人类对于水的利用方式千变万化，而喷泉的利用，则满足了人类对于美感的追求，特别是音乐喷泉。首先咱们来说一下音乐喷泉的原理到底是什么。
关于音乐喷泉的定义，我们用四句话来形容，通过千变万化的喷泉造型，再加上五颜六色的采光照明，反映音乐内涵和主题，带给人情感的享受。
所以音乐喷泉的水柱大小以及频次的变化，是对于乐曲的充分反映。
因此音乐喷泉的制作需要有两个系统，一个是程序控制喷泉，一个是音乐控制系统。
步，计算机要对音频以及MIDI信号进行识别，接着进行编码以及译码，后将信号输出到控制系统，这样一来，就能够达到喷泉造型与灯光的变化和音乐保持同步，让喷泉表演富有内涵以及水的艺术感。甚至于人们在观看音乐喷泉表演时，用户还能够在编辑界面编写自己喜爱的音乐程序，营造一场属于自己心目中的梦幻喷泉。
这里有朋友要问了，你上面的解释也太笼统了，具体是个什么过程呢？
如果我们将目光缩小来看的话，能够看到这么一个过程，音频信号先转化成电频信号，电频信号又通过变频器对水泵进行控制，水泵的压力不一样，喷泉呈现出来的效果也不一样。那么水泵的压力是什么决定的呢？
变频器。变频器能够控制电机的转速，对其频率进行改变从而改变水泵的压力。
所以到这里，咱们应该知道音乐喷泉到底是个什么原理了吧？说白了原理咱们来说一下音乐喷泉到底该怎么制作。
步找曲子。音乐喷泉前期关键的一步，就是你要找到一首好的曲子，然后根据在这个曲子基础之上，再制作音乐喷泉。有了曲子，然后计算机人员会根据3D动画，制作出音乐喷泉的模型。
这里的模型制作可不简单，计算机人员要进行反复调试，并且还要让动画体现音乐情感才行。
在动画制作完毕之后，再通过动画显示的来控制程序，使得变频机、灯光与喷头的运动与乐曲达到同步，并且呈现出来的效果和3D动画基本一致才行。
后一步就是经过长期的调试匹配，上演一场辉煌浪漫的音乐喷泉表演秀。
自动控制技术是音乐喷泉中关键的技术，其主要特点表现在以下几个方面：
一、高水平的音乐信号处理系统
利用中科院自动化所在语言识别方面的国际技术，研制了音乐信号32位计算机处理系统（M UCS ），将音乐信号进行频谱分析和延时处理，提取音乐信号中适合喷泉控制的有效成分送给主控机，并能将音乐信号任意延时，使喷泉和音乐同步。
二、集中分散式控制系统
本喷泉由主控机直接控制，主控机具有如下特征：
1．音乐信号采集功能，按频率特征抽取有效成分。
2．对喷泉设备进行故障诊断，可以对主机运行状态、漏电及驱动柜工作状态进行诊断。
3．中文菜单式操作系统，使操作者能够在短时间内学会操作，具有音乐喷泉的各种动态造型和花样变化显示功能，使操作人员通过计算机屏幕就能观察到喷泉的各种变化，极大地方便了音乐喷泉的配曲和操作人员使用。
4．开放式结构，人机界面友好，通讯接口及编程技巧对用户开放，只需通过鼠标的两个键即可完成音乐喷泉的配曲，这样就容易使音乐喷泉配曲库不断丰富，总给人耳目一新的感觉。
5．对音乐喷泉的直接控制，直接驱动泵、变频器或伺服器。
6．摇摆电机的摇摆速度及方向控制，控制量1024或更多。喷泉控制器采用了MUCS系统，能够与任何音源相接（CD机、录音机、现场演出等），在保证音乐信号不失真的情况下，使音乐与喷泉完全同步。
三、及可靠性
1．每一路被控制设备均安装过电压、过电流、漏电保护装置，一旦发生故障，能够自动切断电源，可靠的保护该路喷泉设备不受损失，保证人身。
2．从工业控制工程实践中总结出一套独特的接地保护方式，进一步提高性。
3．驱动器部分大规模地采用大功率无触点继电器，减少了电磁火花干扰，大大减少了主回路的故障，延长了使用寿命。
作为音乐喷泉，不可能在内长时间表演，这里因为：耗电量大，第二长时间开启会使之缺乏新鲜感，尤其在白天无灯光时，效果欠佳。喷泉作为整个广场的一景，除音乐表演外还需考虑作为固定景点时水型的艺术效果。固定水型的使用时间是长的。因此，喷泉水型设计与选择上除考虑表演音乐时的美感，同时也考虑作为水景时的效果，所以控制上的设置有不同的功能。
1．手动控制：在白天或夜间音乐表演间歇时，点击鼠标独立打开某些水型，形成一组合造型固定不变。节约用电，平时常用。
