基于无线通信的电梯节能化运行控制系统的研制

基于无线通信的电梯节能化运行控制系统的研制王帅，齐云松，永亮，张淼电气工程及自动化学院指导教师：魏国教授1、课题研究目的经过几十年的发展，电梯的性能不断完善，已成为人们生活中不可或缺的工具，但传统的电梯控制策略对人性化和节能方面的考虑不够充分，造成了电梯使用中的时间和电能的浪费。本项目拟对传统轿厢式电梯进行探索性改造，实现具有自主知识产权的技术开发，提出了一种省时、节电的电梯优化控制策略，通过增加电梯内和电梯外的指令取消功能、测试梯内人数并在梯外显示功能、满载测试与直驶功能等，减少不必要的电梯启停次数，实现电梯运行的优化控制，从而达到节电、省时的目的。2、课题背景虽然电梯从诞生到现在已经历了无数次的改进，但随着科学技术的不断进步和人们生活习惯的变化，对电梯的功能又提出了更高的要求。传统的电梯缺少一套省时、节电的电梯优化控制策略，不具备错误指令取消功能、候梯人又无法知道电梯内的人数情况，这些造成了的电梯不必要启停，使电梯运行的优化控制得到限制。其运转模式将大量的时间浪费在无意义的等待中，也造成了能源的浪费。对电梯的相关功能进行改造，使之不断进步，势在必行。3、课题研究主要内容3.1位置检测本模型的位置检测是通过霍尔传感器实现的。轿厢内安装霍尔传感器，每层的停止位置安装薄片磁铁。当电梯到达指定位置时，霍尔传感器与磁铁靠近，输出电压变化，将该电压输入单片机的内部ADC进行采样，以此判断电梯位置并控制电机，电梯控制系统和梯外指令系统之间用无线通信芯片实现信息的交换。3.2人数检测与显示功能在每层楼的叫梯按钮旁边增加一个小显示屏，显示电梯内人数。在电梯满员或接近满员时，可以给各楼层的候梯者适当的提示，避免多数人的长时间等待和电梯的无意义停靠。依托红外对管测出是否有人从下面经过。将两个红外对管安装在电梯顶部向下发射，一个靠近外侧，一个靠近内侧。装置的示意图如图１所示：图1红外对管计算人数装置示意图如果将左右两个对管分别计为1，2：如1先感知人通过，2后感知：表示有人进入电梯；如2先感知人通过，1后感知：表示有人走出电梯。锹利用偿单片下机中帆的时贡钟，警判断仔出两彻个信饲号的泥先后琴顺序害，最潮终计认算出搞电梯何内人乞数的滨结果剂，并判将其凝用L庆ED译屏在径各个签楼层雅实时袜输出抱。望3.逼3须信号鸽处理看与通哪信方萍式辱各层外楼的式LE奇D显食示屏挤，上覆下按旦钮与霉单片辅机相贫连，舍这个鞭单片场机接营收上元下按唉钮的争信号松后通微过处借理把加控制毙电梯功开启币或停秤止的米信号骑通过鼠低频办无线愤射频奴芯片相发射忘出去乏，两班者通客过T幸TL蠢串口窝相连惜；同抚时在解电梯佣轿厢确的内学部，阻传感欢器把趴检测千出包断含电丑梯内拖部人扬数信钳息的脊信号朗也输宰入到恳一个叙单片泛机中断，这忧个单隔片机篇也通负过T喷TL识接口择与R爷F低牙频射态频芯极片相悟连，尸使得声这个惕单片伸机可猛以通银过无幼线通盼信的俊方式庄把人障数信蛙息发汽送到帐每层恭楼的货单片盗机中逝，这剧样每村个楼侮层的绿单片贯机就旁可以音通过疯调用朴显示居模块娘的程凝序在灯LE烤D显鹊示屏钻上显征示出污目前亡电梯育内的否人数矿。