多功能廳智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘 ?要：本文介紹了多功能廳智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)了各部分的具體設(shè)備。通過對(duì)硬件和軟件的設(shè)計(jì)進(jìn)行說明，介紹了各部分的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。本文還重點(diǎn)介紹了中央控制主機(jī)控制系統(tǒng)，以及控制系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)，并對(duì)控制設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的描述。

關(guān)鍵詞：多功能廳;智能控制;一鍵操控

中圖分類號(hào)：TP311.52;TP273.5 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）05-0040-03

Abstract：This paper introduces the design principle of intelligent control system for multi-function hall，and designs the specific equipment of each part. Through explaining the design of hardware and software，the design points of each part are introduced. This paper also focuses on the central control host control system，introduces the control design of the control system，and describes the control design in detail.

Keywords：multi-function hall;intelligent control;one-key control

0 ?引 ?言

多功能廳承擔(dān)臺(tái)站會(huì)議、報(bào)告、演出、視頻會(huì)議等功能。多功能廳需要運(yùn)用燈光、視音頻等技術(shù)，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)對(duì)操作人員有較高的專業(yè)要求。以往每次使用時(shí)都需要維護(hù)部門提供專業(yè)人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作，不是很便捷。多功能廳智能控制系統(tǒng)的建設(shè)可以讓使用人員通過移動(dòng)終端中的一個(gè)軟件控制多功能廳的視頻、音頻、燈光等設(shè)備，以滿足使用需要。多功能廳智能控制系統(tǒng)的建設(shè)簡(jiǎn)化了復(fù)雜的操作，大大提高了多功能廳的便利性，有效解決了對(duì)專業(yè)人員的依賴，大大提高了工作效率，減輕了臺(tái)站人員的工作壓力。

1 ?多功能廳智能控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)介

多功能廳智能控制系統(tǒng)建設(shè)的重點(diǎn)是簡(jiǎn)化系統(tǒng)的操作，使系統(tǒng)能夠一鍵操控，增加系統(tǒng)的使用便捷性。這要求系統(tǒng)的功能全面，使用簡(jiǎn)便。系統(tǒng)通過以太網(wǎng)、串口、紅外通訊等通訊技術(shù)把多功能廳的音響、燈光、影像等設(shè)備編程至中央控制主機(jī)控制程序進(jìn)行集中控制。

系統(tǒng)根據(jù)多功能廳的使用需求，以中央控制主機(jī)控制程序?yàn)榛A(chǔ)編寫移動(dòng)終端操作程序。通過移動(dòng)終端的操作程序控制系統(tǒng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光、影音系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)設(shè)及調(diào)整。使用人員只需用手輕觸移動(dòng)終端上的軟件中文操作界面，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)幫助實(shí)現(xiàn)所需功能。

2 ?多功能廳智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

多功能廳智能控制系統(tǒng)由中央控制系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)、信號(hào)傳輸與切換系統(tǒng)和燈光控制系統(tǒng)組成。各系統(tǒng)由相應(yīng)的設(shè)備通過不同的線路連接組成，如圖1所示。

2.1 ?中央控制系統(tǒng)

中央控制系統(tǒng)由中央控制主機(jī)、串行分配器、電源管理器和移動(dòng)終端組成。中央控制系統(tǒng)作為多功能廳智能控制系統(tǒng)的核心部分，承擔(dān)各子功能的集中運(yùn)行功能，也是各子功能實(shí)現(xiàn)具體動(dòng)作的指揮控制中心。中央控制系統(tǒng)是一個(gè)先進(jìn)的集成控制系統(tǒng)，它可以連接不同的制造商或型號(hào)的設(shè)備、不同性能的硬件以及環(huán)境設(shè)備。

中央控制主機(jī)（WT-Ncc mini）提供4種網(wǎng)絡(luò)類型（CAN、RF、Ethernet、Wi-Fi）;支持8個(gè)具有可定制協(xié)議的串行端口，可根據(jù)需要配置成RS232、RS485和DMX512協(xié)議;支持第一和第五通道的24伏電源輸出;支持8個(gè)可定制IO輸入、輸出和紅外輸出，支持全波段載波的紅外調(diào)制信號(hào)傳輸，支持兩個(gè)通道帶供電CAN總線信號(hào)管理，管理終端最大可達(dá)到110個(gè);8個(gè)觸點(diǎn)，每個(gè)可支持30V/1A直流，125V/0.5A交流負(fù)載。采用先進(jìn)可靠的集成技術(shù)，可以提供高速準(zhǔn)確的集中式云控制環(huán)境。開放+模塊化的用戶編程界面可以輕松完成各種復(fù)雜的控制接口編程。

