【文章內容簡介】 ，之后再對他們進行處理； ，進行一系列操作； ，之后對數字處理修整和存儲以及輸出。 整個系統(tǒng)最重要的處理器為 STC12C5A60S2，傳感器采集電梯內各種數據，之后傳輸到微處理器，再采取相關的邏輯和數字處理，同時判斷是否越過限值范圍，若超過則報警，計算機也能夠把結果傳送到微處理器，之后控制微處理器可以對參數進行修改。 數字傳感器對電梯的數據直接收集，把電梯的物理信號收集上來，以便后續(xù)處理，顯示器則顯示收集的數據，當數據超限后就能報警，STC12C5A60S2 控制電梯的邏輯，計算機利用編寫的上位軟件，從而可以人機操作，知道電梯的情況，單片機利用對采集器的控制和參數設定，能控制傳感器的狀態(tài)，達到對信息的傳遞和存儲的目的， 系統(tǒng)采集器使用了單總線結構，加強了抗干擾能力，也利于系統(tǒng)的拓展；系統(tǒng)也運用了外置的鍵盤，可以對參數立即修改；單片機連接了顯示器，能實時顯示溫濕度和加速度的數據情況，加強了系統(tǒng)的可靠性。 系統(tǒng)硬件總體設計 在這么多氣象要素中，對人體舒適度影響最大的是氣溫和濕度。大氣中的溫濕度人為是無法控制的，而室內的溫濕度卻是可以調節(jié)的。那么如何調節(jié)適當的溫濕度，既能達到節(jié)能的目的，又能使您的工作處于最佳狀態(tài)、身體健康、生活舒適呢？先來談談溫度，要是溫度過高，就會影響人們的體溫調節(jié)功能，同時由于散熱欠好導致體溫升高，就會呈現頭暈等情況；若是溫度過低，又會影響人們的代謝功能，減慢脈搏和呼吸的速率，消沉呼吸道的抵制力。固然，人體對溫度的改變有順應能力，身材可以通過調節(jié)體溫來保持均衡，不外這種方式畢竟有限，以是通過很多的嘗試研究，最終把人體較舒適的溫度范疇11℃到32℃。再談濕度，炎天若是室內濕度大，就會阻截人體蒸發(fā)散熱，讓人們感覺不舒暢；冬天濕度太大的話，就會加快熱傳導使人覺得寒冷。同時室內濕度太低的話，水分就會大量減少會使人們覺得口干舌燥，而不是簡單的傷風。已是通過研究，人體較舒適的濕度范疇是30%到80%。然而，人的體感并不單純受其一項指標的影響，而是兩者的綜合作用。因此，從醫(yī)療氣象上把人的體感分為7個等級來評價室內溫濕度是否適宜。分別是：舒適、稍暖、暖、熱、稍涼、涼、冷。通過大量實驗得出最適宜人的溫濕度是：夏天溫度23℃28，濕度30%60%；冬天溫度在18℃到25℃之間，濕度在30%到80%之間。人們會覺得比較舒服。一般情況下，室內溫度控制在22℃26℃，濕度為40%50%，人體感覺最舒適，而室內溫度在18℃20℃，濕度為40%60%時，人的思維最敏捷，工作效率最高。當電梯最大加速度為1. 0m /s2時,由于身體接受了非常嚴重的刺激,人們普遍都會覺得不舒服,說的更加明確一點，在最大加速度0. 6到1. 0 m /s2有一個數據，它是區(qū)分舒服和不舒服的標準,不過這個值不是固定的，由于外界環(huán)境的不同，以及乘坐的人的年齡身體狀況都不一樣,經常坐電梯和不經常坐電梯等因素都會影響這個數值。，我們應該努力把加速度調節(jié)到這個數值左右。 系統(tǒng)硬件框架圖系統(tǒng)硬件結構搭建如圖 22所示，圖中溫度傳感器和濕度加速度都放在電梯的頂部，這樣能盡可能使檢測的溫度，濕度以及加速度的值和電梯內環(huán)境相同，達到精度要求。數據傳輸線選取帶有屏蔽層的雙絞線，來加強抗滋擾能力。單片機操縱電平轉換將信號傳送給長途傳送模塊。電梯外部的計算機能辦理電梯的直接控制級。