以PC機為核心的教學閉路電視播放控制系統

摘要：介紹自行設計的教學閉路電視控制系統，在功能和實現方法上有很多特色之處。

關鍵詞：教學閉路電視 PC機 播放控制 控制單元

本教學閉路電視播放控制系統，克服了目前此類系統節目套數少、同類教室節目只能相同等不足，使各教學所播節目在內容上、時間上互相沒有影響，并對教室電視機實現可授權的完全控制。

1 系統組成

整個系統由控制中心和分布在各教室的電視機等組成，各電視機同控制中心通過同軸電纜（節目信號線）以及專用的控制總線連接，各電視機同控制總線的連接相當于并聯。電視機內嵌入了由51系列單片機構成的接收控制單元，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的一個或幾個遙控指令，來實現對電視機的各種具體控制。各單元有各自的地址，整個系統可共有252個地址也就是252個播放設備，也可以根據實際需要增加地址位數來增加系統可容納播放設備的數量。

2 控制中心組成

控制中心組成框圖如圖1所示。控制設備由PC機及相應接口組成。以PC作為控制臺，其上運行自主開發的控制軟件，控制宏指令經串行口送出，經光電隔離和功率放大后到各被控設備（控制中心的播放設備和教室的電視機）。播放設備主要由錄放像機、調制器、有線電視接收設備、混合器、信號放大器等組成。各錄放像機的音、視頻信號經調制后同有線電視信號一起在混合器混合，并經信號放大器放大由同軸電纜送到各教室。

在調制器的選頻上，應與本地有線電視節目統籌考慮，使之互不影響，還考慮到本地有線電視節目擴充的可能。

3 接收控制單元

各教學電視機的關系如圖2所示。每如電視機內嵌一志由51系列單片機等組成的接收控制單元，此單元與電視機的關系如圖3所示。沒接控制單元之前，電視機的狀態由遙控器控制，遙控器的紅外信號被電視機的遙控接收器接收并解調整形，然后送到電視機的CPU實現對電視機的各種操作。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的CPU，而是送到控制單元解碼，對于已授權功能對應之指令控制單元將予以轉發。而沒授權功能對應之指令將不轉發。

當控制中心通過控制總線送到控制宏指令時，控制單元首先對之進行校驗，在傳輸無誤的前提下再對之進行解板，解板成電視機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送給電視機的CPU，實現對電視機的控制目的。

4 錄放像機同控制總線的接口

實際上，錄放像機同控制總線的接口也就是錄放像機的控制單元。它同電視機控制單元沒有本質的區別，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，對指令的解板也不同。

由于選用的錄放像機均是較新的產品，導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。對錄像機的控制也不再模擬遙控器，而是直接短路相應的功能按鍵。一般功能鍵均是一個無鎖的開關，按動某鍵，則此鍵對應地開關閉合，而且此開關一端接地。這樣，如果想通過接口控制開關實際上讓開關的上端接地即可。

實際的錄像機接口電路如圖5。IC1（4067）是16通道的模擬開關，當由J3送來的控制信號經光電隔離作為地址送到IC1時，則對應錄像機的按鍵開關被接通，達到按鍵目的。需要注意的是有些按鍵不能一直按著，而是按一下即抬起，所以對應的開關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內并通過J3與控制單元的解碼部分相連。電源+5V由錄像機通過J2的20腳直接提供。

5 軟件的編制及通信協議

本系統的軟件由三部分組成：第一部分為電視機控制單元的程序，用C51語言編寫；第二部分是錄放像機控制單元程序，同樣用C51語言編寫；第三部分是PC機上控制臺程序，用VC++6.0編寫。這三部分程序互相配合，遵守相同的通信協議。

主控制臺（PC機）同電視機控制單元以及錄放像機控制單元的通信采用6個字節的小數據包。第一字節為一個固定的包開始標志，第二字節為地址碼，第三字節為地址的反碼，第四字節為指令碼，而第五字節為指令反碼，最后字節為校驗碼。由于第一個固定字節是開始標志，故這個字節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，則設備總線在這種協議下是252臺。

本系統最大的優點是各電視在收看時間和節目上互不影響，還可對電視機的遙控器進行授權。在一般權利下，電視機的遙控器只有調整音量的權利，收看的節目由控制中心指定。在控制中心授權下（授權過程也在控制臺完成），遙控器可實現其全部功能。