高层建筑电梯安全监测系统设计毕业论文(编辑修改稿)

高层建筑电梯安全监测系统设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

用处 就 是 “故障预测 ”， 即当电梯将要出现故障 却 还没有出现故障 的 时 侯 ， 安全监测 体系 已经 能够 通过 参考比较 模型的方法，预测 出 将要发生的 错误 ，并 且经由 安全监测 体 系 报告给 后台 “ 某些地方 将 会 出现 甚么 故障” ， 电梯 9 安全监测 体系 的 这 些 功能在一些 较为 先进 的 国家中 早 己 涌 现。 (如OTIS 公司的 体系 )： 该 公司研 究开 发 出 的电梯监 测 体系 ， 拥 有分 层次 报警的能 力 ， 针对不 一样 层次 的 故障 分别选用 不一样 的处理 方式。 该 体系 为 更 便 利 的使用，还在 后台 监 测 的某些 位置 上 如 消防站 ， 候梯厅 等 分别 装备 了显示 的 屏幕。 要 达到 一个 相对 先进 的电梯 监测 体系 ， 其 监测 体系 应 当和 信号 体系 与 拖动 体系 组 成一个 总 体， 监测 体系 可以根据电梯运行 过程中 加速度 的 大小 ， 载重 等 很多 采样 部分 收到 的 数据来对 电梯 的运行 情况 进行整体 的 分析。 还有一些大公司 已经 研究 开发出一套 独立 电梯远程监 测体系 ，并且 使用 了 能够 随时 观察 轿厢内部情况 的 功能。 德国 ThyssenKrupp 的 电梯远程监 测 体系 是 该 电梯的特 点 ， 远程 10 监控中心 可以 对电梯的运行 状况 进行远程 的 操 纵 ， 然而 该功能 因为 后台 远离 运转中的电梯 ， 将 会 给 电梯的安全 运 转 造成 很大 危害。 日立 公司的 电梯 安全监测 体系 最大的特 色 是 数据更新速度 非常快 ， 能够连续 的对电梯的运 转 状况 采取 远程监测 ，当电梯 运行 出现 错误 的时候 ， 置于 电梯内的 信号收集 体系 会 马上 向 后台监测 报警 ， 屏幕会 出现 电梯发生 了什么 故障， 并立即 向工作人员 发出 消息 ， 显示 故障坐标 ， 使 工作人员 能够尽可能快的解决问题。 11 第二章 论文研究 设计 的主要内容 总体 设计 架构 主要内容如下 研究开发出 前端机是电梯监测 体系 功能得以 达到目的 的 关键 ，它的 目 的 是 收集 电梯 运行 体系 的数据 ， 并发现故障进行分析 ， 最后 完成与 后台 进行通 信 的 工作。 然而 当 电梯 以 平 常 状态 运 转的 时 侯 ，前端机收集 的信息 并 不 会 传递到 给 后台监控 ， 前端机 体系 主要是 由 重量信息采集模块，加速度信息采集模块 ， 电源 模块等 组 成。 具体方法如下图构成： 主控制芯片 SILICON公司的 8051AH系列单片机。 8051AH 系列单片机是 模数混合微控制器。 经 过 收 集 安置 在电梯 上 的重量传感器信 息通过滤波，放大 ， A/D 转换后变成数字信号， 用来 即 时监 shi 电梯内的载 C8051F120 单片机 电源开关模块 加速度信息采集模块 重量信息采集模块 接口电路模块 蜂鸣器报警模块 电话网数据传输模块 12 V1 V2 荷， 分析 判断是否超 重 ， 假如 超 重 则蜂鸣器 会发出信号。 8051AH 还要 处理 加速度信息采集 模块采集到的信息判断出是否超速如果超速则将信号通过电话网 传递到后台。 电源模块的设计 电源是 体系 能否 高效 正常 的 运行的前提， 电源模块 更 是本次论文研究开发 的重要模块之一 ， 电源模块的设计 首先必须 要考虑到 电源电压是否符合要求， 是否能够有效的消除各种 各样的 干扰 ， 并且 负载特性的要求以及 功率容量是否能够满足等问题。 通过对 体系 每 个 部分 的分析 ， 必须要有三 种 电源 电压。 分别是 ,5V,12V. 因为要求 电源模块 是要设计 出 一个 ,5V,12V 的 直流 供电 电源 ， 这里没有直接的 ,5V,12V 直流供电 电压 ，日常生活中只提供220V 的电压 ， 交流 220V，大大超过了本系统 研究需要 的电压，因此，变压器 使 220V 电压 下 降 以后再 进一步处理。 