圖22 系統(tǒng)硬件組成示意圖 系統(tǒng)硬件整體設計 影響人們舒適度的因素有很多，本文主要研究了溫度，濕度，加速度三個量，通過傳感器收集溫度、濕度，加速度等參數，并將收集信號轉換為電壓信號，同時交給微處理器處理。如下圖23所示 圖 23 整合控制系統(tǒng)示意圖 微控制器選用 STC12C5A60S2:本文選STC51 系列型號的單片STC12C5A60S2 ，其具有低能耗，低本錢，便于維護，較強的不變性的優(yōu)點，同時STC12C5A60S2 單片機也有著很高的性價比，擁有兩個 PWM，運行速度也快，8個模擬量數字量轉換接口。同時它也不用依靠任何燒錄器，就能通過電腦上的串口用 ISP 方式燒錄，燒錄方式也是容易。因為它有著大量的優(yōu)點，所以運用十分廣泛。這個系統(tǒng)利用采集器收集電梯的數據，經過微處理器計算和儲存數據，微處理器不間斷的處理傳送來的信息，利用依次循環(huán)的監(jiān)測，利用程序中的優(yōu)化算法，比較結果，控制電梯環(huán)境。同時微處理器還能顯示實時數據，也能利用小鍵盤適當修改和設置需要的參數[3]。 系統(tǒng)軟件整體設計 下位機軟件設計 在系統(tǒng)硬件集體設計的底子上，完成系統(tǒng)下位機軟件構造圖，如圖 24所示。圖 24 系統(tǒng)軟件結構圖這個設計選取模塊化的程序設計，包含中圖上所示各種程序。程序流程圖在25會描述。 同時系統(tǒng)用 C 語言編程，其中一些代碼利用 C 語言。但匯編語言又是相對低級的，必須包含相應的硬件，面對不同的硬件結構，選用不同的匯編語言，會讓系統(tǒng)效率低下，同時也不利于再次開發(fā)，如果把硬件和機器換掉，匯編語言的移植性也不是很好，這恰恰是它非常致命的缺點。所以我們必須分析 C 語言和編匯語言的不同點，選取二者結合的方式研發(fā)系統(tǒng)軟件程序[4]。圖 25 下位機軟件整體流程圖 上位機軟件設計 上位機軟件設計人機的交互界面，利用 VB程序設計，通過其中的控件，設置單片機的相關參數，同時也能查看歷史數據，修改對位處理器的標準。利用上位機的交互軟件，非常便利的實現了對電梯的監(jiān)測作用，使得工作更有效率。在上位機和單片機之間利用串行通訊傳送數據，這種方法錯誤率低，抗干擾。下位機運用C 語言編寫，如下圖 26 所描述。 圖26 上位機軟件整體流程圖上位機的串口設置是利用程序對端口的標準進行設置實現的，通過設置匹配的方式寄存器來設置對應的端口參數?？梢赃x定波特率、奇偶校驗等特點，也能儲存，處理采集來的數據，為后面的流程打下基礎。 本章小結 這章闡述了系統(tǒng)整體，分別分析了硬件結構和軟件設計，了解系統(tǒng)的可行性，替下面的工作做了準備。3 系統(tǒng)硬件總體電路設計 系統(tǒng)硬件整體電路設計依據系統(tǒng)的要求分析，我們設計了系統(tǒng)的整體硬件電路,詳見附錄。 主要控制部分 系統(tǒng)選用的元件是 STC12C5A60S2，它是電梯運行最重要的控制器，采集器將電梯物理量收羅上來，微處理器通過數據轉變和處理，把數據傳送到上位機以及外部的顯示器上，同時顯示出來。假如電梯由于突發(fā)情況使得環(huán)境突然發(fā)生變化，那么單片機就會內部比較數據，做出相應的操作，發(fā)出報警信號，與此同時工作人員就能實時的處理電梯的突發(fā)狀況。 系統(tǒng)采取模塊化設計，提高了系統(tǒng)的設計效率，當電梯檢測設備出現故障時，比較容易找出問題所在，便于系統(tǒng)的維護。采集器收集到現場數據后，交給微處理器讀取，之后下位機將數據傳送給計算機。