基于pic18f4585单片机can总线电梯群控系统设计

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1、基于PIC18F4585单片机CAN总线电梯群控系统设计摘要：提出了一种基于CAN总线结构的电梯群控网络。同时分析和比较了目前常见的电梯群控智能算法的优缺点，提出了一种将遗传优化算法和模糊控制相结合的电梯智能群控算法，保证了电梯群控系统的实时性和可靠性。关键词：CAN总线电梯群控综合智能算法一、引言目前电梯群控系统占主导地位的通讯方式是主从结构的BITBUS网络串行通讯方式，它采用RS485总线，它以差分信号方式进行通讯，消除了共模干扰，提高了传输距离。但是由于RS485的通讯方式是命令、响应方式，由主机发起呼叫，对应的终端应答。因此实时性差。CAN-B

2、US是一种多主方式的串行通讯总线，基本设计规范要求有高的位速率，高抗干扰性，而且能够检测出产生的任何错误。由于电梯群控系统的多状态性，目前单独的使用某一种智能优化算法，难以达到理想的控制结果。本文提出了一种基于CAN总线结构的电梯群控系统，使用遗传算法和模糊控制算法相结合的电梯群控综合智能控制方法。二、系统硬件设计1、系统结构设计基于PIC18F4585单片机的CAN总线的电梯群控系统的控制部分由电梯主控制器、轿厢控制器、楼层控制器（多套）、群控调度组成，通过CANBus接口连接成一个完整的通讯网络，实时传输各运行参数、控制命令。电梯主控制器通过节点接口

3、电路与CAN总线连接，它是电梯控制系统的核心，主要负责控制轿厢位置和运行，处理各子节点发回的各种信号，产生各种控制信号。楼层控制器负责与主控制器通信，向上发送呼梯信号，并接收机房发回的下传信号，完成呼梯信号记忆、消号、层楼及方向显示功能。轿厢控制器的作用主要是将内选信号传至主控制器。群控调度算法模块完成各台电梯之间的优化控制，每台电梯相互共享外召信号，同时任一台电梯断电或出现故障时，也不影响群控系统。选用Microchip公司的MCP2515CCAN控制器）和MCP2551（CAN收发器）进行网络构建。使用分离终端的设计方式，可以使CANBUS实现要求更

4、髙的抗干扰和抗辐射性能。PIC18F4585的主要功能是接收电梯控制器的字节信息，并进行校验，然后通过楼层及运行方向显示电路显示电梯的楼层及运行方向，再把电梯的有用状态信息通过CAN控制器和CAN收发器发送到CAN总线上。同时，CAN控制器和CAN收发器也会接收CAN总线上的字节信息传给PIC18F4585,然后PIC18F4585通过ID号识别是否为外召的信息帧，如果是,就调用群控算法，判断是否应该把这个信息登记到本台电梯控制器上。为了提高系统的抗干扰能力，MCP2515的RXCAN和TXCAN通过髙速光耦6N137与MCP2551的RXD和TXD相连

5、。2、系统CAN网络参数1)CAN总线的波特率电梯控制系统中CAN-BUS通讯波特率一般可选择为:20kbits/S、50kbits/S、125kbits/So使用PIC18F4585单片机，可编程波特率最高可达IMb/so2)CAN总线电缆建议采用屏蔽双绞线作为CANBUS通讯电缆。使用国际AWG18(截面积为0.75mm2)的导线一般可以保证在lkM距离下实现CAN-BUS可靠通讯。三、电梯群控智能控制系统软件设计1、程序设计程序主要包括初始化程序、主程序和中断程序3个部分。在CAN总线通信中，初始化模块较为重要。CAN总线的初始化主要是完成位定时设

6、置、接收缓冲器和发送缓冲器的设置、中断寄存器设置等。在主程序中，主要是完成单片机的初始化工作和CAN总线的初始化模块，调用智能群控算法模块。智能群控算法主要是对接收到的外召信息帧进行逻辑比较运算，然后决定是否应该把这个外召信息帧登记到本台电梯控制器上，最后发送外召状态信息到电梯控制器上。在中断服务程序中，根据中断优先级进入相应的处理程序。在每次CAN中断处理完成后，都要清除相应的中断标志位，否则将不能产生下一次CAN中断。在CAN发送和接收的帧信息中，电梯当前所处的楼层及方向信号、外召信号、内召信号和故障信号都放在发送和接收寄存器中。2、算法设计采用遗传

7、算法和模糊控制算法相结合的多目标电梯群控调度算法。主要有3个评价指标：平均等待时间(AWT)、平均乘梯时间(ART)和系统能量的损耗(RNC)o则第i部电梯的综合评价函数可用下式表示：(1)其中，lWiWn,lWjWh；n为电梯的台数；h为每台电梯的楼层数。Wl、W2和W3分别是平均等待时间、平均乘梯时间和系统能量的损耗的权重，0WW1、W2、W3W1则最适合响应层站召唤信号的电梯m,它对应着最大的Si,即：(2)AWT、ART和RNC的模糊估计需用到HCWT(i)、max(HCWT(i))、CV(i)和GD(i),分别定义如下：HCWT(i)：层站召唤

8、信号从产生到被第i个电梯响应的等待时间;max(HCWT(i))：分配给第i个电