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CN119356160B - 一种灯光主控的数据路径切换装置及方法 - Google Patents

一种灯光主控的数据路径切换装置及方法 Download PDF

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CN119356160B
CN119356160B CN202411367073.4A CN202411367073A CN119356160B CN 119356160 B CN119356160 B CN 119356160B CN 202411367073 A CN202411367073 A CN 202411367073A CN 119356160 B CN119356160 B CN 119356160B
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Abstract

本发明公开一种灯光主控的数据路径切换装置及方法，所述装置包括：主控模块、分控模块和主机；所述主控模块与所述分控模块通信相连，所述分控模块与所述主机相连；所述主控模块与所述主机通信相连；所述主控模块包括MCU子模块、FPGA子模块、第一以太网接口芯片和第二以太网接口芯片，所述MCU子模块根据来自其他子模块的数据进行解析，FPGA子模块根据解析结果选择所述主机、所述分控模块和所述主控模块之间的数据路径，并选择所述主控模块内部各个子模块的数据路径。采用本发明，利用了FPGA和MCU来实现灵活的数据路径切换功能，提高系统数据传输的可靠性和灵活性。

Description

一种灯光主控的数据路径切换装置及方法
技术领域
本发明涉及LED控制技术领域，尤其涉及一种灯光主控的数据路径切换装置。
背景技术
在LED灯光控制系统中，通常是由一台或多台PC作为主控设备，通过运行专门的灯光播放器软件来发送控制信号给分控设备，进而控制LED灯的亮度、颜色和其他效果。然而，在实际应用过程中，可能会出现以下几种情况导致系统无法正常工作：PC突然关机或重启；控制软件出现异常崩溃；网络连接不稳定或中断。假设在一个大型演唱会中，控制室的PC由于某种原因突然关机，而此时正是灯光表演的关键时刻。如果没有热备份功能，整个灯光系统可能会停止响应，导致演出中断。
发明内容
本发明实施例提供一种灯光主控的数据路径切换装置，当检测到PC关机、软件崩溃或网络异常时，主控设备会自动切换到脱机输出模式，主控设备不再依赖于PC发送的数据，而是从内置的存储介质中读取预先存储的灯光数据，并将其发送至分控设备进行灯光控制。
为实现上述目的，本申请实施例的第一方面提供了一种灯光主控的数据路径切换装置，包括：主控模块、分控模块和主机；所述主控模块与所述分控模块通信相连，所述分控模块与所述主机相连；所述主控模块与所述主机通信相连；
所述主控模块包括MCU子模块、FPGA子模块、第一以太网接口芯片和第二以太网接口芯片；所述MCU子模块与所述FPGA子模块通信相连，所述MCU子模块与所述第一以太网接口芯片通信相连，所述MCU子模块与所述第二以太网接口芯片通信相连；所述FPGA子模块与所述第一以太网接口芯片通信相连；所述FPGA子模块与所述第二以太网接口芯片通信相连；所述第一以太网接口芯片与所述主机通信相连；所述第二以太网接口芯片与所述主机通信相连；
所述MCU子模块根据来自其他子模块的数据进行解析，所述FPGA子模块根据解析结果选择所述主机、所述分控模块和所述主控模块之间的数据路径，并选择所述主控模块内部各个子模块的数据路径。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述主控模块还包括操作面板子模块；
所述操作面板子模块检测到操作按键被按下时，所述操作面板子模块向所述MCU子模块发送对应的操作指令；所述MCU子模块对所述操作指令进行解析，所述FPGA子模块根据解析结果切换第一以太网接口芯片或者第二以太网接口芯片。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述FPGA子模块包括寄存器单元：
