基于串口通信的多媒體教室計算機控制系統設計

王永斌

（常州紡織服裝職業技學院，江蘇 常州 213164）

基于串口通信的多媒體教室計算機控制系統設計

王永斌

（常州紡織服裝職業技學院，江蘇 常州 213164）

文章分析了使用計算機及其外設作為多媒體教室中控的可能性和優點。通過串口控制及網絡程序設計，利用計算實現多媒體教室網絡中控的大部分功能，為多媒體教室的網絡集控提出了新的解決思路，對在沒有配備網絡中控的情況下提高多媒體教室管理效率具有積極作用。

多媒體教室；網絡中控；投影機控制；串口通訊

過去10年間，信息技術的迅猛發展推動`著教育裝備的信息化，多媒體教室更是出現了爆發式的發展。在常州地區，2015年各高校已基本完成公共教室多媒體化，其他教學場地多媒體設備配備率超過50%，這對學校的多媒體教室管理能力提出了新的要求，網絡化、集控化、智能化管理成為適應新形勢的發展方向。

然而，多媒體教室迅猛增加的同時，多數學校仍用著10年前的管理辦法，建設中仍采用教室本地中控，已建成完整的多媒體教室網絡集控系統的學校還是少數。作為隨多媒體教室發展而出現的教室中控（包括網絡中控），使用已有超過10年的時間，產品的設計思路、制造工藝、集控功能等都有了長足的進步，但其建設成本高、運行穩定性不足、故障率偏高等問題，卻讓學校在選擇這類產品是顧慮重重。

1 以計算機為控制中心的多媒體教室架構

在實現中控系統智能化、提高穩定性的同時，降低系統的復雜度，減少建設成本，是多媒體教室中控設計中的重要關注點。眾所周知，各種嵌入式智能產品，不管是基于單片機，還是目前流行的ARM解決方案下的產品，都是計算機發展和延伸的產物，是適用于不同情況的專用計算機。而智能中控的大多數功能，在計算機中都有相同或相似的應用，如音視頻采集、串口通信、多網卡多聲卡的計算機系統等。

在多媒體教室內使用計算機對主要設備進行控制，雖然會帶來如計算機配置復雜的問題，但與采用本地中控相比，會有以下好處：

1.1 多媒體教室結構更簡單

以計算機為控制中心，投影機為媒體連接中心的多媒體教室，僅采用計算機+投影機+投影幕+無線收放一體機就實現了多媒體教室的功能。只需要計算機能夠對投影機進行必要的控制以便省去對遙控器的依賴，就可以很好地運行。與使用中控相比，結構簡單成本低。

1.2 設備功能利用更充分

主流投影機產品在設計中已充分考慮了多信號源的選擇和控制，接線面板一般都會提供不少于兩組VGA輸入、一組VGA輸出、視頻/音頻輸入輸出、RS232/485控制口、狀態監控等接口；標準化的產品還會配備網絡接口。在采用中控的教室中，投影機的往往只采用了一組VGA輸入，其他的功能都在中控上實現，這是對投影機功能的浪費。而采用計算機作為控制機的情況下，媒體設備的連接以投影機作為中心，投影機的功能得到進一步的利用[1]。

1.3 不增加建設成本

雖然在當前PAD類產品使用越來越廣泛，但就多媒體教室而言，計算機仍然是必需設備，短期內被取代的可能性很小。因此，使用計算機作為教室的控制中心并不需要增加額外的設備。

1.4 操作簡單易掌握

利用PC機實現的中控程序，通過可視化的界面上實現設備控制，更接近教師日常使用計算機的習慣，且計算機程序具備使用靈活、擴展余地大的特點，方便后期升級。

2 使用計算實現多媒體教室設備的控制

2.1 投影機的串口控制

接受串口控制是投影機的固有功能之一，在多媒體教室中控設備上，大多數產品對投影機的控制也依賴于串口通信。為保證投影能正確識別計算機或其他控制設備發來的控制數據，投影機對串口接收數據格式作了規定，接收數據包的結構包括起始字節、指令、參數、結束字節等，具體的定義如表1所示。

表1 投影機串口數據包定義

投影機是根據串口數據中的指令和參數進行諸如開關機、信號源切換等操作的，這些數據被稱為投影機的控制碼，可以用16進制表示，也可以用ASC II碼表示。不同品牌和型號的投影機，存在對控制數據包內部重新定義的情況，如部分投影機對指令、信息、參數不再區分，有的投影機對起始字節和結束字節進行了修改等，這導致不同型號的投影機控制碼也不同。控制碼可以通過查閱產品說明書或詢問經銷商得到。以筆者所在單位使用較多的一款投影機為例，其主要控制碼如表2所示。

