一、項目概述
　　1.1 引言
　　電梯技術包括電梯電機的拖動技術和電梯運行的控制技術，本項目主要在意探索實現電梯運行的優化，主要實現對于電梯電機的優化控制并實現電梯系統的基本性能與擴展性能。國產電梯控制技術過去一直是以繼電器，接觸器為核心。系統龐大，復雜，所用控制柜很大，因此使用微機電梯控制系統，以期提高運行可靠性。
　　1.2 項目背景/選題動機
　　單片機體積小，處理速度快，價格低廉，功能強大，是合適的控制系統。對電梯的控制主要是選層、啟動、換速、平層、停車等幾個環節，其中以選層環節最為復雜。與通常的電器控制相比，單片機系統不需要通過“選層器”并且配備以大量的中間繼電器作為選層電路的控制設備，避免了設備多，檢修困難，運行維護不便，造價成本高；應用微機控制可以取消選層器和大量的中間繼電器，而且應用單片機控制，又相對于應用其他微機減少了外圍設備的接口芯片、增強了可靠性。因此此次我們使用ATMEL公司的EVK1100為核心進行集成優化控制與管理。
　　二、需求分析
　　2.1 功能要求
　　基本要求
　　A 電梯在樓層中的調度
　　B 電梯門的自動開啟
　　C 電梯中電機的控制
　　D 電梯的故障檢測
　　擴展要求（根據開發板的資源所做的擴展）
　　A 電梯中的照明控制
　　B 電梯中的溫度顯示
　　2.2 性能要求
　　在故障檢修模式鍵被按下時，切換至故障檢修模式，電梯停止運行工作人員可以進行檢修，循環檢測電梯的模式是否變化，當出現模式的變化時，切換到相應的模式下。
　　在一般運行模式鍵被按下時，切換至一般運行模式，電梯實現一般的功能要求，循環檢測電梯的模式是否變化，當出現模式的變化時，切換到相應的模式下。
　　在直接運行模式鍵被按下時，切換至直接運行模式，電梯實現直接運行，為緊急情況爭取時間，循環檢測模式是否變化，當出現模式的變化時，切換到相應的模式下。
　　故障檢修模式下，電梯停止運行，停止外部訊號對于電梯的調度（對于模式轉換鍵，在此功能沒出現故障的時候任然響應），顯示當前樓層和溫度，使能照明。
　　一般運行模式下，電梯一般運行，對于外部訊號，通過電梯的調度算法和對于電梯的中電機的控制實現響應，使能模式轉換鍵，顯示當前樓層和溫度，對于照明的使能通過壓力傳感器的輸入進行控制。
　　直接運行模式下，電梯的性能要求和一般運行模式中基本相同，唯一不同的是電梯的調度算法，電梯會直接來到電梯的直接運行模式鍵被按下的樓層，并在載人以后直接回到底層。
　　3.1 系統功能實現原理
　　利用EVK1100開發平臺提供的一些應用：溫度，光照，LCD，PWM輸出和AVR芯片的優越的控制功能加上一些外圍的一些模塊：壓力，H橋驅動，語音輸入輸出 等實現電梯的簡單的模擬層次上的控制（主要的控制在與電機的控制，照明的控制和溫度顯示）。在電梯的控制當中特點在與對于電梯中照明的控制（壓力傳感沒有人在電梯中時關掉照明，實現環保節能的目的）和直接運行模式的引入。
　　
　　圖1 系統硬件結構框圖
　　3.2 硬件平臺選用及資源配置
　　Atmel公司推出的AVR單排年級是很引人注目的一款為處理器。這種芯片基于新的RISC機構，在設計上采用了流水線的結構，在執行前一條指令時，同時取出下一條指令，它的Flash以及強大的外圍接口能力使它成為目前最為流行的單片機之一。本設計采用EVK1100作為控制系統的核心。
