人類對于水的利用方式千變?nèi)f化，而噴泉的利用，則滿足了人類對于美感的追求，特別是音樂噴泉。首先咱們來說一下音樂噴泉的原理到底是什么。
關(guān)于音樂噴泉的定義，我們用四句話來形容，通過千變?nèi)f化的噴泉造型，再加上五顏六色的采光照明，反映音樂內(nèi)涵和主題，帶給人情感的享受。
所以音樂噴泉的水柱大小以及頻次的變化，是對于樂曲的充分反映。
因此音樂噴泉的制作需要有兩個系統(tǒng)，一個是程序控制噴泉，一個是音樂控制系統(tǒng)。
步，計算機要對音頻以及MIDI信號進行識別，接著進行編碼以及譯碼，后將信號輸出到控制系統(tǒng)，這樣一來，就能夠達到噴泉造型與燈光的變化和音樂保持同步，讓噴泉表演富有內(nèi)涵以及水的藝術(shù)感。甚至于人們在觀看音樂噴泉表演時，用戶還能夠在編輯界面編寫自己喜愛的音樂程序，營造一場屬于自己心目中的夢幻噴泉。
這里有朋友要問了，你上面的解釋也太籠統(tǒng)了，具體是個什么過程呢？
如果我們將目光縮小來看的話，能夠看到這么一個過程，音頻信號先轉(zhuǎn)化成電頻信號，電頻信號又通過變頻器對水泵進行控制，水泵的壓力不一樣，噴泉呈現(xiàn)出來的效果也不一樣。那么水泵的壓力是什么決定的呢？
變頻器。變頻器能夠控制電機的轉(zhuǎn)速，對其頻率進行改變從而改變水泵的壓力。
所以到這里，咱們應(yīng)該知道音樂噴泉到底是個什么原理了吧？說白了原理咱們來說一下音樂噴泉到底該怎么制作。
步找曲子。音樂噴泉前期關(guān)鍵的一步，就是你要找到一首好的曲子，然后根據(jù)在這個曲子基礎(chǔ)之上，再制作音樂噴泉。有了曲子，然后計算機人員會根據(jù)3D動畫，制作出音樂噴泉的模型。
這里的模型制作可不簡單，計算機人員要進行反復(fù)調(diào)試，并且還要讓動畫體現(xiàn)音樂情感才行。
在動畫制作完畢之后，再通過動畫顯示的來控制程序，使得變頻機、燈光與噴頭的運動與樂曲達到同步，并且呈現(xiàn)出來的效果和3D動畫基本一致才行。
后一步就是經(jīng)過長期的調(diào)試匹配，上演一場輝煌浪漫的音樂噴泉表演秀。
自動控制技術(shù)是音樂噴泉中關(guān)鍵的技術(shù)，其主要特點表現(xiàn)在以下幾個方面：
一、高水平的音樂信號處理系統(tǒng)
利用中科院自動化所在語言識別方面的國際技術(shù)，研制了音樂信號32位計算機處理系統(tǒng)（M UCS ），將音樂信號進行頻譜分析和延時處理，提取音樂信號中適合噴泉控制的有效成分送給主控機，并能將音樂信號任意延時，使噴泉和音樂同步。
二、集中分散式控制系統(tǒng)
本噴泉由主控機直接控制，主控機具有如下特征：
1．音樂信號采集功能，按頻率特征抽取有效成分。
2．對噴泉設(shè)備進行故障診斷，可以對主機運行狀態(tài)、漏電及驅(qū)動柜工作狀態(tài)進行診斷。
3．中文菜單式操作系統(tǒng)，使操作者能夠在短時間內(nèi)學(xué)會操作，具有音樂噴泉的各種動態(tài)造型和花樣變化顯示功能，使操作人員通過計算機屏幕就能觀察到噴泉的各種變化，極大地方便了音樂噴泉的配曲和操作人員使用。
4．開放式結(jié)構(gòu)，人機界面友好，通訊接口及編程技巧對用戶開放，只需通過鼠標的兩個鍵即可完成音樂噴泉的配曲，這樣就容易使音樂噴泉配曲庫不斷豐富，總給人耳目一新的感覺。
5．對音樂噴泉的直接控制，直接驅(qū)動泵、變頻器或伺服器。
6．搖擺電機的搖擺速度及方向控制，控制量1024或更多。噴泉控制器采用了MUCS系統(tǒng)，能夠與任何音源相接（CD機、錄音機、現(xiàn)場演出等），在保證音樂信號不失真的情況下，使音樂與噴泉完全同步。
三、及可靠性
1．每一路被控制設(shè)備均安裝過電壓、過電流、漏電保護裝置，一旦發(fā)生故障，能夠自動切斷電源，可靠的保護該路噴泉設(shè)備不受損失，保證人身。
2．從工業(yè)控制工程實踐中總結(jié)出一套獨特的接地保護方式，進一步提高性。
3．驅(qū)動器部分大規(guī)模地采用大功率無觸點繼電器，減少了電磁火花干擾，大大減少了主回路的故障，延長了使用壽命。
作為音樂噴泉，不可能在內(nèi)長時間表演，這里因為：耗電量大，第二長時間開啟會使之缺乏新鮮感，尤其在白天無燈光時，效果欠佳。噴泉作為整個廣場的一景，除音樂表演外還需考慮作為固定景點時水型的藝術(shù)效果。固定水型的使用時間是長的。因此，噴泉水型設(shè)計與選擇上除考慮表演音樂時的美感，同時也考慮作為水景時的效果，所以控制上的設(shè)置有不同的功能。
1．手動控制：在白天或夜間音樂表演間歇時，點擊鼠標獨立打開某些水型，形成一組合造型固定不變。節(jié)約用電，平時常用。
2．程序控制：如果您希望有不同的組合造型變化，則可打開程度功能，使水型按設(shè)定的程序變化，出現(xiàn)不同的造型，使人感受不同景色的美妙。
