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国旗自动升降系统方案

公司简介

北京易彩通科技有限责任公司，是一家致力于体育场馆智能化系统开发的高科技公司。公司有一支长期从事智能控制系统研发的高素质的队伍，具有嵌入式系统，视频系统、通信系统、网络系统，体育计时系统的专业知识和技能。强力打造体育比赛计时计分系统、智能升降旗系统、标准时钟系统、赛事编排及信息发布系统，为用户提供最新的，最廉价的，应用解决方案。
公司开发的产品不但注重技术本身，也同时注重产品使用的各个环节。每台出厂的产品都经过严格测试，保证产品的稳定可靠。
公司的宗旨是：科技创新，客户至上，拓展应用领域，通过创新的技术为客户提供最新产品。
公司以性能稳定，质量可靠，性价比高的产品，通过不断创新；给您带来及时便捷全面的服务。不管您是系统开发公司、中间商，还是最终客户，您都是我们最真诚的朋友。让我们一起来共同拓展智能系统应用领域，共创明天！

一、系统概述：

现代化体育场馆的标志之一就是能够根据体育比赛的特点，运用先进的计算机技术、网络技术和控制技术，高效地管理和控制赛事进程。为了能够满足现代化场馆的建设需要，体育场馆智能化系统建设包含了诸如大屏幕显示系统、场地扩声系统、场地灯光控制系统、计时记分及现场成绩处理系统、现场影像采集及回放系统、电视转播和现场评论系统、主计时时钟系统、升旗控制系统等与体育比赛过程密切相关的专业系统。

随着我国体育事业的蓬勃发展，体育场馆建设科技化、数字化发展的需要,特别是本场馆2009年全运会比赛的需要，以及全运会比赛后，本馆国际比赛的需要，颁奖仪式更显得隆重和不可缺少，而升旗仪式又是重大赛事的最高潮，在此背景下，自动升旗系统就显得尤为重要。

体育场馆转专用的自动升旗系统。该系统集成了现代计算机、网络和控制等技术，通过调节升旗的速度，实现升旗时间与歌曲(国歌、会歌等)播放时间同步的功能。系统主要应用于大型比赛的颁奖、以及其他场合的升旗仪式上，适用于现代化的体育场馆和其它有此需求的场所。

二、系统建设总体目标

体育馆是一综合性体育馆，当举办各中高水平的国际赛事，颁奖仪式会频繁且热烈。这也对作为颁奖仪式的主要设备——自动升旗系统提出了很高的要求。为圆满完成颁奖升旗任务，自动升旗系统的总体规划如下：

● 设计依据：根据相关国家行业规定以及亚运会颁奖仪式升旗装置设置要求；体育场馆智能化系统技术要求；广州天河体育馆设计图纸以及场馆方的安装意见等。

● 可靠性：系统应具备长期稳定工作的能力，所有选用设备均符合我国或国际上的质量及可靠性标准，系统具备本地控制、手动控制等功能，并具备多级系统保护功能。自动升旗系统为适应之一要求，在控制方法上采用的远程自动控制、本地自动控制和手动控制三种形式；在设备保护方面采用了软件控制、上下限位以及冲顶保护等多种手段。

● 实用性：系统具备完成所要求功能的能力和水准，符合本工程实际需要和国内外有关规范的要求，并且实现容易，操作方便。自动升旗系统自动控制部分采用电脑图形化操作或本地触摸屏操作，人机界面直观易用。机械方面采用成熟的方案，使安装、调试、维护尽量简便。

● 先进性：系统是在满足可靠性和实用性要求前提下，应具备系统整体的的先进性。选用设备的应满足体育场馆应用的需要，保证了设备总体性能指标的要求。升旗系统融合了微电脑技术、变频技术、通讯技术和软件技术，符合科技奥运的要求，适应体育场馆智能化的发展趋势。

● 经济性：系统应满足性能与价格之比在同类系统和条件下达到最优，选择最佳性价比的设备。

● 一致性：系统应遵循开放系统的原则。系统应依据技术指标的一致性、互换性选定设备，使系统具备良好的灵活性、兼容性、扩展性和可移植性。

三、系统的总体结构和特点

升旗系统主要分为本地机电部分和远程控制主机两大部分，本地机电部分包括：电气部件、机械部件、控制柜、本地控制器等部分。远程控制主机包括远程控制使用的工控机和相关的控制软件。系统由手动/自动升降旗旗杆、横杆升旗系统专用控制柜、控制主机等组成，两部分通过485网络相连接。系统结构图如下：

