【正文】 態(tài)數(shù)據(jù)分析，經(jīng)由 GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸，局域網(wǎng)傳輸與 485 通訊傳輸多種方式實(shí)現(xiàn)電梯故障報(bào)警、困人救援、日常管理、質(zhì)量評(píng)估、隱患防范等功能。另外，本文還介紹了STM32F107VCT6 對(duì)于采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、自動(dòng)存儲(chǔ)、即時(shí)顯示、即時(shí)反饋、自動(dòng)處理、自動(dòng)傳輸。 1854 年，世界 博覽會(huì) 在 紐約 水晶宮上舉行，美國(guó)人 伊萊沙令人驚訝的是，升降梯并沒(méi)有墜毀，而是牢牢地固定在半空中 —— 奧的斯先生發(fā)明的升降梯安全裝置發(fā)揮了作用。 這項(xiàng)發(fā)明徹底改寫了人類對(duì)使用升降工具的認(rèn)識(shí)。 時(shí)代在改變、科學(xué)技術(shù)在發(fā)展、電梯也在不停進(jìn)步，一百多年來(lái)，電梯的材質(zhì)由黑白到彩色，樣式由直式到斜式，尤其是操縱控制上更是不斷更新 —— 信號(hào)控制、手柄開(kāi)關(guān)操縱、集選控制、人機(jī)對(duì)話、按鈕控制等等，并聯(lián)控制還出現(xiàn)在多臺(tái) 電梯上了， 智能 群控 雙層轎廂電梯向人們展示出節(jié)省井道空間的方式，使運(yùn)輸能力 不斷提升的優(yōu)勢(shì)；為變節(jié)省了行人的時(shí)間變速式 自動(dòng)人行道 扶梯也開(kāi)始出現(xiàn)；不同形狀 —— 半圓形、三角形、整圓形、扇形、半菱形的觀 光電梯則徹底改變身處其中的乘客的視覺(jué)感受。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 緒論 6 電梯服務(wù)中國(guó)已有 100 多年歷史，而我國(guó)在用電梯數(shù)量的快速增長(zhǎng)卻發(fā)生在改革。 研究意義 科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，迅速提高我國(guó)電梯安全水平。今后為了使電梯安全水平提高，需要電梯行業(yè)與質(zhì)檢系統(tǒng)共同努力不斷進(jìn)步，保駕護(hù)航我國(guó)經(jīng)濟(jì) 社會(huì)快速發(fā)展，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)做出貢獻(xiàn)。所謂智能化電梯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，集計(jì)算機(jī)控制、地理信息和遠(yuǎn)程通訊技術(shù)于一體，通過(guò)提前安裝的傳感器和信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將分布在各處的故障信息和電梯運(yùn)行狀況及時(shí)傳遞并顯示到監(jiān)控中心的液晶顯示上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)各處電梯運(yùn)行 狀態(tài)監(jiān)視和控制。因此電梯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)還有很大的發(fā)展空間。電梯運(yùn)行的安全性越來(lái)越成為廣大群眾關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題 。 （ 3） 功能簡(jiǎn)單，無(wú)數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能，只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的電梯運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控 ，無(wú)維保質(zhì)量管理監(jiān)控功能，不能進(jìn)行電梯故障的早期預(yù)警 。 1． 3 研究目標(biāo)及內(nèi)容 本課題的研究目標(biāo)即是通過(guò)對(duì)電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析，對(duì)電梯即將出現(xiàn)的故障做出預(yù)估并解決到來(lái)的故障和對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷和維修。