多功能智能电梯仿真控制系统设计与实现
多功能智能电梯仿真控制系统设计与实现[20200121204443]
摘要
电梯作为我们日常生活中重要的垂直交通工具，可谓司空见惯，然而现实中的电梯基本是大同小异，功能单一，满足了大多数人大多数情况的需求，不能处理一些复杂的情况，一旦电梯运行出现问题求救困难，特别是一些特大型的楼层会所，即使求救成功因为被困者不知自己身处大楼内哪号电梯内而使搜救行动困难耗费大量人力物力并且影响搜救质量。另外，残疾人坐在轮椅上更不方便走楼梯，需要搭乘电梯，当电梯内没有他人帮忙而自己又因为手的不方便抬不高，很难举到需要的楼层按动相应按键，国内外现在几乎找不到有专门为残疾人考虑而设置语音控制电梯上下运行的智能化电梯，所以本课题也对将语音技术应用的电梯中做一些探索。
本文主要对上述提到的问题进行研究，采用NI公司的LabVIEW图形化软件设计出电梯仿真控制系统，借助于NI的数据采集卡的强大的采集功能采集电梯运行时的状况，并且将电梯的运行参数采集到监控界面上来，一旦电梯出现紧急情况，电梯里的人只需要按下紧急按钮，电梯的故障信息将会传递到监控室中，另外通过调用WIN7操作系统的语音识别模块，系统很好的实现了对电梯的语音控制。硬件部分主要有NI-PCI6289数据采集卡，一台计算机，数据采集卡实现对电梯开关信号的采集与产生相关信号来监控电梯的运行情况。最后对整个系统设计进行了总结。实际运行结果表明设计的多功能智能电梯仿真系统能很好的实现现实电梯的运行功能。
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关键字:虚拟仪器数据采集多功能电梯语音控制
目录
1.绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3研究方法和系统描述 1
1.4 论文章节安排 3
2.虚拟仪器技术概述 4
2.1 虚拟仪器技术简介 4
2.2 LabVIEW图形化编程简介 4
2.3基于LabVIEW的数据采集系统简介 5
3.系统总体方案设计和硬件配置 8
3.1多功能智能电梯仿真系统功能分析 8
3.2多功能智能电梯仿真系统总体构成 8
3.3多功能智能电梯硬件配置 8
3.3.1数据采集卡的选型 8
3.3.2数据采集卡的性能参数介绍 9
3.3.3数据采集卡引脚说明 11
3.3.4 NI PCI—6289数据采集卡输入输出通道分配表 12
4.系统软件设计与功能实现 12
4.1多功能智能电梯仿真系统软件总体设计 15
4.2多功能智能电梯仿真系统软件前面板设计 16
4.2.1仿真系统的前面板 16
4.2.2监控系统的前面板 17
4.3多功能智能电梯仿真系统软件程序框图设计 18
4.3.1 电梯运行原则 18
4.3.2程序流程图 19
4.3.3程序介绍 21
4.4调试结果与分析 31
5.总结与展望 35
5.1总结 35
5.2展望 35
参考文献 36
致谢 36
1.绪论
1.1研究背景及意义
随着城市建设的不断发展，电梯在当今社会的生活中有着广泛的应用。电梯作为楼层建筑中重要的垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯只用顺序控制或逻辑控制是不能满足电梯的控制要求的，因此，大部分电梯控制系统都采用随机逻辑方式控制。传统的电梯运行逻辑控制系统采用继电器逻辑控制线路。这种控制线路，存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。从技术上发展来看，这种系统将逐渐被淘汰。如何解决电梯的可靠性、维护方便等问题已成为全社会关注的焦点和大众的迫切心声。本课题的目的就在研究现有的电梯的结构以及运行方式基础之上，使用LabVIEW进行仿真研究电梯的运行方式，并研究将语音识别技术应用到电梯中去，使电梯实现多功能化和智能化。
LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，和C和BASIC开发环境相似，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言编写程序，产生的程序是框图的形式。利用LabVIEW软件和数据采集卡相结合控制的电梯可靠性高、维护方便、开发周期短，这种电梯运行更加可靠，并具有很大的灵活性，可以完成更为复杂的控制任务，已成为电梯控制的发展方向，并且其许多功能是传统的继电器控制系统无法实现。研究这一课题另一个目的就是将语音识别技术利用到电梯中去，使电梯功能更加完善，更加人性化，当前语音识别技术已在很多领域获得应用，极大的方便了人们的生活，在电梯中研究实现语音识别功能可以方便一些特殊人群。使电梯变得更加的智能化，多功能化已成为电梯研究的热门方向，本课题的最根本的目的和意义就是对智能化多功能化电梯进行一定的研究探索，以期待能取的一些成果。
1.2国内外研究现状