3．實時聲控：為目前國內(nèi)絕大多數(shù)公司普遍采用的一種控制方式，它的特點是可響應(yīng)任何音源信號，現(xiàn)場演奏卡拉OK等，但此種控制方式有一些缺點。
首先，水型動作要比音樂滯后，使人感覺噴泉動作與音樂不協(xié)調(diào)。其次，水型的出現(xiàn)組合與出現(xiàn)時間長短，為固定重復(fù)的而且不論任何曲目，所以會出現(xiàn)表演水型與音樂所表達的情感不一致。如激昂的樂符，可能出現(xiàn)擺動水型，而輕柔旋律時，又出現(xiàn)高大的水體，使人聽覺感受與視覺感受不一致。第三，樂曲的情感段落與水型變化時間不符，而且千篇一律。
4．預(yù)編控制方式：是根據(jù)某一首樂曲的情感與意境，人工編制各種水型、動作、燈光、水泵的開啟和關(guān)閉，使噴泉的表演與音樂的情感和意境相吻合。此功能在控制技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)方面有一定的綜合難度。
【音樂噴泉設(shè)計之橋梁水幕】
橋梁水幕是在我們生活中一個非熟悉常見的景物，尤其是在看電影的時候，經(jīng)常會有這樣的動畫出來，高達的橋上，各種景色，各種水幕，讓整個夜空呈現(xiàn)出不一樣的生機，橋梁水幕鋼纜姥姥地懸掛在橋塔之間，較古老的吊橋有的使用鐵鏈，有的甚至使用繩索而不是鋼纜，可想設(shè)計師真的是匠心獨運啊。
大多的橋梁水幕都是系到橋柱上的，目的是為了支撐整個橋的重量。能降整個橋面的重量平衡到橋柱，讓橋本身不要再承受太多沒有必要的重量，還有很多建筑都是使用這個原理的。這種就似乎在我國清代的時候就發(fā)揮的淋漓盡致了，主要是古代的時候沒有噴泉的映射，此時這種建筑物沒有發(fā)揮出教的作用，但是現(xiàn)在的我們將各種有用的都發(fā)揮的淋漓盡致，從而讓整個城市變得無比的漂亮。
橋梁水幕在當(dāng)今社會都是主流的橋梁工程，橫跨河流兩岸，目前一般的都是采用鋼材或是混凝土等制成的公眾空桁架為衡量，在加上噴泉和百米高噴的作用整個河流更加的燈壁輝煌！
本文的研究針對使用外部聲源的噴泉系統(tǒng)，
在音樂信號的特征識別之前，必須先完成模擬音樂信號的收集。 音樂信號采集大師
為了包括音頻放大和A / D轉(zhuǎn)換兩個過程，河南噴泉公司將在下面分別分析。
音頻放大電路的設(shè)計
外部音頻源信號的幅度通常很弱，因此原始信號必須先放大，然后才能發(fā)送到A / D轉(zhuǎn)換器。本文選擇LM386芯片來設(shè)計音頻放大器電路。 LM386是美國國家半導(dǎo)體公司（NS）推出的功率放大器集成電路系列之一。 LM386具有功耗低，工作電壓范圍寬和外圍元件少的特點。在電子設(shè)備的音頻放大器電路的設(shè)計中非常有用。它廣泛地使用10個晶體管構(gòu)成輸入級，電壓增益和電流驅(qū)動級。其中，T1?T6構(gòu)成一個PNP型復(fù)合差分放大器，T5和T6是鏡像恒流源，它們充當(dāng)T3和T4的有源負載，因此輸入級具有穩(wěn)定的增益。電壓增益級由連接到公共發(fā)射極狀態(tài)的T7承擔(dān)，其負載也使用恒定電流源。整個集成放大器的開環(huán)增益主要由這一階段決定。 T8和T9組合成一個PNP管，T10一起形成互補的對稱發(fā)射極輸出電路，以向負載提供足夠的電流。 D1和D2提供T8，T9和T10所需的偏置，因此后一級在A和B類狀態(tài)下偏置。 R5?R7形成內(nèi)部反饋回路。從圖3.2.1可以看出，LM386采用雙排8引腳封裝結(jié)構(gòu)。其工作電壓范圍為4?12V，靜態(tài)電流為4mA，輸出功率為660mW，電壓增益為46dB，增益帶寬為300kHz，諧波失真為0.2。 ％。
采樣是指使用較高頻率的開關(guān)脈沖對模擬信號進行采樣，并提取脈沖的到達時間
對應(yīng)于模擬信號的幅度，從而可以獲得一系列幅度變化的離散脈沖。 使用這些
離散脈沖序列會及時替換原始連續(xù)信號，也就是說，模擬信號會及時離散。
單芯片計算機必須收集音樂信號，并相應(yīng)地調(diào)整I / O端口的輸出，以控制水泵和七彩燈。 主芯片是AT89C51微控制器。 AT89C51微控制器是一款低功耗，高性能51核CMOS 8位微控制器。 該芯片包含一個8K空間的Flash只讀存儲器，可以重復(fù)擦除1000次，并具有256字節(jié)的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個I / O端口，一個看門狗定時器，三個16位可編程定時器， 具有ISP功能，可以滿足設(shè)計要求。 簡單易用，價格非常低廉。 因此，系統(tǒng)的主控制器采用該方案。