CN102050363A - 高楼层电梯控制主令板及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高楼层电梯控制主令板及控制方法，它包括接口电路、变压稳压电路、CAN处理电路、单片机扩展电路、键盘矩阵电路，外加信号通过主令板的CAN通讯输入端口接入到主令板的内部CAN处理电路中，CAN处理电路将接收到的CAN信号交由单片机扩展电路进行扩展，并通过单片机扩展电路对键盘矩阵电路进行控制，从而来实现对电梯的控制，它实现了对32个楼层的控制，同时避免了大量电线连接的弊端。
Description
技术领域
本发明属于一种电梯控制装置及控制方法，具体而言，是一种高楼层电梯控制主令板及控制方法。
技术背景
现目前电梯行业中大多使用并联控制（点对点控制），大大增加了材料成本以及工程安装成本。而且通用电梯轿厢楼层召唤板一般只有8个楼层召唤接口，如有楼层增加必须增加一块轿厢楼层召唤板，这随着楼层不断的增加带来了安装工艺上的困难。并入式控制接线方式繁琐，单点控制易被干扰。因单点控制方式带来的电路板使用面积大，依靠小型继电器动作实现召梯功能，极易使器件老化减少使用寿命。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的第一个目的是提供一种高楼层电梯控制主令板，它主要采用单片机I/O口扩展电路、运用键盘式矩阵控制收发数据及对其数据处理，同时采用CAN总线数据流传输，实现了对32个楼层的控制，并且避免了大量电线连接的弊端。
为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的第一个目的是提供一种高楼层电梯控制方法，它提高了电梯使用的可靠性、安全性，更充分合理的运用了CAN BUS通讯资源，更能适应现代城市建设的发展趋势。
为达到上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种高楼层电梯控制主令板，包括CAN接口电路（1）、变压稳压电路（2），所述变压稳压电路（2）的输入端与CAN接口电路（1）相连，外加电源通过CAN接口电路（1）输入到变压稳压电路（2），再通过变压稳压电路（2）输出电源电压VCC，用于向电梯控制系统供电，其特征在于：还包括CAN处理电路（3）、单片机扩展电路（4）以及键盘矩阵电路（5）；
所述CAN处理电路（3）的电源信号输入端与变压稳压电路（2）的输出端相连，用于接收电源信号；所述CAN处理电路（3）还与CAN接口电路（1）双向连接，所述CAN处理电路（3）通过CAN接口电路（1）输出控制信号，外部的反馈信号通过CAN接口电路（1）反馈到CAN处理电路（3）；
所述单片机扩展电路（4）与CAN处理电路（3）双向连接，进入单片机扩展电路（4）的控制信号通过扩展芯片扩展后传送到单片机进行运算处理，并将处理后的控制信号发送到CAN处理电路（3），CAN处理电路（3）通过CAN接口（1）将控制信号输出到外部控制部件；外部控制部件的反馈信号通过CAN接口（1）和CAN处理电路（3）反馈到单片机扩展电路（4）进行运算处理，处理后的信号发送到单片机扩展电路（5）；
所述键盘矩阵电路（5）与单片机扩展电路（4）双向连接，用户通过键盘矩阵电路（5）输入控制信号，指示灯点亮，输入的控制信号通过单片机扩展电路（4）的扩展芯片进行扩展后发送到单片机进行信号处理，并通过单片机将控制信号输出到CAN接口（1）；外部的反馈信号通过CAN接口（1）和CAN处理电路（3）到单片机，进行信号处理后发送到键盘矩阵电路（5），并由此来控制指示灯的熄灭。
为达到上述目的，根据本发明的第二个方面，本发明提供一种高楼层电梯控制方法，该方法包括以下步骤：
S1：启动电源开关，电梯控制系统上电，电梯开始运行；
S2：用户通过键盘矩阵电路（5）的按钮（JP1～JP32）输入控制信号，指示灯点亮；
