一种电梯控制系统及方法与流程

本申请涉及单片机领域，尤其涉及一种电梯控制系统及方法。

背景技术

随着社会的进步，高楼大夏的快速发展，电梯需求量也越来越大，其性能要求也越来越高。早期的电梯控制系统都是采用继电器进行控制的，这种控制系统运行能力慢，功能又少，故障率高，经常出现问题。到了20世纪末，微处理器高速发展，微处理器广泛的应用到了电梯的控制系统中。由于微处理器控制技术功能强大，运行能力快，效率高，慢慢的取代了老式的继电器控制系统。但是现有的通过微处理器控制电梯的系统并不完善，而且电梯门夹到人的问题没有得到改善。

技术实现要素：

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种电梯控制系统及方法。

本申请的方案如下：

一种电梯控制系统，包括：

压力传感器，设置在电梯门外，用于在感应到的压力大于预设压力阈值后发送压力信号；

单片机，用于接收所述压力信号，以及操作信号，并根据所述压力信号和/或操作信号生成控制信号，所述操作信号是用户按压按键后产生的，所述按键包括：电梯内部按键、电梯外部按键、复位按键、警报按键，所述控制信号包括：显示控制信号、语音播放控制信号、报警控制信号、转动控制信号、电梯门开关控制信号；

显示器，与所述单片机连接，用于接收所述显示控制信号，并根据所述显示控制信号进行信息显示；

语音播放器，与所述单片机连接，用于接收所述语音播放控制信号，并根据所述语音播放控制信号进行语音播放；

报警器，与所述单片机连接，用于接收所述报警控制信号，并根据所述报警控制信号进行报警；

电机，与所述单片机连接，用于接收所述转动控制信号，并根据所述转动控制信号转动，以带动电梯上行或下行；

电梯门开关，与所述单片机连接，用于接收所述电梯门开关控制信号，并根据所述电梯门开关控制信号带动电梯门打开或关闭。

优选的，结合以上内容，在本申请的一种可能的实现方式中，还包括：与各个所述按键分别对应的指示灯；

所述控制信号还包括：指示灯控制信号；

所述指示灯，与所述单片机连接，用于接收所述指示灯控制信号，并根据所述指示灯控制信号进行点亮或熄灭。

优选的，结合以上内容，在本申请的一种可能的实现方式中，所述压力传感器上设置有遮挡层。

优选的，结合以上内容，在本申请的一种可能的实现方式中，所述遮挡层为地毯。

优选的，结合以上内容，在本申请的一种可能的实现方式中，所述电机为步进电机；

所述转动控制信号包括：正转控制信号和反转控制信号；

所述步进电机，用于在接收到所述正转控制信号时上行，在接收到所述反转控制信号时下行。

优选的，结合以上内容，在本申请的一种可能的实现方式中，所述单片机为stc89c52单片机。

一种电梯控制方法，包括：

单片机接收压力信号和/或操作信号，所述压力信号是设置在电梯门外的压力传感器在感应到的压力大于预设压力阈值后发送的，所述操作信号是用户在按压按键后产生的，所述按键包括：电梯内部按键、电梯外部按键、复位按键、警报按键；

如果接收到压力信号，则控制电梯门开关带动电梯门打开，以及控制语音播放器进行开门语音提示；

或者，如果接收到操作信号，且所述按键是电梯电梯外部按键或电梯内部按键，则控制语音播放器进行所述操作信号所对应的楼层的语音提示，以及，在达到所述操作信号所对应的楼层后控制所述电梯门开关带动电梯门打开，以及，控制所述显示器显示所述操作信号所对应的楼层信息；或者，

