智园音乐喷泉

篇一：音乐喷泉 各种喷泉介绍

音乐喷泉

音乐喷泉是通过千变万化的喷泉造型，结合五颜六色的彩光照明，来反映音乐的内涵及音乐的主题，一座好的音乐喷泉，水形的变化应该能够充分地表现乐曲。我们运用了许多高科技手段，经过多年反复探索和不断改进，在技术上能够得到保证。1998年开发的魔术师电脑音乐喷泉系统软件更是将计算机控制技术、计算机多媒体技术、音乐模糊分析处理技术等高技术应用于喷泉系统的典范。魔术师电脑音乐系统采用数字同步处理技术，使音乐与水型变化在0.1秒内完成，给在感官上和听觉上得到满意的效果，采用多级分散控制结构和隔离化设计，保证系统安全性、可靠性和稳定性；采用模块化设计，使系统扩展性好，兼容性强，安装和维护使用方便。

音乐表演喷泉是在程序控制喷泉的基础上加入了音乐控制系统，计算机通过对音频及MIDI信号的识别，进行译码和编码，最终将信号输出到控制系统，使喷泉的造型及灯光的变化与音乐保持同步，从而达到喷泉水型、灯光及色彩的变化与音乐情绪的完美结合，使喷泉表演更加生动更加富有内涵。音乐喷泉：可以根据音乐的高低起伏变化。用户可以在编辑界面编写自己喜爱的音乐程序。播放系统可以实现音乐、水、灯光气氛统一，播放同步。

旱式喷泉

旱式喷泉:放置在地下，表面饰以光滑美丽的石材，可铺设成各种图案和造型。当音乐响起时，水花从地下喷涌而出，在彩灯照射下，地面尤如五颜六色的镜面，将空中飞舞的水花映衬得无比娇艳，使人流连往返。停喷后，不阻碍交通，可照常行人，非常适合于宾馆、饭店、商场、大厦、街景小区等。

程控喷泉

程控喷泉是按照预先编写好的程序运动动作。多个程序随机执行。反应快，灵敏度高。利用高性能工业控制计算机作为用户终端，操作界面及控制程序安装在工业控制计算机内，操纵变频器来控制相应负载动作。系统的高适应性，高可

靠性，性能超群，能承受震动，撞击，灰尘和大的温差变化。利用模块化结构，简化了系统的维护，便于系统升级。

程控喷泉是将各种水型及灯光，按照预先设定的排列组合进行控制程序的设计，通过计算机运行程序发出控制信号，使水型及灯光有各种各样的变化。

跑泉系列

多个一线排列的喷头，按时序控制喷水，构成各种形态喷水瞬间变化的喷泉。可形成跑动形态，还可构成各种跳动、波动等形态，又可以构成固定造型的喷水形态，气势壮大、雄伟，变化多端。

玻光泉

弧形波光水线穿池而出。单而高的喷、小而飘逸的泉，更强化了起伏效果，一种轻灵、腾飞之势呼之欲出，从而增加了亲水性，在流动的水面中创造了不同层次的水景，形成颇具特色的景观。

超高喷泉

一般指喷水高度在百米以上的喷泉，也常常称为百米喷泉，水柱从湖面一跃而起，迅速升至百米高处，从远处望去，犹如一条从湖中喷薄而出的巨龙。同时，百米喷泉还配有灯光和激光，气势磅礴辉煌，壮丽。

水幕激光

水幕激光表演系统是将激光器发出的激光束射在水幕喷头喷出的水膜上，激光束由激光控制系统编程控制，可发出多种多样的图案及色彩，照射在晶莹透明的水膜上,形成斑斓夺目的奇异效果.水幕电影出现于20世纪80年代,在国际上也仅在法国、日本等几个国家的大城市拥有。水幕电影采用特殊的入映机播放，使用的影片也是专门为水幕电影特制的影带。由于电影的屏幕是透明的水膜，因此在电影播放时会有一种特殊的光学效果，屏幕的视觉穿透性可使画面具有一种立体的感觉，影片的内容可与水面巧妙的结合，更有一种身临其境般的奇幻感觉。

水幕电影是通过高压水泵和特制水幕发生器，将水自下而上，高速喷出，雾化后形成扇形“银幕”，由专用放映机将特制的录影带投射在“银幕”上，形成水幕电影。当观众在观摩电影时，扇形水幕与自然夜空融为一体，当人物出入画面时，好似人物腾起飞向天空或自天而降，产生一种虚无缥缈和梦幻的感觉，令人神往。 摇摆系列

