嵌入式電梯群控系統設計

在標準格式中,報文的起始位稱(chēng)為幀起始(SOF),然后是由11 bit標識符和遠程發(fā)送請求位(RTR)組成的仲裁段。RTR位標明是數據幀還是請求幀，在請求幀中沒(méi)有數據字節。
　 控制段包括標識符擴展位(IDE),指出是標準格式還是擴展格式。它還包括1個(gè)保留位 (ro),為將來(lái)擴展使用。它的最后4個(gè)字節用來(lái)指明數據段中數據的長(cháng)度(DLC)。數據段范圍為0～8個(gè)字節,其后有一個(gè)檢測數據錯誤的循環(huán)冗余檢查CRC段。
　ACK段用來(lái)確認是否正常接收，由ACK槽(ACK Slot)和ACK界定符2個(gè)位構成。發(fā)送站發(fā)送的這兩位均為隱性電平(邏輯1),這時(shí)正確接收報文的接收站發(fā)送主控電平(邏輯0)覆蓋它。用這種方法,發(fā)送站可以保證網(wǎng)絡(luò )中至少有一個(gè)站能正確接收到報文。
　 報文的尾部由幀結束標出。在相鄰的兩條報文間有一很短的間隔位,如果這時(shí)沒(méi)有站進(jìn)行總線(xiàn)存取,總線(xiàn)將處于空閑狀態(tài)。
2.2.3 通信協(xié)議設計
　 由于在CAN總線(xiàn)中，標識符(ID)的大小規定了各節點(diǎn)發(fā)送消息的優(yōu)先級，ID號越小,發(fā)送優(yōu)先級越高，本系統中規定群控主控制器優(yōu)先級最高,因此設為0x01，其他電梯主控制器次之，設為0x11,依次類(lèi)推。
　 本系統消息格式采用：目的ID號+命令+數據字節1+數據字節2＋……+數據字節6的格式，在LPC2368中，存放數據的寄存器是CANRDA、CANRDB，每個(gè)寄存器是4個(gè)字節，因此一條CAN消息最多可存放8個(gè)字節。本協(xié)議中，CANRDA對應目的ID號、命令、數據字節1、數據字節2；CANRDB對應數據字節3~6。
　目的ID號確定消息的發(fā)出源，當目的ID號的內容為0x00時(shí)，所對應的消息是一條由主控制器發(fā)出的廣播消息，各節點(diǎn)均接收并分析。
　命令字節的內容是協(xié)議的核心，由各命令組成，包括狀態(tài)命令、控制命令，通常與數據字節搭配使用。
2.2.4 通信軟件設計
　通信模塊軟件設計，首先要初始化CAN控制器，CAN控制器初始化主要實(shí)現CAN工作時(shí)的參數設置，這些初始化的內容包括：硬件使能CAN、設置CAN報警界限、設置總線(xiàn)波特率、設置中斷工作方式、設置CAN驗收過(guò)濾器的工作方式、設置CAN控制器的工作模式等。初始化結束之后CAN模塊就可以進(jìn)入工作狀態(tài)，進(jìn)行數據發(fā)送和接收。發(fā)送數據時(shí)，首先判斷發(fā)送緩沖區是否空閑，如果有空閑發(fā)送緩沖區則將發(fā)送數據寫(xiě)入該發(fā)送緩沖區內，再啟動(dòng)發(fā)送命令，完成一幀數據的發(fā)送。接收數據時(shí)，讀取接收緩沖區數據，同時(shí)釋放該接收緩沖區，完成一幀數據的接收。數據發(fā)送和接收流程如圖3所示。

3 其他模塊設計
3.1 液晶顯示模塊
　液晶顯示模塊選用容量為2行16個(gè)字的液晶模塊，每個(gè)字以5×8點(diǎn)陣塊組成。本設計中群控主機對各電梯進(jìn)行監控，通過(guò)液晶顯示模塊可以實(shí)時(shí)顯示各個(gè)電梯的狀態(tài)，包括各電梯的群控狀態(tài)、樓層狀態(tài)、運行方向，同時(shí)對群控主機的各種參數設置也可以很清楚地在液晶模塊上顯示出來(lái)。
3.2 鍵盤(pán)模塊
鍵盤(pán)模塊采用了5個(gè)按鍵實(shí)現對群控參數、模式的設置，這5個(gè)按鍵分別對應為：ESC、UP、DOWN、ROTA、ENT，各按鍵作用如下：ESC為返回鍵，返回主顯示界面；UP為上翻頁(yè)鍵，該按鍵可實(shí)現循環(huán)上選擇菜單。在參數設置中，實(shí)現數字循環(huán)＋1,并實(shí)現ON/OFF、YES/NO、HIGH/LOW之間的切換。DOWN為下翻頁(yè)鍵，該按鍵可實(shí)現循環(huán)下翻頁(yè)選擇菜單。在參數設置中,實(shí)現數字循環(huán)－1，并實(shí)現ON/OFF、YES/NO、HIGH/LOW之間的切換。ROTA為右方向鍵，該按鍵可循環(huán)右移。在參數設置中，實(shí)現光標移位。ENT為確認鍵，在選中某菜單(即菜單在LCD上反白顯示）后，按Enter鍵進(jìn)入菜單，執行相應功能。
4 群控算法設計
4.1 模糊控制概念
模糊控制是建立在模糊集合論基礎上的一種語(yǔ)言規則與模糊推理的控制理論，它將自然語(yǔ)言轉化為計算機所能接受的算法語(yǔ)言,并模擬人的思維方法,對被控過(guò)程進(jìn)行有效的確定性的控制，它利用專(zhuān)家知識獲得各種控制規則,可以很好地處理電梯系統的多目標性、隨機性和非線(xiàn)性[5]。所以本系統采用模糊控制理論來(lái)處理群控中電梯的調度問(wèn)題。
4.2 群控模糊算法設計
　為了有效地調度電梯來(lái)滿(mǎn)足乘梯者的要求，提高乘客的舒適度和總體服務(wù)質(zhì)量，在電梯群控研究和應用過(guò)程中，常常把減少乘客的平均候梯時(shí)間(AWT)、平均乘梯時(shí)間(ART)及能源消耗(RPC)作為評價(jià)標準，因此在算法設計上通過(guò)模糊控制調整各評價(jià)因素(候梯時(shí)間、乘梯時(shí)間、能量消耗等)的權重系數,從而確定最佳派梯方案，進(jìn)而實(shí)現電梯群控的高效性[6]。
本系統將AWT、ART及RPC作為電梯群控的優(yōu)化參數和評價(jià)標準，通過(guò)一個(gè)調度算法判斷出哪部電梯來(lái)響應各廳層召喚。所以構造一個(gè)評價(jià)函數，綜合以上評價(jià)標準，評價(jià)函數如式(1)所示：