基于展品管理的中央控制系统设计及应用

蔡隆良　黎　坚

[摘要]中央控制系统是指通过计算机和中央控制系统软件控制投影机、展示台、影碟机、录像机、计算机及灯光照明等设备，也可将几个独立的中央控制系统相互连接起来，成为网络化的中央控制系统，实现资源共享和相互监控。结合东莞科技馆展品布展实例来简要介绍如何设计和利用中央控制系统来集中管理科技馆展品。

[关键词]展品管理 中央控制 设计 应用

中图分类号：TP2文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2009）0110090-01

由于目前全国各大公共场馆，尤其是科普场馆，展品设备数量繁多，多种设备的使用必定带来繁杂的设备操作。中央控制系统首先应当是一个实用的控制系统，用于对馆内其它展品实施有效控制；同时，其本身又作为一项展品，对观众开放，以展示现代远程自动控制的概念、原理和效果。

一、设计展示

展品设备的电源开关控制。对所有需要控制的展品设备都能进行独立的电源控制。对非电脑类的展品只进行简单的电源开关控制。对电脑类展品的控制，需要考虑电脑的正常开机和关机。电脑开机的处理流程如图1所示，电脑关机的处理流程如图2所示。

展品中计算机演示程序的运行控制。对于采用计算机程序进行演示的展品，除了控制其工作电源外，还能够实现：1.控制演示程序的启动运行；2.强制关闭演示程序；3.关闭操作系统；4.当关闭操作系统失效时强制电脑关机。投影仪的演示过程控制。具体实现：1.投影机开机流程（如图3所示）；2.投影机关机流程（如图4所示）；3.由控制中心到输出所连接投影机的视频源的选择播放。电视墙播放演示的操作控制。对于通过电视墙播放演示资料，既要控制设备的电源还要控制其演示过程，能够自由选择控制48台电视播放相同的或不同的内容。由控制中心到输出所连接电视机的视频源的选择播放。计算机安全防护。构建有效机制，使系统软件本身具备防止电脑病毒侵入与传播的能力。

二、系统结构及设计

中央控制系统的体系结构，采用分布式集散控制系统的结构。其中心思想是，集中管理，分散控制。根据用户对系统功能的实际需求，我们将中央控制系统划分为4个相对独立的功能子系统。系统的功能构成如图5所示。

综合考虑可靠性、可维护性、设计时间及成本费用等因素，我们将采用PC机加单片机的集散型控制模式系统。这样的系统以一台PC机为系统中心控制机，通过RS-484总线连接各展区的控制器，该控制器以单片机为核心通过控制可控硅、继电器和红外线发生器等，分别实现对各个展品设备的电源控制和工作流程的控制，并实时地将展品的工作状态反馈到中心计算机。中心控制室配置一个用双色LED管构成的模拟显示屏幕，能够实时、直观和全面地反映各展品的工作状态或控制状态。系统结构如图6所示。其中，中心控制机与模拟显示屏之间采用RS-232通讯，也可以用RS-485方式通过集线器通信；模拟显示屏自己定制；中心控制机与各个多路控制器之间通过集线器实现双向通信；集线器与PC机之间采用RS-232方式通信，其实现RS-232信号和RS-485信号的转换，对外仅进行接口的扩展和驱动。

三、主要硬件设备

1．中心控制PC：用于控制多路控制器、终端控制器和展品，以及LED显示屏。

2．视频监视PC：视频监视PC属于另外的视频监视系统使用，在此仅需留意其在控制台中的安装位置与接线。

3．多路控制器：多路控制器是具体控制展品设备的核心设备，主要包括单片机、控制模块、通讯模块、电源模块、控制和外壳等部分。根据控制的需要，控制功能需包括电源控制、投影机红外线控制仿真及电脑开机信号驱动。3种功能组合为一路，可独立控制；每台多路控制器具备8路。由于市场上尚无相应适用的同样设备，故需自行设计制造。

4．48路视频播放机：由1台工控机集成3个16路视频播放模块，再配之以3台16路MPEG-1解码器构成。该播放机放置于电视墙后，在中央控制室的操控下，直接输出48路视/音频到48台电视机进行播放。所播放的内容可以相同也可以不同。

5．16路视频播放机：由1台工控机集成1个16路视频播放模块，再配之以1台16路MPEG-1解码器构成。该播放机放置于中央控制室，用于实现分别输出7路视/音频到3台投影机和4台电视机进行播放，而剩余的9路视/音频播放容量，也便于应用扩展。该播放机还可同时兼作中央播放控制管理机。

6．模拟显示屏：通过在中心控制室设置一个模拟显示屏，用于显示各展区展品设备的工作或控制状态。每个需标示的展品对应1个LED灯单元（1个双色灯或2个单色灯组合）来表示，通过控制LED灯单元处于“绿灯稳亮”、“红灯稳亮”、“红灯闪烁”，对应表示关联展品的“未工作”、“工作正常”、“工作故障”三种状态。

四、结束语

中央控制系统一般应用在多媒体会议室、电化教室、监控及指挥中心，新闻发布室等环境控制。创造性地将中央控制系统首次成功应用到科普场馆，目前在国内尚属首次。该系统在我馆已正常运行达三年之久，事实说明，应用中央控制系统管理繁杂众多的科技馆展品等设备是成功的，它帮助我们极大地提高了工作效率和工作质量。同时，本人也认为该系统对相似行业或场馆设施的科学管理都具有一定的借鉴意义。