关于电梯嵌入式远程监控系统的设计

2016-12-05 00:00:00嘉辉 嵌入式培训

  近年来,以嵌入式处理器为核心的智能电梯控制系统的飞速发展和普及, 对电梯控制系统的主控制器在功能、实时性、可靠性和软件编程的灵活性提出了更多、更高的要求。yjbys小编下面为你整理了关于电梯嵌入式远程监控系统的设计,希望对你有所帮助。

  1系统的原理结构

  本设计采用三星的S3C6410芯片作为电梯嵌入式视频监控系统的核心,通过USB摄像头采集视频图像,实时了解电梯的运行情况,模拟电梯和微处理器可以实现通信,可以实时控制电梯的运行,采集到的视频信号和电梯的底层数据可以通过Internet传输到远端的监控PC上,远端的PC也可以对电梯实现远程操控等。系统总体结构图如图1所示。

  2硬件平台设计

  电梯服务器硬件平台框图本设计是以采用 S3C6410为一款带MMU的ARM微处理器,可在上面运行标准的Linux操作系统,以减少软件开发时间。S3C6410集成了256M DDR RAM,SLC NAND Flash(1GB)或MLC NAND Flash(2GB)存储器,使其有足够的空间存储程序和数据。DM9000网卡和RJ45接口为接入Internet做好硬件准备,USB接口主要用于USB摄像头。嵌入式电梯服务器硬件设计框图如图2所示。

  3软件的实现

  在软件设计上采用linux操作系统作为软件开发平台,linux操作系统中最关键的部分是实时多任务内核,它主要实现任务管理、定时器管理、存储器管理、任务间通信与同步、中断管理等功能。电梯嵌入式智能控制器中使用linux操作系统可以将应用程序分解成多任务,简化了应用系统软件的设计,使得电梯嵌入式智能控制器的实时性得到保证,而且良好的多任务设计,有助于提高系统的稳定性与可靠性。以下主要介绍本控制器的主要模块和核心部分。

  3.1 模拟电梯模块

  模拟电梯模块主要是根据拟定的电梯数据结构,用小键盘模拟电梯的内部操作,采用同方向优先的电梯算法使电梯正常运行,运行的过程就是电梯数据的变化,然后将实时变化的电梯数据存入电梯数据缓冲区,等待监控中心的连接请求,该缓冲区是一个拟定的电梯数据结构体。

  3.1.1 电梯数据结构体

  typedef struct elevator

  {

  int m_flag; //电梯运行的标志:1―运行 2―停止

  int up_down; //电梯运行方向:上―1 下―0

  int cur_floor; //电梯当前所在的楼层

  int des_floor[MAX]; // 电梯目标层数组

  /*des_floor[0]记录目标层的个数,des_floor[1-9]:值为代表有人要去该层即相应楼层为目标层,为0则表示没有人去该层*/

  }elevator;

  该结构体实时记录电梯当前的状态和相关信息,它是电梯运行控制的数据核心。监控中心就是通过获取该结构体信息来达到远程监控电梯的。

  3.2 键盘模拟电梯操作的处理过程

  利用ARM6410开发板上的小键盘来模拟电梯及操作过程流程说明:首先打开键盘设备/dev/mcu/kbd,如果返回键盘设备句柄就可以进行初始化电梯数据,然后进入循环检测状态,检测是否有数字键按下。有键按下则判断该键是否符合已定输入标准,判断标准为:必须输入1-9的数字键,而且输入的数字不可以是当前所在的楼层,同时还是非目标层,然后将输入的数据更新到电梯数据结构体中,即增加了一个目标楼层,若当前电梯没有运行而此时需要运行,则创建一个线程来运行电梯。

  3.3 电梯的运行控制

  电梯的运行过程是线程实现的,这是本模块的核心。

  流程说明:电梯在运行过程中始终处于运行状态,运行结束后处于停止状态,上述线程也就结束,所以在线程一开始判断电梯是否已经处于运行状态,若是,说明某个线程正在进行电梯的运行过程,则不能再有另一个运行线程,于是结束。否则,根据目标楼层数不断循环来到达每一个目标层,当目标楼层数为0时,电梯停止,线程结束。

  运行过程中,根据同方向优先算法,先达到运行方向上的目标楼层,当运行方向上没有目标层或已经达到顶端或低端时,才改变电梯运行方向。若运行方向上有目标层时,则一直运行直到达到某个目标楼层,这是通过判断达到的每一层是否是目标层来确定的。只有当达到某个目标层或电梯改变运行方向时,才重新根据目标楼层数来判断是否还有目标层。

  流程中的“到达标志”用于标识是否到达一个目标层,当确定某个方向上还有目标层时,在到达一个目标层前(即使有键按下,目标层只可能增多,不会减少),它一直为0,此时不用执行多余的判断是否有目标层的操作,直到到达一个目标层时,将该标志置为1,表示到达了一个楼层,这时才重新判断是否还有目标层。

  在ARM微处理器上设计电梯嵌入式智能控制器,采用模块化和嵌入式编程的思想设计,主要包括系统的总体设计、嵌入式硬件搭建、虚拟机工作环境的搭建,嵌入式操作系统移植、根文件系统的构建、应用软件的编写和移植。采用成熟的ARM技术,具有高性能、高集成度、低功耗、低成本、低开发难度等优点,以及采用linux操作系统是开发源码的操作系统,软件资源丰富,同时具有内核功能强大,高校,稳定,支持ARM等优点。因此大大地提高了系统的可靠性和稳定性,将其应用在电梯的控制领域具有很好的发展前景。

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