所述MCU子模块根据所述FPGA子模块的路径选择结果，对所述寄存器子模块进行路径编码写入；
所述FPGA子模块根据所述路径编码切换所述主机、所述分控模块和所述主控模块之间的数据路径，并切换所述主控模块内部各个子模块的数据路径。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述路径编码为六位编码；
所述路径编码中的第一位编码置1时将所述主机的数据发往所述分控模块，置0时断开所述主机和所述分控模块之间连接；
所述路径编码中的第二位编码置1时将所述主机的数据发往所述主控模块，置0时断开所述主机和所述主控模块之间连接；
所述路径编码中的第三位编码置1时将所述分控模块的数据发往所述主机，置0时断开所述分控模块和所述主机之间连接；
所述路径编码中的第四位编码置1时将所述分控模块的数据发往所述主控模块，置0时断开所述分控模块和所述主控模块之间连接；
所述路径编码中的第五位编码置1时将所述主控模块的数据发往所述主机，置0时断开所述主控模块和所述主机之间连接；
所述路径编码中的第六位编码置1时将所述主控模块的数据发往所述分控模块，置0时断开所述主控模块和所述分控模块之间连接。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述FPGA子模块还包括：锁相环单元、SM I接口单元和选通器单元；
所述SM I接口单元与所述MCU子模块通信连接，所述SM I接口单元与所述寄存器单元通信连接；所述寄存器单元与所述选通器单元通信连接；所述选通器单元通过RMII接口与所述MCU子模块通信连接，所述选通器单元通过RMII接口与所述第一以太网接口芯片通信连接，所述选通器单元通过RMII接口与所述第二以太网接口芯片通信连接。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一以太网接口芯片接收所述主机的数据，所述FPGA子模块选通数据路径后，所述FPGA子模块将所述主机的数据向所述MCU子模块发送；
所述MCU子模块按帧持续接收所述主机的有效数据，直至在第一预设时间内所述MCU子模块没有收到所述主机的有效数据。
本申请实施例的第二方面提供了一种灯光主控的数据路径切换方法，应用于如上所述一种灯光主控的数据路径切换装置，当所述主控模块在第一预设时间内没有接收到所述主机的控灯数据或设置灯具数据，或者所述主控模块接收到退出灯具设置的操作指令，或者主控模块监听到FTP用户退出，或者主控模块在第二预设时间内无FTP数据交互时，所述灯光主控的数据路径切换装置进入主控控灯的工作状态，所述主控模块单向发送数据给所述分控模块并持续监听所述主机发出的数据，所述分控模块单向发送数据给所述主机。
本申请实施例的第三方面提供了一种灯光主控的数据路径切换方法，应用于如上所述一种灯光主控的数据路径切换装置，当所述主控模块在第一预设时间内接收到所述主机的控灯数据或设置灯具数据时，所述灯光主控的数据路径切换装置进入PC控灯及设置灯具的工作状态，所述主机与所述分控模块进行全双工通讯，同时所述主控模块持续监听所述主机的数据。
本申请实施例的第四方面提供了一种灯光主控的数据路径切换方法，应用于如上所述一种灯光主控的数据路径切换装置，当所述主机向所述主控模块发出ARP请求，或者所述主机接收到所述主控模块反馈后发起FTP连接与传输时，所述灯光主控的数据路径切换装置进入PC配置主控的工作状态，所述主机与所述主控模块进行全双工通讯，同时所述主控模块持续监听所述主机的数据。
本申请实施例的第五方面提供了一种灯光主控的数据路径切换方法，应用于如上所述一种灯光主控的数据路径切换装置，当所述主机在第一预设时间内无灯光数据发出且所述操作面板子模块检测到用户的灯具设置指令时，所述灯光主控的数据路径切换装置进入主控设置灯具的工作状态，所述主控模块与所述分控模块进行全双工通讯，直到灯具设置操作完成或取消。