国内外的工程师在基于LabVIEW的智能电梯方面也进行了一些技术研究和探索，部分研究成果如下：
郝倩等在《基于LabVIEW的双梯控制仿真系统》一文中实现了双梯的独立运行控制也实现了双梯的并行运行控制，通过该仿真系统测试了全集选电梯的性能，并且通过做对比测试实验，验证了双梯并联调度控制系统相比于双梯独立运行系统，在电梯运行效率及能耗上的优越性[1]。
郭铁桥等在《基于LabVIEW的电梯远程监控系统》中提出可一种基于LabVIEW的电梯远程监控的设计方案。该系统采用了PLC和上位机监控相结合的方法实现了对电梯的远程控制，PLC作为下位机对设备的进行直接控制，基于LabVIEW的上位机负责对电梯的工作状态进行监控，利用LabVIEW编程软件设计的监控界面具有工作可靠性高、灵活性和通用性高、编程简单、使用方便、抗干扰能力强等优点，另外，LabVIEW编程软件中具有网络TCP/IP开发的高级函数库，可以方便的进行网络远程监控系统的开发，该设计很好的将PLC的简单可靠和LabVIEW编程简单、使用方便、抗干扰能力强等优点相结合了起来[2]。
魏文等在《基于LabVIEW的并联电梯虚拟实验系统设计》一文中针对传统的电梯实验存在的问题，利用LabVIEW开发平台设计了电梯虚拟实验系统，该系统实现了两台九层的电梯控制，解决了并联电梯的随机召唤问题和控制问题，实现电梯在不同的状态下的运行演示，使电梯实验更加多样化，多功能化[3]。
韩奎在《LabVIEW在电梯群控仿真中的运用》一文中就以LabVIEW为平台的群控仿真系统中的“到达呼叫层处理模块”进行了分析，详细的介绍了“到达呼叫层处理模块”的程序，内容详细易懂[4]。
喻键等在《基于以太网的电梯监控系统的设计》一文中介绍了采用LabVIEW设计的电梯运行监控界面，以TMS320LF2407A作为主控芯片，PTL8019AS作为以太网的接口，介绍了以太网数据包的接收和发送过程，该系统将计算机控制与网络技术结合起来，实现了对多台电梯的实时监控[5]。
1.3研究方法和系统描述
本设计在对虚拟仪器技术、LabVIEW虚拟仪器软件开发平台与编程技术、多功能智能电梯工作原理、现代测试技术及数据采集技术等技术的发展现状有一定的了解的基础上，设计基于虚拟仪器技术的多功能智能电梯仿真控制系统。在熟悉LabVIEW虚拟仪器软件开发平台编程技术、多功能智能电梯工作原理、现代测试技术及数据采集技术等专业知识的基础上，综合应用所学专业知识，采用先进的虚拟仪器技术来开发设计基于虚拟仪器技术的多功能智能电梯仿真控制系统。
?系统描述如下：
①实现了现实中电梯的运行功能，以LabVIEW友好界面图形化的特点，设计出了形象的智能电梯系统。
②实现了电梯运行过程中出现紧急情况可及时呼救，监控室方面能及时接受到呼救信号，并自动显示事故位置以及发生时间，警报直至接受求救成功方可自动关闭。
③实现了特殊人群可利用嘴巴发声控制电梯自动上下运行。
④可利用数据采集卡采集开关信号，实现了更具有现实意义的数据采集功能。
摘要
电梯作为我们日常生活中重要的垂直交通工具，可谓司空见惯，然而现实中的电梯基本是大同小异，功能单一，满足了大多数人大多数情况的需求，不能处理一些复杂的情况，一旦电梯运行出现问题求救困难，特别是一些特大型的楼层会所，即使求救成功因为被困者不知自己身处大楼内哪号电梯内而使搜救行动困难耗费大量人力物力并且影响搜救质量。另外，残疾人坐在轮椅上更不方便走楼梯，需要搭乘电梯，当电梯内没有他人帮忙而自己又因为手的不方便抬不高，很难举到需要的楼层按动相应按键，国内外现在几乎找不到有专门为残疾人考虑而设置语音控制电梯上下运行的智能化电梯，所以本课题也对将语音技术应用的电梯中做一些探索。
本文主要对上述提到的问题进行研究，采用NI公司的LabVIEW图形化软件设计出电梯仿真控制系统，借助于NI的数据采集卡的强大的采集功能采集电梯运行时的状况，并且将电梯的运行参数采集到监控界面上来，一旦电梯出现紧急情况，电梯里的人只需要按下紧急按钮，电梯的故障信息将会传递到监控室中，另外通过调用WIN7操作系统的语音识别模块，系统很好的实现了对电梯的语音控制。硬件部分主要有NI-PCI6289数据采集卡，一台计算机，数据采集卡实现对电梯开关信号的采集与产生相关信号来监控电梯的运行情况。最后对整个系统设计进行了总结。实际运行结果表明设计的多功能智能电梯仿真系统能很好的实现现实电梯的运行功能。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:虚拟仪器数据采集多功能电梯语音控制
目录
1.绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3研究方法和系统描述 1
1.4 论文章节安排 3
2.虚拟仪器技术概述 4
2.1 虚拟仪器技术简介 4
2.2 LabVIEW图形化编程简介 4
2.3基于LabVIEW的数据采集系统简介 5
3.系统总体方案设计和硬件配置 8