S3：控制信号通过单片机扩展电路（4）的扩展芯片U7进行扩展后发送到单片机U1进行信号处理，单片机U1确定按钮在主令板上的位置后将控制信号发送到CAN处理电路(3)的通讯控制器U2，通讯控制器U2将信号传送到通讯收发器U3，通讯收发器U3通过CAN接口将信号输出到外围的控制部件；
S4：电梯到达指定楼层，电梯停止；
S5：外围控制部件将信号通过CAN接口(1)将控制信号逐步反馈到单片机U1，单片机U1对信号进行处理后输出到扩展芯片U7，进入扩展芯片U7的控制信号通过驱动芯片U6将信号输出到输出信号电路（7）；
S6：指示灯熄灭。
本发明的有益效果在于：通过本电梯控制主令板及控制方法，实现了对32个楼层的控制，并且避免了大量电线连接的弊端，同时也避免了单点控制易被干扰的缺点，提高了电梯使用的可靠性、安全性，更充分合理的运用了CAN BUS通讯资源，更能适应现代城市建设的发展趋势。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明的CAN接口电路图；
图3为本发明的变压稳压电路图；
图4为本发明的CAN处理电路图；
图5为本发明的单片机扩展电路图；
图6为本发明的键盘矩阵电路图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图对本发明进一步详细说明。
如图1所示，本发明的一种高楼层电梯控制主令板，包括CAN接口电路（1）、变压稳压电路（2），所述变压稳压电路（2）的输入端与CAN接口电路（1）相连，外加电源通过CAN接口电路（1）输入到变压稳压电路（2），再通过变压稳压电路（2）输出电源电压VCC，用于向电梯控制系统供电，另外，还包括CAN处理电路（3）、单片机扩展电路（4）以及键盘矩阵电路（5）；
所述CAN处理电路（3）的电源信号输入端与变压稳压电路（2）的输出端相连，用于接收电源信号；所述CAN处理电路（3）还与CAN接口电路（1）双向连接，CAN处理电路（3）通过CAN接口电路（1）输出控制信号，外部的反馈信号通过CAN接口电路（1）反馈到CAN处理电路（3）；
所述单片机扩展电路（4）与CAN处理电路（3）双向连接，进入单片机扩展电路（4）的控制信号通过扩展芯片扩展后传送到单片机进行运算处理，并将处理后的控制信号发送到CAN处理电路（3），CAN处理电路（3）通过CAN接口（1）将控制信号输出到外部控制部件，外部控制部件的反馈信号通过CAN接口（1）和CAN处理电路（3）反馈到单片机扩展电路（4）进行运算处理，处理后的信号发送到单片机扩展电路（5）；
所述键盘矩阵电路（5）与单片机扩展电路（4）双向连接，用户通过键盘矩阵电路（5）输入控制信号，指示灯点亮，输入的控制信号通过单片机扩展电路（4）的扩展芯片进行扩展后发送到单片机进行信号处理，并通过单片机将控制信号输出到CAN接口（1）,外部的控制信号再通过CAN接口（1）反馈到单片机进行信号处理后发送到键盘矩阵电路（5），并由此来控制指示灯的熄灭。
如图2所示，所述CAN接口电路（1）包括CAN接口J3和电源滤波器F1，其中，电源滤波器的型号为BNX002；外加电源通过接口J3接电源滤波器F1的输入端B，并通过输出端CB输出24V的电源信号；CAN接口电路（1）的输出端CANH、CANL设有检测端口TP1、TP2，用于连接外部的检测仪器，检测CAN接口输入和输出的信号是否正常传输，以便于检测电梯的故障情况。
如图3所示，所述电源变压稳压电路（2）包括型号为LM2574M的降压稳压芯片U5，降压稳压芯片U5输入端IN端口连接CAN接口电路(1)输出的24V直流电源，降压稳压芯片U5输出端OUT端口与反馈端FB端口相连接。降压稳压芯片U5将24V直流电压经过进行降压与稳压过程后，在输出端OUT输出适合整个电路工作的5V工作电压。
