專利名稱：錄像帶自動播放系統的制作方法
技術領域：
本發明屬于廣播電視媒體資產管理調控領域，特別涉及一種電視臺錄像帶自動播放存取系統。
背景技術：
當前國外許多家電視臺已經投入巨額資金研究開發節目存儲播放的數字化系統和自動化設備。日本已開發出自動化磁帶庫系統，但成本較高，且只能解決一般的錄像帶播放存取問題，對在電視臺內部實現磁帶不出庫的保存和使用方面還尚有缺陷。而國內在這一領域仍是空白。
發明內容
本發明的目的在于，采用先進的錄像自動播放系統取代傳統的人工管理方式，實現電視臺錄像帶自動播放存取系統全面數字化和自動化。
本發明實現的主要技術目標提取指定錄像帶；播放指定錄像帶；機械手的智能操作。
本發明的特征是由主控計算機、多軸運動控制器PMAC、交流伺服系統、條碼掃描檢測器、系統電源、電氣保護、狀態顯示、播放柜，系統控制軟件組成。
本發明實現了自動化機械手及其專用控制系統的一體化。機械手可以通過專用控制系統的控制把錄像帶放置指定錄像機中，也可以從指定錄像機中取出錄像帶。實現錄像帶的錄制和播放等再利用功能，這一功能受制于專用控制系統的控制。這套專用控制系統不僅可以準確記錄錄像帶的位置、機械手狀態、錄像機中的狀態等數據，而且還可以接受外部軟件系統的控制，與其他計算機系統實現聯網。
本發明通過外部控制計算機或內部控制計算機控制指令完成指定的錄像帶取存、檢索、播放等主要任務。
本發明的系統控制軟件由系統初始化模塊，播放柜指令傳輸串口事件觸發模塊，定時器事件觸發模塊，磁帶庫同播放柜指令傳輸串口事件觸發模塊，條碼數據查收事件觸發模塊，條碼數據接收模塊，磁帶庫指令接收模塊，播放柜PMAC控制狀態查詢模塊，播放柜指令接受模塊，播放柜PMAC運動控制模塊，條碼查詢控制模塊，指令預處理模塊，指令檢查模塊，數據結構定義模塊組成。
該控制軟件分為二層，其中第一層是運行在工控機里，第二層運行在PMAC卡里面，第一層的程序采用VB編制，第二層是采用PMAC自帶的語言環境編制，主要是PLC程序和PROG程序。VB的程序處在軟件系統的中間層，對外部設備(上位機)采用VB自帶的串行通訊控件進行通訊，對下面PMAC卡內的程序，使用PMAC的設備驅動動態連接庫提供的軟件接口，使用P變量(PMAC的系統變量)進行系統消息傳遞。
本發明的軟件實現系統的智能化，軟件設計包括系統控制軟件和業務應用軟件的編制。系統控制軟件是運動控制系統中的底層軟件。該軟件同硬件和機械結構是緊密的聯系在一起的。本發明完成了伺服運動系統軟件的設計，智能控制系統底層軟件的設計，協議層間內部通訊軟件的設計和應用接口協議和相應軟件的設計。以上各個部分的軟件技術綜合起來，即可構成系統控制軟件。這是控制系統能夠運轉和擴展的基礎。運用數據庫技術，該應用軟件底層連接錄像帶庫電器控制系統。
本發明接口設計1.用戶接口用戶的大多數操作都可以用終端的鍵盤和鼠標完成。
2.通訊接口客戶機與主機系統采用TCP/IP協議通信。客戶端和工控機之間通過RS422串行通訊協議通訊。錄像機與控制機通過RS422串行通信協議進行通信。
本發明的機械結構播放柜柜體；支架；錄像帶倉；錄像機；機械手；機械手軌道；機械手手爪；條碼掃描檢測器。播放柜上部放置準備播放的磁帶，下部放置專用錄像機，播放柜前部設有取存錄像帶的X、Y、Z三自由度運動的機械手，機械手上安裝一條碼掃描檢測器。
該機械手具有三個自由度，由垂直升降Z軸，水平移動X軸，水平伸縮Y軸及機械手爪組成。其工作過程為先從運帶小車內將錄像帶依次取出，放在播放單元上部的存貯區。在播放時，從存貯區取下錄像帶，通過機械手三個軸聯合動作，將錄像帶送入到錄像機帶倉口內，然后將錄像帶推入錄像機。放像完畢后，再將其取出，放回到存貯區內。同時，該機械手還負責將播放單元上部存貯區的錄像帶放回到運帶小車內。
本發明機械手的自動控制系統依據集中控制，分散管理，控制過程數字化，系統控制單元部件集成化，控制決策和過程智能化，部件模塊化，系統間互通互聯的原則實現全過程的自動控制。
