一种低成本大容量的媒资柜自动检索系统及检索方法

技术领域

本发明属于电气控制技术领域，更具体地，涉及一种低成本大容量的媒资柜自动检索系 统。

背景技术

随着电子技术和信息技术的发展，信息、数据的传输存储已经深入社会每个领域。在学 校、图书馆、档案室、电视台、研究所等单位每天都会产生海量数据，并将数据存放于纸张、 磁带或光盘等介质（统称“媒资”）中，这样便产生了大量的存储媒资。传统的专员管理方式 浪费时间、精力还容易出现操作失误,极大增加了人工成本，影响工作效率。

媒体资产管理MAM（Media Assets Management）应运而生。MAM是对各种类型的视频 资料、音频资料、文字、图表等媒体资料的数字化存储、编目管理、检索查询、非编素材转 码、资料发布，以及设备和固定资产等进行全面管理的系统。建立MAM的目的就是建立起 一个完善的系统，保存和管理好这些宝贵的资料，并使之得到最大利用，创造良好的经济效 益和社会效益。一个良好的媒资管理系统，可以满足媒体用户多方面需求：

1)提供信息交换平台；

2)视音频资料存储；

3)网络化的媒资处理和加工流程；

4)集中、统一的资源管理、检索；

5)提供跨机构获取的能力，加速制作周期；

6)为媒资增值服务提供平台。

自动检索的媒资柜针对这一问题提出一种便捷的媒资管理方式，开发媒资柜自动检索， 使客户以智能，便捷地方式从成千上万个媒资中对所需要的媒资进行定位，并获取需要的媒 资信息，以提高工作效率，降低管理成本。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述不足之处，本发明提供了一种低成本大容量的媒资柜自 动检索系统。本发明的目的是从大量媒资信息中实现媒资的自动检索，指示媒资柜在整个媒 资群中位置，快速定位所需要的媒资，自动开启/关闭媒资柜，获取媒资信息。

根据本发明的一方面，提供了一种低成本大容量的媒资柜自动检索系统包括终端设备和 媒资柜，所述媒资柜包括长方体状的机柜柜体、媒资柜定位指示灯、媒资定位灯阵列、电子 锁、网络转换器、主控制器和电源；柜体的一个立向正面设置有两扇可以从中间朝向两边拉 开的柜门，两扇柜门的开/关分别受到一个电子锁的控制；媒资柜的主控制器分别与网络转换 器、媒资柜列指示灯、媒资柜行指示灯、媒资定位灯阵列、电子锁和网络转换器电连接；电 源为媒资柜的各电子部件和电路供电，所述主控制器在接收到控制开锁数据后输出控制信号， 驱动电子锁的继电器，实现对电子锁的控制。

进一步地，电子锁被设置在靠近彼此闭合方向的柜门底部，网络转换器、主控制器和电 源被设置在媒资柜顶面。

进一步地，所述网络转换器包括无线路由器和带RS422接口的IP转换器，无线路由器 通过无线方式接收终端设备发送的信息，无线路由器通过以太网与IP转换器连接，IP转换器 将TCP/IP协议转换成RS232或RS422/RS485信号。

进一步地，所述媒资柜的主控制器MCU采用单片机，DSP或ARM控制芯片。

进一步地，所述媒资定位灯阵列包括指示媒资位置的LED灯阵列及其控制电路，所述 控制电路采用可级联的LED驱动芯片，以驱动所述LED灯阵列。

根据本发明的另一方面，提供了一种基于多个上述媒资柜组成的媒资网络的媒资自动检 索方法，包括如下步骤：

1）将待检索的媒资13信息以数据帧的形式传送到媒资柜；

2）媒资柜中的网络转换器接收所述待检索的媒资13信息数据帧，把该待检索的媒资13 信息数据帧传递给媒资柜主控制器；

3）媒资柜主控制器接收到上述待检索的媒资13信息数据帧，对待检索的媒资13信息 数据帧进行解析：首先利用数据帧解析出待检索的媒资13信息，再利用待检索的媒资13信 息解析出媒资柜定位指示灯序号，进而得到媒资定位灯阵列的行序号和列序号，通过媒资柜 定位指示灯和媒资定位灯的闪烁来索引媒资位置；

