舞臺監(jiān)督虛擬調(diào)度平臺的研究

李 真，南 潔，楊謙逸，王東方

(中國傳媒大學自動化系, 北京 100024 )

舞臺監(jiān)督虛擬調(diào)度平臺的研究

李 真，南 潔，楊謙逸，王東方

(中國傳媒大學自動化系, 北京 100024 )

介紹舞臺監(jiān)督虛擬調(diào)度平臺的實現(xiàn)過程，即通過高度集成的內(nèi)通系統(tǒng)進行人機交互界面，對演出相關(guān)人員進行監(jiān)督調(diào)度。

舞臺監(jiān)督；虛擬調(diào)度平臺；IP網(wǎng)絡(luò)；模塊設(shè)計

1 引言

虛擬調(diào)度平臺是整個內(nèi)通系統(tǒng)的調(diào)度中心，通過數(shù)字矩陣并利用IP網(wǎng)絡(luò)接入內(nèi)通系統(tǒng)中。與傳統(tǒng)的硬件調(diào)度平臺相比，虛擬調(diào)度平臺的建立使得舞臺監(jiān)督更加靈活，擴展性更強。使用虛擬調(diào)度平臺，通過其IP網(wǎng)絡(luò)可以連接到指定的數(shù)字矩陣系統(tǒng)，并在統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)構(gòu)建模塊化、多矩陣舞臺監(jiān)督與調(diào)度內(nèi)部通話系統(tǒng)。

2 舞臺監(jiān)督調(diào)度內(nèi)通系統(tǒng)組成

圖1所示是舞臺監(jiān)督調(diào)度IP網(wǎng)絡(luò)化的內(nèi)通系統(tǒng)架構(gòu)圖，主要包括有線通話部分、無線通話部分、調(diào)度中心部分以及公共廣播部分。其中，有線、無線通話部分的主要設(shè)備是有線、無線基站和耳機；IP廣播系統(tǒng)包括數(shù)字功放等設(shè)備；中間設(shè)備主要有交換機和內(nèi)通矩陣[1]。系統(tǒng)的核心是最大支持32端口的數(shù)字矩陣，該矩陣最多可以實現(xiàn)對32個通路的路由分配，多臺矩陣可采用同軸電纜或光纖進行級聯(lián)擴展，支持選裝VoIP卡和IP連接功能。各部分的終端最終都通過網(wǎng)線連接在交換機上，以IP包的形式進行信息交換[2]，實現(xiàn)組間互通功能。從圖1中可以看出，調(diào)度中心選用了開發(fā)的虛擬調(diào)度平臺，它可安裝于劇院的調(diào)度計算機，與加裝有ROVN-C（網(wǎng)絡(luò)接口卡）的矩陣通過IP相連。它主要有兩個功能，一是顯示各個通道名稱以及配置信息，二是實現(xiàn)與有線、無線通話系統(tǒng)的控制功能。

3 舞臺監(jiān)督虛擬調(diào)度平臺軟件設(shè)計流程

舞臺監(jiān)督虛擬調(diào)度平臺軟件設(shè)計流程如圖2所示。

舞臺監(jiān)督虛擬調(diào)度平臺軟件設(shè)計流程如下：

（1）初始化對話框，根據(jù)分辨率調(diào)整對話框和控件的大小，關(guān)聯(lián)對話框控件圖片，在軟件上繪制相應的控件；

（2）加載配置文件，進入用戶界面，開始進行與RVON-C的連接，同時與控件關(guān)聯(lián)的圖片被點亮。

圖1 舞臺監(jiān)督調(diào)度內(nèi)通系統(tǒng)架構(gòu)圖

（3）聯(lián)機成功后，界面上顯示出各個通道的名稱，并進入心跳保持狀態(tài)且等待用戶進行操作。

當用戶有操作時，首先根據(jù)通信協(xié)議判斷用戶的操作命令是否為語音控制命令，如果是的話，再判斷是否為說話命令，如果是說話命令則打開聲卡，從聲卡讀取聲音數(shù)據(jù)，向RVON-C發(fā)送語音數(shù)據(jù)包，設(shè)備進行播放。

如果不是說話命令，則直接接收語音數(shù)據(jù)包，傳到聲卡，由聲卡進行播放。這部分主要是由設(shè)備通訊，聲卡控制模塊進行控制。

如果不是語音控制命令，則生成數(shù)據(jù)包，發(fā)送至RVON-C，同時判斷是否有回應，如果有回應，則接收并解析數(shù)據(jù)包，然后界面根據(jù)解析后的結(jié)果進行相應的變化；如果沒有回應，則不進行操作，進入等待用戶進行操作狀態(tài)。

4 虛擬調(diào)度平臺軟件模塊設(shè)計

軟件的開發(fā)環(huán)境為VS2010，編程語言 為C/C++[3]。軟件設(shè)計主要 分為5個模塊，即用戶交互模塊、設(shè)備聯(lián)機模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)解析模塊、聲卡控制模塊。模塊結(jié)構(gòu)如圖3所示。

