基于蓝牙的电梯无线调试系统研究

基于蓝牙的电梯无线调试系统研究

王磊

通力电梯有限公司昆明分公司

摘要：现代的城市高层建筑越来越多，上下楼层越来越离不开电梯，但是电梯的安全事故近些年频繁发生，这已经引起了社会各界人士的关注，为了保障乘坐电梯人员的安全，电梯在安装使用前要做好运行调试工作。但是根据以往的经验来看，电梯的运行情况及控制情况采用传统的方法进行调试，不仅效果不理想，存在不少漏洞，而且耗时耗力，还会出现因为运行调试某些方面有漏洞导致电梯实际运行一段时间或者开始运行时出现一下故障，对电梯乘坐人员的生命安全带来严重的威胁。这些在电梯运行过程中常见的故障有电梯坠落、电梯卡在中间，门打不开等事故，这问题必须在电梯安装调试的过程中把这些隐患排查好，一次性解决确保电梯的安全运行。蓝牙的无线电梯调试法是近些年科学技术发展所诞生的安全可靠、方便快捷的方法。本文根据自己的经验对基于蓝牙的电梯无线调试系统进行了研究分析，本文仅供参考。

关键词：蓝牙；电梯；无线调试系统；研究

前言

近些年来，随着城市人口的增多，住房紧张成为了城市发展的问题之一。为了缓解住房紧张压力，现代建筑很多都是高层建筑，高层建筑必须要配备电梯，国家规定超过7层的楼房都要配备电梯，电梯安装好后，需要维护保养，确保电梯的正常稳定运行，和运行的安全。我国已经发生过多起电梯安全事故，所以加强对电梯各方面的运行调试工作非常重要，国家为了规范电梯管理把电梯列入了特种设备，需要定期检测才能使用。在我国传统的电梯调试中需要大量的人力和时间，调试的成本也比较高，而且无线电梯的调试因为远距离无法传输信号，对无线电梯的调试工作带来了极大的不便，而蓝牙技术应用在电梯的无线系统调试上克服了上述的缺点。下面本文对基于蓝牙的电梯无线调试系统研究的具体内容做详细的分析。

1、对蓝牙的电梯无线调试系统简介

本文主要对电梯的蓝牙无线通信、控制系统、安卓手机技术应用和轿厢通信进行了分析，对蓝牙的电梯无线调试系统做出了分析。该系统主要使用的两大技术一个是安卓（Android）手机技术，还有一个是蓝牙通信技术。简单来说，就是在电梯的轿厢的控制器上面安装蓝牙模块，再把电梯轿厢控制器和安卓（Android）手机连接起来，然后在电梯无线调试时就可以直接通过手机来控制。本文的该系统试验在电梯控制系统平台中完成，在大约2米高的试验塔中做测试。通过本次试验得出电梯反应的时间在25毫秒到50毫秒之间，完全符合电梯调试的条件，而且使用该系统十分方便、简单、操作也比较容易、经济成本非常低、可靠性高、很灵活，对电梯无线调试的结果达到可视化。如下图1所示为蓝牙的电梯无线调试系统的结构框架图。

图1蓝牙的电梯无线调试系统的组织结构图

从上图1的结构图中可以看出该系统的控制器有两个，一个是电梯轿厢的控制器，还有一个是电梯的主控制器。通常来讲，电梯的主控制器都是安装在电梯的机房主控柜当中，而电梯轿厢的顶部安装嵌入有蓝牙模块的轿厢控制器。

2、电梯轿厢控制器的设计分析

如图2所示为电梯轿厢控制器的硬件结构图，在电梯无线调试系统中，为了满足系统调试的需求，对电梯轿厢控制器进行了重新设计，以前的电梯轿厢控制器只具有最基础的I/O操作的功能，而现在在硬件方面增加了无线调试功能。

图2电梯轿厢控制器硬件结构图

电梯轿厢控制在主要芯片方面选用ST公司设计的，处理器是32位STM32F107，采用LQFP64引脚来对芯片进行封装，内核是ARMcortex—M3的，还有256k的ROM、采用2个OTG（USB）通信接口和SPI通讯接口3个以及UART有5个，还包括有以太网模块（10/100MAC）。电梯的安全回路电路及轿厢电路的信息需要借助SP2接口传输给电梯的主控制器上，并且电梯的无线调试的数据都是利用SP1接口发送到电梯的主控制器上。使用正确的方法把蓝牙模块安装在电梯轿厢控制器上，具体的情况见下图3为电梯轿厢控制器的事物图。假如没有进行调试，电梯轿厢控制器接受电梯的主控制器利用SP1和SP2传输的数据，然后继电器动作输出或者是使用蓝牙模块定期把电梯运行情况发送到安卓（Android）手机上面。如果系统调试人员想要调试时，就可以直接使用安卓（Android）手机的调试程序，利用蓝牙实施把信息传输给电梯的控制器，然后在经过SP1接口反馈给电梯主控制器。

蓝牙模块芯片使用的是进口的BlueCore4-Ext芯片，该蓝牙芯片的优点是可以支撑USB（OTG）、SPI及UART等多个类型接口，还能支持SPP蓝牙串口协议，在物理性能方面的优点是质量轻、体积小、功率消耗低、成本低级灵敏度高。

3、电梯运行调试应用程序的设计分析

如下图5所示为在安卓（Android）手机运行调试程序的图例。从下图中可以看出该应用程序主要有电梯调试、蓝牙连接及用户登录这三个部分组成。用户登录模块的主要功能是账户注册、登录和密码设置（找回）。用户第一次使用该程序先要注册一个个人账户，然后设置密码，如果用户密码忘记了，可以根据相应提示把密码找好。本文重点对调试模块和蓝牙连接模块做细致的分析。

图5安卓手机调试应用程序图例

3.1蓝牙连接模块

在本文中，蓝牙连接模块的主要功能是对蓝牙设备开启（关闭）、扫描，还要和电梯轿厢上面的控制器的蓝牙模块连接，如下图6所示为蓝牙连接模块的流程图。本文因为篇幅限制，就不在做细致的介绍。

4、实验测试结果分析

目前蓝牙技术连接有效的范围大概在方圆10米内，采用延伸（加强发射功率法）可以把连接的范围提高到方圆100米以内，蓝牙单个信道数据传输率大概是1Mb/s，而因为一些因素的影响时间传输率最高有721Kb/s。所以采用安卓手机的蓝牙程序对电梯运行调试是可行的，在实际的井道中存在干扰，为了确保信号的强度，无线模块需要使用高增益天线。通过本次试验得出电梯反应的时间在25毫秒到50毫秒之间，完全符合电梯调试的条件，而且使用该系统十分方便、简单、操作也比较容易、经济成本非常低、可靠性高、很灵活，对电梯无线调试的结果达到可视化。

参考文献：

[1]胡蓉.基于MSP430F149的建筑货运电梯无线控制系统设计与实现[D].浙江工业大学,2014.

[2]杨国龙.基于物联网的电梯智能数据采集报警系统优化及应用[D].宁夏大学,2014.

[3]杨舰,谢广智.电梯无线召唤通信系统设计与实现[J].计算机工程与应用,2016,16:238-243.