下一代演艺灯光设备自动组网及关键技术进展上(6) -设备管理与维修杂志社投稿

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下一代演艺灯光设备自动组网及关键技术进展上(6)

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基于以上设计理念和设计原则，我国下一代网络化演艺灯光控制系统协议体系架构应该由设备发现机制、设备识别机制、设备描述机制、设备管理机制和数据会话传输机制组成。其协议流程如图2所示。

4 设备发现机制

4.1 背景

随着剧院、演艺厅等演艺场所规模的扩大，演出节目对灯光、背景、效果设备的要求也越来越高，一台晚会、一场演出需要上百台甚至上千台不同功能的灯。要正常使用这些设备，灯光师必须对所有灯具的品牌、型号、功能了如指掌，同时，可将这些灯具进行有效的分类，以方便具体操作。具体来说，就是给每个灯光设备一个设备地址，将控制信息发送给某一地址，就相当于将控制命令分配给该地址所对应的灯光设备。也就是说，要对每个系统内的灯具进行逐个系统地址的编写。实际上，要求灯光师掌握成千上万的灯具设备的品牌、型号、功能和控制方式，并对他们逐个编址，显然是不可想象的。为了节省灯光师等工作人员花费在输入基本数据以及手动配置参数上的精力和时间，实现设备的自我发现是很有必要的。

4.2 设备发现机制在系统中的作用

建立灵活有效的演艺灯光控制系统设备发现机制，可以使用户设备在联网过程中尽可能做到即插即用（UPnP），以便灵活获取设备属性，进而实现对设备的监视和控制，为不同厂商的设备兼容、通讯和互操作奠定基础，为灯具产品的标准化和搭建合理的系统架构做出一定的贡献。

4.3 网络灯光设备发现机制

服务发现是指这样一种自发的过程：网络实体（不仅仅是目录服务）能自动发现网络上的其他实体，而且能向其他实体通告自身。其主要目的是增加网络系统的易用性和兼容性。

图2 下一代网络化演艺灯光控制系统协议实现流程图

我国下一代网络化演艺灯光控制协议体系中的设备发现机制采用设备定位协议（SLP），它定义了三种代理实体，包括服务代理（SA）、用户代理（UA）和目录代理（DA）。SA是运行在服务器上提供服务的实体，代表服务通告自己的服务定位信息、类型及属性（Attribute），如设备；UA是运行在用户计算机上用于发现服务的部件，为用户通过查询目录代理中缓存的服务定位信息找到它所要的服务属性及其在网络中的位置，如控制器；DA是收集、缓存服务信息的可选服务器。

服务定位协议定义了3种运行模式：

（1）直接定位模式。相对简单的网络中没有DA，UA可直接向SA广播服务请求消息。客户端请求UA为它找到一个服务；UA组播一条包含所需服务描述的服务请求（Service Request）消息；SA接收到该组播消息后，如果它所在的接收节点上有与该请求匹配的服务，就单播包含该服务定位信息的服务应答（Service Reply）数据；用户代理收集所有的应答，并向客户应用程序返回一张服务特性和位置信息列表，应用程序从中选出有用信息，就可以利用该服务了。

（2）间接定位模式。一般在较大规模网络中采用。在较大规模的网络中，客户端与服务器间频繁的组播信息可能会耗费大量的网络带宽，引入DA可以有效地限制实现服务定位所需的网络流量。系统运行启动初期，UA和SA以主动或被动发现方式确定网络上是否存在DA，主动发现方式中，UA和SA在启动时向网络组播SLP请求，被动发现方式中，DA以组播方式通告服务，如果有任何UA或SA没有收到这个初始的通告，DA就周期性地继续通告服务。在特定条件下，系统也允许通过动态主机分配协议（DHCP）或手工配置方式发现DA。

（3）Scope运行模式。当网络规模大到一定程度时，DA也会不堪重负，导致网络阻塞，影响到服务定位性能，为解决这种问题，在服务定位协议中引入了“Scope”机制。该模式的主导思想是：将任意相关的代理实体组成一个域，不同的SA和多个DA属于各自的域，在域中所有SA只会在支持该域内的DA注册，域内的UA也只会向本域内的SA或DA发出服务查询；若不指定UA所属的域，则UA可以发现网络提供的所有服务。建立域的目的是将必要的信息限制在域内，减少域外的数据流量，缓解系统的网络拥塞。与Art-Net发现机制相比，大大节省了网络带宽。

5 设备识别机制

5.1 背景

虽然，灯光控制系统已经步入了网络化阶段，其应用的规模和智能化程度与数字时期比较已经有了很大的进步，但在目前的实际应用过程中，控制台对入网灯光设备的识别功能还没有达到理想的状态。比如说，不同的演艺灯光控制系统采用不同的应用层协议，当设备接入网络后，系统往往不能自动识别设备，而需要人工手动操作，这大大增加了系统的复杂程度，也影响了系统的实时性和智能化；而且，由于缺乏统一的灯光设备描述格式，即控制台和受控制设备之间没有统一的沟通语言，所以，在设备刚入网时，控制台和受控设备之间无法立即建立有效的信息交互，甚至根本无法相互识别。

文章来源：《设备管理与维修》网址: http://www.sbglywx.cn/qikandaodu/2021/0508/1054.html