如图4所示，所述CAN处理电路（4）的信号输入电路为CAN通讯收发器U3，其型号为TJA1050，信号处理电路为CAN通讯控制器U2，其型号为SJA1000。CAN通讯收发器U3是CAN通讯控制器U2和物理总线之间的接口，是一种标准的高速CAN收发器。TJA1050可以为总线提供差动发送性能，为CAN通讯控制器U2提供差动接收性能。CAN通讯收发器U3的canh和canl两个端口分别连接总线的高电平CAN总线端CANH和低电平CAN总线端CANL，CAN总线的高电平信号和低电平信号经canh和canl两个端口输入通讯收发器U3，并经RXD端口输出到CAN通讯控制器U2的第一接收数据输入端RX0端口，U3的参考电压输出端Vref端口连接U2的第二接收数据输入端RX1端口，U3的数据输入端TXD端口与U2的数据输出端TXD端口相连，从而将CAN通讯控制器U2的数据通过CAN通讯收发器U3输出到物理总线上。
CAN通讯控制器U2的模式选择输入端MODE连接VCC，为INTEL模式，输入信号端ALE/AS与单片机处理电路U1的ALE/P端口相连，地址数据总线端口AD0-AD7与单片机U1的端口P00-P07相连。
如图5所示，所述单片机扩展电路（4）包括单片机U1和扩展芯片U7，其型号分别为AT89S52和M82C55，所述单片机U1的数据输入端还与输入接口电路（6）相连，用于给单片机U1录入控制程序，其中，输入接口电路（6）包括光电耦合器U12、U13，用于消除电源和空间电磁的干扰，所述单片机U1的复位端RESET还与监视定时器U4相连，用于在单片机出现死机或程序跑飞时，重新使它复位恢复运行；所述扩展芯片U7的输出端口PA、PB口连接键盘矩阵电路（5）的输入端口，用于控制主令板上按钮的横坐标，扩展芯片U7的PC口与驱动芯片U6相连，用于控制按钮的纵坐标，驱动芯片U6的输出端还与输出接口电路（7）相连，用于控制指示灯的点亮与熄灭，其中，驱动芯片U6的型号为ULN2803APG。
如图6所示，所述键盘矩阵电路（5）包括光电耦合器U8、U9、U10、U11，单片机扩展电路（4）的扩展芯片U7的输出端口PA与光电耦合器U10、U11的输入引脚相连，输出端口PB与光电耦合器U8、U9的输入引脚相连，光电耦合器U8、U9、U10、U11的信号输出端与键盘矩阵电路（5）的横向控制线相连，纵向控制线通过物理总线连接驱动芯片U6。
在本实施例中，光电耦合器U8、U9、U10、U11、U12、U13的型号为PS2805-4。
利用上述高楼层电梯控制主令板的方法包括如下步骤：
S1：启动电源开关，电梯控制系统上电，电梯开始运行；
S2：用户通过键盘矩阵电路（5）的按钮（JP1～JP32）输入控制信号，指示灯点亮；
S3：控制信号通过单片机扩展电路（4）的扩展芯片U7进行扩展后发送到单片机U1进行信号处理，单片机U1确定按钮在主令板上的位置后将控制信号发送到CAN处理电路(3)的通讯控制器U2，通讯控制器U2将信号传送到通讯收发器U3，通讯收发器U3通过CAN接口将信号输出到外围的控制部件；
S4：电梯到达指定楼层，电梯停止；
S5：外围控制部件将信号通过CAN接口(1)将控制信号逐步反馈到单片机U1，单片机U1对信号进行处理后输出到扩展芯片U7，进入扩展芯片U7的控制信号通过驱动芯片U6将信号输出到输出信号电路（7）；
S6：指示灯熄灭。
本发明采用单片机I/O口扩展电路、运用键盘式矩阵控制收发数据及对其数据处理，同时采用CAN总线数据流传输，实现了对32个楼层的控制，并且避免了大量电线连接的弊端，同时，提高了电梯使用的可靠性、安全性，更充分合理的运用了CAN BUS通讯资源，更能适应现代城市建设的发展趋势。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种高楼层电梯控制主令板，包括CAN接口电路（1）、变压稳压电路（2），所述变压稳压电路（2）的输入端与CAN接口电路（1）相连，外加电源通过CAN接口电路（1）输入到变压稳压电路（2），再通过变压稳压电路（2）输出电源电压VCC，用于向电梯控制系统供电，其特征在于：还包括CAN处理电路（3）、单片机扩展电路（4）以及键盘矩阵电路（5）；
所述CAN处理电路（3）的电源信号输入端与变压稳压电路（2）的输出端相连，用于接收电源信号；所述CAN处理电路（3）还与CAN接口电路（1）双向连接，所述CAN处理电路（3）通过CAN接口电路（1）输出控制信号，外部的反馈信号通过CAN接口电路（1）反馈到CAN处理电路（3）；
