以PC機(jī)為核心的教學(xué)閉路電視播放控制系統(tǒng)設(shè)計方案

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

　　1 系統(tǒng)組成

　　整個系統(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)同控制中心通過同軸電纜(節(jié)目信號線)以及專用的控制總線連接，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)的一個或幾個遙控指令，來實現(xiàn)對電視機(jī)的各種具體控制。各單元有各自的地址，整個系統(tǒng)可共有252個地址也就是252個播放設(shè)備，也可以根據(jù)實際需要增加地址位數(shù)來增加系統(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，其上運(yùn)行自主開發(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送到各被控設(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、信號放大器等組成。各錄放像機(jī)的音、視頻信號經(jīng)調(diào)制后同有線電視信號一起在混合器混合，并經(jīng)信號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，還應(yīng)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

　　各教室電視機(jī)的關(guān)系如圖2所示。每臺電視機(jī)內(nèi)嵌一塊由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實現(xiàn)對電視機(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不再直接送到電視機(jī)的CPU，而是送到控制單元解碼，對于已授權(quán)功能對應(yīng)之指令控制單元將予以轉(zhuǎn)發(fā)。而沒授權(quán)功能對應(yīng)之指令將不轉(zhuǎn)發(fā)。

　　當(dāng)控制中心通過控制總線送來控制宏指令時，控制單元首先對之進(jìn)行校驗，在傳輸無誤的前提下再對之進(jìn)行解析，解析成電視機(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，實現(xiàn)對電視機(jī)的控制目的。

　　4 錄放像機(jī)同控制總線的接口

　　實際上，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)控制單元沒有本質(zhì)的區(qū)別，只不過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，對指令的解析也不同。

　　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放像機(jī)上各功能按鍵的按動。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，但缺少了對遙控器信號的接收和解碼部分。為了降低成本，多臺錄放像機(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無鎖的開關(guān)，按動某鍵，則此鍵對應(yīng)地開關(guān)閉合，而且此開關(guān)一端接地。這樣，如果想通過接口控制開關(guān)實際上讓開關(guān)的上端接地即可。 實際的錄像機(jī)接口電路如圖5。

　　IC1(4067)是16通道的模擬開關(guān)，當(dāng)由J3送來的控制信號經(jīng)光電隔離作為地址送到IC1時，則對應(yīng)錄像機(jī)的按鍵開關(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，所以對應(yīng)的開關(guān)也只能是接通較短的時間就要斷開。去按鍵的信號線由J2接出，這一部分放在錄像機(jī)內(nèi)并通過J3與控制單元的解碼部分相連。電源+5V由錄像機(jī)通過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語言編寫；第二部分是錄放像機(jī)控制單元的程序，同樣用C51語言編寫；第三部分是PC機(jī)上控制臺程序，用VC++6.0編寫。這三部分程序互相配合，遵守相同的通信協(xié)議。

　　主控制臺(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個字節(jié)的小數(shù)據(jù)包。第一字節(jié)為一個固定的包開始標(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)為校驗碼。由于第一個固定字節(jié)是開始標(biāo)志，故這個字節(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不用作地址，則設(shè)備總數(shù)在這種協(xié)議下是252臺。

　　本系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是各電視在收看時間和節(jié)目上互不影響，還可對電視機(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)過程也在控制臺完成)，遙控器可實現(xiàn)其全部功能。

　　作者：黑龍江呼蘭師范?？茖W(xué)校設(shè)備科150500 李利軍