多媒体教室中央控制系统设计

南 阳 理 工 学 院

本科生毕业设计（论文）

学院（系）： 电子与电气工程学院

专 业： 电气工程及其自动化

学 生：

指导教师：

完成日期 2012 年 5 月

南阳理工学院本科生毕业设计（论文）

多媒体教室中央控制系统设计

Design of Central Control System For Multimedia Classroom

总 计： 25 页

表 格： 5 个

插 图： 28 幅

南 阳 理 工 学 院 本 科 毕 业 设 计（论文）

多媒体教室中央控制系统设计

Design of Central Control System For Multimedia Classroom

学 院（系）： 电子与电气工程学院

专 业： 电气工程及其自动化

学 生 姓 名：

学 号：

指 导 教 师（职称）：

评 阅 教 师：

完 成 日 期：

南阳理工学院

Nanyang Institute of Technology多媒体教室中央控制系统设计

I 多媒体教室中央控制系统设计

电气工程及其自动化专业

[摘 要] 为了解决多媒体教室复杂繁琐的操作和功能模块的缺陷问题，设计了能够主动学习和方便扩展的多媒体中央控制系统。利用多路选择器芯片CD4051完成对系统VGA及视频等信号的切换，VGA模块满足了对图形和图像都比较高的课程的需求，音频控制模块完成对接入系统的音频信号进行切换和音量的控制，利用红外遥控码仿真模块集中控制多台不同功能的设备，采用电源管理和环境控制模块将220V交流电通过变压和稳压电路形成符合各子模块芯片要求的电压，通过串行通信子模块对各种串行口设备发送控制信号。最后对多媒体中央控制系统做了整体设计。

[关键词]:多媒体中央控制系统；音视频切换；VGA切换；红外遥控码

Design of Central Control System For Multimedia Classroom

Electrical Engineering and Automation Specialty

Abstract: In order to solve the complex operation of the multimedia classroom and the

defect of functional module, the multimedia central control system was designed and

active in learning and extendable. Using multiplexer chip CD4051 to achieve the signal

switching between video and VAG system ,adopt VGA switching module to meet the

demand of higher graphics and image course ,applying the audio control module to fulfill

the voice signal switching and volume control, make use of infrared remote control code

simulation module to control many different function of equipments and power

management and environmental control module to 220 V ac voltage variable pressure and

through the son module circuit form meet the requirements of the chip voltage, then through

serial communication module to send control sign a serial of port equipment . The

multimedia central control system software do the overall design.

Key words: Central control system of multimedia;video and audio switching; video

graphics arrary switch;infrared remote control codes

多媒体教室中央控制系统设计

II 目 录

1 引言 .................................................................. 1

1.1 课题背景 ........................................................ 1

1.2 多媒体中央控制系统应用发展趋势 .................................. 1

1.3 课题的研究意义 .................................................. 1

2 高校多媒体教室中央控制系统总体设计 .................................... 2

2.1 系统整体硬件框图设计 ............................................ 2

2.2 系统各子模块具体功能描述 ........................................ 2

2.2.1 视频切换子模块功能 ........................................ 2

2.2.2 VGA切换模块功能 ........................................... 2

2.2.3 音频控制子模块功能 ........................................ 2

2.2.4 红外遥控码仿真模块功能 .................................... 3

2.2.5 电源管理和环境控制子模块功能 .............................. 3

2.2.6 串行通信子模块功能 ........................................ 3

3 多媒体教室中央控制系统硬件设计 ........................................ 3

3.1 视频切换子模块设计 .............................................. 3

3.2 VGA切换子模块设计 .............................................. 5

3.3 音频切换子模块设计 .............................................. 8

3.4 环境控制子模块设计 .............................................. 9

3.5 红外遥控仿真模块设计 ........................................... 10

4 多媒体中央控制系统软件设计与实现 ..................................... 15

4.1 系统软件整体设计框架 ........................................... 15

4.2 上位机软件设计 ................................................. 15

4.3 下位机软件设计 ................................................. 15

4.4 红外遥控仿真模块底层软件设计 ................................... 19

结束语 ................................................................. 23

参考文献 ............................................................... 24

致谢 ................................................................... 25多媒体教室中央控制系统设计

1 1 引言

多媒体中央控制系统自问世以来，经过不断的发展，已经深入到人们生活和工作的方方面面。在电力调度、交通监控指挥、紧急事物报警指挥等系统中都有多媒体中央控制系统的身影。多媒体中央控制系统以集中控制、网络化和能够及时、准确表达各种信息的巨大优势而获得了广泛的市场。

1.1 课题背景

国内市场现有的中控产品不少，但成熟的产品却不多。许多产品不是夸大系统功能，就是系统性能不稳定;不是系统功能模块有缺陷，就是没有考虑到系统的扩展和升级问题，总是不能完全满足使用者的需要。

1.2 多媒体中央控制系统应用发展趋势

未来的多媒体中央控制系统应该是能够主动学习和方便扩展的系统，更应该是性能稳定的系统，是能够将人工智能、分布式控制思想、网络化等先进的技术和理论不断融合的系统。符合未来需求的中控系统必须有以下几点特征[1][2]:

1. 在对已有知识记忆存储的基础上主动学习和记忆新的知识；

2. 有强大的通信能力，在未来应用趋势中能够迅速调整并适应新的需求；

3. 良好的人机交流环境，稳定的性能；

4. 为用户控制该系统提供简单的控制语言或功能模块，不需要专门去学习或具备太多专业知识就可以对系统进行扩展和使用；

5. 能够识别和控制的多媒体设备类型广泛。

1.3 课题的研究意义

多媒体教室的数量不断增加，需要有更多的管理和维护人员。但实际的人员培养速度严重滞后于多媒体教室的增长速度。而且，当前多媒体教室在实际使用中遇到的许多问题并不是仅仅通过培养更多的管理员就能够解决的。比如说教师课前必须提前进入教室，做好各类设备开启、上传课件等准备工作。有时需要安装软件，则需要更多时间，这样正常的教学课时就要被占用。如果需要使用新型的多媒体设备，还需要多媒体教室管理人员帮助开启和了解使用方法，这将花费更多时间。些问题不仅对教学工作会有影响，对学生的学习积极性和上课效果也有影响[3]。