多功能会议厅智能中央控制系统的设计

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论文摘要

  伴随着科学技术的飞速发展,人们进入信息时代,人们的日常生活与信息技术的联系越来越紧密,信息已经成为人们生活中的一项重要基本要素,信息交流变得越来越频繁.从社会经济角度来说,商务谈判、产品展览、文艺演出、外宾接见等与现代音响技术、视频设备等多媒体设备联系也日益紧密.随着网络技术和通信技术的发展,多功能会议室发展起来,并且还可以与其他会议室连接起来,开展远程视频会议.因此,构建高效率的智能中央控制系统是解决多功能厅信息交流的主要技术手段.

  多功能厅一般以培训活动、报告会、产品展览、学术交流、新闻发布、中小型演出为主要功能,智能中央控制系统重点在于功能的全面性,实现图像的清晰、视频角度切换的方便、语言扩声的清晰、音乐播放音质等,考虑到智能化控制程度、兼容性、可靠性和扩展性等内容,设计出灵活、稳定的智能中央控制系统.

  1 多功能厅的控制系统

  目前,在大型会议中心、办公楼、酒店等场所中,控制技术在会议厅中的应用越来越普遍,智能控制技术得到了推广.在多功能厅中,智能控制系统往往通过以太网、现场总线、电力载波等通讯技术实现现场温度、照明、影像、音响等的智能控制.而智能控制系统又可以分成智能中央控制系统和智能分布式控制系统.

  智能中央控制系统以中央控制主机为核心,对多功能厅环境和各类相关设备进行集中控制.智能分布式控制系统是以单一的现场总线技术为基础,运用微波传输技术、以太网等技术实现的分布式控制系统,现场总线技术主要有:KNX/EIB、C-bus、RS-485等.

  2 智能中央控制系统

  2.1 系统设计原则

  2.1.1 可靠性.可靠性是智能中央控制系统建设的首要原则,该系统必须满足多功能厅长时间连续工作的需要.

  2.1.2 安全性.必须有最完善的安全性措施,严格规范用户使用权限,最大限度降低信息失密的可能性,防止越权操作,保留原始数据资料,保护系统免遭恶意破坏.

  2.1.3 开放性.智能中央控制系统设计时要满足多功能厅的需求,能够满足各种不同会议、展览、演出等对系统提出的要求.严格遵照《硬件平台和软件平台》的国际开放系统标准设计系统结构,并且能满足系统升级改造要求.开放性的本质在于硬件平台的可互换性和软件平台的可移植性.从硬件平台上来说,设备的网络互联具有可交换性.对于软件平台来说,操作系统、网络通讯协议、用户界面等符合国际标准.

  2.1.4 实用性.智能控制系统建设是基于多功能厅的实际需求,无论是关键设备购置上,还是管理手段上,都不盲目追求高档、时髦,而是在可靠性和实用性的基础上购置,解决现实中存在的实际问题.

  2.2 系统结构

  智能中央控制系统结构如图1所示,可以清晰看出,系统主要由音频模块、视频模块、灯光模块、中央控制模块组成.音频模块由专业音频采集系统、专业音频数字化处理系统、现场扩声系统、同声转译系统、音频传输系统、现场录音记录系统等组成.由于多功能厅既是会议室也是演出厅,不仅有主席台上的发言,也有流动发言.因此,首先在会议席上均衡布置点声源扬声器,使得所有人都能听清楚主席台上的发言,同时也能塑造良好的音乐空间感.其次,设置无线话筒、无线麦克风进行补充,所有人都可以通过衣领或是腰间麦克风采集到发言人的声音.最后,设置调音台,对多功能厅中的所有音频信号进行采集、管理和调度.调音台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.调音台是音频模块的核心,集中管理多功能厅中的所有话筒、麦克风、录像机、MD机等音频信号源.

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  视频模块则是多功能厅中的重要组成部分,一般由大屏幕系统、投影系统、计算机信号传输系统、会议录像系统、摄像跟踪系统等组成.设计2套120"背投单元和1套150"正投屏幕构成多功能厅的大屏幕显示系统.

  每台投影机都有两路独立的RGB信号和视频输入口.布置2~3个与话筒相联的高速会议专用摄像机,提供多功能厅的多个角度全景展示,并支持触屏操作.

  灯光模块采用传统舞蹈灯光与现代舞蹈电脑灯光相结合的方案.设置多台成像灯作为面灯,通过调节光束实现不同的布光效果,柔化人物的仪容,突出景物的轮廓线.设置多支电脑扫描灯作为特效灯,根据多功能厅的实际应用情况调节灯光效果,营造出不同的舞台艺术效果,营造出背景光效、定点光效等灯光效果.设置多台聚光灯作为逆光,配合其他灯光形成不同颜色的光,产生三维立体效果.

  中央控制模块是整个控制系统的核心,它使得操作人员可以简单快捷控制多功能厅的所有设备,只需要简单的触屏操作就可以完成所有系统的启动和调整等操作.中央控制模块要能控制视频模块、音频模块、灯光模块等,由软件模式控制和执行.中央控制器内置高速微处理器,可以同时激活所有的控制端口,采用无线触屏操作.

