關於電梯嵌入式遠程監控系統的設計

近年來,以嵌入式處理器爲核心的智能電梯控制系統的飛速發展和普及, 對電梯控制系統的主控制器在功能、實時性、可靠性和軟件編程的靈活性提出了更多、更高的要求。yjbys小編下面爲你整理了關於電梯嵌入式遠程監控系統的設計,希望對你有所幫助。

關於電梯嵌入式遠程監控系統的設計

  1系統的原理結構

本設計採用三星的S3C6410芯片作爲電梯嵌入式視頻監控系統的核心,通過USB攝像頭採集視頻圖像,實時瞭解電梯的運行情況,模擬電梯和微處理器可以實現通信,可以實時控制電梯的運行,採集到的視頻信號和電梯的底層數據可以通過Internet傳輸到遠端的監控PC上,遠端的PC也可以對電梯實現遠程操控等。系統總體結構圖如圖1所示。

  2硬件平臺設計

電梯服務器硬件平臺框圖本設計是以採用 S3C6410爲一款帶MMU的ARM微處理器,可在上面運行標準的Linux操作系統,以減少軟件開發時間。S3C6410集成了256M DDR RAM,SLC NAND Flash(1GB)或MLC NAND Flash(2GB)存儲器,使其有足夠的空間存儲程序和數據。DM9000網卡和RJ45接口爲接入Internet做好硬件準備,USB接口主要用於USB攝像頭。嵌入式電梯服務器硬件設計框圖如圖2所示。

  3軟件的實現

在軟件設計上採用linux操作系統作爲軟件開發平臺,linux操作系統中最關鍵的部分是實時多任務內核,它主要實現任務管理、定時器管理、存儲器管理、任務間通信與同步、中斷管理等功能。電梯嵌入式智能控制器中使用linux操作系統可以將應用程序分解成多任務,簡化了應用系統軟件的設計,使得電梯嵌入式智能控制器的實時性得到保證,而且良好的多任務設計,有助於提高系統的穩定性與可靠性。以下主要介紹本控制器的主要模塊和核心部分。

3.1 模擬電梯模塊

模擬電梯模塊主要是根據擬定的電梯數據結構,用小鍵盤模擬電梯的內部操作,採用同方向優先的`電梯算法使電梯正常運行,運行的過程就是電梯數據的變化,然後將實時變化的電梯數據存入電梯數據緩衝區,等待監控中心的連接請求,該緩衝區是一個擬定的電梯數據結構體。

3.1.1 電梯數據結構體

typedef struct elevator

{

int m_flag; //電梯運行的標誌:1―運行 2―停止

int up_down; //電梯運行方向:上―1 下―0

int cur_floor; //電梯當前所在的樓層

int des_floor[MAX]; // 電梯目標層數組

/*des_floor[0]記錄目標層的個數,des_floor[1-9]:值爲代表有人要去該層即相應樓層爲目標層,爲0則表示沒有人去該層*/

}elevator;

該結構體實時記錄電梯當前的狀態和相關信息,它是電梯運行控制的數據核心。監控中心就是通過獲取該結構體信息來達到遠程監控電梯的。

3.2 鍵盤模擬電梯操作的處理過程

利用ARM6410開發板上的小鍵盤來模擬電梯及操作過程流程說明:首先打開鍵盤設備/dev/mcu/kbd,如果返回鍵盤設備句柄就可以進行初始化電梯數據,然後進入循環檢測狀態,檢測是否有數字鍵按下。有鍵按下則判斷該鍵是否符合已定輸入標準,判斷標準爲:必須輸入1-9的數字鍵,而且輸入的數字不可以是當前所在的樓層,同時還是非目標層,然後將輸入的數據更新到電梯數據結構體中,即增加了一個目標樓層,若當前電梯沒有運行而此時需要運行,則創建一個線程來運行電梯。

3.3 電梯的運行控制

電梯的運行過程是線程實現的,這是本模塊的核心。

流程說明:電梯在運行過程中始終處於運行狀態,運行結束後處於停止狀態,上述線程也就結束,所以在線程一開始判斷電梯是否已經處於運行狀態,若是,說明某個線程正在進行電梯的運行過程,則不能再有另一個運行線程,於是結束。否則,根據目標樓層數不斷循環來到達每一個目標層,當目標樓層數爲0時,電梯停止,線程結束。

運行過程中,根據同方向優先算法,先達到運行方向上的目標樓層,當運行方向上沒有目標層或已經達到頂端或低端時,才改變電梯運行方向。若運行方向上有目標層時,則一直運行直到達到某個目標樓層,這是通過判斷達到的每一層是否是目標層來確定的。只有當達到某個目標層或電梯改變運行方向時,才重新根據目標樓層數來判斷是否還有目標層。

流程中的“到達標誌”用於標識是否到達一個目標層,當確定某個方向上還有目標層時,在到達一個目標層前(即使有鍵按下,目標層只可能增多,不會減少),它一直爲0,此時不用執行多餘的判斷是否有目標層的操作,直到到達一個目標層時,將該標誌置爲1,表示到達了一個樓層,這時才重新判斷是否還有目標層。

在ARM微處理器上設計電梯嵌入式智能控制器,採用模塊化和嵌入式編程的思想設計,主要包括系統的總體設計、嵌入式硬件搭建、虛擬機工作環境的搭建,嵌入式操作系統移植、根文件系統的構建、應用軟件的編寫和移植。採用成熟的ARM技術,具有高性能、高集成度、低功耗、低成本、低開發難度等優點,以及採用linux操作系統是開發源碼的操作系統,軟件資源豐富,同時具有內核功能強大,高校,穩定,支持ARM等優點。因此大大地提高了系統的可靠性和穩定性,將其應用在電梯的控制領域具有很好的發展前景。