本发明涉及施工升降机技术领域，尤其涉及一种施工升降机自动驾驶控制系统及控制方法。
背景技术：
施工升降机作为一种人、货两用的垂直升降设备，应用广泛，但操作人员在驾驶施工升降机时的工作强度较大，与此同时，通过人工操作控制施工升降机驶向目标楼层的过程中，难以避免对施工升降机的反复点动操作，而反复点动容易对设备造成不必要的机械磨损。如若实现设备的对目标楼层的自动驾驶功能，可以简化设备的操作控制方式，降低操作人员的劳动强度，同时可以在很大程度上避免人为操作不当引起的设备机械磨损。目前还没有有效的手段使施工升降机具备对目标楼层的自动驾驶功能，借此简化施工升降机的操作，降低操作人员的劳动强度，减少升降机操作人员数量，降低升降机使用成本，同时减小施工升降机反复点动引起的机械磨损。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构新颖、操作简便的施工升降机自动驾驶控制系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的施工升降机自动驾驶控制系统，包括自动驾驶单元和远程控制单元；
所述的自动驾驶单元包括自动驾驶控制器、摄像机、操作手柄、限位开关、编码器和驱动电机；所述的自动驾驶单元还与笼内操作单元电连接，同时接收操作手柄、限位开关和编码器的电信号，并控制驱动电机；所述自动驾驶单元还可接收远程控制单元发送的操作指令；
优选地，所述自动驾驶控制器设置有多组数据采集单元和mcu微控单元；所述mcu微控单元与每组数据采集单元分别连接；所述mcu微控单元控制各个数据采集单元采集施工升降机的高度、速度、手柄状态、电气状态等参数，接收远端或通过人机交互单元笼内目标楼层指令，通过自动控制驱动施工升降机吊笼到目标楼层并准确平层；且mcu微控单元可将施工升降机当前的状态参数、楼层等信息显示在设于远程控制单元或设于笼内操作单元的显示器单元中；
所述的数据采集单元包括档位采集单元、限位采集单元、编码器采集单元和驱动单元；所述操作手柄通过档位采集单元与mcu微控单元连接；所述限位开关通过限位采集单元与mcu微控单元连接；所述编码器通过编码器采集单元与mcu微控单元连接；所述驱动电机通过驱动单元与mcu微控单元连接。
优选地，所述的档位采集单元根据mcu微控单元的指令，采集操作手柄上、下、减速等各种状态，并将其转换为数字信号送到mcu微控单元中；
所述的限位采集单元根据mcu微控单元的指令，采集电梯状态参数、限位传感器状态，并将其转换为数字信号送到mcu微控单元中；
所述的编码器采集单元根据mcu微控单元的指令，采集施工升降机运行方向和速度、高度等信息，并将相应数据送到mcu微控单元中；
所述的驱动单元将mcu微控单元发出的控制指令通过驱动单元隔离放大输出到变频器，驱动电机运行。
所述的mcu微控单元与驱动单元之间还设置有多余度电传单元，所述的多余度电传单元功能接收mcu微控单元发出的驱动指令，通过多个通道传送到驱动单元，确保指令在传输过程中误码率极低，避免电梯误动作；
优选地，所述mcu微控单元还连接有人机交互单元；所述人机交互单元根据mcu微控单元的指令，采集用户操作信息及楼层信息、设置状态等信息，并将相应数据送到mcu微控单元中。
优选地，所述的笼内操作单元包括cpu单元i、远程控制收发单元i、人机交互单元i和显示器单元i；所述的远程控制单元包括cpu单元ii、远程控制收发单元ii、人机交互单元ii和显示器单元ii；