同時(shí)，通過(guò)對(duì)所監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)作出分析，對(duì)電梯日常運(yùn)行狀態(tài)做出評(píng)估，從而制定有效的檢修方案，在保證電梯安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，節(jié)約特檢部門工作的人力、物力、財(cái)力，提高工作效率。 按速度分類 （ 1）超高速電梯（速度在 3m/s— 10m/s,或更高，主要用于超高層建筑）； （ 2）高度電梯（速度在 2m/s— 3m/s，主要用于 16 層以上的建筑）； （ 3）快速電梯（速度在 1m/s— 2m/s，主要用于 10 層以上的建筑）； （ 4）低速電梯（速度在 1m/s 以下，主要用于 10 層以上的建筑）。 導(dǎo)向系統(tǒng)的組成和位置：不論是轎廂導(dǎo)向還是對(duì)重導(dǎo)向均由導(dǎo)軌、導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架組成。轎廂架是承重結(jié)構(gòu)件，是一個(gè)框形金屬構(gòu)架，由上、下、直梁和拉桿組成，在上下梁上裝有安裝導(dǎo)靴和安全鉗的座板，在直梁上裝有轎廂平層感應(yīng)器及撞弓。 為 防止人員和貨物墜入 井道或轎廂內(nèi)乘客和物品與井道相撞而發(fā)生危險(xiǎn) 封住層站入口和轎廂入口 ，是電梯運(yùn)行系統(tǒng)的重要組成部分。對(duì)重裝置起到相對(duì)平衡轎廂重量的作用，它與轎廂相對(duì)懸掛在曳引鋼絲繩的另一端。 它能防超越行程的保護(hù)、 防電梯超速和斷繩的保護(hù)、防人員剪切墜落的保護(hù)，更是 報(bào)警 裝置、 救援裝置 、緩沖裝置、 停止開(kāi)關(guān)和檢修運(yùn)行裝置，具有電氣安全保護(hù)功能、 防機(jī)械傷害的 功能、 消防功能。 電氣控制系統(tǒng) 操縱和控制電梯的運(yùn)行。以下是各個(gè)空間中包含的零部件： （ 1）機(jī)房 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 電梯相關(guān)知識(shí)與傳感器選擇 11 控制柜、導(dǎo)向輪、限速器、電源總開(kāi)關(guān)、承重梁、 曳引機(jī)、急停開(kāi)關(guān)、繩頭組合、繩頭板等。 2． 2 傳感器的選擇 傳感器是本系統(tǒng)獲得電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)傳媒，所以對(duì)傳感器的選擇十分重要。 （一）垂直方向加速度傳感器 根據(jù)需求 此傳感器 選取 LE0710 加速度傳感器，進(jìn)行垂直加速度的測(cè)量。 LE0710 型內(nèi)裝 IC 應(yīng)變式加速度傳感器很好的解決了這一難題。廣泛用于航空航天，車船，機(jī)械等領(lǐng)域。它綜合了分流器和互感器的共同優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又克服了互感器只適用于交流正弦波信號(hào)測(cè)量和分流器無(wú)法進(jìn)行隔離測(cè)量的不足。直測(cè)式則是將霍爾器件置于具有線圈繞組或直穿母線的環(huán)型鐵磁體氣隙中，測(cè)出氣隙里的磁壓降，即為被測(cè)電流。 （ 3）電流電壓傳感器的最佳精度是在原邊額定值條件下得到的，所以當(dāng)被測(cè)電流高于電流傳感器的額定值時(shí)，應(yīng)選用相應(yīng)大的傳感器；當(dāng)被測(cè)電壓高于電壓傳感器的額定值時(shí)，應(yīng)重新調(diào)整限流電阻。 （ 6）在大電流直流系統(tǒng)中使用時(shí)，因某種原因造成工作電源開(kāi)路或故障，則鐵心產(chǎn)生較大剩磁，是值得注意的。三相大電流布線時(shí)，相間距離應(yīng)大于 5～ 10cm。 轉(zhuǎn)矩傳感器 轉(zhuǎn)矩傳感器又稱為扭矩傳感器，扭矩傳感器在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)中最頻繁涉及到的參數(shù)，傳統(tǒng)中使用較多的是扭轉(zhuǎn) 角相位差式傳感器為了檢測(cè)旋轉(zhuǎn)扭矩，這種方 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 電梯相關(guān)知識(shí)與傳感器選擇 14 法是將安裝著兩組形狀、安裝角度及齒數(shù)完全相同的齒輪在彈性軸的兩端，將兩只接近 (磁或光 )傳感器安裝在齒輪的各自外側(cè)。 他的性能指標(biāo)： 扭矩示值誤差： 177。 %F S 零飄（ 24小時(shí)）： %F 5%,15V177。 10Hz 信號(hào)占空比： （ 50177。由于它也是一種機(jī)電轉(zhuǎn)換裝置。 