升旗系统的主要特点如下：

● 成套智能升旗控制系统：变频控制器：同步变频调速控制，具备防冲顶和防滑保护。。

● 升旗时间与歌曲播放时间同步；可用国歌数：250首，同步精度：0.1秒，

● 旗杆长度保证可以同时悬挂5面旗帜（横杆），方便各种比赛发奖仪式升旗的应用需要；

● 旗帜更换快捷、方便；

● 具备手动和自动升旗方式；

● 在自动方式时，允许远程控制主机控制或本地触摸屏控制；

● 远程控制主机提供同步音频输出；

● 提供对外数据接口，便于系统集成；

● 旗杆杆体采用不锈钢管，美观不易腐蚀；

● 变频调速电机1500W和涡轮减速装置结合，保证旗帜升降平稳；

● 两极限位保护，保障设备安全；

● 机械冲顶保护，确保升旗系统和其它设备安全；

● 远程控制主机具备音乐服务器功能，可以采集、播放和输出音乐；

● 用户可以根据需要添加或删除数据库内容（如国歌、国旗等）；

● 电脑采用Microsoft Windows DNA架构，开放的数据接口，透明的网络管理技术，提供完善的安全保障机制和多级权限管理；

● 支持windows 2000/windows 2003平台；

● 界面友好，便于用户操作。

四、系统主要技术参数和系统部件

● F 吊点：3——4个；

● 旗杆直径：≥Φ100；

● 旗杆长度：11米（2号旗竖挂4面、三号旗横挂5面）；

● 升旗高度：9——18米（挂2号旗）；

● 升旗保护：两级限位，第二级强制断电；

● 降旗保护：一级限位；

● 防滑保护：机械锁止（涡轮蜗杆结构），和磁抱闸双重保护。

4．2升旗系统主要部件如下：

1、变频电机，1.5千瓦；

2、减速器，涡轮蜗杆结构，带抱闸；（定制：姜堰市影剧设备厂）

3、变频器，爱默生EV1000-4T0037G——2.2千瓦；

4、触摸屏，上广电VK63——6吋触摸显示屏；

5、嵌入式本地控制器（含软件），易彩通信息；

6、主要功率器件（接触器等），施耐德；

7、法尔胜钢丝；

8、进口轴承滑轮；

9、长城不锈钢管；

10、远程控制主机：NEMATRON

11、工控机——AE-4UMM/AEM865-02/AC300；

12、专业声卡玛雅三代

13、显示器，飞利浦17液晶显示器170B5；

14、通讯接口转换器，机电研究院；

15、远程控制软件，易彩通信息。

4．3升旗系统功能：

自动升旗系统的功能：

1、升旗时间与歌曲播放时间（国歌或会歌等）同步，并保证升旗高度符合设计要求——对于2号旗帜，旗杆高度距地面11-18米，对于1号旗帜为14-18米；

2、旗杆最多可以悬挂5面旗帜，并做成可伸缩旗杆（组合旗杆，即旗杆至少可以悬挂3面旗帜，再加上延长杆后可以分别悬挂4或5面旗帜）；

3、具有完善的保护功能，设立两极限位开关，并有机械防冲顶保护功能；

4、升旗控制方式分本地手动、本地自动、远程控制三种方式，本地控制通过安装在系统控制柜中的按钮和液晶触摸屏来实现，远程控制通过联网的工业级电脑控制主机来实现。手动控制方式采用继电器控制回路；本地自动控制采用嵌入式控制器进行控制，并提供触摸液晶屏作为人机界面；远程控制有远程控制电脑主机实现；总之，整个系统采用三级保护手段，保证系统可以在远程电脑死机、网络通讯中断、本地控制器损坏、变频器故障等恶劣条件先完成升旗任务。

5、远程控制主机可以控制最多31套升旗设备分别升降，并提供同步符合专业要求的音频输出；

6、远程控制主机具有友好的用户界面，完善的安全认证机制；系统已包含40多个经相关国际正式比赛组委会批准的国歌库和130多个国家的国旗库；系统可以随时增减数据库中的数据，满足增加国旗国歌的需求。

7、远程控制主机可以接入以太网，并提供程序调用接口，从而可以使网络上的授权用户来控制升旗系统。

8、系统采用开放的平台，便于系统的扩展，利于场馆的系统集成。

五、系统的操作

5．1手动操作：

手动操作用于系统调试阶段和自动方式和远程控制出现故障的情况下，操作人员可以根据要求通过控制箱上的升旗和降旗按钮进行人工控制。该操作只与控制箱中的继电回路有关。此状态下不能保证歌曲与升旗速度同步。

5．2本地自动操作：

本地自动操作用于远程控制出现故障的情况下，操作人员可以使用触摸屏来控制旗杆的升降。操作人员可以通过触摸屏的‘自定义’或‘选择页面’选择升旗时间，并需要人工控制升旗启动时刻以达到和播放歌曲基本同步的目的。

