【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，之后再對(duì)他們進(jìn)行處理； ，進(jìn)行一系列操作； ，之后對(duì)數(shù)字處理修整和存儲(chǔ)以及輸出。 整個(gè)系統(tǒng)最重要的處理器為 STC12C5A60S2，傳感器采集電梯內(nèi)各種數(shù)據(jù)，之后傳輸?shù)轿⑻幚砥?，再采取相關(guān)的邏輯和數(shù)字處理，同時(shí)判斷是否越過(guò)限值范圍，若超過(guò)則報(bào)警，計(jì)算機(jī)也能夠把結(jié)果傳送到微處理器，之后控制微處理器可以對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改。 數(shù)字傳感器對(duì)電梯的數(shù)據(jù)直接收集，把電梯的物理信號(hào)收集上來(lái)，以便后續(xù)處理，顯示器則顯示收集的數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)超限后就能報(bào)警，STC12C5A60S2 控制電梯的邏輯，計(jì)算機(jī)利用編寫(xiě)的上位軟件，從而可以人機(jī)操作，知道電梯的情況，單片機(jī)利用對(duì)采集器的控制和參數(shù)設(shè)定，能控制傳感器的狀態(tài)，達(dá)到對(duì)信息的傳遞和存儲(chǔ)的目的， 系統(tǒng)采集器使用了單總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)了抗干擾能力，也利于系統(tǒng)的拓展；系統(tǒng)也運(yùn)用了外置的鍵盤(pán)，可以對(duì)參數(shù)立即修改；單片機(jī)連接了顯示器，能實(shí)時(shí)顯示溫濕度和加速度的數(shù)據(jù)情況，加強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì) 在這么多氣象要素中，對(duì)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(wú)法控制的，而室內(nèi)的溫濕度卻是可以調(diào)節(jié)的。那么如何調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)臏貪穸?，既能達(dá)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(lái)談?wù)劀囟龋菧囟冗^(guò)高，就會(huì)影響人們的體溫調(diào)節(jié)功能，同時(shí)由于散熱欠好導(dǎo)致體溫升高，就會(huì)呈現(xiàn)頭暈等情況；若是溫度過(guò)低，又會(huì)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(duì)溫度的改變有順應(yīng)能力，身材可以通過(guò)調(diào)節(jié)體溫來(lái)保持均衡，不外這種方式畢竟有限，以是通過(guò)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(nèi)濕度大，就會(huì)阻截人體蒸發(fā)散熱，讓人們感覺(jué)不舒暢；冬天濕度太大的話(huà)，就會(huì)加快熱傳導(dǎo)使人覺(jué)得寒冷。同時(shí)室內(nèi)濕度太低的話(huà)，水分就會(huì)大量減少會(huì)使人們覺(jué)得口干舌燥，而不是簡(jiǎn)單的傷風(fēng)。已是通過(guò)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(xiàng)指標(biāo)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(gè)等級(jí)來(lái)評(píng)價(jià)室內(nèi)溫濕度是否適宜。分別是：舒適、稍暖、暖、熱、稍涼、涼、冷。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)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(huì)覺(jué)得比較舒服。一般情況下，室內(nèi)溫度控制在22℃26℃，濕度為40%50%，人體感覺(jué)最舒適，而室內(nèi)溫度在18℃20℃，濕度為40%60%時(shí)，人的思維最敏捷，工作效率最高。當(dāng)電梯最大加速度為1. 0m /s2時(shí),由于身體接受了非常嚴(yán)重的刺激,人們普遍都會(huì)覺(jué)得不舒服,說(shuō)的更加明確一點(diǎn)，在最大加速度0. 6到1. 0 m /s2有一個(gè)數(shù)據(jù)，它是區(qū)分舒服和不舒服的標(biāo)準(zhǔn),不過(guò)這個(gè)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(jīng)常坐電梯和不經(jīng)常坐電梯等因素都會(huì)影響這個(gè)數(shù)值。，我們應(yīng)該努力把加速度調(diào)節(jié)到這個(gè)數(shù)值左右。 系統(tǒng)硬件框架圖系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)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(cè)的溫度，濕度以及加速度的值和電梯內(nèi)環(huán)境相同，達(dá)到精度要求。數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)選取帶有屏蔽層的雙絞線(xiàn)，來(lái)加強(qiáng)抗滋擾能力。單片機(jī)操縱電平轉(zhuǎn)換將信號(hào)傳送給長(zhǎng)途傳送模塊。電梯外部的計(jì)算機(jī)能辦理電梯的直接控制級(jí)。