無線通訊技術在自動扶梯控制系統(tǒng)中的應用

邢娟

摘 要：主要對無線通訊技術在自動扶梯控制系統(tǒng)中的應用展開了探討，對控制系統(tǒng)中的硬件設計和軟件設計作了詳細的闡述和系統(tǒng)的分析，以期能為類似方面的無線通訊技術的應用提供有益的參考和借鑒。

關鍵詞：無線通訊技術；自動扶梯；控制系統(tǒng)；硬件設計

中圖分類號：TH236 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.12.139

所謂的“無線通信”，是利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式。目前，無線通訊技術的應用范圍越來越廣，并逐漸覆蓋到了自動扶梯的控制系統(tǒng)上?；诖耍疚膶o線通訊技術在自動扶梯控制系統(tǒng)中的應用進行探討，相信對有關方面有一定的幫助。

1 硬件設計

1.1 芯片的選擇

1.1.1 微處理器的選擇

控制板上的微處理器主要用于實現(xiàn)對自動扶梯各種功能的控制，負責對采樣的控制，對信號調理芯片進行編程和控制，與無線通訊技術模塊通信等。由于采用了模塊化設計方案，因此，微處理器可以通過UART接口與無線通訊技術模塊通信，包括接收和發(fā)送從安全回路各信號端按照無線通訊技術協(xié)議規(guī)定的數(shù)據(jù)格式采集的數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)的采集動作及無線通訊技術模塊的工作方式。

基于ARM核心的微處理器具有運算速度快、體積小、功耗低、外圍接口資源豐富等優(yōu)點。本文采用基于ARM7T的PhilipsLPG2146微控制器。

1.1.2 無線通訊技術模塊的選擇

接收和發(fā)送模塊使用的無線通訊技術芯片是已經(jīng)商品化的無線通訊技術模塊，其核心是主流的CSR的BlUeC。re02-External無線通訊技術芯片與外圍器件一起構成無線通訊技術模塊，如圖1所示。電壓調整電路提供無線通訊技術模塊所需的3.3 V和1.8 V電壓，閃存用于存儲無線通訊技術固件和配置參數(shù)。無線通訊技術主機可通過各種接口（SPI接口、UART接口和USB接口等）實現(xiàn)與無線通訊技術模塊的通信。

1.2 硬件系統(tǒng)設計

系統(tǒng)硬件分為發(fā)送模塊和接收模塊兩部分。

1.2.1 發(fā)送模塊

發(fā)送模塊包括采集信號部分和發(fā)送部分。采集信號部分為八通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。8路傳感器信號經(jīng)過放大與調理后，均變?yōu)?～3 V的標準模擬電壓信號，分別連接到LPC2146的AD1.0～AD1.7管腳。LPG2146片內的ADC是一個分辨率為10位、轉換速率為400 kS/s的逐次逼近型ADC，支持8路復用的輸入信號。LPG2146對8路信號進行輪流采樣，由其內部的ADC提供轉換時的電壓基準。本文使用了LT1461A3這一+3 V的精密電壓基準。發(fā)送部分以CSRBG02無線通訊技術模塊為核心，與接收模塊進行無線通訊技術AGL（Access Contorl List）數(shù)據(jù)通信。

1.2.2 接收模塊

接收模塊分為接收部分和信號處理部分。接收部分同樣以CSRBG02無線通訊技術模塊為核心，與發(fā)送模塊進行數(shù)據(jù)通信；信號處理部分由以LTC2146為核心的主控制器組成，用于處理接收到的安全回路信號，實現(xiàn)對自動扶梯的控制。

GSRBlueGore02無線通訊技術模塊具有HGIUART與HCIUSB傳輸層。本文采用了編程較為簡單的HCIUART接口與微控制器LPG2146連接。無線通訊技術模塊與ARM的硬件連接如圖2所示。由于無線通訊技術模塊和ARM都采用+3.3 V電源供電，因此其接口間不存在電平差異，不需要轉換電平。無線通訊技術模塊UART接口的發(fā)送端UARTTX接LPG2146的UART，接收端接RXD0，而無線通訊技術模塊的UART接口的接收端UARTRX接LPG2146的UART，發(fā)送端接TXD0。

無線通訊技術模塊的復位電路有上電復位、手動復位和LPC2146控制復位3種復位功能。當RST腳上的高電平持續(xù)時間大于5 ms時，無線通訊技術模塊將被復位。

C1和R3組成上電復位電路，S1為長開按鈕。當S1按下時，實現(xiàn)手動復位。LPC2146的P0.16腳接BTRST，可以通過D1二極管使無線通訊技術模塊復位。

整個系統(tǒng)的無線通訊技術解決方案如圖2所示，傳感器采集各個安全回路信號給信號采集控制器。信號采集和處理模塊由LPG2146構成，信號傳輸模塊由無線通訊技術BC02構成。由LPC2146的CPU驅動，無線通訊技術模塊之間進行無線傳輸，并與自動扶梯的主控制器進行有機連接，構成了自動扶梯安全回路無線通訊技術無線傳輸控制系統(tǒng)。

2 軟件設計

無線通訊技術模塊的通信原理為：開始初始化無線通訊技術模塊，直到初始化成功；通信模塊初始化完成以后，連接兩個無線通訊技術模塊，直至成功建立聯(lián)系；隨后，分別讀寫無線通訊技術設備，發(fā)送或者接收無線通訊技術指令并更新。無線通訊技術模塊的通信流程如圖3所示。

整個系統(tǒng)包括應用端口通信及協(xié)議模塊、I2CAP協(xié)議模塊、HCI接口驅動模塊和FLASH編程模塊，主要完成系統(tǒng)的初始化處理、FLASH編程、查詢并建立ACL鏈接、數(shù)據(jù)傳送和接收等。整個源代碼是用C語言在ADS1.2編譯器內編程的。系統(tǒng)復位后，ARM微控制器為UART建立57.6 kB/s的標準數(shù)據(jù)速率。通過HCI主控制器接口，無線通訊技術設備之間建立流控，并進行加密協(xié)議的檢權，從而組成無線通訊技術設備微微網(wǎng)，為無線通訊技術設備之間的數(shù)據(jù)傳輸做好準備。在建立ACL鏈接之后，主從無線通訊技術模塊之間就可以進行數(shù)據(jù)交換了。

3 結束語

綜上所述，隨著我國科學技術的不斷發(fā)展，無線通訊信息技術的應用范圍越來越廣。自動扶梯是建筑中的常用設備，將無線通訊技術應用于自動扶梯的控制系統(tǒng)中，能夠大大提高控制系統(tǒng)的工作效率，值得推廣和應用。

參考文獻

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[2]沈玉梅.基于PLC的自動扶梯變頻系統(tǒng)設計[J].機電工程技術，2011（12）.

〔編輯：劉曉芳〕