本发明涉及一种流水灯，特别是一种基于音乐节奏识别的智能LED流水灯以及其控制方法。
背景技术：
当前大部分音乐流水灯的设计均是让流水灯跟着音乐的声强变化而变化的，如广场音乐喷泉，尽管好看，但并不能引起人的共鸣。人们在听音乐时，会自动地识别节奏，跟着一起打手拍。而我们在歌舞厅或卡拉OK厅唱歌时，也喜欢下面的听众能跟着节奏鼓掌。但事实上大部分时间里，听众并没有对音乐的节奏引起共鸣，或是没人带头跟着节奏鼓掌。因此，很需要一种能自动识别音乐节奏的装置，并自动跟着节奏的快慢变化而闪烁的智能音乐LED流水灯，使得歌舞厅或卡拉OK厅中，音乐与环境的变化完全融为一体。
技术实现要素：
为了解决上述现有技术的不足，本发明的目的提供一种基于音乐节奏识别的智能LED流水灯以及其控制方法。
为了实现上述目的，本发明所设计的一种基于音乐节奏识别的智能LED流水灯，包括音乐节奏识别系统与流水灯控制系统，所述音乐节奏识别系统包括电连接的包络检波器与低通滤波器，用于滤掉音频信号中的高频成份形成包络信号，所述流水灯控制系统包括单片机、比较器以及储存器，所述单片机用于接收低通滤波器形成的包络信号，并对包络信号所含的能量和相位进行分析，从而确定音频信号中重音的起点位置与节奏，并将重音的起点位置与节奏形成信号传输到比较器内，并且用于接收比较器比较后的信息并根据该信息控制流水灯的闪烁样式，所述比较器用于接收单片机输出的信号并与储存器内的花样程序进行比较，并将比较后的信息传输给单片机，所述储存器用于存储各种流水灯闪烁的花样程序。
其中，流水灯每种闪烁样式对应的重音的起点位置与节奏形成一个花样程序，各种闪烁样式对应的花样程序均存储于储存器内，用于控制流水灯的闪烁。
优选的，所述单片机型号为AT89C51。
本发明中基于音乐节奏识别的智能LED流水灯的控制方法，包括以下步骤：
（1）、音乐节奏识别系统读取音乐中的音频信号，并经包络检波器与低通滤波器，过滤掉音频信号中的高频成份形成包络信号，并将包络信号传输给单片机；
（2）、单片机读取包络信号，并对包络信号中的能量和相位进行分析，从而确定音频信号中重音的起点位置和节奏，并形成相应的信号传输给比较器；
（3）、比较器接收单片机传输的信号并与储存器的花样程序进行比较，并将比较结果反馈到单片机上，当比较结果相匹配时，单片机根据该结果控制流水灯根据该花样程序进行闪烁；
（4）、当比较结果不匹配时，单片机控制流水灯根据预设的程序进行闪烁，并且同时单片机对音乐节奏识别系统后续读取的音频信号进行分析，直至与储存器内的花样程序相匹配时，单片机控制流水灯根据该花样程序进行闪烁。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：流水灯可以根据所播放的音乐节奏的变化，自适应的形成不同的闪烁花样，从而引起人的共鸣，使音乐与环境的变化完全融为一体。
附图说明
图1是本发明的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明提供的一种基于音乐节奏识别的智能LED流水灯，包括音乐节奏识别系统与流水灯控制系统，所述音乐节奏识别系统包括电连接的包络检波器1与低通滤波器2，用于滤掉音频信号中的高频成份形成包络信号，所述流水灯控制系统包括单片机3、比较器4以及储存器5，所述单片机用于接收低通滤波器形成的包络信号，并对包络信号所含的能量和相位进行分析，采用通信中的相似的同步算法，通过多次比较，从而确定音频信号中重音的起点位置与节奏，重音的起点位置即是初始相位，节奏即是音符中相邻重音位置之间的平均时间，亦是包络信号的变化周期或频率，并将重音的起点位置与节奏形成信号传输到比较器内，并且用于接收比较器比较后的信息并根据该信息控制流水灯6的闪烁样式，所述比较器用于接收单片机输出的信号并与储存器内的花样程序进行比较，并将比较后的信息传输给单片机，所述储存器用于存储各种流水灯闪烁的花样程序，其中花样程序指的是流水灯每种闪烁样式所对应的重音起点位置与节奏形成的一个程序。
本实施例中，所述单片机型号为AT89C51。
该智能LED流水灯的控制方法包括以下步骤：
（1）、歌舞厅或卡拉OK厅或广场音乐喷泉等场所开始播放音乐，音乐节奏识别系统读取音乐中的音频信号，并经包络检波器与低通滤波器，过滤掉音频信号中的高频成份形成包络信号，并将包络信号传输给单片机；
（2）、单片机读取包络信号，并对包络信号中的能量和相位进行分析，从而确定音频信号中重音的起点位置和节奏，并形成相应的信号传输给比较器；
（3）、比较器接收单片机传输的信号并与储存器的花样程序进行比较，并将比较结果反馈到单片机上，当比较结果相匹配时，单片机根据该结果控制流水灯根据该花样程序进行闪烁；
（4）、当比较结果不匹配时，单片机控制流水灯根据预设的程序进行闪烁，并且同时单片机对音乐节奏识别系统后续读取的音频信号进行分析，直至与储存器内的花样程序相匹配时，单片机控制流水灯根据该花样程序进行闪烁。
通过该智能LED流水灯，可以提高歌舞厅、卡位OK厅或露天广场音乐喷泉的效果，让流水灯的闪烁与音乐节拍同步，让人在欣赏音乐的同时，感觉灯光随着节奏在翩翩起舞，让人身临其境。