電梯控制板、黑匣子以及基于 fpga 的控制功能模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電梯控制領(lǐng)域，公開了一種電梯控制板、黑匣子以及基于FPGA的控制功能模塊。電梯控制板包括通訊總線電路、人機(jī)交互電路、高低壓輸入輸出電路以及基于FPGA的控制功能模塊；控制功能模塊包括第一、第二處理器、通訊總線控制模塊、人機(jī)交互控制模塊、高低壓輸入輸出控制模塊和變頻器控制模塊。第一處理器為主控單元，與第二處理器、通訊總線控制模塊、人機(jī)交互控制模塊、高低壓輸入輸出控制模塊通信連接；第二處理器為驅(qū)動(dòng)控制單元，與變頻器控制模塊通信連接。通訊總線控制模塊與通訊總線電路通信連接；人機(jī)交互控制模塊與人機(jī)交互電路通信連接；高低壓輸入輸出控制模塊與高低壓輸入輸出電路通信連接。這樣，簡化了電梯控制系統(tǒng)。
【專利說明】
電梯控制板、黑匣子以及基于FPGA的控制功能模塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電梯控制領(lǐng)域，特別涉及電梯控制板、黑匣子以及基于FPGA(FPGA，F(xiàn)ield—Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)的控制功能模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高層建筑大量涌現(xiàn)，電梯在人們?nèi)粘Ｉ钪邪缪莸慕巧絹碓街匾?。在現(xiàn)有技術(shù)中，主控單元以及驅(qū)動(dòng)控制單元是電梯控制系統(tǒng)中較為重要的組成部分。主控單元是電梯控制系統(tǒng)的核心，主要負(fù)責(zé)電梯運(yùn)行的邏輯控制，協(xié)調(diào)電梯的上下行和呼梯信號(hào)，并發(fā)送控制指令給驅(qū)動(dòng)控制單元。驅(qū)動(dòng)控制單元用于變頻器控制，在接收到主控單元的控制指令時(shí)，調(diào)節(jié)出變頻器所需的脈沖寬度調(diào)制PWM(Pulse WidthModulat1n，脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)，以便于變頻器驅(qū)動(dòng)電梯電機(jī)，電梯運(yùn)行。
[0003]在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明創(chuàng)造的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在如下缺陷:
[0004]在現(xiàn)有技術(shù)中的電梯控制系統(tǒng)的控制板上，主控單元與驅(qū)動(dòng)控制單元為兩個(gè)相互獨(dú)立的部分，需要通過銅線將主控單元以及驅(qū)動(dòng)控制單元進(jìn)行連接，以實(shí)現(xiàn)兩者之間的信息交互。這就導(dǎo)致電梯控制系統(tǒng)的控制板體積較大，接線復(fù)雜程度較高，且通訊可靠性較低。
[0005]并且，主控單元以及驅(qū)動(dòng)控制單元大多都是采用單片機(jī)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的，如主控MCU(Microcontroller Unit，微控制單元)、驅(qū)動(dòng)MCU。這就導(dǎo)致電梯控制系統(tǒng)的控制板可拓展性較低，從而不利于電梯控制系統(tǒng)后續(xù)新增功能的拓展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實(shí)施方式的目的在于提供一種電梯控制板、黑匣子以及基于FPGA的控制功能模塊，使得電梯控制系統(tǒng)的主控單元以及驅(qū)動(dòng)控制單元能夠集成在一塊芯片上，電梯控制板的體積較小，從而有效的簡化了電梯控制系統(tǒng)，使得電梯控制系統(tǒng)的可靠性較高、靈活性較高，且易于拓展電梯控制系統(tǒng)的新功能。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種電梯控制板，應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)，包括:通訊總線電路、人機(jī)交互電路、高低壓輸入輸出電路以及基于現(xiàn)場可編程門陣列FPGA的控制功能模塊；
[0008]控制功能模塊包括:第一處理器、第二處理器、通訊總線控制模塊、人機(jī)交互控制模塊、高低壓輸入輸出控制模塊以及變頻器控制模塊；
[0009]第一處理器與第二處理器通信連接;通訊總線控制模塊、人機(jī)交互控制模塊以及高低壓輸入輸出控制模塊與第一處理器通信連接;變頻器控制模塊與第二處理器通信連接;其中，第一處理器為電梯控制系統(tǒng)的主控單元;第二處理器為電梯控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制單元；
[0010]通訊總線電路與通訊總線控制模塊通信連接;人機(jī)交互電路與人機(jī)交互控制模塊通信連接;高低壓輸入輸出電路與高低壓輸入輸出控制模塊通信連接。
[0011]本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種電梯控制黑匣子，包括:殼體、至少一連接接口以及具有N個(gè)通信接口的電梯控制板；
[0012]殼體設(shè)有對(duì)應(yīng)于各連接接口的開口；連接接口容置于開口 ；
[0013]電梯控制板容置于殼體，且N個(gè)通信接口均與各連接接口電性連接。
[0014]本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種基于FPGA的控制功能模塊，應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)，包括:第一處理器、第二處理器、通訊總線控制模塊、人機(jī)交互控制模塊、高低壓輸入輸出控制模塊以及變頻器控制模塊；