圖22 系統(tǒng)硬件組成示意圖 系統(tǒng)硬件整體設(shè)計(jì) 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(gè)量，通過(guò)傳感器收集溫度、濕度，加速度等參數(shù)，并將收集信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，同時(shí)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(hào)的單片STC12C5A60S2 ，其具有低能耗，低本錢(qián)，便于維護(hù)，較強(qiáng)的不變性的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)STC12C5A60S2 單片機(jī)也有著很高的性?xún)r(jià)比，擁有兩個(gè) PWM，運(yùn)行速度也快，8個(gè)模擬量數(shù)字量轉(zhuǎn)換接口。同時(shí)它也不用依靠任何燒錄器，就能通過(guò)電腦上的串口用 ISP 方式燒錄，燒錄方式也是容易。因?yàn)樗兄罅康膬?yōu)點(diǎn)，所以運(yùn)用十分廣泛。這個(gè)系統(tǒng)利用采集器收集電梯的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)微處理器計(jì)算和儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，微處理器不間斷的處理傳送來(lái)的信息，利用依次循環(huán)的監(jiān)測(cè)，利用程序中的優(yōu)化算法，比較結(jié)果，控制電梯環(huán)境。同時(shí)微處理器還能顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，也能利用小鍵盤(pán)適當(dāng)修改和設(shè)置需要的參數(shù)[3]。 系統(tǒng)軟件整體設(shè)計(jì) 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì) 在系統(tǒng)硬件集體設(shè)計(jì)的底子上，完成系統(tǒng)下位機(jī)軟件構(gòu)造圖，如圖 24所示。圖 24 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)圖這個(gè)設(shè)計(jì)選取模塊化的程序設(shè)計(jì)，包含中圖上所示各種程序。程序流程圖在25會(huì)描述。 同時(shí)系統(tǒng)用 C 語(yǔ)言編程，其中一些代碼利用 C 語(yǔ)言。但匯編語(yǔ)言又是相對(duì)低級(jí)的，必須包含相應(yīng)的硬件，面對(duì)不同的硬件結(jié)構(gòu)，選用不同的匯編語(yǔ)言，會(huì)讓系統(tǒng)效率低下，同時(shí)也不利于再次開(kāi)發(fā)，如果把硬件和機(jī)器換掉，匯編語(yǔ)言的移植性也不是很好，這恰恰是它非常致命的缺點(diǎn)。所以我們必須分析 C 語(yǔ)言和編匯語(yǔ)言的不同點(diǎn)，選取二者結(jié)合的方式研發(fā)系統(tǒng)軟件程序[4]。圖 25 下位機(jī)軟件整體流程圖 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì) 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)人機(jī)的交互界面，利用 VB程序設(shè)計(jì)，通過(guò)其中的控件，設(shè)置單片機(jī)的相關(guān)參數(shù)，同時(shí)也能查看歷史數(shù)據(jù)，修改對(duì)位處理器的標(biāo)準(zhǔn)。利用上位機(jī)的交互軟件，非常便利的實(shí)現(xiàn)了對(duì)電梯的監(jiān)測(cè)作用，使得工作更有效率。在上位機(jī)和單片機(jī)之間利用串行通訊傳送數(shù)據(jù)，這種方法錯(cuò)誤率低，抗干擾。下位機(jī)運(yùn)用C 語(yǔ)言編寫(xiě)，如下圖 26 所描述。 圖26 上位機(jī)軟件整體流程圖上位機(jī)的串口設(shè)置是利用程序?qū)Χ丝诘臉?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)設(shè)置匹配的方式寄存器來(lái)設(shè)置對(duì)應(yīng)的端口參數(shù)?？梢赃x定波特率、奇偶校驗(yàn)等特點(diǎn)，也能儲(chǔ)存，處理采集來(lái)的數(shù)據(jù)，為后面的流程打下基礎(chǔ)。 本章小結(jié) 這章闡述了系統(tǒng)整體，分別分析了硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)，了解系統(tǒng)的可行性，替下面的工作做了準(zhǔn)備。3 系統(tǒng)硬件總體電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件整體電路設(shè)計(jì)依據(jù)系統(tǒng)的要求分析，我們?cè)O(shè)計(jì)了系統(tǒng)的整體硬件電路,詳見(jiàn)附錄。 主要控制部分 系統(tǒng)選用的元件是 STC12C5A60S2，它是電梯運(yùn)行最重要的控制器，采集器將電梯物理量收羅上來(lái)，微處理器通過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變和處理，把數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)以及外部的顯示器上，同時(shí)顯示出來(lái)。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(jī)就會(huì)內(nèi)部比較數(shù)據(jù)，做出相應(yīng)的操作，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，與此同時(shí)工作人員就能實(shí)時(shí)的處理電梯的突發(fā)狀況。 系統(tǒng)采取模塊化設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率，當(dāng)電梯檢測(cè)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，比較容易找出問(wèn)題所在，便于系統(tǒng)的維護(hù)。