4）通过开关媒资柜指令控制媒资柜的打开或关闭。

进一步地，所述步骤3）包括：

设每个媒资柜包括P行、Q列，即每个媒资柜可寻址W个媒资；经解析的待检索的媒 资13信息表示待检索的媒资所在的唯一的序列号，用ID表示；

N=ID÷（P×Q）…n      公式（1）；

i=n÷P…j              公式（2）；

其中，通过上述公式（1），获取媒资柜号N，即媒资定位灯阵列的序号；

通过上述公式（2），获取媒资柜中媒资柜位置ID，即获得媒资定位灯阵列的行序号i和 列序号j，对应地也就获得了媒资柜行指示灯的序号和媒资柜列指示灯的序号；

n和j分别为公式（1）和公式（2）的余数。

进一步地，所述媒资柜自动检索系统中的媒资柜的主控制器在接收到控制开锁数据后输 出控制信号，驱动媒资柜的电子锁的继电器，实现对电子锁的控制。

本发明的有益效果如下：系统支持多种复合式检索方式，可以按照各种主题词、关键字 等要素进行查询，返回结果，大大提高了检索效率和检索结果的精确度。系统能够实现对各 种媒体资产的统一管理和控制，实现自动化信息处理，提高工作效率，降低运行成本，有利 于标准统一和工作协调，建立具有扩展性的全业务平台。具体来讲，包括：

1)实现手持终端通过无线方式，对媒资柜在媒资柜群中的快速定位和自动索引。

2)实现了媒资在媒资柜中的准确定位和信息回传。

3)实现了自动控制媒资柜的开启、关闭。

附图说明

图1示出了媒资柜的结构图；

图2（a）和图2（b）示出了媒资柜电气组成示意图；

图3示出了主控制器SPI扩展接口电路图；

图4示出了媒资定位灯阵列控制电路图；

图5示出了电子锁控制电路图；

图6示出了媒资柜行列定位灯控制电路图；以及

图7示出了媒资柜主控制器控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施例。

如图1所示，媒资柜包括长方体状的机柜柜体12、媒资柜定位指示灯、媒资定位灯阵列 17、电子锁14、网络转换器18、主控制器19和电源。柜体12的一个立向正面设置有两扇可 以从中间朝向两边拉开的柜门11，两扇柜门11的开/关分别受到两个电子锁14的控制。媒 资柜中装有媒资13。在优选的实施例中，柜体12采用金属、塑料或合成材料制成，柜门11 使用玻璃材料或塑料材料制成。媒资柜定位指示灯以数字的方式显示或点亮柜号，并可以闪 烁该媒资柜的柜号。媒资柜定位指示灯包括媒资柜行指示灯15和媒资柜列指示灯16。

媒资柜的主控制器19分别与网络转换器18、电子锁14、媒资柜行指示灯15、媒资柜列 指示灯16、媒资定位灯阵列17和网络转换器18电连接。电源为媒资柜的各电子部件和电路 供电。多个上述媒资柜可以被安装到一起，组成媒资柜群或媒资柜网络，或称媒资系统。在 本实施例中，电子锁14被设置在靠近彼此闭合方向的柜门11底部，网络转换器18、主控制 器19和电源被设置在媒资柜顶面。媒资柜的电气组成示意图见图2。

手持终端设备通过查找、选择等数据库基本操作访问其内部的数据库的数据的方式或通 过用户手动输入的方式将客户选择的媒资信息序号以数据帧的形式通过无线方式传送到媒资 柜。手持终端设备一般可以选用IPAD等平板电脑、手机、PDA、超级本等电子终端，其中安 装有能够对其本身所具有的数据库进行查找和选取的软件，其中也可以安装有供用户手动输 入待查找信息的软件。这些软件的设计思想和实施方法对本领域技术人员而言是公知常识。

