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一种基于音乐变化的灯光调节系统及方法

阅读：141发布：2021-03-02

IPRDB可以提供一种基于音乐变化的灯光调节系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及LED照明技术领域，尤其涉及一种基于音乐变化的灯光调节系统及方法，该系统包括电源模块、LED照明装置、音乐信号接收模块、信号转换模块以及控制模块，LED照明装置包括RGB灯串口通讯模块、发光模块；所述信号转换模块输入端连接音乐信号接收模块；控制模块连接信号转换模块输出端；RGB灯串口通讯模块连接控制模块，用以获取串口控制信号，根据串口控制信号调节发光模块RGB颜色值；发光模块连接RGB灯串口通讯模块。本发明通过信号转换模块将音乐信号接收模块接收的声音信号由时域信号转换为频域信号，通过控制模块将频域信号制定串口通讯信号，通过RGB灯串口通讯模块调节发光模块RGB颜色值，实现LED照明装置灯光的色温随音乐变化而变换。，下面是一种基于音乐变化的灯光调节系统及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于音乐变化的灯光调节方法，包括电源模块以及连接在电源模块输出端的LED照明装置，其特征在于：还包括音乐信号接收模块、信号转换模块以及控制模块，所述LED照明装置包括RGB灯串口通讯模块以及发光模块；所述信号转换模块输入端连接音乐信号接收模块，用以将音乐信号接收模块接收的声音信号由时域信号转换为频域信号；所述控制模块连接信号转换模块输出端，用以根据频域信号以及用户设定的对应模式生成RGB灯串口通讯模块所需的串口控制信号；所述RGB灯串口通讯模块连接控制模块，用以获取串口控制信号，根据串口控制信号调节发光模块RGB颜色值；所述发光模块连接RGB灯串口通讯模块，其特征在于，还包括以下步骤：步骤1：通过信号转换模块将音乐信号接收模块输入的声音信号由时域信号转换为频域信号，并经过滤波模块的滤波处理；

步骤2：信号转换处理后的声音信号通过控制模块处理，获得的声音信号的频率直方图，将获得的声音信号的频率直方图分布经由组界分割为n份，每个组界代表相应频率范围内的信号能量强度X1，X2，……，Xn；

步骤3：控制模块将各个频率范围内的信号能量强度按照可编程式的函数形式Yi＝func(X1，X2，……，Xn),,变换为m个输出Y1，Y2，……，Ym信号其中，m≥i≥1；

步骤4：控制模块根据设定的LED照明装置与输出Yi信号(m≥i≥1)的对应模式，将输出Yi信号存储于控制模块寄存器，再将控制模块寄存器中保存的输出Yi信号依序生成串口控制信号，传送到对应的LED照明装置的RGB灯串口通讯模块，所述对应模式包括：a.LED照明装置i的RGB颜色值直接对应输出Yi信号；

b.LED照明装置的红、绿、蓝(RGB)LED灯各自对应任意的输出Yi，Yj，和Yk信号，其中，m≥i，j，k≥1；

c.设定每盏LED照明装置的RGB颜色值为Zj(j＝1……L)，L为LED照明装置的总个数，Zj根据所有输出Yi信号进行反向频域到时域的转换后进行叠加变换，使之动态的相应于输入声音的时域动态信号；

步骤5：RGB灯串口通讯模块根据输入的串口控制信号依次获得调节对应的LED照明装置的发光模块的RGB参数，存入RGB灯串口通讯模块寄存器，并将剩余的串口控制信号传输给串联的下一个RGB灯串口通讯模块；

步骤6：RGB灯串口通讯模块根据RGB灯串口通讯模块寄存器的RGB参数，调节红、绿、蓝(RGB)LED灯串接的变阻器的阻值，改变红、绿、蓝(RGB)LED灯的电流强度，使发光模块的RGB颜色值得到控制。

2.根据权利要求1所述的基于音乐变化的灯光调节方法，其特征在于：还包括蓝牙通讯模块，所述蓝牙通讯模块连接控制模块，用以获得由蓝牙通信方式传输的用户控制指令，进行对应模式的设定。