所述单片机扩展电路（4）与CAN处理电路（3）双向连接，进入单片机扩展电路（4）的控制信号通过扩展芯片扩展后传送到单片机进行运算处理，并将处理后的控制信号发送到CAN处理电路（3），CAN处理电路（3）通过CAN接口（1）将控制信号输出到外部控制部件；外部控制部件的反馈信号通过CAN接口（1）和CAN处理电路（3）反馈到单片机扩展电路（4）进行运算处理，处理后的信号发送到单片机扩展电路（5）；
所述键盘矩阵电路（5）与单片机扩展电路（4）双向连接，用户通过键盘矩阵电路（5）输入控制信号，指示灯点亮，输入的控制信号通过单片机扩展电路（4）的扩展芯片进行扩展后发送到单片机进行信号处理，并通过单片机将控制信号输出到CAN接口（1）；外部的反馈信号通过CAN接口（1）和CAN处理电路（3）到单片机，进行信号处理后发送到键盘矩阵电路（5），并由此来控制指示灯的熄灭。
2.根据权利要求1所述的高楼层电梯控制主令板，其特征在于：所述CAN接口电路（1）包括CAN接口J3和电源滤波器F1，其中，电源滤波器的型号为BNX002；外加电源通过接口J3接电源滤波器F1的输入端B，并通过输出端CB输出24V的电源信号；CAN接口电路（1）的输出端CANH、CANL设有检测端口TP1、TP2，用于连接外部的检测仪器，检测CAN接口输入和输出的信号是否正常传输，以便于检测电梯的故障情况。
3.根据权利要求1所述的高楼层电梯控制主令板，其特征在于：所述变压稳压电路（2）的控制芯片的型号为LM2574M；所述CAN处理电路（3）包括通讯收发器U3和通讯控制器U2，其型号分别为TJA1050和SJA1000T。
4.根据权利要求1所述的高楼层电梯控制主令板，其特征在于：所述单片机扩展电路（4）包括单片机U1和扩展芯片U7，其型号分别为AT89S52和M82C55，所述单片机U1的数据输入端还与输入接口电路（6）相连，用于给单片机U1录入控制程序，其中，输入接口电路（6）包括光电耦合器U12、U13，用于消除电源和空间电磁的干扰，所述单片机U1的复位端RESET还与监视定时器U4相连，用于在单片机出现死机或程序跑飞时，重新使它复位恢复运行。
5.根据权利要求4所述的高楼层电梯控制主令板，其特征在于：所述扩展芯片U7的输出端口PA、PB口连接键盘矩阵电路（5）的输入端口，用于控制主令板上按钮的横坐标，扩展芯片U7的PC口与驱动芯片U6相连，用于控制按钮的纵坐标，驱动芯片U6的输出端还与输出接口电路（7）相连，用于控制指示灯的点亮与熄灭，其中，驱动芯片U6的型号为ULN2803APG。
6.根据权利要求1和4所述的高楼层电梯控制主令板，其特征在于：所述键盘矩阵电路（5）包括光电耦合器U8、U9、U10、U11，单片机扩展电路（4）的扩展芯片U7的输出端口PA与光电耦合器U10、U11的输入引脚相连，输出端口PB与光电耦合器U8、U9的输入引脚相连，光电耦合器U8、U9、U10、U11的信号输出端与键盘矩阵电路（5）的横向控制线相连，纵向控制线通过物理总线连接驱动芯片U6。
7.一种高楼层电梯控制方法，其特征在于按照以下步骤进行：
S1：启动电源开关，电梯控制系统上电，电梯开始运行；
S2：用户通过键盘矩阵电路（5）的按钮（JP1～JP32）输入控制信号，指示灯点亮；
S3：控制信号通过单片机扩展电路（4）的扩展芯片U7进行扩展后发送到单片机U1进行信号处理，单片机U1确定按钮在主令板上的位置后将控制信号发送到CAN处理电路(3)的通讯控制器U2，通讯控制器U2将信号传送到通讯收发器U3，通讯收发器U3通过CAN接口将信号输出到外围的控制部件；
S4：电梯到达指定楼层，电梯停止；
S5：外围控制部件将信号通过CAN接口(1)将控制信号逐步反馈到单片机U1，单片机U1对信号进行处理后输出到扩展芯片U7，进入扩展芯片U7的控制信号通过驱动芯片U6将信号输出到输出信号电路（7）；
S6：指示灯熄灭。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |