以PC机为核心的教学闭路电视播放控制系统设计方案 电视机, 闭路电视, 控制中心, 教学

标签： 软件编制   接收控制
本教学闭路电视播放控制系统，克服了目前此类系统节目套数少、同类教室节目只能相同等不足，使各教室所播节目在内容上、时间上互相没有影响，并对教室电视机实现可授权的完全控制。
1 系统组成
整个系统由控制中心和分布在各教室的电视机等组成，各电视机同控制中心通过同轴电缆(节目信号线)以及专用的控制总线连接，各电视机同控制总线的连接相当于并联。电视机内嵌入了由51系列单片机构成的接收控制单元，这个单元主要用于接收控制中心的宏控制指令并解析成电视机的一个或几个遥控指令，来实现对电视机的各种具体控制。各单元有各自的地址，整个系统可共有252个地址也就是252个播放设备，也可以根据实际需要增加地址位数来增加系统可容纳播放设备的数量。
2 控制中心组成
控制中心组成框图如图1所示。
控制设备由PC机及相应接口组成。以PC作为控制台，其上运行自主开发的控制软件，控制宏指令经串行口送出，经光电隔离和功率放大后送到各被控设备(控制中心的播放设备和教室的电视机)。播放设备主要由录放像机、调制器、有线电视接收设备、混合器、信号放大器等组成。各录放像机的音、视频信号经调制后同有线电视信号一起在混合器混合，并经信号放大器放大由同轴电缆送到各教室。在调制器的选频上，应与本地有线电视节目统筹考虑，使之互不影响，还应考虑到本地有线电视节目扩充的可能。
3 接收控制单元
各教室电视机的关系如图2所示。每台电视机内嵌一块由51系列单片机等组成的接收控制单元，此单元与电视机的关系如图3所示
没接控制单元之前，电视机的状态由遥控器控制，遥控器的红外信号被电视机的遥控接收器接收并解调整形，然后送到电视机的CPU实现对电视机的各种操作。加接控制单元后，遥控接收器收到的控制信号不再直接送到电视机的CPU，而是送到控制单元解码，对于已授权功能对应之指令控制单元将予以转发。而没授权功能对应之指令将不转发。
当控制中心通过控制总线送来控制宏指令时，控制单元首先对之进行校验，在传输无误的前提下再对之进行解析，解析成电视机CPU可接受的指令或指令组。控制单元具有模拟遥控器编码的能力，对解析出的指令以遥控器编码方式发送给电视机的CPU，实现对电视机的控制目的。
4 录放像机同控制总线的接口
实际上，录放像机同控制总线的接口也就是录放像机的控制单元。它同电视机控制单元没有本质的区别，只不过是遥控器的编码方式有所不同，控制中心传送的指令含义不同，对指令的解析也不同。
由于选用的录放像机均是较新的产品，导致对遥控器指令的分析特别困难，所以采用了直接同录像机按键接口的方法，也就是将控制中心的指令解析成录放像机上各功能按键的按动。采用这种方法的控制单元组成如图4所示。
它由两部分组成，虚线左边的部分基本等同于电视机的控制单元，但缺少了对遥控器信号的接收和解码部分。为了降低成本，多台录放像机可用一种控制单元但各输出接口具有不同的地址。对录像机的控制也不再模拟遥控器，而是直接短路相应的功能按键。一般功能键均是一个无锁的开关，按动某键，则此键对应地开关闭合，而且此开关一端接地。这样，如果想通过接口控制开关实际上让开关的上端接地即可。 实际的录像机接口电路如图5。
IC1(4067)是16通道的模拟开关，当由J3送来的控制信号经光电隔离作为地址送到IC1时，则对应录像机的按键开关被接通，达到按键目的。需要注意的是有些按键不能一直按着，而是按一下即抬起，所以对应的开关也只能是接通较短的时间就要断开。去按键的信号线由J2接出，这一部分放在录像机内并通过J3与控制单元的解码部分相连。电源+5V由录像机通过J2的20脚直接提供。
5 软件的编制及通信协议
本系统的软件由三部分组成：第一部分为电视机控制单元的程序，用C51语言编写;第二部分是录放像机控制单元的程序，同样用C51语言编写;第三部分是PC机上控制台程序，用VC++6.0编写。这三部分程序互相配合，遵守相同的通信协议。
主控制台(PC机)同电视机控制单元以及录放像机控制单元的通信采用6个字节的小数据包。第一字节为一个固定的包开始标志，第二字节为地址码，第三字节为地址的反码，第四字节为指令码，而第五字节为指令反码，最后字节为校验码。由于第一个固定字节是开始标志，故这个字节的值和其反码的值不能再作为地址码和指令码，加之0和0xFF不用作地址，则设备总数在这种协议下是252台。
本系统最大的优点是各电视在收看时间和节目上互不影响，还可对电视机的遥控器进行授权。在一般权利下，电视机的遥控器只有调整音量的权利，收看的节目由控制中心指定。在控制中心授权下(授权过程也在控制台完成)，遥控器可实现其全部功能。