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關於電梯嵌入式遠端監控系統的設計

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近年來,以嵌入式處理器為核心的智慧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、可靠性和軟體程式設計的靈活性提出了更多、更高的要求。yjbys小編下面為你整理了關於電梯嵌入式遠端監控系統的設計,希望對你有所幫助。

關於電梯嵌入式遠端監控系統的設計

  1系統的原理結構

本設計採用三星的S3C6410晶片作為電梯嵌入式視訊監控系統的核心,通過USB攝像頭採集視訊影象,實時瞭解電梯的執行情況,模擬電梯和微處理器可以實現通訊,可以實時控制電梯的執行,採集到的視訊訊號和電梯的底層資料可以通過Internet傳輸到遠端的監控PC上,遠端的PC也可以對電梯實現遠端操控等。系統總體結構圖如圖1所示。

  2硬體平臺設計

電梯伺服器硬體平臺框圖本設計是以採用 S3C6410為一款帶MMU的ARM微處理器,可在上面執行標準的Linux作業系統,以減少軟體開發時間。S3C6410集成了256M DDR RAM,SLC NAND Flash(1GB)或MLC NAND Flash(2GB)儲存器,使其有足夠的空間儲存程式和資料。DM9000網絡卡和RJ45介面為接入Internet做好硬體準備,USB介面主要用於USB攝像頭。嵌入式電梯伺服器硬體設計框圖如圖2所示。

  3軟體的實現

在軟體設計上採用linux作業系統作為軟體開發平臺,linux作業系統中最關鍵的部分是實時多工核心,它主要實現任務管理、定時器管理、儲存器管理、任務間通訊與同步、中斷管理等功能。電梯嵌入式智慧控制器中使用linux作業系統可以將應用程式分解成多工,簡化了應用系統軟體的設計,使得電梯嵌入式智慧控制器的實時性得到保證,而且良好的多工設計,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組和核心部分。

3.1 模擬電梯模組

模擬電梯模組主要是根據擬定的電梯資料結構,用小鍵盤模擬電梯的內部操作,採用同方向優先的`電梯演算法使電梯正常執行,執行的過程就是電梯資料的變化,然後將實時變化的電梯資料存入電梯資料緩衝區,等待監控中心的連線請求,該緩衝區是一個擬定的電梯資料結構體。

3.1.1 電梯資料結構體

typedef struct elevator

{

int m_flag; //電梯執行的標誌:1―執行 2―停止

int up_down; //電梯執行方向:上―1 下―0

int cur_floor; //電梯當前所在的樓層

int des_floor[MAX]; // 電梯目標層陣列

/*des_floor[0]記錄目標層的個數,des_floor[1-9]:值為代表有人要去該層即相應樓層為目標層,為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資訊,它是電梯執行控制的資料核心。監控中心就是通過獲取該結構體資訊來達到遠端監控電梯的。

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:首先開啟鍵盤裝置/dev/mcu/kbd,如果返回鍵盤裝置控制代碼就可以進行初始化電梯資料,然後進入迴圈檢測狀態,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,判斷標準為: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,然後將輸入的資料更新到電梯資料結構體中,即增加了一個目標樓層,若當前電梯沒有執行而此時需要執行,則建立一個執行緒來執行電梯。

3.3 電梯的執行控制

電梯的執行過程是執行緒實現的,這是本模組的核心。

流程說明:電梯在執行過程中始終處於執行狀態,執行結束後處於停止狀態,上述執行緒也就結束,所以線上程一開始判斷電梯是否已經處於執行狀態,若是,說明某個執行緒正在進行電梯的執行過程,則不能再有另一個執行執行緒,於是結束。否則,根據目標樓層數不斷迴圈來到達每一個目標層,當目標樓層數為0時,電梯停止,執行緒結束。

執行過程中,根據同方向優先演算法,先達到執行方向上的目標樓層,當執行方向上沒有目標層或已經達到頂端或低端時,才改變電梯執行方向。若執行方向上有目標層時,則一直執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執行方向時,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),它一直為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,將該標誌置為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慧控制器,採用模組化和嵌入式程式設計的思想設計,主要包括系統的總體設計、嵌入式硬體搭建、虛擬機器工作環境的搭建,嵌入式作業系統移植、根檔案系統的構建、應用軟體的編寫和移植。採用成熟的ARM技術,具有高效能、高整合度、低功耗、低成本、低開發難度等優點,以及採用linux作業系統是開發原始碼的作業系統,軟體資源豐富,同時具有核心功能強大,高校,穩定,支援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。