相比于现有技术，本发明实施例提供的一种灯光主控的数据路径切换装置及方法，通过引入FPGA和MCU的组合，实现了灵活的数据路径切换功能，确保了在不同场景下的数据传输可靠性和系统稳定性。通过上述机制，即使在主机故障或网络异常的情况下，主控模块也能自动切换到脱机模式，继续播放存储在SD卡中的预设灯光效果，从而保证了灯光控制系统的连续性和可靠性。此外，操作面板提供了额外的手动控制选项，增强了系统的灵活性和用户体验。
附图说明
图1是本发明一实施例提供一种灯光主控的数据路径切换装置的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供一种FPGA子模块的结构示意图；
图3是本发明一实施例提供一种数据路径切换装置进入主控控灯的工作状态示意图；
图4是本发明一实施例提供一种数据路径切换装置进入PC控灯及设置灯具的工作状态的结构示意图；
图5是本发明一实施例提供一种数据路径切换装置进入PC配置主控的工作状态示意图；
图6是本发明一实施例提供一种数据路径切换装置进入主控设置灯具的工作状态示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了解决上述问题，请参见图1，本发明一实施例提供一种灯光主控的数据路径切换装置，包括：主控模块1、分控模块2和主机3；所述主控模块1与所述分控模块2通信相连，所述分控模块2与所述主机3相连；所述主控模块1与所述主机3通信相连。
所述主控模块1包括MCU子模块10、FPGA子模块11、第一以太网接口芯片12和第二以太网接口芯片13；所述MCU子模块10与所述FPGA子模块11通信相连，所述MCU子模块10与所述第一以太网接口芯片通信12相连，所述MCU子模块10与所述第二以太网接口芯片13通信相连；所述FPGA子模块11与所述第一以太网接口芯片12通信相连；所述FPGA子模块11与所述第二以太网接口芯片13通信相连；所述第一以太网接口芯片12与所述主机3通信相连；所述第二以太网接口芯片13与所述主机3通信相连。
所述MCU子模块10根据来自其他子模块的数据进行解析，所述FPGA子模块11根据解析结果选择所述主机3、所述分控模块2和所述主控模块1之间的数据路径，并选择所述主控模块1内部各个子模块的数据路径。
MCU子模块10负责解析来自其他子模块的数据，包括识别数据类型、源地址和目标地址等信息。根据解析结果，MCU子模块10可以生成控制信号，指示FPGA子模块11如何选择数据路径。FPGA子模块11根据MCU子模块10的控制信号选择数据路径。FPGA子模块通过内部逻辑控制数据的实际流向，确保数据能够正确地从源头传递到目的地。第一以太网接口芯片12和第二以太网接口芯片13负责与主机3之间的数据传输。通过提供两个以太网接口，系统可以实现冗余连接，提高数据传输的可靠性，并为未来可能的扩展留出空间。
假设在一个大型演出场合中，主控模块1需要从PC主机3接收实时的灯光控制数据，并将这些数据转发给多个分控模块2。如果PC主机3突然关机或网络连接中断，MCU子模块10会检测到数据中断，并通知FPGA子模块11切换到脱机模式，从SD卡中读取预存的灯光数据，并继续发送给分控模块，从而保证灯光效果不会中断。通过这种设计，系统不仅能够处理正常情况下的数据传输，还能在异常情况下自动切换到备份模式，确保LED灯光控制系统的稳定性和可靠性。
需要说明的是，这里的分控模块2与主控模块1通信，接收控灯数据并控制LED灯。主机3可以是如PC或其他控制终端，运行灯光播放器软件，发送控灯数据到主控模块1。MCU子模块10与FPGA子模块11可以直接采用rmii进行数据传输，采用smi接口进行路径切换设置；FPGA子模块11与第一以太网接口芯片12和第二以太网接口芯片13之间均采用rmii接口进行数据传输；主控模块1分别通过两个以太网口与主机3(或交换机)、分控模块2连接。