变压器部分设计 : 变 压器是电源 设计 电路 的 起 点， 把 220V 的 交流 电转化成 需要的 低 压 ， 接着 就 能够实施 下一阶段 的 处理。 V1 是 变压器的高压侧 ； V2是 变压器的低压侧 ； 13 单 相 桥式整流电路 的 设计 由于 要求输入 的是直流电源， 而电网电压提供的是交流电，而 单相桥式整流电路是将交流电压转换为 整流 电压 的 电路。 它有 四只二极管组成 ， 其 在 v2 的正半个周期电路的 运行 原理 ， 电流从上 沿 开始 流 入 ， 通过D1，接着 由 D4流回 ， 因而 D1 到 D4是 导通 的 ，而 D2 到 D3是 截止 的 ， 造成了 上 边是 正下 边是负的电 路 ， 在 v2 的负半 个 周 恰恰 相反 ， 电流从下端流 入 经过 D2， 再由 D3流回 ， 造成 了 D1 到 D4 是 截止 的 ， D2到D3 是 导通 的。 整流电路 使 用四个二极管 的 接连 导通得到一个单 调 方向的电 路 ， 如图所示 ： 滤波电路设计 此 滤波电路的 构成 是 由 电解电容 与 二极管 相互 并联 组成的电路 ， 工作原理 就是 当 电容两端电压 加大时导致 电容充电 ， 电压 下 降 时 导致 电容放电 ， 电压 下 降的坡度变平缓 ， 因此 起到滤波的作用。 选用电解电容的原 因 是 电解电容的电容量 很 大 ， 价格具有相当大的优势。 电解电容并二极管防止了电压反相 ， 如图所示 ： 14 三端稳压器 MC7805， MC7812， LM317: MC78M05CT 的用处是稳定 电压在 5V,如图所示 : 输入的电压要求直流输入应 在 LM317 15 5V 稳压电源 12V 稳压电源 16 可调电源电压 至 37V 重量信号采集模块设计 重量信 息 采集模块设计分为 3 个 步骤 :首先 为数据 收 集部分，由传感器把 重力信息 转化为 mv 级 的变化电压；第二步为信 息 放大，是由 两级 放大处理器构成一级是粗 调放大二级是微调放大； 第三步为A/D转换部分，由 ADC0809转换器将模拟信号转化成数字信号 ， 这三个步骤 将会实现所要求的功能。 工作原理 :首先是用压力传感器将 收集到的物体的重量 信息 转化 为 电压信号 ， 但是 因为 输出的电压信号很小，需要经过信息 处理电路对其 实行 线性放大 ， 通过 A/D放大、模数转换电路转换为数字信息，获得的信息发送给单片机主控电路。 在现实中，提高数据采集精度和尽可能减少其它的干扰，必须在传感器和A/D 芯片之间的电路调整信号 模块设计 总体方案 乘客站在电梯内，在 压 力的作用下会使 传感器上 安装 的弹性体 产生 形 变，于是弹性体的应变梁上的应变电阻片及桥路将失去平衡，输 17 出与重量成正比的电信号，再经线性放大器 把 信 息 放大，接着经 A/D转换器 把 模拟 量 转化为数字 量 ， 接着 经过 主控芯片 处理，驱动报警器，从而实现超载报警。 设计流程图 : 元器件选择 传感器的选择：测量压力 有各种各样 的传感器， 很多传感器都可以做到 . 虽然压电压力传感器也可用于过载报警，但压电传感器在高放大，价格高，绝缘要求高，不易实现。 因此使用电阻式更容易实现。 电阻式传感器 的 运行 原理是 由于 电阻应变效应， 也就是说电阻片在因为压力的作用下电阻片会发生变形 ，同时由于这个原因电阻也会发生变化。 电阻应变效应的理论公式如下 : 压力 传感器 信号 放大电路A/D 转换器 单片机 报警器 18 在现实的运用中 ， 把 电阻片 附着 在 软物体 或 者 需要测试物体 的 外表 ， 当 其受到 压力发生形变的时候 ， 附着 在 它 上 面 的 电阻 片也 会因此产生 同样的物理 形 变 ， 导致电阻式 应变片 产生同样的变化。 在这个时候， 它 们 把 应变力学量 化成 电阻 的 变化量。 应变片式传感器 有很多好处 ： 在很多场合 都应用得到，也能够测量 很多的东西，在测量物体的时候 分辨力与 精确度非常高 ， 构造轻便且简单，能够适应较为 繁杂的工作场地 ， 特别是能够 在 超强的压力与温度以及 较强。