摇摆系列喷头:是由支架上安装多排喷头，每排喷头间距一致，由拉杆自由摆动喷头角度，水面下有水下电机及动力箱拖动，使每一排喷头高度自由摆动，其结构先摇摆灵活工艺独特，是音乐喷泉中不可缺少的喷头，摇摆系列均为成套设备，用户使用非常方便。摇摆系列有：圆摇、横摇、竖摇、斜摇、海鸥摇、八字摇等多种摇摆方式。喷嘴材质：铸铜或不锈钢。

雕塑喷泉

雕塑喷泉：雕塑与喷泉组合，使喷水池造型更加完美、丰富多彩，静止动态协调，体现了喷水池的活力和生机，大大提高了人们观赏的娱乐性和趣味性。雕塑在城市美化中的作用应是不言而喻的，它们的存在使自然和人造的空间产生某种独有的特殊气氛。这是雕塑居于空间中所特有的艺术性和感染力，给人以精神享受的艺术世界，人们得以在这样的自然与艺术的空间中休息养神，调节生活的频率，实在是人生的乐趣之一。

趣味喷泉

趣味喷泉也称作游乐喷泉或戏水喷泉等，如：戏水踏泉、环型跳泉、追逐喷泉、跳舞喷泉、水上飞、叠泉、喊泉、 枪战泉、水雷泉、水炮、子弹泉、彩虹飞渡、水雾喷、风水球等等，形式多种多样，娱乐性极强，一般建在游乐园或公园。

冷雾系列

淡淡的干雾，别有韵致的，轻轻地舒展着妩媚。时而浩浩而来，时而蜿蜓而去，时而高耸如云，时而低回萦绕，使得空气纯净而湿润。而且变化莫测，让人透出阵阵沁人心脾的惬意，如濒临世外仙境，如梦如幻，产生虚无缥缈的梦幻般感觉，从而更增添了几分朦胧之美与神秘之感。干雾似乎能让人在熙攘市嚣中，暂时得以洗涤一身凡俗，舒缓那忐忑不安的心灵，也充分体现了人与自然不可分割的密切关系。

雾森设备的应用，塑造了雾森特有的造型及韵味。以略浓的雾掩映了自然堆积状的石形，去除了该区因石多树少而得过硬的人工味，柔化自然景致。淡淡的雾烘托了岩石缝中汩汩流淌的溪流，树荫掩映，小桥流水，朦朦胧胧中感应着自然意境。

舞台喷泉

舞台喷泉：舞台喷泉控制系统多为程控或实时声控，伴随着优美的旋律，水景与舞蹈、歌声同步变化，相互衬托，使现场的水、声、光、色达到完美地结合，极具表现力。

微型喷泉

台式微型喷泉：的水形高低可根据用户需要随意调节。它工作时产生的负离子，具有净化空气、美化环境等功效，其外形美观、体形小巧、光亮度好、使用方便等特点。是家庭装饰和办公场所的理想产品。

篇二：音乐喷泉方案

目 录

方案设计说明

一、设计主题及创意说明

（一）设计主题：自然、现代、时尚

（二）水型总体布局

（三）表演功能

（四）各单体喷泉说明

二、部分技术参数及其他系统配置

（一）水景设备总体要求

（二）其他系统配置

三、节目的编辑配曲

四、电气控制系统

五、计算机控制系统

（一）控制系统的先进行

六、音响系统

七、施工组织设计

1、施工方案综合说明

2、建设的经济合理性

3、劳动力计划

4、施工方法及验收标准

5、施工技术措施

6、质量安全保证体系

（一）确保工程质量的技术组织措施

（二）确保安全施工的技术组织措施

（三）确保文明施工的组织措施

（四）确保工期的技术组织措施

八、企业服务承诺书

一、方案设计说明

一、设计依据

1、某某公司提供的图纸和现场了解的情况等。

2、现行规范、规程及标准。

二、设计范围

L、水景内的管道、喷头及潜水泵。

2、水景的进水管、溢水管、放水管及各线路管。

三、给水水源及排水

1、本喷泉系统建议从市政给水管网引进一根DN100水管。

2、本系统溢水和放空排水就近排入城市雨水管道或排水沟内。

四、给水循环系统

1、通过控制室或就近阀门井手动打开给水阀门，由进水管向 池内充满水。（进水管上设有浮球阀，以便喷泉自动给水）此项由甲方根据现场自定

2、启动潜水泵，通过管路将压力水送到各喷头支管内，以展 示水形姿态，喷出后的水洒在湖内，再由潜水泵进行循环。

3、为防止球藻等微生物生长，应定期向集水池内投放消毒水或定期换水等措施，保持水质要求。

五、排水系统

1、喷泉集水池设有溢水管和放水管，如有水溢出，池水放空时打开阀门井内放水管上阀门即可排水，排入城市雨水管道或排水沟内。

2、冬季不使用时，为防止冻结应将集水池和配水管中的水全部放空

3、水池的排水管道排入第一个检查井后，由甲方根据现场情况接入城市雨水管道或排水沟内。

六、管材及连接

1、配水管采用不锈钢管，不大于DN 100采用丝扣连接；大于DNl00采用法兰，沟槽连接或电焊连接，若用电焊连接时，除与水泵和阀门用法兰连接外，为装卸方便，每隔6M左右法兰或沟槽连接。在坡口处应光滑，焊接处应处理干净，焊缝处应作打磨拋光处理。

