徐海青++孙飞++吴立刚++汤捷

摘要：随着各类集中控制系统的应用越来越广泛，集成度越来越高，多信息管理远程计算机集中控制已经成为今后计算机发展的新趋势。本文基于无线局域网和485总线的串口集中控制技术，自主研发了以“信号集中发送模块”为核心的魔镜中控硬件系统，实现对“魔镜”全景智能融合系统的远程集中控制。

关键词：集中控制；全景智能融合；局域网；安卓APP

中图分类号：TN925 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）12-0003-02

投影融合技术就是将一组投影机投射出的画面进行边缘重叠，并通过融合技术显示出一个没有缝隙更加明亮、超大、高分辨率的整幅画面，画面的效果就象是一台投影机投射的画面，是现在比较流行的一种技术[1]。

传统LCD/LED图像有缝拼接的方式缺乏画面完整性与亮度色彩均匀性，且存在蓝光灼伤和维护成本高等问题，很难满足用户对整屏无缝显示视觉效果的迫切需求[2][3]。投影融合技术应用多台投影显示单元组成多通道融合展示系统，解决了传统LCD/LED图像拼接显示技术存在的缺陷，成为实现大屏无缝拼接显示的重要技术方法，逐步成为电力行业显示系统今后的发展趋势[4]。

随着各类集中控制系统的应用越来越广泛，且集成度也越来越高，多信息管理远程计算机集中控制已经成为今后计算机发展的新趋势[5][6]。本文中为了实现对“魔镜”全景智能融合系统的远程集中控制，基于无线局域网和485总线的串口集中控制技术，自主研发了以“信号集中发送模块”为核心的魔镜中控硬件系统。

1 全景可视化智能融合展示系统——“魔镜”

“魔镜”系列全景可视化智能融合展示系统——是安徽继远软件公司推出的新一代分布式架构融合处理产品，基于纯硬件FPGA架构开发，采用自动几何校正、图像融合、高清画质增强、智能投射与控制技术，将一组投影机投射出的画面进行边缘重叠，并通过图像边缘融合技术显示出一个没有缝隙更加明亮、超大、高分辨率的整幅画面，专门针对各类工业展示大屏设计，可以完成平面、弧面、曲面等各种大规模、超高清、无失真的智能展示系统。“魔镜”主要是由智能融合系统和融合屏组成，多路信号源通过融合处理后显示一幅极致高清无缝整体画面，具有更大的显示尺寸、更宽的视野、超高分辨率以及更具冲击力和沉浸感的视觉体验。

继远软件公司“魔镜”集中控制系统（简称“‘魔镜中控”）研发始于2017年初，重点分为硬件研发、软件开发两个部分。其中，软件是一款基于安卓5.1系统的原生开发APP，通过在用户界面配置各个设备参数以及基于TCP/IP协议的APP与中控模块数据通信，可实现对投影机、融合机、电动窗帘、音效和现场灯光的远程实时控制。

2 系统总体架构

“魔镜”集中控制系统以JYS-P7平板（注：JYS-P7平板为安徽继远软件公司自主研发产品，下同）为控制终端，系统架构中以千兆网无线交换机为数据收发节点，通过无线局域网连接“魔镜”中控，中控再通过串行总线和以太网口连接“魔镜”各个附带设备。通过终端控制平板上APP以无线的方式，远程控制“魔镜”中控系统以实现投影机、融合机、灯光、窗帘及空调设备常见功能操作。“魔镜”中控系统的详细拓扑结构如图1所示。

3 系统硬件设计

“魔镜”中控的硬件系统由信号集中发送模块、485调光模块、485功放控制模块和232继电器构成，其中核心部件为“信号集中发送模块”。

该电路模块采用Atmel单片机控制，为一个嵌入式系统，拥有电源电路、单片机电路、信号放大电路、滤波电路、串口输入输出电路和RJ45输入电路等六个主要功能电路。采用DC+5V供电，有两个输出通道和一个输入通道。输出通道为两路串口输出通道，输入通道为单路RJ45千兆网输入口，对单片机进行编程以设定每个输出端口的工作模式、波特率、奇偶校验等串口参数。模块通过右边的RJ45接口用网线连接无线路由器，将电路模块、路由器和控制平板组成局域网，并且通过单片机将电路模块在局域网中设置为TCP/IP服务器模式。

在工作时，首先设定好两个端口的输出参数，用串口线缆连接特定设备，平板电脑通过WIFI接入局域网，通过TCP/IP协议向模块所在的IP地址发送特定数据包，模块接收到数据包后，对数据包进行解析和二次打包，再由单片机控制将二次打包的数据包从设定好的端口发送出去，再通过串口传输线发送至各个设备，从而达到一个无线远程控制功能。

