这篇文章主要介绍“如何实现基于机智云物联网平台的智能电梯管理系统”，在日常操作中，相信很多人在如何实现基于机智云物联网平台的智能电梯管理系统问题上存在疑惑，小编查阅了各式资料，整理出简单好用的操作方法，希望对大家解答”如何实现基于机智云物联网平台的智能电梯管理系统”的疑惑有所帮助！接下来，请跟着小编一起来学习吧！

1 电梯控制系统的组成

以STC89C52RC单片机为核心的智能电梯控制系统，设计应满足以下几点要求，如基础电梯的运行逻辑、楼层信息的输入与输出、语音播报、远程控制、运行日志上传以及报警功能组成，如图1所示。

2 系统硬件设计

在硬件设计开始之前，将使用的器件在程序中仿真，划分模块依次实施，完成基础的电梯功能之后，在基础的设计上进行升级[5]。

2.1 系统主要模块概述

1）单片机最小系统模块

本文MCU选用STC89C52RC单片机，最小系统使用11.059 2MHz晶振的时钟电路和复位电路组成[6]，将各模块程序初始化，也可用于摆脱互锁，防止程序跑飞。其内置有中央处理内核CPU、时钟电路和中断系统，3个16位定时器/计数器等，具有成本低、功耗低、可靠性高的特点[7]，可以满足本次设计的要求。

2)8155I/O口拓展模块

8155拓展模块额外增加了系统的接口，8155与单片机相同，具有40脚双列直插式封装，共有4组I/O口。AD口与单片机PO口作为数据与地址总线，解决单片机使用的过程中I/O口不足的问题。使用外部硬件对系统进行拓展，强化单片机I/O口，满足了复杂操作的需求。

3)L298N电机驱动模块

esp8266模块通过烧录机智云固件GAgent，链接互联网与云端通信，使设备端接入机智云物联网平台，上传电梯运行状态并可以通过手机APP下达设备端控制指令，控制流程如图2所示。结合机智云物联网平台设计出节省时间的电梯楼层预约模式，以及出现特殊情况时电梯的维护模式，并将电梯的指令记录下来便于后期维护。ESP8266需要3.3V供电，在设计电路时需要针对ESP8266设计相应供电电路。

 机智云控制流程图
 

在单片机STC89C52RC中采用协议来接入机智云物联网平台，比特率为9 600b/s，采用一问一答，数据包上报、下发的通信交互形式[9-10]。在平台中创建8个布尔类型数据节点用户端使用机智云APP，通过简单的开关选择，即可修改数据包内容并对设备端进行控制，进行指令的下达，数据包格式如表1所示。

表1 通信数据包格式

5)ISD1820语音模块

ISD1820语音模块作为人性化元素，通过录制科大讯飞合成语音，在电梯到达预选楼层提示乘客电梯已达。ISD1820语音模块连接单片机引脚，选择I/O上升沿触发模式，由单片机引脚的高电平触发语音模块放音，即可放出整段语音。

蜂鸣器报警模块

在紧急情况下报警，程序应首先响应，故将报警控制写在外部中断0当中，外部中断0在中断系统中占有最高优先级，报警模块使用蜂鸣器，通过三级管放大电路由按键触发，在程序中设计相应算法，以便当乘客遇到紧急情况时，发出求救信号能够及时传达到保障人员，确保在程序运行中也可以迅速响应[11]。使用硬件消抖的方式，在按键两端并联0.2μF的瓷片电容，通过电容的充电与放电延时抵消机械抖动，保证报警按键工作正常。

7)LED与数码管显示模块

显示模块完成7位LED灯显示触发楼层数与开关门延时功能，电梯外部按键中任意楼层触发请求，相应的LED灯亮起，表示楼层呼叫请求成功。以一位红色LED灯亮灭模拟电梯开关门状态。4位共阳极数码管显示当前所在楼层和上下行状态，段选信号线与8155的PB口连接，位选与PA0-PA3口连接。第一位以“U”代表电梯上行或“d”代表电梯下行，第4位显示“1-4”代表当前电梯所在位置，维护模式下数码管显示“StOP”，电梯不响应任何楼层呼叫请求。