[0015]第一處理器與第二處理器通信連接；
[0016]通訊總線控制模塊、人機(jī)交互控制模塊以及高低壓輸入輸出控制模塊與第一處理器通信連接；
[0017]變頻器控制模塊與第二處理器通信連接；
[0018]其中，第一處理器為電梯控制系統(tǒng)的主控單元;第二處理器為電梯控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制單元。
[0019]本發(fā)明實(shí)施方式相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，在基于FPGA的控制功能模塊上設(shè)置第一處理器以及第二處理器，第一處理器與第二處理器通信連接，將控制功能模塊的第一處理器作為電梯控制系統(tǒng)的主控單元，第二處理器作為電梯控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制單元，從而將電梯控制系統(tǒng)的主控單元以及驅(qū)動(dòng)控制單元集成在一塊控制功能模塊上。并且，為了使控制功能模塊上的第一處理器以及第二處理器能夠與其他電路實(shí)現(xiàn)通信，還在控制功能模塊上設(shè)置通訊總線控制模塊、人機(jī)交互控制模塊、高低壓輸入輸出控制模塊以及變頻器控制模塊，通訊總線控制模塊、人機(jī)交互控制模塊以及高低壓輸入輸出控制模塊與第一處理器通信連接，變頻器控制模塊與第二處理器通信連接。這樣，利用通訊總線控制模塊與通訊總線電路通信連接，人機(jī)交互控制模塊與人機(jī)交互電路通信連接，高低壓輸入輸出控制模塊與高低壓輸入輸出電路通信連接，從而形成一體積較小，且應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)的電梯控制板。通過這種方式，從而有效的簡化了電梯控制系統(tǒng)，使得電梯控制系統(tǒng)的可靠性較高、靈活性較高，并易于拓展電梯控制系統(tǒng)的新功能。
[0020]另外，控制功能模塊還包括:第三處理器以及N個(gè)通信接口控制模塊;其中，N為自然數(shù);第三處理器與第一處理器通信連接，并與N個(gè)通信接口控制模塊通信連接;其中，第三處理器為電梯控制系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)單元;電梯控制板還包括:N個(gè)通信接口；N個(gè)通信接口一一對(duì)應(yīng)的與N個(gè)通信接口控制模塊通信連接。通過在控制功能模塊上設(shè)置第三處理器的方式，將第三處理器作為電梯控制系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)單元，從而能夠?qū)㈦娞葸\(yùn)行數(shù)據(jù)上傳到互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯實(shí)時(shí)有效的監(jiān)管維護(hù)，實(shí)現(xiàn)了電梯物聯(lián)網(wǎng)。
[0021]另外，N個(gè)通信接口控制模塊為其中之一或任意組合:RS-232通信接口控制模塊、RS-485通信接口控制模塊、以太網(wǎng)通信接口控制模塊、USB通信接口控制模塊或者M(jìn)icro SD卡通信接口控制模塊。提供了通信接口控制模塊的多種實(shí)現(xiàn)形式，增加了本發(fā)明的可行性。
[0022]另外，第一處理器、第二處理器以及第三處理器均為N1sII系列嵌入式處理器。提供了第一處理器、第二處理器以及第三處理器的一種具體實(shí)現(xiàn)形式，增加了本發(fā)明的可行性。并且，使用N1sII系列嵌入式處理器，拓展電梯控制系統(tǒng)的新功能較為方便快捷，技術(shù)人員能夠根據(jù)自己的實(shí)際需求，添加相應(yīng)的外設(shè)模塊，以便于獲取最符合當(dāng)前需求的控制功能t吳塊。
[0023]另外，在控制功能模塊中，第一處理器通過AVLAON總線與第二處理器以及第三處理器通信連接;通訊總線控制模塊、人機(jī)交互控制模塊以及高低壓輸入輸出控制模塊通過AVLAON總線與第一處理器通信連接;變頻器控制模塊通過AVLAON總線與第二處理器通信連接;N個(gè)通信接口控制模塊通過AVLAON總線與第三處理器通信連接。利用AVLAON總線實(shí)現(xiàn)各模塊之間的信息傳輸，傳輸速度較快，且可靠性較高。
[0024]另外，人機(jī)交互電路為按鍵與數(shù)碼管顯示電路，提供了人機(jī)交互電路的一種具體實(shí)現(xiàn)形式，增加了本發(fā)明的可行性。
[0025]另外，控制功能模塊還包括通信接口控制模塊;通信接口控制模塊與第一處理器通信連接；電梯控制板還包括:薄膜晶體管TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶體管)驅(qū)動(dòng)電路;TFT驅(qū)動(dòng)電路與通信接口控制模塊通信連接。通過這種在控制功能模塊上設(shè)置與第一處理器通信連接的通信接口控制模塊的方式，實(shí)現(xiàn)第一處理器對(duì)薄膜晶體管TFT驅(qū)動(dòng)電路的控制，以便于TFT驅(qū)動(dòng)電路控制TFT顯示屏播放視頻、圖片，使得用戶在乘坐電梯時(shí)，能夠了解到更多的有用信息。
【附圖說明】
[0026]圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中的電梯控制板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中控制功能模塊對(duì)通訊總線控制模塊以及通訊總線電路進(jìn)行控制的原理圖；
[0028]圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中控制功能模塊對(duì)變頻器控制模塊中的脈沖寬度調(diào)制PffM控制子模塊進(jìn)行控制的原理圖；