相對(duì)式電動(dòng)傳感器從機(jī)械接收原理來(lái)說(shuō)，是一個(gè)位移傳感器，由于在機(jī)電變換原理中應(yīng)用的是電磁感應(yīng)電律，其產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)同被測(cè)振動(dòng)速度成正比，所以它實(shí)際上是一個(gè)速度傳感器。 因此本系統(tǒng)采用相對(duì)式電動(dòng)傳感器。原則上說(shuō)，以上任何一種傳感器都可以用在本系統(tǒng)對(duì)電機(jī)的測(cè)溫中。從而就可用測(cè)量出來(lái)的電勢(shì)差來(lái)計(jì)算溫度。阻值會(huì)隨溫度變化而造成大的改變，因此這種溫度傳感器是最靈敏的溫度傳感器。 所以小尺寸也使它對(duì)自熱誤差極為敏感，不過(guò)但熱敏電阻需要使用電流源。 DS18B20具有特點(diǎn)： (1)具有獨(dú)特的單線接口方式，為實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20的雙向通訊在DS18B20與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可。 因此， DS18B20 十分適合在本系統(tǒng)中應(yīng)用。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖和原理圖設(shè)計(jì) STM32F107 傳感器模塊 CAN 總線模塊 PL2303USB轉(zhuǎn)換模塊 A/D 轉(zhuǎn)換模塊 JTAG 模塊 EEPROM 模塊 報(bào)警及應(yīng)急開(kāi)關(guān) 液晶顯示模塊 電源模塊 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 電梯監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 系統(tǒng)硬件 本設(shè)計(jì)基于硬件電路設(shè)計(jì)編寫相應(yīng)的軟件代碼，故在此僅介紹相關(guān)的引腳接法。 STM32 系列專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應(yīng)用設(shè)計(jì)，采用 CortexM3 內(nèi)核。使用外設(shè)驅(qū)動(dòng)：這時(shí)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)基于外設(shè)驅(qū)動(dòng)的 API（應(yīng)用編程接口）。 根據(jù)各模塊需要分配引腳，主要模塊引腳具體分配如下： 25 號(hào) PA2 引腳（ USB_TXD）， 26 號(hào) PA3 引腳（ USB_RXD）：用于 USB 模塊。如果使用內(nèi)部 RC 振蕩器而不使用外部晶振，則可以： 1）對(duì)于 100 腳或 144 腳的產(chǎn)品， OSC_IN 應(yīng)接地， OSC_OUT 應(yīng)懸空。039。備用區(qū)域控制寄存器 (RCC_BDCR)的 LSEON 用于控制 LSE 的開(kāi)啟或關(guān)閉。5%的電阻，故可選 或 的電阻。 PL2303 的 1 號(hào)引腳 TXD 接（ USBRXD）。 ADC0804 是 8 位全 MO 中速 A/D 轉(zhuǎn)換器， 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 電梯監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 它是逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，有三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器在片內(nèi)，可以直接和單片機(jī)接口。 WR 與 CS 同時(shí)有效時(shí)啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換， INTR 信號(hào)在轉(zhuǎn)換結(jié)束產(chǎn)生（低電平有效），可中斷信號(hào)或者提供查詢。存儲(chǔ)器由輸入 /輸出邏輯控制電路，存儲(chǔ)控制電路， HV 發(fā)生電路， X 譯碼器，存儲(chǔ)矩陣電路，高速緩存存儲(chǔ)器， Y 譯碼器及讀出放大器，讀 /寫控制電路等組成?？蛇x 3 號(hào)引腳 TRST：測(cè)試復(fù)位，輸入引腳，低電平有效。濾波電容用于功率放大器時(shí)，其值應(yīng)為 10000μF 以上，用于前置放大器時(shí)，容量為 1000μF 左右即可。 1602 字符型液晶是 1602 液晶的別稱，它是一種專門用來(lái)顯示符號(hào)、數(shù)字 、字母等的 點(diǎn)陣 型液晶模塊。 