如果接收到操作信号，且所述按键是复位按键，则根据所述操作信号进行复位；

如果接收到操作信号，且所述按键是警报按键，则控制所述语音播放器进行警报提示。

优选的，结合以上内容，在本申请的一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

如果接收到操作信号，则控制产生所述操作信号的按键对应的指示灯点亮。

优选的，结合以上内容，在本申请的一种可能的实现方式中，所述方法还包括：在达到所述操作信号所对应的楼层后，控制产生所述操作信号的按键对应的指示灯熄灭。

优选的，结合以上内容，在本申请的一种可能的实现方式中，所述达到所述操作信号所对应的楼层后控制所述电梯门开关带动电梯门打开后，所述方法还包括：控制所述语音播放器进行已到达所述操作信号所对应的楼层的语音提示。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请中的电梯控制系统，将单片机作为主控制器，控制性能稳定，对比其他电梯系统性价比更高，而且可以增强私密性，提高了可靠性。并且当乘客踩在压力传感器上，即站在电梯门口，单片机接收到压力信号，则控制电梯门开关带动电梯门打开，以及控制语音播放器进行开门语音提示，可以防止乘客被门夹到，并提醒乘客抓紧进入电梯。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1是本申请一个实施例提供的电梯控制系统的结构图；

图2是本申请一个实施例提供的单片机的电路图；

图3是本申请一个实施例提供的单片机的复位电路的电路图；

图4是本申请一个实施例提供的显示器的电路图；

图5是本申请一个实施例提供的语音播放器的电路图；

图6是本申请一个实施例提供的电机的电路图；

图7是本申请一个实施例提供电梯控制方法的一种流程图；

图8是本申请一个实施例提供电梯控制方法的另一种流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的一种电梯控制系统及方法的例子。

图1是本申请一个实施例提供的电梯控制系统的结构图，参照图1，一种电梯控制系统，包括：

压力传感器10，设置在电梯门外，用于在感应到的压力大于预设压力阈值后发送压力信号；

单片机1，用于接收压力信号，以及操作信号，并根据压力信号和/或操作信号生成控制信号，操作信号是用户按压按键后产生的，按键包括：电梯内部按键2、电梯外部按键3、复位按键4、警报按键5，控制信号包括：显示控制信号、语音播放控制信号、报警控制信号、转动控制信号、电梯门开关9控制信号；

显示器6，与单片机1连接，用于接收显示控制信号，并根据显示控制信号进行信息显示；

语音播放器7，与单片机1连接，用于接收语音播放控制信号，并根据语音播放控制信号进行语音播放；还用于接收报警控制信号，并根据报警控制信号进行报警；

电机8，与单片机1连接，用于接收转动控制信号，并根据转动控制信号转动，以带动电梯上行或下行；

电梯门开关9，与单片机1连接，用于接收电梯门开关9控制信号，并根据电梯门开关9控制信号带动电梯门打开或关闭。

单片机1是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器cpu、随机存储器ram、只读存储器rom、多种i/o口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。单片机1适用于电梯的控制系统，可以有效地延长电梯的寿命，并大幅减少控制器需要的材料。

基于单片机1的电梯智能控制系统，控制性能稳定，对比其他电梯系统性价比更高，而且可以增强私密性，提高了可靠性。

单片机1的选择具有两个方案，一是stm32系列单片机1，stm32是有st公司开发的一款半导体微控制器，为32位微控制器，具备数字信号处理、性能高。该系统控制程序相对要复杂，生产成本也较高。

二是stc89c52单片机1，参照图2，stc89c52属于低消耗的高性能8位微控制器，可用来编写程序的存储器达到8k字节，stc89c52在传统的51单片机1上进行了大面积的优化改造，在各应用上更灵敏和有效，且成本低，可大量生产。

本实施例可以但不限于将stc89c52单片机1作为主控制器。

电梯内部按键2为电梯梯内的按键，设置在电梯梯内的墙面上，具体为数字按键，用于输入目标楼层。

电梯外部按键3为电梯梯外的按键，设置在电梯梯外的墙面上，具体为上行按键或下行按键，除顶层外的每层电梯体外墙面上均设置有上行按键，除底层外的每层电梯体外墙面上均设置有下行按键，电梯外部按键3用于输入上行信号或者下行信号。

单片机系统在工作过程中有时需要对系统进行数据清除，或者当发生一些不可知的问题，使得单片机1出现无法运行或者跑飞等现状，此时将利用复位电路来让单片机1系统重新启动运行。按压复位按键4，单片机1接收到操作信号，启动复位电路，进行系统重新启动。复位电路的电路图参照图3。