其中，供电电源采用市场常用的220VAC转12VDC电源模块实现。其为媒资柜中的各电 路和电子器件供电。

网络转换器18：主要实现网络转换功能。网络转换器18由无线路由器和带RS422接口 的IP转换器组成。无线路由器通过无线方式接收手持终端设备（例如，手机、PDA、平板电 脑、超级本等）发送的信息，实现无线通讯功能，将无线路由器设定的MAC地址与接收的手 持终端设备通讯协议做比较，解析媒资在媒资柜群位置。以无线路由器为例：一路无线路由 器的最大可寻址范围为65536个代表煤资信息的MAC地址，多个这种一路无线路由器可按照 TCP/IP协议规定的方式实现扩展组网，寻址范围扩大到65536*N(N为无线路由器数量)个代 表煤资信息的MAC地址。无线路由器通过以太网与IP转换器连接，IP转换器将TCP/IP协议 转换成RS232或RS422/RS485信号，传输到媒资柜主控制器19。

在本实施例中用RS422通讯方式实现网络转换器18与媒资柜主控制器19通讯，通讯协 议如下：

手持终端设备发送给媒资柜的指令帧协议共为7个字节（十六进制）。第一字节为帧头； 第二字节、第三字节为灯号；第四字节为开关量；第五字节为颜色；第六字节为校验和；第 七字节为帧尾。手持终端设备发送给媒资柜的指令帧如表1所示。

例如：第二，三字节0101表示257号灯；第四字节01表示灯开，00表示灯关；第五 字节表示颜色，00表示绿色，01表示红色，02表示蓝色。

表1手持终端设备发送给媒资柜的指令帧

校验和=（Byte0+Byte1+Byte2+Byte3），取Byte0～Byte3的和的低8位。

若媒资柜接收到的表1指令校验和正确，则向手持终端设备返回表2帧，手持终端设备 以此确认媒资柜收到了正确的指令。如表2所示。

表2媒资柜的接收到的指令后回传手持终端设备确认帧

若媒资柜计算出接收到的校验和错误，媒资柜向手持终端设备发送指令错误确认帧，如 表3；手持终端设备以此确认媒资柜收到了错误的指令，向媒资柜重发表1指令。

表3媒资柜发送给手持终端设备的指令错误确认帧

手持终端设备发送给媒资柜的开柜门11指令帧如表4所示。

表4手持终端设备发送给媒资柜的开柜门11指令帧

此协议共为5个字节第一字节为帧头；第二字节为输出控制选择位、第三字节为开柜 门11控制位；第四字节为校验和；第5字节为帧尾。

第二字节01表示媒资柜行列定位指示灯开，02表示媒资柜行列定位指示灯关；

第三字节01表示媒资柜开柜门11，02表示媒资柜关柜门11；

第四字节校验和=（Byte0+Byte1），取Byte0～Byte1的和的低8位。

若媒资柜接收到的表4指令校验和正确，则向手持终端设备返回表2帧，手持终端设备 以此确认媒资柜收到了正确的指令。若媒资柜计算出接收到的校验和错误，媒资柜向手持终 端设备发送指令错误确认帧，如表3；手持终端设备以此确认媒资柜收到了错误的指令，向 媒资柜重发表4指令。

媒资柜主控制器19MCU可采用单片机，DSP或ARM控制芯片。本实施例中使用Infineon  XC164单片机作为主控制器19芯片，本实施例中主控制器19外扩8路（即对8路串行排列 或并行排列媒资定位灯阵列17进行驱动，如图2所示）驱动媒资定位灯阵列17。在其他实 施例中，主控制器19可外扩更多路，数量由媒资柜中媒资确定。控制接口可以用SPI，I2C， 或控制IO口线实现。本实施例中用SPI接口实现，每路接口可独立控制，利用驱动芯片（比 如74LS244等芯片）驱动媒资定位灯阵列17，图2（a）。在其他实施例中，主控制器19也可 通过1路接口实现驱动媒资定位灯阵列17，媒资定位灯阵列17采用首尾级联方式，从而实 现控制多个媒资定位灯阵列17，见图2（b）。

在本实施例中用3片74LS244芯片扩展了8路SPI接口，控制8路媒资定位灯阵列17， 见SPI扩展接口电路图3。电路实现形式：扩展了8路SPI接口用3片74LS244，分别用U2， U3，U4表示。其中U2扩展SPI口的8路片选，U2.2(U2芯片的脚，以下均相同)连接MCU芯 片的P1H.4，U2.4连接MCU芯片的P1H.5，U2.6连接MCU芯片的P1H.6，U2.8连接MCU芯 片的P1H.8，U2.11连接MCU芯片的P1H.0，U2.13连接MCU芯片的P0H.0，U2.15连接MCU 芯片的P0H.1，U2.17连接MCU芯片的P0H.2。

