应用点对点控制技术，实现中控的远程、快捷的控制

陈学林

中控是多媒体教室设备中核心设备，它负责控制多媒体教室中其他设备。单机型中控虽然运行稳定、故障低，但不能远程集中控制；网络型中控虽然在稳定性、故障差于单机型中控，但可以远程集中控制。文章在南京大学多媒体教室建设中探索性的采用点对点有线控制技术，既实现了单机型中控远程集中控制，又实现了网络型中控远程快捷、有效控制，同时提高网络型中控的运行稳定性。

一 中控广泛的应用

中控是多媒体中央智能控制器的简称，中控作用就是通过控制面板或中控遥控器完成对所有连接在中控机器上的负载设备进行控制。因中控的使用，简化了设备的操作、提高了设备的使用效率、也延长了设备使用年限。中控应用范围极为广泛，在学校，几乎所有多媒体教室、报告厅、会堂都使用了中控。以多媒体教室为例，普遍采用中控对多媒体教学设备进行集中控制，取代了遥控器，如投影机、电动屏幕、音频放大器电源控制，对投影机投影图像切换。

中控分为单机型中控、网络型中控两种，两种中控可满足不同使用对象需求、适用不同使用环境。《多媒体教学环境工程建设规范，第四册：多媒体智能控制系统技术规范》对两种中控的定义：单机型控制本地单个多媒体教室的教学设施和环境设施、网络型通过网络集中或分布式同时控制多个多媒体教室的教学设施和环境设施……。《多媒体教学环境工程建设规范，第六册：系统集成技术规范》对两种中控具体应用对象进行分类：单机型中控电路简单、运行稳定、适合用于不需要远程集中控制的多媒体教室，网络中控适合用于多媒体教室数量较多，要求通过网络远程集中管理控制。

二 单机型中控的应用与实现远程点对点集中控制

十多年前，为满足多媒体课堂教学需要，在当时网络条件没有成熟情况下，南京大学浦口校区选用了单机型中控装备几间多媒体教室。实际使用后发现单机型中控运行稳定、无故障，保证了课堂教学正常进行。次年，鼓楼校区教室进行大规模的改造，需要装备单机型中控，由于单机型中控只能本地控制，无法实现远程集中控制，给系统设计实施提出难题：大量的多媒体教室建成后，教室设备如何有效地管理，能否集中在一起控制？

1 为了保证课堂教学过程顺利进行，要求教学设备运行正常、稳定

中控是教学设备中核心设备，是多媒体教学系统运行稳定、可靠的关键，中控一旦发生故障，对于教师，不但影响教学过程、还影响到教学心情，扰误了教学计划和教学时间。偶尔一次，还能够接受，多了或经常发生，就麻烦了。用南京大学一位教师的话：“耽误一人一分钟，十人就是十分钟、一百人就是一百分钟。”

2 通过对单机型中控电路分析，找到实现远程控制的可行性

（1）控制设备的指令是由控制面板通过线路传输到主机处理芯片上，无论单机型中控怎样设计，当控制面板按下相应的控制指令后，其处理芯片的输出控制信号都是以高电平或低电平形式驱动负载继电器或功能切换芯片，从而实现对负载设备的控制和信号源的切换。

（2）如果在此处并入接点，利用中控现有的I/O端口，通过引线延伸到远处的控制室，接上机械开关，同样可以改变教室中控处理芯片输出的高电平或低电平，从而实现了对设备的控制和管理。

（3）根据实际需要，找出与教学密切相关的控制设备，作为点对点远程控制对象。

a.为了简化控制，决定只对教室设备电源进行远程打开、关闭，对中控的禁用。

b.为了保证控制的可靠，点对点线路采取直接的、中间不加任何设备。

（4）答案是可行的，本方案去了中控生产厂家，与设计师进行沟通，要求对中控I/O口功能、程序做了适当调整：接着在多媒体教室建设中增加中控点对点控制线路。

a.为了有效地对中控远程控制，防止中控误动作，满足200m距离的需要，本方案采用1.5mm²三芯多股导线作为连线，一对一线路（教室与开关板）连接。

b.接入两路中控I/O端口，当两路I/O端口处于开路（点对点开关未动作，断开）时，中控处于待机状态，本地可以操作。利用一路I/O端口实现对教室设备（投影机、电动屏幕、音频扩音机）联动关闭、中控禁用。当I/O口短路（点对点开关动作，开关接通）时，若数秒钟内再断开，中控将关闭教室所有设备电源（类似控制面板上“多媒体下课隧”功能），中控数分钟回到待机状态，若一直保持开关接通状态，中控处于禁用状态，教室所有设备电源无法打开。利用另一路I/O端口实现对设备（投影机、电动屏幕、音频扩音机）联动打开，当I/O口短路（点对点开关动作，开关接通）时，中控将打开教室所有设备电源（类似控制面板上“多媒体上课键”功能）。

c.为了方便教师操作，避免或减少因操作错误而造成的中控故障，本方案专门设计了一款简洁的中控控制面板，面板根据教室是否配置台式计算机分为六键、八键两种。（如图1）。

d.控制室也制做一块点对点控控制开关板。（如图2）

（5）全校多幢教学楼数十间多媒体教室单机型中控不但可以本地控制，还实现了远程集中点对点集中控制。点对点的“设备联动的控制、中控的禁用”二个功能是多媒体教室管理人员最方便、有效的管理手段。由于单机型中控运行可靠、稳定，故障率低，使用效果好，到今天，还没有一台单机型中控被更换掉，仍然在使用。

