智能升降系統
一、系統概述：
現代化體育場館的標志之一就是能夠根據體育比賽的特點，運用先進的計算機技術、網絡技術和控制技術，高效地管理和控制賽事進程。為了能夠滿足現代化場館的建設需要，體育場館智能化系統建設包含了諸如大屏幕顯示系統、場地擴聲系統、場地燈光控制系統、計時記分及現場成績處理系統、現場影像采集及回放系統、電視轉播和現場評論系統、主計時時鐘系統、升旗控制系統等與體育比賽過程密切相關的專業系統。
隨著體育事業的蓬勃發展，體育場館建設科技化、數字化發展的需要，特別是比賽的需要，以及比賽后頒獎儀式更顯得隆重和不可缺少，而升旗儀式又是重大賽事的高潮，在此背景下，自動升旗系統就顯得尤為重要。
體育場館專用的自動升旗系統，該系統集成了現代計算機、無線網絡和控制等技術，通過調節升旗的速度，實現升旗時間與歌曲播放時間同步的功能。系統主要應用于大型比賽的頒獎、以及其他場合的升旗儀式上，適用于現代化的體育場館和其它有此需求的場所。
二、系統建設總體目標
體育館是一綜合性體育館，當舉辦各中高水平的賽事，頒獎儀式會頻繁且熱烈。這也對作為頒獎儀式的主要設備——自動升旗系統提出了很高的要求。為圓滿完成頒獎升旗任務，自動升旗系統的總體規劃如下：
● 設計依據：根據相關行業規定以及運動會頒獎儀式升旗裝置設置要求；體育場館智能化系統技術要求；體育館設計圖紙以及場館方的安裝意見等。
● 可靠性：系統應具備長期穩定工作的能力，所有選用設備均符合質量及可靠性標準，系統具備本地控制、手動控制等功能，并具備上限、下限、零點、沖頂等多級系統保護功能。自動升旗系統為適應這些要求，在控制方法上采用的遠程自動控制、本地自動控制和手動控制三種形式。
● 實用性：系統具備完成所要求功能的能力和水準，符合本工程實際需要和有關規范的要求，并且操作方便。自動升旗系統自動控制部分采用電腦圖形化操作或本地觸摸屏操作，人機界面直觀易用。機械方面采用成熟的方案，使安裝、調試、維護盡量簡便。
● 先進性：系統是在滿足可靠性和實用性要求前提下，應具備系統整體的的先進性。選用設備的滿足體育場館應用的需要，保證了設備總體性能指標的要求。升旗系統融合了微電腦技術、變頻技術、通訊技術和軟件技術，符合科技奧運的要求，適應體育場館智能化的發展趨勢。
● 經濟性：系統應滿足性能與價格之比在同類系統和條件下達到優秀，選擇性價比高的設備。
● 一致性：系統應遵循開放系統的原則。系統應依據技術指標的一致性、互換性選定設備，使系統具備良好的靈活性、兼容性、擴展性和可移植性。
三、系統的總體結構和特點
升旗系統主要分為本地機電部分和遠程控制主機兩大部分，本地機電部分包括：電氣部件、機械部件、控制柜、本地控制器等部分。遠程控制主機包括遠程控制使用的工控機和相關的控制軟件。系統由手動/自動升降旗旗桿、橫桿升旗系統專用控制柜、控制主機等組成，兩部分通過485、網絡相連接。系統結構圖如下：
升旗系統的主要特點如下：
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成套智能升旗控制系統：電腦軟件控制、遠程手動控制器、電機差速器組、通訊變頻控制器，具備防沖頂和防滑保護。
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升旗時間與歌曲播放時間同步；可用歌數：250首，同步精度：0.1秒;
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旗桿長度保證可以同時懸掛4-5面旗幟（橫桿），方便各種比賽發獎儀式升旗的應用需要；
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旗幟更換快捷、方便；
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具備手動和自動升旗方式；
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在自動方式時，允許遠程控制主機控制或本地控制；
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遠程控制主機提供同步音頻輸出；
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提供對外數據接口，便于系統集成；
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旗桿桿體采用不銹鋼管，美觀不易腐蝕；
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變頻調速電機1500W和渦輪減速裝置結合，保證旗幟升降平穩；