8）矩阵键盘模拟电梯内部与楼层内的按键，通过逐行逐列扫描的方式确认触发楼层，矩阵控制模块与WiFi模块的云端指令作为输入信号[12]，完成设备的楼层的呼叫请求。

2.2 系统Protues仿真

在进行实物设计之前，先进行Protues仿真，在仿真当中模拟出设备端的运行状态，使用Keil C51编写程序，生成HEX文件，在仿真当中运行，检验程序的设计与运行逻辑的正确性，仿真中的接线可以给实物的焊接提供一定的参考，系统Protues仿真如图3所示。

2.3 硬件实现

在硬件搭建的过程当中，尽可能模拟出电梯的真实运行状态；合理使用延时函数以防过多的CPU占用；实物的焊接应避免虚焊漏焊，影响设备运行的安全性与稳定性，完成硬件实物如图4所示。

实物图

3 系统软件设计

本系统设计在设备端层面上，完成电梯的基本功能，完善电梯轿厢调度运行算法，区分上下行的逐层切换电梯状态，保证了电梯上行时可以响应高楼层上行请求，下行时响应低楼层下行请求，当本次上（下）行请求完成后才会去响应对向行驶的楼层请求，运行调度逻辑如图5所示。

设计电梯内外按键模拟电梯的呼叫请求，L298N驱动电机正反转模拟电梯轿厢的上下行，语音模块在电梯到达预选楼层后提示乘客到达，报警模块使用到了外部中断，确保在紧急情况下报警的请求优先响应，数码管模块显示电梯的上下行以及当前楼层的位置，LED灯在产生外部按键请求时亮起，提示用户呼叫请求已经成功。

在云端层面上，接入物联网平台后，电梯的可操作性增强，拓展出电梯的预约模式，在手机端下发指令即可对电梯进行调度，维护模式适用于电梯特殊情况的处理，模式开启后设备端的呼叫请求将不被响应。在云端对电梯设备进行监管，结合现代电子技术的进步，在保证安全性的前提下提高电梯使用的效率和稳定性[13]。

在本程序设计中使用C语言编程，完成设计的功能目标，软件设计中包含主程序以及各个子程序的相互协作，调用相应的I/O口，对输入信号逻辑进行判断，做出响应。系统上电以后，先进行初始化，主程序不断地执行键盘扫描程序，当有键盘输入时，主程序调用定时器中断程序，并通过行列扫描方式读取键盘输入信息，调用显示子程序和电机驱动子程序，将电梯楼层的上下行信息和当前楼层的位置信息传递给操作人员，流程如图6、图7所示。

4 系统测试

1）  手机端控制测试，设备上电后，自动接入配置网络，在手机APP中下达楼层指令，设备端做出响应，在维护模式状态下，不响应设备端的楼层输入请求，报警按键正常工作，测试效果如图8、9所示。

     电梯调度逻辑图

                    主程序流程图

       定时器流程图

 

2）  设备端的运行逻辑测试，电梯在工作中，可以响应同向行驶对应的低（高）楼层的请求[14]，在完成当前呼叫请求之后，响应逆向的楼层请求；报警测试，在程序运行的任意时刻可以响应报警请求，测试结果如表2所示。

3）  测试结果表明，手机端控制对网络有一个较高的要求，网络状态不好的情况下可能会造成传输数据的丢失，对设备端并不影响，绝大部分情况可以正确及时的响应楼层呼与报警叫请求，达成了本文设计的预期。针对网络信号问题亦可根据使用场景与用途的不同，因地制宜的使用GSM模块或是WiFi模块作为信息传输装置[15]，以保证设备功能的实现。

                  云端控制测试

维护模式测试图

测试结果数据表

到此，关于“如何实现基于机智云物联网平台的智能电梯管理系统”的学习就结束了，希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习，快去试试吧！若想继续学习更多相关知识，请继续关注天达云网站，小编会继续努力为大家带来更多实用的文章！