表2 某型號投影機控制碼

該投影機在進入串口控制后，若設備準備就緒會返回冒號“：”，表示可以接受下一個命令。此時通過串口向該投影機發出命令碼，則投影機可執行相應命令。若執行成功會返回冒號“：”等待下一個命令；若出現異常則會返回錯誤信息“ERR：”。該投影機需要在命令碼加上一個回車符來確認命令。某些投影機在使用16進制控制碼的時候，還需要在每兩位16進制數字后加字母“H”來表明是16進制數字。

2.2 計算機與投影機的連接

計算機進行串口通信并不需要做特別的設置，僅需要保證計算機具備可用于通信的串口即可。針對目前計算串口可能被裁剪的情況，可以通過配備串口卡實現通信功能。對于普通臺式計算機，可以使用PCI插槽安裝如圖1所示的串口卡；對于筆記本等不具備安裝串口卡的設備，可以使用USB到串口的轉換線來模擬串口。

圖1 PCI-E串口接口卡

3 中控程序設計

在VB 6.0中，使用MSComm控件實現計算機與投影機的串口通信及控制，以上文所提及投影機為例，其通信參數如下：

默認波特率9 600 bps；數據長度8位；奇偶校驗位無；停止位1位；流量控制無。

完成主要控制功能的核心代碼如下：

（1）端口初始化[2]。

（2）投影機控制的實現，均只要將控制碼通過MSComm控件發送給投影機即可。以打開投影機電源操作為例，主要代碼如下：

其他控制功能，如電源關閉、信號源切換等，僅在數組長度和控制碼上有區別。因為此款投影機要求控制碼必須用“回車”來確認，在程序中所使用的數組要比控制碼多一個字節。

其他控制功能也可實現，如通過計算機音頻信號控制可實現音頻設備的音量控制，采用串口控制電磁繼電器的方式可實現電動幕布的升降控等，基本完成了多媒體教室內所需控制功能，設計完成的單機中控程序界面如圖2所示。

圖2 多媒體控制程序用戶界面

4 網絡控制功能的實現

隨著多媒體教室向網絡化、智能化的不斷發展，多媒體教室的網絡控制成為教室中控系統不可缺少的部分[3]。而采用VB來實現計算機中控程序的設計，有利于網絡控制功能的擴展。在一臺安裝了VB 6.0軟件的計算機上，可以通過一個靜態網頁，利用JS或VBS來調用VB的Mscomm 32.ocx控件，僅需將教室內的計算機配置成服務器，并在服務器上放置一個用于控制本機串口的網頁，通過其他計算機打開這個網頁后，就可以通過點擊網頁上的按鈕完成投影機的控制，實現方法簡單有效且穩定性較高。

5 結語

使用計算實現多媒體教室中控功能，一方面簡化了多媒體教室的設備構成，減少了固體面板的磨損、接觸不良以及設備的誤操作[4]，可極大程度上降低多媒體教室設備故障的概率。盡管由于計算自身的特性，該系統在待機、喚醒等方面還存在著一些缺陷，還需要進行進一步的開發研究，仍可對多媒體教室管理起到積極的作用。

[1]王永斌，張波.以投影機為中心的網絡控制多媒體教室建設方案研究[J].中國教育技術裝備，2016（8）：28-33.

[2]王軍琴.RS-232串行通信技術與Visual Basic實現[J].西安文理學院學報（自然科學版），2005（3）：85-88.

[3]周國紅，陳曉楓，姜粵，等.網絡控制型多媒體教室的建設及其應用[J].教學與管理（理論版），2009（1）：59-60.

[4]張一春，馬青玉，徐偉，等.打造智能化、信息化、人本化的多媒體教學環境[J].現代教育技術，2011（9）：70-74.

Design of computer control system for multimedia classroom based on serial communication

Wang Yongbin
（Changzhou Vocational Institute of Textile and Garment, ChangZhou 213164, China）

This paper analyzes the possibility and advantages of using computer and peripherals to control a multimedia classroom.Through the serial communication and network programming design and calculation, most functions of the multimedia classroom network control can be realized, which puts forward a new solution to multimedia classroom network centralized control and the research result have a positive reference value for improving the effciency of management in the condition not equipped with network control.

multimedia classroom; network centralized control; projector control; serial communication

王永斌（1979— ），男，山東萊蕪，講師，工程師；研究方向：教育技術裝備，教育信息化，計算機技術。