2、焊接时应严格按规范要求进行，管内不得有焊渣等杂物。

3、溢水管和放空管采用机制排水铸铁管，石棉水泥或橡胶圈接口，或用塑料管粘接。

4、埋地压力管道和连通管采用给水铸铁管或给水塑料管。

七、阀门及配件

1、配水管不大于DN50者采用球阀，大于DN50者采用蝶阀或闸阀。（应符合国家批准节能型的阀门）。阀门工作压力为工作压力。

八、水质水压

1、水质应符合现行《生活饮用水卫生标准》规定的感官性状指标要求。

感官性状指标：

色度不超过15度，并不得呈现其它异色；浑浊度不超过10度；不得有异臭和异味；不得含有肉眼可见物；

2、水压应满足进水要求，一般为0.1MPa。

九、其它

1、施工及验收应按规范GBJ242—82中的规定执行‘

2、图中所注尺寸为：平面及管径以毫米计，标高以米计。

3、喷嘴前应有不大于20倍喷嘴口直径的直线管段或整流装置‘

4、安装喷头前的控制阀时，应注意方向以便调试操作。

5、在施工过程中遇到矛盾或者其它问题需要修改本设计图纸时，应及时与甲方单位联系方能修改。

6、喷泉的配水管道接头应严密平滑，管道变径处采用异经径管，管道转变处采用径管，管道转弯处采用大转弯半径的光滑弯头。

7、集水池进水前应将池内冲洗干净。

8、喷泉的配水管在试水前应按规范要求将管内杂物冲洗干净。

9、配水管道及配件不使用时，应将敞口处采取打措施封闭。以防杂物进入管道。设备安装应按有关规定规程及产品说明要求进行。

10、管道固定支吊架详见国标图其间距按施工及验收规范执行，所有露出钢铁均做防腐处理。

一、设计主题及创意说明

一、音乐喷泉设计的依据

根据业主提供的施工图和照片，结合金徽酒业像征性明显特点，进行专业性创作设计。

二、设计构思

突出主景，重展高科数控艺术精品，横贯娱乐性、参与性极强的科技艺术作品，使喷泉变为职工休闲、学习，观光、娱乐的理想场所。

（一）设计主题：自然、现代、时尚

注意生态平衡和环境保护，将人与自然和谐统一，在传承历史的文化基础上引入现代创新意识、高科技术手段和高品位的文化内

涵，塑造现代城市，谊家居住氛围，以可持续发展的观念来指导开放空间的营造，以更好的改善生活环境，谊居环境，优化城市资源，提高金徽品质。

（二）水型总体布局：

水型布局主要为圆型、五彩斑斓的单体水型交替表演，时而起伏跌宕，新鲜热烈：时而轻歌慢舞，清爽幽雅??令人留念忘返??

（三）、表演功能：

本喷泉先进的控制系统，可实现重大活动、节假日、平日及早、中、晚不同时间段的表演功能。

一是：重大活动：节假日及庆典活动，水景、灯光、音乐的配置高度协调，在达到水（形）随音乐动，音（乐）伴水行（可以达到0.02秒）,体现了强烈的动态美及宏伟的气势。

二是：日常时段：水型组合相对简单，可降低运行费用。

（四）主要水型介绍：

1、皇冠泉、冰山：在数码技术的控制下，形成“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”的感觉。皇冠泉每个喷头有着不同的转换角度，随着音乐情节的变化，如同海鸥展翅，骄傲华贵，栩栩如生。

2、喷头在水下电机及变频器的控制下，水型各异、变化多姿或浅唱低吟或放声歌唱；既有少女般舞姿优美，又充满了蛟龙出海般的豪迈。

3、高科数控技术之精品，水姿娇柔、风和日丽，水线摇摆和谐流畅、华丽壮观。意喻金徽欣欣向荣的厂区风光和金徽职工追随时代的步伐，驾驭历史使命，营造美丽家园的渴望。

4、气垫磅礴、豪傲华贵的主喷的主题与铺喷遥相呼应，恰似党与群众关系紧密，敞开金徽大门——民心所向

5、由电磁阀控制的外射水型，喷头依次喷水，喷出迅速四射水型，壮观大气，配以鲜艳的灯光效果，极为醒目；海鸥泉在程序的控制下，缓缓绽放，又缓缓合拢，真实动感，完美结合，组成一幅

