基于单片机的智能电梯控制模拟

田珂 田泽旭

摘要：将电梯仿真控制系统的相应软件设计成方框规则，采用模块化设计方法，开发了基于单片机研发的电梯仿真控制系统，并且进行相应控制措施和硬件设计，具有很好的实用性和可扩展性。

关键词：电梯控制;MCU;模拟系统

引言

电梯在高层建筑中发挥着极其重要的作用，已经成为重要的大型交通设施。既实现了机电一体化，又具有内部系统庞大、复杂的特点。因为在使用过程中，电梯是封闭的，所以不可能从外面了解电梯的结构和运行规律，而电梯井道较深，且大部分部件都安装在井道内，存在一定的安全隐患。鉴于电梯为各种不同的计算机控制技术和应用提供了良好的条件，这促进了相关专业教学与研究的有效开展，开发一套适合于教学与科研工作的高性能电梯控制仿真系统具有十分重要的意义。

一、模拟控制系统内部的总体结构

该系统将处理结果反馈给模块化界面和单层芯片微计算机系统，以供模拟电梯运行时使用，最后通过报表文件进行输出。模块化界面模拟电梯运行，显示相关按钮。本软件能够较好地替代了分设备系统中电梯使用的命令按钮，独立完成电梯控制操作仿真，上位软件能够较好地模拟电梯的速度曲线，根据固定的相关参数显示速度曲线，同时将其作为报表文件输出，分析建筑物内升降机系统的输送能力，打印相关报表。对于升降机的安装和选择，可设置适合本建筑物的升降机系统，并将报告打印成文件[1]。

二、控制系统的设计工作

（一）对电梯控制功能的基本要求

（1）电梯在无人控制的情况下，可完全自动向电梯内部发出相应指令。当电梯系统亮灯后，即出现电梯信号时，自动开启楼层门进行操作，超时则会自动关机。

（2）自动选择执行路径，使之能够根据轿厢内部和外部相应的呼唤指示信号，在不延长等待时间的情况下，自动进行方向操作[2]。

（3）电梯在使用过程中，应具有电梯切断功能。同时，记住上升和下降信号。

（4）电梯在最高或最低楼层运行时，可自动停止并改变运行方向。轿厢内及轿门上必须正确显示楼层资讯及当前行驶方向。

（二）电梯运行模拟软件基本模块

模拟软件的控制项目包括层域、轿厢和状态等组成，层域基本上是记录关于呼唤的指令，并发出相应的梯子信号，其内部主要是进行分层操作。

三、控制系统内部硬件部分的设计

1.电梯内的指示按钮。使用电梯中的命令按钮，可向系统发出各楼层站名楼梯和轿厢内部指示信号，整个键盘呈4×5矩形分布，采用P2.7控制键盘。在这些按钮中，从SB1到SB5是一层到五层上下各停止的上行键，从SB6到SB10依次是六层到十层停止的下行键，从SB11到SB16是十一层到十六层上下各停止的上行键，而SB17和SB18分别是十七到十八层内门关闭的上行键和下行键。

2.同步数据连接控制单元连接器P1.6进行控制，单片微型计算机首先通过引导输入IC卡的内部输入而到达该层。举例来说，“5”如果再插入IC卡阅读器，就会在单片机中读取“5”。其次，电梯移到5层，达到了指示操作模拟效果，实现了电梯IC卡管理模拟，串行数据输入与输出端口SDA和单片机P1.6连接，串行表口SCL与单片机P1.7连接，与管发A2A1A0均连接到地面，WP（数字处理器）在空中读写芯片上有关数据内容。

3.电梯当前状态显示模块，这个模块用来显示电梯当前楼层和当前运行的具体方向，利用DS1到DS2的六个数字模拟域，显示电梯目前的具体位置。当显示所处的一层时，立即指示出该层对应的极数展厅，在亮度较高的D7中，D11显示该站的升降机状态。在D12到D16点亮时，清域呈现电梯的下降状态，通过LED达到电梯当前运行方向的目的，采用并行连接方式，同时进行两个串输入、并行输出系统74HC164扩展输出区，使开发工作有足够的扩展空间，由74HC164的移位輸入A、B两个模块分别连接单个芯片微电脑的P2.0端口，连接主模块D1、MR和高级模块，前一个模块是74HC164的出口端Q0、Q7，依次连接8个Triple模块，利用Triple模块提高电流，充分输出驱动DS1到DS2之间的LED二极管，利用中间存在的6个数字管，D1到D6连接，单层芯片D7连接8个Triple模块。

4.该模块使用了上海一家公司生产的BMP50008-2M型多功能录音板，通过输入/输出方式播放语音信息，将首段P00到P05记录至P00到P02，将P00连接P1.0到P1.2[3]。

5.该系统借助RS232的串行接口，将单片机与上位机相连，下位机向上位机提供相应的呼叫信号。在上级对相应的自动扶梯信号进行处理后，电梯将模拟运行的信息传送到单层芯片系统，所对应的系列端口只使用3条线路，其中5条端口为公用端口，与系统相连，2条端口和3条端口的第二个端口分别与接收和发送端口相连，实现TTL与RS232级相互转换，DB9制式的该接口通过交叉串行线和机械上的连接，实现硬件串行可达通讯，另外，辅助功能的模块大致分为钟表模块和LCD模块，DS1302使系统能及时获取相应的时间参数，采用OCMJ4X8C的LCD模式，能清楚地显示系统的名称和系统当前运行的时间等相关信息。

四、结束语

此控制系统不仅使电梯运行的基本规律更直观、更具体，而且大大提高了工作效率。把先进的计算机控制技术与电梯技术的教学、科研充分结合起来，为电梯技术的发展提供良好的技术条件。在目前电梯控制技术教学中，该系统已经取得了很好的效果。

参考文献：

[1]张敏，姜洪飞，车四宝，etal.基于单片机OAKS8的电梯模拟系统设计与实现[J].科技创新导报，2018，000（008）：88-89.

[2]伍先元.基于单片机的电梯模拟控制系统[J].信息通信，2019（6）.

[3]刘英楠，宫龙江.基于单片机的电梯控制电路设计[J].科学与财富，2020，000（002）：62-63.