相比于现有技术，本发明实施例提供的一种灯光主控的数据路径切换装置，通过引入FPGA和MCU的组合，实现了灵活的数据路径切换功能，确保了在不同场景下的数据传输可靠性和系统稳定性。通过上述机制，即使在主机故障或网络异常的情况下，主控模块也能自动切换到脱机模式，继续播放存储在SD卡中的预设灯光效果，从而保证了灯光控制系统的连续性和可靠性。此外，操作面板提供了额外的手动控制选项，增强了系统的灵活性和用户体验。
示例性地，所述主控模块1还包括操作面板子模块。
所述操作面板子模块检测到操作按键被按下时，所述操作面板子模块向所述MCU子模块10发送对应的操作指令；所述MCU子模块10对所述操作指令进行解析，所述FPGA子模块11根据解析结果切换第一以太网接口芯片12或者第二以太网接口芯片13。
操作面板子模块是主控模块1的一个重要组成部分，它提供了一个用户界面，允许用户通过物理按键或其他输入设备(如触摸屏)来手动触发系统中的特定操作。这增加了系统的灵活性和易用性，尤其是在需要快速响应或手动干预的情况下。操作面板子模块与MCU子模块10相连，负责检测用户操作按键的状态。
当用户按下某个操作按键时，操作面板子模块会生成一个对应的操作指令，并将其发送给MCU子模块10。
示例性地，参见图2，所述FPGA子模块11包括寄存器单元：
所述MCU子模块根据所述FPGA子模块11的路径选择结果，对所述寄存器子模块进行路径编码写入；
所述FPGA子模块11根据所述路径编码切换所述主机3、所述分控模块2和所述主控模块1之间的数据路径，并切换所述主控模块1内部各个子模块的数据路径。
寄存器子模块用于存储路径编码，这些编码决定了数据在系统内部的流向。MCU子模块10根据FPGA子模块11的路径选择结果，将这些路径编码写入寄存器子模块，从而控制数据的实际流向。
FPGA子模块11根据路径编码的实际值来控制内部的数据流向。例如，如果第一位编码为1，则FPGA子模块11将确保主机3的数据能够发送到分控模块2。如果第一位编码为0，则FPGA子模块11将断开主机3和分控模块2之间的连接。
假设在一个演出场地中，主控模块1正常接收来自PC主机3的数据，并将其转发给分控模块2。突然，主机3出现故障或网络连接中断。MCU子模块10检测到来自主机3的数据中断。
此时，MCU子模块10可以根据检测结果生成新的路径编码，将第一位编码置为0，以断开主机3和分控模块2之间的连接。MCU子模块10将新的路径编码写入寄存器子模块。
FPGA子模块11从寄存器子模块中读取新的路径编码。FPGA子模块11解析路径编码，并根据新的编码值切换数据路径，断开主机3和分控模块2之间的连接。FPGA子模块11根据新的路径编码控制内部数据流向，不再接收来自主机3的数据，并从SD卡中读取预存的灯光数据发送到分控模块2。通过这种方式，系统能够在检测到异常情况时自动切换数据路径，确保LED灯光控制系统的稳定性和可靠性，即使在主机故障或网络中断的情况下也能继续正常工作。
示例性地，所述路径编码为六位编码；
所述路径编码中的第一位编码置1时将所述主机的数据发往所述分控模块，置0时断开所述主机和所述分控模块之间连接；
所述路径编码中的第二位编码置1时将所述主机的数据发往所述主控模块，置0时断开所述主机和所述主控模块之间连接；
所述路径编码中的第三位编码置1时将所述分控模块的数据发往所述主机，置0时断开所述分控模块和所述主机之间连接；
所述路径编码中的第四位编码置1时将所述分控模块的数据发往所述主控模块，置0时断开所述分控模块和所述主控模块之间连接；
所述路径编码中的第五位编码置1时将所述主控模块的数据发往所述主机，置0时断开所述主控模块和所述主机之间连接；
所述路径编码中的第六位编码置1时将所述主控模块的数据发往所述分控模块，置0时断开所述主控模块和所述分控模块之间连接。
当灯光主控的数据路径切换装置处于主控控灯的工作状态时，路径编码值可以设为011001；
当灯光主控的数据路径切换装置处于PC控灯及设置灯具的工作状态时，路径编码值可以设为111000；
当灯光主控的数据路径切换装置处于PC配置主控的工作状态时，路径编码值可以设为010010；
当灯光主控的数据路径切换装置处于主控设置灯具的工作状态时，路径编码值可以设为000101。