单片机系统内还包括晶振电路，晶振电路也就是常说的时钟电路，在单片机的整个运行系统中，起着至关重要的作用，它是系统时钟信号的来源，是时钟频率的提供者。单片机系统是通过接收到的脉冲信号来进行指令工作，晶振电路由一个晶振、两个电容组成，与单片机的x1(p19)、x2(p18)两个反相器控制引脚以及电容的连接组成一个振荡器。原理上来说单片机系统运行过程中时钟频率的高低与单片机系统的运行是成正比的，但实际应用过程中并不是频率越高对整个系统的运行就越好，而是要根据采用的单片机所能承受的晶体频率，来选择合适的晶振频率。本实施例中选用12m的晶体作为单片机的晶振，选用两个相同的30皮法负载电容是为了防止电容值相差太大影响谐振的稳定性。

警报按键5设置在电梯梯内，电梯在工作过程中，可能会发生停电、电梯门故障无法打开，电机8故障无法运行等问题，此时按压警报按键5，单片机1接收到操作信号，控制语音播放器7进行警报提示。

为了防止乘客在进入电梯门时被夹到，在电梯门外设置压力传感器10，当压力传感器10感受到压力时，会产生压力信号，单片机1接收到压力信号后，会向电梯门开关9发送电梯门开关9控制信号，电梯门开关9控制电梯门打开，从而防止乘客被电梯门夹到。

为了防止压力传感器10上覆盖有杂物未及时清理等意外情况，导致压力传感器10一直感受到压力从而不间断的向单片机1发送压力信号，将压力传感器10设定成在感应到的压力大于预设压力阈值后发送压力信号。

参照图1，电梯内部按键2、电梯外部按键3、复位按键4、警报按键5均与单片机1连接，用于在被按压时，向单片机1发送操作信号。显示器6，语音播放器7，电机8，电梯门开关9也均与单片机1连接，单片机1在接收到操作信号后，根据不同按键的操作信号产生不同的控制信号。

如果单片机1接收到压力信号，则控制电梯门开关9带动电梯门打开，以及控制语音播放器7进行开门语音提示；

或者，如果单片机1接收到操作信号，且按键是电梯电梯外部按键3或电梯内部按键2，则控制语音播放器7进行操作信号所对应的楼层的语音提示，以及，在达到操作信号所对应的楼层后控制电梯门开关9带动电梯门打开，以及，控制显示器6显示操作信号所对应的楼层信息；或者，

如果单片机1接收到操作信号，且按键是复位按键4，则根据操作信号进行复位；

如果单片机1接收到操作信号，且按键是警报按键5，则控制语音播放器7进行警报提示。

常见的液晶显示屏，主要有字符型和汉字型液晶显示器，如汉字型lcd12864液晶显示屏、字符型lcd1602液晶显示屏。因为本实施例中无需进行汉字显示，所以本系统选用成本较低的字符型液晶显示器lcd1602作为显示器6，图4为显示器6的电路图，参照图4，lcd1602液晶显示屏总共包含了vss、vdd、vo、rs、rw、e、db0-db7、a、k16个连接控制端口。

vss控制端口为显示屏负极接地；vdd控制端口为显示屏正极接单片机正5伏电源。

vo控制端口连接一个滑动变阻器，用来调节显示屏暗亮度。滑动变阻器有三个控制引脚，一个控制引脚与显示屏vo端相连，另一个控制引脚与单片机正5伏电源相连，最后一个控制引脚与单片机负极相连。通过改变电阻的大小来改变电压的大小，从而达到显示屏亮度的调节。

rs控制端口为命令输出端口，利用高低电平来选择寄存器，与单片机p10引脚相连，当p07引脚输出一个低电平时，则显示屏对指令寄存器进行“写”功能；当p07引脚输出一个高电平时，则显示屏对数据寄存器进行“写”功能。

rw控制端口为读写输出端口，利用高低电平来选择读和写，与单片机p11引脚相连，当p11引脚输出为低电平则执行“写”操作，反之当p11引脚输出为高电平则执行“读”操作。

e控制端口为读写操作时的使能控制端口，与单片机p12引脚相连，当p12引脚输出一个低电平时，则单片机把显示数据写入显示屏存储器中；当p12引脚输出一个高电平时，则单片机把显示数据读取到液晶显示屏上。

