應用點對點控制技術，實現中控的遠程、快捷的控制

陳學林

中控是多媒體教室設備中核心設備，它負責控制多媒體教室中其他設備。單機型中控雖然運行穩定、故障低，但不能遠程集中控制；網絡型中控雖然在穩定性、故障差于單機型中控，但可以遠程集中控制。文章在南京大學多媒體教室建設中探索性的采用點對點有線控制技術，既實現了單機型中控遠程集中控制，又實現了網絡型中控遠程快捷、有效控制，同時提高網絡型中控的運行穩定性。

一 中控廣泛的應用

中控是多媒體中央智能控制器的簡稱，中控作用就是通過控制面板或中控遙控器完成對所有連接在中控機器上的負載設備進行控制。因中控的使用，簡化了設備的操作、提高了設備的使用效率、也延長了設備使用年限。中控應用范圍極為廣泛，在學校，幾乎所有多媒體教室、報告廳、會堂都使用了中控。以多媒體教室為例，普遍采用中控對多媒體教學設備進行集中控制，取代了遙控器，如投影機、電動屏幕、音頻放大器電源控制，對投影機投影圖像切換。

中控分為單機型中控、網絡型中控兩種，兩種中控可滿足不同使用對象需求、適用不同使用環境。《多媒體教學環境工程建設規范，第四冊：多媒體智能控制系統技術規范》對兩種中控的定義：單機型控制本地單個多媒體教室的教學設施和環境設施、網絡型通過網絡集中或分布式同時控制多個多媒體教室的教學設施和環境設施……。《多媒體教學環境工程建設規范，第六冊：系統集成技術規范》對兩種中控具體應用對象進行分類：單機型中控電路簡單、運行穩定、適合用于不需要遠程集中控制的多媒體教室，網絡中控適合用于多媒體教室數量較多，要求通過網絡遠程集中管理控制。

二 單機型中控的應用與實現遠程點對點集中控制

十多年前，為滿足多媒體課堂教學需要，在當時網絡條件沒有成熟情況下，南京大學浦口校區選用了單機型中控裝備幾間多媒體教室。實際使用后發現單機型中控運行穩定、無故障，保證了課堂教學正常進行。次年，鼓樓校區教室進行大規模的改造，需要裝備單機型中控，由于單機型中控只能本地控制，無法實現遠程集中控制，給系統設計實施提出難題：大量的多媒體教室建成后，教室設備如何有效地管理，能否集中在一起控制？

1 為了保證課堂教學過程順利進行，要求教學設備運行正常、穩定

中控是教學設備中核心設備，是多媒體教學系統運行穩定、可靠的關鍵，中控一旦發生故障，對于教師，不但影響教學過程、還影響到教學心情，擾誤了教學計劃和教學時間。偶爾一次，還能夠接受，多了或經常發生，就麻煩了。用南京大學一位教師的話：“耽誤一人一分鐘，十人就是十分鐘、一百人就是一百分鐘。”

2 通過對單機型中控電路分析，找到實現遠程控制的可行性

（1）控制設備的指令是由控制面板通過線路傳輸到主機處理芯片上，無論單機型中控怎樣設計，當控制面板按下相應的控制指令后，其處理芯片的輸出控制信號都是以高電平或低電平形式驅動負載繼電器或功能切換芯片，從而實現對負載設備的控制和信號源的切換。

（2）如果在此處并入接點，利用中控現有的I/O端口，通過引線延伸到遠處的控制室，接上機械開關，同樣可以改變教室中控處理芯片輸出的高電平或低電平，從而實現了對設備的控制和管理。

（3）根據實際需要，找出與教學密切相關的控制設備，作為點對點遠程控制對象。

a.為了簡化控制，決定只對教室設備電源進行遠程打開、關閉，對中控的禁用。

b.為了保證控制的可靠，點對點線路采取直接的、中間不加任何設備。

（4）答案是可行的，本方案去了中控生產廠家，與設計師進行溝通，要求對中控I/O口功能、程序做了適當調整：接著在多媒體教室建設中增加中控點對點控制線路。

a.為了有效地對中控遠程控制，防止中控誤動作，滿足200m距離的需要，本方案采用1.5mm²三芯多股導線作為連線，一對一線路（教室與開關板）連接。

b.接入兩路中控I/O端口，當兩路I/O端口處于開路（點對點開關未動作，斷開）時，中控處于待機狀態，本地可以操作。利用一路I/O端口實現對教室設備（投影機、電動屏幕、音頻擴音機）聯動關閉、中控禁用。當I/O口短路（點對點開關動作，開關接通）時，若數秒鐘內再斷開，中控將關閉教室所有設備電源（類似控制面板上“多媒體下課隧”功能），中控數分鐘回到待機狀態，若一直保持開關接通狀態，中控處于禁用狀態，教室所有設備電源無法打開。利用另一路I/O端口實現對設備（投影機、電動屏幕、音頻擴音機）聯動打開，當I/O口短路（點對點開關動作，開關接通）時，中控將打開教室所有設備電源（類似控制面板上“多媒體上課鍵”功能）。

c.為了方便教師操作，避免或減少因操作錯誤而造成的中控故障，本方案專門設計了一款簡潔的中控控制面板，面板根據教室是否配置臺式計算機分為六鍵、八鍵兩種。（如圖1）。

d.控制室也制做一塊點對點控控制開關板。（如圖2）

（5）全校多幢教學樓數十間多媒體教室單機型中控不但可以本地控制，還實現了遠程集中點對點集中控制。點對點的“設備聯動的控制、中控的禁用”二個功能是多媒體教室管理人員最方便、有效的管理手段。由于單機型中控運行可靠、穩定，故障率低，使用效果好，到今天，還沒有一臺單機型中控被更換掉，仍然在使用。