所述的cpu单元i与远程控制收发单元i连接，所述的cpu单元i接收远程控制收发单元i上传的升降机状态参数，同时接收由摄像机拍摄、由自动驾驶单元上传的压缩视频数据，将视频数据解压缩后和状态参数一起显示在与cpu单元i相连的显示器单元i上，供用户在吊笼内监控升降机状态，同时cpu单元i还将收到的视频数据、状态参数等数据存储到远程控制系统供用户调用；且cpu单元i还与人机交互单元i相连，可将人机交互单元i接收到的操作人员输入的控制指令传输到cpu单元i中；
所述的远程控制收发单元i接收自动驾驶单元发送的升降机状态参数，解压缩后发送到cpu单元i内，并将远程控制单元发出的控制指令压缩、编码后通过无线或有线方式发送到自动驾驶单元中；
所述的显示器单元i显示施工升降机的状态参数、视频图像，实现人机交互功能。
所述的cpu单元ii与远程控制收发单元ii连接，所述的cpu单元ii接收远程控制收发单元ii上传的升降机状态参数，同时接收由摄像机拍摄、由自动驾驶单元上传的压缩视频数据，将视频数据解压缩后和状态参数一起显示在与cpu单元ii相连的显示器单元ii上，供用户在远端监控升降机状态，同时cpu单元ii还将收到的视频数据、状态参数等数据存储到远程控制系统供用户调用；且cpu单元ii还与人机交互单元ii相连，可将人机交互单元ii接收到的操作人员输入的控制指令传输到cpu单元ii中；所述摄像机与自动驾驶单元相连；
所述的远程控制收发单元ii接收自动驾驶单元发送的升降机状态参数，解压缩后发送到cpu单元ii内，并将远程控制单元发出的控制指令压缩、编码后通过无线或有线方式发送到自动驾驶单元中；
所述的显示器单元ii显示施工升降机的状态参数、视频图像，实现人机交互功能。
本发明还提供所述的施工升降机包括手动驾驶控制方法和自动驾驶控制方法；
所述自动驾驶控制方法通过远程控制单元或笼内操作单元进行自动驾驶控制，所述自动驾驶控制方法包括以下步骤：
施工升降机自动驾驶单元上电后自动进入自检状态，获取施工升降机的实时状态信息；
将所述实时状态信息和预设状态信息进行对比，判断所述实时状态信息和预设状态信息是否匹配；
若不匹配，则向远程控制单元发送对应部件的失效状态位；
若匹配，则结束自检状态，自动进入工作状态，mcu微控单元发出操作指令并驱动吊笼向目标楼层运行并实现自动平层，同时mcu微控单元将升降机状态参数输出到显示器并发送到远程控制系统上；
所述mcu微控单元通过pid控制算法和窗函数滤波算法处理后向目标楼层发出操作指令；
所述的笼内操作单元还设有设置状态，工作状态和设置状态可自由切换，调整设置施工升降机工作状态参数，设置好的参数保存在mcu微控单元中，供mcu微控单元在工作状态下调用比对；
所述自动驾驶单元收到笼内操作单元的手柄操作指令后，自动驾驶控制系统将取消自动驾驶控制，切换进入普通手动驾驶控制。
优选地，所述施工升降机的实时状态信息包括操作手柄、限位传感器、变频器、高度编码器、数据及视频传输单元和工作电压、电流的实时状态信息；
所述的预设状态信息包括操作手柄、限位传感器、变频器、高度编码器、数据及视频传输单元和工作电压、电流的状态信息。
优选地，所述手动驾驶控制方法通过笼内操作单元实现，当收到笼内手柄操作指令，自动驾驶控制系统将取消自动驾驶控制，转而进入普通的手动驾驶控制，通过操作手柄发出发出操作指令并驱动吊笼向目标楼层运行，同时mcu微控单元将升降机状态参数输出到显示器；当吊笼到达目标楼层后，档位采集单元未接收到手柄操作指令，则进入自动控制驾驶。
本发明的自动驾驶控制方法通过远程控制单元或笼内操作单元进行自动控制，在自动驾驶控制方法下，楼层指令可以是笼内操作人员操作指令，也可以是无线指令传输系统通过远程控制收发单元ii传来的远端操作人员的指令，系统收到目标楼层指令后，系统mcu微控单元读取高度编码器采集到的当前楼层高度、并采集限位传感器状态、手柄操作状态、系统电流、电压、变频器状态等参数，根据目标楼层高度mcu微控单元采用pid控制算法、窗函数滤波算法产生电控指令，电控指令通过多余度电传单元传输驱动单元，驱动吊笼向目标楼层运动，并实现吊笼自动平层到目标楼层，同时施工升降机内视频信号和状态参数同时回传远程控制单元。
