基于GPRS的电梯远程监控系统_36_40

本文采用日本欧姆龙公司的E3Z-G82型号的光电开关来检测楼层、运行方向、速度，以及冲顶、蹲底信号。

主要参数如表4.1所示。

表4.1 E3Z-G82主要参数
Table4.1 E3Z-G82 main parameters
参数名称参数值
检测方式凹槽对射型
～ 30mm
检测距离 0
标准检测物体不透明物体: 1.5 mm dia. 以上
光源红外线发光二极管 (940nm)
～ 24 VDC ±10％(（p-p）10％波动以下)
电源电压 12
40mA以下
消耗电流 DC
控制输出（负荷电流）0 ～ 100 mA
运行模式入光时ON／遮光时ON开关切换式
门状态的检测我们采用欧姆龙公司的TL-M5C2型号的接近开关来检测门的开关状态。

主要参数如表4.2所示。

表4.2 TL-M5C2主要参数
Table4.2 TL-M5C2 main parameters
参数名称参数值
检测距离 5mm±10%
设定距离 4mm
检测物体磁性物体
标准检测物体铁18×18×1mm
电源电压 12
～ 24 VDC ±10％(（p-p）10％波动以下)
响应频率 500Hz以上
显示灯检测显示（红）
消耗电流 10mA以下
光电开关和单片机的连接我们采用光电耦合的方式。

光耦的基本结构是将光发射器和光敏器(硅光电探测敏感器件)的芯片封装在同一外壳内，并用透明树脂灌封充填作光传递介质，通常将光发射器的管脚作输入端，光敏器的引脚作为输出
端，当输入端加电信号时，光发射器发出的光信号通过透明树脂光导介质投射到光敏器后，转换成电信号输出，实现了以光为媒介的电光电信号转换传输，并在电气上是完全隔离的。

光耦的主要性能特点如下：
①隔离性能好，输入端与输出端完全实现了电隔离，其绝缘电阻RISO一般均能达到1010Ω以上，绝缘耐压VISO在低压时都可满足使用要求，高耐压一般能超过lkV,有的可达10kV以上。

②光信号单向传输，输出信号对输入端无反馈，可有效阻断电路或系统之间的电联系，但并不切断他们之间的信号传递。

④抗共模干扰能力强，能很好地抑制干扰并消除噪音。

⑤光发射和光敏器件的光谱匹配十分理想，响应速度快，传输效率高。

⑥易与逻辑电路连接。

⑦无触点。

寿命大。

体积校耐冲击。

⑧工作温度范围宽，符合工业和军用温度标准。

在本设计中采用的光耦型号是TLP181，连接电路如图4.5所示。

图4.5光耦电路图
Fig.4.5 Photoelectric coupling circuit
本设计还用到了红外人体探测器，配合门光电开关来检测关人故障。

选用的红外探测器为深圳海曼科技有限公司的HM-812R无线智能红外探测器。

它的主要技术参数为：
1）工作电压：DC 3V 2节“AA”碱性电池；
2）静态电流：≤25uA；
3）报警电流：≤15mA；
4）电池寿命：1年；
5）工作温度：-10℃～+50℃；
6）安装方式：壁挂；
7）安装高度：2m左右；
8）探测距离：12m ；
9）探测角度：110度；
10）发射频率：315MHZ；
11）发射距离：200m（空旷无阻碍）；
4.2.2 射频电路的设计
控制柜数据传输模块和轿顶数据采集器的通信我们选择普通射频来实现。