不過，上位機也能實時操作下位機，修改和設置之中的參數，也能利用外置的鍵盤，操作單片機。當系統(tǒng)收集到的數據超出規(guī)定范圍時，單片機就會把結果進行比較，傳輸信號，這種實時的方法，可以加強電梯抗干擾的能力。 把PC 機和單片機一起使用，RS485和GSM 網絡同時運用的方法構成多點收集系統(tǒng)的主要控制器部分，達到對信息的傳遞和儲存處理的目的。計算機具有強大的功能，運行速度較快，編程也簡易，用它來編寫人機交互軟件很便利。STC12C5A60S2 可以同時操控很多個DS18B20 工作，達到主從分布式控制的目的，同時也能和計算機互換數據。 單片機STC12C5A60S2 的功能說明和控制引腳，在下文會有細致的描寫。1. STC12C5A60S2 引腳圖 下圖是單片機實際引腳圖的排列圖，它一共 40個引腳，通過DIP 形式封裝。 圖 31 單片機引腳封裝圖 選用STC12C5A60S2單片機，由于它性價比高，有著較強的抗滋擾能力和可靠性，同時組裝簡單，編寫簡易，能輕松的完成各種控制要求，也能和電梯內部采集器單獨連接，同時能通過總線和單片機交換數據。構建主從分布式網絡也比較容易，就是利用一臺微處理器和很多個下位機通信，組成電梯檢測系統(tǒng)，來達到電梯運行數據的遠端顯示和存儲的目的[5]。 （1）電源引腳 Vcc連正五伏工作電壓，Vss對低電平也有用。 （2）晶振 XX2與晶體兩側連接。 （3）P0 / P1 / P2/P3口都是雙向的數字指令接口。 （4）控制引腳 ALE/PROG 是單片機數字以及指令傳送總線。 RST/Vpd 代表復位信號端。也能作為第二個電源，如果斷電信息也可以不丟失。 ALE/PROG 表示脈沖輸入端。 PSEN 代表存儲器選通端。 EA/Vpp 代表存儲器使能端。 傳感器部分的設計以及運用通過傳感器以及其他的部件，收集電梯的物理信號，然后轉換成能被數字設備接受的信號，之后微處理器再進行相應顯示、編輯、查看、存儲的一系列操作，這樣就是信息收集。 數據收集系統(tǒng)的結構圖如圖 32所表示。 圖 32 基礎的數據收集系統(tǒng)我們都知道，機械的數據收集檢測難度都不會小，同時運行的電梯又是相對而言較為復雜的系統(tǒng)，它的環(huán)境數據滯后性很嚴重，同時各個數據還會耦合，最后還需考慮抗干擾能力。所以我們無法考慮選取模擬傳感器，而且要運用一種新的信號收集的方法，來減少信號的消耗和溫漂，降低系統(tǒng)的誤差，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性加強。 測量電路的非常關鍵的一個特點就是高準確度，就是誤差小，精度高。所以傳感器可以看作人的眼睛，我們應該慎重的選擇，讓它滿足系統(tǒng)的各種要求。這個系統(tǒng)選用的是 DS18B20 傳感器，它是智能數字式溫度傳感器，同樣的濕度傳感器選取的是 SHT11 傳感器，和溫度傳感器的性質類似。 數據收集方法的設計 由于通信水平、信息水平和計算機技術的快速發(fā)展，人們收集數據的方式也越來越多，愈發(fā)地先進。我們運用較廣泛的為分布式采集系統(tǒng)，它利用管理層計算機，控制著每個微處理器，讓他們協(xié)調得工作，采集器收集電梯的數據，儲存到數據區(qū)，同時把它傳輸給微控制器。我們知道電梯的環(huán)境在每時每刻都是變化的，不過其變化的速度和單片機處理數據的速度比起來還是很慢的，以為單片機能在每秒處理幾百條數字信息，還能很快的傳送。所以我們應該設置微處理器，利用設置定時器來達到對時間間隔的控制，來匹配現場環(huán)境變化。在電梯運行中，工作人員無法老是在現場檢