中央控制系統在系統集成技術(shù)中的具體應用

1 引 言

　　本文介紹的系統集成技術(shù)（SI，System Integration）是一門(mén)新興技術(shù)。在大型系統中（如全國聯(lián)網(wǎng)）采用相應的控制軟件將幾個(gè)獨立的中央控制系統通過(guò) Internet 或專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )相互連接起來(lái)， 成為網(wǎng)絡(luò )化的中央控制系統，可實(shí)現遠程控制、資源共享、影音互傳和相互監控。以此構建一個(gè)大型集中控制的、實(shí)時(shí)的、現代化的、綜合性的多媒體視聽(tīng)集成系統，為指揮決策、生產(chǎn)調度提供實(shí)時(shí)準確的多媒體信息。

2 系統集成技術(shù)

2.1系統集成概念

　　所謂系統集成，就是通過(guò)結構化的綜合布線(xiàn)系統和計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，將各個(gè)分離的設備(如個(gè)人電腦、音視頻設備)、功能和信息等集成到相互關(guān)聯(lián)的、統一和協(xié)調的系統之中，使資源達到充分共享，實(shí)現集中、高效、便利的管理。系統集成實(shí)現的關(guān)鍵在于解決系統之間的互連和互操作性問(wèn)題，它是一個(gè)多廠(chǎng)商、多協(xié)議和面向各種應用的體系結構。這需要解決各類(lèi)設備、子系統間的接口、協(xié)議、系統平臺、應用軟件等與子系統、建筑環(huán)境、施工配合、組織管理和人員配備相關(guān)的一切面向集成的問(wèn)題。

2.2 系統集成的分類(lèi)

　　系統集成包括設備系統集成和應用系統集成。系統集成還包括構建各種WIN和LINUX的服務(wù)器，使各服務(wù)器間可以有效的通信，給客戶(hù)提供高效的訪(fǎng)問(wèn)速度。

　　(1)設備系統集成 也可稱(chēng)為硬件系統集成、在大多數場(chǎng)合簡(jiǎn)稱(chēng)系統集成，或稱(chēng)為弱電系統集成，以區分于機電設備安裝類(lèi)的強電集成。設備系統集成也可分為智能建筑系統集成、計算機網(wǎng)絡(luò )系統集成、安防系統集成。

　　(2)應用系統集成 以系統的高度為客戶(hù)需求提供應用的系統模式，以及實(shí)現該系統模式的具體技術(shù)解決方案和運作方案，即為用戶(hù)提供一個(gè)全面的系統解決方案。應用系統集成已經(jīng)深入到用戶(hù)具體業(yè)務(wù)和應用層面，在大多數場(chǎng)合，應用系統集成又稱(chēng)為行業(yè)信息化解決方案集成。應用系統集成可以說(shuō)是系統集成的高級階段，獨立的應用軟件供應商將成為核心。

3 中央控制系統

3.1中央控制系統的組成

　　中央控制系統通過(guò)人性化的人機界面，開(kāi)放式的可編程控制平臺，交互式的控制結構，實(shí)現了設備的互連和集中控制。其核心設備是中央控制主機，它采用內嵌式處理器，可編程邏輯陣列電路,內置大容量?jì)却婕?Flash，提供多路獨立可編程 RS-232控制接口，可以收發(fā) RS-485、RS422 格式數據，有獨立可編程IR紅外發(fā)射口和多數字I/O 輸入輸出控制口，帶保護電路 ，有多路強電、弱電繼電器控制接口，有遠程TCP/IP網(wǎng)絡(luò )控制口，內嵌紅外學(xué)習器，提供可擴展多功能插槽和多個(gè)網(wǎng)絡(luò )控制接口，可任意擴展模塊。并且，現在的中控系統都支持第三方控制協(xié)議。作為一個(gè)完整的中央控制系統應該包括（1）用戶(hù)界面，（2）中央控制主機，（3）各類(lèi)接口，（4）各種受控設備，（5）通信網(wǎng)絡(luò )。如下面實(shí)圖：

圖1 中央控制系統結構

3.2 中央控制系統的構造步驟

　　構造一個(gè)人性化，智能化的中央控制系統要先從設計理念開(kāi)始入手，設計出一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的控制系統，是中央控制系統人性化的標志。然后通過(guò)嚴密的搭建硬件，搭建硬件時(shí)需要處理好各種接口之間的轉換和連接，做到轉換穩定連接牢固，然后開(kāi)始設計用戶(hù)界面和編輯底層軟件，把編輯的好的程序傳輸到中央控制主機中，在進(jìn)行初步調試和精密調試，最后整理各種相關(guān)的材料制作說(shuō)明書(shū)。這樣一個(gè)完整的中央控制系統就生成了。

3.2.1設計理念

　　根據具體的需求和一定的條件因素設計出合理的方案，在設計時(shí)依據下圖的步驟，然后在各個(gè)環(huán)節的進(jìn)行詳細的設計?？疾旌铆h(huán)境，根據環(huán)境和用戶(hù)的需求，選擇合適的硬件設備，再根據硬件的條件選擇線(xiàn)纜和接口類(lèi)型，然后在依據施工規范把硬件設備連接起來(lái)，構成硬件系統，最后根據硬件系統開(kāi)發(fā)出適合這些硬件設備的程序。