[0029]圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式中死區(qū)時(shí)間原理圖；
[0030]圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式中的電梯控制板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式中控制功能模塊對(duì)通信接口控制模塊以及通信接口進(jìn)行控制的原理圖；
[0032]圖7是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式中的電梯控制板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖8是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方式中電梯控制黑匣子連接接口的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖9是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施方式中電梯控制黑匣子的系統(tǒng)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明各實(shí)施方式中，為了使讀者更好地理解本申請(qǐng)而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)所要求保護(hù)的技術(shù)方案。
[0036]本發(fā)明的第一實(shí)施方式涉及一種電梯控制板，應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)，如圖1所示，包括:通訊總線電路2、人機(jī)交互電路3、高低壓輸入輸出電路4以及基于FPGA的控制功能模塊I O
[0037]以下先對(duì)控制功能模塊I進(jìn)行具體說明:
[0038]控制功能模塊I包括:第一處理器11、第二處理器12、通訊總線控制模塊13、人機(jī)交互控制模塊14、高低壓輸入輸出控制模塊15以及變頻器控制模塊16。
[0039]第一處理器11與第二處理器12通信連接。通訊總線控制模塊13、人機(jī)交互控制模塊14以及高低壓輸入輸出控制模塊15與第一處理器11通信連接。變頻器控制模塊16與第二處理器12通信連接。其中，第一處理器11為電梯控制系統(tǒng)的主控單元。第二處理器12為電梯控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制單元。
[0040]其中，控制功能模塊I可以為CYCLONEIV系列的芯片，功耗較低，且低成本。第一處理器11、第二處理器12可以為N1sII系列嵌入式處理器。通訊總線控制模塊13、人機(jī)交互控制模塊14、高低壓輸入輸出控制模塊15以及變頻器控制模塊16可以為IP核。第一處理器11通過AVLAON總線與第二處理器12以及第三處理器17通信連接。通訊總線控制模塊13、人機(jī)交互控制模塊14以及高低壓輸入輸出控制模塊15通過AVLAON總線與第一處理器11通信連接。變頻器控制模塊16通過A VLAON總線與第二處理器12通信連接。N個(gè)通信接口控制模塊18通過AVLAON總線與第三處理器17通信連接。
[0041]具體的說，N1sII系列嵌入式處理器是一個(gè)單純的CPU，其外設(shè)模塊是需要技術(shù)開發(fā)人員根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行定制的，這種定制的外設(shè)模塊稱為IP核。在實(shí)際操作時(shí)，技術(shù)開發(fā)人員可以根據(jù)自己的實(shí)際需求，定制相應(yīng)的外設(shè)模塊，并將各外設(shè)模塊通過AVLAON總線掛載到相對(duì)應(yīng)的N1sII系列嵌入式處理器上，以便于控制功能模塊I的各處理器通過相應(yīng)的外設(shè)模塊與其他電路實(shí)現(xiàn)通信。這樣，利用AVLAON總線實(shí)現(xiàn)各模塊之間的信息傳輸，傳輸速度較快，且可靠性較高。并且，拓展電梯控制系統(tǒng)的新功能較為方便快捷，技術(shù)開發(fā)人員能夠獲取最符合當(dāng)前需求的控制功能模塊。
[0042]本實(shí)施方式中，電梯控制板中的各電路與控制功能模塊的連接關(guān)系為:通訊總線電路2與控制功能模塊I的通訊總線控制模塊13通信連接。人機(jī)交互電路3與控制功能模塊I的人機(jī)交互控制模塊14通信連接。高低壓輸入輸出電路4與控制功能模塊I的高低壓輸入輸出控制模塊15通信連接。其中，人機(jī)交互電路3可以為按鍵與數(shù)碼管顯示電路。
[0043]具體的說，在控制功能模塊I中，第一處理器11與第二處理器12通信連接，從而能實(shí)現(xiàn)第一處理器11與第二處理器12之間的信息交互。并且，第一處理器11還通過通訊總線控制模塊13與通訊總線電路2實(shí)現(xiàn)通信;通過人機(jī)交互控制模塊14與人機(jī)交互電路3實(shí)現(xiàn)通信;通過高低壓輸入輸出控制模塊15與高低壓輸入輸出電路4實(shí)現(xiàn)通信。這樣，第一處理器11便相當(dāng)于電梯控制系統(tǒng)中的主控單元，能夠協(xié)調(diào)、控制通訊總線電路2、人機(jī)交互電路3以及高低壓輸入輸出電路4的工作，并發(fā)送控制指令給第二處理器12。
[0044]第二處理器12能夠通過變頻器控制模塊16與電梯控制系統(tǒng)的變頻器實(shí)現(xiàn)通信。這樣，第二處理器12便相當(dāng)于電梯控制系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)控制單元，能夠控制變頻器控制模塊16調(diào)節(jié)出變頻器所需的脈沖寬度調(diào)制PWM信號(hào)，以便于變頻器驅(qū)動(dòng)電梯電機(jī)，電梯運(yùn)行。
[0045]以下對(duì)電梯控制板的工作原理進(jìn)行進(jìn)一步的說明:
