一種基於分布式多路can總線的智能電梯控制方法及裝置的製作方法
2023-06-11 20:57:36 2
專利名稱：一種基於分布式多路can總線的智能電梯控制方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種電梯控制系統，具體地講是一種基於分布式多路CAN(控制區域網)總線的智能電梯控制方法及裝置。
背景技術：
電梯控制系統是一個相當複雜的邏輯控制系統，系統要在極短的時間內對幾百個信號進行檢測、處理，加上系統對安全性能要求較高，使得電梯的控制和管理相當複雜，現有國內的電梯控制系統大多數採用PLC作為電梯的控制核心，對每層樓進行點對點控制，進一步加大了電梯的複雜性，給電梯的安裝、調試、以及擴展帶來了許多麻煩。傳統的電梯控制系統各樓層與控制器之間採用點對點的連接方式，每個呼叫器都有一套數據線與主控器相連，當電梯樓層數比較多時，系統就會有大量的數據線需要連接，使得電梯的安裝、維護比較麻煩。特別是不同樓層數的控制系統需要有相應輸入輸出點數的主控制器相匹配，通用性差，給生產帶來許多不便。隨著計算機硬體、軟體技術和集成電路技術的迅速發展，工業控制系統已成為計算機技術應用領域中最具活力的一個分支，並取得了巨大的進步，突出表現為現場總線技術的大量運用。現場總線是應用在生產現場、在各種微機測量控制設備之間實現雙向串行多節點數字通信的系統，也被稱為開放式、數位化、多點通信的底層控制網絡。它的出現給自動化系統的最終用戶帶來了許多實惠和方便。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種主控器與所有呼叫器之間僅僅只需要一根雙絞線連接的通用性強的基於分布式多路CAN總線的智能電梯控制方法及裝置，以克服上述的不足。
本發明解決上述技術問題所採用的技術方案是它包括一群控運算控制器，各臺單梯主控制器，各臺電梯的轎廂控制器，各臺電梯各層站的若干呼梯控制器，各臺單梯的液晶顯示控制器，以及各臺單梯的語音報站控制器，其特點是群控運算控制器與各個單梯主控制器的通信，當一有召喚被各個單梯主控制器登記時，各單梯控制器初步計算要響應的樓層，再發給群控運算控制器，群控運算控制器根據所有單梯當前的運行狀況計算出最佳的召喚響應方案，及時分配給最合理的電梯，其中單梯主控制器實時採集各電梯的安全信號、速度信號、轎廂位置信號、門系統信號，實時接收各召喚信號，實時對各個控制器發送消息，控制轎廂的運行和門機動作；轎廂控制器採集召喚信號、稱重信號、司機信號、檢修信號，向單梯主控制器發送轎廂各種狀態信息、召喚信息，轎廂控制器還接收單梯主控制器信息，負責語音報站，實時顯示轎廂所在樓層，實時顯示電梯故障狀態，，轎廂控制器還對按鈕信號燈進行點亮或消號的控制；呼梯控制器採集召喚信號，向單梯主控制器發送各樓層的召喚信息，接收單梯主控制器信息，實時顯示轎廂所在樓層，實時顯示電梯故障狀態；液晶顯示控制器負責查看電梯所有的實時工作狀態，動態設置電梯主控制器內存變量，修改電梯運行方式；語音報站控制器接收來自CAN總線的電梯所在層站的信息以及故障信息，然後通過語音晶片控制喇叭自動語音報站或者自動語音報警。
上述各單梯主控制器具有獨立的3路CAN總線通信網絡，第一路CAN總線用於群控系統與各個單梯控制器之間的通信，第二路CAN總線用於單梯主控制器與各層站呼梯控制器的信息交換，第三路CAN總線用於單梯主控制器與轎廂控制器、語音報站控制器的信息交換。
上述群控運算控制器專門用於計算呼叫，它具有液晶顯示器接口，具有CAN總線網絡接口，具有與上位機通訊的USB接口，並且留有乙太網接口，可以連接區域網，用於遠程監控。