　　A H橋驅動
　　如圖所示，H橋式電機驅動電路包括4個三極管和一個電機。要使電機運轉，必須導通對角線上的一對三極管。根據不同三極管對的導通情況，電流可能會從左至右或從右至左流過電機，從而控制電機的轉向。
　　
　　圖2 H橋驅動
　　要使電機運轉，必須使對角線上的一對三極管導通。當Q1管和Q4管導通時，電流就從電源正極經Q1從左至右穿過電機，然后再經Q4回到電源負極。當電流從Q1流經電機再流向Q4，該流向的電流將驅動電機順時針轉動。當三極管Q1和Q4導通時，電流將從左至右流過電機，從而驅動電機按特定方向轉動。另一對三極管Q2和Q3導通的情況，電流將從右至左流過電機。當三極管Q2和Q3導通時，電流將從右至左流過電機，從而驅動電機沿另一方向轉動。
　　實際使用的時候，用分立件制作H橋式是很麻煩的，好在現在市面上有很多封裝好的H橋集成電路，接上電源、電機和控制信號就可以使用了，在額定的電壓和電流內使用非常方便可靠。比如常用的L293D、L298N、TA7257P、SN754410等。
　　B 壓力傳感
　　壓力傳感器負責測量電梯里的承受壓力，判斷電梯里是否有人，如果沒人，將控制電梯里的燈變暗。除此功能之外，當壓力到達一定程度時，傳感器將判斷出超出承受范圍，電梯將不能繼續運行。在選擇產品時，我們需要綜合考慮線性度好、外圍電路簡單、靈敏度高，價格不高等綜合因素。C 直流電機
　　直流電機是本項目的核心部分，起到了控制電梯的運動，它的正轉反轉也將由電機來驅動，在沒有具體電梯材料的情況下，觀察電機的驅動運作情況可以直接定性的反映本項目的情況。
　　C 電機測速模塊
　　一塊長度為l，寬度為b，厚度為d的半導體薄片，當它被置于磁感應強度為B的磁場中，如果在其相對兩邊流通控制電流I，且磁場方向與電流方向正交，則在該半導體另外兩邊將產生一個與控制電流I和磁感應強度B乘積成正比的電勢UH，即UH=KHIB，其中KH為霍爾元件的靈敏度，該電勢稱為霍爾電勢，該半導體薄片就是霍爾元件，其大小和外磁場及電流成比例。霍爾開關傳感器由于其體積小，無觸點，動態特性好，使用壽命長等特點，廣泛應用于測量轉動物體旋轉速度領域。這里選用SPRAGUE公司生產的霍爾轉速傳感器，它是一種硅單片集成電路，其內部含有穩壓電路、霍爾電勢發生器、放大器、史密特觸發器和集電極開路輸出電路，具有工作電壓范圍寬、可靠性高、外電路簡單、輸出電平可與各種數字電路兼容等特點。
　　霍爾傳感器信號放大器將霍爾電勢UH放大后再經整形、放大，輸出幅值相等、頻率變化的方波信號，該霍爾電勢的幅值隨磁場強度變化而變化。
　　轉速的測量方法有很多種，根據脈沖計數實現轉速測量的方法主要有M法（測頻法）、T法（測周期法）和MPT法（頻率周期法）。該系統采用M法（測頻法），霍爾傳感器的測速電路，如圖所示。
　　3.3系統軟件架構
　　電梯控制的軟件框架由電梯的模式作為主體框架，以完成模式下的功能為驅動進行設計，各個模式的簡介如下：
　　故障修理模式：由管理員手動切換，在故障模式下工程人員可以實現對于電梯的故障檢修
　　一般運行模式：由管理員手動切換，一般運行模式是電梯的主要模式，完成電梯的主要功能
　　直接運行模式：由用戶切換或者管理員切換，直接運行模式下，電梯可以從當前層面直接到達底層。當出現火宅或者有病人需要急救時可以避免電梯在中間層?？?，以此爭取寶貴的時間