智能多媒體教室上位機控制系統的設計

摘 要：在基于無線通信方式控制的智能多媒體教室系統中，有兩種控制設備工作的方式：一種是遙控器（鍵盤）控制；一種是上位機控制，本文介紹上位機控制系統的設計方案。在上位機上設計控制代碼，然后通過串口進行計算機與單片機之間的通信，單片機與工作設備之間通過無線通信方式進行控制，從而實現了上位機與工作設備之間的無線通信。

關鍵詞：上位機 串口通信 無線控制

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）04（a）-0145-02

在智能多媒體教室控制系統中，可以設計上位機圖形界面的操作方式，教師通過鼠標操作來簡單方便地實現對多媒體教室中的設備的控制。

在本次設計中，上位機部分采用基于Windows 系統下的Visual C++6.0[1]開發，使用了Visual Studio 6.0中集成的Microsoft Communications Control控件，實現了計算機與單片機之間的通信，從而實現了通過計算機對多媒體教室中不同工作設備的控制，如環境燈、投影儀、幕布、窗簾等，使用起來簡單方便。

1 工作系統的控制流程

整個工作系統的控制分為兩種方式（見圖1所示）：一種是上位機系統的圖形界面控制；一種是按鍵（遙控）控制方式，兩種方式都要求盡可能簡單，看到功能菜單即可操作。

無論是圖形界面的命令或者按鍵的命令都是發送給單片機，單片機通過無線發射裝置將命令和地址發送出去，接收裝置將自己的地址與發射命令中的地址進行對比，如果是自己則接收并執行命令，從而實現了上位機或鍵盤對執行設備的控制。

2 上位機界面設計

在上位機開機的情況下，打開上位機控制系統的界面，見圖2所示。

目前已完成四個部分功能模塊的控制工作，分別是投影儀、幕布、窗簾和環境燈，在此基礎上可以增加其他模塊，比如操作臺、電腦、音響、攝像頭等，相應地增加其操作界面，后臺打開或者屏蔽掉相應的代碼即可。

界面部分使用Visual studio 6.0開發，選用MFC AppWizard（EXE）基于對話框的程序界面，其選項或功能用戶一目了然。

在Windows應用程序的主函數中，首先要注冊窗口類，然后創建并顯示窗口。

Windows應用程序是靠消息來驅動的，消息是一個描述事件的結構。創建窗口后程序就進入消息循環，在消息循環中，程序不斷地獲得消息并將消息派送給對應的窗口函數進行處理。

窗口函數是處理事件的地方，用函數對Windows應用程序進行封裝可以使程序的結構更為清晰。

CWinApp類是MFC對Windows主函數的封裝，通過派生 CWinApp可以得到自己的應用程序類，在應用程序類中主要實現了全局初始化操作，應用程序類創建了主窗口后便進入了消息循環。

應用程序的主窗口一般都是CFrame Wnd的派生類，可以通過派生該類得到自己的主窗口類。

Windows應用程序的窗口函數封裝到CCmdTarget類中，所有希望相應消息的類都應該以CCmdTarget為基類來派生。

在開發上位機軟件時，事件驅動都采用了鼠標單擊的形式，把程序分成了串口設置區域、功能控制區域和狀態顯示區域三個部分。

串口控制區域使用下拉列表框，讓用戶自己來選擇串口、波特率、數據校驗位和停止位等。由于這些數據一般都是固定的幾個選項，所以采用了下拉列表框，以方便用戶進行選擇。在串口設置沒有成功的時候“狀態欄”和“控制欄”都是不可用的，當串口設置成功時這兩個區域變成可用狀態。

在功能區域（控制欄）中，使用復選框和按鈕來顯示所需要的功能。其中窗簾和幕布分別有三個狀態，即開、關和暫停，投影儀有兩個狀態，即開和關，用戶可以簡單地進行選擇即可。燈光部分我們使用按鈕控件，因為燈光只有兩種狀態，即開和關，通過控制燈光的開、關從而控制了室內的亮度。

在顯示部分（狀態欄）中選用了靜態文本框。在用戶每觸發一個事件的時候，顯示框馬上更新其相關狀態和處理細節。

3 上位機與單片機的協議

在上位機中對無線模塊進行編碼，使用無線發射模塊PT2262中的4個數據位和4個地址位對相關設備的狀態進行編碼，從而使每個設備的每個狀態都有一個唯一的編碼，截取電動幕布的具體編碼見表1所示。

上位機與單片機的通信通過CMSComm控件來實現，該控制提供了一系列的接口，如串口數據的接收、發送，根據表1中的協議，每次執行某個設備的某個操作就發送一個字符，通過CMSComm控件將數據發送給單片機。

4 結語

上位機控制系統的設計主要包括兩個方面：一個是界面和相應代碼的設計；另一個是協議的制定和代碼實現，通過設計一個簡單易用的界面，同時，實現上位機與單片機之間的通信，這樣就可以通過上位機來無線控制相應設備的操作。

參考文獻

[1]陳國建.Visual C++寶典[M].電子工業出版社，2011.

[2]編碼解碼芯片PT2262/PT2272芯片原理簡介[EB/OL].http：//www.51c51.com/test/c51test/B16.htm.