其中U3，U4扩展SPI口的8路片CLK信号，U3.2、U3.6、U3.11、U3.15、U4.4、 U4.8、U4.13、U4.17、连接MCU芯片的P1H.2。

其中U3，U4扩展SPI口的8路片DI信号，U3.4、U3.8、U3.13、U3.17、U4.2、U4.6、 U4.11、U4.15、连接MCU芯片的P1H.3。

8路SPI输出接口为J7，J8，J9，J10，分别与U2，U3，U4连接。

其中J7为扩张的SPI1口和SPI2口，J7.1，J7.7接5V电源，J7.6，J7.12接电源地； J7.2接U3.16，J7.3接U3.18，J7.4接U2.18；J7.8接U3.12，J7.9接U3.14，J7.10接U2.14；

其中J8为扩张的SPI3口和SPI4口，J8.1，J8.7接5V电源，J8.6，J8.12接电源地； J8.2接U3.7，J8.3接U3.9，J8.4接U2.16；J8.8接U3.3，J8.9接U3.5，J8.10接U2.18；

其中J9为扩张的SPI5口和SPI6口，J9.1，J9.7接5V电源，J9.6，J9.12接电源地； J9.2接U4.18，J9.3接U4.16，J9.4接U2.9；J9.8接U4.14，J9.9接U4.12，J9.10接U2.7；

其中J10为扩张的SPI7口和SPI8口，J10.1，J10.7接5V电源，J10.6，J10.12接电 源地；J10.2接U4.9，J10.3接U4.7，J10.4接U2.5；J10.8接U4.5，J10.9接U4.3，J10.10 接U2.3。

3）媒资定位灯阵列17

媒资定位灯阵列17包括指示媒资位置的LED灯阵列及其控制电路。控制电路采用一片 或多片可级联的LED驱动芯片，以驱动所述LED灯阵列，本实施例中用HL1606S实现。每个 LED驱动芯片控制媒资定位灯阵列17上的6个LED指示灯，HL1606S可级连。一条媒资定位 灯阵列17最多可级连控制170个HL1606S，合计控制1024个LED指示灯，即可指示1024个 煤资信息。媒资定位灯阵列17控制电路见图4。

本实施例中的控制电路由6片HL1606S级连而成。图4示出了两片HL1606S间级联的实 现方式，其他4片彼此之间的级联方式相同。下面的连接关系为基于上述两片的级联方式， 针对6片级联的情况做出的说明。

SPI信号从连接器JP2传输到N1(HL1606S)，JP2.1连接5V电源，JP2.2连接N1.7，JP2.3 连接N1.6，JP2.4连接N1.8，JP2.5连接N1.5，JP2.6连接电源地。

N1.12，N1.11，N1.10，N1.9是SPI输出级连线，分别连接N2.5，N2.6，N2.7，N2.8。 同理，N2.12，N2.11，N2.10，N2.9可输出连接N3.5，N3.6，N3.7，N3.8，依次连接下去。

每片HL1606S可驱动6个LED指示灯，N1.4连接5V电源，N1.13连接电源地。

N1.1连接电阻R3（200Ω）的一端，电阻另一端连接DA3LED指示灯的负极，DA3正极 连接5V电源。

N1.2连接电阻R2（200Ω）的一端，电阻另一端连接DA2LED指示灯的负极，DA2正极 连接5V电源。

N1.3连接电阻R1（200Ω）的一端，电阻另一端连接DA1LED指示灯的负极，DA1正极 连接5V电源。

N1.16连接电阻R4（200Ω）的一端，电阻另一端连接DB1LED指示灯的负极，DB1正极 连接5V电源。

N1.15连接电阻R5（200Ω）的一端，电阻另一端连接DB2LED指示灯的负极，DB2正极 连接5V电源。

N1.14连接电阻R6（200Ω）的一端，电阻另一端连接DB3LED指示灯的负极，DB3正极 连接5V电源。

每片HL1606S连接LED指示灯的方法与N1一样，可参考N1的连接方法。

4）电子锁14控制电路如图5所示。其原理为：主控制器19接收到控制开锁数据后输 出控制信号，通过芯片（如F2003等驱动芯片）驱动继电器，实现电子锁14的控制。继电器 和电子锁14均在电感线包端采取续流保护措施（如二极管续流，RC续流等措施），本实施例 中采用二极管续流措施，见电子锁14控制电路图5。