让可以磨选择滩低频蜡43瞒3H机z作抗为系穷统的闻通信顺频段增，这救种R宁F低望频无揭线通锋信芯讨片的夺成本脱低，卡体积宋小，颗可以睛很好姿地应假用在腊这种待场合幕，无烈线通落信也袜省去停了布例线的菊麻烦刃，具犁体的寺系统域框图坑如图进2谁所示抱：TTLTTLTTL单片机单片机低频RF无线通信芯片低频RF无线通信芯片LED显示屏包含人数信息的信号取消信号堆图嫩2厌信号贴处理负与通冈信方朗式乞系统灵框图叼3.虽4原系瓦统电调路设劫计与紧功能射实现图5电梯控制系统电路原理图扔我们蹦设计筒的电解梯控倚制系跑统和雾梯外凭选择疼系统尾的电私路原合理图援分别娘如图索3冷、图慧4驴所示图5电梯控制系统电路原理图图3电梯控制系统电路原理图图4图4梯外选择系统电路原理图似电路哪包括鸡：单臂片机部，按戴键及宜指示差灯，片数码塌管（茄显示辩梯内脾人数筛），盏L2种98州电机榴驱动碑芯片腿，L直M2崇57蛮6稳日压芯辱片，顷红外零对管烦（计脆算进但出人鼓数）龟，线叔性霍平尔U录GN喷35脊03者(判豪断电主梯位刊置)仆3.炒5慈软肃件设晃计光将灰系统己在运杨行时朵的程庸序这流程螺图画蓝出。太如茧以下于各图彩所示久。孝3.于5漆.1和下呜位机铁主程芳序卖图领5眠下位眯机主愁程序材流程汉图请程序搁主要遍控制踢思想符：窗主程穗序在蝶循环谢中不狠断扫棚描电嘉梯内报按键孝，通孔过把锦得到橡的键烛值排括序获烂得下终一个境目的扛层数腿，然帐后控匆制电升梯改由变运谈动方昏向。利例如弃，电俯梯现液在1怠楼停振止，掉乘客谅进入糕电梯剑，按翅下2岭，3谷，4贷层的恋按键削，那绵么程雷序会俊得到楚键值场2，峡3，客4，棕将这木三个坊数从卖小到姜大排般序为救2<转3<壶4，顶当前出层为亿1，话则比斧1大繁的最四小值绝为2混，那业么目页的层蹈就是现2层柳，电而梯到砖达2房层时蜂停止暑。如胀果在家从一覆层到泉2层近的行辅进过才程中廊，乘阅客把厌2层姐取消淡，那圣么扫种描得群到键释值为卷3，靠4，乌再次到排序怠为3利<4伪，那鼓么目爹的层悼为3园层，雁电梯颈不在碍2层映停止醉，而使是在筑3层窝停止咬，达早到节饶省时懂间和省电能凑的目祖的。该3.农5鹿.2芦上你位机向主程疗序办图疑6味迫上剪位机抢主程袖序流羡程图唱3.姿5枕.3狮上位蛛机串敏口接苹收中幻断欠图诉7所上位收机串甩口接圈收中神断流淋程图便攻3.该5决.4贩下先位机串外部妻中断不图钥8匠下位仅机外菊部中绒断周程序疼流程黄图隆3.垃5住.5仇下还位机贫串口葡接收魄中断菜图裳9汪下位狸机串拉口接品收程守序中贱断流堪程图药蕉3.睛5司.6皇下嘉位机锤AD梦C中惹断服写务程车序千图引1瓣0话下位全机A教DC引中断铃服务荡程序卫流程稼图语如果迁主程怜序循意环中尺没有兰扫描尝到有党键按诵下，营并且卡电梯拐处于音停止施状态腐，说贯明梯能内无盾人控立制电围梯运掘行。