多功能廳智能控制系統的設計

摘 ?要：本文介紹了多功能廳智能控制系統的設計原理，設計了各部分的具體設備。通過對硬件和軟件的設計進行說明，介紹了各部分的設計要點。本文還重點介紹了中央控制主機控制系統，以及控制系統的控制設計，并對控制設計進行了詳細的描述。

關鍵詞：多功能廳;智能控制;一鍵操控

中圖分類號：TP311.52;TP273.5 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：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

多功能廳承擔臺站會議、報告、演出、視頻會議等功能。多功能廳需要運用燈光、視音頻等技術，傳統的控制系統對操作人員有較高的專業要求。以往每次使用時都需要維護部門提供專業人員對設備進行操作，不是很便捷。多功能廳智能控制系統的建設可以讓使用人員通過移動終端中的一個軟件控制多功能廳的視頻、音頻、燈光等設備，以滿足使用需要。多功能廳智能控制系統的建設簡化了復雜的操作，大大提高了多功能廳的便利性，有效解決了對專業人員的依賴，大大提高了工作效率，減輕了臺站人員的工作壓力。

1 ?多功能廳智能控制系統的簡介

多功能廳智能控制系統建設的重點是簡化系統的操作，使系統能夠一鍵操控，增加系統的使用便捷性。這要求系統的功能全面，使用簡便。系統通過以太網、串口、紅外通訊等通訊技術把多功能廳的音響、燈光、影像等設備編程至中央控制主機控制程序進行集中控制。

系統根據多功能廳的使用需求，以中央控制主機控制程序為基礎編寫移動終端操作程序。通過移動終端的操作程序控制系統設備，實現對燈光、影音系統進行預設及調整。使用人員只需用手輕觸移動終端上的軟件中文操作界面，系統就會自動幫助實現所需功能。

2 ?多功能廳智能控制系統的結構

多功能廳智能控制系統由中央控制系統、音頻系統、信號傳輸與切換系統和燈光控制系統組成。各系統由相應的設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

中央控制系統由中央控制主機、串行分配器、電源管理器和移動終端組成。中央控制系統作為多功能廳智能控制系統的核心部分，承擔各子功能的集中運行功能，也是各子功能實現具體動作的指揮控制中心。中央控制系統是一個先進的集成控制系統，它可以連接不同的制造商或型號的設備、不同性能的硬件以及環境設備。

中央控制主機（WT-Ncc mini）提供4種網絡類型（CAN、RF、Ethernet、Wi-Fi）;支持8個具有可定制協議的串行端口，可根據需要配置成RS232、RS485和DMX512協議;支持第一和第五通道的24伏電源輸出;支持8個可定制IO輸入、輸出和紅外輸出，支持全波段載波的紅外調制信號傳輸，支持兩個通道帶供電CAN總線信號管理，管理終端最大可達到110個;8個觸點，每個可支持30V/1A直流，125V/0.5A交流負載。采用先進可靠的集成技術，可以提供高速準確的集中式云控制環境。開放+模塊化的用戶編程界面可以輕松完成各種復雜的控制接口編程。

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。當控制設備較多，且中央控制主機的串行口不足時，設計用于串行口擴展。

8路電源管理器（WT-Relay8）是一種專用于控制系統的可編程開關模塊。它可以控制應用設備和場地所需的電源和環境照明等開關變量。通過與中央控制系統連接，可以及時、延時地關閉外圍設備，對設備的管理和保護起到一定的作用。允許強電以及弱電方式輸入輸出，單回路最大負荷4400W，設計滿足供電及環境開關的要求。本設計采用優質帶線圈繼電器模塊抑制直流電路。電路的壽命超過100000個周期。

2.2 ?視頻信號傳輸切換與顯示系統

視頻信號傳輸切換與顯示系統由幕布、投影儀、計算機、VGA矩陣、AV矩陣等組成。信號傳輸與切換由一臺8*8VGA矩陣切換器和一臺8*8AV矩陣切換器完成。矩陣設備具有RS-232控制接口，由中央控制系統控制，完成信號切換。

視頻輸入信號包括攝像機視頻信號、筆記本/電腦視頻信號，輸出信號包括投影儀和電視信號。所有音頻和視頻信號都通過矩陣進行切換和調度。

2.3 ?音頻系統

音頻系統由音頻采集設備（無線麥克、有線麥克）、數字音頻處理器、功放、音箱等組成。數字音頻處理器（SOLON 32A）是音頻系統的核心，設置音頻處理器對多功能廳中的所有音頻信號進行采集、管理和調度。音頻處理器對音頻信號進行相應的效果處理和技術處理，然后再輸送出去。集中管理多功能廳中的所有話筒、麥克風、計算機等音頻信號源。

