多功能厅智能控制系统的设计

摘  要：本文介绍了多功能厅智能控制系统的设计原理，设计了各部分的具体设备。通过对硬件和軟件的设计进行说明，介绍了各部分的设计要点。本文还重点介绍了中央控制主机控制系统，以及控制系统的控制设计，并对控制设计进行了详细的描述。

关键词：多功能厅;智能控制;一键操控

中图分类号：TP311.52;TP273.5      文献标识码：A 文章编号：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

多功能厅承担台站会议、报告、演出、视频会议等功能。多功能厅需要运用灯光、视音频等技术，传统的控制系统对操作人员有较高的专业要求。以往每次使用时都需要维护部门提供专业人员对设备进行操作，不是很便捷。多功能厅智能控制系统的建设可以让使用人员通过移动终端中的一个软件控制多功能厅的视频、音频、灯光等设备，以满足使用需要。多功能厅智能控制系统的建设简化了复杂的操作，大大提高了多功能厅的便利性，有效解决了对专业人员的依赖，大大提高了工作效率，减轻了台站人员的工作压力。

1  多功能厅智能控制系统的简介

多功能厅智能控制系统建设的重点是简化系统的操作，使系统能够一键操控，增加系统的使用便捷性。这要求系统的功能全面，使用简便。系统通过以太网、串口、红外通讯等通讯技术把多功能厅的音响、灯光、影像等设备编程至中央控制主机控制程序进行集中控制。

系统根据多功能厅的使用需求，以中央控制主机控制程序为基础编写移动终端操作程序。通过移动终端的操作程序控制系统设备，实现对灯光、影音系统进行预设及调整。使用人员只需用手轻触移动终端上的软件中文操作界面，系统就会自动帮助实现所需功能。

2  多功能厅智能控制系统的结构

多功能厅智能控制系统由中央控制系统、音频系统、信号传输与切换系统和灯光控制系统组成。各系统由相应的设备通过不同的线路连接组成，如图1所示。

2.1  中央控制系统

中央控制系统由中央控制主机、串行分配器、电源管理器和移动终端组成。中央控制系统作为多功能厅智能控制系统的核心部分，承担各子功能的集中运行功能，也是各子功能实现具体动作的指挥控制中心。中央控制系统是一个先进的集成控制系统，它可以连接不同的制造商或型号的设备、不同性能的硬件以及环境设备。

中央控制主机（WT-Ncc mini）提供4种网络类型（CAN、RF、Ethernet、Wi-Fi）;支持8个具有可定制协议的串行端口，可根据需要配置成RS232、RS485和DMX512协议;支持第一和第五通道的24伏电源输出;支持8个可定制IO输入、输出和红外输出，支持全波段载波的红外调制信号传输，支持两个通道带供电CAN总线信号管理，管理终端最大可达到110个;8个触点，每个可支持30V/1A直流，125V/0.5A交流负载。采用先进可靠的集成技术，可以提供高速准确的集中式云控制环境。开放+模块化的用户编程界面可以轻松完成各种复杂的控制接口编程。

8路串行端口分配器（WT-COM8）支持1路RS232串行端口输入和8路RS232串行端口输出。当控制设备较多，且中央控制主机的串行口不足时，设计用于串行口扩展。

8路电源管理器（WT-Relay8）是一种专用于控制系统的可编程开关模块。它可以控制应用设备和场地所需的电源和环境照明等开关变量。通过与中央控制系统连接，可以及时、延时地关闭外围设备，对设备的管理和保护起到一定的作用。允许强电以及弱电方式输入输出，单回路最大负荷4400W，设计满足供电及环境开关的要求。本设计采用优质带线圈继电器模块抑制直流电路。电路的寿命超过100000个周期。

2.2  视频信号传输切换与显示系统

视频信号传输切换与显示系统由幕布、投影仪、计算机、VGA矩阵、AV矩阵等组成。信号传输与切换由一台8*8VGA矩阵切换器和一台8*8AV矩阵切换器完成。矩阵设备具有RS-232控制接口，由中央控制系统控制，完成信号切换。

视频输入信号包括摄像机视频信号、笔记本/电脑视频信号，输出信号包括投影仪和电视信号。所有音频和视频信号都通过矩阵进行切换和调度。

2.3  音频系统

音频系统由音频采集设备（无线麦克、有线麦克）、数字音频处理器、功放、音箱等组成。数字音频处理器（SOLON 32A）是音频系统的核心，设置音频处理器对多功能厅中的所有音频信号进行采集、管理和调度。音频处理器对音频信号进行相应的效果处理和技术处理，然后再输送出去。集中管理多功能厅中的所有话筒、麦克风、计算机等音频信号源。