相比于现有技术，本发明实施例提供的一种灯光主控的数据路径切换装置及方法，通过引入FPGA和MCU的组合，实现了灵活的数据路径切换功能，确保了在不同场景下的数据传输可靠性和系统稳定性。通过上述机制，即使在主机故障或网络异常的情况下，主控模块也能自动切换到脱机模式，继续播放存储在SD卡中的预设灯光效果，从而保证了灯光控制系统的连续性和可靠性。此外，操作面板提供了额外的手动控制选项，增强了系统的灵活性和用户体验。
示例性地，参见图2，所述FPGA子模块11还包括锁相环单元、SMI接口单元和选通器单元。
所述SMI接口单元与所述MCU子模块通信连接，所述SMI接口单元与所述寄存器单元通信连接；所述寄存器单元与所述选通器单元通信连接；所述选通器单元通过RMII接口与所述MCU子模块通信连接，所述选通器单元通过RMII接口与所述第一以太网接口芯片12通信连接，所述选通器单元通过RMII接口与所述第二以太网接口芯片13通信连接。
示例性地，所述第一以太网接口芯片12接收所述主机3的数据，所述FPGA子模块11选通数据路径后，所述FPGA子模块11将所述主机3的数据向所述MCU子模块10发送；
所述MCU子模块10按帧持续接收所述主机3的有效数据，直至在第一预设时间内所述MCU子模块10没有收到所述主机3的有效数据。
上述过程属于主控模块1监听主机3的数据过程：第一以太网接口芯片12接收主机3的PC数据，经内部RMII接口传递至FPGA子模块11，FPGA子模块11内部选通路径将数据通过内部RMII接口转发至MCU子模块10；MCU子模块10内部开启计时，每当收到一帧有效数据则重新计时，超过2秒无有效数据则认为PC已停止输出信号。
通过这种方式，系统能够在检测到主机数据中断时自动切换数据路径，确保LED灯光控制系统的稳定性和可靠性，即使在主机故障或网络中断的情况下也能继续正常工作。
参见图3，本申请一实施例提供一种灯光主控的数据路径切换方法，应用于如上所述一种灯光主控的数据路径切换装置，当所述主控模块1在第一预设时间内没有接收到所述主机3(PC)的控灯数据或设置灯具数据，或者所述主控模块1接收到退出灯具设置的操作指令，或者主控模块1监听到FTP用户退出，或者主控模块1在第二预设时间内无FTP数据交互时，所述灯光主控的数据路径切换装置进入主控控灯的工作状态，所述主控模块1单向发送数据给所述分控模块2并持续监听所述主机3发出的数据，所述分控模块2单向发送数据给所述主机3。
主控模块在第一预设时间内没有接收到主机的控灯数据或设置灯具数据：当主控模块在设定的时间内(例如2秒钟)没有接收到主机发送的控灯数据或设置灯具数据时，系统将判定主机可能已停止工作或网络连接已中断。
主控模块接收到退出灯具设置的操作指令：如果用户通过操作面板或其他方式发送了退出灯具设置的操作指令，系统将退出当前的灯具设置模式。
主控模块监听到FTP用户退出：如果主控模块监听到FTP用户退出，这表示主机已经完成了FTP会话并退出。
主控模块在第二预设时间内无FTP数据交互：当主控模块在设定的时间内(例如1分钟)没有FTP数据交互时，系统将判定FTP会话已经结束或主机已停止发送FTP数据。
当满足上述任一触发条件时，系统将进入主控控灯的工作状态。MCU子模块10将生成新的路径编码。新的路径编码将指示系统进入主控控灯的工作状态。
假设在一个演出场地中，主控模块1正常接收来自主机3的数据，并将其转发给分控模块2。突然，主机3出现故障或网络连接中断。MCU子模块10在第一预设时间内没有接收到主机的有效数据。MCU子模块10生成新的路径编码，并通过寄存器子模块写入新的路径编码。FPGA子模块11根据新的路径编码切换数据路径，进入主控控灯的工作状态。主控模块1单向发送数据给分控模块2，并持续监听主机3发出的数据。分控模块2单向发送数据给主机3。
通过这种方式，系统能够在检测到主机数据中断时自动切换数据路径，确保LED灯光控制系统的稳定性和可靠性，即使在主机故障或网络中断的情况下也能继续正常工作。当主机恢复正常后，系统会自动切换回原来的模式，恢复正常的双向通信功能。
