基于展品管理的中央控制系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用

蔡隆良　黎　堅

[摘要]中央控制系統(tǒng)是指通過計算機和中央控制系統(tǒng)軟件控制投影機、展示臺、影碟機、錄像機、計算機及燈光照明等設(shè)備，也可將幾個獨立的中央控制系統(tǒng)相互連接起來，成為網(wǎng)絡(luò)化的中央控制系統(tǒng)，實現(xiàn)資源共享和相互監(jiān)控。結(jié)合東莞科技館展品布展實例來簡要介紹如何設(shè)計和利用中央控制系統(tǒng)來集中管理科技館展品。

[關(guān)鍵詞]展品管理 中央控制 設(shè)計 應(yīng)用

中圖分類號：TP2文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2009）0110090-01

由于目前全國各大公共場館，尤其是科普場館，展品設(shè)備數(shù)量繁多，多種設(shè)備的使用必定帶來繁雜的設(shè)備操作。中央控制系統(tǒng)首先應(yīng)當是一個實用的控制系統(tǒng)，用于對館內(nèi)其它展品實施有效控制；同時，其本身又作為一項展品，對觀眾開放，以展示現(xiàn)代遠程自動控制的概念、原理和效果。

一、設(shè)計展示

展品設(shè)備的電源開關(guān)控制。對所有需要控制的展品設(shè)備都能進行獨立的電源控制。對非電腦類的展品只進行簡單的電源開關(guān)控制。對電腦類展品的控制，需要考慮電腦的正常開機和關(guān)機。電腦開機的處理流程如圖1所示，電腦關(guān)機的處理流程如圖2所示。

展品中計算機演示程序的運行控制。對于采用計算機程序進行演示的展品，除了控制其工作電源外，還能夠?qū)崿F(xiàn)：1.控制演示程序的啟動運行；2.強制關(guān)閉演示程序；3.關(guān)閉操作系統(tǒng)；4.當關(guān)閉操作系統(tǒng)失效時強制電腦關(guān)機。投影儀的演示過程控制。具體實現(xiàn)：1.投影機開機流程（如圖3所示）；2.投影機關(guān)機流程（如圖4所示）；3.由控制中心到輸出所連接投影機的視頻源的選擇播放。電視墻播放演示的操作控制。對于通過電視墻播放演示資料，既要控制設(shè)備的電源還要控制其演示過程，能夠自由選擇控制48臺電視播放相同的或不同的內(nèi)容。由控制中心到輸出所連接電視機的視頻源的選擇播放。計算機安全防護。構(gòu)建有效機制，使系統(tǒng)軟件本身具備防止電腦病毒侵入與傳播的能力。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及設(shè)計

中央控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，采用分布式集散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。其中心思想是，集中管理，分散控制。根據(jù)用戶對系統(tǒng)功能的實際需求，我們將中央控制系統(tǒng)劃分為4個相對獨立的功能子系統(tǒng)。系統(tǒng)的功能構(gòu)成如圖5所示。

綜合考慮可靠性、可維護性、設(shè)計時間及成本費用等因素，我們將采用PC機加單片機的集散型控制模式系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)以一臺PC機為系統(tǒng)中心控制機，通過RS-484總線連接各展區(qū)的控制器，該控制器以單片機為核心通過控制可控硅、繼電器和紅外線發(fā)生器等，分別實現(xiàn)對各個展品設(shè)備的電源控制和工作流程的控制，并實時地將展品的工作狀態(tài)反饋到中心計算機。中心控制室配置一個用雙色LED管構(gòu)成的模擬顯示屏幕，能夠?qū)崟r、直觀和全面地反映各展品的工作狀態(tài)或控制狀態(tài)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖6所示。其中，中心控制機與模擬顯示屏之間采用RS-232通訊，也可以用RS-485方式通過集線器通信；模擬顯示屏自己定制；中心控制機與各個多路控制器之間通過集線器實現(xiàn)雙向通信；集線器與PC機之間采用RS-232方式通信，其實現(xiàn)RS-232信號和RS-485信號的轉(zhuǎn)換，對外僅進行接口的擴展和驅(qū)動。

三、主要硬件設(shè)備

1．中心控制PC：用于控制多路控制器、終端控制器和展品，以及LED顯示屏。

2．視頻監(jiān)視PC：視頻監(jiān)視PC屬于另外的視頻監(jiān)視系統(tǒng)使用，在此僅需留意其在控制臺中的安裝位置與接線。

3．多路控制器：多路控制器是具體控制展品設(shè)備的核心設(shè)備，主要包括單片機、控制模塊、通訊模塊、電源模塊、控制和外殼等部分。根據(jù)控制的需要，控制功能需包括電源控制、投影機紅外線控制仿真及電腦開機信號驅(qū)動。3種功能組合為一路，可獨立控制；每臺多路控制器具備8路。由于市場上尚無相應(yīng)適用的同樣設(shè)備，故需自行設(shè)計制造。

4．48路視頻播放機：由1臺工控機集成3個16路視頻播放模塊，再配之以3臺16路MPEG-1解碼器構(gòu)成。該播放機放置于電視墻后，在中央控制室的操控下，直接輸出48路視/音頻到48臺電視機進行播放。所播放的內(nèi)容可以相同也可以不同。

5．16路視頻播放機：由1臺工控機集成1個16路視頻播放模塊，再配之以1臺16路MPEG-1解碼器構(gòu)成。該播放機放置于中央控制室，用于實現(xiàn)分別輸出7路視/音頻到3臺投影機和4臺電視機進行播放，而剩余的9路視/音頻播放容量，也便于應(yīng)用擴展。該播放機還可同時兼作中央播放控制管理機。

6．模擬顯示屏：通過在中心控制室設(shè)置一個模擬顯示屏，用于顯示各展區(qū)展品設(shè)備的工作或控制狀態(tài)。每個需標示的展品對應(yīng)1個LED燈單元（1個雙色燈或2個單色燈組合）來表示，通過控制LED燈單元處于“綠燈穩(wěn)亮”、“紅燈穩(wěn)亮”、“紅燈閃爍”，對應(yīng)表示關(guān)聯(lián)展品的“未工作”、“工作正?！?、“工作故障”三種狀態(tài)。

四、結(jié)束語

中央控制系統(tǒng)一般應(yīng)用在多媒體會議室、電化教室、監(jiān)控及指揮中心，新聞發(fā)布室等環(huán)境控制。創(chuàng)造性地將中央控制系統(tǒng)首次成功應(yīng)用到科普場館，目前在國內(nèi)尚屬首次。該系統(tǒng)在我館已正常運行達三年之久，事實說明，應(yīng)用中央控制系統(tǒng)管理繁雜眾多的科技館展品等設(shè)備是成功的，它幫助我們極大地提高了工作效率和工作質(zhì)量。同時，本人也認為該系統(tǒng)對相似行業(yè)或場館設(shè)施的科學管理都具有一定的借鑒意義。