基于展品管理的中央控制系統(tǒng)設計及應用

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)絡化的中央控制系統(tǒng)，實現(xiàn)資源共享和相互監(jiān)控。結合東莞科技館展品布展實例來簡要介紹如何設計和利用中央控制系統(tǒng)來集中管理科技館展品。

[關鍵詞]展品管理 中央控制 設計 應用

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，展品設備數(shù)量繁多，多種設備的使用必定帶來繁雜的設備操作。中央控制系統(tǒng)首先應當是一個實用的控制系統(tǒng)，用于對館內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、設計展示

展品設備的電源開關控制。對所有需要控制的展品設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控制。對電腦類展品的控制，需要考慮電腦的正常開機和關機。電腦開機的處理流程如圖1所示，電腦關機的處理流程如圖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，還能夠實現(xiàn)：1.控制演示程序的啟動運行；2.強制關閉演示程序；3.關閉操作系統(tǒng)；4.當關閉操作系統(tǒng)失效時強制電腦關機。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)結構及設計

中央控制系統(tǒng)的體系結構，采用分布式集散控制系統(tǒng)的結構。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)的功能構成如圖5所示。

綜合考慮可靠性、可維護性、設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管構成的模擬顯示屏幕，能夠實時、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)結構如圖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信號的轉換，對外僅進行接口的擴展和驅動。

三、主要硬件設備

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備的核心設備，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適用的同樣設備，故需自行設計制造。

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置一個模擬顯示屏，用于顯示各展區(qū)展品設備的工作或控制狀態(tài)。每個需標示的展品對應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”，對應表示關聯(lián)展品的“未工作”、“工作正常”、“工作故障”三種狀態(tài)。

四、結束語

中央控制系統(tǒng)一般應用在多媒體會議室、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)首次成功應用到科普場館，目前在國內尚屬首次。該系統(tǒng)在我館已正常運行達三年之久，事實說明，應用中央控制系統(tǒng)管理繁雜眾多的科技館展品等設備是成功的，它幫助我們極大地提高了工作效率和工作質量。同時，本人也認為該系統(tǒng)對相似行業(yè)或場館設施的科學管理都具有一定的借鑒意義。