在上述两种自动驾驶控制方法下，一旦收到笼内手柄操作指令，系统将取消自动驾驶控制，转而进入普通手动驾驶控制。在手动驾驶控制下，操作人员的吊笼运行指令由系统采集后转换为电控信号，电控信号经过多余度电传单元传输到驱动单元，经驱动单元隔离放大后控制变频器驱动吊笼运行；当吊笼到达目标楼层后，档位采集单元未接收到手柄操作指令，则进入自动控制驾驶。
在自动驾驶控制和手动驾驶控制下，吊笼内的摄像头均采集吊笼运行视频图像，mcu微控单元采集电梯运行指令和状态参数，视频和电梯状态参数通过有线或无线传输将视频图像和状态参数发送到远端接收单元，远端控制系统接收到升降机视频和状态参数信号后解码并显示在显示器单元上，远端控制系统还可以将视频信号、控制参数记录在远端控制系统的硬盘中，实现电梯状态参数、视频图像保存。
本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
1、本发明采用远程控制单元和自动驾驶单元相结合，实现施工升降机对目标楼层的自动驾驶功能，可以简化施工升降机的操作控制方式，降低操作人员的劳动强度，减少施工升降机操作人员数量，同时可以在很大程度上避免人为操作不当引起的设备机械磨损，降低施工升降机使用和维护成本，大大降低生产成本和提高施工进度；其次，能够实现施工升降机的自动平层，并随时得知施工升降机各节点的状态参数，稳定可靠，扩展方便，尤其适合施工升降机的自动化控制。
2、本发明具有2种自动驾驶控制方法，可根据实际情况选择不同的自动驾驶控制方法，操作灵活下；而一旦收到笼内手柄操作指令，系统将取消自动驾驶控制，转而进入普通的手动驾驶控制，确保施工升降机以操作员实际指令为准，提高施工操作精度，避免出现自动驾驶控制方法下失控的情况，而当吊笼到达目标楼层后，档位采集单元未接收到手柄操作指令，则进入自动驾驶控制，自动驾驶控制和手动驾驶控制切换方便灵活。
3、本发明的多余度电传单元为包含有多条电路的检测器，多余度电传单元对同一输入信号进行多路采样传输，保证输出的控制信号波动大小不会浮动太大，确保电梯稳定。
4、本发明的施工升降机自动驾驶控制系统，以mcu微控单元为控制核心，通过mcu微控单元对数据采集单元采集到的信息数据进行逻辑分析及运算后，输出相应的控制信号来对操作手柄、限位开关和驱动电机等进行控制，使施工升降机的逻辑功能、自动运行功能、故障诊断等功能得以实现，使得施工升降机操控运行能够自动控制，减轻操控人员的工作量，提供平层精度及工作效率。
由此可见，本发明结构简单，使用方便，实用性强，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明的接线示意图；
图2是本发明的原理框图；
图3是本发明自动驾驶单元的电气原理图；
图4是本发明远程控制单元的电气原理图；
图5是本发明笼内操作单元的电气原理图；
图6是本发明笼内操作单元自动驾驶控制方法的软件状态图；
图7是本发明远程控制单元的软件状态图。
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，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明下一步详细说明。
实施例1
如图所示，本发明的施工升降机自动驾驶控制系统，包括自动驾驶单元和远程控制单元；
