一种用于冰灯的灯光控制系统

1.本发明涉及灯光控制技术领域，具体涉及一种用于冰灯的灯光控制系统。


背景技术：

2.冰灯，是我国北方冬季民间流传的一种艺术形式，近年来，其规模越来越大，形式也变的多种多样，其中，构思越是新奇的便越受到人们的喜爱，甚至在某些城市，已经形成了大型室外露天冰灯艺术展。根据目前冰灯艺术的发展情况，以及人们对冰灯表现形式的期望，对冰灯艺术的创新是必要且及时的。
3.在相关技术中，冰灯的灯光控制通常是通过手动调节灯光开关或使用简单的控制器来实现的，并且传统的冰灯控制系统缺乏安全性监测，容易出现短路故障，进而产生火灾，为此，我们提出一种用于冰灯的灯光控制系统。
4.本背景技术部分中公开的以上信息仅用于理解本发明构思的背景技术，并且因此，它可以包含不构成现有技术的信息。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种用于冰灯的灯光控制系统以解决上述背景技术中提出的冰灯的灯光控制通常是通过手动调节灯光开关或使用简单的控制器来实现的，并且传统的冰灯控制系统缺乏安全性监测，容易出现短路故障，进而产生火灾的问题。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于冰灯的灯光控制系统，包括：
7.控制部件：所述控制部件包括多个控制电路和专门设计的应用软件，控制部件将负责接收用户的输入命令，并将其转化为相应的操作信号发送给照明部件；
8.照明部件：所述照明部件包括网络灯带、限位光源和led灯泡，所述网络灯带将用于创造冰灯的整体照明效果，所述网络灯带由多个小型led灯组成，并通过一个灯带连接起来，通过控制部件，可以实现对网络灯带的颜色、亮度和闪烁模式的实时调节，所述限位光源是用来照亮冰灯的特定部位或细节所述限位光源是一个独立的led灯，通过控制部件，可以调整限位光源的亮度和角度，达到准确照亮冰灯的目的，所述led灯泡用于提供整体的背景照明，所述led灯泡被安装在冰灯的底部或周围，以提供一个均匀的光源，通过控制部件，可以调整led灯泡的亮度和颜色，以适应不同的照明需求；
9.传感检测模块：所述传感检测模块设置传感器实现对电路安全和灯光温度的实时检测，所述传感器包括电路安全传感器和灯光温度传感器，所述电路安全传感器可以监测电流、电压参数，以确保电路的正常工作状态，并在发现异常情况时发出警报或采取相应的安全措施，所述灯光温度传感器可以监测灯光的温度，并在超过设定阈值时发出警报，以避免过热引发安全问题；
10.用户界面：所述控制系统包括一个用户界面来方便用户操作和控制系统，用户可
以通过界面选择和调整冰灯的灯光颜色、亮度、冰灯的组合形状等参数，用户界面可以显示电路安全状态和灯光温度信息，以便用户随时了解系统的运行情况。
11.作为一种优化的技术方案，所述控制部件的控制电路中设置有微控制器单元，所述微控制器单元具有数字输入/输出引脚(io引脚)用于与照明部件电路进行通信和控制，所述微控制单元中设置pwm模块用于生成pwm信号，pmw模块具有一个或多个pwm输出引脚，用于产生控制照明部件亮度和颜色的pwm信号，所述微控制器单元的io引脚与照明部件的控制输入引脚连接，用于传输控制信号、同步信号。
12.作为一种优化的技术方案，所述网络灯带采用颜色映射算法进行控制，所述颜色映射算法选用线性渐变控制算法，来实现网络灯带的颜色变化。
13.作为一种优化的技术方案，所述限位光源和led灯泡采用颜色映射算法中的色轮控制算法，来对限位光源和led灯泡的颜色进行变化控制。
14.作为一种优化的技术方案，所述传感检测模块还包括过载保护器和过载检测电路，所述过载保护器通常用于保护电路和电源，所述过载保护器通过触发内部开关来断开电路，以防止过载情况进一步加剧，所述过载检测电路负责监测系统的电流，一旦检测到过载情况，即电流超过预设的安全阈值，将触发保护机制。