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兩極限位保護，保障設備安全；
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機械沖頂保護，確保升旗系統和其它設備安全；
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遠程控制主機具備音樂服務器功能，可以采集、播放和輸出音樂；
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用戶可以根據需要添加或刪除數據庫內容（如歌曲等）；
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電腦采用Microsoft Windows DNA架構，開放的數據接口，透明的網絡管理技術，提供完善的安全保障機制和多級權限管理；
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界面友好，便于用戶操作。
四、系統主要技術參數和系統部件
1、F 吊點： 4個；
2、旗桿直徑：≥Φ76；
3、旗桿長度：8.8、11米（3號旗豎掛4面、2號旗橫掛4面）；
4、升旗高度：5——25米；
5、升旗保護：三級限位，第三級強制斷電；
6、降旗保護：二級限位；
7、防滑保護：機械鎖止（渦輪蝸桿結構），和磁抱閘雙重保護。
升旗系統主要部件如下：
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1、遠程控制器
參數：
外形尺寸：245*200*90（mm）
外 殼：注塑外殼
輸入電壓：220v，輸出電壓：220v
通訊方式：網絡
重 量：2kg
功 能：電源開關、手動上升、下降、收旗、急停
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2、變頻通訊控制箱
參數：
外形尺寸：200*300*400
外殼材料：鈑金外殼
輸入電壓：220v
輸出電壓：220v
通訊方式：網絡
重 量：10kg
安裝方式：座裝、壁掛，安裝在電機附近
功 能：遠程通訊、電機控制輸出、手動上升、下降、手動/自動切換、急停。
3、傳動系統
參數：
主要部件：伺服電機（帶抱閘）、差速器（渦輪蝸桿結構）、雙槽絞線盤兩個。
輸入電壓：220v
功 率：1500瓦
扭力：≤10牛頓
提升重量：≤260公斤
外形尺寸：400*450*550
轉 速 比：30:1
重 量：30kg
安裝方式：座裝（馬道）、壁掛（墻壁、結構主梁）
功 能：為旗桿升降提供動力
4、固定組件及滑輪組件
參數：
1、電機及滑輪固定支架：
尺寸：500X130X30mm
材料：鈑金噴塑
數量：五套
2、滑輪：直徑76mm
3、鋼絲繩：直徑3mm
升旗系統功能：
自動升旗系統的功能：
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升旗時間與歌曲播放時間同步，并保證升旗高度符合設計要求——對于2號旗幟，旗桿高度距地面11-18米，對于1號旗幟為14-18米；
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旗桿可以懸掛5面旗幟，并做成可伸縮旗桿（組合旗桿，即旗桿至少可以懸掛3面旗幟，再加上延長桿后可以分別懸掛4或5面旗幟）；
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具有完善的保護功能，設立兩極限位開關，并有機械防沖頂保護功能；
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升旗控制方式分本地手動、本地自動、遠程控制三種方式，本地控制通過安裝在系統控制柜中的按鈕和液晶觸摸屏來實現，遠程控制通過聯網的工業級電腦控制主機來實現。手動控制方式采用繼電器控制回路；本地自動控制采用嵌入式控制器進行控制，并提供觸摸液晶屏作為人機界面；遠程控制有遠程控制電腦主機實現；總之，整個系統采用三級保護手段，保證系統可以在遠程電腦死機、網絡通訊中斷、本地控制器損壞、變頻器故障等惡劣條件先完成升旗任務。
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遠程控制主機可以控制31套升旗設備分別升降，并提供同步符合專業要求的音頻輸出；
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遠程控制主機具有友好的用戶界面，完善的安全認證機制；系統已包含40多個經相關比賽組委會批準；系統可以隨時增減數據庫中的數據，滿足增加旗和歌曲數量的需求。
