基于串口通信的多媒体教室计算机控制系统设计

王永斌

（常州纺织服装职业技学院，江苏 常州 213164）

基于串口通信的多媒体教室计算机控制系统设计

王永斌

（常州纺织服装职业技学院，江苏 常州 213164）

文章分析了使用计算机及其外设作为多媒体教室中控的可能性和优点。通过串口控制及网络程序设计，利用计算实现多媒体教室网络中控的大部分功能，为多媒体教室的网络集控提出了新的解决思路，对在没有配备网络中控的情况下提高多媒体教室管理效率具有积极作用。

多媒体教室；网络中控；投影机控制；串口通讯

过去10年间，信息技术的迅猛发展推动`着教育装备的信息化，多媒体教室更是出现了爆发式的发展。在常州地区，2015年各高校已基本完成公共教室多媒体化，其他教学场地多媒体设备配备率超过50%，这对学校的多媒体教室管理能力提出了新的要求，网络化、集控化、智能化管理成为适应新形势的发展方向。

然而，多媒体教室迅猛增加的同时，多数学校仍用着10年前的管理办法，建设中仍采用教室本地中控，已建成完整的多媒体教室网络集控系统的学校还是少数。作为随多媒体教室发展而出现的教室中控（包括网络中控），使用已有超过10年的时间，产品的设计思路、制造工艺、集控功能等都有了长足的进步，但其建设成本高、运行稳定性不足、故障率偏高等问题，却让学校在选择这类产品是顾虑重重。

1 以计算机为控制中心的多媒体教室架构

在实现中控系统智能化、提高稳定性的同时，降低系统的复杂度，减少建设成本，是多媒体教室中控设计中的重要关注点。众所周知，各种嵌入式智能产品，不管是基于单片机，还是目前流行的ARM解决方案下的产品，都是计算机发展和延伸的产物，是适用于不同情况的专用计算机。而智能中控的大多数功能，在计算机中都有相同或相似的应用，如音视频采集、串口通信、多网卡多声卡的计算机系统等。

在多媒体教室内使用计算机对主要设备进行控制，虽然会带来如计算机配置复杂的问题，但与采用本地中控相比，会有以下好处：

1.1 多媒体教室结构更简单

以计算机为控制中心，投影机为媒体连接中心的多媒体教室，仅采用计算机+投影机+投影幕+无线收放一体机就实现了多媒体教室的功能。只需要计算机能够对投影机进行必要的控制以便省去对遥控器的依赖，就可以很好地运行。与使用中控相比，结构简单成本低。

1.2 设备功能利用更充分

主流投影机产品在设计中已充分考虑了多信号源的选择和控制，接线面板一般都会提供不少于两组VGA输入、一组VGA输出、视频/音频输入输出、RS232/485控制口、状态监控等接口；标准化的产品还会配备网络接口。在采用中控的教室中，投影机的往往只采用了一组VGA输入，其他的功能都在中控上实现，这是对投影机功能的浪费。而采用计算机作为控制机的情况下，媒体设备的连接以投影机作为中心，投影机的功能得到进一步的利用[1]。

1.3 不增加建设成本

虽然在当前PAD类产品使用越来越广泛，但就多媒体教室而言，计算机仍然是必需设备，短期内被取代的可能性很小。因此，使用计算机作为教室的控制中心并不需要增加额外的设备。

1.4 操作简单易掌握

利用PC机实现的中控程序，通过可视化的界面上实现设备控制，更接近教师日常使用计算机的习惯，且计算机程序具备使用灵活、扩展余地大的特点，方便后期升级。

2 使用计算实现多媒体教室设备的控制

2.1 投影机的串口控制

接受串口控制是投影机的固有功能之一，在多媒体教室中控设备上，大多数产品对投影机的控制也依赖于串口通信。为保证投影能正确识别计算机或其他控制设备发来的控制数据，投影机对串口接收数据格式作了规定，接收数据包的结构包括起始字节、指令、参数、结束字节等，具体的定义如表1所示。

表1 投影机串口数据包定义

投影机是根据串口数据中的指令和参数进行诸如开关机、信号源切换等操作的，这些数据被称为投影机的控制码，可以用16进制表示，也可以用ASC II码表示。不同品牌和型号的投影机，存在对控制数据包内部重新定义的情况，如部分投影机对指令、信息、参数不再区分，有的投影机对起始字节和结束字节进行了修改等，这导致不同型号的投影机控制码也不同。控制码可以通过查阅产品说明书或询问经销商得到。以笔者所在单位使用较多的一款投影机为例，其主要控制码如表2所示。

