CN114500619A - 一种基于网络协议的特种影院自动控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种基于网络协议的特种影院自动控制系统，基于通用化、标准化网络协议信号来控制特种影院内各种系统和设备，实现各种同步操作和个性化操作，以及与各种安防系统关联，以满足特殊情况需求。可应用于需要同步协调自动处理各种其他设备或系统的情况，包括但不限于舞台机械、烟雾机、灯光系统、消防系统等各个系统，解决跨硬件、跨系统信号同步实时处理的繁琐问题。

Description

一种基于网络协议的特种影院自动控制系统
技术领域
本发明实施例涉及影院技术领域，具体涉及一种基于网络协议的特种影院自动控制系统。
背景技术
现如今在特种影院中设备的用途、类型越来越多，原本3D电影已经属于高科技影院，现在已经出现了5D、7D甚至9D影院，除了影院里银幕数量的增多、还音系统的复杂以外，还增加了舞台机械设备、各种灯光系统、烟雾、吹风等各种设备，影院内各设备和系统的同步控制就显得尤为重要。
但是现在绝大部分影院中，各系统和设备之间的控制信号很多是采用工业控制信号，一方面各系统和设备之间信号的联调比较复杂，另一方面也难以对已有的系统进行扩展，在技术上存在壁垒。正因为控制信号的不通用和较高的复杂程度，很多复杂的舞台剧、特种影院等还是采用非常传统的手工控制方式，人为干预各系统的操作。除此以外，随着国家政府对安全性的要求逐年提高，传统的影院控制系统中还需要跟消防、安保、监控等各个系统进行交互，因此对信号的标准化、通用化也提出了新的要求。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种基于网络协议的特种影院自动控制系统，以解决现有很多复杂的舞台剧、特种影院等还是采用非常传统的手工控制方式，人为干预各系统的操作，信号联调及同步控制复杂的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种基于网络协议的特种影院自动控制系统，所述系统包括控制终端、网络交换机、工业控制器、多个影院子系统以及多个影院工控子系统，所述控制终端与所述网络交换机信号连接，多个所述影院子系统与所述网络交换机信号连接，所述工业控制器与所述网络交换机信号连接，多个所述影院工控子系统与所述工业控制器信号连接；
所述控制终端用于采用标准网络协议向各子系统发送控制信号并对各子系统的状态进行监控，所述网络交换机用于控制信号以及状态反馈信号的转发，所述工业控制器用于对控制信号进行解析后分发给各工控子系统，各子系统用于根据所述控制信号执行相应动作，并进行状态信息的上报反馈。
进一步地，所述系统还包括分别与各影院子系统连接的多个控制子端，所述控制子端与网络交换机信号连接。
进一步地，所述系统还包括各种安防系统，所述安防系统通过继电器与工业控制器连接。
进一步地，所述控制终端与网络交换机基于UDP协议进行信号交互。
进一步地，所述网络交换机与工业控制器基于Modbus协议进行信号交互。
进一步地，所述影院子系统包括投影仪系统、LED系统以及还音系统。
进一步地，所述影院工控子系统包括灯光系统、鼓风机、空调系统以及其他机械系统。
进一步地，所述控制终端与上位机系统信号连接。
本发明实施例具有如下优点：
(1)简化运营人员操作压力，整个特种影院内的控制均可一键操作；
(2)由于采用了标准化的网络协议，因此可根据实际需要而任意扩充特种影院内的设备或系统。
(3)本解决方案除了网络协议为标准化协议以外，在控制终端以及控制设备等均为常用设备，较少采用定制化产品，在系统的推广存在较高优势；
(4)本解决方案不仅考虑影院内与观众观影相关的设备和系统的控制，也充分考虑了与空调、安防等各种系统和设备的联动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例1提供的一种基于网络协议的特种影院自动控制系统的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的一种基于网络协议的特种影院自动控制系统对被控子系统的控制流程示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提出了一种基于网络协议的特种影院自动控制系统，该系统包括控制终端、网络交换机、工业控制器、多个影院子系统以及多个影院工控子系统，控制终端与网络交换机信号连接，多个影院子系统与网络交换机信号连接，工业控制器与网络交换机信号连接，多个影院工控子系统与工业控制器信号连接。