為了準確地控制末端執行器的工作位置，采用點位式控制方式，控制的關鍵是要達到整個系統的定位精度。
在播放柜的工作中，需要正確的判別物體和物體之間的關系，視覺控制必須被采用；還需要正確的判斷物體的有無，觸覺控制也必須被采用。為了保證控制系統的結構簡單，提高運算速度，保證控制系統的實時性，選定以下控制方案。
1)采用二級計算機控制。第一級由微型計算機擔負系統監控、作業管理任務。第一級采集、運算的結果控制第二級，第二級采用一臺工控機完成電器到機械運動的轉化控制。
2)采用智能的交流伺服控制技術交流伺服電機和交流伺服控制系統。
●全數字化采用新型高速微處理器和專用數字信號處理機(DSP)的伺服控制單元將原有的硬件伺服控制轉變成軟件伺服控制，從而使在伺服系統中應用現代控制理論的先進算法成為可能。
●高度集成化新的伺服系統產品改變了將伺服系統化分為速度伺服單元和位置伺服單元兩個模塊的做法，代之以單一的、高度集成化、多功能的控制單元。同一個控制單元，只要通過軟件設置系統參數，就可改變其性能，即可以使用電機本身配置的碼盤構成半閉環調節系統，又可以通過接口與外部的位置、速度或力矩傳感器構成高精度的全閉環調節系統。高度的集成化還顯著的縮小了整個控制系統的體積，使得伺服系統的安裝與調試工作都得到了簡化。
●智能化a)具有參數記憶功能，系統所有的運行參數都可以通過人機對話的方式由軟件來設置，保存在伺服單元內部，通過通訊接口，這些參數甚至可以由上位機加以修改。
b)具有故障自診斷與分析功能，無論什么時候，只要系統出現故障，就會將故障的類型通過用戶界面清楚的顯示出來，簡化了維修與調試的復雜性。
c)具有參數自整定的功能。閉環調節系統的整定參數是保證系統性能指標的重要環節，帶有自整定功能的伺服單元可以通過幾次試運行，自動將系統的參數整定出來，并自動實現其最優化。
●模塊化和網絡化伺服系統配置了標準的通訊接口(如RS-232或RS-442接口等)和專用的局網接口。這些接口的設置，顯著的曾強的伺服單元與其它控制設備之間的互聯能力，只需一根光纜或電纜就可以將數臺，甚至數十臺伺服單元與上位計算機連接成為整個數控系統，也可以通過串行口，與位置控制卡的數控模塊相聯。
本發明的主要技術功能1.輸入請求播放磁帶的編碼、優先級、播放入口點、時長、是否指定錄像機、指定錄像機號。
2.查詢播放請求根據播放請求將磁帶按照優先級進行播放，優先級高的磁帶優先操作。檢測有無空閑錄像機。如有空閑錄像機，則直接把優先級高的磁帶放入錄像機，如未指定錄像機，則系統選擇有空閑錄像機進行播放。
3.播放指定錄像帶播放單元的機械手根據系統提供的指定錄像帶存放的位置信息及條碼信息在錄像帶存貯區通過機械手上的條碼檢測器掃描找到該錄像帶，確信無誤后，取出錄像帶放入指定的專用錄像機帶倉內，并發出到位信號，進行播放。
4.取回指定錄像帶當錄像機內的錄像帶使用完畢后需要取出時，根據管理計算機給出的信號，播放柜內的機器人從專用錄像機內取出錄像帶，根據指定位置放在存放區內或是通過運輸小車送回錄像帶庫原位置。
本發明取得的有益效果是1.內置錄像機，具備自動復制功能。錄像帶外借時，只借出復制版，減少人為損壞，實現了“母版帶不出庫”的管理。即母版帶在播出系統內播放節目信號，借閱人根據所需要錄制借閱內容。母版帶播放完畢后由機械手自動取出送回原位置。
2.定期利用錄像機閑置的時間，對庫存錄像帶輪流自動進行快進和快退，防止錄像帶發生粘連等問題，采用密閉方式保存，達到保存錄像帶的防塵要求，保證錄像帶能夠正常運行。
3.該系統與信息系統聯網后，可以實現遠程播放錄像帶內容。
4.利用內置錄像機可以實現各電視臺之間交換節目的定時錄制。
以下結合附圖和實施例對本發明作一詳細的說明。
圖1為播放柜主視圖；圖2為播放柜側視圖；圖3為播放柜主視圖A-A視圖；圖4為播放柜硬件控制系統構成示意圖；圖5為播放柜電氣原理框圖；圖6為播放柜上位機通訊示意圖；圖7為播放柜軟件系統結構示意圖；圖8為播放柜軟件控制系統模塊示意圖；圖9為播放柜錄像帶播放子程序流程圖。
