谈功能模块在快思聪中控系统编程中的运用

1谈功能模块在快思聪中控系统编程中的运用摘要：模块是打包好的逻辑程序段，用来控制特定的设备或执行某项特定功能。由于模块具备了大部分的实际功能，因此可以节省大量的编程和调试时间。关键词：函数、数字量、模拟量、串量、控制系统、Modules模块中央控制系统又叫集中控制系统，广泛应用于目前的多功能会议厅、多媒体会议室和各种报告厅等。采用中央控制系统用户可以通过触摸屏、按键式控制面板、计算机或掌上遥控器对各种独立的设备和系统进行方便、灵活的集中控制。通过中央控制系统可以完成对投影机、等离子、大屏显示器、展示台、影碟机、录像机、卡座、功放、调音台、话筒、摄像机、计算机、笔记本、电动屏幕、电动吊架、电动窗帘、灯光以及温度等进行集中控制。中控系统通过基于硬件设备、接口的控制程序实现对受控设备的控制，控制程序读取存储在控制主机中的指令代码，使主机按照程序进行运作。比如，要控制DVD，必须事先编程告诉控制系统，DVD连接到哪个端口，发送什么样的IR代码，使用触摸屏的哪个按扭去驱动这些功能。一般来说，一个程序可以包含几百条相似的指令去控制整个机架上的音视频设备。所有程序都用SIMPL语言编写，快思聪开发的SIMPLWindows开发环境以方便快捷的特点让用户编制程序。快思聪控制系统是利用SIMPLWindows程序（基于函数的编程语言）、VisiontoolPro-e触摸屏控制程序编程实现对受控设备的控制的。SIMPLwindows提供了配置，编程，测试及调试一个控制系统需要的所有工具。SIMPLwindows结合Windows风格以强大的拖曳功能实现强大的编程能力，建立了硬件、用户界面和受控设备之间的联系。SIMPLwindows在配置方面的功能允许我们选择安装所需的控制系统（控制主机），用户设备，网络设备和控制设备。并可以针对这些组件来安排端口地址，网络ID和IP地址，设定通信参数以及指定哪个设备跟哪个卡连接或者网络控制模式。也可以指定系统要求所需的VisiontoolPro-e触摸屏控制程序。编程过程中我们通过选择系统要求的逻辑函数，为函数分配信号及根据逻辑要求，建立信号跟其他函数或设备之间的联系。SIMPLwindows提供了大量各种各样的函数，可以用来实现所有可能的实际应用。SIMPL是一种面向对象的编程语言，能够方便的实现控制系统的要求，这些用于SIMPL的对象叫函数，每个函数都能实现一系列特定的应用。依靠信号量来实现函数之间的链接。将函数和信号量相互关联组合起来就是一个程序。因此，程序实际上就是由对象（函数）跟链线（信号量）组成的图。这种图也可以理解成其他应用中的块图或流程图。当设计一个AV系统时，表示系统设备如何链接的块图对安装人员而言是非常重要的。SIMPL允许编程人员用相似的风格来开发一个控制系统。应用到的函数以及连接它们的信号量的链接组合就类似一个块图。SIMPL程序的开发与AV系统安装的流程图紧密关联。函数库2在SIMPL中写程序类似连接一个电路图：我们需要选择正确的组件并将它们正确的连接起来。在SIMPL中，组件叫做函数，线叫做信号量，与实际的电子图一样，要从大量的函数中做选择来完成目标。SIMPL中的函数可分为两个大类：设备函数和逻辑函数。设备函数设备函数代表程序中用到的快思聪网络设备，它们只能用SIMPL软件中的配置管理器来加入或删除。程序管理器允许设备函数之间互连，但不能加入或删除。设备函数位于配置管理器的设备库中。逻辑函数设备函数允许您与外部设备互相通讯，逻辑函数允许程序按照您的编程来运行。逻辑函数由最基本的如：与（AND），或（OR），非（NOT）函数及用于实现特殊功能的函数。信号类型信号就是在程序中用于链接组成程序的各种设备函数跟逻辑函数的元素。信号量有三种类型：数字量，模拟量和串量。对任何给定信号而言，信号类型取决于驱动源，如果输出模拟量的函数，那么链接的信号会自动定义为一个模拟信号，三种类型的信号更详细的定义如下：数字量数字量是SIMPL语言中最常见的，一个典型的程序有95％～100％的信号量都是数字信号量。这类信号量有两种状态，通常认为是开和关，其他常见的描述是高和低，活动和非活动，或1和0。