[0046]具體的說，技術(shù)開發(fā)人員在控制功能模塊I中定制相應(yīng)的外設(shè)模塊時(shí)，可以靈活定義相關(guān)寄存器，如控制寄存器，數(shù)據(jù)寄存器等。當(dāng)N1sII系列嵌入式處理器寫/讀外設(shè)模塊中的相關(guān)寄存器時(shí)，外設(shè)模塊將在系統(tǒng)時(shí)鐘的支撐下，控制相關(guān)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的功能。這樣，在功能實(shí)現(xiàn)過程中，處理器僅用于各個(gè)外設(shè)模塊之間的調(diào)度處理，從而無需N1sII系列嵌入式處理器的頻繁工作，大大減輕了處理器的負(fù)載。以下進(jìn)行舉例說明:
[0047]1、通訊總線電路2為CAN(Controller Area Network，控制器局域網(wǎng)絡(luò))總線，控制功能模塊I中的通訊總線控制模塊13為CAN總線控制模塊。如圖2所示，通訊總線電路2包括CAN控制器21以及CAN收發(fā)器22。通訊總線控制模塊13包括控制寄存器131以及數(shù)據(jù)/地址寄存器132。
[0048]具體的說，第一處理器11向CAN總線控制模塊中的控制寄存器131和數(shù)據(jù)/地址寄存器132寫入有效數(shù)據(jù)后，CAN總線控制模塊便根據(jù)其預(yù)設(shè)的時(shí)序邏輯進(jìn)行相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)。其中，預(yù)設(shè)的時(shí)序邏輯由技術(shù)開發(fā)人員預(yù)先設(shè)置并保存在控制功能模塊I中。
[0049]不難看出，CAN總線控制模塊的控制對(duì)象為CAN控制器21 XAN控制器21能夠與CAN收發(fā)器22進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。這樣，第一處理器11的工作只是控制CAN總線控制模塊的工作，并給CAN總線控制模塊傳送或者接受數(shù)據(jù)，其他的工作都由CAN總線控制模塊完成，從而無需第一處理器11的頻繁工作。在實(shí)際操作時(shí)，CAN控制器21可以為SJA1000通用CAN控制器，CAN收發(fā)器可以為TJAl 050控制器。
[0050]2、變頻器控制模塊16包括脈沖寬度調(diào)制PWM控制子模塊、編碼器控制子模塊以及保護(hù)子模塊。其中，PWM控制子模塊、編碼器控制子模塊以及保護(hù)子模塊均與第二處理器12
通信連接。
[0051]由于PWM信號(hào)是控制變頻器中絕緣柵雙極型晶體管IGBT(InsulatedGateBipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)開關(guān)的關(guān)鍵信號(hào)。因此，以下對(duì)PffM控制子模塊進(jìn)行說明:
[0052]常規(guī)的電梯變頻器一般為兩電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，目前針對(duì)三電平的大功率電梯變頻器也已經(jīng)開始研究并使用。由于三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相比于兩電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而言輸出電平增多，可以減小濾波器的體積，并使得單個(gè)IGBT的承受的電壓較低，有效的提高了直流母線電壓與功率等級(jí)。因此，本實(shí)施方式中，以變頻器為三相混合箝位型三電平變頻器為例，進(jìn)行PWM控制子模塊的設(shè)計(jì)。
[0053]如圖3所示，Pmi控制子模塊包括:A相調(diào)制寄存器、B相調(diào)制寄存器、C相調(diào)制寄存器、死區(qū)時(shí)間控制寄存器、PWM鎖死寄存器以及PWM邏輯控制。以下簡稱A相調(diào)制寄存器為ModA、B相調(diào)制寄存器為ModB、C相調(diào)制寄存器為ModC、死區(qū)時(shí)間控制寄存器為DeacUPffM鎖死寄存器為PwmLock。
[0054]其中，PWM鎖死寄存器用于當(dāng)檢測到系統(tǒng)故障時(shí)將PWM信號(hào)封鎖，使得電機(jī)停轉(zhuǎn)保護(hù)。PffM邏輯控制負(fù)責(zé)產(chǎn)生載波信號(hào)并與調(diào)制寄存器中的值進(jìn)行比較，產(chǎn)生三相PffM信號(hào)。
[0055]具體的說，第二處理器12發(fā)送出的控制信號(hào)經(jīng)過處理后，會(huì)得到三個(gè)調(diào)制量，這三個(gè)調(diào)制量會(huì)被分別送入三個(gè)調(diào)制寄存器中:A相調(diào)制寄存器、B相調(diào)制寄存器以及C相調(diào)制寄存器。其中，各調(diào)制寄存器中的數(shù)據(jù)可以作為和三角載波進(jìn)行比較的最終的調(diào)制波。
[0056]本實(shí)施方式中，采用的調(diào)制方法為載波移相法。載波為兩個(gè)在相位上相差180度的三角波。在設(shè)計(jì)PWM控制子模塊時(shí)，可以利用一個(gè)計(jì)數(shù)范圍為0-2047的連續(xù)增減計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)載波。
[0057]由于脈沖寬度調(diào)制PWM控制子模塊內(nèi)部的寄存器，不需要與第二處理器12進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，因此本實(shí)施方式中產(chǎn)生的三角波Carr i er [ 1..0 ]的頻率為原來載波的兩倍。
[0058]下面以A相為例，分析產(chǎn)生PffMA[4]、PffMA[ 3 ]、PffMA[ 2 ]、PffMA[ I ]的方法:
