距離達到500-1000m。 （3）、燈具控制器通用模塊化設計，方便維修更換。 （4）、采用AVRMega16單片機，內置自動奇偶校驗，具有多處理器通信模式，方便組網，且抗干擾能力強。 主要技術指標： 控制臺工作電壓 DC-5V 控制臺工作電流 600mA 電機驅動電壓 DC-24V 電機驅動方式 繼電器驅動 遙控器工作電壓 DC-4.5V 遙控距離 1km 操作延時 ≤30ms 最大燈具控制器數量 255 電機最大可通過電流 10A 燈具控制器工作電壓 24V
科學性、先進性
- （1）、基于485現場總線的布光控制器，相對圖1-1所示矩陣控制器，結構簡單，受控端編碼靈活。 （2）、基于現場總線結構布線量，相對于PLC控制器布線量小，降低了系統成本。 （3）與PLC控制器相比，對系統模塊化程度高，檢修難度小。 （4）方便的遙控器操作，通過手持無線終端，可以方便的在布光現場的各個角落操作燈具，所有在操作臺上可以實現的功能，在遙控器上也都可以實現，且遙控距離可以達到1千米以上。
獲獎情況及鑒定結果
- 在河南理工大學計算機學院產品鑒定時，李泉浠教授極力推薦，對此作品給予極力好評！ 在院科技產品評比時電氣系吳冰教授給予大力表彰；
作品所處階段
- 中試階段
技術轉讓方式
- 雙方協商
作品可展示的形式
- ? 實物、產品；?現場演示
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 使用說明： 該系統有操作臺控制方式和遙控控制方式，工作人員可以通過操作臺上的操作按鈕來調節(jié)布光系統。當系統切換至遙控方式時，操作臺開始接收遙控指令，這時工作人員便可以使用遙控器對系統進行操作。 該作品的技術特點與優(yōu)勢： （1）、布光控制采用RS485現場總線結構，使布光系統有更強的適應性和可拓展性。 （2）、無線手持控制器，工作人員在演播廳內可以用它遙控控制相應的燈具，提高工作效率。 （3）、燈具控制器通用模塊化設計，方便維修更換。 （4）、采用AVR單片機，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強，系統穩(wěn)定可靠。 基于RS485總線布光系統適用于大中型演播廳，在機械三動作聚光燈、升降吊桿數量多的演播廳，總線結構控制系統在成本上明顯低于PLC控制系統，它的易維護性和系統的可擴展性也是PLC控制系統不能比擬的。因此基于RS485總線的演播廳布光系統有良好的市場前景。
同類課題研究水平概述
- 上個世紀70年代，我國開始研發(fā)演播廳懸吊裝置和機電一體化燈具，并將二進制編碼技術應用于布光控制系統，并在各地的電視演播廳得以成功使用；80年代，布光系統由原來的模擬信號控制向數字化控制方向發(fā)展，并為DM512信號提供通道。目前我國中型以上的電視演播廳多采用分布式布光控制系統，但總體的智能化程度比較低，系統結構復雜。 目前，布光系統正向著網絡化方向發(fā)展，出現了基于總線結構的布光系統，如RS485，CAN等。這些基于總線結構的布光系統，不但具備良好的系統可拓展性，而且維修簡易。相對于早期使用雙音多頻，PLC矩陣等方法，布光系統的布線量也大大減小，故障率明顯降低。