所述的自动驾驶单元包括自动驾驶控制器、摄像机、操作手柄、限位开关、编码器和驱动电机；所述的自动驾驶单元还与笼内操作单元电连接，同时接收操作手柄、限位开关和编码器的电信号，并控制驱动电机；所述自动驾驶单元还可接收远程控制单元发送的操作指令；
所述自动驾驶控制器设置有多组数据采集单元和mcu微控单元；所述mcu微控单元与每组数据采集单元分别连接；所述mcu微控单元控制各个数据采集单元采集施工升降机的高度、速度、手柄状态、电气状态等参数，接收远端或通过人机交互单元笼内目标楼层指令，通过自动控制驱动施工升降机吊笼到目标楼层并准确平层；且mcu微控单元可将施工升降机当前的状态参数、楼层等信息显示在设于远程控制单元或设于笼内操作单元的显示器单元中；
所述的数据采集单元包括档位采集单元、限位采集单元、编码器采集单元和驱动单元；所述操作手柄通过档位采集单元与mcu微控单元连接；所述限位开关通过限位采集单元与mcu微控单元连接；所述编码器通过编码器采集单元与mcu微控单元连接；所述驱动电机通过驱动单元与mcu微控单元连接。
所述的档位采集单元根据mcu微控单元的指令，采集操作手柄上、下、减速等各种状态，并将其转换为数字信号送到mcu微控单元中；
所述的限位采集单元根据mcu微控单元的指令，采集电梯状态参数、限位传感器状态，并将其转换为数字信号送到mcu微控单元中；
所述的编码器采集单元根据mcu微控单元的指令，采集施工升降机运行方向和速度、高度等信息，并将相应数据送到mcu微控单元中；
所述的驱动单元将mcu微控单元发出的控制指令通过驱动单元隔离放大输出到变频器，驱动电机运行。
所述的mcu微控单元与驱动单元之间还设置有多余度电传单元，所述的多余度电传单元功能接收mcu微控单元发出的驱动指令，通过多个通道传送到驱动单元，确保指令在传输过程中误码率极低，避免电梯误动作；
所述mcu微控单元还连接有人机交互单元；所述人机交互单元根据mcu微控单元的指令，采集用户操作信息及楼层信息、设置状态等信息，并将相应数据送到mcu微控单元中。
所述的笼内操作单元包括cpu单元i、远程控制收发单元i、人机交互单元i和显示器单元i；所述的远程控制单元包括cpu单元ii、远程控制收发单元ii、人机交互单元ii和显示器单元ii；
所述的cpu单元i与远程控制收发单元i连接，所述的cpu单元i接收远程控制收发单元i上传的升降机状态参数，同时接收由摄像机拍摄、由自动驾驶单元上传的压缩视频数据，将视频数据解压缩后和状态参数一起显示在与cpu单元i相连的显示器单元i上，供用户在吊笼内监控升降机状态，同时cpu单元i还将收到的视频数据、状态参数等数据存储到远程控制系统供用户调用；且cpu单元i还与人机交互单元i相连，可将人机交互单元i接收到的操作人员输入的控制指令传输到cpu单元i中；
所述的远程控制收发单元i接收自动驾驶单元发送的升降机状态参数，解压缩后发送到cpu单元i内，并将远程控制单元发出的控制指令压缩、编码后通过有线方式发送到自动驾驶单元中；
所述的显示器单元i显示施工升降机的状态参数、视频图像，实现人机交互功能；
所述的cpu单元ii与远程控制收发单元i连接，所述的cpu单元ii接收远程控制收发单元ii上传的升降机状态参数，同时接收由摄像机拍摄、由自动驾驶单元上传的压缩视频数据，将视频数据解压缩后和状态参数一起显示在与cpu单元ii相连的显示器单元ii上，供用户在远端监控升降机状态，同时cpu单元ii还将收到的视频数据、状态参数等数据存储到远程控制系统供用户调用；且cpu单元ii还与人机交互单元ii相连，可将人机交互单元ii接收到的操作人员输入的控制指令传输到cpu单元ii中；所述摄像机与自动驾驶单元相连；