表2 某型号投影机控制码

该投影机在进入串口控制后，若设备准备就绪会返回冒号“：”，表示可以接受下一个命令。此时通过串口向该投影机发出命令码，则投影机可执行相应命令。若执行成功会返回冒号“：”等待下一个命令；若出现异常则会返回错误信息“ERR：”。该投影机需要在命令码加上一个回车符来确认命令。某些投影机在使用16进制控制码的时候，还需要在每两位16进制数字后加字母“H”来表明是16进制数字。

2.2 计算机与投影机的连接

计算机进行串口通信并不需要做特别的设置，仅需要保证计算机具备可用于通信的串口即可。针对目前计算串口可能被裁剪的情况，可以通过配备串口卡实现通信功能。对于普通台式计算机，可以使用PCI插槽安装如图1所示的串口卡；对于笔记本等不具备安装串口卡的设备，可以使用USB到串口的转换线来模拟串口。

图1 PCI-E串口接口卡

3 中控程序设计

在VB 6.0中，使用MSComm控件实现计算机与投影机的串口通信及控制，以上文所提及投影机为例，其通信参数如下：

默认波特率9 600 bps；数据长度8位；奇偶校验位无；停止位1位；流量控制无。

完成主要控制功能的核心代码如下：

（1）端口初始化[2]。

（2）投影机控制的实现，均只要将控制码通过MSComm控件发送给投影机即可。以打开投影机电源操作为例，主要代码如下：

其他控制功能，如电源关闭、信号源切换等，仅在数组长度和控制码上有区别。因为此款投影机要求控制码必须用“回车”来确认，在程序中所使用的数组要比控制码多一个字节。

其他控制功能也可实现，如通过计算机音频信号控制可实现音频设备的音量控制，采用串口控制电磁继电器的方式可实现电动幕布的升降控等，基本完成了多媒体教室内所需控制功能，设计完成的单机中控程序界面如图2所示。

图2 多媒体控制程序用户界面

4 网络控制功能的实现

随着多媒体教室向网络化、智能化的不断发展，多媒体教室的网络控制成为教室中控系统不可缺少的部分[3]。而采用VB来实现计算机中控程序的设计，有利于网络控制功能的扩展。在一台安装了VB 6.0软件的计算机上，可以通过一个静态网页，利用JS或VBS来调用VB的Mscomm 32.ocx控件，仅需将教室内的计算机配置成服务器，并在服务器上放置一个用于控制本机串口的网页，通过其他计算机打开这个网页后，就可以通过点击网页上的按钮完成投影机的控制，实现方法简单有效且稳定性较高。

5 结语

使用计算实现多媒体教室中控功能，一方面简化了多媒体教室的设备构成，减少了固体面板的磨损、接触不良以及设备的误操作[4]，可极大程度上降低多媒体教室设备故障的概率。尽管由于计算自身的特性，该系统在待机、唤醒等方面还存在着一些缺陷，还需要进行进一步的开发研究，仍可对多媒体教室管理起到积极的作用。

[1]王永斌，张波.以投影机为中心的网络控制多媒体教室建设方案研究[J].中国教育技术装备，2016（8）：28-33.

[2]王军琴.RS-232串行通信技术与Visual Basic实现[J].西安文理学院学报（自然科学版），2005（3）：85-88.

[3]周国红，陈晓枫，姜粤，等.网络控制型多媒体教室的建设及其应用[J].教学与管理（理论版），2009（1）：59-60.

[4]张一春，马青玉，徐伟，等.打造智能化、信息化、人本化的多媒体教学环境[J].现代教育技术，2011（9）：70-74.

Design of computer control system for multimedia classroom based on serial communication

Wang Yongbin
（Changzhou Vocational Institute of Textile and Garment, ChangZhou 213164, China）

This paper analyzes the possibility and advantages of using computer and peripherals to control a multimedia classroom.Through the serial communication and network programming design and calculation, most functions of the multimedia classroom network control can be realized, which puts forward a new solution to multimedia classroom network centralized control and the research result have a positive reference value for improving the effciency of management in the condition not equipped with network control.

multimedia classroom; network centralized control; projector control; serial communication

王永斌（1979— ），男，山东莱芜，讲师，工程师；研究方向：教育技术装备，教育信息化，计算机技术。