2.4  灯光控制系统

灯光控制系统由硅箱和舞台灯具组成。灯光控制舍弃原来的手动控制台，通过中央控制系统控制硅箱達到舞台灯光效果。

多功能厅智能控制系统的建设是在原多功能厅系统的基础上进行改建，充分利用原多功能厅设备，只是增加了中央控制系统设备和数字音频处理器，既提高了资源利用率，也节约了成本。

3  中央控制系统设计

中央控制系统是多功能厅智能控制系统的灵魂。它集灯光、机械、投影和视听控制为一体，为用户提供了一个简单、直接的控制界面，用户可以很容易地掌握设备在整个空间环境中的状态和功能。

中央控制系统由移动终端完成操作，移动终端通过Wi-Fi与中央控制主机连接。使用人员通过操作移动终端实时控制系统中的设备。

3.1  中控主机程序设计

中央控制主机通过各种控制接口与各个设备连接，如图2所示。根据各个连接设备的功能编写运行控制程序于中央控制主机。完成程序设计的中央控制主机具有以下控制功能;

（1）通过RS232口对AV矩阵、VGA矩阵及相关设备进行控制，完成视频信号、音频信号的切换及信号通路的调整;

（2）通过RS232口控制摄像机和投影机的操作，完成投影机的打开和关闭及选择输入信号源，控制摄像机左右移、上下移、变焦、聚焦等;

（3）通过RS232端口控制数字音频处理器，完成各通道音量调节;

（4）通过RS232端口控制数字硅箱，完成舞台灯光的明暗调节;

（5）通过CAN口控制电源管理器，为坐席灯、投影幕布、摄像机、投影机、数字硅箱等设备供电;

（6）通过IR红外端口模拟各种设备的遥控操作，如打开和关闭电视、选择电视的输入信号源、控制DVD播放机播放和停止播放等。

3.2  移动终端操作程序设计

移动终端操作程序以人性化的设计理念为出发点，根据多功能厅的使用情况在环境控制、灯光调节、灯光模式、信号切换、摄像机控制、DVD控制这六个模块做编程设计，控制界面简单明了。

（1）环境控制模块以日常操作为主，包括开启和关闭室内照明灯、打开和关闭电视机、数字音频处理器输出主音量的调节以及音频系统预置模式的选择、开启和关闭摄影机及模式选择和幕布的升降;

（2）灯光调节模块以舞台演出为主，主要是各类舞台灯具的灯光调节，比如频闪灯、月光灯、面光灯、侧光灯和三基色等;

（3）灯光模式模块是功能厅灯光的预置，适应多功能厅的固定需求，比如会议模式、报告模式、演出模式等，使用者还可以根据需求自定义灯光模式;

（4）信号切换模块包括VGA信号的切换和AV信号的切换，使用者根据需要选择输入和输出;

（5）摄像机控制模块控制摄像机的调用及控制摄像机左右移、上下移、变焦、聚焦等;

（6）DVD控制模块控制DVD播放机播放和停止播放，快进、快退等。

4  系统特点

4.1  可编程性

中央控制主机具有开放式+模块化的用户编程界面，可轻易地完成各种复杂的控制接口编程。根据设备功能为中央控制主机编写控制程序，完成系统设备调整。根据多功能厅的使用情况为移动终端编写操作程序，还可以根据多功能厅的固定需求，比如视频会议、会议报告、舞台演出等，编写连动操作程序，只需一个指令便能完成多个设备预置操作。

4.2  一键操控

中央控制主机已根据需求编写了相应的控制程序，此控制程序安装在移动终端，使用人员只需通过移动终端操控控制程序就可以实现相应的功能，比如系统已编写一些场景，使用人员可根据场景选择相应的场景模式，相应的场景模式已对灯光、声音、视频做好设置，使用人员无需重新调整。

4.3  应急操控性

当中央控制主机故障或者移动终端无法控制中央控制主机时，可以手动控制8路电源管理器对相应设备进行供电，实现基本功能，比如投影仪、摄像头、硅箱的供电、幕布的升降、灯光的开启，以及手动控制VGA矩阵、AV矩阵对视频信号进行切换，并通过数字音频处理器PC端软件对声音进行调节。这些基本操作可以使系统在摆脱中央控制系统的情况下维持基本运行。

5  结  论

多功能厅控制系统的应用简化了多功能厅设备的使用操作，满足了台站人员对多功能厅的使用需求，有效解决了对专业人员的依赖，大大提高工作了效率，减轻了台站人员压力。

参考文献：

[1] 庄孙毅.某办公楼多功能厅电子会议系统设计 [J].智能建筑电气技术，2013，7（2）：33-38.

[2] 陈子毅.多功能厅智能中央控制系统研究 [J].中国高新技术企业，2014（7）：21-23.

[3] 彭妙颜，周锡韬.多功能厅智能化系统集成设计及其相关标准 [J].电声技术，2003（10）：15-18.

作者简介：赵利广（1988.07-），男，河北灵寿人，汉族，助理工程师，本科，研究方向：信息化。