采集器收集到現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)后，交給微處理器讀取，之后下位機(jī)將數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)。不過(guò)，上位機(jī)也能實(shí)時(shí)操作下位機(jī)，修改和設(shè)置之中的參數(shù)，也能利用外置的鍵盤(pán)，操作單片機(jī)。當(dāng)系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)超出規(guī)定范圍時(shí)，單片機(jī)就會(huì)把結(jié)果進(jìn)行比較，傳輸信號(hào)，這種實(shí)時(shí)的方法，可以加強(qiáng)電梯抗干擾的能力。 把PC 機(jī)和單片機(jī)一起使用，RS485和GSM 網(wǎng)絡(luò)同時(shí)運(yùn)用的方法構(gòu)成多點(diǎn)收集系統(tǒng)的主要控制器部分，達(dá)到對(duì)信息的傳遞和儲(chǔ)存處理的目的。計(jì)算機(jī)具有強(qiáng)大的功能，運(yùn)行速度較快，編程也簡(jiǎn)易，用它來(lái)編寫(xiě)人機(jī)交互軟件很便利。STC12C5A60S2 可以同時(shí)操控很多個(gè)DS18B20 工作，達(dá)到主從分布式控制的目的，同時(shí)也能和計(jì)算機(jī)互換數(shù)據(jù)。 單片機(jī)STC12C5A60S2 的功能說(shuō)明和控制引腳，在下文會(huì)有細(xì)致的描寫(xiě)。1. STC12C5A60S2 引腳圖 下圖是單片機(jī)實(shí)際引腳圖的排列圖，它一共 40個(gè)引腳，通過(guò)DIP 形式封裝。 圖 31 單片機(jī)引腳封裝圖 選用STC12C5A60S2單片機(jī)，由于它性?xún)r(jià)比高，有著較強(qiáng)的抗滋擾能力和可靠性，同時(shí)組裝簡(jiǎn)單，編寫(xiě)簡(jiǎn)易，能輕松的完成各種控制要求，也能和電梯內(nèi)部采集器單獨(dú)連接，同時(shí)能通過(guò)總線(xiàn)和單片機(jī)交換數(shù)據(jù)。構(gòu)建主從分布式網(wǎng)絡(luò)也比較容易，就是利用一臺(tái)微處理器和很多個(gè)下位機(jī)通信，組成電梯檢測(cè)系統(tǒng)，來(lái)達(dá)到電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)端顯示和存儲(chǔ)的目的[5]。 （1）電源引腳 Vcc連正五伏工作電壓，Vss對(duì)低電平也有用。 （2）晶振 XX2與晶體兩側(cè)連接。 （3）P0 / P1 / P2/P3口都是雙向的數(shù)字指令接口。 （4）控制引腳 ALE/PROG 是單片機(jī)數(shù)字以及指令傳送總線(xiàn)。 RST/Vpd 代表復(fù)位信號(hào)端。也能作為第二個(gè)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(chǔ)器選通端。 EA/Vpp 代表存儲(chǔ)器使能端。 傳感器部分的設(shè)計(jì)以及運(yùn)用通過(guò)傳感器以及其他的部件，收集電梯的物理信號(hào)，然后轉(zhuǎn)換成能被數(shù)字設(shè)備接受的信號(hào)，之后微處理器再進(jìn)行相應(yīng)顯示、編輯、查看、存儲(chǔ)的一系列操作，這樣就是信息收集。 數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖 32所表示。 圖 32 基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)我們都知道，機(jī)械的數(shù)據(jù)收集檢測(cè)難度都不會(huì)小，同時(shí)運(yùn)行的電梯又是相對(duì)而言較為復(fù)雜的系統(tǒng)，它的環(huán)境數(shù)據(jù)滯后性很?chē)?yán)重，同時(shí)各個(gè)數(shù)據(jù)還會(huì)耦合，最后還需考慮抗干擾能力。所以我們無(wú)法考慮選取模擬傳感器，而且要運(yùn)用一種新的信號(hào)收集的方法，來(lái)減少信號(hào)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(qiáng)。 測(cè)量電路的非常關(guān)鍵的一個(gè)特點(diǎn)就是高準(zhǔn)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(yīng)該慎重的選擇，讓它滿(mǎn)足系統(tǒng)的各種要求。這個(gè)系統(tǒng)選用的是 DS18B20 傳感器，它是智能數(shù)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(zhì)類(lèi)似。 數(shù)據(jù)收集方法的設(shè)計(jì) 由于通信水平、信息水平和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，人們收集數(shù)據(jù)的方式也越來(lái)越多，愈發(fā)地先進(jìn)。我們運(yùn)用較廣泛的為分布式采集系統(tǒng)，它利用管理層計(jì)算機(jī)，控制著每個(gè)微處理器，讓他們協(xié)調(diào)得工作，采集器收集電梯的數(shù)據(jù)，儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)區(qū)，同時(shí)把它傳輸給微控制器。我們知道電梯的環(huán)境在每時(shí)每刻都是變化的，不過(guò)其變化的速度和單片機(jī)處理數(shù)據(jù)的速度比起來(lái)還是很慢的，以為單片機(jī)能在每秒處理幾百條數(shù)字信息，還能很快的傳送。所以我們應(yīng)該設(shè)置微處理器，利用設(shè)置定時(shí)器來(lái)達(dá)到對(duì)時(shí)間間隔的控制，來(lái)匹配現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境變化。在電梯運(yùn)行中，工作人員無(wú)法老是在現(xiàn)場(chǎng)檢