幅绚烂的画面。

6、、数码跑泉：音乐、数控跑泉在数码技术的控制下，形成千重追浪，能随心所欲，任意转换水型，动感强烈、欢快新颖。

7、整体喷泉设计，充分体现“人与天然”的理念，注意生态平衡和环境。

8、高拱、大内拱：高拱，行如圆柱的巨大水型，气势浩荡、浑壮有力，在水池中起伏跃动，迅速的高低变化配以雄浑的乐曲，有着蓬勃向上的冲击力；大内拱，有如潮一样的涌起涌伏，有着极好的创造性。两者遥相呼应，象征着金徽职工团结的力量

二、部分技术参数及其他系统配置

（一）水景设备总体要求

1）喷头，喷头制作全部采用我厂自行生产专用产品及品牌光亮照人，经久耐用，不生锈，喷头按流体力学原理优化设计，壁厚满足相关标准，水柱光亮集中、观赏性强。

2）管路部分：配套用的水下管道全部采用304不锈钢，保证尺寸精确、外形美观、防腐可靠，可在较长时间内保证使用。

3）喷泉泵：选用大功率专用泵，江苏“徐州”品牌或台湾瑞能不锈钢泵，此种水泵性能优越。潜水泵不会污染水质，同时供选择的控制系统可实现对水质的在线检测。喷泉设计中，从价值工程角度出发，按泵的工作状态选用不同的泵，这样就可提高整个喷泉性能降低了价格。对于国产泵，我们改进了技术，增加起动力矩，提高绝缘等级。改换卧式轴承，见效转动惯性，可频繁快速启动，卧式安装，寿命比一般泵长4倍以上。

篇三：音乐喷泉

黑龙江科技学院 毕业设计（论文）

设计（论文）题目：基于单片机的音乐喷泉系统硬件设计

系 别：_____电子信息工程系________________ 专 业：__ ___通本三班____________________ 姓 名：_ _李闯_______________________ 指 导 教 师：___ __赵常松____________________ 辅 导 教 师：_ ________________________

年月日

摘要

随着人们生活水平的提高和建立绿色城市的向往，音乐喷泉以其独特的魅力和特殊的功能，愈来愈成为休闲娱乐产业中的一项重要产品。音乐喷泉的兴建也越来越多。根据目前音乐喷泉的发展现状，完成了小型音乐喷泉系统硬件结构设计和控制系统设计。控制系统的原理是利用8751单片机汇编音乐程序或者通过A/D对音频信号进行采样和处理，分级控制电动机，最终达到控制喷头流量的方法。采用程序控制或人工按键控制电磁阀来控制花型。音频信号还影响灯光色彩和灯光光线明暗的变化。从而使灯光色彩、灯光的闪烁和喷泉水姿随音乐节奏而变化。

关键词：8751单片机；音乐喷泉；变频器

Abstract

with the improvement of people’s living standard and yearn for building green city, music fountain is more an more popular for its unique charm and special function large numbers of music fountain is increasingly built. The hardware construction of small music fountain system and the design of controller system and were completed according to the present situation of music fountain now. Its principle is that using the 8751 microcontroller to compilation music program or to sample musical signals with A/D and doing its data and grade controlling single-phase electric motor, finally it implements the control of the flow out of nozzles. The flower shapes are controlled by program controlling electromagnetic valves. The color, the light and shade of ray are changed by musical signals. So that the color, the light and shade of ray, the spring form is changed with music’s rhythm when music si played.

Key words: 8751microcontroller, Music fountain, Variable-frequency Drive

第一章绪论

1.1设计背景

喷泉作为一项建筑艺术，在国内外均有较悠久的历史。而音乐喷泉的构思及萌生则是本世纪30年代开始的，1930年，德国的OTTO PRZYSTAWIK(奥图．皮士特霍)首先提出了喷泉与音乐相结合的设想，并设计成小型装置应用于酒店及商场，其后则逐步发展到大型化及多样化。GUNTER PRZYSTAWIK继承父业使音乐喷泉更为多姿多采，并于l952年夏在西柏林工业展览会上进行展示，经纽约一摄影师将其引进应用于纽约无线电音乐厅，从此，音乐喷泉陆续在世界各地应用推广，目前，西方工业发达国家已有制造音乐喷泉成套装置的专业工厂、如美国的WALTZING，MIDAS．加拿大的PEM，意大利的NeonALPina．日本的KAWAMURA等公司。