[0059]要產(chǎn)生這四路PffM波形，需要首先產(chǎn)生兩路理想的PffM波形:PWMA[2]以及PWMA[ I ]。首先產(chǎn)生一標(biāo)志位flag，在carrier第一個(gè)周期flag為O，下一個(gè)周期標(biāo)志位翻轉(zhuǎn)，再下一個(gè)周期翻轉(zhuǎn)為0，依次類推。下面針對(duì)A相調(diào)制波在正負(fù)半周兩種情況下進(jìn)行討論。
[0060]1、假設(shè)A相調(diào)制波在正半周，即調(diào)制量va_m[10] =0:
[0061](I)若 ModA[10..0]>Carrier[ 10..0]并且 flag = 0，貝 lJPWMA[2]以及 PWMA[ I ]為 2 ’bll；
[0062]其中，2’bll代表兩位二進(jìn)制數(shù)11。
[0063](2)若 ModA[10..0]<Carrier[ 10..0]并且 flag = 0，貝 lJPWMA[2]以及 PWMA[ I ]為 2 ’blO；
[0064]其中，2’blO代表兩位二進(jìn)制數(shù)10。
[0065](3)若 ModA[10..0]>Carrier[ 10..0]并且 flag= I，貝lJPWMA[2]以及 PWMA[ I ]為 2 ’bll；
[0066]其中，2’bll代表兩位二進(jìn)制數(shù)11。
[0067](4)若 ModA[10..0]<Carrier[ 10..0]并且 flag= I，貝lJPWMA[2]以及 PWMA[ I ]為 2 ’bOl；
[0068]其中，2’b01代表兩位二進(jìn)制數(shù)01。
[0069 ]2、假設(shè)A相調(diào)制波在負(fù)半周，S卩ModA [ 1 ] = 1:
[0070](I)若-ModA[10..0]>carrier[10..0]，并且flag = 0，則PWMA[2]以及PWMA[1]為2’b00；
[0071]其中，2’b00代表兩位二進(jìn)制數(shù)00。
[0072](2)若-ModA[10..0]<Carrier[ 10..0]，并且f Iag = O，PWMA[2]以及PWMA[I]為2’blO；
[0073]其中，2’blO代表兩位二進(jìn)制數(shù)10。
[0074](3)若-ModA[10..0]>Carrier[ 10..0]，并且f lag= I，PWMA[2]以及PWMA[I]為2’b00；
[0075]其中，2’b00代表兩位二進(jìn)制數(shù)00。
[0076](4)若-ModA[10..0]<Carrier[10..0]并且f lag = I，則PWMA[2]以及PWMA[I]為2’bOl；
[0077]其中，2’b01代表兩位二進(jìn)制數(shù)01。
[0078]產(chǎn)生兩路理想PffM信號(hào)PWMA[1]和PWMA[2]后，可利用PWMA[1]與PWMA[4]的互補(bǔ)關(guān)系，PWMA[ 2 ]與PWMA[ 3 ]的互補(bǔ)關(guān)系，得到另外兩路PWMA[ 4]以及PWMA[ 3 ]信號(hào)。
[0079]但是，在實(shí)際操作時(shí)，還要考慮死區(qū)時(shí)間的問題，此時(shí)需要根據(jù)PWMA[ I ]和PWMA[ 2]產(chǎn)生死區(qū)時(shí)間之后的互補(bǔ)信號(hào)。圖4給出了由PWMA[1]產(chǎn)生死區(qū)的互補(bǔ)信號(hào)PWMA[4]的死區(qū)時(shí)間原理圖，根據(jù)圖4所示的死區(qū)時(shí)間原理圖，其中Ts為采樣周期，從圖4中可以總結(jié)出如下規(guī)律:
[0080](I)如果死區(qū)時(shí)間計(jì)數(shù)值為O，則PWMA[ I ] = O，PffMA[4] = I。
[0081 ](2)如果死區(qū)時(shí)間計(jì)數(shù)值等于死區(qū)時(shí)間控制寄存器的值，則PWMA[ I ] = I，PWMA[4]
=O0
[0082 ](3)如果死區(qū)時(shí)間計(jì)數(shù)器正處計(jì)數(shù)狀態(tài)，則PffMA [ I ] = O，PffMA [ 4 ] = O。
[0083]不難看出，根據(jù)以上這三條規(guī)律，可以比較容易地產(chǎn)生帶有死區(qū)時(shí)間PWMA[ I ]和PffMA [ 2 ]。依照A相調(diào)制寄存器產(chǎn)生四路PffM波形的方法，B相調(diào)制寄存器、C相調(diào)制寄存器各產(chǎn)生四路PffM波形，從而產(chǎn)生12路實(shí)際PffM信號(hào)。在實(shí)際操作時(shí)，為保證12路信號(hào)嚴(yán)格的同步性，可以在控制功能模塊I中設(shè)定6個(gè)獨(dú)立并行程序塊。
[0084]綜上所述，本實(shí)施方式中，電梯控制系統(tǒng)的主控單元以及驅(qū)動(dòng)控制單元能夠集成在一塊芯片上，電梯控制板的體積較小，從而有效的簡化了電梯控制系統(tǒng)，使得電梯控制系統(tǒng)的可靠性較高、靈活性較高，并易于拓展電梯控制系統(tǒng)的新功能。
[0085]本發(fā)明的第二實(shí)施方式涉及一種電梯控制板，如圖5所示。第二實(shí)施方式在第一實(shí)施方式的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于:在本發(fā)明第二實(shí)施方式中，控制功能模塊中還設(shè)有為電梯控制系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)單元的第三處理器17，從而能夠?qū)㈦娞葸\(yùn)行數(shù)據(jù)上傳到互聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯實(shí)時(shí)有效的監(jiān)管維護(hù)，實(shí)現(xiàn)了電梯物聯(lián)網(wǎng)。