本实施例中，该系统还包括分别与各影院子系统连接的多个控制子端，控制子端与网络交换机信号连接。该系统还包括各种安防系统，安防系统通过继电器与工业控制器连接。影院子系统包括投影仪系统、LED系统以及还音系统等。影院工控子系统包括灯光系统、鼓风机、空调系统以及其他机械系统等。
本实施例中，控制终端还可与上位机系统信号连接。控制终端在某些情况下也可作为被控端(如为满足消防系统的要求)。
控制终端用于采用标准网络协议向各子系统发送控制信号并对各子系统的状态进行监控，网络交换机用于控制信号以及状态反馈信号的转发，工业控制器用于对控制信号进行解析后分发给各工控子系统，各子系统用于根据控制信号执行相应动作，并进行状态信息的上报反馈。
本实施例中，控制终端与网络交换机基于UDP协议进行信号交互。网络交换机与工业控制器基于Modbus协议进行信号交互。
本实施例的自动控制系统，能在一个支持UDP或TCP的标准网络协议的环境内，通过电脑、平板、手机等任何具有网络协议收、发功能的设备作为控制终端，通过标准网络协议向网络环境内各个子系统发送控制信号，并通过心跳包、控制反馈等形式对网络联通情况、子系统状态等进行监控，形成一个闭环控制反馈结构。
控制终端可以是电脑、平板、手机等任何具有UDP网络协议功能的设备，控制电脑与外界的信号交换采用标准化的网络协议UDP信号和Modbus信号，控制信号采用双向通信，控制电脑在某些情况下也可作为被控端(如为满足消防系统的要求)，此技术方案具有适用范围广的优势。
网络交换机作为控制枢纽，接收各方的控制信号后，根据信号内容和对象进行转发，针对传统影视设备，如放映系统、LED屏幕、还音系统等可直接向其发送和接收信号，并反馈给控制终端；针对其他设备通过工业控制器对信号进行解析后进行分发，如Modbus、继电器信号等各种工况信号。
本技术方案针对被控子系统，如具备接收控制系统功能，则本发明可据此提供定制化网络信号；如无被控系统，也可根据使用场景的需求和特种影院内各系统的配置要求，配置独立的被控端控制电脑(如投影仪控制电脑)，本发明也提供了独立的被控终端。本技术特点具有可解决不同配置的各种被控子系统的信号对接问题可控制/被控各种设备，具有适用范围广的优势。
针对不同被控子系统，本发明提供的控制方法有如下2种：
方案1：单次控制命令和反馈
步骤1：控制终端根据被控终端的控制信号要求以及端口要求，向其发送控制信号，如开始播放、暂停、跳转、停止等指令，信号格式要求为：info+timecode。Timecode为时间码，通过一定的动作延时，目的是对信号是否发送成功进行校验，保证所有被控子系统的动作逻辑一致性。
步骤2：被控终端收到信号后，向控制终端发送状态反馈信号。
步骤3：根据各被控终端的反馈信号，在timecode延时内进行判断，如无问题则按时间执行动作；如未收到反馈信号或反馈错误，则在timecode延时内重新发送信号；如临近时间码仍无正确结果，则向各子系统发送停止指令，必要时采用人工接入方法。
方案2：实时控制和校验
通过Modbus协议将控制端和被控端绑定，利用心跳包判断网络联通状态，通过控制终端内特定寄存器内容的判断掌握被控终端的运行状态，并通过修改控制终端内特定寄存器内容来改变被控终端的运行状态。控制终端向被控终端发送一个动作的控制信号的流程如图2所示：
通讯方式：通过网络连接(六类千兆网络8芯双绞网线)，网络协议为Modbus TCP/IP。
控制模式：双方系统数据交互模式：主从模式，控制终端为master(相当于TCP/IP网络协议中的client端)，被控子系统为slave(相当于TCP/IP网络协议中的server)。
发送失败：通过master和slave双方寄存器内容的对比判断是否发送成功。若发送失败，下次发送间隔>100ms，共尝试5次。