随着音乐喷泉市场的需求越来越大，国内关于音乐喷泉的研究与开发工作也蒸蒸日上。我国在80年代中期相继引进和自行设计建造了多座音乐喷泉，为美化环境，活跃人民的文化生活起了良好的作用。据不完全统计，2006年整个喷泉行业年总产值也早已达到几十亿元以上。同时我国行政主管和技术监督部门、学术团体和出版界等，也为推动喷泉技术的发展做了不少工作：1989年出版的《给水排水设计手册》，第一次将“水景设计”以专章列入设计手册；1989年出版、1990年开始施行的《建筑给水排水设计规范》，第一次将“喷泉设计”以专节列入国家设计规范；1990年出版了第一本专门著作《喷泉设计》；1991年在中国土木工程学会建筑给水排水委员会和中国标准化协会建筑给水排水委员会的大力推动下，成立了第一届“全国喷泉研讨会”，有关喷泉的专门设计规程和术语标准等也公开发布执行。

音乐喷泉以其水柱绚丽多姿，水柱随着音乐而跳动，给人以视觉和听觉的双重享受。大型的音乐喷泉功能齐全，规模大，有很强的震撼力，适用于大型音乐广场，对软硬件要求高，投资大。

随着人民生活水平的提高，对美化住宅小区以及别墅环境的要求越来越高，小型化音乐喷泉成为一个发展方向。大型音乐喷泉的科技含量高,设计和制造难度大。目前,我国的大型音乐喷泉技术已日趋成熟,但对小型音乐喷泉的研究较少，

小型音乐喷泉存在着协调性能差等缺点。

小型音乐喷泉系统适用于住宅小区和酒店厅堂等场所，一个好的音乐喷泉就是一个精美的艺术品，可以美化环境、愉悦身心。而其控制系统是整个音乐喷泉的关键。对小型音乐喷泉控制系统的研究具有很大的经济效益和社会效益。

为了使控制简单可靠，适应现代社会的市场需求，各种形式的喷泉层出不穷，并逐步转向小型和营业性较强的方向发展。其音乐喷泉的控制也变得灵活多样，如单片机、PLC、DSP等都在音乐喷泉中有所运用，当然也具有优缺点。本课题针对旅游景点内设计了观赏性的小型“音乐喷泉”。选用单片机作为此次音乐喷泉控制系统设计的控制核心，主要是为了实现单片机的放音，并控制多个电磁阀的开闭动作和水泵的动作，解决系统中信号的同步性问题。

1.2音乐喷泉的现状和发展

北京石景山古城公园的音乐喷泉，在悠扬动听的音乐声中，喷水可产生五六种变化，时而转动如银伞，时而飘忽如玉带，时而如金蛇狂舞，时而旋转飞溅喷出的花形有昙花、菊花、扶桑花、百合花和曼陀罗花，这是在80年代初期中国较早修建的一个音乐喷泉。

南昌的秋水广场是由“落霞与孤雁齐飞，秋水共长天一色”的意境而得名， 秋水广场就是以喷泉为主题，集旅游、观光、购物的大型休闲广场。他的音乐喷泉最吸引人注目，是国内最大的音乐喷泉群，泉水面积1.2万平方米，主喷高达128米，是南昌的一倩丽景观，人们可以一边欣赏音乐，一边观看滕王阁的美景。

新加坡圣陶沙旅游区的音乐喷泉的设计与效果也是值得参考的，它布置在一个空旷而略有坡度的空间，面积很大，与圣陶沙车站前的长形喷水池共同组成为一个长达数百米的综合系列喷泉，音乐喷泉位于系列喷泉的顶端。舞台为一假山堆叠的西洋式半圆柱廊组成，共分3层。白天，假山瀑布及两侧的喷泉群与3层水池形成一处动静结合的较为文雅悠扬的水景园，入夜则有五光十色，优美动听的喷泉景观，整个舞台区域东西面阔近百米，南北深度约40m,成为目前亚洲最大的音乐喷泉之一。表现出壮阔、绚丽的水景之美。

以上几处音乐喷泉从建筑形式、音乐曲调及水舞表演的角度展现了音乐喷泉

篇四：基于单片机的音乐喷泉

商丘科技职业学院毕业论文

1 绪论

1.1 设计背景

德国发明家奥图皮士特先生在1930年提出喷泉的相关理论，随后他在百货商店和餐馆前建造小型的喷泉。经过多年来的发展，音乐喷泉的设计变的多样化，构造变得复杂化。在1952年的夏天，在西柏林的工业展览中，一个美国人看到了奥图皮士特先生音乐喷泉的表演，并把它带回纽约。1953年1月15日音乐喷泉在美国首次表演，表演期间超过150万人观看。在音乐喷泉走向全世界的同时，各种新技术也不断地运用在音乐喷泉上，使其表演变得复杂和美丽，给人们带来无限的乐趣，提高了人们的生活质量。

