利用電梯群控網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)了對電梯運(yùn)行的調(diào)整
2015-01-19硬件設(shè)計(jì)目前實(shí)現(xiàn)電梯群控技術(shù)，有兩種總線方式：環(huán)形群控和集中群控。環(huán)形群控一般采用RS422或RS485總線。在高樓層和多臺群控電梯時(shí)，傳輸數(shù)據(jù)量非常大，通信容易被阻塞，優(yōu)點(diǎn)是群控不解體。集中群控總線方式，一旦群控系統(tǒng)發(fā)生故障將導(dǎo)致群控解體，這將導(dǎo)致整個(gè)大樓交通中斷。本次設(shè)計(jì)采用CAN總線構(gòu)建群控網(wǎng)絡(luò)，為每臺電梯控制器配備一個(gè)群控調(diào)度模塊，沒有上電的節(jié)點(diǎn)不會對總線造成干擾，同時(shí)任意一臺電梯斷電或出現(xiàn)故障，也不影響群控系統(tǒng)。每臺電梯相互共享外召信號，這就大大減少了各臺電梯之間的信息傳輸所需的時(shí)間。
群控調(diào)度模塊硬件結(jié)構(gòu)圖群控調(diào)度模塊的硬件結(jié)構(gòu)如所示，主要有ATmega16單片機(jī)、時(shí)鐘顯示電路、樓層及運(yùn)行方向顯示電路、CAN控制器和CAN收發(fā)器組成。時(shí)鐘顯示電路主要是產(chǎn)生當(dāng)前的時(shí)間，提供給群控調(diào)度算法作交通流模式的識別。ATmega16的主要功能是接收電梯控制器的字節(jié)信息，并進(jìn)行校驗(yàn)，然后基于CAN總線的電梯群控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通過樓層及運(yùn)行方向顯示電路顯示電梯的樓層及運(yùn)行方向，再把電梯的有用狀態(tài)信息通過CAN控制器和CAN收發(fā)器發(fā)送到CAN總線上。同時(shí)，CAN控制器和CAN收發(fā)器也會接收CAN總線上的字節(jié)信息傳給ATmega16，然后ATmega16通過ID號識別是否為外召的信息幀，如果是的話，就調(diào)用群控調(diào)度算法，判斷是否應(yīng)該把這個(gè)外召信息登記到本臺電梯控制器上。這樣就很好地實(shí)現(xiàn)了CAN總線上各節(jié)點(diǎn)間的電氣隔離。同時(shí)MCP2551的供電應(yīng)采用單獨(dú)隔離的電源，本次設(shè)計(jì)采用了1W的DC-DC電源模塊來實(shí)現(xiàn)電源隔離。
軟件設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)主程序流程圖群控調(diào)度模塊的程序主要包括主程序和中斷程序兩個(gè)部分，其流程圖如圖所示。在主程序流程圖中，首先要關(guān)中斷，進(jìn)行程序的初始化，主要是ATmega16單片機(jī)的初始化和CAN總線的初始化，然后再開中斷。CAN總線的初始化主要是完成位定時(shí)設(shè)置、接收緩沖器和發(fā)送緩沖器的設(shè)置、中斷寄存器設(shè)置等。通過發(fā)送緩沖器設(shè)置可以設(shè)置該CAN節(jié)點(diǎn)的ID號、數(shù)據(jù)字節(jié)的長度及發(fā)送優(yōu)先級。通過接收緩沖器設(shè)置可以設(shè)置該CAN節(jié)點(diǎn)應(yīng)該接收總線上的哪些節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)的字節(jié)長度及接收優(yōu)先級。其中所調(diào)用的群控調(diào)度算法主要是對接收到的外召信息幀進(jìn)行邏輯比較運(yùn)算，然后決定是否應(yīng)該把這個(gè)外召信息登記到本臺電梯控制器上，最后發(fā)送外召的狀態(tài)信息到電梯控制器上。在中斷流程圖中首先要進(jìn)行中斷的識別，然后根據(jù)中斷優(yōu)先級進(jìn)入相應(yīng)的處理程序。如果是由于外部中斷0所引起的中斷，那么還要再次進(jìn)行CAN中斷源的判定，然后進(jìn)入相應(yīng)的中斷處理程序。特別要注意的是，在每次CAN中斷處理完成后，都要清除相應(yīng)的中斷標(biāo)志位，否則將不能產(chǎn)生下一次CAN中斷。在CAN發(fā)送和接收的幀信息中，電梯當(dāng)前所處的樓層及方向信號、外召信號、內(nèi)召信號和故障信息狀態(tài)都放在發(fā)送和接收寄存器中的數(shù)據(jù)字段字節(jié)中。
結(jié)束語實(shí)驗(yàn)證明，利用DirectShow的多媒體開發(fā)具有代碼量少、通用性強(qiáng)、實(shí)時(shí)性好的特點(diǎn)。由于DirectShow對視頻捕獲設(shè)備的封裝，對不同的捕獲設(shè)備提供相同的基本接口，使得本系統(tǒng)對不同硬件和各種圖像處理具有很大的通用性和適應(yīng)性。算法的實(shí)現(xiàn)過程如所示，首先根據(jù)當(dāng)前時(shí)間對電梯運(yùn)行的交通流模式進(jìn)行識別，選擇與識別出來的交通流模式相對應(yīng)的控制目標(biāo)權(quán)重向量，采集電梯狀態(tài)信息，包括呼梯者的等待時(shí)間tw、轎廂內(nèi)乘客的受影響度d、轎廂內(nèi)人數(shù)n，判斷Sen，將tw、d、n模糊化，根據(jù)一系列模糊推理規(guī)則，對候梯者滿意度Swt與乘客滿意度Spa進(jìn)行模糊推理并反模糊化，最后將Swt、Spa、Sen按照選擇的權(quán)重向量進(jìn)行加權(quán)平均，得到目標(biāo)函數(shù)值S，選擇S值最大的電梯作為最終的派梯結(jié)果。本次設(shè)計(jì)用CAN總線構(gòu)建電梯群控網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了對電梯運(yùn)行狀態(tài)和召喚信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度。該系統(tǒng)能根據(jù)一天中不同的時(shí)間段選擇相應(yīng)的交通流模式，對電梯進(jìn)行合理的調(diào)度，在保證候梯者與乘客都滿意的前提下，有效地降低了能量的損耗，具有很高的實(shí)用價(jià)值。同時(shí)，由于CAN總線具有可靠性高、實(shí)時(shí)性好、價(jià)格低廉、設(shè)計(jì)獨(dú)特等特點(diǎn)，將會在電梯控制系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。
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