大型音乐喷泉计算机控制系统和波形文件处理研究.pdf

摘要 摘 要 本文基于计算机控制系统和音乐喷泉控制特点，提出了大型音乐喷泉计算 机控制系统的分层式控制结构。 系统的上位机采用工业PC机控制板卡输出和下层控制器；中间级采用单 片机控制跑泉电磁阀；现场级采用电控柜及驱动板来控制水泵，电磁阀和彩灯 等执行元器件。 采用矩阵式控制原理，即开关量输出控制就是将一组一维的空间变量按照 时间间隔顺序输出的过程，完成了对跑泉控制器和开关板的控制。 为实现喷泉水形和音乐的同步，首先对音乐作品的节拍、旋律等特征进行 了理论分析，在作品曲式结构分析的基础上对乐曲进行分段；然后根据喷头类 型和分布情况，把喷头组成若干基本水形；最终，利用编曲软件把乐曲的不同 旋律，节奏段落匹配不同类型的水形和彩灯，从而实现了水形和音乐的协调同 步。 采用Windows底层多媒体APl函数实现了音乐文件的计算机输出控制， 完成了音乐信号从WAVE文件、内存、声卡到功放和扬声器的转换过程。 利用C++Bu_Ider编程语言的板卡调用指令，来实现对开关板的控制。 采用循环调用方式，依次调用编曲软件生成的控制T×T文件，按时间顺序控制 开关板地址输出，完成水形控制信号到现场执行元件的转换过程。 试验结果表明，系统基本能够完成音乐播放，水形控制，乐曲编辑等功 能。利用音乐文件库，基本水形库，节省了编曲时间。 关键词：计算机控制，矩阵控制，音乐喷泉，波形文件 北京工业大学工程硕士沦文 AbStract lnthis the on 0f cOntrOI paper，w_thanaIysisspecialtycomputersystem musjcfountaincontrol fo侧arda control of and system。put mu|t．Iayersystem fbuntain． music isa PCtocOnt∞|l，Oboa喇and The controlIer UpperIa”r industry m-ddIeisa tocOntroIthenJn fountain Iowercont∞lIer．The MCU layer n．ng is anddnvertocOnt帕jthe vaIves．Ons陆e eIedricaIcontmIbox Iayer pump， vaIvesand∞IOr I|ght． the isthatthe Of is Outputdigitalsignal ApplyMa打籼co，1fm，折eo∥which achieVecOntrOIOf to Outthe var．abIe with拍me the put space alOng intervaI，tO fountain∞ntro¨erand boa一． running Output and FOrthe