为了使控制简单可靠，适应现代社会的市场需求，各种形式的喷泉层出不穷，并逐步转向小型和营业性较强的方向发展。其音乐喷泉的控制也变得灵活多样，如单片机、PLC、DSP等都在音乐喷泉中有所运用，当然也具有优缺点。本课题针对旅游景点内设计了观赏性的小型“音乐喷泉”。选用单片机作为此次音乐喷泉控制系统设计的控制核心，主要是为了实现单片机的放音，并控制多个电磁阀的开闭动作和水泵的动作，解决系统中信号的同步性问题。

1.2 音乐喷泉的现状和发展

北京石景山古城公园的音乐喷泉，在悠扬动听的音乐声中，喷水可产生五六种变化，时而转动如银伞，时而飘忽如玉带，时而如金蛇狂舞，时而旋转飞溅??喷出的花形有昙花、菊花、扶桑花、百合花和曼陀罗花，这是在80年代初期中国较早修建的一个音乐喷泉。

南昌的秋水广场是由“落霞与孤雁齐飞，秋水共长天一色”的意境而得名，

秋水广场就是以喷泉为主题，集旅游、观光、购物的大型休闲广场。他的音乐喷泉最吸引人注目，是国内最大的音乐喷泉群，泉水面积1.2万平方米，主喷高达128米，是南昌的一倩丽景观，人们可以一边欣赏音乐，一边观看滕王阁的美景。

新加坡圣陶沙旅游区的音乐喷泉的设计与效果也是值得参考的，它布置在一个空旷而略有坡度的空间，面积很大，与圣陶沙车站前的长形喷水池共同组成为一个长达数百米的综合系列喷泉，音乐喷泉位于系列喷泉的顶端。舞台为一假山堆叠的西洋式半圆柱廊组成，共分3层。白天，假山瀑布及两侧的喷泉群与3层水池形成一处动静结合的较为文雅悠扬的水景园，入夜则有五光十色，优美动听的喷泉景观，整个舞台区域东西面阔近百米，南北深度约40m,成为目前亚洲最大的音乐喷泉之一。表现出壮阔、绚丽的水景之美。

以上几处音乐喷泉从建筑形式、音乐曲调及水舞表演的角度展现了音乐喷泉的美丽姿态，但是都属于大型的音乐喷泉 ，其控制系统也多采用PLC逻辑编程控制，造价高，

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《单片机控制的音乐喷泉》

流量需求大，一般为专门的定量设计。即使这样，国内外的音乐喷泉控制系统设计均已达到成熟的水平，而且还有专门的生产设计厂家，提供设计、喷泉设备及安装等服务。目前，国内的音乐喷泉逐渐向智能化、分散化、综合化、多样化的方向发展，于是对喷泉控制系统的设计也提出了更高的要求。

1.3 喷泉的物理原理

喷泉的原理是个动量守恒，从大半径管道到小半径管道，产生一个速度的变化，冲向背离地面的方向。 大半径的速度由泵带动，小半径中的速度是原来速度，与动量转化速度。需要选择一个微元计算动量守恒，这样能求出一个速度，这个速度是出口速度，然后就是一个上抛运动了，这个是理想的情况，没有摩擦，没有风。

1.4 本课题设计内容

音乐喷泉的工作原理为：根据播放的音乐来控制喷泉的花形大小变化和水柱的高度变化，以使水柱高度的变化及花形大小的变化与音乐的节奏同步，喷泉管路中的水流由水泵调节，而水泵是由三相异步电动机驱动的。因此只要控制了三相异步电动机的转速，就可以可能控制管路中的流量，当给三相异步电动机通入工频电源时，则转速是不变化的；当采用变频器控制电机的转速时，可以使管路中的流量发生柔性变化，这样喷泉运行时花形变化就更灵活。随着音乐喷泉的使用越来越广泛，涉及到的控制方式也就越多，变频器，单片机，上位机，触摸屏等，于是喷泉的控制涵盖了自动化的各个学科，并且形象直观。

虽然喷泉的种类繁多，如广场喷泉、景点喷泉、旱泉、跑泉、激光喷泉、层流喷泉、趣味喷泉、水幕电影等等， 这些喷泉喷水时的花形都具有千姿百态的效果，但都有一个共同的特点：即形成水形的基本通路都是由水泵、管道、阀门和喷头组成。因此，音乐喷泉工程中无疑也会安装大量的电磁阀门、彩灯、水泵和产生其它机械动作的电机。除个别变频水泵需要用模拟信号来连续调节水柱高度、实现特定的艺术效果之外，其它部件基本是通过开关量进行控制。这些开关信号驱动阀门、彩灯、水泵随着音乐进行不同的组合，从而产生各种水形和灯光变换效果。为了达到听觉、视觉的和谐统一，控制系统应能根据音乐的节奏、旋律和感情色彩输出，产生各种不同的状态组合来控制水形和灯光实时变化，这也是音乐喷泉的控制不同于工业控制的主要特点。

