基于嵌入式系統(tǒng)的施工升降機自動控制系統(tǒng)的設(shè)計研究

閔令富

（山東清華康利城市照明研究設(shè)計院有限公司，山東 濟南 250100）

隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展進步，人們對于設(shè)施的要求也越來越高，建造高層建筑能夠提升土地的利用面積，但施工難度會有所增加，而施工升降機的使用解決了這一難題。但是在研究中發(fā)現(xiàn)，施工升降機的自動控制系統(tǒng)尚不完善，其中存在很多影響施工安全的危險因素［1］，因此，需要改良優(yōu)化目前使用的嵌入式系統(tǒng)的施工升降機自動控制系統(tǒng)，以降低工作的風(fēng)險，保證使用者的生命安全。

中國水利：據(jù)了解，初步建設(shè)縣級以下山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，全國2 058個縣的中央財政補助資金目前已全部到位，2010和2011年度項目縣任務(wù)已基本完成，已經(jīng)建設(shè)完成并投入試運行的項目效益如何？

1 整體設(shè)計思路

通過研究分析嵌入式系統(tǒng)的施工升降機自動控制系統(tǒng)的運行流程，并設(shè)計整體方案，需要使用風(fēng)速傳感器、重量傳感器、光電編碼器、中央處理器、儲存設(shè)備、操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序及驅(qū)動等器材，使用S3C24450主控制器進行整合處理［2］；其中重量傳感器的作用為監(jiān)控進入施工升降機升降臺內(nèi)的人員和建筑材料情況，及時進行提醒，保證施工升降機在安全的重量范圍內(nèi)進行工作，光電編碼器的作用為：對施工的位置、高度進行測定，同時由風(fēng)速傳感器進行風(fēng)速檢測，計算不同高度中不同的風(fēng)力對施工環(huán)境的影響，避免風(fēng)力過大，施工升降機繼續(xù)高層作業(yè)的風(fēng)險，保障施工的安全性；通過信號傳輸系統(tǒng)將傳感器檢測到的信息以及操作系統(tǒng)中人員進行操作的數(shù)據(jù)，傳送到中央處理器中進行處理，如果處理中發(fā)現(xiàn)了重量超標(biāo)或者風(fēng)力過大等現(xiàn)象，需要立即停止工作，中央處理器就會將危險信息傳輸至需要通知的部位，系統(tǒng)將會在合理位置停止運行并斷電，只有待相關(guān)條件要素恢復(fù)后再進行運轉(zhuǎn)。

2 設(shè)計嵌入式系統(tǒng)的施工升降機自動控制系統(tǒng)的硬件

2.1 傳感器單元檢測的設(shè)計

在嵌入式系統(tǒng)的施工升降機自動控制系統(tǒng)中，風(fēng)速傳感器、重量傳感器和光電編碼器等都屬于硬件的部分，在整體的作用中以監(jiān)控實時數(shù)據(jù)為主，其中重量傳感器的兩個拉板分別設(shè)置在吊籠的兩端掛軸以及驅(qū)動板掛軸上，通過這種設(shè)計方式，可以避免以前傳統(tǒng)設(shè)計方式中重量傳感器因受力方向不同造成判定不準(zhǔn)的情況發(fā)生，能夠使施工升降機的運行更安全穩(wěn)定，從而保證吊籠內(nèi)的人員安全。

使用光電編碼器可以使對輸至軸上的幾何位移量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量或者是脈沖，在施工升降機進行運行前，將光電編碼器相應(yīng)的數(shù)字碼或者脈沖記錄輸入中央控制器中，在運行過程中按照相應(yīng)的數(shù)值進行比對，判定施工升降機吊籠所處于的位置，對其他數(shù)據(jù)的計算和危險因素的判定起到關(guān)鍵作用。

在嵌入式系統(tǒng)的施工升降機自動控制系統(tǒng)中，另一部分的硬件設(shè)施是監(jiān)控儀表部分，它的主要組成單元有：中央處理器、電源、儲存器、繼電器、液晶顯示屏和觸摸屏等，在設(shè)計中選擇S3C2440處理器，是由于此種處理器的運行不需要很多能量，同時它能達到的運算效果也比較高，符合系統(tǒng)運行的要求；在S3C2440處理器中，包含著很多的硬件設(shè)施，可以極大地提高施工升降機自動控制系統(tǒng)的工作效率，是整個儀表監(jiān)控系統(tǒng)的運行更加流暢，功能更加完善。