上述單梯主控制器採用嵌入式微處理器(包括DSP)與CPLD(複雜可編程邏輯器件)協同工作的架構，嵌入式微處理器(包括DSP)主要用來完成已採集數據的實時處理，運算和響應，與控制系統中其它微處理器之間的通信，電壓監控和數據的非易失性保存，複雜可編程邏輯器件(CPLD)實現了硬體的軟體化，增強嵌入式微處理器訪問外設的能力，最大程度擴展了嵌入式微處理器的I/O口，CPLD通過片內可編程數據交換邏輯模塊發送輸入埠信息到嵌入式微處理器，接收嵌入式微處理器發出的控制信息，經過可編程解碼邏輯模塊輸出到外圍接口。
上述單梯主控制器採用了數據掉電保存電路，單梯主控制器的數據掉電保存電路的監控模塊監控單梯主控制器上主控制器板的供電電壓，當供電電壓低於某點時產生一電平信號給嵌入式微處理器(MCU)，MCU接收此信號後將內存數據通過串行口傳輸給串行電可擦除只讀存儲器(EEPROM)，電壓恢復正常後，MCU又通過串行口將EEPROM保存的數據重新讀進來，並且起始上電只讀一次串行電可擦除只讀存儲器的內容。
上述單梯主控制器的主控制器上的嵌入式處理器控制乙太網(Internet)接口晶片，通過Internet將主控制器的內部消息從乙太網接口發出去，上位機接收消息後發出指令，再通過Internet傳回到主控制器上。
上述單梯主控制器留有USB接口，用於主控制器與上位機的通訊，主控制器上的嵌入式處理器控制USB接口晶片，通過USB口上位機可以直接訪問主控制器內存，實時監控嵌入式處理器的工作狀態。
上述單梯主控制器留有液晶通訊接口，用於主控制器與液晶控制器的通訊，通過SCI串行通訊接口向液晶發送電梯運行狀態信息，並實時接收液晶控制器發來的控制信息上述轎廂控制器上設置有樓層可擴展性電路，通過一個24針雙排插針與擴展板進行通訊，每個擴展板通過一個24針雙排插座連接轎廂板或者前一個擴展板，接收來自轎廂板的控制信號，然後通過一個24針雙排插針與下一塊擴展板進行通訊，每個擴展板可以輸入8層樓的按鍵和輸出相應的8層樓的按鍵燈，並且每個擴展板還可以通過跳線來設置控制第N個8層樓的按鍵輸入和按鍵燈的點亮，轎廂板上設置了16層樓的按鍵輸入和按鍵燈的點亮，所以N可以從3到8中任意選取一個數。
上述語音報站控制器是具用獨立可選的語音報站控制器，將語音燒錄在語音晶片的固定地址裡，採用一片8位微控制器(MCU)為核心，通過微控制器(MCU)的I/O口來尋找語音晶片的存儲地址，然後通過微控制器(MCU)的I/O口對語音晶片的控制接口輸入信號，從而來控制相應存儲單元的錄音和放音功能，外部擴展CAN總線控制器用於CAN總線的通信，接收主控制器通過CAN總線發來的信息，進行語音報站或故障報警。
上述單梯主控制器與液晶顯示控制器之間採用無衝突無幹擾的通訊協議，單梯主控制器與液晶控制器使用串行異步通信方式，單梯主控制器處於主動方式，液晶控制器處於從動方式，主控制器每隔一段時間發送一次數據，液晶控制器有數據請求時，自動識別主控制器數據發送完畢一段時間後再發送數據請求，主控制器自動識別液晶控制器請求信號發送完畢後再響應發送數據。
本發明還提供一種基於分布式多路CAN總線的智能電梯控制裝置，它包括一群控運算控制器，各臺單梯主控制器，各臺電梯的轎廂控制器，各臺電梯各層站的若干呼梯控制器，各臺單梯的液晶顯示控制器，以及各臺單梯的語音報站控制器，其特點是群控運算控制器與各臺單梯主控制器通過CAN1總線連接，各臺單梯主控制器通過CAN2總線與各臺電梯的轎廂控制器、語音報站控制器相連接，各臺單梯主控制器還通過CAN3總線與各臺電梯各層站的若干呼梯控制器相連接。