15.作为一种优化的技术方案，所述传感检测模块还包括短路检测电路和短路保护器，所述短路检测电路用于检测系统中的短路情况，可以监测电路中的电流和电压，并根据特定的阈值判断是否存在短路，所述短路保护器可以迅速断开电路，以防止短路情况导致电流过大，损坏设备或引发安全风险。
16.作为一种优化的技术方案，所述传感检测模块还包括温度检测电路，所述温度检测电路包括模拟电路和数模转换器，所述模拟电路接收灯光温度传感器的信号，并将灯光温度传感器的数据信号进行处理放大后，通过总线传输至控制部件内部。
17.作为一种优化的技术方案，所述电路安全传感器包括电路传感器和电压传感器，所述电流传感器为电流互感器、霍尔效应传感器、电流感应电阻中的一种，所述电压传感器为分压器、电位器、压敏电容和线性电压传感器中的一种。
18.本发明所具有的有益效果是：
19.(1)、灯光颜色、亮度和组合形状的实时控制：该系统能够实时调整冰灯的灯光颜色、亮度和组合形状，提供更灵活多样的灯光效果，这为创造独特的视觉效果和氛围提供了便利；
20.(2)、安全监测功能：系统能够实时监测电路的安全性，包括温度、过载和短路等情况，这有助于防止灯光系统因过热、过载或短路而引发安全问题，保护设备和用户的安全；
21.(3)、节能和可持续性：通过灯光控制系统，可以调整灯光的亮度和功率，实现节能效果，灯光可以根据实际需要进行调整，避免能源的浪费，这有助于降低能耗、节约成本，并对环境产生较小的影响；
22.(4)、灵活性和创意性：灯光控制系统的实时调节功能使得创意和设计更加自由，用户可以根据需要和场景要求，灵活地调整灯光的颜色、亮度和组合形状，创造出丰富多样的照明效果。
附图说明
23.图1是本发明提供的一种用于冰灯的灯光控制系统的连接框图。
具体实施方式
24.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
25.需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.实施例1：
28.本实施例中的一种用于冰灯的灯光控制系统，包括：
29.控制部件：控制部件包括多个控制电路和专门设计的应用软件，控制部件将负责接收用户的输入命令，并将其转化为相应的操作信号发送给照明部件，控制部件还可以具有用于接收用户输入命令的界面，如按钮、旋钮、触摸屏等，用户通过操作这些界面向控制器发送控制信号；
30.照明部件：照明部件包括网络灯带、限位光源和led灯泡，网络灯带将用于创造冰灯的整体照明效果，网络灯带由多个小型led灯组成，并通过一个灯带连接起来，通过控制部件，可以实现对网络灯带的颜色、亮度和闪烁模式的实时调节，限位光源是用来照亮冰灯的特定部位或细节所述限位光源是一个独立的led灯，通过控制部件，可以调整限位光源的亮度和角度，达到准确照亮冰灯的目的，led灯泡用于提供整体的背景照明，led灯泡被安装在冰灯的底部或周围，以提供一个均匀的光源，通过控制部件，可以调整led灯泡的亮度和颜色，以适应不同的照明需求；
31.传感检测模块：传感检测模块设置传感器实现对电路安全和灯光温度的实时检测，传感器包括电路安全传感器和灯光温度传感器，电路安全传感器可以监测电流、电压参数，以确保电路的正常工作状态，并在发现异常情况时发出警报或采取相应的安全措施，灯光温度传感器可以监测灯光的温度，并在超过设定阈值时发出警报，以避免过热引发安全问题；
32.用户界面：控制系统包括一个用户界面来方便用户操作和控制系统，用户可以通过界面选择和调整冰灯的灯光颜色、亮度、冰灯的组合形状等参数，用户界面可以显示电路安全状态和灯光温度信息，以便用户随时了解系统的运行情况。
33.作为一种优化的技术方案，所述控制部件的控制电路中设置有微控制器单元，所
述微控制器单元具有数字输入/输出引脚(io引脚)用于与照明部件电路进行通信和控制，所述微控制单元中设置pwm模块用于生成pwm信号，pmw模块具有一个或多个pwm输出引脚，用于产生控制照明部件亮度和颜色的pwm信号，微控制器单元的io引脚与照明部件的控制输入引脚连接，用于传输控制信号、同步信号。