具體實施例方式
播放柜機械結構見圖1～3∶1為播放柜柜體，2為錄像帶倉，3為機械手，4為錄像機，5為錄像帶庫的帶倉小車，6為支架，7為機械手Z軸軌道，8為機械手手爪，9為條碼掃描檢測器，10為機械手Y軸軌道，11為機械手X軸軌道。
播放柜硬件控制系統構成見圖441為自定義的控制設備的通訊協議，它是外部設備控制播放運行的控制界面，它采用RS422的通訊方式，42是內置工控機，43是設備驅動程序計算機總線連接的內置工控機內的PMAC卡，該卡可驅動多個電動機，完成復雜的控制任務，該卡本身有自己的控制系統軟件，可以在本發明系統下編制PLC程序，兩種程序配合可以完成多種運動的控制，44是導線直接連接的伺服驅動器，它是對PMAC發來的控制信號進行轉換放大后驅動電動機，同時它還反饋電動機的運動信息給PMAC，45是電動機。
播放柜電氣原理框圖見圖551電源開關為空氣開關，52交流接觸器，53保險，54濾波器濾去交流雜波，55變壓器將380v的交流電壓變為220v交流電壓，56直流電源將交流電轉變為24v直流電，57制動器當出現緊急事故時切斷電源，58為X軸交流伺服放大器指揮機械手橫向運動的驅動器，59為Z軸交流伺服放大器指揮機械手縱向運動的驅動器，510為Y軸交流伺服放大器指揮機械手前后運動的驅動器，511步進電機驅動板指揮手抓抓帶的電機驅動，512保險，513隔離變壓器用于電源的隔離，514濾波器濾去交流雜波，515直流電源將交流電轉變為24v直流電，516直流電源將交流電轉變為5v直流電，517工控機指揮系統工作的計算機，518上電指示燈系統通電后用于指示系統的各種狀態，519繼電器板用于各I/O口與信號控制板的隔離，520條碼控制器用于控制條碼掃描器，521為ACC8S數字信號控制板的接口板，522ACC8S數字信號控制板的接口板，523信號轉換電路將數字控制板輸出的信號轉換為控制步進電機的信號。
播放柜上位機通訊見圖661為工控機，62是工控機內的PMAC卡，63服務器內的MOXA卡，64是服務器，65是是錄像機，如圖所示工控機和錄相機與服務器通過RS422接口進行通訊。
播放柜軟件系統結構見圖771為自定義的控制設備的接口協議，它是外部設備對播放柜的控制界面，通訊方式是RS422，72是VB程序，也是本發明系統的總控程序，主要有如下功能對指令進行解釋，根據指令的內容進行功能調用(采用P變量調用底層功能)，通過RS422返回運動狀態和結果，73是運行在PMAC卡上的程序，它是根據上層程序對P變量傳遞值的不同，執行相應的動作，動作執行的狀態和結果也是通過P變量傳遞給上層的軟件。
播放柜軟件控制系統模塊見圖881為系統初始化模塊，82是播放柜指令傳輸串口事件觸發模塊，83是定時器事件觸發模塊，84是磁帶庫同播放柜指令傳輸串口事件觸發模塊，85是條碼數據查收事件觸發模塊，86是條碼數據接收模塊，87是磁帶庫指令接收模塊，88是播放柜PMAC控制狀態查詢模塊，89是播放柜指令接受模塊，810是播放柜PMAC運動控制模塊，811是條碼查詢控制模塊，812指令預處理模塊，813是指令檢查模塊，814是數據結構定義模塊。其中811；812；813；814，是共享模塊。
播放柜錄像帶播放子程序流程見圖9；91顯示播放申請單，92輸入所有目的錄像帶編碼、優先級、播放入口點、時長、是否指定錄像機、指定錄像機號，93查詢錄像帶庫小車位置和播放柜錄像帶存儲區是否有空位，如無空位，等待更新記錄，如有空位，94通知錄像帶庫將小車開回錄像帶庫并將指定錄像帶通過錄像帶庫機械手放到小車上，95將小車移動到播放柜側，96判斷是否有空閑播放機，97有空閑播放機則播放柜機械手通過機械手上的條碼檢測器掃描找到該錄像帶并通過機械手將磁帶放入錄像機，98提示放入的錄像帶參數和時長，99沒有空閑播放機則通過播放柜機械手上的條碼檢測器掃描找到該錄像帶并通過機械手將錄像帶放到播放柜錄像帶暫存區，910錄像帶小車是否為空如果不為空轉回96；911錄像帶復制子程序入口，912