[0086]具體的說，控制功能模塊還包括:第三處理器17以及N個(gè)通信接口控制模塊18，N為自然數(shù)。第三處理器17與第一處理器11通信連接，并與N個(gè)通信接口控制模塊18通信連接。
[0087]電梯控制板還包括:N個(gè)通信接口5 <^個(gè)通信接口 5——對(duì)應(yīng)的與N個(gè)通信接口控制模塊18通信連接。
[0088]其中，N個(gè)通信接口控制模塊18為其中之一或任意組合:RS-232通信接口控制模塊、RS-485通信接口控制模塊、以太網(wǎng)通信接口控制模塊、USB通信接口控制模塊或者M(jìn)icroSD卡通信接口控制模塊。這樣，從而能夠滿足不同的電梯系統(tǒng)與場合下的各種需要。
[0089]在本實(shí)施方式中，第三處理器17可以和第一處理器11以及第二處理器12相同，也為N1sII系列嵌入式處理器，且第三處理器17也可以通過AVLAON總線與第一處理器11通信連接。這樣，第三處理器17不僅可以與第一處理器11進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，而且可以通過各通信接口控制模塊18，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)，以便于大數(shù)據(jù)量的傳輸。
[0090]以下以通信接口控制模塊18為以太網(wǎng)通信接口控制模塊進(jìn)行說明:
[0091]如圖6所示，以太網(wǎng)通信接口控制模塊包括控制寄存器181、數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器182以及數(shù)據(jù)接收寄存器183。其中，數(shù)據(jù)接收寄存器183，數(shù)據(jù)長度可以任意定義，最長為32位，數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器，數(shù)據(jù)長度任意定義，最長32位。
[0092]不難看出，控制寄存器181用于控制通信接口芯片51的讀、寫、片選、復(fù)位等操作，第三處理器17通過操作這三個(gè)寄存器，便可以啟動(dòng)以太網(wǎng)進(jìn)行工作。在實(shí)際操作時(shí)，通信接口芯片51可以為DM9000A高速以太網(wǎng)接口芯片。
[0093]本發(fā)明第三實(shí)施方式涉及一種電梯控制板，如圖7所示。第三實(shí)施方式在第二實(shí)施方式的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于:在本發(fā)明第三實(shí)施方式中，電梯控制板還包括薄膜晶體管TFT驅(qū)動(dòng)電路6，從而能夠利用TFT驅(qū)動(dòng)電路控制TFT顯示屏播放視頻、圖片，使得用戶在乘坐電梯時(shí)，能夠了解到更多的有用信息。
[0094]具體的說，控制功能模塊還包括通信接口控制模塊18。通信接口控制模塊18與第一處理器11通信連接。
[0095]電梯控制板還包括:薄膜晶體管TFT驅(qū)動(dòng)電路6JFT驅(qū)動(dòng)電路6與通信接口控制模塊18通信連接。
[0096]本發(fā)明第四實(shí)施方式涉及一種電梯控制黑匣子，包括:殼體、至少一連接接口以及如第二實(shí)施方式或者第三實(shí)施方式中的電梯控制板。
[0097]具體的說，殼體設(shè)有對(duì)應(yīng)于連接接口的開口；連接接口容置于開口。電梯控制板容置于殼體，且N個(gè)通信接口均與各連接接口電性連接。
[0098]在本實(shí)施方式中，統(tǒng)一了各通信接口控制模塊對(duì)應(yīng)的通信接口，電梯控制黑匣子能夠自動(dòng)識(shí)別是哪種通信接口接入，以便于用戶自由接插，有效的簡化了接線過程，防止現(xiàn)場接線出錯(cuò)。
[0099]以下對(duì)本實(shí)施方式中的電梯控制黑匣子的工作原理進(jìn)行舉例說明:
[0100]假設(shè)電梯控制板中控制功能模塊包括RS232通信接口控制模塊以及RS485通信接口控制模塊?？刂乒δ苣K包括的通訊總線控制模塊為CAN總線控制模塊，且CAN總線控制模塊包括普通CAN子模塊以及SPI(Serial Peripheral Interface，串行外設(shè)接口)轉(zhuǎn)CAN子模塊。
[0101]則，電梯控制板中包含的各通信接口為:RS232通信接口、RS485通信接口、普通CAN通信接口以及SPI轉(zhuǎn)CAN通信接口。
[0102]本實(shí)施方式中，以圖8所示的的連接接口為例進(jìn)行說明，包含8個(gè)連接腳，分別為:+5V連接腳、GND連接腳、+3.3V連接腳、TX/M0SI連接腳、RX/MIS0連接腳、RTS/SPICS連接腳、CS I /SPICLK連接腳以及CS I /SPINT連接腳。
[0103]RS232通信接口:RTS信號(hào)不需要、CS1/SPICLK信號(hào)需要、CS1/SPINT信號(hào)不需要。
[0104]RS485通信接口:RTS信號(hào)需要、CS1/SPICLK信號(hào)不需要、CS1/SPINT信號(hào)需要。
[0105]普通CAN通信接口:RTS信號(hào)不需要、CS1/SPICLK信號(hào)不需要、CS1/SPINT信號(hào)需要。
[0106]SPI轉(zhuǎn)CAN通信接口:RTS信號(hào)需要、CS1/SPICLK信號(hào)需要、CS1/SPINT信號(hào)需要，且這三個(gè)信號(hào)在通訊過程中數(shù)據(jù)是變化的。
[0107]根據(jù)上述的規(guī)律，本實(shí)施方式中，采用最后3位進(jìn)行編碼的方式，其中O代表通信接口的連接腳接地處理，I代表通信接口的連接腳上拉處理。則，RS232通信接口對(duì)應(yīng)的通信接口控制模塊可以編碼為O1。RS485通信接口對(duì)應(yīng)的通信接口控制模塊可以編碼為1I。普通CAN通信接口對(duì)應(yīng)的通信接口控制模塊可以編碼為001。SPI轉(zhuǎn)CAN通信接口對(duì)應(yīng)的通信接口控制模塊可以編碼為111。
