嵌入式系統(tǒng)在智能電梯中的應(yīng)用

 嵌入式微處理器為核心控制器的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)，具有很大的優(yōu)越性：可以實(shí)現(xiàn)無(wú)觸點(diǎn)邏輯線路，提高系統(tǒng)可靠性；編程控制程序靈活性大，可以適應(yīng)不同功能要求；可以實(shí)現(xiàn)故障顯示，使得維修方便；使得電梯控制系統(tǒng)體積減小，成本降低，節(jié)省能源；可以減少控制裝置的占地面積。
　　電梯控制系統(tǒng)及主控制器的設(shè)計(jì)
　　 傳統(tǒng)的電梯控制系統(tǒng)各樓層與控制器之間采用以PLC為控制核心的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接方式，每個(gè)呼叫器都有一套數(shù)據(jù)線與主控器相連，當(dāng)電梯樓層數(shù)比較多時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)有大量的數(shù)據(jù)線需要連接，使得電梯的安裝、維護(hù)比較麻煩。特別是不同樓層數(shù)的控制系統(tǒng)需要有相應(yīng)輸入輸出點(diǎn)數(shù)的主控制器相匹配，通用性差。
　　 以嵌入式微處理器為核心控制器的嵌入式系統(tǒng)作為計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)嶄新領(lǐng)域，在工業(yè)控制中已得到廣泛應(yīng)用，應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)，具有很大的優(yōu)越性：可以實(shí)現(xiàn)無(wú)觸點(diǎn)邏輯線路，提高系統(tǒng)可靠性；編程控制程序靈活性大，可以適應(yīng)不同功能要求；可以實(shí)現(xiàn)故障顯示，使得維修方便；使得電梯控制系統(tǒng)體積減小，成本降低，節(jié)省能源；可以減少控制裝置的占地面積。
　　 電梯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1。圖中主控制器是電梯控制系統(tǒng)的主要部分，負(fù)責(zé)整個(gè)電梯的運(yùn)行控制。主控制器不僅要完成復(fù)雜的邏輯控制，還要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)處理、安全監(jiān)測(cè)及實(shí)時(shí)響應(yīng)的功能。根據(jù)主控制器這一特點(diǎn)，本文提出了一種新型、高效的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)DSP+CPLD。由于DSP具有數(shù)據(jù)處理速度快，工作穩(wěn)定等特性，在設(shè)計(jì)中主要用來(lái)完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理、運(yùn)算和響應(yīng)，輸入／輸出（I/O）信號(hào)的處理，電源監(jiān)控及數(shù)據(jù)保存。在設(shè)計(jì)中采用CPLD可以增強(qiáng)DSP訪問(wèn)外圍設(shè)備的能力，實(shí)現(xiàn)可編程I/O口的擴(kuò)展、片內(nèi)時(shí)序邏輯電路和組合邏輯電路設(shè)計(jì)、輸入緩沖、輸出驅(qū)動(dòng)及產(chǎn)生其他器件的片選信號(hào)。CPLD通過(guò)片內(nèi)可編程數(shù)據(jù)交換邏輯模塊發(fā)送輸入端口狀態(tài)信息到DSP，接受DSP發(fā)出的控制信息，對(duì)于系統(tǒng)中部分輸入、輸出邏輯關(guān)系直接在CPLD中由可編程邏輯處理模塊完成。電梯主控制器結(jié)構(gòu)如圖2。
　　
　　
　　
　　
　　 DSP在系統(tǒng)中主要完成以下功能：①通過(guò)控制器局域網(wǎng)CAN總線與其他電梯轎廂控制器、呼梯控制器等進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。②通過(guò)DSP事件管理器模塊（EVB）的正交編碼電路連接光電編碼器以獲得電梯轎廂的位置和速率等信息。③通過(guò)多功能通用輸入／輸出（I/O）口對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入／輸出信號(hào)進(jìn)行控制。④通過(guò)串行通信接口（SCI），采用RS-485或RS-232，總線方式與上位機(jī)通信及電梯狀態(tài)顯示。⑤通過(guò)10位模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊（ADC）采集電梯運(yùn)行狀態(tài)的模擬量信息，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信息，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果保存在存儲(chǔ)器中。
　　 DSP對(duì)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換、運(yùn)算、處理后，將狀態(tài)信息發(fā)送到通信總線上，傳送給其他微處理器，將控制信號(hào)傳送至CPLD，由CPLD進(jìn)行邏輯處理，使控制對(duì)象產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作。嵌入式系統(tǒng)在電梯系統(tǒng)主控制器中的應(yīng)用
　　 隨著以嵌入式處理器為核心的智能電梯控制系統(tǒng)的飛速發(fā)展和普及，對(duì)電梯控制系統(tǒng)的主控制器在功能、實(shí)時(shí)性、可靠性和軟件編程的靈活性提出了更多、更高的要求?？紤]到這些情況，有必要在電梯控制系統(tǒng)中引入嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。例如可以選用源碼公開(kāi)、成熟的_/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)。
　　 在電梯控制系統(tǒng)中使用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)_/OS-Ⅱ，可以將應(yīng)用程序分解成多任務(wù)，簡(jiǎn)化了應(yīng)用系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。使得電梯控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性得到保證，而且良好的多任務(wù)設(shè)計(jì)，有助于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。電梯控制系統(tǒng)主程序流程圖如圖3。
　　
　　
　　 電梯控制系統(tǒng)中斷模塊包括兩部分：定時(shí)器模塊和CAN總線數(shù)據(jù)接收模