上述單梯主控制器由嵌入式微處理器(包括DSP)與複雜可編程邏輯器件(CPLD)連接構成，其中嵌入式微處理器通過總線與CPLD相連接，通過兩個CAN總線分別與各臺電梯的轎廂控制器、語音報站控制器和各臺電梯各層站的若干呼梯控制器相連接；單梯主控制器的嵌入式微處理器上還連接有電源監控信號和掉電保存電路；單梯主控制器的嵌入式微處理器連接有模擬量輸入信號和正交編碼脈衝輸入信號；複雜可編程邏輯器件CPLD與各個輸入開關量相連並輸出控制信號，複雜可編程邏輯器件還輸出器件片選信號和運行狀態LED指示信號，以及復位電路的復位脈衝信號。
上述轎廂控制器由微控制器MCU1及外圍電路構成，其中MCU1通過CAN2總線與單梯主控制器相連接，接收來自單梯主控制器的主令呼叫輸入信號，MCU1還連接有若干個轎廂擴展板，MCU1接收轎廂狀態信號，並輸出轎廂狀態顯示信號和按鍵燈顯示信號，MCU1還分別通過開關電源模塊和串轉並器件與LED點陣顯示電路相連接。
上述呼梯控制器由微控制器MCU2與外圍電路構成，其中微控制器MCU2通過CAN3總線與單梯主控制器相連接，微控制器MCU2還分別與呼叫按鍵信號和樓層撥碼開關設置信號相連接接收輸入信號，微控制器MCU2通過串轉並控制晶片與與LED點陣顯示電路相連接。
上述語音報站控制器由微控制器MCU3與外圍電路構成，其中微控制器MCU3通過CAN總線控制器與CAN2總線相連接，微控制器MCU3還與語音處理晶片相連接，有一個開關電源模塊分別給微控制器MCU3和語音處理晶片提供電源。
上述液晶顯示控制器MCU4通過SCI串行總線與單梯主控制器相連，實時顯示單體主控制器發來的電梯運行狀態信息。液晶顯示控制器MCU4與按鍵輸入相連，實時採集各按鍵狀態信息。
上述群控運算控制器和單梯主控制器上分別設置有乙太網接口、USB接口以及液晶串行通訊接口。
上述單梯主控制器的嵌入式微處理器上還連接有電源監控信號和掉電保存電路。
由於本發明採用現場總線之一的CAN總線技術，各控制器之間只需一對雙絞線通過網絡拓撲結構連接即可，安裝極為方便，對於不同樓層數的控制系統只需在CAN總線中加入相應數目的呼梯控制器即可，主控器硬體軟體不需做任何改動。使得電梯控制系統安裝更加靈活，方便。
本發明具有分布式CAN總線網絡結構設計更加合理化；更高安全性能的多路CAN總線通信；主控制器的高性能雙晶片協同工作架構具有高速信號處理能力、實時響應的先進性；主控制器特有的高安全性設計(包括電壓監控與數據非易失性保存)；轎廂控制器的樓層可擴展性；語音報站功能擴展模塊；採用串行通訊實現遠距離通過液晶顯示屏及鍵盤監控系統運行；具有遠程監控和診斷的先進性。事實證明，整個電梯控制系統工作可靠，工作人員安裝、調試、操作及維修簡單、方便，達到了良好的控制效果。
本發明分布式電梯網絡控制系統設計，以可靠的多路CAN串行總線技術，實現了機房、轎廂、外呼廳站之間，群控系統各臺電梯之間的串行數據通訊；以簡練的模塊化設計，合理配置網絡控制系統中各個模塊，優化了網絡結構，增強了功能擴展能力；主控制器採用一種新型、高效的控制系統結構嵌入式微處理器(包括DSP)與複雜可編程邏輯器件(CPLD)協同工作架構，不僅使系統具有高性能、高速度和可靠性，而且實現了控制系統的微型化設計；主控制器的電壓監控模塊時刻監視主控制器的供電電壓，當電壓下降到某個值，嵌入式微處理器立刻將內存數據快速通過串行外設接口輸出到EEPROM；主控制器集成有USB接口晶片，用於將嵌入式處理器的總線信號轉換為USB串口信號，發送給上位機；轎廂的語音報站功能設計為可擴展的模塊，通過CAN總線交換數據，使系統在功能上更加靈活；人機互動功能液晶顯示及鍵盤控制設計為獨立的模塊，通過RS-232或RS-485總線與主控制器進行數據交換，增強了人機對話功能；通過乙太網控制器接口實現了利用網際網路遠程監測系統的運行狀態。本發明運行狀況可靠、穩定。
