（中國人民大學(xué)信息技術(shù)中心 北京 100872）

引言

中國人民大學(xué)多媒體教室目前采用萬訊（WISE）公司的多媒體中控管理系統(tǒng)，由軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。硬件系統(tǒng)主要以多媒體網(wǎng)絡(luò)中央控制器為主，通過其接所有多媒體設(shè)備，可以控制各設(shè)備的開關(guān)和切換。軟件系統(tǒng)為I-CONTRIL總控軟件，安裝在總控機(jī)房的服務(wù)器端，為管理人員提供遠(yuǎn)程集中化管理。網(wǎng)絡(luò)中央控制器型號(hào)主要以IC865為主，有4個(gè)可供用戶二次開發(fā)的數(shù)字I/O口。中控系統(tǒng)不斷偵測數(shù)字I/O口電平變化，當(dāng)電平發(fā)生變化時(shí)，通過I-CONTRIL總控軟件的預(yù)先設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多媒體教室各設(shè)備的開關(guān)機(jī)。[1]

此套系統(tǒng)存在一個(gè)缺陷：通過原中控系統(tǒng)對(duì)多媒體設(shè)備實(shí)現(xiàn)定時(shí)關(guān)機(jī)時(shí)，即使設(shè)備正在使用，也會(huì)無條件強(qiáng)制關(guān)機(jī)。文章利用IC865中控可供用戶二次開發(fā)的數(shù)字I/O口，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多媒體教室設(shè)備人性化關(guān)機(jī)，解決了以上問題。[2]

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)分為軟件部分和硬件部分兩部分，現(xiàn)分述如下：

1.軟件設(shè)計(jì)

軟件通過VB編程，生成一個(gè)擴(kuò)展名為.exe的可執(zhí)行文件，以下稱此文件名為shutdown.exe。shutdown安裝在多媒體教室計(jì)算機(jī)端，主要功能是：當(dāng)程序啟動(dòng)時(shí)，在電腦桌面彈出提醒對(duì)話框，提示是否關(guān)閉多媒體設(shè)備，并開始倒計(jì)時(shí)，如果點(diǎn)擊“繼續(xù)使用”，則退出程序不進(jìn)行任何操作；否則，程序倒計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，打開計(jì)算機(jī)的RS-232口，使RS-232口4針輸出高電平。[3]

系統(tǒng)主要代碼如下：

2.硬件設(shè)計(jì)

硬件系統(tǒng)主要由兩個(gè)芯片和一個(gè)固態(tài)繼電器組成，兩個(gè)芯片分別是MAX232和ULN2803。MAX232的功能是進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，即把計(jì)算機(jī)串口輸出的+12V電壓轉(zhuǎn)換為+5V電壓。ULN2803芯片的電氣特點(diǎn)是當(dāng)1至8針有高電平輸入時(shí)，對(duì)應(yīng)的11至18針有低電平輸出。

MAX232的RS-232串口接計(jì)算機(jī)串口，其第9針連接ULN2803的第1針，作為ULN2803的輸入信號(hào)。ULN2803的2至9針接地，10針及12至18針接電源正極，同時(shí)12針接固態(tài)繼電器正極，11針接固態(tài)繼電器負(fù)極。固態(tài)繼電器負(fù)載端連接至萬訊中控IC865的數(shù)字I/O口。系統(tǒng)硬件電路圖如圖1。

圖1 系統(tǒng)硬件電路圖

二、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

1.硬件連接

自主設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)的RS-232接口通過串口線連接計(jì)算機(jī)的RS-232接口，硬件系統(tǒng)與固態(tài)繼電器相連的接線柱通過兩芯線纜連接至中控的數(shù)字I/O口上。[4]

2.軟件設(shè)置

計(jì)算機(jī)端設(shè)置：根據(jù)課程表安排，在計(jì)算機(jī)上設(shè)定任務(wù)計(jì)劃，在每次課結(jié)束一定時(shí)間后開啟，運(yùn)行shutdown.exe程序。

I-CONTRIL總控軟件端設(shè)置：總控軟件端針對(duì)數(shù)字I/O通道的電路導(dǎo)通狀態(tài)的改變，可以設(shè)置不同的指令，當(dāng)檢測到數(shù)字I/O口狀態(tài)發(fā)生變化后（閉合或者斷開），執(zhí)行相應(yīng)指令。

3.系統(tǒng)運(yùn)行流程

多媒體教室計(jì)算機(jī)端根據(jù)預(yù)先設(shè)置，在設(shè)定時(shí)間點(diǎn)執(zhí)行shutdown.exe程序。shutdown程序運(yùn)行后，在計(jì)算機(jī)屏幕上彈出對(duì)話框，提示進(jìn)入下課時(shí)段，詢問是否繼續(xù)使用設(shè)備，并開始倒計(jì)時(shí)。如果點(diǎn)擊“是”，則退出程序。如果無任何操作，在設(shè)定的倒計(jì)時(shí)時(shí)間結(jié)束后，程序打開計(jì)算機(jī)RS-232端口。

自主研發(fā)的硬件系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)RS-232端口未打開，MAX232芯片沒有輸入電壓情況下，固態(tài)繼電器電路處于開狀態(tài)，中控端數(shù)字I/O口電路處于開狀態(tài)。計(jì)算機(jī)打開RS-232端口時(shí)，其第4針會(huì)輸出+12V高電平至MAX232芯片第一針。MAX232芯片把高電平+12V轉(zhuǎn)換為高電平5V及，并把此轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)通過其第9針輸出給ULN2803的第1針，作為ULN2803的輸入信號(hào)。ULN2803的12針接固態(tài)繼電器正極，11針接固態(tài)繼電器負(fù)極。當(dāng)ULN2803第1針接收到MAX232芯片第9針的高電平輸入后，根據(jù)ULN2803芯片電路特性，其11針跳變?yōu)榈碗娖?，外接繼電器吸合，中控端數(shù)字I/O口電路導(dǎo)通，形成回路。

I-CONTRIL總控軟件端偵探到中控?cái)?shù)字I/O口電路狀態(tài)發(fā)生改變后，根據(jù)預(yù)先設(shè)定，對(duì)各設(shè)備發(fā)出關(guān)閉指令。

結(jié)語

該套系統(tǒng)在多個(gè)樓宇的多媒體教室部署實(shí)施后，效果良好，徹底解決了非人性化關(guān)機(jī)的問題。對(duì)不用設(shè)備的及時(shí)自動(dòng)化關(guān)機(jī)，節(jié)約了電能，延長了設(shè)備使用壽命，同時(shí)，也降低了多媒體教室管理人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。此系統(tǒng)的實(shí)施，對(duì)多媒體教室使用者和管理者，都帶來了很大的便利。

[1]史振江.基于stm32 單片機(jī)的公寓安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).2017年9月 58-62.

[2]李書婷等.基于STC89C52 單片機(jī)的教室燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) [J].自動(dòng)化與儀器儀表.2017年第1期.

[3]彭招佩等.基于紅外感應(yīng)技術(shù)的智能燈控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù).2016年第3期.68-70.

[4]聶茹,屈艷.基于單片機(jī)的紅外報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].微處理機(jī).2016年6月90-92.