这个传输称为上升沿或正态沿。总的来说，SIMPL程序中的动作是由数字信号从低到高的状态变化来触发的。虽然大多数信号是边沿触发，但另外一些是电平触发（基于当前状态而不是最后的转换）。如：一个Toggle函数是边沿触发的，它随着每一个输入的上升沿来驱动数字量输出的高低，作为比较，Buffer函数是水平触发，为了让信号流动，它的Enable输入数字量必须保持高电平。模拟信号量模拟信号量用16字节数字表示，其值介于0～65535（216-1）之间，这意味着其不同于数字信号，模拟信号可以在数值间连续变化，如音量或温度控制的应用。其属性可以使模拟量在控制那些没有开关判断的设备时十分有用。例如音量控制器，云台控制器和灯光控制器。串量串量应用于字符串的传输，这些信号由com口及通过一个有串量输出的函数生成。模块Crestron模块是打包好的逻辑程序，用来控制特定的设备或执行某项特定的功能。由于模块具备了大部分的实际功能，因此可以节省大量的编程和调试时间。这样即使是普通程序员也可以通过Crestron模块控制复杂的设备。编程人员可以创建自己的模块，并将他们保存在UserModules目录中。也可以使用现有的Crestron模块，对它们进行修改以满足特定的需求。在具体的控制程序编制过程中，我们通过将各种功能函数进行组合实现对控制设备的控制，下图为天津大港会议系统工程中中控程序的程序结构3图，从中我们可以看到一个具体的中控主机程序由两个程序模块组成：控制主机模块、逻辑函数模块。其中AV矩阵及VGA矩阵子程序中调用了16X16AVmatrix及24X08RGBmatrix功能控制模块。普通程序编制过程中我们可以通过逻辑函数的组合来实现对音视频矩阵的控制，本工程中由于音视频矩阵输入、输出路数较多，如采用普通逻辑函数来进行程序编制，将导致程序结构复杂，程序执行周期较长。下面通过对16X16AVmatrix及24X08RGBmatrix的内部结构进行分析做一简单说明：4Creator16X16AV切换矩阵控制模块内部逻辑函数（内部程序）Creator2408RGB切换矩阵控制模块内部逻辑函数（内部程序）图中我们可以看到为完成音视频切换矩阵控制串量的生成使用了自锁、模拟缓存、模拟量初始化、个位、十位变换、模拟至串量变换等逻辑函数。为完成这一功能我们将触屏发出的表示输入、输出端口的数字量变换为模拟数值，再将这一数值通过解码函数转换为串量数值，最后将输入串量变量、切换模式串量变量、输出串量变量合成成为切换矩阵需要的控制字符串量，通过中控主机的COM端口传送至受控的切换矩阵才可实现音视频信号的切换。这一过程中由于使用了大量的功能函数，而每个函数有各种的输入、输出变量端口，各函数间大量的变量信号的连接、定义将导致整个功能子程序信号路由相对较为复杂。编程过程中不仅需要思路清晰、而且要有良好的记5忆力才行。为实现程序的简化及方便以后编程工作中对控制功能的调用，通过SIMPLWindows的模块生成功能我们可将以上子程序编译成为以下的用户控制控制模块以实现整个控制程序的信号路由简化、便于读懂及日后编程中进行不断调用。Creator1616AV切换矩阵控制模块Creator2408RGB切换矩阵控制模块从上图可见，整个功能仅需使用一个自定义功能模块便可以实现，函数输入、输出变量也仅为7个，即输入端口数值、输出端口数值、切换模式变量和输出字符串变量。对模块内部的大量变量的信号路由、变换可以不用考虑，只需简单的模块调用及输入输出端口定义即可。SIMPLWindows为程序员提供了大量的Crestron功能模块，并预定义了目录用来存储用户创建的模块，如Crestronmodules、usermodules、projectmodules目录。日常编程工作中如我们对SIMPLWindows提供的功能模块多做分析，并把把自己平时常用的功能子程序如投影机开关机、输入端口切换；摄像机云台全方位旋转、变焦、自动跟踪预制位设置；音视频切换矩阵控制编译成为控制功能模块将大大缩短我们的编程时间并提高自己的编程能力。下图是BOSCHVG3快球摄像机的宏功能模块函数框图。从中可见功能模块的简洁和干练。实际使用中我们仅需对输入、输出变量赋值即可进行模块调用。6