_ 项目名称

智能电梯系统

项目类型

（划“√”）

基础研究

应用研究

开发研究

其它

√

1、项目来源及选题依据

____ 本项目来源于我们自己的大学生活，在我们每次上课乘坐电梯的实践中，我们经常遇到这种无效开关门的现象，不仅浪费了电能，同时也影响了大家的心情和时间，效率极低。我们由此想到去用我们自己的所学去解决此问题。又查阅相关文献发现目前电梯存在的问题

1　电梯无效开门较多，不仅浪费能源同时也浪费时间

2　应用范围狭窄，针对特殊场所需要特殊

___ 结合我们电子科学与技术专业的知识和平时的动手实践，我们最终决定设计制作智能电梯系统来解决此类问题。

2、选题过程中已经阅读的文献资料，以及各项准备工作（如计算、实验等）

阅读文献：

[1]叶友谊.浅谈电梯节能现状及发展途径.黑龙江科技信息

[2]张方亮.途中断电自动平层电梯.中国专利网.申请号8820620.9

[3]陈新明，何旭光，谢威.智能电梯管理系统.中国专利网.申请号200510100248.6

[4]慧杰高,秀华马,艳华,孙常波,张小江.电梯满载楼层显示系统.中国专利网.申请号200820071554.0

准备工作：

1　我们深入的了解了智能电梯的国内外的研究现状及项目背景，并根据实际情况查询了相关专利，进行了充分的前期准备；

2　我们的团队成员针对该项目的所涉及的知识，进行了有针对性的学习，如FPGA，MCU，Verilog HDL，PROTEL电路图设计等等；

3　同指导老师进行了多次的交流，同国内外知名的电梯厂商进行了联络，对该项目进行了深入的了解。

3、国内外同类课题研究现状

目前针对电梯的节能方面主要有以下几个方面 ：

1　从电动机设计、制造环节入手是电梯节能的主要途径之一。

2　提高电机拖动系统的运行效率，如风机、水泵调速是以提高负载运行效率为目标的节能措施，再如电梯曳引机采用变频器调速取代异步电动机调压调速是以提高电动机运行效率为目标的节能措施。

3　加强电梯结构设计电梯轿厢上下运行时，会遇到空气阻力，电梯需要将一部分能量消耗在其上，速度越高消耗的能量也越大。因此，在满足电梯安全技术要求的前提下，制造单位可研究如何适当改进轿顶、轿底的设计，减少风阻，以达到节能的目的。

4　大力采用目前已成熟的各种先进控制技术这方面可做的比较多，比如轿厢无人自动关灯技术、误操作取消、防捣乱、驱动器休眠技术等均可达到很好的节能效果。

前三方面都需要对电梯做较大的改动，成本比较高昂，而且技术也面临一定得问题，而从上述的第四点入手则可以在不改变电梯的原有结构上，通过增加外围模块，与电梯的核心控制模块相结合，通过采用红外模块检测人，密码键盘模块实验特殊楼层，满载检验模块通过液晶显示电梯已满载，提醒电梯外乘客（提前通过液晶显示出电梯已承载量和还能承载重量使电梯外乘客提前预知自己进入电梯是否会使其满载，这样也就在一定得程度上降低了电梯的无效开门次数），优先楼层模块实现优先楼层功能等等，以达到智能化、人性化、节能化，安全化的目的

4、详细阐述所选课题的目的和意义

目的：

1　最大化的减少电梯的无效开门，并尽可能的杜绝电梯无效开门；

2　增加节能模块，赋予电梯节能功能，在不改变电梯的机械构造上进一步降低电梯的功耗；

3　为满足一些特殊场所需求，增加特殊楼层优先控制功能， 密码安全功能。

意义：

4　针对实际的需要，最大限度减少电梯误开门的次数，方便用户，节省时间；

5　针对特殊需要，采取特别优先和保密安全措施，减少特殊应用开发的成本。

针对节能环保，采取自动节能功能，减少电梯运行成本。

5、根据选题所要完成的工作和预期成果及成果形式

___ 根据本项目的目的及实施方案，我们决定采用设计智能控制系统和电梯中控系统的方式。通过分别设计两个系统，采用中控系统来模拟实际的电梯控制系统，对智能控制系统进行仿真测试。主要需要完成的工作是：

1　整体设计两个系统的功能属性和体系结构；

2　根据上述的设计进行电路图及PCB的设计；

3　进行电路板的焊接和检测；

4　进行相关程序的编写，并整机联调；

5　对智能控制系统进行仿真；

6　编写技术文档，申请专利及撰写论文。

成果形式：

1　两个系统：智能控制系统和电梯中控系统，均为电路板及相关的程序仿真波形等，能够完成既定的任务；

2　进行专利的申请和论文的撰写，争取能够获得专利并在国内核心期刊上发表论文。

6、拟采用的研究方案和要解决的关键技术问题

根据本项目的目的及实施方案，我们决定采用设计智能控制系统和电梯模拟系统的方式。通过分别设计两个系统，采用中控系统来仿真实际的电梯控制系统，对智能控制系统进行仿真测试。