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遠程控制主機可以接入以太網，并提供程序調用接口，從而可以使網絡上的授權用戶來控制升旗系統。
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系統采用開放的平臺，便于系統的擴展，利于場館的系統集成。
五、系統的操作
5．1手動操作：
手動操作用于系統調試階段和自動方式和遠程控制出現故障的情況下，操作人員可以根據要求通過控制箱上的升旗和降旗按鈕進行人工控制。該操作只與控制箱中的繼電回路有關。此狀態下不能保證歌曲與升旗速度同步。
5．2本地自動操作：
本地自動操作用于遠程控制出現故障的情況下，操作人員可以使用觸摸屏來控制旗桿的升降。操作人員可以通過觸摸屏的‘自定義’或‘選擇頁面’選擇升旗時間，并需要人工控制升旗啟動時刻以達到和播放歌曲基本同步的目的。
5．3遠程控制：
遠程控制用于在通常情況下控制旗桿的升降，操作人員通過計算機向升旗系統發出指令的同時播放音樂，達到升旗時間和播放歌曲同步的目的。
六、系統遠程控制軟件功能
6．1 登錄
智能升降系統建立了嚴格的安全管理體系，以區分現場操作、現場監控各類人員的操作權限。智能升降系統劃分了兩種權限：一種是現場監控權限，他只有系統操作目錄下的旗自動升降系統操作功能；一種是現場操作權限，他有對整個系統操作功能。任意一種權限登錄后都可以通過重新登錄切換到另一種權限。當切換到監控權限時，系統配置主目錄，以及系統設置的權限管理和標題設置為無效。
● 權限管理
介紹系統用戶權限管理的基本操作，作為現場操作權限人員的操作指南。
注意：系統的默認管理員為“Admin”,默認口令為“Admin”。
進入主界面，如圖所示。在主界面中可以選擇添加、修改和刪除操作。
● 添加新用戶
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按【添加】按鈕出現添加新用戶界面，如圖所示。
用戶名、用戶權限，口令和確認口令； -
按【保存】按鈕，如果為合法用戶則完成添加，返回主界面，此時可看到新添加的用戶；
-
如果不想添加此用戶，可按【退出】按鈕。
● 修改用戶權限和口令
-
在主界面中“點擊”你要修改的用戶選中某用戶，直接進入如圖所示的界面，此時可對該用戶的權限和口令進行修改。
注意：此時不能修改用戶名，用戶名為灰色。 -
在如圖所示的對話框中輸入新的用戶權限和口令和確認口令；
-
按【保存】按鈕，如果成功則返回主界面，此時可看到該用戶信息已修改；
-
如果不想修改此用戶，可按【退出主界面。
6.2 系統配置：
● 歌曲的長度計算
每一首歌曲長度是不同的，為了使在升旗過程中歌曲和升旗同步，必須計算出歌曲的長度。當選中某歌曲，點擊【試聽】，播放該歌曲的音樂，歌曲的長度能自動顯示在【音樂長度】文本框中，點擊【v】，保存歌曲長度，如不想再聽該歌曲，點擊【停止】
● 參數設置
智能升降系統的參數設置是為自動升降系統提供COM端口設置、基本參數設置、歌間隔頻率等功能。
● COM端口設置
由于自動升降系統是通過232連接到體育場館比賽賽事監控系統的，所以需要填寫該系統的COM口號以及波特率等一些基本參數。
● 基本參數設置
體育場館比賽賽事監控系統是面向體育場館的系統集成，由于每個體育場館或電機的不同，旗桿高度等一些基本參數也不一樣。
旗桿高度：升旗時頂點到底點的距離。
案例速度、案例頻率：電機的某一頻率下的速度或某一速度下的頻率。
默認頻率：無旗上升，降旗的默認頻率設置。
● 歌間隔頻率
因為每個體育館的自動升降系統機械設計和旗桿承重量的不同，不同的電機會有不同的誤差率，為了保證所有歌曲能和旗同步運行，我們設計了歌曲間隔頻率。
6.3系統操作：
● 自動升降系統
智能升降系統用動畫模擬了真實的旗升降，并提供了五面旗的同時升降，一個冠軍，兩個亞軍，兩個季軍。您可根據不同的地區來過濾選擇旗，并能顯示歌名、歌曲長度、注釋、旗桿高度，以及該歌曲長度對應的機械頻率等。
如圖所示：
智能升降系統可以控制旗桿以默認的速度升降旗，以及按照冠軍歌曲的時間，使歌曲與旗桿同時起停。
旗幟初始化：當您選錯旗時，它可以使旗幟到初始狀態。
確認頻率：當您不能確認歌曲的長度時，填寫升旗時間后點擊確認頻率，能算出發送的頻率。
試聽：選中冠軍后，可以試聽冠軍的歌。
播放音樂并升旗：當旗桿在零點并選擇了冠軍時，點擊播放音樂并升旗，播放音樂的同時，旗桿按照一定的速率上升。
停止播放音樂及升旗：當在試聽歌曲或旗桿在升降時，停止這兩項操作。
升旗：按照默認的頻率升旗。
降旗：按照默認的頻率降旗。
高點復位：當動畫旗桿的位置和現場的不符時，使動畫的旗桿到頂點。
低點復位：使動畫的旗桿到頂點
部分案例
唐山師范大學體育館
長春市農安體育館
赤峰市體育局體育館
自動頒獎升旗系統
