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- UID
- 871057
- 性别
- 男
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图4 光耦输入电路。
当然部分的对实时信号要求不是特别高的输入信号如消防、锁梯、直驶、满载、超载等，可以通过轿厢板或者外召板以同样的方式采集，然后通过CAN 总线传递给主控制系统。
2.4 继电器输出电路
在电梯的输出模块中，为了减小外部电路对微控制器系统的影响，采用了以2803 驱动继电器的开关量输出形式。如主输出、开/关门输出、抱闸输出、蜂鸣器、到站钟、电源管理、锁梯辅助、消防基站、超载指示、上行/下行指示。对于电梯中输出信号，与输入信号类似可以通过CAN 总线把信号传递给轿厢板或者外召板，然后采用以相同继电器输出形式输出。 2.5 其他模块
电源模块：采用24V 供电， 经LM2576 和AS1117-3.3 产生 5V 与3.3V 电压，用于系统的不同模块。复位模块：为使系统能够稳定可靠工作，复位电路是必不可少的，主控系统采用的是MAX708，其是具有比较器、手动复位输入、两组电平输出的微控制器芯片。液晶显示与按键模块：采用经典的四按键与12864点阵液晶的设计，能够对显示菜单比较合理的操作，在系统中用GPIO 控制。存储模块：主要用来保存用户参数的和系统的运行参数（比如用户密码、操作员管理密码、从变频器采集到的脉冲数等）。存储芯片选用了基于铁电技术的 64K 位非易失性铁电存储器FM24CL64，与微控制器采用的是标准两线I2C 的接口，这样能够较好地与LPC2294 连接。
图5 继电器输出电路。
3 控制系统软件设计
控制系统软件设计时采用了当前主流的keil 集成开发环境。软件设计以抢占式多任务实时操作系统μC/OS 为平台实现［5］了电梯主控系统的调度分配、CAN通信、液晶显示三个任务，如图6 所示。
图6 系统控制通信图。
任务之间通信以消息队列和邮箱方式进行通信。
在与硬件接口上根据LPC2294 芯片手册和应用的需要，完成了CAN 模块的驱动、I2C 的总线模块的驱动、和GPIO 的模式的按键和12864 点阵液晶驱动，这样使得在μC/OS 的任务中无需关注LPC2294 芯片板上资源的具体使用，而只需要调用相应的接口函数，方便了系统软件的升级和改动。
3.1 主控调度任务
在主控调度任务中完成当前梯呼梯信号的整合，然后再根据当前收集到的群控正常等输入信号判断当前梯的运行状态（如自动状态、消防状态、锁梯状态等），做出当前状态的处理；在电梯处在可调度的状态下，根据相应的调度算法完成对电梯的呼梯的合理配置；并通过消息队列和邮箱与CAN 通信任务、液晶显示任务进行任务间通信，完成数据的交互。
3.2 CAN 通信任务
原则上对4 路CAN 控制器的资源分配为：CAN0外呼通信、CAN1 内召通信、CAN2 变频器通信、CAN3群控子系统通信［7］。但系统中可以在软件上进行相应的配置，然后使得任意CAN 控制器可以与任意的外部子系统相连，这样就增加了系统的灵活性，也给操作人员带来了方便。在CAN 通信任务调用之前，需要调用相应的CAN 控制器初始化函数，对CAN 控制器中断、波特率、验收过滤器等进行相关的设置。在CAN通信任务中，一方面需要完成4 路CAN 控制器通过中断方式接收到缓冲区中的数据再验证无误后交付给主控调度任务，令一方面需把主控会把给群控调度器、变频器、内召板、轿厢板发送的信号或者命令交付给CAN 通信任务。CAN 通信任务再接收到主控的数据做相应的验证，封装成相应的协议格式的帧，然后发送给相应的子系统。
在CAN 通信中，发送数据的封装和接收数据的解封遵循的格式除了变频器部分参考第三方提供的CAN 总线通信协议，其他模块与主控系统的通信完全依靠下述自定义协议。在电梯控制系统中，CAN 通信全部采用CAN2.0 所规定的扩展数据帧［5-7］，其格式如表1 所示。传输的帧中29 位ID 按下表划分（全0 或者全1 将被舍弃）。
表1 扩展帧ID 格式
在表1 中，主控部分的子设备dev 有外呼、内召、群控、变频器，以序号001、010、011、100 等；“-”部分是在设计协议中没有用到的数据位，程序中用0填充；cmd 表示发送方给接收方发送的命令字（如相应信号登记命令、相应信号清除命令）；data 部分表示发送方给接收方发送的信号数据，由于在系统设计的时候考虑的最高楼层为64，因此数据部分在传输的时候，每次主控给与外呼、内召通信的时只需要一帧就可以完成，其数据字节bye1 的BIT0 表示第1 楼信号，byte8的BIT8 表示第64 楼信号。
3.3 液晶显示任务
从任务间通信角度，液晶显示任务主要接收主控任务以消息队列方式传入的相关系统参数（如上/下行、当前楼层、目标楼层等），然后通过调用12864 点阵液晶驱动函数和查询用户按键的输入状态，提供给用户相应的显示菜单，以现实相关的系统参数。
当然该任务，也得提供给用户相关系统参数设置的接口， 然后把相关参数保存在铁电存储器FM24CL64 中。
4 结束语
本文设计的基于CAN 总线的电梯主控制系统具有成本低，工作稳定等特点，完全能够满足国标GB7588-2003 对电梯控制系统的各项指标。由于篇幅的限制，本文没有给出相应的外召板、内叫板，群控板的设计及其具体的实现，另外与变频器的接口完全按照变频器第三方基于CAN 总线的具体通信协议。 |
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