2．程序控制：如果您希望有不同的组合造型变化，则可打开程度功能，使水型按设定的程序变化，出现不同的造型，使人感受不同景色的美妙。
3．实时声控：为目前国内绝大多数公司普遍采用的一种控制方式，它的特点是可响应任何音源信号，现场演奏卡拉OK等，但此种控制方式有一些缺点。
首先，水型动作要比音乐滞后，使人感觉喷泉动作与音乐不协调。其次，水型的出现组合与出现时间长短，为固定重复的而且不论任何曲目，所以会出现表演水型与音乐所表达的情感不一致。如激昂的乐符，可能出现摆动水型，而轻柔旋律时，又出现高大的水体，使人听觉感受与视觉感受不一致。第三，乐曲的情感段落与水型变化时间不符，而且千篇一律。
4．预编控制方式：是根据某一首乐曲的情感与意境，人工编制各种水型、动作、灯光、水泵的开启和关闭，使喷泉的表演与音乐的情感和意境相吻合。此功能在控制技术、计算机技术、通讯技术方面有一定的综合难度。
【音乐喷泉设计之桥梁水幕】
桥梁水幕是在我们生活中一个非熟悉常见的景物，尤其是在看电影的时候，经常会有这样的动画出来，高达的桥上，各种景色，各种水幕，让整个夜空呈现出不一样的生机，桥梁水幕钢缆姥姥地悬挂在桥塔之间，较古老的吊桥有的使用铁链，有的甚至使用绳索而不是钢缆，可想设计师真的是匠心独运啊。
大多的桥梁水幕都是系到桥柱上的，目的是为了支撑整个桥的重量。能降整个桥面的重量平衡到桥柱，让桥本身不要再承受太多没有必要的重量，还有很多建筑都是使用这个原理的。这种就似乎在我国清代的时候就发挥的淋漓尽致了，主要是古代的时候没有喷泉的映射，此时这种建筑物没有发挥出教的作用，但是现在的我们将各种有用的都发挥的淋漓尽致，从而让整个城市变得无比的漂亮。
桥梁水幕在当今社会都是主流的桥梁工程，横跨河流两岸，目前一般的都是采用钢材或是混凝土等制成的公众空桁架为衡量，在加上喷泉和百米高喷的作用整个河流更加的灯壁辉煌！
本文的研究针对使用外部声源的喷泉系统，
在音乐信号的特征识别之前，必须先完成模拟音乐信号的收集。 音乐信号采集大师
为了包括音频放大和A / D转换两个过程，河南喷泉公司将在下面分别分析。
音频放大电路的设计
外部音频源信号的幅度通常很弱，因此原始信号必须先放大，然后才能发送到A / D转换器。本文选择LM386芯片来设计音频放大器电路。 LM386是美国国家半导体公司（NS）推出的功率放大器集成电路系列之一。 LM386具有功耗低，工作电压范围宽和外围元件少的特点。在电子设备的音频放大器电路的设计中非常有用。它广泛地使用10个晶体管构成输入级，电压增益和电流驱动级。其中，T1?T6构成一个PNP型复合差分放大器，T5和T6是镜像恒流源，它们充当T3和T4的有源负载，因此输入级具有稳定的增益。电压增益级由连接到公共发射极状态的T7承担，其负载也使用恒定电流源。整个集成放大器的开环增益主要由这一阶段决定。 T8和T9组合成一个PNP管，T10一起形成互补的对称发射极输出电路，以向负载提供足够的电流。 D1和D2提供T8，T9和T10所需的偏置，因此后一级在A和B类状态下偏置。 R5?R7形成内部反馈回路。从图3.2.1可以看出，LM386采用双排8引脚封装结构。其工作电压范围为4?12V，静态电流为4mA，输出功率为660mW，电压增益为46dB，增益带宽为300kHz，谐波失真为0.2。 ％。
采样是指使用较高频率的开关脉冲对模拟信号进行采样，并提取脉冲的到达时间
对应于模拟信号的幅度，从而可以获得一系列幅度变化的离散脉冲。 使用这些
离散脉冲序列会及时替换原始连续信号，也就是说，模拟信号会及时离散。
单芯片计算机必须收集音乐信号，并相应地调整I / O端口的输出，以控制水泵和七彩灯。 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。 该芯片包含一个8K空间的Flash只读存储器，可以重复擦除1000次，并具有256字节的随机存取数据存储器（RAM），32个I / O端口，一个看门狗定时器，三个16位可编程定时器， 具有ISP功能，可以满足设计要求。 简单易用，价格非常低廉。 因此，系统的主控制器采用该方案。