3.1多功能智能电梯仿真系统功能分析 8
3.2多功能智能电梯仿真系统总体构成 8
3.3多功能智能电梯硬件配置 8
3.3.1数据采集卡的选型 8
3.3.2数据采集卡的性能参数介绍 9
3.3.3数据采集卡引脚说明 11
3.3.4 NI PCI—6289数据采集卡输入输出通道分配表 12
4.系统软件设计与功能实现 12
4.1多功能智能电梯仿真系统软件总体设计 15
4.2多功能智能电梯仿真系统软件前面板设计 16
4.2.1仿真系统的前面板 16
4.2.2监控系统的前面板 17
4.3多功能智能电梯仿真系统软件程序框图设计 18
4.3.1 电梯运行原则 18
4.3.2程序流程图 19
4.3.3程序介绍 21
4.4调试结果与分析 31
5.总结与展望 35
5.1总结 35
5.2展望 35
参考文献 36
致谢 36
1.绪论
1.1研究背景及意义
随着城市建设的不断发展，电梯在当今社会的生活中有着广泛的应用。电梯作为楼层建筑中重要的垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯只用顺序控制或逻辑控制是不能满足电梯的控制要求的，因此，大部分电梯控制系统都采用随机逻辑方式控制。传统的电梯运行逻辑控制系统采用继电器逻辑控制线路。这种控制线路，存在易出故障、维护不便、运行寿命较短、占用空间大等缺点。从技术上发展来看，这种系统将逐渐被淘汰。如何解决电梯的可靠性、维护方便等问题已成为全社会关注的焦点和大众的迫切心声。本课题的目的就在研究现有的电梯的结构以及运行方式基础之上，使用LabVIEW进行仿真研究电梯的运行方式，并研究将语音识别技术应用到电梯中去，使电梯实现多功能化和智能化。
LabVIEW是一种程序开发环境，由美国
1.2国内外研究现状
国内外的工程师在基于LabVIEW的智能电梯方面也进行了一些技术研究和探索，部分研究成果如下：
郝倩等在《基于LabVIEW的双梯控制仿真系统》一文中实现了双梯的独立运行控制也实现了双梯的并行运行控制，通过该仿真系统测试了全集选电梯的性能，并且通过做对比测试实验，验证了双梯并联调度控制系统相比于双梯独立运行系统，在电梯运行效率及能耗上的优越性[1]。
郭铁桥等在《基于LabVIEW的电梯远程监控系统》中提出可一种基于LabVIEW的电梯远程监控的设计方案。该系统采用了PLC和上位机监控相结合的方法实现了对电梯的远程控制，PLC作为下位机对设备的进行直接控制，基于LabVIEW的上位机负责对电梯的工作状态进行监控，利用LabVIEW编程软件设计的监控界面具有工作可靠性高、灵活性和通用性高、编程简单、使用方便、抗干扰能力强等优点，另外，LabVIEW编程软件中具有网络TCP/IP开发的高级函数库，可以方便的进行网络远程监控系统的开发，该设计很好的将PLC的简单可靠和LabVIEW编程简单、使用方便、抗干扰能力强等优点相结合了起来[2]。
魏文等在《基于LabVIEW的并联电梯虚拟实验系统设计》一文中针对传统的电梯实验存在的问题，利用LabVIEW开发平台设计了电梯虚拟实验系统，该系统实现了两台九层的电梯控制，解决了并联电梯的随机召唤问题和控制问题，实现电梯在不同的状态下的运行演示，使电梯实验更加多样化，多功能化[3]。
韩奎在《LabVIEW在电梯群控仿真中的运用》一文中就以LabVIEW为平台的群控仿真系统中的“到达呼叫层处理模块”进行了分析，详细的介绍了“到达呼叫层处理模块”的程序，内容详细易懂[4]。
喻键等在《基于以太网的电梯监控系统的设计》一文中介绍了采用LabVIEW设计的电梯运行监控界面，以TMS320LF2407A作为主控芯片，PTL8019AS作为以太网的接口，介绍了以太网数据包的接收和发送过程，该系统将计算机控制与网络技术结合起来，实现了对多台电梯的实时监控[5]。
1.3研究方法和系统描述
本设计在对虚拟仪器技术、LabVIEW虚拟仪器软件开发平台与编程技术、多功能智能电梯工作原理、现代测试技术及数据采集技术等技术的发展现状有一定的了解的基础上，设计基于虚拟仪器技术的多功能智能电梯仿真控制系统。在熟悉LabVIEW虚拟仪器软件开发平台编程技术、多功能智能电梯工作原理、现代测试技术及数据采集技术等专业知识的基础上，综合应用所学专业知识，采用先进的虚拟仪器技术来开发设计基于虚拟仪器技术的多功能智能电梯仿真控制系统。
?系统描述如下：
①实现了现实中电梯的运行功能，以LabVIEW友好界面图形化的特点，设计出了形象的智能电梯系统。
②实现了电梯运行过程中出现紧急情况可及时呼救，监控室方面能及时接受到呼救信号，并自动显示事故位置以及发生时间，警报直至接受求救成功方可自动关闭。
③实现了特殊人群可利用嘴巴发声控制电梯自动上下运行。
④可利用数据采集卡采集开关信号，实现了更具有现实意义的数据采集功能。
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