以PC機(jī)為核心的教學(xué)閉路電視播放控制系統(tǒng)

摘要：介紹自行設(shè)計(jì)的教學(xué)閉路電視控制系統(tǒng)，在功能和實(shí)現(xiàn)方法上有很多特色之處。

關(guān)鍵詞：教學(xué)閉路電視 PC機(jī) 播放控制 控制單元

本教學(xué)閉路電視播放控制系統(tǒng)，克服了目前此類(lèi)系統(tǒng)節(jié)目套數(shù)少、同類(lèi)教室節(jié)目只能相同等不足，使各教學(xué)所播節(jié)目在內(nèi)容上、時(shí)間上互相沒(méi)有影響，并對(duì)教室電視機(jī)實(shí)現(xiàn)可授權(quán)的完全控制。

1 系統(tǒng)組成

整個(gè)系統(tǒng)由控制中心和分布在各教室的電視機(jī)等組成，各電視機(jī)同控制中心通過(guò)同軸電纜（節(jié)目信號(hào)線）以及專(zhuān)用的控制總線連接，各電視機(jī)同控制總線的連接相當(dāng)于并聯(lián)。電視機(jī)內(nèi)嵌入了由51系列單片機(jī)構(gòu)成的接收控制單元，這個(gè)單元主要用于接收控制中心的宏控制指令并解析成電視機(jī)的一個(gè)或幾個(gè)遙控指令，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電視機(jī)的各種具體控制。各單元有各自的地址，整個(gè)系統(tǒng)可共有252個(gè)地址也就是252個(gè)播放設(shè)備，也可以根據(jù)實(shí)際需要增加地址位數(shù)來(lái)增加系統(tǒng)可容納播放設(shè)備的數(shù)量。

2 控制中心組成

控制中心組成框圖如圖1所示。控制設(shè)備由PC機(jī)及相應(yīng)接口組成。以PC作為控制臺(tái)，其上運(yùn)行自主開(kāi)發(fā)的控制軟件，控制宏指令經(jīng)串行口送出，經(jīng)光電隔離和功率放大后到各被控設(shè)備（控制中心的播放設(shè)備和教室的電視機(jī)）。播放設(shè)備主要由錄放像機(jī)、調(diào)制器、有線電視接收設(shè)備、混合器、信號(hào)放大器等組成。各錄放像機(jī)的音、視頻信號(hào)經(jīng)調(diào)制后同有線電視信號(hào)一起在混合器混合，并經(jīng)信號(hào)放大器放大由同軸電纜送到各教室。

在調(diào)制器的選頻上，應(yīng)與本地有線電視節(jié)目統(tǒng)籌考慮，使之互不影響，還考慮到本地有線電視節(jié)目擴(kuò)充的可能。

3 接收控制單元

各教學(xué)電視機(jī)的關(guān)系如圖2所示。每如電視機(jī)內(nèi)嵌一志由51系列單片機(jī)等組成的接收控制單元，此單元與電視機(jī)的關(guān)系如圖3所示。沒(méi)接控制單元之前，電視機(jī)的狀態(tài)由遙控器控制，遙控器的紅外信號(hào)被電視機(jī)的遙控接收器接收并解調(diào)整形，然后送到電視機(jī)的CPU實(shí)現(xiàn)對(duì)電視機(jī)的各種操作。加接控制單元后，遙控接收器收到的控制信號(hào)不再直接送到電視機(jī)的CPU，而是送到控制單元解碼，對(duì)于已授權(quán)功能對(duì)應(yīng)之指令控制單元將予以轉(zhuǎn)發(fā)。而沒(méi)授權(quán)功能對(duì)應(yīng)之指令將不轉(zhuǎn)發(fā)。

當(dāng)控制中心通過(guò)控制總線送到控制宏指令時(shí)，控制單元首先對(duì)之進(jìn)行校驗(yàn)，在傳輸無(wú)誤的前提下再對(duì)之進(jìn)行解板，解板成電視機(jī)CPU可接受的指令或指令組。控制單元具有模擬遙控器編碼的能力，對(duì)解析出的指令以遙控器編碼方式發(fā)送給電視機(jī)的CPU，實(shí)現(xiàn)對(duì)電視機(jī)的控制目的。

