基于Zigbee的排练厅舞台灯光定位及跟随装置

本技术涉及一种定位及其跟随装置，尤其是涉及一种基于zigbee的排练厅舞台灯光定位及跟随装置。

背景技术：

1、排练厅是学生练习舞蹈演出的重要场所，舞台灯光作为演出艺术的重要组成部分之一，可同演出人员在时间和空间上形成有力的配合，一场优秀的舞台表演离不开前期的灯光引导以及后期的灯光追随。目前国内外存在的大量舞台灯光系统是由非智能化led聚光灯构成，较为先进的则是由多个固定摆幅周期的摇头灯构成，在音乐节奏性较强的舞台节目中可起到烘托氛围的效果。

2、zigbee作为兴起的一种无线传感器网络技术，主要运用于短距离通讯，它有着单独的无线电标准，并且应对时代的发展，低功耗，低成本，传感器的体积也较小，通过传感器相互协助组成的无线网络来实现对盲点的定位。zigbee技术越来越被众多企业看好，也是由于其自身强大的技术优势所决定的。(1)低功耗：在平常非工作状态时，节点处于休眠状态，只需极少电能维持控制芯片的运作，但当发生突发情况时，可以第一时间被唤起，转入工作状态。zigbee信号的收发时间短，数据传输量较小，耗费的功率低。一般一节5号电池可以使用高达1年左右的时间；(2)低成本：zigbee协议效率高，用在低速率环境下，普通节点只占用8位的cpu，4kb的rom即可完成基本功能，而且其工作频段是免执照的，使用协议也不需要付专利费；(3)高可靠性:zigbee网络结构系统同时采用dsss和oqpsk技术，物理层兼容ieee802.11.5短程无线通信协议，可靠性高；为了解决数据冲突问题，采用了csma-ca技术，并采用16位crc来保证数据的准确性；采用应答方式进行数据传输，确保数据能正确到达目的地址；(4)安全性高：zigbee拥有三级安全措施防护，安全性能更高。最高级采用高级加密标准(aes)对称密钥来保障数据传输。且还具有短延时、网络容量大等特点。

3、无线传感器网络定位技术已经受到了非常多的关注，之所以会受到这么多关注，主要就是因为无线传感器网络定位技术作为一种新型技术，给我国的无线定位技术的发展提供了非常大的推动力，同时，zigbee无线传感器也能够将无线通信和传感器结合在一起，能够使搜集到的信息更加准确，也能够更好地处理数据信息，同时，也正因为无线传感网络定位技术得到了非常大的关注，也有更多技术力量参与到无线传感器网络定位技术的研究中，使得我国的无线传感器网络定位技术中所存在的问题已经得到了适当的环节。

4、由于舞台演出人员在位置变化的舞蹈类节目中，聚光灯的位置需要专业灯光师的手动调节，存在着费时费力以及人为操作偏差等演出风险。而且现有的灯光技术无法实现演出人员的出场定位引导，在智能化、自动化方面存在的严重的不足。因此需要一种通过zigbee无线传感器节点技术实现排练厅舞台灯光定位及跟随装置以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于zigbee的排练厅舞台灯光定位及跟随装置，其技术方案如下：

2、基于zigbee的排练厅舞台灯光定位及跟随装置，包括led光束灯(1)、zigbee固定节点(2)、树莓派(3)、身份卡(4)、舞台(5)、舵机控制系统(6)，其特征在于：所述led光束灯(1)与舵机控制系统(6)电连接；所述led光束灯(1)下方设置zigbee固定节点(2)，多个所述zigbee固定节点通过总线与树莓派(3)相连接；身份卡(4)与zigbee固定节点无线连接，并通过led光束灯(1)在舞台(5)发出的灯光指引实现位置跟随定位。

3、优选为：所述zigbee固定节点(2)为zigbeecc2430模块。

4、优选为：所述树莓派(3)为树莓派二代b型。

5、优选为：所述舵机控制系统(6)由11个舵机控制器构成，每个舵机控制器与其对应的led光束灯(1)相连接。

6、优选为：所述每个舵机控制器由两个d0474ht舵机单元构成。

7、有益效果

8、将公知的zigbee无线传感器节点技术结合公知的定位方法应用于排练厅舞台灯光定位及跟随解决了现有的灯光技术无法实现演出人员的出场定位问题。

技术特征：

1.基于zigbee的排练厅舞台灯光定位及跟随装置，包括led光束灯(1)、zigbee固定节点(2)、树莓派(3)、身份卡(4)、舞台(5)、舵机控制系统(6)，其特征在于：所述led光束灯(1)与舵机控制系统(6)电连接；所述led光束灯(1)下方设置zigbee固定节点(2)，多个所述zigbee固定节点通过总线与树莓派(3)相连接；身份卡(4)与zigbee固定节点无线连接，并通过led光束灯(1)在舞台(5)发出的灯光指引实现位置跟随定位。

2.根据权利要求1所述的基于zigbee的排练厅舞台灯光定位及跟随装置，其特征在于：所述zigbee固定节点(2)为zigbee cc2430模块。

3.根据权利要求1所述的基于zigbee的排练厅舞台灯光定位及跟随装置，其特征在于，所述树莓派(3)为树莓派二代b型。

4.根据权利要求1所述的基于zigbee的排练厅舞台灯光定位及跟随装置，其特征在于，所述舵机控制系统(6)由11个舵机控制器构成，每个舵机控制器与其对应的led光束灯(1)相连接。

5.根据权利要求4所述的基于zigbee的排练厅舞台灯光定位及跟随装置，其特征在于，所述每个舵机控制器由两个d0474ht舵机单元构成。

技术总结基于Zigbee的排练厅舞台灯光定位及跟随装置，包括LED光束灯、Zigbee固定节点、树莓派、身份卡、舞台、舵机控制系统；LED光束灯与舵机控制系统电连接；LED光束灯下方设置Zigbee固定节点，多个所述Zigbee固定节点通过总线与树莓派相连接；身份卡与Zigbee固定节点无线连接，并通过LED光束灯在舞台发出的灯光指引实现位置跟随定位。本技术有效解决了现有的灯光技术无法准确实现演出人员的出场定位引导的问题；解决了现有摇头灯需要专业灯光师进行灯光位置调节所带来的人力成本及风险问题。技术研发人员：阎峰,韩连福,丁卫萍受保护的技术使用者：常熟理工学院技术研发日：20231108技术公布日：2024/7/23