电梯模拟系统部分：采用FPGA与MCU相结合的方式作为控制系统模拟实际的电梯时序，通过Verilog HDL语言的编程进行实现；键盘与MCU的结合实现各种情况的模拟。同时采用串行通信的方式与智能控制系统进行通信。对于由智能控制系统传回来的信号由MCU指定给FPGA，并由FPGA进行时序的更改。

模拟信号分别有：

1　通过按键模拟电梯的上行信号；

2　通过按键模拟电梯的下行信号；

3　通过按键模拟两种信号分别为没有满载的信号和已经满载的信号并且把两种信号传给智能控制系统；

4　当有人需要进去预先设定的特殊楼层时，将此需求信号传给智能控制系统；

5　当有人需要电梯优先到达响应楼层的时候，将此信号传给智能控制系统。

智能控制系统部分：接受电梯模拟系统的信号，并及时处理。

本系统分为6大功能：

1　红外智能检测功能：当有人在电梯外在按电梯按钮时，安装在智能控制系统中的人体红外传感器RE200B开始每隔一定时间扫描一次，通过红外热释电处理芯片BISS0001获取RE200B的信号，并交给MCU进行实时的进行处理，主控芯片对信号进行分析，如果判断有人则在此楼层停下，没人则不再此楼层停下。

2　特别楼层优先控制功能：通过主控芯片，当接收到外界的需求时，通过软件算法编程，将进入一个特别的循环，满足对于特别楼层需求的及时响应，而不对其他的要求给予相应，当满足要求后则跳出循环，终止优先控制。

3　编码安全功能：通过在智能控制系统中的键盘输入密码，通过预设的密码，当需要到达特殊楼层时，检测用户所给密码是否满足预设的密码，如果相匹配，则到达用户所需要的楼层。

4　满载检测功能：智能控制系统接收电梯模拟系统传过来的满载信息，将得到的重量信号通过mcu在液晶屏上面显示出来，以提醒电梯外乘客电梯还可载重量。

5　防恶作剧功能：（1）当电梯上行时自动取消电梯内部给出的下行指令；当电梯下行时自动取消内部给出的上行指令（2）当电梯内部无人时，自动取消内部给出的电梯上或下行的指令。

6　自动节能功能：通过主控芯片，与电梯模拟系统结合，通过预先设定的时间段，当电梯进入此时间段并且没有别使用是时，使电梯内电灯，显示屏等一些其他辅助设备进入休眠状态，以达到节能的目的；当又有人对电梯作出要求时，能够以最快的速度恢复原来状态。

最终，我们将以实际的模拟结果和ModelSim仿真波形，来验证智能控制系统的效果。

关键技术问题：

1　电梯模块系统是否能有效地模拟现实电梯传递过来的信号。解决方案：通过verilog编程，在FPGA上模拟出现实电梯的各种有效信号。

2　红外扫描装置的扫描范围需要根据实际电梯的情况，根据不同地方，确定不同的扫描范围。解决方案：进行实地考察，解决实际扫描范围的问题。

3　电梯模拟系统和智能控制系统之间如何有效地通信。解决方案：采用串行方式，实现单片机有效通信。

7、研究工作进度的初步安排

2010.05--2010.07，查阅相关资料，整体设计两个系统的功能属性和体系结构；

2010.07--2010.09，根据上述的设计进行电路图及PCB的设计；

2010.09--2010.10，进行电路板的焊接和检测；

2010.10--2010.12，着手进行相关程序的编写，并整机联调；

2010.12--2010.03，对智能控制系统进行仿真；

2010.03--2010.04，编写技术文档，着手申请专利及撰写论文。

8、项目经费预算（请认真、详细填写附表1）

器件费用：6140元

资料费用：873元

论文发表费：1000元

专利申请费：2000元

9、指导教师意见

_ _ 智能电梯控制系统具有广阔的应用前景和市场，该实验项目原理成熟、技术方案明确可行、经费预算合理，同意开题。

指导教师签字：

___________________________________ 年_ 月_ 日

10、学院意见

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单位（公章）：________________ 负责人签字：

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___ 11.学校意见

_________ 负责人签字：

_________________________________ ___ 年_ 月_ 日