無(wú)線通訊技術(shù)在自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

邢娟

摘 要：主要對(duì)無(wú)線通訊技術(shù)在自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用展開(kāi)了探討，對(duì)控制系統(tǒng)中的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)作了詳細(xì)的闡述和系統(tǒng)的分析，以期能為類似方面的無(wú)線通訊技術(shù)的應(yīng)用提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：無(wú)線通訊技術(shù)；自動(dòng)扶梯；控制系統(tǒng)；硬件設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TH236 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.12.139

所謂的“無(wú)線通信”，是利用電磁波信號(hào)可以在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式。目前，無(wú)線通訊技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，并逐漸覆蓋到了自動(dòng)扶梯的控制系統(tǒng)上。基于此，本文對(duì)無(wú)線通訊技術(shù)在自動(dòng)扶梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行探討，相信對(duì)有關(guān)方面有一定的幫助。

1 硬件設(shè)計(jì)

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(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)扶梯各種功能的控制，負(fù)責(zé)對(duì)采樣的控制，對(duì)信號(hào)調(diào)理芯片進(jìn)行編程和控制，與無(wú)線通訊技術(shù)模塊通信等。由于采用了模塊化設(shè)計(jì)方案，因此，微處理器可以通過(guò)UART接口與無(wú)線通訊技術(shù)模塊通信，包括接收和發(fā)送從安全回路各信號(hào)端按照無(wú)線通訊技術(shù)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(dòng)作及無(wú)線通訊技術(shù)模塊的工作方式。

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

1.1.2 無(wú)線通訊技術(shù)模塊的選擇

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

1.2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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(hào)部分和發(fā)送部分。采集信號(hào)部分為八通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。8路傳感器信號(hào)經(jīng)過(guò)放大與調(diào)理后，均變?yōu)?～3 V的標(biāo)準(zhǔn)模擬電壓信號(hào)，分別連接到LPC2146的AD1.0～AD1.7管腳。LPG2146片內(nèi)的ADC是一個(gè)分辨率為10位、轉(zhuǎn)換速率為400 kS/s的逐次逼近型ADC，支持8路復(fù)用的輸入信號(hào)。LPG2146對(duì)8路信號(hào)進(jìn)行輪流采樣，由其內(nèi)部的ADC提供轉(zhuǎn)換時(shí)的電壓基準(zhǔn)。本文使用了LT1461A3這一+3 V的精密電壓基準(zhǔn)。發(fā)送部分以CSRBG02無(wú)線通訊技術(shù)模塊為核心，與接收模塊進(jìn)行無(wú)線通訊技術(shù)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(hào)處理部分。接收部分同樣以CSRBG02無(wú)線通訊技術(shù)模塊為核心，與發(fā)送模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；信號(hào)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(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)扶梯的控制。

GSRBlueGore02無(wú)線通訊技術(shù)模塊具有HGIUART與HCIUSB傳輸層。本文采用了編程較為簡(jiǎn)單的HCIUART接口與微控制器LPG2146連接。無(wú)線通訊技術(shù)模塊與ARM的硬件連接如圖2所示。由于無(wú)線通訊技術(shù)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(zhuǎn)換電平。無(wú)線通訊技術(shù)模塊UART接口的發(fā)送端UARTTX接LPG2146的UART，接收端接RXD0，而無(wú)線通訊技術(shù)模塊的UART接口的接收端UARTRX接LPG2146的UART，發(fā)送端接TXD0。

無(wú)線通訊技術(shù)模塊的復(fù)位電路有上電復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位和LPC2146控制復(fù)位3種復(fù)位功能。當(dāng)RST腳上的高電平持續(xù)時(shí)間大于5 ms時(shí)，無(wú)線通訊技術(shù)模塊將被復(fù)位。

C1和R3組成上電復(fù)位電路，S1為長(zhǎng)開(kāi)按鈕。當(dāng)S1按下時(shí)，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)復(fù)位。LPC2146的P0.16腳接BTRST，可以通過(guò)D1二極管使無(wú)線通訊技術(shù)模塊復(fù)位。

整個(gè)系統(tǒng)的無(wú)線通訊技術(shù)解決方案如圖2所示，傳感器采集各個(gè)安全回路信號(hào)給信號(hào)采集控制器。信號(hào)采集和處理模塊由LPG2146構(gòu)成，信號(hào)傳輸模塊由無(wú)線通訊技術(shù)BC02構(gòu)成。由LPC2146的CPU驅(qū)動(dòng)，無(wú)線通訊技術(shù)模塊之間進(jìn)行無(wú)線傳輸，并與自動(dòng)扶梯的主控制器進(jìn)行有機(jī)連接，構(gòu)成了自動(dòng)扶梯安全回路無(wú)線通訊技術(shù)無(wú)線傳輸控制系統(tǒng)。

2 軟件設(shè)計(jì)

無(wú)線通訊技術(shù)模塊的通信原理為：開(kāi)始初始化無(wú)線通訊技術(shù)模塊，直到初始化成功；通信模塊初始化完成以后，連接兩個(gè)無(wú)線通訊技術(shù)模塊，直至成功建立聯(lián)系；隨后，分別讀寫(xiě)無(wú)線通訊技術(shù)設(shè)備，發(fā)送或者接收無(wú)線通訊技術(shù)指令并更新。無(wú)線通訊技術(shù)模塊的通信流程如圖3所示。

整個(gè)系統(tǒng)包括應(yīng)用端口通信及協(xié)議模塊、I2CAP協(xié)議模塊、HCI接口驅(qū)動(dòng)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(gè)源代碼是用C語(yǔ)言在ADS1.2編譯器內(nèi)編程的。系統(tǒng)復(fù)位后，ARM微控制器為UART建立57.6 kB/s的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)速率。通過(guò)HCI主控制器接口，無(wú)線通訊技術(shù)設(shè)備之間建立流控，并進(jìn)行加密協(xié)議的檢權(quán)，從而組成無(wú)線通訊技術(shù)設(shè)備微微網(wǎng)，為無(wú)線通訊技術(shù)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸做好準(zhǔn)備。在建立ACL鏈接之后，主從無(wú)線通訊技術(shù)模塊之間就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換了。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線通訊信息技術(shù)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。自動(dòng)扶梯是建筑中的常用設(shè)備，將無(wú)線通訊技術(shù)應(yīng)用于自動(dòng)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(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：劉曉芳〕