圖1為本發明結構框圖。
圖2為本發明單梯主控制器結構框圖。
圖3為本發明單梯主控制器網絡接口硬體電路圖。
圖4為本發明單梯主控制器中嵌入式微處理器(包括DSP)的網絡操作流程圖。
圖5為本發明呼梯控制器結構框圖。
圖6為本發明轎廂控制器結構框圖。
圖7為本發明轎廂擴展板結構圖。
圖8為本發明語音報站控制器結構圖。
圖9為本發明液晶控制器結構圖。
圖10為本發明液晶通訊協議流程圖。
具體實施方案下面結合附圖及實施例對本發明作進一步的描述，但該實施例不應理解為對本發明的限制。
本發明主體部分結構如附圖1所示，本發明的主體部分由單梯主控制器、轎廂控制器、語音報站控制器、呼梯控制器以及液晶顯示控制器等部件組成，除液晶外其它各部件通過CAN總線組成一個分布式控制系統；每個主控制器包含3路CAN接口控制器，可以實現獨立的三路CAN總線通信功能第一路CAN總線用作群控系統中單梯主控制器之間通訊；第二路CAN總線用作單梯主控制器與轎廂控制器、轎廂擴展板和語音報站控制器的通訊；第三路CAN總線用作單梯主控制器與呼梯控制器之間的通訊。採用這樣的設計方案優化了CAN總線網絡結構，提高了通信速率和數據的準確性，實現了電梯控制系統的模塊化，使整個系統簡練、明了。
單梯主控制器結構如附圖2所示，採用了一種新型、高效的嵌入式微處理器(包括DSP)與複雜可編程邏輯器件(CPLD)協同工作架構。由於嵌入式微處理器(包括DSP)具有數據處理速度快、工作特性穩定、集成化程度高等特性，在設計中主要用來完成數據的實時處理、運算和響應，與控制系統中其它微處理器之間的區域網數據通信，輸入/輸出(I/O)信號的處理，電源監控及數據的非易失性保存；而複雜可編程邏輯器件(CPLD)是應用很廣泛的專用集成電路，具有集成度高、工作速度快和在線編程方便等特性，所以在系統設計中採用CPLD可以增強DSP訪問外設的能力，實現可編程I/O口的擴展、片內時序邏輯電路和組合邏輯電路設計、輸入緩衝、輸出驅動及產生其它器件的片選信號；CPLD通過片內可編程數據交換邏輯模塊發送輸入埠狀態信息到DSP，接收DSP發出的控制信息，對於系統中部分輸入、輸出邏輯關係直接在CPLD中由可編程邏輯處理模塊完成。嵌入式微處理器技術和複雜可編程邏輯器件技術有效的結合，使得主控制器具有靜態可重複編程和動態在系統重構的特性，硬體設計像軟體一樣通過編程來修改，這樣就極大的提高了設計的靈活性和通用性，並且實現了高度集成，提高了運行速度和可靠性。
單梯主控制器最優先的要求就是穩定性，為防止晶片的程序「跑飛」的情況發生，單梯主控制器上獨有的看門狗電路設計大大增強了電梯主控制器抗幹擾的能力。如附圖2所示，在正常工作情況下，嵌入式微處理器(包括DSP)經過運算在復位晶片定時時間段之內產生一種脈衝信號，此脈衝信號輸入給複雜可編程邏輯器件(CPLD)，再經過CPLD片內可編程邏輯模塊的轉換，在復位晶片裡的計時器時間計完之前產生看門狗電路所需的復位脈衝信號，輸入給復位晶片，使復位晶片的計時器復位重新計數。MCU和CPLD任何一個工作不正常都會引起看門狗電路產生復位信號。
