基于單片機和NRF24L01的電梯困人報警系統設計

蔡少權

摘要

本系統以AT89C51芯片為核心，通過結合紅外人體感應傳感器和檢測電梯控制主板的工作狀態，來檢測電梯是否出現困人的情況，通過NRF24L01無線模塊進行檢測將電梯是否出現困人的故障傳輸到保安室或值班室。

【關鍵詞】電梯困人 STC89C51 無線模塊 軟件設計

隨著我國經濟的發展和人們生活水平不斷提高，舊樓加裝電梯、樓宇電梯改造以及房地產市場快速發展，對電梯的保有量原來越大。維保人員的增長率跟不上電梯保有量的增長率和需求。導致電梯在使用過程中發生故障的幾率增加，這些故障會對人們的日常生活不便甚至影響生命安全。根據統計電梯出現困人的現象是比較多，如果被困人員是年輕人，他們會通過按下報警按鈕或打電話向值班室的值班人員求救，如果被困的人員是老人和小孩他們有可能不懂得按下報警按鈕，有可能導致他們的生命安全遭受威脅。為了解決這個問題，本文提出了一個以單片機和NRF24L01無線模塊、人體感應傳感器等設計了一個無線報警系統。

1系統總體設計方案

本系統主要由信號采集發送端和接收顯示端2個部分組成，系統總體框架如圖1所示。信號采集發送端主要由STC89C51單片機、HC-SR501人體紅外感應模塊，2.4GNRF24L01無線發送模塊、電梯工作狀態信號采集模塊、電源模塊等組成.用于檢測電梯轎廂里是否有人和轎廂門是否關閉以及電梯曳引機工作狀態來判斷電梯是否出現困人故障，如果出現故障就通過無線模塊發送出去。接收顯示端主要由STC89C51單片機、2.4GNRF24L01無線發送模塊、12864液晶顯示模塊、警報模塊等組成，用于接收采集端傳來的數據并顯示和報警。

2電梯困人原因分析和工作原理

電梯困人產生原因的分析，第一種是小孩因為沒有大人陪著私自跑進去電梯轎廂或是老年人不懂得怎么樣乘坐電梯，會出現他們進入電梯轎廂后電梯門關閉，因為沒有按下目的樓層而電梯不運行。第二種是電梯由于電氣或機械的故障導致電梯停在井道非平層位置而產生困人。第三種就是由于開門電路的故障導致電梯到了目的樓層不能開門。

基于以上的分析，通過檢測轎廂是否有人和轎門關閉30秒后曳引機是否運行來判斷是不是出現第一種困人情況。通過檢測電梯平層傳感器是否動作和曳引機是否停止來判轎廂是否停在平層位置，如果沒有停在平層位置，則是出現二種情況。通過檢測電梯停在平層區后是否開門，來判斷是否出現第三種情況。

3軟件程序設計

信號采集發送端的系統上電復位后就對系統進行初始化，包含了無線模塊的初始化，再根據設計的要求檢測轎廂是否有人和轎門是否關閉，以及電梯曳引機的工作狀態、轎廂停靠的位置、轎門是否打開來判斷電梯是否出現故障，如果出現故障則通過無線模塊發出相應的報警信息。程序流程圖如圖2。

接收顯示端的系統上電復位后對系統初始化，包含對液晶顯示屏的初始化，然后就判斷是否收到信號采集發送端發來的報警信息，如收到報警信息，就根據收到的信息執行相關的報警程序。程序流程圖如圖3。

4結束語

利用51單片機和無線模塊以及紅外檢測傳感器等設計了這一套電梯困人報警系統，該系統具有結構簡單，可靠性高、成本低等特點。適用于安裝有電梯的小區和學校、商場等。特別是一些老舊電梯的報警，可以及時通知小區值班人員對被困人員進行解救，縮短救援時間和減少人員的傷害，具有一定的推廣應用價值。

參考文獻

[1]王建珍.單片機應用技術項目化教程（C語言版）[M].北京：中國鐵道出版社，2016（12）.

[2]束慧.單片機應用與實踐教程[M].北京：人民郵電出版社，2014（09）.

[3]牛萍娟，張浩偉，田海濤.基于GSM和NRF24L01的無線溫室環境監測系統[J].

江蘇農業科學，2017，45（13）：181-185.

[4]王瑞琦.基于STC89C51單片機的多功能智能小車設計[J].國外電子測量技術，2017，36（07）：103-106.endprint