数据一致性：在通讯连接状态下，为保证数据的一致性，信号发送(被控终端接收)缓冲区将完全由控制终端维护。同时，大于1个字的数据发送，采用一次性发送多个字的方式，而不是多次发送单个字，以最大程度保证数据一致性。控制终端，根据自己的演出和回馈状态决定何时停止，何时撤销启动信号，何时写入启动信号，何时更改速度参数。
心跳包：用于校验数据是否发生丢失，以及同步性验证。心跳包每秒发送一次，若5秒没发生任何变化，则说明通讯中断，启动重新连接。
数据发送和接收流程如下：
(1)动作脚本文件说明
动作脚本文件由数条动作描述组成，每条动作描述可分为3部分：
动作序号+启动时间+动作描述(包括每个设备的命令字、目标位、延迟时间)
动作和对应的命令消息可分为3类：
a.正常启动动作：设备在序列中则功能码＝＝1，启动命令后设备的命令字＝＝1，发送时同时发送心跳包
b.设备复位动作：所有设备的命令字＝2，发送时同时发送心跳包
c.设备停止：所有设备的命令字＝4，发送时同时发送心跳包
d.空动作：仅发送心跳包(不更改之前发送的其他holdregister数据)
e.命令字清零动作：将所有设备的命令字清0，发送时同时发送心跳包
注意，启动时间是相对启动命令发送的时刻，并不是绝对时间，比如，延迟时间为5000ms，则当5000ms后，设备启动。延迟时间不可以是：HH:MM:SS这种格式
(2)正常运行数据流程(如图2所示)
(3)系统复位数据流程
目的：用于设备恢复原位，主要用于每次放映前设备的初始化。
连续5次，间隔1s，发送所有设备的命令字为2、延迟时间为0的动作脚本。
(4)紧急停止功能数据流程
目的：紧急情况，需要设备保持原位置不动。
连续10次，间隔1s，发送所有设备的命令字为3、延迟时间为0的动作脚本。
(5)命令字清零动作说明
发送设备启动命令后，不断判断设备是否已经到达目标位置：检测状态字到位信号的上升沿(false->true的动态过程)并且当位置为目标位置窗口(请注意，应当使用窗口判断，而不要用等于)时判断目标已经到位。当某1台设备已经到达目标位置后，将该设备的命令字归0；当该次动作所有设备的命令字都为0时，将动作序号归0。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种基于网络协议的特种影院自动控制系统，其特征在于，所述系统包括控制终端、网络交换机、工业控制器、多个影院子系统以及多个影院工控子系统，所述控制终端与所述网络交换机信号连接，多个所述影院子系统与所述网络交换机信号连接，所述工业控制器与所述网络交换机信号连接，多个所述影院工控子系统与所述工业控制器信号连接；
所述控制终端用于采用标准网络协议向各子系统发送控制信号并对各子系统的状态进行监控，所述网络交换机用于控制信号以及状态反馈信号的转发，所述工业控制器用于对控制信号进行解析后分发给各工控子系统，各子系统用于根据所述控制信号执行相应动作，并进行状态信息的上报反馈。
2.根据权利要求1所述的一种基于网络协议的特种影院自动控制系统，其特征在于，所述系统还包括分别与各影院子系统连接的多个控制子端，所述控制子端与网络交换机信号连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于网络协议的特种影院自动控制系统，其特征在于，所述系统还包括各种安防系统，所述安防系统通过继电器与工业控制器连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于网络协议的特种影院自动控制系统，其特征在于，所述控制终端与网络交换机基于UDP协议进行信号交互。
5.根据权利要求1所述的一种基于网络协议的特种影院自动控制系统，其特征在于，所述网络交换机与工业控制器基于Modbus协议进行信号交互。
6.根据权利要求1所述的一种基于网络协议的特种影院自动控制系统，其特征在于，所述影院子系统包括投影仪系统、LED系统以及还音系统。
7.根据权利要求1所述的一种基于网络协议的特种影院自动控制系统，其特征在于，所述影院工控子系统包括灯光系统、鼓风机、空调系统以及其他机械系统。
8.根据权利要求1所述的一种基于网络协议的特种影院自动控制系统，其特征在于，所述控制终端与上位机系统信号连接。
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