  2.3 系统主要设备

  第一,中央控制主机,这是整个系统的核心设备,也是信息交换设备,接收和传送控制指令.其输入、输出的端口类型主要有RS-232、RS-485、RS-422串行总线端口、R红外端口、干触点端口等.

  第二,人机界面,包括触摸屏、面板和遥控器.触摸屏分成有线触摸屏和无线触摸屏.操作人员在触摸屏上实现对整个中央控制系统的智能化操作.面板是人机界面的辅助设备,一般通过串行总线接口与主机相连,实现对现场环境的控制.由于面板的按键有限,往往只能实现部分控制功能,需要与遥控器结合起来使用.遥控器分成无线遥控器和红外遥控器,无线遥控器适用于距离较短的场合,红外遥控器适用于距离远、有障碍物的场合.

  第三,辅助通讯设备.当中央主机端口不够用时,需要辅助通讯设备扩展系统的接口,辅助通讯设备通过串行总线接口与主机相连.

  第四,照明控制设备.照明控制设备主要有灯控模块和接口模块.将灯控模块连接到中央控制主机上,从而实现对现场灯光的控制.接口模块通过串行总线接口接入到中央控制主机上,并通过通讯转换协议控制X-10、C-bus等智能照明设备.

  第五,音频控制设备,包括音频切换矩阵、光驱、硬盘、播放器等,可以播放不同格式的音频文件,在中央控制主机或是触摸屏实现对音频控制设备的控制,控制方式一般为红外线、微波控制.

  第六,其他附件,包括电源、底座、信号转换器、音频转换器、支架等.

  2.4 系统特点

  智能中央控制系统其实就是通过计算机软件对灯光、声音、电等设备进行智能化集中控制的设备,一般由主机、触摸屏、遥控器、调光器、音量控制器等组成.

  通过编程继电器,控制多功能厅中的投影屏幕、广告横幅、电子窗帘等的升降以及时间、顺序.控制调光器,从而控制多功能厅中所有灯的开启与亮度.将各类受控设备的红外遥控码学习、记忆结合起来,通过红外发射模块控制各个设备.最后将这些功能都集中到一台计算机或是遥控器上,从而完成了对整个多功能厅的智能化中央控制.在使用该多功能厅时,只需要手动操作触摸屏或是遥控器就可以实现对整个会场的控制,快捷高效实现各个设备的转换和调节,将复杂的多功能厅环境操作变得简单.

  智能中央控制系统集广播系统、扩音系统、视频会议系统、计算机网络系统、同声翻译系统、摄像系统等技术于一体,功能多,可以将多功能厅布置成会议室、产品展厅,也可以是小型表演厅等.

  在应用中,一旦中央控制主机出现故障需要维修时,整个智能中央控制系统就可能无法正常使用,这是智能中央控制系统的一个重要缺点.另外,对于规模较大的多功能厅而言,系统的可靠性受到质疑,尤其是采用X-10电力载波控制的中央控制系统可靠性不够,电网中的杂波会影响到X-10设备的正常运转,进而影响系统控制功能的顺利实现.

  3 智能中央控制系统实现中的技术要点

  多功能厅原先没有应用智能中央控制系统的,往往只采用KNX/EIB总线技术控制多功能厅中的照明设备、空调设备,音频设备和视频设备则是应用其他控制方式实现.而要实现智能中央控制系统,KNX/EIB总线技术的优势就凸显出来.

  目前,智能中央控制系统企业大多推出了KNX/EIB总线转换接口设备.如:VITY公司推出了自带EBI接口的中央控制主机和触摸屏,大大增强了智能中央控制系统的灵活性.那么,智能中央控制系统对KNX/EIB总线设备控制的技术要点有哪些呢?

  中央控制系统与EBI总线设备连接以后,其发出的所有指令都必须转换成KNX/EIB数据帧,然后再由其总线设备执行.这样看来,数据帧的源地址就是KNX/EIB接口模块的总线物理地址,目标地址是KNX/EIB系统设置时产生的反映传感器和执行器控制关联的地址码.比如说,控制按键与多功能厅中的开光、调温等执行内容相连,执行器在接受到数据帧之后,通过地址码判断是否需要执行某些操作.从KNX/EIB总线数据帧的结构上来说,中央控制主机发出的指令必须含有相应的地址码才能被顺利执行.而地址码是由KNX/EIB工程技术软件(ETS)产生的,因此,在设计中央控制系统时,必须熟练掌握ETS软件的总线设备控制关系,并将相应的地址码输入到控制指令程序中,从而保证中央控制系统的顺利运转.当然,中央控制系统也不能随意增加超出KNX/EIB总线系统的控制功能,需要增加功能或是变更功能时,必须重新设置ETS软件,并生成新的地址码,输送到控制指令程序中.

  4 结语

  多功能厅在智能中央控制系统的辅助下实现多种功能,满足现代会议的自动控制化、表演厅的多种灯光效果等.再加上KNX/EIB总线技术,智能中央控制系统的性能大大提升了.随着信息技术的快速发展,智能中央控制系统将朝着远程管理、网络直播、远程监控、信息存储、屏幕控制等方面发展,系统操作更加简单、功能更加强大,安全性更高.

  参考文献

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