其中，用戶交互模塊為用戶提供真實性的人機接口，方便用戶向其他模塊下達控制命令；設(shè)備聯(lián)機模塊處理用戶的聯(lián)機請求，建立軟件與RVON-C的連接并保持；數(shù)據(jù)解析模塊用來解析從數(shù)據(jù)傳輸模塊傳送過來的數(shù)據(jù)包，并把解析后的信息傳送到用戶交互模塊，或者把用戶的操作解析成相應的數(shù)據(jù)包，然后傳送到數(shù)據(jù)傳輸模塊；數(shù)據(jù)傳輸模塊用來在RCON-C與軟件之間進行數(shù)據(jù)包的傳輸；聲卡控制模塊把采集到的語音數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)傳輸模塊或者播放從數(shù)據(jù)傳輸模塊傳過來的語音數(shù)據(jù)。

4.1 用戶交互模塊

用戶交互模塊采用MFC作為基礎(chǔ)框架，為了保證軟件的高真實性，為控件定制了對應的圖片，并仿照真實器件進行布局，支持16通道。舞臺監(jiān)督虛擬調(diào)度平臺交互界面如圖4所示。

圖2 平臺軟件設(shè)計流程圖

圖5 菜單結(jié)構(gòu)圖

表1 傳輸規(guī)則

同時為了保持用戶的操作習慣，還設(shè)計了與真實設(shè)備類似的菜單結(jié)構(gòu)，菜單結(jié)構(gòu)如圖5所示。

4.2 設(shè)備聯(lián)機模塊

設(shè)備聯(lián)機模塊采用socket套接字來建立軟件與RVON-C的TCP和UDP連接。由于RVON-C的通訊協(xié)議對建立連接有嚴格的端口和時序要求，因此，該模塊也有對應的時序要求。參照協(xié)議要求建立連接之后，兩者會每隔一段時間進行心跳包的發(fā)送與響應來保持連接。

圖3 虛擬調(diào)度平臺軟件模塊結(jié)構(gòu)圖

圖4 舞臺監(jiān)督虛擬調(diào)度平臺界面

4.3 數(shù)據(jù)傳輸模塊

數(shù)據(jù)傳輸模塊使用socket套接字在軟件與RVON-C的固定端口之間進行數(shù)據(jù)包的傳輸。傳輸規(guī)則如表1所示。

4.4 數(shù)據(jù)解析模塊

按照協(xié)議要求，數(shù)據(jù)解析模塊解析從數(shù)據(jù)傳輸模塊傳送過來的數(shù)據(jù)包，并把解析的結(jié)果傳送到用戶交互模塊；或者數(shù)據(jù)解析模塊解析用戶的操作并按照協(xié)議生成相應的數(shù)據(jù)包，然后傳送到數(shù)據(jù)傳輸模塊。

4.5 聲卡控制模塊

聲卡控制模塊使用WIN API函數(shù)來控制聲卡。利用數(shù)據(jù)解析模塊中解析到的音頻編碼格式、包大小、聲道數(shù)、采樣率等信息設(shè)置聲卡對應的采樣參數(shù)。該模塊采用三緩存機制，保證語音的質(zhì)量，其主要功能是把采集到的語音數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)傳輸模塊，或者播放從數(shù)據(jù)傳輸模塊傳過來的語音數(shù)據(jù)。

5 結(jié)論

舞臺監(jiān)督虛擬調(diào)度平臺通過IP網(wǎng)絡(luò)與硬件設(shè)備和通話矩陣網(wǎng)絡(luò)接口進行連接，實現(xiàn)舞臺內(nèi)通系統(tǒng)的各項功能和參數(shù)設(shè)置。經(jīng)過長期的運行和測試，舞臺監(jiān)督虛擬調(diào)度平臺能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)通系統(tǒng)的通話功能，系統(tǒng)配置功能完善，通話質(zhì)量良好，性能穩(wěn)定，具有很好的推廣應用前景。

文章獲得基金項目“十二五”國家科技支撐計劃重大項目“演出呈現(xiàn)關(guān)鍵支撐技術(shù)研發(fā)與應用示范(項目編號：2012BAH38F00)”的資助。

[1]李真，南潔，趙雪均，楊謙逸．基于IP網(wǎng)絡(luò)化的劇場內(nèi)通系統(tǒng)標準體系研究[J]．中國傳媒大學學報自然科學版，2014（5）, 24-27.

[2]李真，趙雪均，楊謙逸，周亦琛．舞臺調(diào)度內(nèi)通系統(tǒng)IP 網(wǎng)絡(luò)化方法的研究[J]．中國傳媒大學學報自然科學版，2014（1）, 19-22.

[3]盧愛臣，王劍宇，郭偉，魏建宇．基于WinCE自動控制臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J]．微計算機信息，2011（2）:87-88.

（編輯 薛云霞）

Research on Virtual Scheduling Platform of Stages Supervisor System

LI Zhen, NAN Jie, YANG Qian-yi, WANG Dong-fang
(Department of Automation, Communication University of China, Beijing 100024, China)

This paper focuses on the realizations on the virtual scheduling platform of stage supervisor system. The virtual scheduling platform enables the stage manager to realize human-computer interaction through a highly integrated intercom system, which can dispatch the related personnel of the performance.

stage supervisor system; the virtual scheduling platform; IP network; module design

10.3969/j.issn.1674-8239.2015.04.009