do-d7控制端口为数据传输端口，与单片机的p01-p07相连。单片机用来对显示数据进行读和些操作。

a控制端口和k控制端口分别为背光电源线的正极和负极。

本实施例中采用by8001作为语音播放器7的主控芯片。by8001是一款双解码语音芯片，可支持mp3和wav格式。该模块设有卡座，可通过插卡或者数据线连接电脑来更换播放内容。模块内置的3w功放，可直接驱动3w的喇叭来进行语音播放。3个io口硬件选择8种触发方式，应用广泛。支持uart异步串口控制如暂停、上下曲、音量加减插播等功能。语音播放器7的电路图参照图5。by8001的busy引脚通过一个1k的电阻连接一个二极管小灯之后接地，小灯用作语音模块状态指示灯。rx、tx为数据传输引脚，rx通过一个电阻连接单片机的p31io控制口，tx通过一个电阻连接单片机的p30io控制口。spk1和spk2与喇叭连接，用来驱动3w的喇叭进行语音播放。dp、dm为usb数据线用来更换tf卡的播放内容。

电机8的电路图参照图6。参照图6，单片机的主控制芯片通过p23、p22、p21、p20io控制口，分别与电机驱动uln2003的in1、in2、in3、in4引脚进行连接，用作信号传递。本设计所使用的步进电机为四相五线，用五条数据线直接与uln2003的out1-out5引脚相连。gnd接地，vcc接5伏电压。

本实施中的单片机通过电源电路供电，电源电路由一个电源座和两个电容组成。电源座由两个负极引脚和一个正极引脚组成，两个负极引脚接地，正极引脚与电源电压正极相连。两个电容用来保障系统电流的稳定工作防止烧毁器件，两个电容分别为470uf和0.1uf。470uf的电容用来过滤系统运行中所产生的高频电波，0.1uf的电容用来过滤系统运行中所产生的低频电波。

本实施例中，电梯内部按键一端接地，另一端分别接单片机的p27、p26、p25、p24io控制口，然后通过一个1k电阻接正极电源；

电梯外部按键，一端接地，另一端分别接单片机的p37、p36、p35、p34、p33、p32io控制口，然后通过一个1k电阻接正极电源；

警报按键一端接地，一端接单片机p13io控制口。

本实施例中的电梯控制系统，将单片机1作为主控制器，控制性能稳定，对比其他电梯系统性价比更高，而且可以增强私密性，提高了可靠性。并且当乘客踩在压力传感器10上，即站在电梯门口，单片机接收到压力信号，则控制电梯门开关带动电梯门打开，以及控制语音播放器进行开门语音提示，可以防止乘客被门夹到，并提醒乘客抓紧进入电梯。

一些实施例中的电梯控制系统，压力传感器10为半圆型，半圆型压力传感器10直线一侧贴近于电梯门。如此设置，可以在使用更少的材料的同时将压力传感器10的覆盖范围达到更大。

