基于嵌入式系統(tǒng)的施工升降機自動控制系統(tǒng)的設計研究

閔令富

（山東清華康利城市照明研究設計院有限公司，山東 濟南 250100）

隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展進步，人們對于設施的要求也越來越高，建造高層建筑能夠提升土地的利用面積，但施工難度會有所增加，而施工升降機的使用解決了這一難題。但是在研究中發(fā)現(xiàn)，施工升降機的自動控制系統(tǒng)尚不完善，其中存在很多影響施工安全的危險因素［1］，因此，需要改良優(yōu)化目前使用的嵌入式系統(tǒng)的施工升降機自動控制系統(tǒng)，以降低工作的風險，保證使用者的生命安全。

中國水利：據(jù)了解，初步建設縣級以下山洪災害監(jiān)測預警系統(tǒng)，全國2 058個縣的中央財政補助資金目前已全部到位，2010和2011年度項目縣任務已基本完成，已經建設完成并投入試運行的項目效益如何？

1 整體設計思路

通過研究分析嵌入式系統(tǒng)的施工升降機自動控制系統(tǒng)的運行流程，并設計整體方案，需要使用風速傳感器、重量傳感器、光電編碼器、中央處理器、儲存設備、操作系統(tǒng)、應用程序及驅動等器材，使用S3C24450主控制器進行整合處理［2］；其中重量傳感器的作用為監(jiān)控進入施工升降機升降臺內的人員和建筑材料情況，及時進行提醒，保證施工升降機在安全的重量范圍內進行工作，光電編碼器的作用為：對施工的位置、高度進行測定，同時由風速傳感器進行風速檢測，計算不同高度中不同的風力對施工環(huán)境的影響，避免風力過大，施工升降機繼續(xù)高層作業(yè)的風險，保障施工的安全性；通過信號傳輸系統(tǒng)將傳感器檢測到的信息以及操作系統(tǒng)中人員進行操作的數(shù)據(jù)，傳送到中央處理器中進行處理，如果處理中發(fā)現(xiàn)了重量超標或者風力過大等現(xiàn)象，需要立即停止工作，中央處理器就會將危險信息傳輸至需要通知的部位，系統(tǒng)將會在合理位置停止運行并斷電，只有待相關條件要素恢復后再進行運轉。

2 設計嵌入式系統(tǒng)的施工升降機自動控制系統(tǒng)的硬件

2.1 傳感器單元檢測的設計

在嵌入式系統(tǒng)的施工升降機自動控制系統(tǒng)中，風速傳感器、重量傳感器和光電編碼器等都屬于硬件的部分，在整體的作用中以監(jiān)控實時數(shù)據(jù)為主，其中重量傳感器的兩個拉板分別設置在吊籠的兩端掛軸以及驅動板掛軸上，通過這種設計方式，可以避免以前傳統(tǒng)設計方式中重量傳感器因受力方向不同造成判定不準的情況發(fā)生，能夠使施工升降機的運行更安全穩(wěn)定，從而保證吊籠內的人員安全。

使用光電編碼器可以使對輸至軸上的幾何位移量轉換成數(shù)字量或者是脈沖，在施工升降機進行運行前，將光電編碼器相應的數(shù)字碼或者脈沖記錄輸入中央控制器中，在運行過程中按照相應的數(shù)值進行比對，判定施工升降機吊籠所處于的位置，對其他數(shù)據(jù)的計算和危險因素的判定起到關鍵作用。

在嵌入式系統(tǒng)的施工升降機自動控制系統(tǒng)中，另一部分的硬件設施是監(jiān)控儀表部分，它的主要組成單元有：中央處理器、電源、儲存器、繼電器、液晶顯示屏和觸摸屏等，在設計中選擇S3C2440處理器，是由于此種處理器的運行不需要很多能量，同時它能達到的運算效果也比較高，符合系統(tǒng)運行的要求；在S3C2440處理器中，包含著很多的硬件設施，可以極大地提高施工升降機自動控制系統(tǒng)的工作效率，是整個儀表監(jiān)控系統(tǒng)的運行更加流暢，功能更加完善。

結果顯示，三個小組的留學生語用能力都不高，只有中級語言能力的學生，語用能力的平均分略高于其他兩組的學生，但是三個小組之間并不存在語用能力的顯著差異。問卷最低分雖然出現(xiàn)在第一組中，但最高分卻沒有出現(xiàn)在第三組中。這說明，隨著語言能力的提高，留學生的語用能力并沒有相應地提高。留學生漢語語言能力的發(fā)展，不能保證其語用能力的必然發(fā)展。即使到了高級階段，留學生的語用能力仍處于一個較低的水平。

2.2 儀表監(jiān)控單元的設計

在施工升降機的運作系統(tǒng)中使用風速傳感器，可以選擇三杯式的風速傳感器，通過風杯旋轉進行風速的判定，將風速數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒胩幚砥骱螅醒胩幚砥魍ㄟ^對風速的計算，得出合理的安全條件值，確保施工升降機的安全運行。

3 設計嵌入式系統(tǒng)的施工升降機自動控制系統(tǒng)的軟件

在系統(tǒng)的運行中，軟件是整個設施的大腦，是自動控制系統(tǒng)的神經中樞，發(fā)揮著極其重要的作用。在對軟件系統(tǒng)進行設置時，可以在數(shù)據(jù)傳輸中使用NRF401芯片，這款芯片可以有效地在接受傳感器數(shù)據(jù)與發(fā)送中央處理器處理后的數(shù)據(jù)之間進行接收模式和發(fā)送模式的轉換［3］，使信息的時效性更強，同時可以做到對接受的信息和發(fā)送信息進行核對檢查，確保信息的準確無誤，保證施工安全；在施工升降機自動控制系統(tǒng)進行運行時，儀表監(jiān)控單元可以將傳感器收集的信息以及中央處理器轉化的信息反應在液晶顯示屏上，不同的樓層，不同的重量都能進行詳細的查看，操控檢查者可以通過觸摸屏對信息進行實時的控制和修改，保證施工升降機的安全有序運行。

對施工升降機自動控制系統(tǒng)的設計制造是利用其工作流程的特點進行的，在施工升降機中，分為兩個吊籠，兩個吊籠內重量不同，實現(xiàn)人員和施工材料的垂直起降。在施工升降機運行時，先進行對承載吊籠進行檢測，通過重量傳感器檢測是否超載，將數(shù)據(jù)傳送回中央處理器進行計算判斷，如果超載，那么就會發(fā)出警報，提醒施工人員進行處理，處理后繼續(xù)進行檢測，在未超載的情況下，再將人員物資輸送到需要的位置去。

輸電線路防外力破壞預警系統(tǒng)的基本原理是通過檢查架空輸電線路在空間產生的電場強度,通過算法計算出測量點與導線之間的距離。相對于入侵的物體,運行中的輸電線路中的任意一相可以看成無線長直導線。架空輸電線路的工頻電場是一種準靜態(tài)場,工頻電場由電壓產生。

4 結語

綜上所述，目前的建筑企業(yè)中，運用施工升降機自動控制系統(tǒng)的尚在少數(shù)，運用給予嵌入式系統(tǒng)的施工升降機自動控制系統(tǒng)，可以有效降低在人員和建筑材料輸送過程中需要花費的人力物力，同時也提高了工程的進度和輸送地效率，降低存在的風險，提高人員物資的安全性，可以提升建筑企業(yè)的經濟效益，提高現(xiàn)代化水平，應在實際的工程建造中推廣使用。