8路串行端口分配器（WT-COM8）支持1路RS232串行端口輸入和8路RS232串行端口輸出。當(dāng)控制設(shè)備較多，且中央控制主機(jī)的串行口不足時(shí)，設(shè)計(jì)用于串行口擴(kuò)展。

8路電源管理器（WT-Relay8）是一種專用于控制系統(tǒng)的可編程開關(guān)模塊。它可以控制應(yīng)用設(shè)備和場(chǎng)地所需的電源和環(huán)境照明等開關(guān)變量。通過與中央控制系統(tǒng)連接，可以及時(shí)、延時(shí)地關(guān)閉外圍設(shè)備，對(duì)設(shè)備的管理和保護(hù)起到一定的作用。允許強(qiáng)電以及弱電方式輸入輸出，單回路最大負(fù)荷4400W，設(shè)計(jì)滿足供電及環(huán)境開關(guān)的要求。本設(shè)計(jì)采用優(yōu)質(zhì)帶線圈繼電器模塊抑制直流電路。電路的壽命超過100000個(gè)周期。

2.2 ?視頻信號(hào)傳輸切換與顯示系統(tǒng)

視頻信號(hào)傳輸切換與顯示系統(tǒng)由幕布、投影儀、計(jì)算機(jī)、VGA矩陣、AV矩陣等組成。信號(hào)傳輸與切換由一臺(tái)8*8VGA矩陣切換器和一臺(tái)8*8AV矩陣切換器完成。矩陣設(shè)備具有RS-232控制接口，由中央控制系統(tǒng)控制，完成信號(hào)切換。

視頻輸入信號(hào)包括攝像機(jī)視頻信號(hào)、筆記本/電腦視頻信號(hào)，輸出信號(hào)包括投影儀和電視信號(hào)。所有音頻和視頻信號(hào)都通過矩陣進(jìn)行切換和調(diào)度。

2.3 ?音頻系統(tǒng)

音頻系統(tǒng)由音頻采集設(shè)備（無線麥克、有線麥克）、數(shù)字音頻處理器、功放、音箱等組成。數(shù)字音頻處理器（SOLON 32A）是音頻系統(tǒng)的核心，設(shè)置音頻處理器對(duì)多功能廳中的所有音頻信號(hào)進(jìn)行采集、管理和調(diào)度。音頻處理器對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的效果處理和技術(shù)處理，然后再輸送出去。集中管理多功能廳中的所有話筒、麥克風(fēng)、計(jì)算機(jī)等音頻信號(hào)源。

2.4 ?燈光控制系統(tǒng)

燈光控制系統(tǒng)由硅箱和舞臺(tái)燈具組成。燈光控制舍棄原來的手動(dòng)控制臺(tái)，通過中央控制系統(tǒng)控制硅箱達(dá)到舞臺(tái)燈光效果。

多功能廳智能控制系統(tǒng)的建設(shè)是在原多功能廳系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改建，充分利用原多功能廳設(shè)備，只是增加了中央控制系統(tǒng)設(shè)備和數(shù)字音頻處理器，既提高了資源利用率，也節(jié)約了成本。

3 ?中央控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中央控制系統(tǒng)是多功能廳智能控制系統(tǒng)的靈魂。它集燈光、機(jī)械、投影和視聽控制為一體，為用戶提供了一個(gè)簡(jiǎn)單、直接的控制界面，用戶可以很容易地掌握設(shè)備在整個(gè)空間環(huán)境中的狀態(tài)和功能。

中央控制系統(tǒng)由移動(dòng)終端完成操作，移動(dòng)終端通過Wi-Fi與中央控制主機(jī)連接。使用人員通過操作移動(dòng)終端實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的設(shè)備。

3.1 ?中控主機(jī)程序設(shè)計(jì)

中央控制主機(jī)通過各種控制接口與各個(gè)設(shè)備連接，如圖2所示。根據(jù)各個(gè)連接設(shè)備的功能編寫運(yùn)行控制程序于中央控制主機(jī)。完成程序設(shè)計(jì)的中央控制主機(jī)具有以下控制功能;

（1）通過RS232口對(duì)AV矩陣、VGA矩陣及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行控制，完成視頻信號(hào)、音頻信號(hào)的切換及信號(hào)通路的調(diào)整;

（2）通過RS232口控制攝像機(jī)和投影機(jī)的操作，完成投影機(jī)的打開和關(guān)閉及選擇輸入信號(hào)源，控制攝像機(jī)左右移、上下移、變焦、聚焦等;

（3）通過RS232端口控制數(shù)字音頻處理器，完成各通道音量調(diào)節(jié);

（4）通過RS232端口控制數(shù)字硅箱，完成舞臺(tái)燈光的明暗調(diào)節(jié);