[0108]圖9為電梯控制黑匣子的系統(tǒng)圖。利用通過控制功能模塊的第三處理器17與硬件邏輯模塊的結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)靈活變通的黑匣子功能。其中，硬件邏輯模塊中包括模塊識(shí)別單元、選通通道單元、虛擬1單元以及邏輯仲裁與選通單元。
[0109]具體的說，當(dāng)連接接口中有插件插入時(shí)，先由硬件邏輯模塊的模塊識(shí)別單元根據(jù)編碼，識(shí)別出是哪類插件插入，然后邏輯仲裁與選通單元會(huì)根據(jù)現(xiàn)有的該通信接口的資源數(shù)進(jìn)行邏輯選通。如，識(shí)別模塊識(shí)別出插件為RS232插件，則選通與仲裁模塊會(huì)根據(jù)現(xiàn)有的RS232的資源數(shù)進(jìn)行邏輯選通。
[0110]假設(shè)黑匣子中有4個(gè)RS232通信接口，每個(gè)RS232針對(duì)不同的功能，則第三處理器17可以通過輪詢握手的方式，判斷是否有閑置的RS232通信接口，以便于將插入的插件接入該閑置的RS232通信接口中。如果，輪詢下來沒有任何符合要求，則可以判定當(dāng)前沒有閑置的RS232通信接口，此時(shí)，輪詢等待，直到插件與對(duì)應(yīng)的通信接口順利建立通信連接。
[0111]一旦通信連接順利建立，則該路選通信號(hào)被選定。此時(shí)，硬件邏輯的虛擬1單元與控制功能模塊內(nèi)的虛擬1模塊通信，從而告知第三處理器17有新的插件插入。此時(shí)第三處理器17可以在控制功能模塊中閑置的資源中進(jìn)行輪詢，直到建立通路。
[0112]這樣，由硬件邏輯模塊統(tǒng)計(jì)插入的插件數(shù)并進(jìn)行分類，通過虛擬1單元的簡單數(shù)據(jù)傳送協(xié)議，傳送出插件數(shù)和插件種類。其中，虛擬1單元在電梯控制系統(tǒng)的初始識(shí)別模塊階段，作為傳送插件數(shù)和插件種類的功能。當(dāng)通路建立后，虛擬1單元可以傳輸SPI轉(zhuǎn)CAN通信接口的片選編碼信號(hào)，甚至可以擴(kuò)展為傳輸RS232通信接口、RS485通信接口的片選編碼信號(hào)。
[0113]具體的說，虛擬1單元在電梯控制系統(tǒng)中扮演了傳信的角色。硬件邏輯模塊給第三處理器17傳遞的是在線通信接口的接口類型、每種類型對(duì)應(yīng)的個(gè)數(shù)以及通信接口的連接狀態(tài)。第三處理器17根據(jù)其在虛擬1單元中接收到這些信號(hào)進(jìn)行處理，將處理后的選通通道信息以及相關(guān)模塊的片選信息傳給硬件邏輯模塊。
[0114]不難看出，硬件邏輯模塊會(huì)對(duì)各通信接口的實(shí)時(shí)信息進(jìn)行并行高效的掃描，無需第三處理器17的參與。當(dāng)硬件邏輯模塊處理完畢后，會(huì)以中斷的方式告知第三處理器17，第三處理器17只需在中斷服務(wù)程序中做簡單的數(shù)據(jù)處理，并告知硬件邏輯模塊進(jìn)行相應(yīng)的操作即可。
[0115]第五實(shí)施方式涉及一種基于FPGA的控制功能模塊，應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)，包括:第一處理器、第二處理器、通訊總線控制模塊、人機(jī)交互控制模塊、高低壓輸入輸出控制模塊以及變頻器控制模塊；
[0116]第一處理器與第二處理器通信連接；
[0117]通訊總線控制模塊、人機(jī)交互控制模塊以及高低壓輸入輸出控制模塊與第一處理器通信連接；
[0118]變頻器控制模塊與第二處理器通信連接；
[0119]其中，第一處理器為電梯控制系統(tǒng)的主控單元;第二處理器為電梯控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制單元。
[0120]第六實(shí)施方式涉及一種基于FPGA的控制功能模塊。第六實(shí)施方式在第五實(shí)施方式的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于:在本發(fā)明第六實(shí)施方式中，控制功能模塊還包括:第三處理器以及N個(gè)通信接口控制模塊;其中，N為自然數(shù)；
[0121 ]第三處理器與第一處理器通信連接，并與N個(gè)通信接口控制模塊通信連接;其中，第三處理器為電梯控制系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)單元。
[0122]值得一提的是，本實(shí)施方式中所涉及到的各模塊均為邏輯模塊，在實(shí)際應(yīng)用中，一個(gè)邏輯單元可以是一個(gè)物理單元，也可以是一個(gè)物理單元的一部分，還可以以多個(gè)物理單元的組合實(shí)現(xiàn)。此外，為了突出本發(fā)明的創(chuàng)新部分，本實(shí)施方式中并沒有將與解決本發(fā)明所提出的技術(shù)問題關(guān)系不太密切的單元引入，但這并不表明本實(shí)施方式中不存在其它的單
J L ο
[0123]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一個(gè)設(shè)備(可以是單片機(jī)，芯片等)或處理器(processor)執(zhí)行本申請(qǐng)各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括:U盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(R0M，Read-0nlyMemory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。