34.作为一种优化的技术方案，网络灯带采用颜色映射算法进行控制，颜色映射算法选用线性渐变控制算法，来实现网络灯带的颜色变化，算法公式为：
35.rgb＝(r1+(r2-r1)*t,g1+(g2-g1)*t,b1+(b2-b1)*t)；
36.该算法通过在两个颜色之间进行线性插值，根据插值参数t的变化，实现颜色的渐变效果，t的取值范围通常是0到1，表示从颜色1过渡到颜色2的比例。
37.作为一种优化的技术方案，限位光源和led灯泡采用颜色映射算法中的色轮控制算法，来对限位光源和led灯泡的颜色进行变化控制，算法公式：
38.rgb＝(r,g,b),其中r＝sin((angle+0)*2π/3),g＝sin((angle+2)*2π/3),b＝sin((angle+4)*2π/3)；
39.该算法通过色轮的概念来控制灯带的颜色，angle表示色轮上的角度，取值范围通常是0到360度，根据angle的变化，通过正弦函数将三个通道的数值映射到对应的颜色。
40.在本实施例中，该系统能够实时调整冰灯的灯光颜色、亮度和组合形状，提供更灵活多样的灯光效果，这为创造独特的视觉效果和氛围提供了便利；系统能够实时监测电路的安全性，包括温度、过载和短路等情况，这有助于防止灯光系统因过热、过载或短路而引发安全问题，保护设备和用户的安全；通过灯光控制系统，可以调整灯光的亮度和功率，实现节能效果，灯光可以根据实际需要进行调整，避免能源的浪费，这有助于降低能耗、节约成本，并对环境产生较小的影响；灯光控制系统的实时调节功能使得创意和设计更加自由，用户可以根据需要和场景要求，灵活地调整灯光的颜色、亮度和组合形状，创造出丰富多样的照明效果。
41.实施例2：
42.在本实施例中，传感检测模块还包括过载保护器和过载检测电路，过载保护器通常用于保护电路和电源，过载保护器通过触发内部开关来断开电路，以防止过载情况进一步加剧，过载检测电路负责监测系统的电流，一旦检测到过载情况，即电流超过预设的安全阈值，将触发保护机制，传感检测模块还包括短路检测电路和短路保护器，短路检测电路用于检测系统中的短路情况，可以监测电路中的电流和电压，并根据特定的阈值判断是否存在短路，短路保护器可以迅速断开电路，以防止短路情况导致电流过大，损坏设备或引发安全风险。
43.具体的，传感检测模块还包括温度检测电路，温度检测电路包括模拟电路和数模转换器，模拟电路接收灯光温度传感器的信号，并将灯光温度传感器的数据信号进行处理放大后，通过总线传输至控制部件内部，电路安全传感器包括电路传感器和电压传感器，电流传感器为电流互感器、霍尔效应传感器、电流感应电阻中的一种，电压传感器为分压器、电位器、压敏电容和线性电压传感器中的一种，常用的灯光温度传感器采用热敏电阻(例如ntc热敏电阻)、热电偶或温度传感器芯片中的一种，在选择电流传感器和电压传感器时，根据具体的应用场景、测量范围、精度要求和电路设计需求选择，以确保其适用性和性能符合实际需求。
44.上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能依次来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种用于冰灯的灯光控制系统，其特征在于，包括：控制部件：所述控制部件包括多个控制电路和专门设计的应用软件，控制部件将负责接收用户的输入命令，并将其转化为相应的操作信号发送给照明部件；照明部件：所述照明部件包括网络灯带、限位光源和led灯泡，所述网络灯带将用于创造冰灯的整体照明效果，所述网络灯带由多个小型led灯组成，并通过一个灯带连接起来，通过控制部件，可以实现对网络灯带的颜色、亮度和闪烁模式的实时调节，所述限位光源是用来照亮冰灯的特定部位或细节所述限位光源是一