三 网络型中控的使用与远程点对点快捷控制

1.网络型中控是在单机型中控基础上增加网络控制、网络传输功能，网络型中控与单机型中控相比：

1）单机型中控电路简单，只是单纯接受控制指令，完成即可，不需要验证指令、不需要向外输出。网络型中控芯片多、电路复杂，需要运行大量的程序，需要验证远程控制指令、检测执行状态，并且时刻在做内部自检，连续地向外发送检测结果。

2）单机型中控独立、不受外界影响。网络型中控受到网络带宽、流量的影响。

3）单机型中控运行稳定性要好于网络型中控。

2.本文基于长年使用单机型中控的好效果、听到许多学校使用网络型中控后反馈意见，以及网络型中控自身稳定性的担忧，一直未在学校多媒体教室使用网络型中控，2008年5月新校区多媒体教室建设中，才大胆选用网络型中控。为了保证网络型中控运行稳定，第一在楼内敷设网络型中控专用局域网，第二同时采用点对点控制，第三做了一些技术上准备。

1）确定网络型中控I/O端口的控制电压变化是否能够满足点对点控制需要，就是开路（不控制）状态下电平与短路（控制）时电压差。

2）为了有效对中控控制，防止误动作，满足400m距离的需要，本文采用2.5mm²三芯带屏蔽网多股导线作为连线，一对一线路（教室与开关板）连接。

3）接入两路中控I/O端口，当两路YO端口都处于开路（点对点开关未动作，断开）时，中控处于待机状态，本地、网络远程都可以控制。

a.利用一路I/O端口实现对教室设备（投影机、电动屏幕、音频扩音机）联动关闭、中控禁用。当YO口短路（点对点开关动作，开关接通）时，若数秒钟内再断开；中控将关闭教室所有设备电源（类似控制面板上“多媒体下课健”功能），中控数分钟回到待机状态，若一直保持开关接通状态，中控处于禁用状态，教室所有设备电源无法打开。

b.利用另一路I/O端口实现对教室设备（投影机、电动屏幕、音频扩音机）联动打开，当I/O口短路（点对点开关动作，开关接通）时，中控将打开教室所有设备电源（类似控制面板上“多媒体上课健”功能）。

C.当两路I/O口同时短路时，教室中控主机回到开机时初始状态，实现中控的复位。

d.为了方便教师操作，避免或减少因操作错误而造成的中控故障，本文专门设计了一款简洁的中控控制面板，面板根据教室是否配置台式计算机分为八键、九两种。（如图3）

f.控制室也制作一块点对点控控制开关板。（如图4）

4）由于点对点控制快捷、有效、方便、直观，己成为网络型中控远程控制的主要控制手段。

5）点对点控制优先本地控制、网络控制，同时点对点控制与定时器结合，早晨，在设定的时间打开所有教室设备；晚上，在设定的时间关闭所有教室设备，禁用中控。

3.目前，学校鼓楼校区近二十间多媒体教室已稳定运行5年、仙林校区近二百间多媒体教室已稳定运行4年。四改进网络型中控的点对点控制内容

今年暑期，学校将对鼓楼校区一幢教学楼教室进行改造，多媒体教室将继续使用网络型中控。为了更好地提高网络型中控稳定性。本文认真总结了几年来网络型中控的点对点控制使用效果、反馈意见后做技术调整。

1 取消教室设备联动打开、中控复位两项功能，增加中控运行状态指示

1）网络型中控二路I/O端口，利用一路I/O端口实现对设备（投影机、电动屏幕、音频扩音机）联动关闭、中控禁用。当I/O口短路（点对点开关动作，接通）时，若数秒钟内再断开；中控将关闭教室所有设备电源（类似控制面板上“多媒体下课键”功能），中控数分钟回到待机状态；若一直保持开关接通状态，中控处于禁用状态，教室所有设备电源无法打开。

2）利用另一路I/O端口实现显示中控当前状态，指示灯熄灭表示中控待机、指示灯闪烁表示中控延时（投影机散热）、指示灯长亮表示中控禁用。

2 改进控制面板按键与状态指示

1）控制面板按键采用手感好的微动按键。按键时，有明显动作感觉，面板内（或主机内）发出“嘟”一声，表示继电器动作或处理芯片输出。

2）状态指示灯是连接在中控处理芯片或继电器输入端，是表示控制动作实际执行状态，不是按键动作状态。

3 增加教室中控主机电源定时器控制，早晨在设定的时间，接通中控电源，晚上在设定的时间断开中控电源，这样既保证中控运行稳定、也延长了中控使用年限，夏季尤为重要。