3.根据权利要求1所述的基于音乐变化的灯光调节方法，其特征在于：还包括控制模块寄存器，所述控制模块寄存器连接控制模块，用以保存所有LED照明装置的发光模块的当前RGB颜色值。

4.根据权利要求1所述的基于音乐变化的灯光调节方法，其特征在于：还包括RGB灯串口通讯模块寄存器，所述RGB灯串口通讯模块寄存器连接RGB灯串口通讯模块，用以保存LED照明装置的发光模块的当前RGB颜色值。

5.根据权利要求1所述的基于音乐变化的灯光调节方法，其特征在于：所述发光模块包括并联连接的红、绿、蓝(RGB)LED灯，所述红、绿、蓝(RGB)LED灯分别串接有变阻器。

6.根据权利要求1所述的基于音乐变化的灯光调节方法，其特征在于：所述音乐信号接收模块和信号转换模块之间还连接有滤波模块。

7.根据权利要求1所述的基于音乐变化的灯光调节方法，其特征在于：所述LED照明装置为多盏并联连接。

8.根据权利要求7所述的基于音乐变化的灯光调节方法，其特征在于：所述多盏LED照明装置内的RGB灯串口通讯模块依次串联，所形成的串联电路的输入端连接控制模块输出端。

说明书全文

一种基于音乐变化的灯光调节系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及LED照明技术领域，尤其涉及一种基于音乐变化的灯光调节系统及方法。

背景技术

[0002] LED灯由于具有节能、环保、可光控、固体化、长寿命等很多优点，已经被广泛应用于城市的公共照明、办公及室内照明、舞台表演等各个领域。在很多时候，LED灯的色温需要根据音乐节奏进行调节，营造出不同的环境氛围。例如在舞台表演的时候，可以营造随音乐变换的灯光效果；也可以在居家听音乐时，根据不一样的音乐风格，营造自己舒适的氛围。尽管在市场上，已经有一些可以调节色温的LED灯，但都为手动调节，很难达到这种效果。

发明内容

[0003] 为了解决上述问题，本发明提供了一种基于音乐变化的灯光调节系统及方法。

[0004] 本发明技术方案是：一种基于音乐变化的灯光调节系统，包括电源模块以及连接在电源模块输出端的LED照明装置，其特征在于：还包括音乐信号接收模块、信号转换模块以及控制模块，所述LED照明装置包括RGB灯串口通讯模块以及发光模块；所述信号转换模块输入端连接音乐信号接收模块，用以将音乐信号接收模块接收的声音信号由时域信号转换为频域信号；所述控制模块连接信号转换模块输出端，用以根据频域信号以及用户设定的对应模式生成RGB灯串口通讯模块所需的串口控制信号；所述RGB灯串口通讯模块连接控制模块，用以获取串口控制信号，根据串口控制信号调节发光模块RGB颜色值；所述发光模块连接RGB灯串口通讯模块。

[0005] 进一步的，还包括蓝牙通讯模块，所述蓝牙通讯模块连接控制模块，用以获得由蓝牙通信方式传输的用户控制指令，进行对应模式的设定。

[0006] 进一步的，还包括控制模块寄存器，所述控制模块寄存器连接控制模块，用以保存所有LED照明装置的发光模块的当前RGB颜色值。

[0007] 进一步的，还包括RGB灯串口通讯模块寄存器，所述RGB灯串口通讯模块寄存器连接RGB灯串口通讯模块，用以保存LED照明装置的发光模块的当前RGB颜色值。

[0008] 进一步的，所述发光模块包括并联连接的红、绿、蓝(RGB)LED灯，所述红、绿、蓝(RGB)LED灯分别串接有变阻器。

[0009] 进一步的，所述音乐信号接收模块和信号转换模块之间还连接有滤波模块。

[0010] 进一步的，所述LED照明装置为一盏或者多盏并联连接。

[0011] 进一步的，所述多盏LED照明装置内的RGB灯串口通讯模块依次串联，所形成的串联电路的输入端连接控制模块输出端。

[0012] 一种基于音乐变化的灯光调节方法，包括以下步骤：

[0013] 步骤1：通过信号转换模块将音乐信号接收模块输入的声音信号由时域信号转换为频域信号，并经过滤波模块的滤波处理；

[0014] 步骤2：信号转换处理后的声音信号通过控制模块处理，获得的声音信号的频率直方图，将声音信号的频率直方图分布经由组界分割为n份，每个组界代表相应频率范围内的信号能量强度X1，X2，……，Xn；