三 網絡型中控的使用與遠程點對點快捷控制

1.網絡型中控是在單機型中控基礎上增加網絡控制、網絡傳輸功能，網絡型中控與單機型中控相比：

1）單機型中控電路簡單，只是單純接受控制指令，完成即可，不需要驗證指令、不需要向外輸出。網絡型中控芯片多、電路復雜，需要運行大量的程序，需要驗證遠程控制指令、檢測執行狀態，并且時刻在做內部自檢，連續地向外發送檢測結果。

2）單機型中控獨立、不受外界影響。網絡型中控受到網絡帶寬、流量的影響。

3）單機型中控運行穩定性要好于網絡型中控。

2.本文基于長年使用單機型中控的好效果、聽到許多學校使用網絡型中控后反饋意見，以及網絡型中控自身穩定性的擔憂，一直未在學校多媒體教室使用網絡型中控，2008年5月新校區多媒體教室建設中，才大膽選用網絡型中控。為了保證網絡型中控運行穩定，第一在樓內敷設網絡型中控專用局域網，第二同時采用點對點控制，第三做了一些技術上準備。

1）確定網絡型中控I/O端口的控制電壓變化是否能夠滿足點對點控制需要，就是開路（不控制）狀態下電平與短路（控制）時電壓差。

2）為了有效對中控控制，防止誤動作，滿足400m距離的需要，本文采用2.5mm²三芯帶屏蔽網多股導線作為連線，一對一線路（教室與開關板）連接。

3）接入兩路中控I/O端口，當兩路YO端口都處于開路（點對點開關未動作，斷開）時，中控處于待機狀態，本地、網絡遠程都可以控制。

a.利用一路I/O端口實現對教室設備（投影機、電動屏幕、音頻擴音機）聯動關閉、中控禁用。當YO口短路（點對點開關動作，開關接通）時，若數秒鐘內再斷開；中控將關閉教室所有設備電源（類似控制面板上“多媒體下課健”功能），中控數分鐘回到待機狀態，若一直保持開關接通狀態，中控處于禁用狀態，教室所有設備電源無法打開。

b.利用另一路I/O端口實現對教室設備（投影機、電動屏幕、音頻擴音機）聯動打開，當I/O口短路（點對點開關動作，開關接通）時，中控將打開教室所有設備電源（類似控制面板上“多媒體上課健”功能）。

C.當兩路I/O口同時短路時，教室中控主機回到開機時初始狀態，實現中控的復位。

d.為了方便教師操作，避免或減少因操作錯誤而造成的中控故障，本文專門設計了一款簡潔的中控控制面板，面板根據教室是否配置臺式計算機分為八鍵、九兩種。（如圖3）

f.控制室也制作一塊點對點控控制開關板。（如圖4）

4）由于點對點控制快捷、有效、方便、直觀，己成為網絡型中控遠程控制的主要控制手段。

5）點對點控制優先本地控制、網絡控制，同時點對點控制與定時器結合，早晨，在設定的時間打開所有教室設備；晚上，在設定的時間關閉所有教室設備，禁用中控。

3.目前，學校鼓樓校區近二十間多媒體教室已穩定運行5年、仙林校區近二百間多媒體教室已穩定運行4年。四改進網絡型中控的點對點控制內容

今年暑期，學校將對鼓樓校區一幢教學樓教室進行改造，多媒體教室將繼續使用網絡型中控。為了更好地提高網絡型中控穩定性。本文認真總結了幾年來網絡型中控的點對點控制使用效果、反饋意見后做技術調整。

1 取消教室設備聯動打開、中控復位兩項功能，增加中控運行狀態指示

1）網絡型中控二路I/O端口，利用一路I/O端口實現對設備（投影機、電動屏幕、音頻擴音機）聯動關閉、中控禁用。當I/O口短路（點對點開關動作，接通）時，若數秒鐘內再斷開；中控將關閉教室所有設備電源（類似控制面板上“多媒體下課鍵”功能），中控數分鐘回到待機狀態；若一直保持開關接通狀態，中控處于禁用狀態，教室所有設備電源無法打開。

2）利用另一路I/O端口實現顯示中控當前狀態，指示燈熄滅表示中控待機、指示燈閃爍表示中控延時（投影機散熱）、指示燈長亮表示中控禁用。

2 改進控制面板按鍵與狀態指示

1）控制面板按鍵采用手感好的微動按鍵。按鍵時，有明顯動作感覺，面板內（或主機內）發出“嘟”一聲，表示繼電器動作或處理芯片輸出。

2）狀態指示燈是連接在中控處理芯片或繼電器輸入端，是表示控制動作實際執行狀態，不是按鍵動作狀態。

3 增加教室中控主機電源定時器控制，早晨在設定的時間，接通中控電源，晚上在設定的時間斷開中控電源，這樣既保證中控運行穩定、也延長了中控使用年限，夏季尤為重要。