电子锁14根据具体需求，由本领域技术人员选用市场上符合条件的电控锁即可。

电路实现形式：电子锁14控制由F2003（D7）和继电器K3组成。D7.3连接MCU的P1L.2， D7.14连接K3的3脚。

继电器K3接线方法，K3.2连接12V电源，K3.4与连接器J5.1连接，

K3.2与连接器J5.2连接，二极管（1N4007）V105正极连接K3.3，二极管（1N4007）V105 负极连接K3.2。连接器J5串接到电子锁14电源端即可。

5）媒资柜行列定位指示灯控制电路的原理为：主控制器19接收到数据后输出控制信号， 通过驱动芯片，继电器或运放等方式实现媒资柜行列定位指示灯控制。本方案中用驱动芯片 和继电器组合方式控制媒资柜行列定位指示灯，见媒资柜行列定位指示灯控制电路图6。

电路实现形式：电子锁14控制由F2003（D7）和继电器K2组成。D7.1连接MCU的P1L.0， D7.16连接K2的3脚。

继电器K2接线方法，K2.2连接12V电源，K2.4与连接器J4.1连接，

K2.2与连接器J4.2连接，二极管（1N4007）V104正极连接K2.3，二极管（1N4007）V104 负极连接K2.2。连接器J4串接到行列定位灯即可。

6）媒资柜主控制器19控制流程见图7。

7）媒资解析算法。

媒资柜主控制器19接收待检索的媒资13信息数据帧，按照约定的协议对数据帧进行解 析。利用路由器配置成可识别不同的媒资柜号选择不同的通讯路径，通过媒资柜行列定位指 示灯和媒资定位灯阵列17的闪烁来索引媒资位置。通过接收开关媒资柜指令控制媒资柜的打 开、关闭。具体实现如下：

在本实施例中，由256个媒资柜组成网络，每个媒资柜可寻址280个媒资(即每行35个， 共8列)，媒资柜网络共可寻址71680个媒资。

计算媒资柜位置方法：

通过数据库查找、选取的方式，或通过手动输入方式获取媒资唯一的序列号ID，按下列 公式计算：

N=ID÷（35×8）…n      公式（1）；

i=n÷35…j          公式（2）；

通过上述公式（1），获取媒资柜号，即媒资定位灯阵列17的序号；

通过上述公式（2），获取媒资柜中媒资柜位置ID，即获得媒资定位灯阵列17的行序号 和列序号，对应地也就获得了媒资柜行指示灯15的序号和媒资柜列指示灯16的序号：媒资 唯一的序列号ID，为用户待检索的媒资序列号；N为媒资柜号；n为余数。

当n≠0时，第N+1个媒资柜中的媒资行列序号，留待公式（2）确定具体的行序号和列 序号;

当n=0时，第N个媒资柜中的媒资列号行列序号为280，此时表示媒资所在的位置是第 8行的最后一列。

i：媒资柜中的媒资信息的行坐标（位置行坐标）；

j：余数。表示媒资柜中的媒资信息的列坐标（位置行坐标）。

媒资寻址具体实现举例说明：

例获取的媒资序列号ID为1283，数据解析解析过程如下：按公式（1）计算得出媒资柜 号为：N=1283÷（35×8）=4…163，即传输数据可识别路由器第4路，媒资柜号为4的媒 资柜接收到数据，按公式（2）计算：

i=163÷35=4…23，即媒资柜号为4的媒资柜，并且媒资坐标在第4行，媒资定位灯阵 列17的第23个（即第23列）。

数据解析后，媒资柜主控制器19继续执行程序，点亮媒资柜行列定位指示灯，并通过 扩展的第4路SPI口输出数据控制媒资定位灯阵列17，使媒资定位灯阵列17第4行中的第 23个指示灯闪烁，收到开柜门11命令后，控制电子所开门，从而完成媒资序列号ID为1283 媒资的寻址。