為使單梯主控制器能在掉電情況下保存內存數據，電壓監控模塊時刻監控單梯主控制器板的供電電壓。如附圖2所示，當供電電壓低於某點時電壓監控晶片產生一電平信號給嵌入式微處理器的一個I/O口，當MCU監測到此I/O口為低電平時，在MCU供電電壓降在低於最小工作電壓之前，迅速將內存數據通過串行外設接口傳輸給串行電可擦除只讀存儲器(EEPROM)。電壓恢復正常後，MCU又通過串行外設口將EEPROM保存的數據重新讀進來，並且起始上電只讀一次串行電可擦除只讀存儲器的內容。
單梯主控制器通過嵌入式微處理器(包括DSP)控制網絡控制晶片實現網絡數據通信。基於嵌入式微處理器(包括DSP)與網絡控制晶片共同構成網絡控制終端，利用TCP/IP協議中的UDP(用戶數據報協議)、ARP(地址解析協議)及簡單的應用層協議成功地實現了嵌入式微處理器與乙太網網絡之間的互連，既提高了數據傳輸的速度，又保證了數據傳輸的正確性，同時也擴展了數據傳輸的有效半徑。
單梯主控制器網絡接口硬體設計電路如附圖3所示，一般數位訊號處理器DSP的供電電源是3.3V，而網絡控制晶片的供電電源是5V，因此需要在兩種晶片的雙向數據口之間加上一片3.3V供電的雙向驅動器作為電平轉換，因為DSP不能承受5V的電壓，而3.3V供電的雙向驅動器可以承受5V的電壓。雙向驅動器的傳輸方向控制引腳由DSP的W/R寫/讀選定引腳來控制，當其為高電平時向網絡控制晶片寫數據，低電平時從網絡控制晶片讀數據。DSP的16位地址線和16位數據線是分開的總線，而網絡控制晶片的20位地址線和16位數據也是分開的總線，因此選擇網絡控制晶片的8位I/O內存映射模式。也就是說只需要用到DSP的5位地址線和8位數據線，就可以訪問網絡控制晶片的32個內部8位寄存器，然後通過這32個8位寄存器來訪問網絡控制晶片的16KB內部SRAM。DSP的外部存儲器分為程序存儲空間、數據存儲器空間、I/O尋址空間，分別對應PS、DS、IS片選信號，當有多個總線外設時，可以選擇DS或IS，與地址線一起解碼來片選網絡控制晶片的地址使能引腳AEN。如果只有網絡控制晶片一個總線外設，將AEN直接接地。
嵌入式微處理器(包括DSP)對網絡控制晶片的操作流程如附圖4所示，嵌入式微處理器(包括DSP)主要完成數據的解包打包。當有數據從網絡控制晶片過來，嵌入式微處理器對數據報進行分析，如果是ARP(物理地址解析)數據包，則程序轉入ARP處理程序。如果是IP數據包且傳輸層使用UDP協議，數據解包後，將數據保存。反之，如果嵌入式微處理器有數據要發送，則將數據按照UDP協議格式打包，送入網絡控制晶片，由網絡控制晶片將數據輸出到區域網中。
呼梯控制器結構圖如圖5所示，呼梯部分功能比較簡單，系統採用一片8位的單片機MCU2來實現其功能。為了保障系統有一個純淨的工作電源，系統中採用了一塊DC/DC電源模塊把工業+24V電壓轉變成+5V電源，即起到了電壓轉換，又起到了隔離抗幹擾的作用。對於顯示電路，由於發光元件採用LED作為顯示裝置，功率消耗比較大，為了不加大DC/DC模塊的功率負擔，因此顯示部分採用開關電源模塊提供電源，顯示部分同CPU之間採用串行通訊方式進行數據的交換，為了避免不同電源之間的幹擾，採用了高速光電耦合器6N137進行隔離。由於8位的單片機MCU2內部沒有CAN總線控制器，因此需要外部擴展CAN總線控制器用於CAN總線的通信。
轎廂控制器結構圖如圖6所示，轎廂控制器由於要處理的開關量信號較多，對轎廂輸入信號進行分析、處理，實時地將狀態值傳送到主控制器，同時從主控制器接收數據，用於顯示電梯信息。可採用兩種設計方案一種是採用一片集成度低的MCU1，通過外部擴展接口來實現所要求的功能，這種方案可以降低產品成本；一種是採用一片高集成度、外設接口功能多的高性能的MCU1為核心對電路進行設計，這種方案可以實現實時性、高速度，但產品成本會有所增加。對兩種方案可根據具體情況進行選取。