2.4 ?燈光控制系統

燈光控制系統由硅箱和舞臺燈具組成。燈光控制舍棄原來的手動控制臺，通過中央控制系統控制硅箱達到舞臺燈光效果。

多功能廳智能控制系統的建設是在原多功能廳系統的基礎上進行改建，充分利用原多功能廳設備，只是增加了中央控制系統設備和數字音頻處理器，既提高了資源利用率，也節約了成本。

3 ?中央控制系統設計

中央控制系統是多功能廳智能控制系統的靈魂。它集燈光、機械、投影和視聽控制為一體，為用戶提供了一個簡單、直接的控制界面，用戶可以很容易地掌握設備在整個空間環境中的狀態和功能。

中央控制系統由移動終端完成操作，移動終端通過Wi-Fi與中央控制主機連接。使用人員通過操作移動終端實時控制系統中的設備。

3.1 ?中控主機程序設計

中央控制主機通過各種控制接口與各個設備連接，如圖2所示。根據各個連接設備的功能編寫運行控制程序于中央控制主機。完成程序設計的中央控制主機具有以下控制功能;

（1）通過RS232口對AV矩陣、VGA矩陣及相關設備進行控制，完成視頻信號、音頻信號的切換及信號通路的調整;

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

（3）通過RS232端口控制數字音頻處理器，完成各通道音量調節;

（4）通過RS232端口控制數字硅箱，完成舞臺燈光的明暗調節;

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

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

3.2 ?移動終端操作程序設計

移動終端操作程序以人性化的設計理念為出發點，根據多功能廳的使用情況在環境控制、燈光調節、燈光模式、信號切換、攝像機控制、DVD控制這六個模塊做編程設計，控制界面簡單明了。

（1）環境控制模塊以日常操作為主，包括開啟和關閉室內照明燈、打開和關閉電視機、數字音頻處理器輸出主音量的調節以及音頻系統預置模式的選擇、開啟和關閉攝影機及模式選擇和幕布的升降;

（2）燈光調節模塊以舞臺演出為主，主要是各類舞臺燈具的燈光調節，比如頻閃燈、月光燈、面光燈、側光燈和三基色等;

（3）燈光模式模塊是功能廳燈光的預置，適應多功能廳的固定需求，比如會議模式、報告模式、演出模式等，使用者還可以根據需求自定義燈光模式;

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

（5）攝像機控制模塊控制攝像機的調用及控制攝像機左右移、上下移、變焦、聚焦等;

（6）DVD控制模塊控制DVD播放機播放和停止播放，快進、快退等。

4 ?系統特點

4.1 ?可編程性

中央控制主機具有開放式+模塊化的用戶編程界面，可輕易地完成各種復雜的控制接口編程。根據設備功能為中央控制主機編寫控制程序，完成系統設備調整。根據多功能廳的使用情況為移動終端編寫操作程序，還可以根據多功能廳的固定需求，比如視頻會議、會議報告、舞臺演出等，編寫連動操作程序，只需一個指令便能完成多個設備預置操作。

4.2 ?一鍵操控

中央控制主機已根據需求編寫了相應的控制程序，此控制程序安裝在移動終端，使用人員只需通過移動終端操控控制程序就可以實現相應的功能，比如系統已編寫一些場景，使用人員可根據場景選擇相應的場景模式，相應的場景模式已對燈光、聲音、視頻做好設置，使用人員無需重新調整。

4.3 ?應急操控性

當中央控制主機故障或者移動終端無法控制中央控制主機時，可以手動控制8路電源管理器對相應設備進行供電，實現基本功能，比如投影儀、攝像頭、硅箱的供電、幕布的升降、燈光的開啟，以及手動控制VGA矩陣、AV矩陣對視頻信號進行切換，并通過數字音頻處理器PC端軟件對聲音進行調節。這些基本操作可以使系統在擺脫中央控制系統的情況下維持基本運行。

5 ?結 ?論

多功能廳控制系統的應用簡化了多功能廳設備的使用操作，滿足了臺站人員對多功能廳的使用需求，有效解決了對專業人員的依賴，大大提高工作了效率，減輕了臺站人員壓力。

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作者簡介：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。