5．3远程控制：

远程控制用于在通常情况下控制旗杆的升降，操作人员通过计算机向升旗系统发出指令的同时播放音乐，达到升旗时间和播放歌曲同步的目的。

六、系统远程控制软件功能

6．1 登录

国旗自动升降系统建立了严格的安全管理体系，以区分现场操作、现场监控各类人员的操作权限。国旗自动升降系统划分了两种权限：一种是现场监控权限，他只有系统操作目录下的国旗自动升降系统操作功能；一种是现场操作权限，他有对整个系统操作功能。任意一种权限登录后都可以通过重新登录切换到另一种权限。当切换到监控权限时，系统配置主目录，以及系统设置的权限管理和标题设置为无效。

● 权限管理

介绍系统用户权限管理的基本操作，作为现场操作权限人员的操作指南。
注意：系统的默认管理员为“Admin”,默认口令为“Admin”。

进入主界面，如图所示。在主界面中可以选择添加、修改和删除操作。

● 添加新用户

1）按【添加】按钮出现添加新用户界面，如图所示。
注意：用户名字符串最长31字节，口令最长15位。新用户名不能与已注册的用户名重名。

2）用户名、用户权限，口令和确认口令；

3）按【保存】按钮，如果为合法用户则完成添加，返回主界面，此时可看到新添加的用户；

4）如果不想添加此用户，可按【退出】按钮。

● 修改用户权限和口令

1）在主界面中“点击”你要修改的用户选中某用户，直接进入如图所示的界面，此时可对该用户的权限和口令进行修改。
注意：此时不能修改用户名，用户名为灰色。

2）在如图所示的对话框中输入新的用户权限和口令和确认口令；

3）按【保存】按钮，如果成功则返回主界面，此时可看到该用户信息已修改；

4）如果不想修改此用户，可按【退出主界面。

6.2系统配置：

● 歌曲的长度计算

各个国家的国歌的歌曲长度是不同的，为了使在升旗过程中国歌和国旗的同步，必须计算出国歌的长度。当选中某国歌，点击【试听】，播放该国歌的音乐，国歌的长度能自动显示在【音乐长度】文本框中，点击【v】，保存歌曲长度，如不想在听该国歌，点击【停止】。

● 参数设置

国旗自动升降系统的参数设置是为国旗自动升降系统提供COM端口设置、基本参数设置、国歌间隔频率等功能。

● COM端口设置

由于国旗自动升降系统是通过232连接到体育场馆比赛中央监控系统的，所以需要填写该系统的COM口号以及波特率等一些基本参数。

● 基本参数设置

体育场馆比赛中央监控系统是面向体育场馆的系统集成，由于每个体育场馆或电机的不同，旗杆高度等一些基本参数也不一样。

旗杆高度：升旗时最高点到最低点的距离。

案例速度、案例频率：电机的某一频率下的速度或某一速度下的频率。

默认频率：无国旗上升，降旗的默认频率设置。

● 国歌间隔频率

因为每个体育馆的国旗自动升降系统的机械设计和旗杆承重量的不同，不同的电机会有不同的误差率，为了保证所有国家的国歌能和国旗同步运行，我们设计了国歌间隔频率。

填写完【国歌间隔】、【最短时间】、【最长时间】，点击【生成表】，表格里显示在最短到最长这个时间段里按照国歌间隔划分的若干时段，取这个时段的中间值为这个时段的升旗总用时，并按照基本参数设置的旗杆高度、案例频率、案例速度计算出机器频率。为了防止机械问题产生的误差，您还能够修改参数，这是我们为客户提供的人性化服务。

6.3系统操作：

● 国旗自动升降系统

国旗自动升降系统用动画模拟了真实的国旗升降，并提供了五个国家的国旗的同时升降，一个冠军，两个亚军，两个季军。您可根据国家的地区的不同来过滤选择国旗，并能显示冠军的国家名、歌名、歌曲长度、注释、旗杆高度，以及该歌曲长度对应的机械频率等。

如图所示：

国旗自动升降系统可以控制旗杆以默认的速度升降旗，以及按照冠军国歌歌曲的时间，使国歌与旗杆同时起停。

旗帜初始化：当您选错国旗时，它可以使旗帜到最初状态。

确认频率：当您不能确认国歌的长度时，填写升旗时间后点击确认频率，能算出发送的频率。

试听：选中冠军的国家后，可以试听冠军的国歌。

播放音乐并升旗：当旗杆在最低点并选择了冠军国家时，点击播放音乐并升旗，播放音乐的同时，旗杆按照一定的速率上升。

停止播放音乐及升旗：当在试听国歌或旗杆在升降时，停止这两项操作。

升旗：按照默认的频率升旗。

降旗：按照默认的频率降旗。