嵌入式电梯群控系统设计

在标准格式中,报文的起始位称为帧起始(SOF),然后是由11 bit标识符和远程发送请求位(RTR)组成的仲裁段。RTR位标明是数据帧还是请求帧，在请求帧中没有数据字节。
　 控制段包括标识符扩展位(IDE),指出是标准格式还是扩展格式。它还包括1个保留位 (ro),为将来扩展使用。它的最后4个字节用来指明数据段中数据的长度(DLC)。数据段范围为0～8个字节,其后有一个检测数据错误的循环冗余检查CRC段。
　ACK段用来确认是否正常接收，由ACK槽(ACK Slot)和ACK界定符2个位构成。发送站发送的这两位均为隐性电平(逻辑1),这时正确接收报文的接收站发送主控电平(逻辑0)覆盖它。用这种方法,发送站可以保证网络中至少有一个站能正确接收到报文。
　 报文的尾部由帧结束标出。在相邻的两条报文间有一很短的间隔位,如果这时没有站进行总线存取,总线将处于空闲状态。
2.2.3 通信协议设计
　 由于在CAN总线中，标识符(ID)的大小规定了各节点发送消息的优先级，ID号越小,发送优先级越高，本系统中规定群控主控制器优先级最高,因此设为0x01，其他电梯主控制器次之，设为0x11,依次类推。
　 本系统消息格式采用：目的ID号+命令+数据字节1+数据字节2＋……+数据字节6的格式，在LPC2368中，存放数据的寄存器是CANRDA、CANRDB，每个寄存器是4个字节，因此一条CAN消息最多可存放8个字节。本协议中，CANRDA对应目的ID号、命令、数据字节1、数据字节2；CANRDB对应数据字节3~6。
　目的ID号确定消息的发出源，当目的ID号的内容为0x00时，所对应的消息是一条由主控制器发出的广播消息，各节点均接收并分析。
　命令字节的内容是协议的核心，由各命令组成，包括状态命令、控制命令，通常与数据字节搭配使用。
2.2.4 通信软件设计
　通信模块软件设计，首先要初始化CAN控制器，CAN控制器初始化主要实现CAN工作时的参数设置，这些初始化的内容包括：硬件使能CAN、设置CAN报警界限、设置总线波特率、设置中断工作方式、设置CAN验收过滤器的工作方式、设置CAN控制器的工作模式等。初始化结束之后CAN模块就可以进入工作状态，进行数据发送和接收。发送数据时，首先判断发送缓冲区是否空闲，如果有空闲发送缓冲区则将发送数据写入该发送缓冲区内，再启动发送命令，完成一帧数据的发送。接收数据时，读取接收缓冲区数据，同时释放该接收缓冲区，完成一帧数据的接收。数据发送和接收流程如图3所示。

3 其他模块设计
3.1 液晶显示模块
　液晶显示模块选用容量为2行16个字的液晶模块，每个字以5×8点阵块组成。本设计中群控主机对各电梯进行监控，通过液晶显示模块可以实时显示各个电梯的状态，包括各电梯的群控状态、楼层状态、运行方向，同时对群控主机的各种参数设置也可以很清楚地在液晶模块上显示出来。
3.2 键盘模块
键盘模块采用了5个按键实现对群控参数、模式的设置，这5个按键分别对应为：ESC、UP、DOWN、ROTA、ENT，各按键作用如下：ESC为返回键，返回主显示界面；UP为上翻页键，该按键可实现循环上选择菜单。在参数设置中，实现数字循环＋1,并实现ON/OFF、YES/NO、HIGH/LOW之间的切换。DOWN为下翻页键，该按键可实现循环下翻页选择菜单。在参数设置中,实现数字循环－1，并实现ON/OFF、YES/NO、HIGH/LOW之间的切换。ROTA为右方向键，该按键可循环右移。在参数设置中，实现光标移位。ENT为确认键，在选中某菜单(即菜单在LCD上反白显示）后，按Enter键进入菜单，执行相应功能。
4 群控算法设计
4.1 模糊控制概念
模糊控制是建立在模糊集合论基础上的一种语言规则与模糊推理的控制理论，它将自然语言转化为计算机所能接受的算法语言,并模拟人的思维方法,对被控过程进行有效的确定性的控制，它利用专家知识获得各种控制规则,可以很好地处理电梯系统的多目标性、随机性和非线性[5]。所以本系统采用模糊控制理论来处理群控中电梯的调度问题。
4.2 群控模糊算法设计
　为了有效地调度电梯来满足乘梯者的要求，提高乘客的舒适度和总体服务质量，在电梯群控研究和应用过程中，常常把减少乘客的平均候梯时间(AWT)、平均乘梯时间(ART)及能源消耗(RPC)作为评价标准，因此在算法设计上通过模糊控制调整各评价因素(候梯时间、乘梯时间、能量消耗等)的权重系数,从而确定最佳派梯方案，进而实现电梯群控的高效性[6]。
本系统将AWT、ART及RPC作为电梯群控的优化参数和评价标准，通过一个调度算法判断出哪部电梯来响应各厅层召唤。所以构造一个评价函数，综合以上评价标准，评价函数如式(1)所示：