【摘 要】
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基于视频播放的景观照明是日益发展的数字城市的有机组成部分。随着通信技术、芯片技术、软件技术的不断演变,景观照明控制技术也在不断更迭之中,向着灵活配置、远程操作、云端维护等方向发展。本文基于新一代远程数据通信技术CAT.1及国产RISC-V内核短距离无线通信MCU,设计与实现了一款远程可维护及更换视频节目、可配置播放参数、边缘分布式节目存储的景观照明控制系统,主要工作如下。（1）基于通用嵌入式计算机
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基于视频播放的景观照明是日益发展的数字城市的有机组成部分。随着通信技术、芯片技术、软件技术的不断演变,景观照明控制技术也在不断更迭之中,向着灵活配置、远程操作、云端维护等方向发展。本文基于新一代远程数据通信技术CAT.1及国产RISC-V内核短距离无线通信MCU,设计与实现了一款远程可维护及更换视频节目、可配置播放参数、边缘分布式节目存储的景观照明控制系统,主要工作如下。（1）基于通用嵌入式计算机架构,遵循硬件构件化设计原则,给出了一种景观照明控制系统的设计方案。该方案以CAT.1通信为远程网关,以CH573微控制器内含的蓝牙短距离无线通信模块进行节点组网。CAT.1是近年来推出的逐步取代早期2G时代GPRS的新型无线广域网数据通信模式,CH573微控制器是南京沁恒微电子2020年推出的RISC-V内核的国产芯片。本方案中的灯控节点采用芯片UART接口模拟DMX512协议,在软件协同下,提高了接口的通用性。（2）针对灯控节点空间分布的离散性,提出了视频分布式灯控节点存储、基于机会路由算法优化实现信息传输、基于RBS时间同步算法优化实现同步播放的软件设计方案。该方案中,待播放的视频在PC机端进行帧-像素级分解,分解后得到各灯控节点时间-帧-像素流,通过远程通信发布给节点存储;通过对机会路由算法的优化,实现信息在节点之间的稳定传输;通过对RBS时间同步算法进行针对性优化,将节点的时间误差缩小到100ms内,实现了流畅播放。还设计了灯控网关及灯控节点软件的远程更新功能。（3）灯光控制软件分为云侦听软件及客户端人机交互软件,本文设计了客户端人机交互软件。云侦听软件直接采用实验室开发的CS-Monitor软件,其功能为实现客户端人机交互软件与灯控网关的信息交互,本文给出接口适配。客户端人机交互软件基于C#语言开发,设计了视频的时间-帧-像素流分解算法、灯控网关及灯控节点软件的远程更新算法、节目下载、节点控制、参数配置等功能模块,实现了景观照明控制的智能化、远程化。实践表明,本文设计的基于物联网技术的景观照明控制系统,具有远程更新与维护、节点分布式存储、时间同步准确、参数灵活配置等技术特点,为景观照明领域提供了一种低成本、易部署、稳定性强的新方案。
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