[0015] 步骤3：控制模块将各个频率范围内的信号能量强度按照可编程式的函数形式Yi＝func(X1，X2，……，Xn),,变换为m个输出Y1，Y2，……，Ym信号其中m≥i≥1；

[0016] 步骤4：控制模块根据设定的LED照明装置与输出Yi信号(m≥i≥1)的对应模式，将输出Yi信号存储于控制模块寄存器，再将控制模块寄存器中保存的输出Yi信号依序生成串口控制信号，传送到对应的LED照明装置的RGB灯串口通讯模块；

[0017] 步骤5：RGB灯串口通讯模块根据输入的串口控制信号依次获得调节对应的LED照明装置的发光模块的RGB参数，存入RGB灯串口通讯模块寄存器，并将剩余的串口控制信号传输给串联的下一个RGB灯串口通讯模块；

[0018] 步骤6：RGB灯串口通讯模块根据RGB灯串口通讯模块寄存器的值，调节红、绿、蓝(RGB)LED灯串接的变阻器的阻值，改变红、绿、蓝(RGB)LED灯的电流强度，使发光模块的RGB颜色值得到控制。

[0019] 进一步的，在步骤4中，所述对应模式包括：

[0020] a.LED照明装置i的RGB颜色值直接对应输出Yi信号；

[0021] b.LED照明装置的红、绿、蓝(RGB)LED灯各自对应任意的输出Yi，Yj，和Yk信号，其中，m≥i，j，k≥1；

[0022] c.设定每盏LED照明装置的RGB颜色值为Zj(j＝1……L)，L为LED照明装置的总个数，Zj根据所有输出Yi信号进行反向频域到时域的转换后进行叠加变换，使之动态的相应于输入声音的时域动态信号。

[0023] 本发明的有益效果是：通过信号转换模块将音乐信号接收模块接收的声音信号由时域信号转换为频域信号，通过控制模块根据蓝牙通信方式传输的用户控制指令，将频域信号制定串口通讯信号，通过RGB灯串口通讯模块根据串口通讯信号调节发光模块RGB颜色值，实现LED照明装置灯光的色温随音乐变化而变换。

附图说明

[0024] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0025] 图1是本发明整体框架结构示意图；

[0026] 图2是本发明LED照明装置电路连接示意图；

[0027] 图3是本发明工作原理示意图。

具体实施方式

[0028] 以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

[0029] 结合附图1，一种基于音乐变化的灯光调节系统，包括电源模块7以及连接在电源模块7输出端的12盏LED照明装置6，还包括音乐信号接收模块1、信号转换模块3以及控制模块4、蓝牙通讯模块5、控制模块寄存器41，

[0030] 所述LED照明装置6包括RGB灯串口通讯模块61、发光模块62以及和RGB灯串口通讯模块寄存器611；

[0031] 所述信号转换模块3输入端连接音乐信号接收模块1，用以将音乐信号接收模块1接收的声音信号由时域信号转换为频域信号；

[0032] 所述控制模块连接信号转换模块3输出端，用以根据频域信号以及用户设定的对应模式生成RGB灯串口通讯模块61所需的串口控制信号；所述RGB灯串口通讯模块61连接控制模块，用以获取串口控制信号，根据串口控制信号调节发光模块62的RGB的颜色值；

[0033] 所述发光模块62连接RGB灯串口通讯模块61；

[0034] 所述蓝牙通讯模块5连接控制模块，用以获得由蓝牙通信方式传输的用户控制指令，进行对应模式的设定

[0035] 所述控制模块寄存器41连接控制模块4，用以保存所有LED照明装置6的发光模块62的当前RGB颜色值。

[0036] 所述RGB灯串口通讯模块61寄存器611连接RGB灯串口通讯模块，用以保存LED照明装置6的发光模块62的当前RGB颜色值。

[0037] 结合附图2，所述发光模块62包括并联连接的红、绿、蓝(RGB)LED灯，达到24位16777216种颜色及明暗的变化，所述红、绿、蓝(RGB)LED灯分别串接有变阻器622。