针对不同水形要求有不同的控制方法，从喷泉的控制来看基本可分为四类：第一类水形，启动水泵直接向管道和喷头加压，效果是喷头的水柱在启动和停止时有一过渡的升降过程；第二类水形，需要通过变频器控制水泵转速来实现一种水柱连续升降的效果；第三类水形，在加压喷水时启动传动电机控制喷头摇摆，达到一种花型变换；第四类水形，需要在直接启动水泵向管道加压后，通过控制器快速地控制大量的电磁阀门的开闭，使喷嘴以各种方式进行点射，形成所谓的跑泉和跳泉效果。

通过上述分析，本课题将同时采用第二类水形和第四类水形，即控制系统须控制变频器的动作，实现对水泵转速控制，让喷泉在运行时，可以看到水柱的连续升降和花型 2

商丘科技职业学院毕业论文

的大小变化效果；为了在喷泉运行过程中，随音乐的节奏变化，可以在不同的瞬时获得不同的花形，系统将设有一定数量的电磁阀，系统将根据音乐节奏的快慢或信号的强弱，控制相应的电磁阀开闭状态，就可以得到不同的花形。由于涉及到变频器、水泵、电磁阀、喷头的选择，故需进行喷泉造型系统的管网进行设计计算（流量计算、损失计算等），这将作为变频器、水泵、电磁阀、喷头选择的依据；同时要进行控制系统设计（硬件设计和软件设计），是为了实现单片机的放音、花形变化、灯光变化，以及音乐信号和花形的同步性处理。

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《单片机控制的音乐喷泉》

2 音乐喷泉造型系统设计

2.1 造型方案设计及选择

方案：设置了十六个喷头，分内外两圈布置，在水池的中心还设置了一个花柱喷头，喷泉造型如图2.1所示。本方案采用十字形供水方式，将水泵设置在喷池中央，同样是为了让水流迅速流至每个喷头，当然也可以采用在外圈或内圈安装水泵，用一短直管将内外两圈的水管连接起来，就可以向各个喷头供水了，但是这种方式使距离水泵较远的喷头的水柱高度变化会滞后于距离水泵较近的同性质的喷水高度变化，产生的滞后效应较十字形供水方式的滞后效应大。同时，本方案具有花形控制灵活，花形变化类型多，而且观赏效果好，可以从各个方向上都能够看到同样的花形，作为旅游景点内观赏用的音乐喷泉是较佳的选择。

选择此方案作为本次设计的花形造型方案。由于喷泉设置在旅游景点内，为了取得较好的视距效果。因此，喷泉所占据的空间位置，需根据人眼视域的生理特征以及周围的景物来确定，经查相关资料，由以下两个指标确定，即垂直视域和水平视域。当垂直视角在30度、水平视角在45度的范围内，有良好的视域[1]。

当垂直视角为30度时，其合适视距为[1]：

D1?cot?(H?h)

300

?cot(H?h) 式（2.1） 2

?3.7(H?h)

