嵌入式电梯群控系统设计

戴   要： 引见了嵌入式电梯AI智能云系统的设想，AI智能云主机通过CAN总线串止通信方式真时支罗各台电梯的形态信息，给取暗昧算法办理后，将派梯号令分配给各台电梯，真现8台64层以下电梯的AI智能云控制。
要害词： 电梯AI智能云系统； CAN通信； AI智能云暗昧算法

为了进步电梯的运止效率和效劳量质,减少乘客的候梯光阳、乘梯光阳并降低电梯的能质泯灭,就必须用电梯AI智能云系统来对其停行折法的打点和调治[1]。
    目前,大大都电梯公司的AI智能云系统都是给取RS485总线停行通信，但RS485给取主从式的通信方式,由主机建议呼叫，对应的末端应答，因而只能回收轮询的通信方式，真时性差，一旦主机显现毛病，整个系统将瘫痪；而CAN总线正在电梯AI智能云系统中却表示出更多的劣势：CAN总线通信取RS485通信相比抗烦扰才华更好；可连贯较多的通信节点；通信速率更高；真时性取不乱性高，所以原文给取CAN总线来真现AI智能云主机和各电梯之间的通信[2]。
1 系统总体构造
　原系统以ARM7为内核，主频达72 MHz的32 bit微办理器LPC2368做为AI智能云主控制器,它有高达512 KB的片内Flash步调存储器，具有正在系统编程（ISP）和正在使用编程（IAP）罪能，同时LPC2368内部集成为了2个CAN控制器，CAN控制器供给了一个完好的CAN和谈（遵照CAN标准V2.0 B）真现方案。包孕那个片内CAN控制器的微控制器用来构建罪能壮大的局域网，撑持极高安宁级其它分布式真时控制，可以用正在汽车、家产环境、高速网络和低价位多路连线的使用中。系统还选用了CAN总线支发器MPC2551，它可做为CAN控制器取物理总线接口，供给对总线的差动发送和接管才华。
2 通信模块设想
2.1 通信模块硬件真现
　原系统给取LPC2368内部集成为了的CAN控制器和高速CAN支发器MPC2551共同真现AI智能云主机和各电梯之间的通信任务的，CAN模块由2个局部构成：控制器和接管滤波器，所有的存放器和RAM都做为32 bit的字来会见。LPC2368的CAN控制器具有如下的特点：2个控制器和总线；撑持11 bit和29 bit的标识符；双重接管缓冲器和三态发送缓冲器；可编程的舛错报警鸿沟和可读/写会见的舛错计数器；仲裁损失捕获和舛错代码捕获（带有具体的位位置）；单次触发的发送（不会重复发送）；只听形式（无应答、无流动舛错标识表记标帜）；“原身”报文的接管（自接管乞求）[3]。
　LPC2368的接管滤波器有如下的特点：快捷硬件真现的搜寻算法，撑持大质的CAN标识符；全局验支滤波器识别所有CAN总线的11 bit和29 bit Rx标识符；允许11 bit和29 bit CAN标识符的明白界说和分组界说；验支滤波器可以为选择的范例标识符供给FullCAN-style主动接管。
　高速CAN支发器MPC2551是一个可容错的高速CAN器件，可做为CAN和谈控制器和物理总线接口。MCP2551可为CAN和谈控制器供给差分支发才华，它彻底折乎ISO-11898范例，蕴含能满足24 V电压要求。其工做速率高达1 Mb/s。典型状况下，CAN系统上的每个节点都必须有一个器件，把CAN控制器生成的数字信号转化为符折总线传输(差分输出)的信号。它也为CAN控制器和CAN总线上的高压尖峰信号之间参预了缓冲器，那些高压尖峰信号可能是由外部器件孕育发作(EMI、ESD和电气瞬态等)。
　原系统设想的电路中，2个二极管D3取D4可有效地克制传输介量的浪涌烦扰，由于电梯AI智能云系统中存正在多个CAN通信节点，因而原电路中参预了末端电阻跳线JP3，由用户活络地选择能否正在该节点处参预末端通信电阻，原系统设想的CAN通信电路连贯如图1。

2.2    通信和谈及通信软件设想
2.2.1 CAN总线帧品种
　 CAN总线上传输的信息称为报文，报文传输依照帧构造的差异，但凡可默示为如下5种差异类型的帧：
    (1)数据帧:用于发送单元向接管单元传送数据的帧;
    (2)遥控帧：用于接管单元向具有雷同ID的发送单元乞求数据的帧;
    (3)舛错帧：用于当检测出舛错时向其余单元通知舛错的帧;
    (4)过载帧：用于接管单元通知其尚未作好接管筹备的帧;
    (5)帧间隔：用于将数据帧及遥控帧取前面的帧别分隔来的帧。
2.2.2 CAN报文格局
    正在总线中传送的报文,每帧由7局部构成，CAN和谈撑持2种报文格局，其惟一的差异是标识符(ID)长度差异,范例格局为11 bit,扩展格局为29 bit[4]。范例格局帧的构成如图2所示 。