圖 38 液晶顯示電路圖 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 電梯監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 25 4 電梯監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件總體結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)軟件總體結(jié)構(gòu)如圖 41 所示，整個(gè)程序是圍繞 STM32F107VCT6 單片機(jī)設(shè)計(jì)的，軟件程序采用模塊化設(shè)計(jì)，更容 易理解和調(diào)試。 其主要程序代碼和注釋如下： int main(void) { System_Setup()。 //系統(tǒng)周期運(yùn)行顯示處理 } } 圖 42 主程序流程圖 系統(tǒng)子程序流程 系統(tǒng)初始化程序 系統(tǒng)進(jìn)入初始化部分后，先進(jìn)行時(shí)鐘設(shè)置，然后再對(duì)需要用到的中斷、 CAN總線， 232 總線、 DMA、 A/D、 I/O 口鍵盤等進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。 RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_ETH_MAC|RCC_AHBPeriph_ ETH_MAC_Tx|RCC_AHBPeriph_ETH_MAC_Rx, ENABLE)。 NVIC_Configuration()。 //DMA 配置 ADC_Configuration()。 //CAN 總線配置 } I/O 數(shù)據(jù)采集子程序 I/O 模塊定時(shí)查端口數(shù)據(jù)，獲得電梯運(yùn)行信息和判斷電梯故障信息，經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器將獲得的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再將數(shù)據(jù)傳遞至 CPU 處理，生成發(fā)送IP 數(shù)據(jù)包。 //開(kāi)啟掃描模式 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 電梯監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 28 =ENABLE。//開(kāi)啟通道數(shù)， 1 個(gè) ADC_Init(ADC1, amp。//ADC 命令，使能 ADC_Cmd(ADC1, ENABLE)。 Precent = (ADCConvertedValueLocal*100/0x1000)。 其主要部分程序代碼和注 釋如下： void USART2_IRQHandler(void) { extern int RX485Num。 //清除中斷標(biāo)志 RX_dat=USART_ReceiveData(USART2)。 Delay(4)。 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 電梯監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 30 } } uint8_t USART2_Put_Char(uint8_t ch) { while (USART_GetFlagStatus(EVAL_COM2, USART_FLAG_TC) == RESET) {}//循環(huán)直到發(fā)送結(jié)束 USART_SendData(EVAL_COM2, (uint8_t) ch)。 //發(fā)送數(shù)據(jù) USARTxDR = (Data amp。 使用二分法的尋找方式， 8 位的 A/D 轉(zhuǎn)換器只要 8 次尋找。 USE 。 CLOCK RST :IN STD_LOGIC。 ********************************************* ARCHITECTURE a OF Ch9_2_1 IS TYPE STATETYPE IS (S0,S1,S2,S3)。 A/D nINTR SIGNAL D: STD_LOGIC_VECTOR(7 Downto 0)。 StateChange: Block Begin PROCESS (CP,RST) BEGIN IF RST = 39。 nWR = 39。 EC = 39。Event And CP = 39。039。139。 WHEN S1 =(3)STATE S1 amp。139。039。039。 Read State nCS = 39。 nRD = 39。 State = S3。139。03