引言

現(xiàn)代化進(jìn)程加快，越來越多的改成建筑拔地而起，電梯成了人們主要的上樓代步工具，電梯安全就尤為重要，我們應(yīng)該重視電梯安全來有效保障我們的生命財產(chǎn)安全。目前我們的電梯上配備的保護(hù)裝置有限速系統(tǒng)、行程極限系統(tǒng)、緩沖器系統(tǒng)、制動器系統(tǒng)。

文章是通過加速度傳感器和紅外測距傳感器，計算和測量出電梯的加速度和速度，通過兩個指標(biāo)監(jiān)測電梯的運行狀態(tài)，在發(fā)生故障時通過電機(jī)控制液壓系統(tǒng)使電梯制動，有效保障乘客的生命財產(chǎn)安全。

1、系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)的總體框圖如圖1所示，系統(tǒng)以STC12C5A60S2-351單片機(jī)作為控制器，紅外測距傳感器和加速傳感器將測得數(shù)據(jù)發(fā)送到單片機(jī)中，紅外測距傳感器測量電梯的速度，通過單片機(jī)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后，根據(jù)時間差算出電梯此時的速度，加速度傳感器可以測量電梯此時的重力加速度，單片機(jī)判斷轎廂加速度和速度是否超過預(yù)設(shè)值，假設(shè)超過預(yù)設(shè)值，單片機(jī)會通過L9110電機(jī)模塊來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而控制液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)達(dá)到制動效果。

圖1 ?系統(tǒng)總體框圖

1.1、STC12C5A60S2-351單片機(jī)

STC12C5A60S2是STC生產(chǎn)的單時鐘/機(jī)器周期（1T）的單片機(jī)，是高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍。內(nèi)部集成8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換，針對電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場合。其工作電壓為工作電壓5.5-3.5V，STC12C5A60S2系列帶A/D轉(zhuǎn)換的單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換口在P1口，有8路10位高速A/D轉(zhuǎn)換器，速度可達(dá)到250kHz（25萬次/秒）。8路電壓輸入型A/D，上電復(fù)位后P1口為弱上拉型I/O口，用戶可以通過軟件設(shè)置將8路中的任何一路設(shè)置為A/D轉(zhuǎn)換，不須作為A/D使用的口可繼續(xù)作為IO口使用。因為其內(nèi)部具有AD轉(zhuǎn)換可以滿足系統(tǒng)的需求，直接代替AD轉(zhuǎn)換元件，紅外測距傳感器可直接連入單片機(jī)，在單片機(jī)上進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。

1.2、加速度傳感器

MPU-6050集成了3軸MEMS陀螺儀，3軸MEMS加速度計以及一個可擴(kuò)展的數(shù)字運動處理器DMP。MPU-60X0對陀螺儀和加速度計分別用了三個16位的ADC，將其測量的模擬量轉(zhuǎn)化為可輸出的數(shù)字量。為了精確跟蹤快速和慢速的運動，傳感器的測量范圍都是用戶可控的，陀螺儀可測范圍為±250，±500，±1000，±2000°/秒（dps），加速度計可測范圍為±2，±4，±8，±16g。MPU-6050可支持的電源為3.3V±5%。加速度傳感器測量轎廂的垂直加速度，如圖2所示，加速度傳感器MPU-6050的SCL和SDA分別與單片機(jī)STC12C5A60S2的P2.0和P2.1口相連，分別為IIC串行時鐘和IIC串行數(shù)據(jù)。IIC總線可靠的雙向二線制串行數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)總線，該總線使各電路分割成各種功能的模塊，并進(jìn)行軟件化設(shè)計，各個功能模塊電路內(nèi)都有集成一個IIC總線接口電路，因此都可以掛接在總線上，很好地解決了眾多功能IC與CPU之間的輸入輸出接口，使其連接方式變得十分簡單。

圖2 ?加速度傳感器連接圖