正在范例格局中,报文的起始位称为帧起始(SOF),而后是由11 bit标识符和远程发送乞求位(RTR)构成的仲裁段。RTR位标明是数据帧还是乞求帧，正在乞求帧中没无数据字节。
　 控制段蕴含标识符扩展位(IDE),指出是范例格局还是扩展格局。它还蕴含1个糊口生涯位 (ro),为未来扩展运用。它的最后4个字节用来指明数据段中数据的长度(DLC)。数据段领域为0～8个字节,其后有一个检测数据舛错的循环冗余检查CRC段。
　ACK段用来确认能否一般接管，由ACK槽(ACK Slot)和ACK界定符2个位形成。发送站发送的那两位均为隐性电平(逻辑1),那时准确接管报文的接管站发送主控电平(逻辑0)笼罩它。用那种办法,发送站可以担保网络中至少有一个站能准确接管到报文。
　 报文的尾部由帧完毕标出。正在相邻的两条报文间有一很短的间隔位,假如那时没有站停行总线存与,总线将处于闲暇形态。
2.2.3 通信和谈设想
　 由于正在CAN总线中，标识符(ID)的大小规定了各节点发送音讯的劣先级，ID号越小,发送劣先级越高，原系统中规定AI智能云主控制器劣先级最高,因而设为0x01，其余电梯主控制器次之，设为0x11,挨次类推。
　 原系统音讯格局给取：宗旨ID号+号令+数据字节1+数据字节2＋……+数据字节6的格局，正在LPC2368中，寄存数据的存放器是CANRDA、CANRDB，每个存放器是4个字节，因而一条CAN音讯最多可寄存8个字节。原和谈中，CANRDA对应宗旨ID号、号令、数据字节1、数据字节2；CANRDB对应数据字节3~6。
　宗旨ID号确定音讯的发出源，当宗旨ID号的内容为0x00时，所对应的音讯是一条由主控制器发出的广播音讯，各节点均接管并阐明。
　号令字节的内容是和谈的焦点，由各号令构成，蕴含形态号令、控制号令，但凡取数据字节搭配运用。
2.2.4 通信软件设想
　通信模块软件设想，首先要初始化CAN控制器，CAN控制器初始化次要真现CAN工做时的参数设置，那些初始化的内容蕴含：硬件使能CAN、设置CAN报警鸿沟、设置总线波特率、设置中断工做方式、设置CAN验支过滤器的工做方式、设置CAN控制器的工做形式等。初始化完毕之后CAN模块就可以进入工做形态，停行数据发送和接管。发送数据时，首先判断发送缓冲区能否闲暇，假如有闲暇发送缓冲区则将发送数据写入该发送缓冲区内，再启动发送号令，完成一帧数据的发送。接管数据时，读与接管缓冲区数据，同时开释该接管缓冲区，完成一帧数据的接管。数据发送和接管流程如图3所示。

3 其余模块设想
3.1  液晶显示模块
　液晶显示模块选用容质为2止16个字的液晶模块，每个字以5×8点阵块构成。原设想中AI智能云主机对各电梯停行监控，通过液晶显示模块可以真时显示各个电梯的形态，蕴含各电梯的AI智能云形态、楼层形态、运止标的目的，同时对AI智能云主机的各类参数设置也可以很清楚地正在液晶模块上显示出来。
3.2  键盘模块
   键盘模块给取了5个按键真现对AI智能云参数、形式的设置，那5个按键划分对应为：ESC、UP、DOWN、ROTA、ENT，各按键做用如下：ESC为返回键，返回主显示界面；UP为上翻页键，该按键可真现循环上选择菜单。正在参数设置中，真现数字循环＋1,并真现ON/OFF、YES/NO、HIGH/LOW之间的切换。DOWN为下翻页键，该按键可真现循环下翻页选择菜单。正在参数设置中,真现数字循环－1，并真现ON/OFF、YES/NO、HIGH/LOW之间的切换。ROTA为左标的目的键，该按键可循环左移。正在参数设置中，真现光标移位。ENT为确认键，正在选中某菜单(即菜单正在LCD上反皂显示）后，按Enter键进入菜单，执止相应罪能。
4 AI智能云算法设想
4.1 暗昧控制观念
   暗昧控制是建设正在暗昧汇折论根原上的一种语言规矩取暗昧推理的控制真践，它将作做语言转化为计较机所能承受的算法语言,并模拟人的思维办法,对被控历程停行有效确真定性的控制，它操做专家知识与得各类控制规矩,可以很好地办理电梯系统的多目的性、随机性和非线性[5]。所以原系统给取暗昧控制真践来办理AI智能云中电梯的调治问题。
4.2 AI智能云暗昧算法设想
　为了有效地调治电梯来满足乘梯者的要求，进步乘客的舒服度和总体效劳量质，正在电梯AI智能云钻研和使用历程中，屡屡把减少乘客的均匀候梯光阳(AWT)、均匀乘梯光阳(ART)及能源泯灭(RPC)做为评估范例，因而正在算法设想上通过暗昧控制调解各评估因素(候梯光阳、乘梯光阳、能质泯灭等)的权重系数,从而确定最佳派梯方案，进而真现电梯AI智能云的高效性[6]。
   原系统将AWT、ART及RPC做为电梯AI智能云的劣化参数和评估范例，通过一个调治算法判断出哪部电梯来响应各厅层呼唤。所以结构一个评估函数，综折以上评估范例，评估函数如式(1)所示：

原系统真现了电梯群的高效不乱运止。
参考文献
[1]    周玮，墨明富.电梯AI智能云系统的设想取真现[J].微型机取使用，2004(2):38-39.
[2]    皇剑礼，周义江.CAN总线正在电梯AI智能云系统中的使用钻研[J].福建电脑，2007(6):161-162.
[3]    周犯功公司著. LPC23XX微控制器用户指南User manual[EB/OL]. xx_us_en.pdf, ReZZZ.01-6 July  2007.
[4]    王破晓.CAN现场总线系统的设想取使用[M].北京:电子家产出版社，2008.
[5]    汤兵怯，路林吉，王文杰.暗昧控制真践取使用技术[M].北京:清华大学出版社，2002.
[6]    姚玉刚，柏遇明.暗昧控制正在电梯AI智能云系统中的使用[J].长春理工大学学报(作做科学版)，2008,31(1):107-101.