参见图4，本申请一实施例提供一种灯光主控的数据路径切换方法，应用于如上所述一种灯光主控的数据路径切换装置，当所述主控模块1在第一预设时间内接收到所述主机的控灯数据或设置灯具数据时，所述灯光主控的数据路径切换装置进入PC控灯及设置灯具的工作状态，所述主机3与所述分控模块2进行全双工通讯，同时所述主控模块1持续监听所述主机3的数据。
第一以太网接口芯片12接收来自主机3的数据包。数据包通过物理层传输到FPGA子模块11。FPGA子模块11选通数据路径，并将数据发送给MCU子模块10。MCU子模块10解析数据，确认数据的有效性。
MCU子模块10在第一预设时间内接收到有效数据后，生成新的路径编码。MCU子模块10将新的路径编码写入寄存器子模块。
FPGA子模块11根据新的路径编码切换数据路径，确保主机3与分控模块2之间进行全双工通讯。
通过这种方式，系统能够在接收到主机数据时自动切换数据路径，确保LED灯光控制系统的稳定性和可靠性，实现全双工通讯功能。当主机恢复正常工作时，系统能够继续保持稳定的双向数据传输，确保灯光控制的准确性和实时性。
参见图5，本申请一实施例提供一种灯光主控的数据路径切换方法，应用于如上所述一种灯光主控的数据路径切换装置，当所述主机3向所述主控模块1发出ARP请求，或者所述主机3接收到所述主控模块1反馈后发起FTP连接与传输时，所述灯光主控的数据路径切换装置进入PC配置主控的工作状态，所述主机3与所述主控模块1进行全双工通讯，同时所述主控模块1持续监听所述主机3的数据。
假设在一个演出场地中，主控模块1正常接收来自主机3的数据，并将其转发给分控模块2。此时，主机3发出了ARP请求或FTP连接请求。
ARP请求检测：第一以太网接口芯片12接收到主机3发出的ARP请求。FPGA子模块11选通数据路径，并将ARP请求发送给MCU子模块10。MCU子模块10处理ARP请求，并生成新的路径编码。
FTP连接与传输检测：第一以太网接口芯片12接收到主机3发出的FTP连接请求。FPGA子模块11选通数据路径，并将FTP连接请求发送给MCU子模块10。MCU子模块10处理FTP连接请求，并生成新的路径编码。
MCU子模块10在检测到上述任一触发条件后，生成新的路径编码。MCU子模块10将新的路径编码写入寄存器子模块。FPGA子模块11根据新的路径编码切换数据路径，进入PC配置主控的工作状态。所述主机3与所述主控模块1进行全双工通讯，同时所述主控模块1持续监听所述主机3的数据。
通过这种方式，系统能够在检测到主机3发出ARP请求或FTP连接请求时自动切换数据路径，确保LED灯光控制系统的稳定性和可靠性，实现单向数据传输功能。当主机需要配置主控模块时，系统能够及时切换到PC配置主控的工作状态，确保配置工作的顺利进行。
参见图6，本申请一实施例提供一种灯光主控的数据路径切换方法，应用于如上所述一种灯光主控的数据路径切换装置，当所述主机3在第一预设时间内无灯光数据发出且所述操作面板子模块检测到用户的灯具设置指令时，所述灯光主控的数据路径切换装置进入主控设置灯具的工作状态，所述主控模块1与所述分控模块2进行全双工通讯，直到灯具设置操作完成或取消。
假设在一个演出场地中，主控模块1正常接收来自主机3的数据，并将其转发给分控模块2。此时，主机3在一段时间内没有发送任何灯光数据，而用户通过操作面板输入了灯具设置指令。
第一以太网接口芯片12接收来自主机3的数据。FPGA子模块11选通数据路径，并将数据发送给MCU子模块10。MCU子模块10解析数据，确认数据的有效性。操作面板子模块检测到用户通过操作面板输入灯具设置指令。用户指令通过操作面板子模块发送给MCU子模块10。MCU子模块10在第一预设时间内未接收到有效数据，并且检测到用户输入的灯具设置指令后，生成新的路径编码。MCU子模块10将新的路径编码写入寄存器子模块。
FPGA子模块11根据新的路径编码切换数据路径，进入主控设置灯具的工作状态。主控模块1与分控模块2之间进行全双工通讯。
主控模块1与分控模块2之间进行全双工通讯，直到灯具设置操作完成或取消，确保数据传输的连续性和可靠性。