4 錄放像機(jī)同控制總線的接口

實(shí)際上，錄放像機(jī)同控制總線的接口也就是錄放像機(jī)的控制單元。它同電視機(jī)控制單元沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，只不過(guò)是遙控器的編碼方式有所不同，控制中心傳送的指令含義不同，對(duì)指令的解板也不同。

由于選用的錄放像機(jī)均是較新的產(chǎn)品，導(dǎo)致對(duì)遙控器指令的分析特別困難，所以采用了直接同錄像機(jī)按鍵接口的方法，也就是將控制中心的指令解析成錄像放像機(jī)上各功能按鍵的按動(dòng)。采用這種方法的控制單元組成如圖4所示。它由兩部分組成，虛線左邊的部分基本等同于電視機(jī)的控制單元，但缺少了對(duì)遙控器信號(hào)的接收和解碼部分。為了降低成本，多臺(tái)錄放像機(jī)可用一種控制單元但各輸出接口具有不同的地址。對(duì)錄像機(jī)的控制也不再模擬遙控器，而是直接短路相應(yīng)的功能按鍵。一般功能鍵均是一個(gè)無(wú)鎖的開(kāi)關(guān)，按動(dòng)某鍵，則此鍵對(duì)應(yīng)地開(kāi)關(guān)閉合，而且此開(kāi)關(guān)一端接地。這樣，如果想通過(guò)接口控制開(kāi)關(guān)實(shí)際上讓開(kāi)關(guān)的上端接地即可。

實(shí)際的錄像機(jī)接口電路如圖5。IC1（4067）是16通道的模擬開(kāi)關(guān)，當(dāng)由J3送來(lái)的控制信號(hào)經(jīng)光電隔離作為地址送到IC1時(shí)，則對(duì)應(yīng)錄像機(jī)的按鍵開(kāi)關(guān)被接通，達(dá)到按鍵目的。需要注意的是有些按鍵不能一直按著，而是按一下即抬起，所以對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)也只能是接通較短的時(shí)間就要斷開(kāi)。去按鍵的信號(hào)線由J2接出，這一部分放在錄像機(jī)內(nèi)并通過(guò)J3與控制單元的解碼部分相連。電源+5V由錄像機(jī)通過(guò)J2的20腳直接提供。

5 軟件的編制及通信協(xié)議

本系統(tǒng)的軟件由三部分組成：第一部分為電視機(jī)控制單元的程序，用C51語(yǔ)言編寫(xiě)；第二部分是錄放像機(jī)控制單元程序，同樣用C51語(yǔ)言編寫(xiě)；第三部分是PC機(jī)上控制臺(tái)程序，用VC++6.0編寫(xiě)。這三部分程序互相配合，遵守相同的通信協(xié)議。

主控制臺(tái)（PC機(jī)）同電視機(jī)控制單元以及錄放像機(jī)控制單元的通信采用6個(gè)字節(jié)的小數(shù)據(jù)包。第一字節(jié)為一個(gè)固定的包開(kāi)始標(biāo)志，第二字節(jié)為地址碼，第三字節(jié)為地址的反碼，第四字節(jié)為指令碼，而第五字節(jié)為指令反碼，最后字節(jié)為校驗(yàn)碼。由于第一個(gè)固定字節(jié)是開(kāi)始標(biāo)志，故這個(gè)字節(jié)的值和其反碼的值不能再作為地址碼和指令碼，加之0和0xFF不用作址，則設(shè)備總線在這種協(xié)議下是252臺(tái)。

本系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是各電視在收看時(shí)間和節(jié)目上互不影響，還可對(duì)電視機(jī)的遙控器進(jìn)行授權(quán)。在一般權(quán)利下，電視機(jī)的遙控器只有調(diào)整音量的權(quán)利，收看的節(jié)目由控制中心指定。在控制中心授權(quán)下（授權(quán)過(guò)程也在控制臺(tái)完成），遙控器可實(shí)現(xiàn)其全部功能。