无线遥控塔吊手持遥控器装置的软件设计

孔艳梅　许峰

【摘要】无线遥控塔吊装置适合在工业环境中使用，抗干扰能力强，安全性高。操作设备与被控制设备之间没有连接的导线，使用无线电波作为传输媒介。本文设计的手持遥控器根据工作过程的不同分为单机工作和多机工作两种。无论是一台还是多台遥控器在上电后均不能直接对控制器进行控制，须经过一定的操作，得到控制器的授权后才能对控制器实现控制。任何状态下控制器只允许一台遥控器对其控制，如需要改变遥控器控制，遥控器之间需经过“控制权交接”操作。

【关键词】塔吊；遥控；控制权

1 系统总体设计

无线遥控塔吊装置适合在工业环境中使用，抗干扰能力强，安全性高。操作设备与被控制设备之间没有连接的导线，使用无线电波作为传输媒介【1】。本系统采用无线通讯模块进行通讯，当按下手持式遥控器面板上的某一按键后，单片机检测到该按键信息，通过无线通讯电路发送出去，固定式控制器接收到信号后按约定好的协议进行相应的操作【2】。通信协议采用自定义通信协议。

手持式无线遥控器上电后，向固定式控制器发送信号索要控制权，当取得控制权后即可发送开启信号开启控制装置，进行控制操作，此时程序不断的查询是否有控制按键按下，直到按下某一方向键后，向固定式控制器发送信号，程序继续查询，反复进行此操作，直到关闭命令按下，等待再次开机。

系统整体软件设计主要包括手持式无线遥控器的软件设计和固定式控制器的软件设计。

2 手持式遥控器主程序设计

任取一台遥控器，点按键盘上的“开机”键，遥控器即上电工作，显示窗中的数码管显示本机号码（假如显示“1”号），但还不能对控制器进行控制操作，需要控制器授权。方法是点按一下“1号机”键（与显示的数字一致），则对应1号机的指示灯闪烁，表示在向控制器要控制权。如控制器允许，则闪烁的灯为常亮状态，表示该机可以对控制器进行控制操作了；如不允许，则闪烁灯灭，表示本机无权对控制器控制，或按任何键均不起作用。对单机控制时，控制器会立刻授权，不会拒绝的。遥控器取得控制权后即可进行控制操作，调用控制子程序，并且等待其它命令【3】。

3 手持式遥控器控制及通信子程序设计

当手持式遥控器取得控制權后，第一个指示灯点亮，此时可进行遥控操作，首先按下“启/停”键，向固定式控制器发送命令，第四个指示灯闪烁，等待启停继电器吸合，若此灯变为长亮，则控制器已启动吊车控制开关，遥控器可对其进行控制，如慢升、快升、慢降、快降、前进、后退、左转、右转、停止等操作，按下遥控器上的某键时，微处理器根据自定义的协议将按键信息转换成相应的命令发送出去，如果再次点按“启/停”键，启/停指示灯熄灭，控制器关闭吊车控制开关，操作无效，只有再次等待开启命令才可进行操作。

4 手持式遥控器控制权转移子程序设计

当有两台或三台遥控器均需要控制时，系统为多机工作状态。

根据上面所述，最先索要控制权的机号能够获得授权控制，当另外的遥控器也需要控制权，或者已获得控制权的遥控器需要让出控制权时（如地面上的操作员在控制吊车把所吊物料提到建筑物顶部时，看不到物料应放的具体位置，需让给建筑物顶部的操作员控制吊车，以把物料安全放到需要的位置），就需要遥控器间进行“控制权交接”操作。具体方法是：

4.1索要控制权

假如控制器正在“1号机”的控制下，以“2号机”遥控器索要控制权为例（3号机操作过程相同），这时2号遥控器上指示本机工作状态的指示灯应是不亮的，而指示1号遥控器工作状态的指示灯应是长亮的。点按“2号机”键，则指示2号机的指示灯开始闪烁，同时“1号机”机上的指示2号机的指示灯也闪烁，1号机遥控器的操作员发现后就知道2号遥控器在向他索要控制权，他可做以下操作：①同意转让，则点按本机上的“2号机”键，即控制器得到1号机的同意后立刻把控制权转交给2号机，成功后1号机上的指示本机的指示灯熄灭，指示2号遥控器工作状态的闪烁灯变为长亮，而2号机上的指示1号机工作状态的指示灯熄灭，指示本机状态的灯由闪烁变为长亮，这时2号遥控器可以对控制器进行控制操作了，表示控制权交接完毕。②不同意转让，可以点按本机的“1号机”键，或者不做任何操作，待指示灯闪烁一定时间后自动熄灭，同时2号机上的闪烁灯也熄灭，表示1号机不交控制权，索要失败。如还要控制权，可重复上述操作。

4.2出让控制权

假如控制器正处在1号遥控器的控制下，它要把控制权让给2号遥控器（让给3号遥控器的操作方法相同）。1号遥控器操作员可以点按本机的“2号机”键，这是指示2号机工作状态的指示灯开始闪烁，有两种结果：①一段时间后，本机的指示灯熄灭，闪烁的2号指示灯变为长亮，说明控制权已转让成功。②一段时间后，但本机的指示灯还亮，闪烁的2号指示灯熄灭，说明控制权没有转让成功，控制器还在本机的控制之下。如还要转让控制权，可重复上述操作。

在2号遥控器上，如操作员发现指示本机工作状态的指示灯开始闪烁，表示1号机想转让控制权于本机，有两种操作结果：①接受。立刻点按本机号码“2号机”键，则很快指示1号机的指示灯熄灭，指示本机状态的灯由闪烁变为长亮，表示控制权转让成功。②拒绝。点按本机的“1号机”键，或不做任何操作，一定时间后闪烁的指示灯熄灭，表示控制权还在1号遥控器上。

5 总结

该手持遥控装置设计完成后，在塔式吊车上进行了试验，效果良好，不仅解决了操作人员每次上下攀爬操作室的问题，也使得每次起吊货物更安全、更高效。系统可靠性高，操作简单，易于推广。

参考文献：

[1]王立新等.塔式遥控吊车[J].科协论坛，2007，1：30-31

[2]赵健.全新实用电子电路丛书一实用声光及无线电遥控电路300例[M].北京：中国电力出版社，2005

[3]黄琴.单片机原理及应用[M].清华大学出版社，2010