我们选择上海桑博公司的STR-30模块来实现射频通信。

① STR-30系列微功率无线数传模块特点
1）微功率发射，最大发射功率10mW。

2）ISM频段,无需申请频点。

载频频率433MHz，也可提供868/915MHz 载频。

3）高抗干扰能力和低误码率。

基于GFSK 的调制方式，采用高效前向纠错信道编码技术，提高了数据抗突发干扰和随机干扰的能力，在信道误码率为10-3时，可得到实际误码率10-6～10-7。

4）传输距离远。

在视距情况下，天线高度>2米,可靠传输距离可达800m(BER=10-3/1200bps)。

6）多信道。

STR-30标准配置提供8个信道，如果用户需要，可扩展到16/32信道。

满足用户多种通信组合方式。

7）双串口，3种接口方式。

STR-30 提供2个串口3 种接口方式，COM1 为TTL 电平UART 接口。

COM2 由用户自定义为标准的RS-232/RS-485口(只需要拔插1位短路器再上电即可定义)。

8）大的数据缓冲区。

接口波特率为1200/2400/4800/9600/19200/38400bps，格式为8N1/8E1用户自定义，可传输无限长的数据帧，用户编程更灵活。

9）智能数据控制，无需编制多余的程序。

即使是半双工通信，也无需编制多余的程序，只要从接口收/发数据即可，其它如空中收/发转换，控制等操作，STR-30自动完成。

10）低功耗及休眠功能。

+5V供电情况下，接收电流<30mA，发射电流<40mA，休眠电流<5uA。

+3.3V供电情况下，接收电流<22mA，发射电流<33mA，休眠电流<5uA。

11）高可靠性，体积小、重量轻。

采用单片射频集成电路及单片MCU，外围电路少，可靠性高，故障率低。

12）多种天线配置方案，满足不同的结构需要。

13）看门狗实时监控。

MCU内部看门狗除了监控自行运行状况外，还监控射频芯片，即使射频芯片被干扰（如雷电干扰）也可重新启动。

改变了目前无线通讯行业的致命问题，使该产品永不死机。

② STR-30 系列微功率无线数传模块的应用
STR-30系列微功率无线数传模块适用于：无线抄表、工业遥控、遥测、自动化数据采集系统、楼宇自动化、安防、机房设备无线监控、门禁系统、POS系统、无线键盘、鼠标、交通，井下定位、报警。

③ STR-30 系列微功率无线数传模块的使用方法
STR-30系列微功率无线数传模块提供标准RS-232，RS-485和UART/TTL电平3种接口方式，可直接与计算机、用户的RS-485设备、单片机或其它UART 器件连接使用。

1）电源：
STR-30使用直流电源，电压+3.3~5.0V，根据需要，可以与其它设备共用电源，工作时发射电流≤40mA,接收电流≤30mA，休眠电流≤20uA。

2）STR-30 连接端子的定义：
STR-30提供1个9针的连接器(JP1),一个天线接口(ANT)，一组跳线短路器(JP2)。

3）STR-30与终端设备的连接示意图如图4.6所示：
图4.6 STR-30与MCU的连接示意图
Fig.4.6 Connect schematic diagram of STR-30 and MCU
4）数据格式设定
使用STR-30 之前，需要对根据自己的需要进行简单配置，以确定信道、接口方式和数据格式。

STR-30的右上角有一组5位的短路跳线组(JP2),分别定义为ABCDE，假设跳线开路(不插短路器)为状态1，跳线短路(插入短路器)为状态0，则配置方法如下：
a.信道配置：
JP2的ABC三位跳线提供8种选择，用户可以通过ABC3位跳线选择使用0～7号信道，在1个通信小网中，只要ABC的跳线方式相同，就可相互通信。

b.接口方式选择：
STR-30 提供两个串口，COM1(JP1 的Pin3、Pin4)固定为TTL电平的UART串行口。

COM2(JP1 的Pin6、Pin7)可通过JP2的D位来选择接口方式：D=1 (不插短路器) COM2 = RS-485
D=0 (插入短路器) COM2 = RS-232
STR-30提供的两个串口，在使用时需注意如下事项：
i.对于空中接收的数据，STR-30 通过串口转送给终端设备时，COM1 和COM2 同时输出，即用户如果在COM1和COM2各连接了1 个设备，它们都可同时收到数据。

ii.对于由终端设备送来，准备向空中发射的数据，STR-30 只能接收COM1 或COM2 其中1个串口送来的数据，不能同时接收2个串口送来的数据。

c.校验方式选择：
STR-30 可支持串行通信UART 的无校验和偶校验2种校验方式，即8N1/8E1。

可通过JP2的E位来选择校验方式：
E=1 (不插短路器) 校验： 8E1(偶校验)
E=0 (插入短路器) 校验： 8N1(无校验)
5）低功耗(休眠)功能：
为进一步降低能耗，STR-30支持休眠功能，进入休眠后，电流消耗<5uA。

a.休眠功能的使用:
JP1第8脚SLP(SLEEP)是休眠控制信号，该信号保持高电平时，STR-30 保持休眠状态，由空闲转换为休眠可在上升沿后10us内完成。

如果休眠信号到来时，STR-30正在接收空中数据或正在接收串口数据发射到空中，则当接收完该组数据后，STR-30才进入休眠状态。

在SLEEP 保持低电平则STR-30 持续工作，由休眠转换为工作状态，至少需要下降沿后约20ms 的时间，以保证CPU 的时钟重新稳定工作。

如果STR-30具有休眠功能而不使用时，SLEEP 应可靠接0或地。

另外，电阻R16 是跨接在SLEEP 与地之间的电阻，如果在R16处焊接一个1MW的电阻，。