通过这种方式，系统能够在检测到主机在预设时间内无灯光数据发出，并且用户通过操作面板输入灯具设置指令时，自动切换数据路径，确保LED灯光控制系统的稳定性和可靠性，实现全双工通讯功能。当灯具设置操作完成后，系统可以自动或手动切换回原来的工作模式，恢复正常的双向数据传输。
相比于现有技术，本发明实施例提供的一种灯光主控的数据路径切方法，通过引入FPGA和MCU的组合，实现了灵活的数据路径切换功能，确保了在不同场景下的数据传输可靠性和系统稳定性。通过上述机制，即使在主机故障或网络异常的情况下，主控模块也能自动切换到脱机模式，继续播放存储在SD卡中的预设灯光效果，从而保证了灯光控制系统的连续性和可靠性。此外，操作面板提供了额外的手动控制选项，增强了系统的灵活性和用户体验。
本申请一实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上所述的一种灯光主控的数据路径切换方法。
所述计算机设备可以是智能手机、平板电脑、桌上型计算机和云端服务器等计算设备。该计算机设备可包括但不仅限于处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，图仅仅是计算机设备的举例，并不构成对计算机设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如还可以包括输入输出设备、网络接入设备等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器在一些实施例中可以是所述计算机设备的内部存储单元，例如计算机设备的硬盘或内存。所述存储器在另一些实施例中也可以是所述计算机设备的外部存储设备，例如所述计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器还可以既包括所述计算机设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器用于存储操作系统、应用程序、引导装载程序(BootLoader)、数据以及其他程序等，例如所述计算机程序的程序代码等。所述存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机设备上运行时，使得计算机设备执行时实现上述各个方法实施例中的步骤。
在本申请所提供的几个实施例中，可以理解的是，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意的是，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种灯光主控的数据路径切换装置，其特征在于，包括：主控模块、分控模块和主机；所述主控模块与所述分控模块通信相连，所述分控模块与所述主机相连；所述主控模块与所述主机通信相连；
所述主控模块包括MCU子模块、FPGA子模块、第一以太网接口芯片和第二以太网接口芯片；所述MCU子模块与所述FPGA子模块通信相连，所述MCU子模块与所述第一以太网接口芯片通信相连，所述MCU子模块与所述第二以太网接口芯片通信相连；所述FPGA子模块与所述第一以太网接口芯片通信相连；所述FPGA子模块与所述第二以太网接口芯片通信相连；所述第一以太网接口芯片与所述主机通信相连；所述第二以太网接口芯片与所述主机通信相连；
所述FPGA子模块包括寄存器单元；所述MCU子模块根据所述FPGA子模块的路径选择结果，对所述寄存器单元进行路径编码写入；所述FPGA子模块根据所述路径编码切换所述主机、所述分控模块和所述主控模块之间的数据路径，并切换所述主控模块内部各个子模块的数据路径；
所述MCU子模块根据来自其他子模块的数据进行解析，所述FPGA子模块根据解析结果选择所述主机、所述分控模块和所述主控模块之间的数据路径，并选择所述主控模块内部各个子模块的数据路径。
2.如权利要求1所述一种灯光主控的数据路径切换装置，其特征在于，所述主控模块还包括操作面板子模块；
