大型多媒體中央控制系統(tǒng)的原理及應(yīng)用

多媒體中央控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)多媒體信息的控制、管理、整合、切換、調(diào)度等功能，被廣泛地應(yīng)用在多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域，如電力調(diào)度中心、電信調(diào)度指揮中心、交通監(jiān)控指揮中心、三防應(yīng)急指揮中心、110報(bào)警指揮中心以及軍事指揮中心等。用戶可以通過(guò)按鈕式墻掛控制面板、觸摸屏、遙控器、計(jì)算機(jī)來(lái)控制諸如拼接大屏、音視頻AV矩陣、RGB矩陣、投影機(jī)、視頻展臺(tái)、DVD、電動(dòng)屏幕、電動(dòng)窗簾、燈光等可控電子設(shè)備。
　　在大型系統(tǒng)中(如全國(guó)聯(lián)網(wǎng))采用相應(yīng)的控制軟件將幾個(gè)獨(dú)立的中央控制系統(tǒng)通過(guò)Internet或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)相互連接起來(lái)，成為網(wǎng)絡(luò)化的中央控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、資源共享、影音互傳和相互監(jiān)控。以此構(gòu)建一個(gè)大型集中控制的、實(shí)時(shí)的、現(xiàn)代化的、綜合性的多媒體視聽(tīng)中心系統(tǒng)，為指揮決策、生產(chǎn)調(diào)度提供實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的多媒體信息。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1 多媒體中央控制系統(tǒng)的硬件組成
　　多媒體中央控制系統(tǒng)硬件主要由用戶操作界面（UI）設(shè)備、中央控制設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)三大部分組成。

如圖2所示。

對(duì)于多媒體中央控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，用戶操作界面設(shè)備主要應(yīng)用觸摸屏技術(shù)，分為單向屏和雙向屏兩類(lèi)。單向屏(One Way)只發(fā)出指令，沒(méi)有信號(hào)的反饋，主要有紅外線(IR)、射頻線(RF)、有線(Wired)；雙向屏(Two Way)可接收回饋，有輸出功能，主要有射頻線(RF)和有線(Wired)。
2 多媒體中央控制系統(tǒng)的功能特點(diǎn)
　　一個(gè)完整的多媒體中央控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)人性化、智能化的集中控制，其功能主要包括以下幾個(gè)部分。
　　(1)多媒體顯示系統(tǒng)的控制：控制各類(lèi)顯示設(shè)備的功能，如開(kāi)/關(guān)機(jī)、對(duì)視頻圖像、計(jì)算機(jī)圖像的切換等，并且能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)動(dòng)作，如關(guān)閉系統(tǒng)時(shí)，自動(dòng)將設(shè)備關(guān)閉；通過(guò)強(qiáng)電繼電器，控制各類(lèi)電動(dòng)設(shè)備如電動(dòng)吊架和屏幕、窗簾的上升、下降、停止，并且能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)動(dòng)作，如顯示設(shè)備開(kāi)啟時(shí)，電動(dòng)吊架和屏幕自動(dòng)下降，顯示設(shè)備關(guān)閉時(shí)電動(dòng)吊架和屏幕、窗簾自動(dòng)上升；通過(guò)觸摸屏的視頻預(yù)覽功能，在視頻投出之前，確認(rèn)播放的視頻圖像就是所需要的視頻圖像。
　　(2)多媒體音視頻系統(tǒng)的控制：通過(guò)主機(jī)后的串口埠，控制VGA/RGBHV矩陣和A/V矩陣，并可以根據(jù)設(shè)備自動(dòng)選擇輸出信號(hào)；通過(guò)主機(jī)后的紅外（IR）控制埠和紅外發(fā)射棒，控制DVD、錄像機(jī)、MD、實(shí)物展臺(tái)、數(shù)字發(fā)言系統(tǒng)和視頻會(huì)議系統(tǒng)的所有動(dòng)作，并且可以實(shí)現(xiàn)音視頻信號(hào)的自動(dòng)切換；通過(guò)音量控制器，操作調(diào)音臺(tái)和功放；通過(guò)串口埠控制數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的操作。
　　(3)實(shí)現(xiàn)對(duì)其他環(huán)境外圍設(shè)備系統(tǒng)的控制：通過(guò)強(qiáng)電繼電器控制日光燈的開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)白熾燈的亮度；實(shí)現(xiàn)多種燈光模式預(yù)設(shè)，使得燈光滿足不同場(chǎng)合需要;對(duì)設(shè)備電源實(shí)現(xiàn)自動(dòng)及節(jié)能管理、延時(shí)或定時(shí)開(kāi)機(jī)關(guān)機(jī)，更好的保護(hù)設(shè)備。
　　(4)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能：利用主機(jī)基于網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)大軟件控制功能，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程操作和維護(hù)等功能；結(jié)合本地的觸摸屏控制，達(dá)到完全智能化的控制管理。
3 多媒體中央控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　　多媒體中央控制系統(tǒng)通過(guò)人性化的人機(jī)界面、開(kāi)放式的可編程控制平臺(tái)、交互式的控制結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的互連操作和集中控制。其核心設(shè)備是中央控制器（中控主機(jī)），它采用內(nèi)嵌式處理器，可編程邏輯陣列電路，內(nèi)置大容量?jī)?nèi)存及Flash，提供多路獨(dú)立可編程RS-232控制接口，可以收發(fā)RS485、RS422格式數(shù)據(jù)，有獨(dú)立可編程IR紅外發(fā)射口和多數(shù)字I/0輸入輸出控制口，帶保護(hù)電路，有多路強(qiáng)電、弱電繼電器控制接口，有遠(yuǎn)程TCP/IP網(wǎng)絡(luò)控制口，內(nèi)嵌紅外學(xué)習(xí)器，提供可擴(kuò)展多功能插槽和多個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制接口，可任意擴(kuò)展模塊。并且，現(xiàn)在的中控系統(tǒng)都支持第三方控制協(xié)議。圖3是一個(gè)典型的中央控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