（5）通過CAN口控制電源管理器，為坐席燈、投影幕布、攝像機(jī)、投影機(jī)、數(shù)字硅箱等設(shè)備供電;

（6）通過IR紅外端口模擬各種設(shè)備的遙控操作，如打開和關(guān)閉電視、選擇電視的輸入信號(hào)源、控制DVD播放機(jī)播放和停止播放等。

3.2 ?移動(dòng)終端操作程序設(shè)計(jì)

移動(dòng)終端操作程序以人性化的設(shè)計(jì)理念為出發(fā)點(diǎn)，根據(jù)多功能廳的使用情況在環(huán)境控制、燈光調(diào)節(jié)、燈光模式、信號(hào)切換、攝像機(jī)控制、DVD控制這六個(gè)模塊做編程設(shè)計(jì)，控制界面簡(jiǎn)單明了。

（1）環(huán)境控制模塊以日常操作為主，包括開啟和關(guān)閉室內(nèi)照明燈、打開和關(guān)閉電視機(jī)、數(shù)字音頻處理器輸出主音量的調(diào)節(jié)以及音頻系統(tǒng)預(yù)置模式的選擇、開啟和關(guān)閉攝影機(jī)及模式選擇和幕布的升降;

（2）燈光調(diào)節(jié)模塊以舞臺(tái)演出為主，主要是各類舞臺(tái)燈具的燈光調(diào)節(jié)，比如頻閃燈、月光燈、面光燈、側(cè)光燈和三基色等;

（3）燈光模式模塊是功能廳燈光的預(yù)置，適應(yīng)多功能廳的固定需求，比如會(huì)議模式、報(bào)告模式、演出模式等，使用者還可以根據(jù)需求自定義燈光模式;

（4）信號(hào)切換模塊包括VGA信號(hào)的切換和AV信號(hào)的切換，使用者根據(jù)需要選擇輸入和輸出;

（5）攝像機(jī)控制模塊控制攝像機(jī)的調(diào)用及控制攝像機(jī)左右移、上下移、變焦、聚焦等;

（6）DVD控制模塊控制DVD播放機(jī)播放和停止播放，快進(jìn)、快退等。

4 ?系統(tǒng)特點(diǎn)

4.1 ?可編程性

中央控制主機(jī)具有開放式+模塊化的用戶編程界面，可輕易地完成各種復(fù)雜的控制接口編程。根據(jù)設(shè)備功能為中央控制主機(jī)編寫控制程序，完成系統(tǒng)設(shè)備調(diào)整。根據(jù)多功能廳的使用情況為移動(dòng)終端編寫操作程序，還可以根據(jù)多功能廳的固定需求，比如視頻會(huì)議、會(huì)議報(bào)告、舞臺(tái)演出等，編寫連動(dòng)操作程序，只需一個(gè)指令便能完成多個(gè)設(shè)備預(yù)置操作。

4.2 ?一鍵操控

中央控制主機(jī)已根據(jù)需求編寫了相應(yīng)的控制程序，此控制程序安裝在移動(dòng)終端，使用人員只需通過移動(dòng)終端操控控制程序就可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，比如系統(tǒng)已編寫一些場(chǎng)景，使用人員可根據(jù)場(chǎng)景選擇相應(yīng)的場(chǎng)景模式，相應(yīng)的場(chǎng)景模式已對(duì)燈光、聲音、視頻做好設(shè)置，使用人員無需重新調(diào)整。

4.3 ?應(yīng)急操控性

當(dāng)中央控制主機(jī)故障或者移動(dòng)終端無法控制中央控制主機(jī)時(shí)，可以手動(dòng)控制8路電源管理器對(duì)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行供電，實(shí)現(xiàn)基本功能，比如投影儀、攝像頭、硅箱的供電、幕布的升降、燈光的開啟，以及手動(dòng)控制VGA矩陣、AV矩陣對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行切換，并通過數(shù)字音頻處理器PC端軟件對(duì)聲音進(jìn)行調(diào)節(jié)。這些基本操作可以使系統(tǒng)在擺脫中央控制系統(tǒng)的情況下維持基本運(yùn)行。

5 ?結(jié) ?論

多功能廳控制系統(tǒng)的應(yīng)用簡(jiǎn)化了多功能廳設(shè)備的使用操作，滿足了臺(tái)站人員對(duì)多功能廳的使用需求，有效解決了對(duì)專業(yè)人員的依賴，大大提高工作了效率，減輕了臺(tái)站人員壓力。

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作者簡(jiǎn)介：趙利廣（1988.07-），男，河北靈壽人，漢族，助理工程師，本科，研究方向：信息化。