本發明轎廂控制器設計了特有的擴展功能，如附圖7所示，通過一個24針雙排插針與擴展板進行通訊。每個擴展板通過一個24針雙排插座連接轎廂板或者前一個擴展板，接收來自轎廂板的控制信號，然後通過一個24針雙排插針與下一塊擴展板進行通訊。24針信號包括來自轎廂控制器的晶片使能信號、數據鎖存信號、總線信號以及擴展面板上晶片的供電電源。擴展板的控制面板上還有兩個12針的雙排插針提供用跳線(兩針跳線)識別第N個8層樓的擴展。因為轎廂板設置了16層樓的按鍵輸入和按鍵燈的點亮，所以N可以從3到8中任意選取一個數。
首先當跳線選中第N個8層樓後，擴展板的按鍵輸入信號由擴展板的雙向三態門輸入給總線(由24針雙排插針連接轎廂控制器的總線)，轎廂控制器通過總線接收到按鍵信號，經過運算產生召喚信號發給單梯主控制器，同時從總線發出按鍵燈的點亮信號，(由24針雙排插針連接轎廂控制器的總線)輸出到擴展板的鎖存器上。雙向三態門和鎖存器的使能信號以及鎖存器的鎖存信號都由轎廂控制器運算得出，從連接轎廂控制器的總線的24針雙排插針發送到擴展板上，並且由兩個12針雙排插針的跳線來選擇這兩種信號是用來控制第幾個8層樓的擴展板的。
語音報站控制器如圖8所示，將語音報站功能設計為一個獨立的模塊，主要是使該項功能對於系統具有可選性，而且獨立工作可以提高運行速度和可靠性。控制器也是採用一片8位微控制器(MCU3)為核心，外部擴展CAN總線控制器用於CAN總線的通信，採用開關電源模塊增加對揚聲器的驅動能力。常規的語音晶片控制接口有/CE、PD、/EOM、P/R等等。語音晶片是通過I/O方式實現的。通過微控制器的I/O口來對ISD2590晶片的存儲地址尋址，並且用微控制器的I/O口模擬接口信號的時序。
錄音時先將語音晶片的/CE端置高，P/R端置低，然後輸入存儲地址並將PD端置低，然後開始錄音，錄音結束後再將/CE端置高。這樣就完成了一次錄音工作。若錄音時間過長，晶片處於存儲空間末尾時，/OVF端輸出低電平脈衝表示溢出，之後本端狀態跟隨/CE端的狀態，直到PD端變高。放音時先將/CE端置高，P/R端置高，然後輸入存儲地址並將PD端置低，然後開始放音，放音結束後再將/CE端置高。這樣就完成了一次放音工作。
液晶控制器結構圖如圖9所示，為使液晶顯示靈活迅速，液晶控制器的核心採用16位嵌入式微處理器，實時採集鍵盤輸入信號，通過串行接口實時接收來自單梯主控制器的信息，並通過串口發出控制信號。
單梯主控制器與液晶採用半雙工串行異步通信方式，為防止主控制器與液晶控制器間發生同時發送信息的情況，造成總線衝突，我們採取同一時刻只允許一個處理器往通信線上發消息的通信協議，由處理器自動識別通信線的繁忙。單梯主控制器處於主動方式，液晶控制器處於從動方式，液晶控制器的通訊子程序流程圖如附圖10所示，有效的避免了信息同時發送的衝突。
本發明說明書中未作詳細描述的內容屬於本專業領域技術人員公知的現有技術。
權利要求
1.一種基於分布式多路CAN總線的智能電梯控制方法，它包括一群控運算控制器，各臺單梯主控制器，各臺電梯的轎廂控制器，各臺電梯各層站的若干呼梯控制器，其特徵在於群控運算控制器與各個單梯主控制器的通信，當一有召喚被各個單梯主控制器登記時，各單梯控制器初步計算要響應的樓層，再發給群控運算控制器，群控運算控制器根據所有單梯當前的運行狀況計算出最佳的召喚響應方案，及時分配給最合理的電梯，其中單梯主控制器實時採集各電梯的各種狀態信號，實時接收其它控制器的召喚信號，實時對各個控制器發送消息，控制其它控制器的動作；轎廂控制器採集召喚信號和各種轎廂狀態信號，向單梯主控制器發送轎廂各種狀態信息、召喚信息，轎廂控制器還接收單梯主控制器信息，負責語音報站，實時顯示轎廂所在樓層，實時顯示電梯故障狀態，轎廂控制器還對轎廂按鈕信號燈進行點亮或消號的控制；呼梯控制器採集召喚信號，向單梯主控制器發送各樓層的召喚信息，接收單梯主控制器信息，實時顯示轎廂所在樓層，實時顯示電梯故障狀態；