顯示所有播放的錄像帶狀態，913查詢有否空閑錄像機，如果沒有轉入917，如果有，914查詢是否有未被播放的錄像帶，如果沒有轉入917，如果有915將錄像帶放入錄像機中并提示將目的帶(空白帶)放入錄像機中，916顯示錄像帶到預定入口點，錄制在播放開始5秒鐘后開始，917查詢小車位置，在播放柜側進入918，在錄像帶庫側返回91，918查詢是否有播放完的錄像帶如果有進入919否則返回91，919查詢小車上的空余位是否大于1，大于1則進入到920將錄像帶放入小車，否則921通知錄像帶庫將小車錄像帶庫將錄像帶放回庫中然后返回91。
本發明的錄像帶播放系統接受電視臺內部的控制計算機的命令，它根據命令的要求控制整個系統各個部分的動作，控制播放柜機機械手將錄像帶從播放柜的帶倉或錄像機或輸送小車中取出放入等工作；向上級系統傳輸本系統運行狀態信息。
權利要求
1.一種錄象帶自動播放系統，其特征在于，該播放系統是由主控計算機、多軸運動控制器PMAC、交流伺服系統、條碼掃描檢測器、系統電源、電氣保護、狀態顯示、播放柜，系統控制軟件組成。
2.一種為實現權利要求1所述的錄象帶自動播放系統的控制程序，其特征在于，所述的本發明的系統控制軟件由系統初始化模塊，播放柜指令傳輸串口事件觸發模塊，定時器事件觸發模塊，磁帶庫同播放柜指令傳輸串口事件觸發模塊，條碼數據查收事件觸發模塊，條碼數據接收模塊，磁帶庫指令接收模塊，播放柜PMAC控制狀態查詢模塊，播放柜指令接受模塊，播放柜PMAC運動控制模塊，條碼查詢控制模塊，指令預處理模塊，指令檢查模塊，數據結構定義模塊組成；該控制軟件分為二層，第一層是運行在工控機里，第二層運行在PMAC卡里，第一層的程序采用VB編制，第二層采用PMAC自帶的語言環境編制，主要為PLC程序和PROG程序；VB的程序處在軟件系統的中間層，對外部設備采用VB自帶的串行通訊控件進行通訊，對下面PMAC卡內的程序，使用PMAC的設備驅動動態連接庫提供的軟件接口，使用PMAC的系統變量進行系統消息傳遞。
3.根據權利要求1所述的錄像帶自動播放系統，其特征在于，所述的播放柜由柜體，錄像機，支架，錄像帶倉，機械手，機械手手爪，機械手X軸軌道，機械手Y軸軌道，機械手Z軸軌道，條碼掃描檢測器組成；在播放柜上部設有放置準備播放的錄像帶小型帶倉，下部設有專用錄像機，播放柜前部設有取存錄像帶的X、Y、Z三自由度運動的機械手，該機械手由垂直升降Z軸，水平移動X軸，水平伸縮Y軸及機械手爪組成。
4.根據權利要求1、3所述的錄像帶自動播放系統，其特征在于，所述的機械手的自動控制系統1)采用點位式控制方式；2)采用二級計算機控制第一級由微型計算機擔負系統監控、作業管理任務。第一級采集、運算的結果控制第二級，第二級采用一臺工控機完成電器到機械運動的轉化控制；3)采用智能的交流伺服控制技術交流伺服電機和交流伺服控制系統。
5.根據權利要求1、3所述的錄像帶自動播放系統，其特征在于，所述的條碼掃描檢測器安裝在機械手上。
全文摘要
本發明屬于廣播電視媒體資產管理調控領域，特別涉及一種電視臺錄像帶自動播放系統。本發明的特征是由主控計算機、多軸運動控制器PMAC、交流伺服系統、條碼掃描檢測器、系統電源、電氣保護、狀態顯示、播放柜，系統控制軟件組成。本發明實現了自動化機械手及其專用控制系統的一體化。機械手可以通過專用控制系統的控制把錄像帶放置指定錄像機中，也可以從指定錄像機中取出錄像帶。實現錄像帶的錄制和播放等再利用功能，這一功能受制于專用控制系統的控制。這套專用控制系統不僅可以準確記錄錄像帶的位置、機械手狀態、錄像機中的狀態等數據，而且還可以接受外部軟件系統的控制，與其他計算機系統實現聯網。
文檔編號G11B33/04GK1763856SQ20041008384
公開日2006年4月26日 申請日期2004年10月20日 優先權日2004年10月20日
發明者徐威, 季小軍, 王東向, 袁輝, 張薔, 吳疆, 吳建國, 劉國華 申請人:中央電視臺, 北京寰信通科技有限公司