4 系统集成设计

中控系统软件以JYS-P7平板为基础，是一款基于安卓5.1系统的原生开发APP，采用外部配置文件配置相关参数，系统可随意增减设备，更改命令参数，开发性强，二次开发简单便捷，适用于各类用户定制化需求。

APP和中控模块硬件的通信基于TCP/IP协议，在通信过程中APP工作模式被固定写死为TCP/IP客户端，在APP启动时可以同前面设定好的中控模块自动建立握手连接。界面中每个按钮都是一个特定的功能区，短按或长按某个图标或按钮将触发APP后台向服务器发送控制指令。

APP界面设计如图2所示，界面简洁友好，以可视化操作为基础，可以对会场使用的多媒体设备进行远程操控。

客户端APP加入了投影机、融合机、电动窗帘及现场灯光的控制，在用户界面可对各個设备参数进行配置。

灯光和音效均具有一键开启功能，同时可以自定义调节灯光和音效大小。最下方有三个设定好的模式，用户可以自定义设置这三个模式中需要的灯光和音效，免去了每次使用魔镜都需要重新调整的麻烦。

4.1 投影机、融合机控制

实现多媒体系统中对投影机、融合机的控制是系统基础设计的重点和难点。系统针对投影机，采用RS-232串口控制方式，将中控硬件设备串口输出端与投影机串口输入端直连，通过调用投影机自身的串口控制ASCII码实现投影机所有基本功能。针对融合机，采取相同的控制方法，调用融合机的串口控制ASCII代码，实现融合机开、关机等基本操作及信号源切换、屏幕分屏、屏幕切换等高级操作。endprint

操作界面和功能可以按需求高度定制化，针对不同型号被控设备预先写入不同的控制代码。软件前端只是实现对不同控制代码的触发操作。

4.2 灯光、窗帘和温度控制

系统对灯光、窗帘和温度的控制，采用TCP/IP协议，通过对灯光控制继电器、电机驱动模块和空调的控制实现最终控制目的。

交换机LAN口连接上述网口继电器和网口红外互转器的RJ-45接口，从同属局域网的控制平板上向指定IP发送指令数据，再由该IP所分配的设备将指令转换为开断指令和红外发射指令来控制灯光的亮灭、窗帘的开关和会场空调，以实现对会场总体环境的控制。

5 结语

综上所述，随着大屏展示系统集成度越来越高，集中控制系统的应用度也更加广泛。采用基于无线局域网和485总线的集中控制系统，控制领域广、性能稳定，多信息管理计算机远程集中控制系统是今后计算机发展的新方向，其利用自身优势，通过多技术手段，实现对最先进的控制系统的应用，突出其集中管理的特点，它必将代替传统的计算机管理和应用模式。同时，这一系统能够实现多样化运用，不受地域的控制，可以滿足市场的多样化需求，具有很好的应用前景。

目前，“魔镜”中控系统及APP已经通过安徽继远软件公司测评中心的测试，并且已经在国家电网公司诸多项目中实际应用，受到一致的好评。

参考文献

[1]Richard Szeliski， Heung-Yeung Shum. Creating full view panoramic image mosaics and environment maps [C]. Siggraph 97 Conference Proceedings，1997，3（1）：251-258.

[2]梁玉.多信息管理计算机远程集中控制系统研究[J].机电工程技术，2009，（9）：109-110.

[3]王刚.对工业自动化系统中远程集中控制管理的研究[J].科技创新与应用，2012，（30）：111.

[4]王超.基于特洛伊木马技术的计算机远程控制研究与实现[D].解放军信息工程大学，2009.

[5]邵子惠.基于网际组态软件WebAccess的PLC综合远程控制系统研究[D].西华大学，2008.

[6]马强.计算机网络远程控制系统的研究与应用[D].中国地质大学（北京），2007.

Abstract：As all kinds of the application of centralized control system become more and more widely， and integration is becoming more and more higher， multi-information management remote central control computer has become a new trend in the development of the computer in the future. In this paper， in order to achieve the remote centralized control of the panoramic view of “Magic-Mirror” intelligent fusion system， using a serial concentration based on the wireless local area network （LAN） and 485 bus control technology， and independently research and develop the “signal concentrated delivery module” as the core of the Magic-Mirror hardware control system.

Key words：centralized control；panoramic intelligence fusion；local area network；Android APPendprint