2.如權利要求1所述的基於分布式多路CAN總線的智能電梯控制方法，其特徵在於各單梯主控制器具有獨立的3路CAN總線通信網絡，第一路CAN總線用於群控系統與各個單梯控制器之間的通信，第二路CAN總線用於單梯主控制器與各層站呼梯控制器的信息交換，第三路CAN總線用於單梯主控制器與轎廂控制器、語音報站控制器的信息交換。
3.如權利要求1或2所述的基於分布式多路CAN總線的智能電梯控制方法，其特徵在於單梯主控制器採用嵌入式微處理器(包括DSP即數位訊號處理器)與複雜可編程邏輯器件(CPLD)協同工作的架構，嵌入式微處理器(包括DSP)主要用來完成已採集數據的實時處理，運算和響應，與控制系統中其它微處理器之間的通信，電壓監控和數據的非易失性保存，複雜可編程邏輯器件(CPLD)實現了硬體的軟體化，增強嵌入式微處理器訪問外設的能力，最大程度擴展了嵌入式微處理器的I/O口，CPLD通過片內可編程數據交換邏輯模塊發送輸入埠信息到嵌入式微處理器，接收嵌入式微處理器發出的控制信息，經過可編程解碼邏輯模塊輸出到外圍接口。
4.如權利要求1或2所述的基於分布式多路CAN總線的智能電梯控制方法，其特徵在於單梯主控制器還採用了數據掉電保存電路，單梯主控制器的數據掉電保存電路的監控模塊監控單梯主控制器上主控制器板的供電電壓，當供電電壓低於某點時產生一電平信號給嵌入式微處理器(MCU)，MCU接收此信號後將內存數據通過串行口傳輸給串行電可擦除只讀存儲器(EEPROM)，電壓恢復正常後，MCU又通過串行口將EEPROM保存的數據重新讀進來，並且起始上電只讀一次串行電可擦除只讀存儲器的內容。
5.如權利要求1或2所述的基於分布式多路CAN總線的智能電梯控制方法，其特徵在於具有獨立可選的語音報站控制器，將語音燒錄在語音晶片的固定地址裡，採用一片8位微控制器(MCU3)為核心，通過微控制器(MCU3)的I/O口來尋找語音晶片的存儲地址，然後通過微控制器(MCU3)的I/O口對語音晶片的控制接口輸入信號，從而來控制相應存儲單元的錄音和放音功能，外部擴展CAN總線控制器用於CAN總線的通信，接收主控制器通過CAN總線發來的信息，進行語音報站或故障報警。
6.如權利要求1或2所述的基於分布式多路CAN總線的智能電梯控制方法，其特徵在於具有獨立可選的液晶顯示控制器，單梯主控制器與液晶顯示控制器之間採用無衝突無幹擾的通訊協議，單梯主控制器與液晶控制器使用串行異步通信方式，單梯主控制器處於主動方式，液晶控制器處於從動方式，主控制器每隔一段時間發送一次數據，液晶控制器有數據請求時，自動識別主控制器數據發送完畢一段時間後再發送數據請求，主控制器自動識別液晶控制器請求信號發送完畢後再響應發送數據。
7.一種基於分布式多路CAN總線的智能電梯控制裝置，它包括一群控運算控制器，各臺單梯主控制器，各臺電梯的轎廂控制器，各臺電梯各層站的若干呼梯控制器，其特徵在於群控運算控制器與各臺單梯主控制器通過CAN1總線連接，各臺單梯主控制器通過CAN2總線與各臺電梯的轎廂控制器、語音報站控制器相連接，各臺單梯主控制器還通過CAN3總線與各臺電梯各層站的若干呼梯控制器相連接。