个独立的led灯，通过控制部件，可以调整限位光源的亮度和角度，达到准确照亮冰灯的目的，所述led灯泡用于提供整体的背景照明，所述led灯泡被安装在冰灯的底部或周围，以提供一个均匀的光源，通过控制部件，可以调整led灯泡的亮度和颜色，以适应不同的照明需求；传感检测模块：所述传感检测模块设置传感器实现对电路安全和灯光温度的实时检测，所述传感器包括电路安全传感器和灯光温度传感器，所述电路安全传感器可以监测电流、电压参数，以确保电路的正常工作状态，并在发现异常情况时发出警报或采取相应的安全措施，所述灯光温度传感器可以监测灯光的温度，并在超过设定阈值时发出警报，以避免过热引发安全问题；用户界面：所述控制系统包括一个用户界面来方便用户操作和控制系统，用户可以通过界面选择和调整冰灯的灯光颜色、亮度、冰灯的组合形状等参数，用户界面可以显示电路安全状态和灯光温度信息，以便用户随时了解系统的运行情况。2.根据权利要求1所述的一种用于冰灯的灯光控制系统，其特征在于：所述控制部件的控制电路中设置有微控制器单元，所述微控制器单元具有数字输入/输出引脚(io引脚)用于与照明部件电路进行通信和控制，所述微控制单元中设置pwm模块用于生成pwm信号，pmw模块具有一个或多个pwm输出引脚，用于产生控制照明部件亮度和颜色的pwm信号，所述微控制器单元的io引脚与照明部件的控制输入引脚连接，用于传输控制信号、同步信号。3.根据权利要求1所述的一种用于冰灯的灯光控制系统，其特征在于：所述网络灯带采用颜色映射算法进行控制，所述颜色映射算法选用线性渐变控制算法，来实现网络灯带的颜色变化。4.根据权利要求1所述的一种用于冰灯的灯光控制系统，其特征在于：所述限位光源和led灯泡采用颜色映射算法中的色轮控制算法，来对限位光源和led灯泡的颜色进行变化控制。5.根据权利要求1所述的一种用于冰灯的灯光控制系统，其特征在于：所述传感检测模块还包括过载保护器和过载检测电路，所述过载保护器通常用于保护电路和电源，所述过载保护器通过触发内部开关来断开电路，以防止过载情况进一步加剧，所述过载检测电路负责监测系统的电流，一旦检测到过载情况，即电流超过预设的安全阈值，将触发保护机制。6.根据权利要求1所述的一种用于冰灯的灯光控制系统，其特征在于：所述传感检测模块还包括短路检测电路和短路保护器，所述短路检测电路用于检测系统中的短路情况，可以监测电路中的电流和电压，并根据特定的阈值判断是否存在短路，所述短路保护器可以迅速断开电路，以防止短路情况导致电流过大，损坏设备或引发安全风险。7.根据权利要求1所述的一种用于冰灯的灯光控制系统，其特征在于：所述传感检测模
块还包括温度检测电路，所述温度检测电路包括模拟电路和数模转换器，所述模拟电路接收灯光温度传感器的信号，并将灯光温度传感器的数据信号进行处理放大后，通过总线传输至控制部件内部。8.根据权利要求1所述的一种用于冰灯的灯光控制系统，其特征在于：所述电路安全传感器包括电路传感器和电压传感器，所述电流传感器为电流互感器、霍尔效应传感器、电流感应电阻中的一种，所述电压传感器为分压器、电位器、压敏电容和线性电压传感器中的一种。

技术总结
本发明属于灯光控制技术领域，具体是一种用于冰灯的灯光控制系统，包括：控制部件、照明部件、传感检测模块和用户界面，控制部件包括多个控制电路和专门设计的应用软件，照明部件包括网络灯带、限位光源和LED灯泡；传感检测模块，包括电路安全传感器和灯光温度传感器，用户界面可以选择和调整冰灯的灯光颜色、亮度、冰灯的组合形状等参数，本发明所具有的有益效果是灯光颜色、亮度和组合形状的实时控制，系统能够实时监测电路的安全性，防止灯光系统因过热、过载或短路而引发安全问题，保护设备和用户的安全。用户的安全。用户的安全。


技术研发人员：王梦涵 孟庆军 张莲洁 蔡智斌 李家琛 王萌 李琬琦
受保护的技术使用者：东北林业大学
技术研发日：2023.06.14
技术公布日：2023/9/20