中央控制系統(tǒng)的架構(gòu)要根據(jù)其應(yīng)用的行業(yè)和領(lǐng)域來(lái)決定，但可以從以下幾個(gè)主要方面來(lái)考慮。
　　(1)信號(hào)源的多樣性。中央控制系統(tǒng)支持多種多樣的信號(hào)源，包括本地各種音視頻信號(hào)、本地電腦圖像、本地監(jiān)控圖像、本地視頻會(huì)議圖像、遠(yuǎn)程監(jiān)控圖像、遠(yuǎn)程視頻會(huì)議圖像等。
　　(2)信號(hào)顯示方式的多樣性。主要考慮顯示信號(hào)的處理方式，如在大型拼接屏中分為單屏顯示、多屏顯示、畫(huà)中畫(huà)顯示和全屏顯示。
　　(3)控制方式的多樣性?？刹捎肦S232協(xié)議、TCP/IP協(xié)議、紅外碼協(xié)議以及第三方協(xié)議來(lái)控制。[!--empirenews.page--]
4 多媒體中央控制系統(tǒng)的軟件組成及開(kāi)發(fā)
4.1多媒體中央控制系統(tǒng)的軟件組成
　　多媒體中央控制系統(tǒng)軟件程序由三部分組成：觸摸屏人機(jī)界面程序、中央控制器控制程序、中央控制器底層程序。它們之間的邏輯關(guān)系如圖4所示。

