智能多媒体教室上位机控制系统的设计

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  摘 要:在基于无线通信方式控制的智能多媒体教室系统中,有两种控制设备工作的方式:一种是遥控器(键盘)控制;一种是上位机控制,本文介绍上位机控制系统的设计方案。在上位机上设计控制代码,然后通过串口进行计算机与单片机之间的通信,单片机与工作设备之间通过无线通信方式进行控制,从而实现了上位机与工作设备之间的无线通信。
  关键词:上位机 串口通信 无线控制
  中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)04(a)-0145-02
  在智能多媒体教室控制系统中,可以设计上位机图形界面的操作方式,教师通过鼠标操作来简单方便地实现对多媒体教室中的设备的控制。
  在本次设计中,上位机部分采用基于Windows 系统下的Visual C++6.0[1]开发,使用了Visual Studio 6.0中集成的Microsoft Communications Control控件,实现了计算机与单片机之间的通信,从而实现了通过计算机对多媒体教室中不同工作设备的控制,如环境灯、投影仪、幕布、窗帘等,使用起来简单方便。
  1 工作系统的控制流程
  整个工作系统的控制分为两种方式(见图1所示):一种是上位机系统的图形界面控制;一种是按键(遥控)控制方式,两种方式都要求尽可能简单,看到功能菜单即可操作。
  无论是图形界面的命令或者按键的命令都是发送给单片机,单片机通过无线发射装置将命令和地址发送出去,接收装置将自己的地址与发射命令中的地址进行对比,如果是自己则接收并执行命令,从而实现了上位机或键盘对执行设备的控制。
  2 上位机界面设计
  在上位机开机的情况下,打开上位机控制系统的界面,见图2所示。
  目前已完成四个部分功能模块的控制工作,分别是投影仪、幕布、窗帘和环境灯,在此基础上可以增加其他模块,比如操作台、电脑、音响、摄像头等,相应地增加其操作界面,后台打开或者屏蔽掉相应的代码即可。
  界面部分使用Visual studio 6.0开发,选用MFC AppWizard(EXE)基于对话框的程序界面,其选项或功能用户一目了然。
  在Windows应用程序的主函数中,首先要注册窗口类,然后创建并显示窗口。
  Windows应用程序是靠消息来驱动的,消息是一个描述事件的结构。创建窗口后程序就进入消息循环,在消息循环中,程序不断地获得消息并将消息派送给对应的窗口函数进行处理。
  窗口函数是处理事件的地方,用函数对Windows应用程序进行封装可以使程序的结构更为清晰。
  CWinApp类是MFC对Windows主函数的封装,通过派生 CWinApp可以得到自己的应用程序类,在应用程序类中主要实现了全局初始化操作,应用程序类创建了主窗口后便进入了消息循环。
  应用程序的主窗口一般都是CFrame Wnd的派生类,可以通过派生该类得到自己的主窗口类。
  Windows应用程序的窗口函数封装到CCmdTarget类中,所有希望相应消息的类都应该以CCmdTarget为基类来派生。
  在开发上位机软件时,事件驱动都采用了鼠标单击的形式,把程序分成了串口设置区域、功能控制区域和状态显示区域三个部分。
  串口控制区域使用下拉列表框,让用户自己来选择串口、波特率、数据校验位和停止位等。由于这些数据一般都是固定的几个选项,所以采用了下拉列表框,以方便用户进行选择。在串口设置没有成功的时候“状态栏”和“控制栏”都是不可用的,当串口设置成功时这两个区域变成可用状态。
  在功能区域(控制栏)中,使用复选框和按钮来显示所需要的功能。其中窗帘和幕布分别有三个状态,即开、关和暂停,投影仪有两个状态,即开和关,用户可以简单地进行选择即可。灯光部分我们使用按钮控件,因为灯光只有两种状态,即开和关,通过控制灯光的开、关从而控制了室内的亮度。
  在显示部分(状态栏)中选用了静态文本框。在用户每触发一个事件的时候,显示框马上更新其相关状态和处理细节。
  3 上位机与单片机的协议
  在上位机中对无线模块进行编码,使用无线发射模块PT2262中的4个数据位和4个地址位对相关设备的状态进行编码,从而使每个设备的每个状态都有一个唯一的编码,截取电动幕布的具体编码见表1所示。
  上位机与单片机的通信通过CMSComm控件来实现,该控制提供了一系列的接口,如串口数据的接收、发送,根据表1中的协议,每次执行某个设备的某个操作就发送一个字符,通过CMSComm控件将数据发送给单片机。
  4 结语
  上位机控制系统的设计主要包括两个方面:一个是界面和相应代码的设计;另一个是协议的制定和代码实现,通过设计一个简单易用的界面,同时,实现上位机与单片机之间的通信,这样就可以通过上位机来无线控制相应设备的操作。
  参考文献
  [1] 陈国建.Visual C++宝典[M].电子工业出版社,2011.
  [2] 编码解码芯片PT2262/PT2272芯片原理简介[EB/OL].http://www.51c51.com/test/c51test/B16.htm.
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