[0124]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實(shí)施方式是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體實(shí)施例，而在實(shí)際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電梯控制板，其特征在于，應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)，包括:通訊總線電路、人機(jī)交互電路、高低壓輸入輸出電路以及基于現(xiàn)場可編程門陣列FPGA的控制功能模塊； 所述控制功能模塊包括:第一處理器、第二處理器、通訊總線控制模塊、人機(jī)交互控制模塊、高低壓輸入輸出控制模塊以及變頻器控制模塊； 所述第一處理器與所述第二處理器通信連接;所述通訊總線控制模塊、人機(jī)交互控制模塊以及高低壓輸入輸出控制模塊與所述第一處理器通信連接;所述變頻器控制模塊與所述第二處理器通信連接;其中，所述第一處理器為所述電梯控制系統(tǒng)的主控單元;所述第二處理器為所述電梯控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制單元； 所述通訊總線電路與所述通訊總線控制模塊通信連接;所述人機(jī)交互電路與所述人機(jī)交互控制模塊通信連接;所述高低壓輸入輸出電路與所述高低壓輸入輸出控制模塊通信連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯控制板，其特征在于，所述控制功能模塊還包括:第三處理器以及N個(gè)通信接口控制模塊;其中，N為自然數(shù)； 所述第三處理器與所述第一處理器通信連接，并與所述N個(gè)通信接口控制模塊通信連接;其中，所述第三處理器為所述電梯控制系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)單元； 所述電梯控制板還包括:N個(gè)通信接口 ； 所述N個(gè)通信接口 一一對(duì)應(yīng)的與所述N個(gè)通信接口控制模塊通信連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電梯控制板，其特征在于，所述N個(gè)通信接口控制模塊為其中之一或任意組合: RS-232通信接口控制模塊、RS-485通信接口控制模塊、以太網(wǎng)通信接口控制模塊、USB通信接口控制模塊或者M(jìn)icro SD卡通信接口控制模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電梯控制板，其特征在于，所述第一處理器、所述第二處理器以及所述第三處理器均為N1s Π系列嵌入式處理器。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電梯控制板，其特征在于，在所述控制功能模塊中， 所述第一處理器通過AVLAON總線與所述第二處理器以及所述第三處理器通信連接； 所述通訊總線控制模塊、人機(jī)交互控制模塊以及高低壓輸入輸出控制模塊通過AVLAON總線與所述第一處理器通信連接； 所述變頻器控制模塊通過AVLAON總線與所述第二處理器通信連接； 所述N個(gè)通信接口控制模塊通過AVLAON總線與所述第三處理器通信連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯控制板，其特征在于，所述人機(jī)交互電路為按鍵與數(shù)碼管顯示電路。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯控制板，其特征在于，所述控制功能模塊還包括通信接口控制模塊;所述通信接口控制模塊與所述第一處理器通信連接； 所述電梯控制板還包括:薄膜晶體管TFT驅(qū)動(dòng)電路； 所述TFT驅(qū)動(dòng)電路與所述通信接口控制模塊通信連接。8.—種電梯控制黑匣子，其特征在于，包括:殼體、至少一連接接口以及如權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的電梯控制板； 所述殼體設(shè)有對(duì)應(yīng)于各連接接口的開口；所述連接接口容置于所述開口 ； 所述電梯控制板容置于所述殼體，且所述N個(gè)通信接口均與各連接接口電性連接。9.一種基于FPGA的控制功能模塊，其特征在于，應(yīng)用于電梯控制系統(tǒng)，包括:第一處理器、第二處理器、通訊總線控制模塊、人機(jī)交互控制模塊、高低壓輸入輸出控制模塊以及變頻器控制模塊； 所述第一處理器與所述第二處理器通信連接； 所述通訊總線控制模塊、人機(jī)交互控制模塊以及高低壓輸入輸出控制模塊與所述第一處理器通信連接； 所述變頻器控制模塊與所述第二處理器通信連接； 其中，所述第一處理器為所述電梯控制系統(tǒng)的主控單元;所述第二處理器為所述電梯控制系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制單元。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于FPGA的控制功能模塊，其特征在于，還包括:第三處理器以及N個(gè)通信接口控制模塊;其中，N為自然數(shù)； 所述第三處理器與所述第一處理器通信連接，并與所述N個(gè)通信接口控制模塊通信連接;其中，所述第三處理器為所述電梯控制系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)單元。
【文檔編號(hào)】B66B1/06GK106081752SQ201610667141
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月13日 公開號(hào)201610667141.8, CN 106081752 A, CN 106081752A, CN 201610667141, CN-A-106081752, CN106081752 A, CN106081752A, CN201610667141, CN201610667141.8
【發(fā)明人】杜超, 林開偉, 王鵬
【申請(qǐng)人】上海新時(shí)達(dá)電氣股份有限公司, 上海辛格林納新時(shí)達(dá)電機(jī)有限公司