觸摸屏人機(jī)界面程序和中央控制器主機(jī)控制程序?qū)儆谟脩舫绦颉Ｖ鳈C(jī)底層程序?qū)嶋H上是一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)，它通過(guò)對(duì)主機(jī)的各種接口和模塊的操作來(lái)發(fā)送指令。主機(jī)底層程序根據(jù)需要可以改寫(xiě)。存儲(chǔ)在可擦寫(xiě)的E2PROM或Flash RAM中，可不斷更新升級(jí)。
　　觸摸屏人機(jī)界面程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)與用戶的接口，用戶通過(guò)觸摸屏人機(jī)界面來(lái)操作控制中央控制器，人機(jī)界面觸發(fā)中央控制器主機(jī)程序執(zhí)行命令。中央控制器主機(jī)控制程序負(fù)責(zé)把用戶在主機(jī)界面的操作轉(zhuǎn)化為在主機(jī)控制程序中編寫(xiě)的邏輯指令，并把它傳遞給主機(jī)底層程序。這些指令通過(guò)控制主機(jī)底層程序編譯后與硬件直接對(duì)話，驅(qū)動(dòng)硬件進(jìn)行相關(guān)工作。
4.2多媒體中央控制系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)
4.2.1觸摸屏人機(jī)界面程序的開(kāi)發(fā)
　　觸摸屏人機(jī)界面程序的開(kāi)發(fā)工具是一種基于面向?qū)ο蟮腤eb瀏覽器頁(yè)面的用戶界面功能軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境。它是一個(gè)圖形化的開(kāi)發(fā)環(huán)境，通過(guò)按鈕、頁(yè)、文本和圖片等來(lái)完成圖形界面的編輯，通過(guò)定義與控制程序邏輯符號(hào)相對(duì)應(yīng)的ID號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)操作。
　　人機(jī)界面程序包括以下幾個(gè)界面：①Logo首頁(yè)，為操作登錄主界面接口；②主菜單頁(yè)面，包括整個(gè)系統(tǒng)受控設(shè)備的選項(xiàng)；③設(shè)備操作功能子頁(yè)面，為每種設(shè)備的操作界面，并提供返回主菜單頁(yè)面的選項(xiàng)；④退出系統(tǒng)頁(yè)面,提供用戶關(guān)閉系統(tǒng)的功能。
4.2.2主機(jī)控制程序的開(kāi)發(fā)
　　多媒體中央控制系統(tǒng)的主控程序采用符號(hào)控制程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言SIMPL(Symbol Intensive Master Programming Language)，它是一個(gè)可視化的面向?qū)ο蟮目刂葡到y(tǒng)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)工具，并且提供了系統(tǒng)所必需的編程、配置、測(cè)試和調(diào)試等功能，實(shí)現(xiàn)了用戶界面和受控設(shè)備群之間的通信。
　　SIMPL窗口的配置模塊允許用戶選擇控制系統(tǒng)、用戶界面、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和需要安裝的受控設(shè)備。對(duì)這些硬件分配端口地址、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)號(hào)和IP地址；也可以通過(guò)接口卡或網(wǎng)絡(luò)控制模塊來(lái)設(shè)置設(shè)備之間的通信參數(shù)。
　　控制程序的開(kāi)發(fā)其實(shí)是通過(guò)編寫(xiě)一些已經(jīng)編寫(xiě)好的邏輯符號(hào)來(lái)發(fā)送指令到底層程序。這些邏輯符號(hào)就是為了滿足某些特定功能的要求所開(kāi)發(fā)出來(lái)的相應(yīng)功能模塊，類(lèi)似于函數(shù)、類(lèi)庫(kù)或控件。不同的邏輯指令功能也不相同，應(yīng)用范圍也不一樣。如對(duì)大屏幕的拼接控制邏輯程序如圖5所示。

4.2.3 用戶的底層程序開(kāi)發(fā)
　　多媒體中央控制系統(tǒng)底層程序的開(kāi)發(fā)，一般采用C語(yǔ)言編寫(xiě)通用模塊，這些模塊與中央控制器可以互傳指令，中央控制器傳遞一個(gè)控制程序發(fā)送的指令(輸入信號(hào))到一個(gè)模塊，然后觸發(fā)一個(gè)進(jìn)程事件，再發(fā)送指令（輸出信號(hào)）給中央控制器直接對(duì)硬件進(jìn)行操作，執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。如對(duì)DVD視頻、音頻進(jìn)行的程序：
      STRING A＄[10], B＄[10], C＄[10];
      INTEGER I;
      BUFFER_INPUT COM_IN＄[50];
      // A＄, B＄, and C＄ contain identical values
      // after these lines run.
      A＄=CHR(′A′);
      B＄=CHR(65);
      C＄=CHR(0x41);
      //Preserve the lower nibble of a word, mask the rest out.
      I = VAL1 & 0x000F;
      // Read until a comma is detected in the stream.
      DO
      {
      I = GetC(COM_IN＄)
      }
      UNTIL (I = ′,′);
     STRING_OUTPUT SortedNames＄[5];
     STRING_OUTPUT SortedNames＄[5,5];
5 多媒體中央控制系統(tǒng)的發(fā)展方向
　　多媒體中央控制系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展方向?qū)⑹侵悄芸刂葡到y(tǒng)(Intelligent Control System )。它將是現(xiàn)代控制理論包含的人工智能、自學(xué)習(xí)機(jī)制以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化組合。在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)具有以下特點(diǎn)：①自學(xué)習(xí)機(jī)制、記憶功能；②多接口、自適應(yīng)，強(qiáng)大的通信功能；③系統(tǒng)組態(tài)及擴(kuò)展容易；④編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單易學(xué)，兼有高級(jí)語(yǔ)言或底層控制語(yǔ)言，提供復(fù)雜函數(shù)運(yùn)算或更高層次的二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)；⑤人機(jī)界面更加智能人性化；⑥良好的電磁兼容性及穩(wěn)定性。