8.如權利要求7所述的基於分布式多路CAN總線的智能電梯控制裝置，其特徵在於單梯主控制器由嵌入式微處理器(包括DSP)與複雜可編程邏輯器件(CPLD)連接構成，其中嵌入式微處理器通過總線與CPLD相連接，通過兩個CAN總線分別與各臺電梯的轎廂控制器、語音報站控制器和各臺電梯各層站的若干呼梯控制器相連接；單梯主控制器的嵌入式微處理器上還連接有電源監控信號和掉電保存電路；單梯主控制器的嵌入式微處理器連接有模擬量輸入信號和正交編碼脈衝輸入信號。複雜可編程邏輯器件CPLD與各個輸入開關量相連並輸出控制信號，複雜可編程邏輯器件還輸出器件片選信號和運行狀態LED指示信號，以及復位電路的復位脈衝信號。
9.如權利要求7所述的基於分布式多路CAN總線的智能電梯控制裝置，其特徵在於轎廂控制器由微控制器(MCU1)及外圍電路構成，其中MCU1通過CAN2總線與單梯主控制器相連接，接收來自單梯主控制器的電梯運行狀態信號，MCU1接收轎廂狀態及主令呼叫信號，並輸出轎廂狀態顯示信號和按鍵燈顯示信號，MCU1還分別通過串轉並器件與LED點陣顯示電路相連接。轎廂控制器留有樓層擴展接口，通過一個雙排插針與擴展板相連接，每個擴展板通過一個雙排插座與下一個擴展板相連接，直至第7個擴展板，並且每個擴展板通過跳線來識別。
10.如權利要求7所述的基於分布式多路CAN總線的智能電梯控制裝置，其特徵在於呼梯控制器由微控制器(MCU2)與外圍電路構成，其中MCU2通過CAN3總線與單梯主控制器相連接，MCU2還分別與呼叫按鍵信號和樓層撥碼開關設置信號相連接接收輸入信號，微控制器MCU2通過串轉並控制晶片與LED點陣顯示電路相連接。呼梯控制器的微控制器(MCU2)上還連接有一個外置看門狗和復位電路。
11.如權利要求7所述的基於分布式多路CAN總線的智能電梯控制裝置，其特徵在於具用獨立可選的語音報站控制器，語音報站控制器由微控制器MCU3與外圍電路構成，其中微控制器MCU3通過CAN總線控制器與CAN2總線相連接，微控制器MCU3還與語音處理晶片相連接，有一個開關電源模塊分別給微控制器MCU3和語音處理晶片提供電源。
12.如權利要求7所述的基於分布式多路CAN總線的智能電梯控制裝置，其特徵在於具用獨立可選的液晶顯示控制器，液晶顯示控制器MCU4通過SCI串行總線與單梯主控制器相連，實時顯示單梯主控制器發來的電梯運行狀態信息。液晶顯示控制器MCU4與按鍵輸入相連，實時採集鍵盤輸入信息。
13.如權利要求7或8所述的基於分布式多路CAN總線的智能電梯控制裝置，其特徵在於群控運算控制器和單梯主控制器上分別設置有乙太網接口、USB接口以及液晶串行通訊接口。
全文摘要
本發明涉及一種基於分布式多路CAN總線的智能電梯控制方法及裝置，包括群控運算控制器，各臺單梯主控制器，各臺電梯的轎廂控制器，各臺電梯各層站的若干呼梯控制器，各臺單梯的液晶顯示控制器，以及各臺單梯的語音報站控制器，其特點是群控運算控制器與各個單梯主控制器的通信，當一有召喚被各個單梯主控制器登記時，各單梯控制器初步計算要響應的樓層，再發給群控運算控制器，群控運算控制器根據所有單梯當前的運行狀況計算出召喚響應方案，及時分配給最合理的電梯。由於本發明採用現場總線之一的CAN總線技術，各控制器之間只需一對雙絞線通過網絡拓撲結構連接即可，使得電梯控制系統安裝更加靈活，方便。
文檔編號B66B1/18GK1562720SQ20041001288
公開日2005年1月12日 申請日期2004年3月22日 優先權日2004年3月22日
發明者全書海, 柯躍, 吳格, 王洪榮, 黃亮 申請人:武漢理工大學, 湖北正野電器電梯有限公司