一些实施例中的电梯控制系统，还包括：与各个按键分别对应的指示灯；

控制信号还包括：指示灯控制信号；

指示灯，与单片机1连接，用于接收指示灯控制信号，并根据指示灯控制信号进行点亮或熄灭。

按键可以采用透明材料，内嵌指示灯。

电梯内部按键，一端接地，另一端分别接单片机的p27、p26、p25、p24io控制口，然后通过一个1k电阻接指示灯，最后接正极电源。

电梯外部按键，一端接地，另一端分别接单片机的p37、p36、p35、p34、p33、p32io控制口，然后通过一个1k电阻接指示灯，最后接正极电源。

警报按键，一端接地，另一端通过一个1k电阻接指示灯，最后接单片机p13io控制口。

每个按键均对应一个指示灯，如果单片机1接收到操作信号，则控制产生操作信号的按键对应的指示灯点亮。

本实施例中，通过指示灯的点亮来提示乘客是否按压成功。

一些实施例中的电梯控制系统，压力传感器10上设置有遮挡层。采用遮挡层将压力传感器10遮挡起来，能对压力传感器10进行保护，并且不影响乘客的视觉效果。

遮挡层需略大于压力传感器10，覆盖于压力传感器10的表面。设置压力传感器10的预设压力阈值时，应把遮挡层的所占的压力去除。

进一步的，遮挡层可以但不限于为地毯。地摊美观大方，并且较容易获得；

也可以为海绵层。海绵层对压力的冲击有一定的缓冲作用，可以更好的保护压力传感器10；

也可以为防水胶垫。通过防水胶垫对压力传感器10进行防水保护。

优选的，结合以上内容，在本申请的一种可能的实现方式中，电机8为步进电机；

转动控制信号包括：正转控制信号和反转控制信号；

步进电机，用于在接收到正转控制信号时上行，在接收到反转控制信号时下行。

本实施例中选用步进电机来执行电梯的上下运行，步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机8，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件，应用极为广泛。在非超载的情况下，电机8的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机8转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

本实施例中通过单片机1控制步进电机匀速的进行有目的性的直线移动，来达到电梯上下运行的性能要求。

一种电梯控制方法，包括：

单片机1接收压力信号和/或操作信号，压力信号是设置在电梯门外的压力传感器10在感应到的压力大于预设压力阈值后发送的，操作信号是用户在按压按键后产生的，按键包括：电梯内部按键2、电梯外部按键3、复位按键4、警报按键5；

单片机1在接收操作信号时若接收到压力信号则同时进行接收到压力信号的流程；

单片机1在接收压力信号时若接收到操作信号则同时进行接收到操作信号的流程。

单片机1在接收压力信号时的流程如下：

s21：单片机1接收压力信号；

s211：控制电梯门开关9带动电梯门打开，以及控制语音播放器7进行开门语音提示。

单片机1在接收操作信号时的流程如下：

s22：单片机1接收操作信号；

当按键是电梯电梯外部按键3或电梯内部按键2时,执行

s221：控制语音播放器7进行操作信号所对应的楼层的语音提示，以及，在达到操作信号所对应的楼层后控制电梯门开关9带动电梯门打开，以及，控制显示器6显示操作信号所对应的楼层信息；

当按键是复位按键4时,执行

s222：根据操作信号进行复位；

当按键是警报按键5时，执行

s223：控制语音播放器7进行警报提示。

本实施例中的电梯控制方法，将单片机1作为主控制器，控制性能稳定，对比其他电梯系统性价比更高，而且可以增强私密性，提高了可靠性。并且当乘客踩在压力传感器10上(即站在电梯门口)，单片机1接收到压力信号，则控制电梯门开关9带动电梯门打开，以及控制语音播放器7进行开门语音提示，可以防止乘客被门夹到。

进一步的，如果单片机1接收到操作信号，则控制产生操作信号的按键对应的指示灯点亮。

在达到操作信号所对应的楼层后，控制产生操作信号的按键对应的指示灯熄灭。

通过指示灯的点亮来提示乘客是否按压成功。

在达到操作信号所对应的楼层后，单片机1控制产生操作信号的按键对应的指示灯熄灭，以便在该按键再次被按压后可以再进行点亮。

进一步的，达到操作信号所对应的楼层后控制电梯门开关9带动电梯门打开后，方法还包括：控制语音播放器7进行已到达操作信号所对应的楼层的语音提示。

单片机1接收操作信号，当按键是电梯电梯外部按键3或电梯内部按键2时,执行

s221：控制语音播放器7进行操作信号所对应的楼层的语音提示，以及，在达到操作信号所对应的楼层后控制电梯门开关9带动电梯门打开，以及，控制显示器6显示操作信号所对应的楼层信息。

在达到操作信号所对应的楼层后控制电梯门开关9带动电梯门打开后，控制语音播放器7进行已到达操作信号所对应的楼层的语音提示，比如按压设置在5楼的外部按键，电梯运行到5楼后，单片机1控制电梯门开关9带动电梯门打开后，控制语音播放器7播放到达5楼的语音提示。或者按压对应5楼的内部按键，电梯运行到5楼后，单片机1控制电梯门开关9带动电梯门打开后，控制语音播放器7播放到达5楼的语音提示。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。