所述操作面板子模块检测到操作按键被按下时，所述操作面板子模块向所述MCU子模块发送对应的操作指令；所述MCU子模块对所述操作指令进行解析，所述FPGA子模块根据解析结果切换第一以太网接口芯片或者第二以太网接口芯片。
3.如权利要求1所述一种灯光主控的数据路径切换装置，其特征在于，所述路径编码为六位编码；
所述路径编码中的第一位编码置1时将所述主机的数据发往所述分控模块，置0时断开所述主机和所述分控模块之间连接；
所述路径编码中的第二位编码置1时将所述主机的数据发往所述主控模块，置0时断开所述主机和所述主控模块之间连接；
所述路径编码中的第三位编码置1时将所述分控模块的数据发往所述主机，置0时断开所述分控模块和所述主机之间连接；
所述路径编码中的第四位编码置1时将所述分控模块的数据发往所述主控模块，置0时断开所述分控模块和所述主控模块之间连接；
所述路径编码中的第五位编码置1时将所述主控模块的数据发往所述主机，置0时断开所述主控模块和所述主机之间连接；
所述路径编码中的第六位编码置1时将所述主控模块的数据发往所述分控模块，置0时断开所述主控模块和所述分控模块之间连接。
4.如权利要求1所述一种灯光主控的数据路径切换装置，其特征在于，所述FPGA子模块还包括：锁相环单元、SMI接口单元和选通器单元；
所述SMI接口单元与所述MCU子模块通信连接，所述SMI接口单元与所述寄存器单元通信连接；所述寄存器单元与所述选通器单元通信连接；所述选通器单元通过RMII接口与所述MCU子模块通信连接，所述选通器单元通过RMII接口与所述第一以太网接口芯片通信连接，所述选通器单元通过RMII接口与所述第二以太网接口芯片通信连接。
5.如权利要求1所述一种灯光主控的数据路径切换装置，其特征在于，所述第一以太网接口芯片接收所述主机的数据，所述FPGA子模块选通数据路径后，所述FPGA子模块将所述主机的数据向所述MCU子模块发送；
所述MCU子模块按帧持续接收所述主机的有效数据，直至在第一预设时间内所述MCU子模块没有收到所述主机的有效数据。
6.一种灯光主控的数据路径切换方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5任一项所述一种灯光主控的数据路径切换装置，当所述主控模块在第一预设时间内没有接收到所述主机的控灯数据或设置灯具数据，或者所述主控模块接收到退出灯具设置的操作指令，或者主控模块监听到FTP用户退出，或者主控模块在第二预设时间内无FTP数据交互时，所述灯光主控的数据路径切换装置进入主控控灯的工作状态，所述主控模块单向发送数据给所述分控模块并持续监听所述主机发出的数据，所述分控模块单向发送数据给所述主机。
7.一种灯光主控的数据路径切换方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5任一项所述一种灯光主控的数据路径切换装置，当所述主控模块在第一预设时间内接收到所述主机的控灯数据或设置灯具数据时，所述灯光主控的数据路径切换装置进入PC控灯及设置灯具的工作状态，所述主机与所述分控模块进行全双工通讯，同时所述主控模块持续监听所述主机的数据。
8.一种灯光主控的数据路径切换方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5任一项所述一种灯光主控的数据路径切换装置，当所述主机向所述主控模块发出ARP请求，或者所述主机接收到所述主控模块反馈后发起FTP连接与传输时，所述灯光主控的数据路径切换装置进入PC配置主控的工作状态，所述主机与所述主控模块进行全双工通讯，同时所述主控模块持续监听所述主机的数据。
9.一种灯光主控的数据路径切换方法，其特征在于，应用于如权利要求2所述一种灯光主控的数据路径切换装置，当所述主机在第一预设时间内无灯光数据发出且所述操作面板子模块检测到用户的灯具设置指令时，所述灯光主控的数据路径切换装置进入主控设置灯具的工作状态，所述主控模块与所述分控模块进行全双工通讯，直到灯具设置操作完成或取消。
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