式中 D1—合适视距

H—景物高

h—人眼高

根据旅游景点内的特征，取水平合适视距为2.5m左右较为合适，因此由式（2.3）可得喷水池的宽度为

D2.5W?2??2.1m 式（2.4） 1.21.2

由于小型喷泉的垂直合适视距约为喷水高的3倍，喷泉景物合适的视距约为景物宽度的1.2倍，因此喷泉的喷水高度按最大为2m高的水柱进行设计，宽度也按2m进行设计。

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商丘科技职业学院毕业论文

1—花柱喷头 2、3、4、5、6—树冰喷头 7、9、11、13、15—万向直流喷头 8、10、12、14、16—扁嘴喷头

图2.1 喷泉造型平面图

2.2 喷泉的管网设计

2.2.1 喷泉的水力计算

①水平射程和喷水高度

影响喷头水平射程的因素很多，但主要因数是工作压力，喷嘴直径和喷射角度,射流曲线轨迹的几个主要参数见图2.2。

图2.2 倾斜射流曲线轨迹

图中：L1—射流上升部分的水平投影（m） L2—射流下降部分的水平投影（m）

R—水平射程（m）

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篇五：音乐喷泉课题报告

课程设计报告

设计题目: 音乐喷泉 院 系: 物理与机电工程学院 专 业: 10电信（2）班 日 期：

摘要

音乐喷泉是近几年来出现的一种园林建筑与音乐欣赏相结合的产物。随着计算机软件硬件技术的飞速发展，新型喷泉与计算机的交互应用越来越广泛，音控喷泉也越来越复杂，越来越精密，使得越来越多的控制部分需要计算机来完成。因此，计算机控制音控喷泉成为必然趋势。但喷泉工程还存在一些技术难题，主要表现为明显的水声滞后效应。 本文采用PWM变频调速、预处理、预测补偿控制和基于数据库的软件信号提前控制方法，提出了一种新的先进的音乐喷泉设计方案和控制途径，并与传统设计方案进行了分析比较，用面向对象的编程方法完成了对当今较为流行的MP3音频格式的解码，同时实时提取了音频信号。仿真分析证明该设计方案改善了传统控制方法的水声滞后效应，改善了喷泉系统的控制品质，从而真正达到了实时控制的要求.为了同时加强实际动手能力及创新能力的培养，巩固学到的理论知识所开拓的视野，弥补课堂不足的目的，同时在实习过程中熟悉单片机的使用或者制作流程，为这次进行毕业设计搜集了所需的资料，增强了这次作业的责任心和对作业的严谨要求的态度。设计的内容主要是用单片机制作一个声控喷泉，对象为直流机控制的一个水泵。应能进行喷泉的喷水高度进行动态的设定，或按音量高低进行同步的变化。能更早

的适应于社会。开发我们的创新能力。

引言

单片机作为微型计算机的一个重要分支，其应用范围很广，发展也很快，它已成为在现代电子技术、计算机应用、网络、通信、自动控制与计量测试、数据采集与信号处理等技术中日益普及的一项新兴技术，应用范围十分广泛。对于计算机专业的学生来说，即使暂时没有从事单片机的应用与开发，学习单片机也有很重要的意义。学习它，不仅为将来可能从事该方面的开发打下基础，另一方面，由于单片机作为微型计算机的一个种类，麻雀虽小，五脏俱全，可以把它当作微型计算机的一个简化模型来看待，学习单片机可以加深对微型计算机工作原理的理解，更加清楚计算机的脉络。同时，提供了一个实际应用手段。

音乐喷泉是利用播放或现场演奏或按照预先编辑的程序变换喷水造型和灯光色彩强弱变化的喷泉。音乐喷泉控制系统可以使喷水造型变化和灯光的变化随音乐的节奏、旋律的起伏变化而变化，美妙动人；编辑程序是利用单片机进行的，一般可以随时修改，也可储存多种程序，随意调用。音乐喷泉到了编码阶段必然涉及到音乐要素的数据格式，MIDI（音乐设备数字接口）提取音乐要素、音乐模式识别、音乐情感信息库建立、3D动画显示音乐喷泉等，而这些都要与音乐喷泉要素数据打交道。因此对各部分所需要的数据格式、这些数据不同形式的表示的相似性和差异性的研究就变得十分迫切

目录

摘 要---------------------------------------------------------------------------1 引 言--------------------------------------------------3 第一章 单片机的介绍

1.1STC12C5A60S2系列单片机简介---------------------------------错误！未定义书签。

1.2 STC12C5A60S2系列管脚简介第二章 喷泉技术发展

2.1喷泉技术发展----------------------------------------------------9第三章.课题简介

3.1 课题简介----------------------------------------10

-----------------------------------------------------------------------------10

3.3 研究的意义---------------------------------------------------------10

第四章 课题的设计

4.1 原理图---------------------------------------------------------------11 4.2 实物图----------------------------------------------------------------13 4.3 流程图----------------------------------------------------------------13 第五章 课题的程序

5.1主程序---------------------------------------------------------------14 5.2 片内延时子函数-------------------------------------------------18 5.3片内A/D函数及A/D转化--------------------------------------18 结论及观点----------------------------------------------------------------------20 参考文献------------------------------------------------------------------------------------错

误！未定义书签。0

第一章 单片机的介绍

1.1STC12C5A60S2系列单片机简介

STC12C5A60S2/AD/PWM 系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，

是高速/低功耗/超?抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12

倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S，即25??/?),?

对电机控制，?干扰场合。

1. 增?型 8051 CPU，1T，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统8051 2. 工作电压：

STC12C5A60S2 系列工作电压： 5.5V - 3.5V（5V单片机） STC12LE5A60S2 系列工作电压： 3.6V - 2.2V（3V单片机） 3. 工作频率范围：0～35MHz，相当于普通8051的 0～420MHz

4. 用户应用程序空间 8K /16K / 20K / 32K / 40K / 48K / 52K / 60K / 62K 字节......

5. 片上集成1280字节 RAM

6. 通用I/O口（36/40/44个），复位后为：准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口）

可设置成四种模式：准双向口/弱上拉，?推挽/?上拉，仅为输入/高阻，

体裁作文