基于STM32的电梯实时监测系统.pdf

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1、函经验交流基于STM32的电梯实时监测系统冰李中兴林创鲁邱东勇周松斌黄可嘉黄代明(1．广州市特种机电设备检测研究院2．广东省科学院自动化工程研制中心)摘要：电梯的实时信息监测是电梯安全管理的有效手段，本文介绍了基于STM32的动态监测系统，它能够实时监测电梯的状态，并及时将故障信号传递出去。通过实验验证，该系统有效、可行。关键词：电梯安全；实时监测；故障信号系统主要包括传感单元、处理单元和通信单元三1引言部分。传感单元采用电流互感器和电压互感器，传感电梯的安全运行事关公共安全，一直是电梯行业信号经计量芯片采集后送至AR

2、M处理器，ARM处关注的重点。近年来，我国电梯保有量迅猛增加，目理器对传感数据进行计算、特征识别、智能决策判断、前已达到160万台，预计在未来10年保持每年20％数据存储和监测，并通过无线传输单元(DataTransfer的增速。目前，电梯的安全保障主要靠质监部门的定Unit，DTu)将监测数据发送到数据中心；也可将预期检验和维保单位的定期维修保养。在电梯数量庞警信息以语音的方式呼叫指定的人员以便迅速做出大、维护管理人手紧缺的状态下，如何及时发现电梯反应。本文设计的电梯实时监测系统，旨在实时监测故障并采取有效的措施加以

3、处理，成为电梯监管部门电梯各种状态，为电梯的保养、检验和监管提供数据和维护保养单位关注的课题。因此开展电梯的实时监支撑，同时为迅速可靠地实施救援提供保障[21。测研究，探索新的监测方法或手段，既可缓解目前检3硬件设计验和维保力量滞后的突出矛盾，又有利于弥补现有定期安全检验存在的实时性差的不足【l1。本文利用嵌入3．1ARM处理器式处理技术、智能传感技术、物联技术等对电梯关键删处理器采用意法半导体公司(ST)的STM32信号进行采集、处理和监测，为开展电梯状态监测提系列STM32103RC，它基于Cortex—M3内核，

4、结合了供客观依据。执行Thumb，2指令的32位哈佛微体系结构和系统外设，主频可达72MHz，并可达到1．2DMIPSHz的2系统结构处理速度，内置高速存储器(高达128k字节的Flash本系统运用非接触式传感技术进行信号采集，避和20k字节的SRAM)。它包含2个l2位的ADC、免了对原系统的干扰。图1为电梯实时监测系统结构3个通用l6位定时器、1个PWM定时器、2个I2C、框图。2个SPI、3个USART、1个USB和1个CAN等【51。：电流互感器A+，—、J输入／输出口『此处理器的高集成度大大简化了外围电路，从

5、而增强(电流互感器8+了系统的可靠性和扩展性，降低了监测系统的成本。电流互感器c÷(电流互感器N)计量隅lARM处I无线教3．2传感信号采集电路理器据传输(电压变送器A+芯片器l单元传感信号经过调理后，输入采集电路。传感信号电压变送器B＼√—。rJ电压变送器c、_+厂采集电路选用Analog公司的ADE7878计量芯片，它(电压变送器N+—_／是一款高精度的三相电能计量集成芯片，串行接口包■■I∞I一—一刚日H■圈瞳l瞄啊■括IIC、SPI、HSDC：它集成了二阶∑．A模数转换器、图1系统结构框图：市摹科拿技计划：，项

6、家目质(检总局科技计划项目(2010QK085)广州2012年第1期自动化与信息工程432010J-一D00291)；广东省科技计划项目(2011B020401011)；广东省科学院青年人才基金(qnjj201004)。数字积分、ADC基准源电路，采用专用设计的数字ADE7878串行接口、校准信号及中断信号等经信号处理器进行(基本和谐波)有功、无功和视在电过ADuM1402隔离后，分别接入STM32F103的串行能计量、基波有功和无功电能计量和RMS计算；同口、普通I／O口和外部中断等。STM32F103的时，提供系统

7、校准功能，包括有效值偏移校正、相位ADRSTISO经过数字隔离后接到ADE7878的校准和增益校准等。ADE7878外围电路图如图2所ADRST引脚，用于复位控制和选择串行通信口的类示。基准电压采用ADR280ARTZ型基准电压器，用型。ADE7878数字信号与STM32F103的连接电路图于向ADE7878提供1．20V电压基准。如图4所示。SS1So33SCKlS03雌PBI御聆一CSPB8桩S0lSo3SP日lS一2_CKh燃l⋯

8、SO36PB14~SPI2JdlS0PA0PS(pBISpl2I(lpAIPsD^

9、30PBI鼬：L)(337PBl1，SD^RXI'B9RSTlso—。霄-6IRolISo3,9C7“to0lS0柏pCPpC9PC1NlIPBOC^lNl3CF2lS0酗PBlPCAlNl2CFIISo54pCI2pD图4ADE7878数字信号与STM32F103的连接电路图3．3数据处理模块数据信号经过隔离器隔离后接入STM3