[0038] 所述音乐信号接收模块1和信号转换模块3之间还连接有滤波模块2。

[0039] 所述12盏LED照明装置6为并联连接，LED照明装置6内的RGB灯串口通讯模块61依次串联，所形成的串联电路的输入端连接控制模块输出端。结合附图3，一种基于音乐变化的灯光调节方法，包括以下步骤：

[0040] 步骤1：通过信号转换模块3将音乐信号接收模块1输入的声音信号由时域信号转换为频域信号，并经过滤波模块2的滤波处理；

[0041] 步骤2：信号转换处理后的声音信号通过控制模块处理，获得的声音信号的频率直方图，将声音信号的频率直方图分布经由组界分割为n份，每个组界代表相应频率范围内的信号能量强度X1，X2，……，Xn；

[0042] 步骤3：控制模块4将各个频率范围内的信号能量强度按照可编程式的函数形式Yi＝func(X1，X2，……，Xn),,变换为m个输出Y1，Y2，……，Ym信号其中m≥i≥1；

[0043] 步骤4：控制模块4根据设定的LED照明装置6与输出Yi信号(m≥i≥1)的对应模式，将输出Yi信号存储于控制模块寄存器41，再将控制模块寄存器41中保存的输出Yi信号依序生成串口控制信号，传送到对应的LED照明装置6的RGB灯串口通讯模块61；

[0044] 步骤5：RGB灯串口通讯模块61根据输入的串口控制信号依次获得调节对应的LED照明装置6的发光模块62的RGB参数，存入RGB灯串口通讯模块寄存器611，并将剩余的串口控制信号传输给串联的下一个RGB灯串口通讯模块61；

[0045] 步骤6：RGB灯串口通讯模块61根据RGB灯串口通讯模块寄存器611的值，调节红、绿、蓝(RGB)LED灯串接的变阻器622的阻值，改变红、绿、蓝(RGB)LED灯的电流强度，使发光模块62的RGB颜色值得到控制。

[0046] 在步骤3中，控制模块4将各个频率范围内的信号能量强度按照可编程式的函数形式Y＝func(X1，X2，……，Xn)变换为m个输出Y1，Y2，……，Ym，其形式包括：

[0047] (1)直接的一对一对应，Yi＝Xi；

[0048] (2)由用户设定转换后一对一的对应函数，Yi＝func(Xj)，函数形式包括且不仅限于线性、正弦、指数、高斯分布等，而且输入的Xj(n≥j≥1)可以任意变换为输出的Yi(m≥i≥1)；

[0049] (3)由用户设定多对一的函数形式，Yi＝func(X1，X2，……，Xn)。

[0050] 在步骤4中，LED照明装置6与输出Yi的对应模式包括：

[0051] (1)LED照明装置6i直接对应输出Yi；

[0052] (2)LED照明装置6的红、绿、蓝(RGB)LED灯各自对应任意的输出Yi，Yj，Yk，其中，m≥i，j，k≥1；

[0053] (3)分别设定每盏LED照明装置6的RGB颜色值为Zj(L≥j≥1)，L为LED照明装置6的总个数。Zj代表了整个空间中静态的灯光的模式设置，静态的灯光的模式根据由输出Yi信号进行反向频域到时域的转换后进行叠加，形成对整体灯光模式的变换，使之达到动态的相应于输入声音的时域动态信号的效果。其中一种位于l位置的灯光Zj的动态变化函数由指定的参数周期T和相位Φj由以下形式来描述：

[0054]

[0055] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

标题	发布/更新时间	阅读量
LED灯光求救信号救生圈-专利编号CN104386225A	2020-05-11	696
灯光信号装置-专利编号CN1012699B	2020-05-11	694
LED灯光求救信号救生衣-专利编号CN104477347A	2020-05-11	728
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灯光信号装置-专利编号CN88100325A	2020-05-11	411
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音视频信号及灯光控制系统-专利编号CN105657901B	2020-05-12	1055
灯光信号程控仪-专利编号CN2241899Y	2020-05-12	587

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