結(jié)果顯示，三個小組的留學(xué)生語用能力都不高，只有中級語言能力的學(xué)生，語用能力的平均分略高于其他兩組的學(xué)生，但是三個小組之間并不存在語用能力的顯著差異。問卷最低分雖然出現(xiàn)在第一組中，但最高分卻沒有出現(xiàn)在第三組中。這說明，隨著語言能力的提高，留學(xué)生的語用能力并沒有相應(yīng)地提高。留學(xué)生漢語語言能力的發(fā)展，不能保證其語用能力的必然發(fā)展。即使到了高級階段，留學(xué)生的語用能力仍處于一個較低的水平。

2.2 儀表監(jiān)控單元的設(shè)計

在施工升降機的運作系統(tǒng)中使用風(fēng)速傳感器，可以選擇三杯式的風(fēng)速傳感器，通過風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)進行風(fēng)速的判定，將風(fēng)速數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒胩幚砥骱螅醒胩幚砥魍ㄟ^對風(fēng)速的計算，得出合理的安全條件值，確保施工升降機的安全運行。

3 設(shè)計嵌入式系統(tǒng)的施工升降機自動控制系統(tǒng)的軟件

在系統(tǒng)的運行中，軟件是整個設(shè)施的大腦，是自動控制系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，發(fā)揮著極其重要的作用。在對軟件系統(tǒng)進行設(shè)置時，可以在數(shù)據(jù)傳輸中使用NRF401芯片，這款芯片可以有效地在接受傳感器數(shù)據(jù)與發(fā)送中央處理器處理后的數(shù)據(jù)之間進行接收模式和發(fā)送模式的轉(zhuǎn)換［3］，使信息的時效性更強，同時可以做到對接受的信息和發(fā)送信息進行核對檢查，確保信息的準(zhǔn)確無誤，保證施工安全；在施工升降機自動控制系統(tǒng)進行運行時，儀表監(jiān)控單元可以將傳感器收集的信息以及中央處理器轉(zhuǎn)化的信息反應(yīng)在液晶顯示屏上，不同的樓層，不同的重量都能進行詳細的查看，操控檢查者可以通過觸摸屏對信息進行實時的控制和修改，保證施工升降機的安全有序運行。

對施工升降機自動控制系統(tǒng)的設(shè)計制造是利用其工作流程的特點進行的，在施工升降機中，分為兩個吊籠，兩個吊籠內(nèi)重量不同，實現(xiàn)人員和施工材料的垂直起降。在施工升降機運行時，先進行對承載吊籠進行檢測，通過重量傳感器檢測是否超載，將數(shù)據(jù)傳送回中央處理器進行計算判斷，如果超載，那么就會發(fā)出警報，提醒施工人員進行處理，處理后繼續(xù)進行檢測，在未超載的情況下，再將人員物資輸送到需要的位置去。

輸電線路防外力破壞預(yù)警系統(tǒng)的基本原理是通過檢查架空輸電線路在空間產(chǎn)生的電場強度,通過算法計算出測量點與導(dǎo)線之間的距離。相對于入侵的物體,運行中的輸電線路中的任意一相可以看成無線長直導(dǎo)線。架空輸電線路的工頻電場是一種準(zhǔn)靜態(tài)場,工頻電場由電壓產(chǎn)生。

4 結(jié)語

綜上所述，目前的建筑企業(yè)中，運用施工升降機自動控制系統(tǒng)的尚在少數(shù)，運用給予嵌入式系統(tǒng)的施工升降機自動控制系統(tǒng)，可以有效降低在人員和建筑材料輸送過程中需要花費的人力物力，同時也提高了工程的進度和輸送地效率，降低存在的風(fēng)險，提高人員物資的安全性，可以提升建筑企業(yè)的經(jīng)濟效益，提高現(xiàn)代化水平，應(yīng)在實際的工程建造中推廣使用。