论那么柔检测滔串口冒是否赞收到殃有效棉的叫命梯指问令，撒如果掀有则榆控制快电梯拒向叫伍梯层量运动西。如路果在驴电梯挂向叫喇梯层侨运行兔过程敲中叫族梯被哑取消煎，则极电梯吩会在命当前宁层的齿下一揪层停删止，随通过奉减少违电梯不的启竭停次学数碧达到店节能蜘目的央。嫁4、壁结论蚕经过胃我们奔小组经成员杰的不眼懈的兼努力单，电骨梯实耽物基酿本成凯型，奉可以椅做到桨上述别部分钻功能穿的演堤示。萌目前声可以鸣由电标机控侄制电抚梯模讽拟上议下运羊行并湖实现牙利用伴红外顺线判参断进挪出电雷梯人防数的伐功能祥。馒下图火是已垮经设推计好腿的电床梯模拜型实贩物照蒙片父（图心1云1他）罚。叫图艳1嫌1队电梯凯模型扯实物鼓照片凭运用餐整个怎电梯敞控制削系统终的硬轨件设束计，盼经过中的调灾试，岔验证狐了方绝案的贴可行混性，监实验率效果晴良好雕。电友路板联实物鼓照片炊如图洋1线2冠，图授1耻3打所示页：善图艰1信2使电垫梯控不制系肯统电骂路板誓实物玻照片遣图点1秃3农梯伸外选咸择系浴统电圣路板弦实物叹照片具经过看测试陵,我泛们设阵计的死简易死电梯徒模型甚可以剧实现阀现有棚电梯腰的全巡部功堵能，漫在梯碌内梯绳外同丽时交卸替时校行驶摆路线娇与现经有电绿梯的爷相关掏功能赔相吻撑合。享同时双可以犁实现窃该项各目所另提出省的人胁数测装试与兰显示驻、梯呜内梯基外指借令取需消选蛾择功印能、开电梯洲行驶库路线旨的优绢化可获以实昌现。牺完全寿满足挎前面黎的两双个例皮子，即也适盐用于肥其他驴类似正的情套况。郑无线错通信誓的功添能也镇可以出很好袄的适矿用于烈这种务场合紫，实补验圆奖满成俩功！融与该诱项目袍相配拥套的撕论文昏《基许于单隆片机闷的电罪梯优暂化控带制单嘱元的卧研究孙》已骑定在汁《机维械工购程师括》（苗中文肆核心魂期刊映）2芽00闲9年疮第9站期上扒发表互。录5院、问俘题、击体会骑与收趴获犯在科晕技创或新中屋，我你们的尿专业掩技术搬水平蜂也有阿了很锐大的慎提高枪。从机前我巷们多纱是从情事于映课本袭知识抖的学抬习。搞这次赛的研佩制过姿程让控我们妨真正目的走荡进了毛实验果室，纪体会崇到了桃实践吴的快较乐。锐我们报培养兴出了可思考利问题愈的能郊力以旺及在置遇到晚新问兆题时去解决销问题讯的能改力。东在电吹梯模户型的农制作昂上曾坐遇到乱过很焰多麻温烦，旧在电甜梯的啄结构另设计显，电汤梯稳疑定性耳的实缴现，相电机芹的固渔定方两法与竭位置师上出跃现了骑我们桶没有亮预料市到的且问题父。但述我们下想办俊法克蕉服了发这些咬困难暴，在隆这过枕程中贝收获劈不小承，不上仅拓废宽了监我们伐解决乌问题剂的思锐路，男学到召了各早种搜奴集信铸息的五方法购，还恼在查吃阅资矛料及贿向宋老师喉、学体长请只教的辽过程妙中，旷拓宽美了我桃们的率知识侄面。胀更为爷重要侦的是攀，这赚次科倚技创毒新计蜘划让饥我们充了解等了从稠一个眠想法抵到一盾个产罗品的桐过程肤。自挖己想钱法的瓶实现口需要查一步集一步掘地走动，从鸡易到扭难，踪逐步蔑发现浙问题幼，逐括步解任决问授题，另使自弯己的炕想法参得到低完善岔。从园中发糊现的