所述的远程控制收发单元ii接收自动驾驶单元发送的升降机状态参数，解压缩后发送到cpu单元ii内，并将远程控制单元发出的控制指令压缩、编码后通过无线方式发送到自动驾驶单元中；
所述的显示器单元ii显示施工升降机的状态参数、视频图像，实现人机交互功能；
本发明还提供所述的施工升降机自动驾驶控制系统的控制方法，包括手动驾驶控制方法和自动驾驶控制方法；
所述自动驾驶控制方法通过远程控制单元或笼内操作单元进行自动驾驶控制，所述自动驾驶控制方法包括以下步骤：
施工升降机自动驾驶单元上电后自动进入自检状态，获取施工升降机的实时状态信息；
将所述实时状态信息和预设状态信息进行对比，判断所述实时状态信息和预设状态信息是否匹配；
若不匹配，则向远程控制单元发送对应部件的失效状态位；
若匹配，则结束自检状态，自动进入工作状态，mcu微控单元通过pid控制算法和窗函数滤波算法处理后向目标楼层发出操作指令并驱动吊笼向目标楼层运行并实现自动平层，同时mcu微控单元将升降机状态参数输出到显示器并发送到远程控制系统上；
所述的笼内操作单元还设有设置状态，工作状态和设置状态可自由切换，调整设置施工升降机工作状态参数，设置好的参数保存在mcu微控单元中，供mcu微控单元在工作状态下调用比对；
所述自动驾驶单元收到笼内操作单元的手柄操作指令后，自动驾驶控制系统将取消自动驾驶控制，切换进入普通的手动驾驶控制。
所述施工升降机的实时状态信息包括操作手柄、限位传感器、变频器、高度编码器、数据及视频传输单元和工作电压、电流的实时状态信息；
所述的预设状态信息包括操作手柄、限位传感器、变频器、高度编码器、数据及视频传输单元和工作电压、电流的状态信息。
所述手动驾驶控制方法通过笼内操作单元实现，当收到笼内手柄操作指令，自动驾驶控制系统将取消自动驾驶控制，切换进入普通的手动驾驶控制，通过操作手柄发出发出操作指令并驱动吊笼向目标楼层运行，同时mcu微控单元将升降机状态参数输出到显示器；当吊笼到达目标楼层后，档位采集单元未接收到手柄操作指令，则进入自动控制驾驶。
工作时，本发明的自动驾驶控制方法通过远程控制单元或笼内操作单元进行自动控制，在自动驾驶控制下，楼层指令可以是笼内操作人员操作指令，也可以是远程控制系统通过远程控制收发单元ii传来的远端操作人员的指令，系统收到目标楼层指令后，系统mcu微控单元读取高度编码器采集到的当前楼层高度、并采集限位传感器状态、手柄操作状态、系统电流、电压、变频器状态等参数，根据目标楼层高度mcu微控单元采用pid控制算法、窗函数滤波算法产生电控指令，电控指令通过多余度电传单元传输驱动单元，驱动吊笼向目标楼层运动，并实现吊笼自动平层到目标楼层，同时施工升降机内视频信号和状态参数同时回传远程控制单元。
在上述两种自动驾驶控制方法下，一旦收到笼内手柄操作指令，系统将取消自动驾驶控制，转而进入普通的手动驾驶控制。在手动驾驶控制方法下，操作人员的吊笼运行指令由系统采集后转换为电控信号，电控信号经过多余度电传单元传输到驱动单元，经驱动单元隔离放大后控制变频器驱动吊笼运行；当吊笼到达目标楼层后，档位采集单元未接收到手柄操作指令，则进入自动控制驾驶。
在自动驾驶控制和手动驾驶控制下，吊笼内的摄像机均采集吊笼运行视频图像，mcu微控单元采集电梯运行指令和状态参数，视频和电梯状态参数通过有线或无线传输将视频图像和状态参数发送到远端接收单元，远端控制系统接收到升降机视频和状态参数信号后解码并显示在显示器单元上，远端控制系统还可以将视频信号、控制参数记录在远端控制系统的硬盘中，实现电梯状态参数、视频图像保存。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。