3.2.2 硬件連接

　　硬件連接是否穩定牢固，直接關(guān)系到中央控制系統的穩定性。處于中央控制系統中的各種設備有著(zhù)不同的接口類(lèi)型，根據這些接口要選擇合適的部件。音頻設備接口類(lèi)型有RCA、XLR-3、PHOENIX-3、3.5mm Stereo以及壓線(xiàn)方式等，視頻設備中接口類(lèi)型有BNC、HD15、YRY、HDMI、RCA等，網(wǎng)絡(luò )設備中的接口類(lèi)型有BNC、RJ45、SC、ST、MDI等，控制設備接口類(lèi)型有RS-232、RS-422、RS-485、紅外、RF等。大部分接口部件在連接到線(xiàn)纜時(shí)都需要通過(guò)電烙鐵用焊錫加以焊接，以增強其耐用性。按照一定的規范將各種硬件設備合理的連接起來(lái)，如上圖1所示，這時(shí)用戶(hù)就可以通過(guò)用戶(hù)界面對各種硬件設備加以控制和調度。

圖2 設計理念圖

3.2.3 軟件開(kāi)發(fā)

　　軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程依據科技部平臺中心展示系統大屏顯示控制程序展開(kāi)敘述，開(kāi)發(fā)過(guò)程中包括用戶(hù)界面的設計、底層程序的開(kāi)發(fā)、調試底層程序。

（1）用戶(hù)界面設計

　　用戶(hù)界面的設計采用了當今世界先進(jìn)的pro/Engineer設計工具，它是個(gè)圖形化開(kāi)發(fā)環(huán)境，通過(guò)按鈕、頁(yè)、文本、和圖片等來(lái)完成圖形界面的編輯。通過(guò)定義與控制程序邏輯符號相應的join number號實(shí)現操作。界面的設計目標是人性化，即界面要顯而易懂，使用戶(hù)可以很方便的進(jìn)行人機對話(huà)。用戶(hù)界面可以設計到專(zhuān)業(yè)的觸摸屏上，也可以設計成WEB瀏覽器頁(yè)面的形式，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行控制?？萍疾科脚_中心展示系統的用戶(hù)界面設計如圖3，這是一個(gè)在觸摸屏上設計的界面，點(diǎn)擊界面上的按鈕就會(huì )跳轉的相應的控制子界面。

（2）控制程序的開(kāi)發(fā)

　　中央控制系統控制程序使用是符號控制程序設計語(yǔ)言SIMPL-windows （Symbol Intensive MasterProgramming Language ）進(jìn)行開(kāi)發(fā)， 它是一個(gè)可視化的面向對象的控制系統應用程序開(kāi)發(fā)工具， 并且提供了系統所必需的編程、配置、測試和調試等功能， 實(shí)現了用戶(hù)界面和受控設備群之間的通信。SIMPL 窗口的配置模塊允許用戶(hù)選擇控制系統、用戶(hù)界面、網(wǎng)絡(luò )設備和需要安裝的受控設備。對這些硬件分配端口地址、網(wǎng)絡(luò )標識號和 IP 地址。

圖3 設計軟件界面圖

　　控制程序的開(kāi)發(fā)實(shí)際上就是編寫(xiě)一些SIMPL-windows中已經(jīng)具有的邏輯模塊，將邏輯命令通過(guò)編輯好的邏輯模塊傳到底層的程序中。這些邏輯模塊類(lèi)似與函數，類(lèi)庫或控件。以大屏控制程序來(lái)做以說(shuō)明。由觸摸屏觸發(fā)的邏輯命令傳給Buffer函數，命令在這個(gè)函數進(jìn)行緩沖、變化，然后傳遞到底層程序中，底層程序會(huì )根據大屏設備的狀態(tài)，將邏輯命令發(fā)給大屏設備，使大屏設備完成用戶(hù)的信號切換等操作。程序如圖4：

圖4 設計程序流向圖

（3）底層程序的開(kāi)發(fā)

　　中央控制系統底層程序的開(kāi)發(fā)采用的是SIMPL+，它是一種類(lèi)似C語(yǔ)言一樣的語(yǔ)言，圖4中的DVPHD 6-Windows-Switcher就是一個(gè)底層的程序，是用SIMPL+語(yǔ)言編寫(xiě)的一個(gè)宏，用來(lái)將邏輯命令發(fā)給硬件設備。

（4）調試系統

　　首先要將寫(xiě)好的底層程序進(jìn)行調試，然后把調試好的底層程序放到中央控制系統的程序中，等到程序中其他的邏輯函數、類(lèi)、宏，全部編輯完成，進(jìn)行整個(gè)系統的連調，調試包括串口代碼、紅外代碼、邏輯指令以及硬件的穩定性。當系統全部調試完畢，系統可以穩定運行。整個(gè)系統就算構造完成。

4 結 論

　　中央控制系統是系統集成的具體應用，這篇文章借助實(shí)際的工程項目通過(guò)軟件和硬件兩個(gè)方面詳細的介紹了中央控制系統的構成。中央控制系統未來(lái)的發(fā)展方向是智能控制系統，將和無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信緊密的聯(lián)系的在一起，隨時(shí)隨地都可以通過(guò)用戶(hù)界面對受控設備進(jìn)行控制。