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1、大 连 理 工 大 学 本 科 毕 业 设 计（论 文）自动电梯模拟控制系统The Simulative Control System of The Automatic Elevator大连理工大学本科毕业设计（论文）题目摘 要随着城市化进程的加快，一座座现代化的高楼拔地而起，而电梯也成为现代建筑必备的基础设施。电梯作为一种交通工具，不仅要关注它的安全性，而且希望与它的信息交互能更为人性化。而随着嵌入式系统和设备被广泛的应用于各种智能控制领域，开发一套更为智能的电梯控制系统变得方便可行。 本文旨在使用英倍特EDUKIT-实验开发板和Linux操作系统完成自动电梯模拟控制系统的设计与实现。首先，
2、根据系统开发需求，搭建了Linux开发环境。其次，本文通过对自动电梯进行需求分析，详细制定了电梯的运行规则，并根据运行规则设计实现了电梯的控制运行算法。最后，系统使用开发板上的液晶显示屏作为显示设备，完成了模拟系统的演示过程。本文详细设计了乘客与电梯的信息交互过程，基于Linux帧缓冲(Framebuffer)设备驱动程序开发了在LCD上显示电梯的状态、乘客的请求以及电梯动态运行效果等信息的应用程序。系统还使用开发板上的5*4小键盘上的部分按键模拟电梯按钮，把键盘作为乘客信息输入端。本文使用功能性测试方法对程序进行了测试。最终，仿真程序能够根据不同乘客向自动电梯模拟系统输入的内、外部不同的请求
3、信息，指挥电梯按照运行规则运行，并在LCD上显示相应信息。关键词：电梯；LCD；交互；Linux；信息- I -大连理工大学本科毕业设计（论文）题目The Simulative Control System of The Automatic Elevator AbstractAlong with the acceleration of urbanization, lots of modern tall buildings rising straight from the ground, the elevator has become a necessary infrastructure of
4、the modern architecture. The elevator, as one kind of transportation vehicle, is not only concerned on its security, but also is expected that the interaction with it can be user-friendly. And along with the embedded system and equipment widely used in the intelligent control domain, building a set
5、of more intelligent elevator control system becomes convenient and feasible. This article is for the purpose of using Embest EDUKIT- experiment board and the Linux operating system to complete the design and realization of the simulation control system of the automatic elevator. First, according to
6、the systems demand, build the Linux development environment. Second, through carrying on analysis to the requirement of the automatic elevator, this article formulated the elevators movement rule in detail, and realized elevators control algorithm according to the movement rule. Finally, the system
7、took the LCD on the experiment board as display device, completed the simulation systems demonstration. This article detailed designed the process of the informations interaction between passengers and elevator, and developed a program which is based on Linux Framebuffer device driver program that c
8、an display the elevators status, passengers request as well as elevator dynamic movement effect on LCD. The system also used the 5*4 small keyboards partial pressed keys of the experiment board to simulate the elevators buttons, and the keyboard was took as the passenger information input end. Accor
9、ding to the functionality test method, this article carried on the test to the procedure. Finally, this simulated program can act according to the input information which is from the passenger outside and inside, directed the elevator to move according to the movement rule, and demonstrated the corr
10、esponding information on LCD.Key Words：elevator；LCD；interaction；Linux；information- IV -目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1 课题的背景及研究意义11.2 嵌入式系统11.2.1 嵌入式系统简介11.2.2 嵌入式系统的发展21.2.3 嵌入式系统的应用领域21.2.4 嵌入式系统的组成和特点21.3 本文主要工作32 系统软硬件平台及开发环境构建32.1 Linux操作系统简介32.2 系统硬件平台介绍52.2.1 ARM微处理器简介52.2.2 EDUKIT-实验平台介绍52.3 系统开发环
11、境的构建72.3.1 利用Cygwin安装建立模拟开发环境72.3.2 交叉编译环境的建立73 电梯系统总体架构及各模块的实现93.1 电梯系统总体架构及功能模块划分93.1.1 电梯系统简介及框架93.1.2 系统功能模块划分及描述103.1.3 系统使用说明103.2电梯控制模块的设计与实现113.2.1 系统设计要求113.2.2 电梯运行规则123.2.3 电梯系统流程图123.2.4 电梯控制状态划分及迁移规则143.2.5 电梯各控制状态的具体实现153.3 系统输入模块的设计与实现193.3.1 系统输入模块功能分析193.3.2 ZLG7290器件工作原理193.3.3 加载I
12、2C模块203.3.4 输入模块应用程序实现203.4 系统显示模块的设计与实现213.4.1 显示系统界面设计213.4.2 LCD设备显示原理243.4.3 基础图形显示实现253.4.4 字符的显示实现263.4.5 图片的显示实现274 电梯系统的测试28结 论29参 考 文 献30致 谢31自动电梯模拟控制系统1 绪论1.1 课题的背景及研究意义1854年，在纽约水晶宫举行的世界博览会上，美国人奥的斯第一次向世人展示了他的发明历史上第一部安全升降梯。1900年，美国奥的斯电梯公司为上海提供2台电梯。从此，世界电梯历史上展开了中国的一页。一个半世纪的风风雨雨，翻天覆地的是历史的变迁，永
13、恒不变的是电梯提升现代人生活质量的承诺。现代人的生活已离不开电梯。随着高层楼宇在一些大中城市迅速增多，电梯越来越多地走进人们的生活，成为现代高层建筑所必须的基本设备，作为一种特殊的垂直交通工具，存在着这样的需求：目前大部分电梯内部和楼道外部，显示电梯运行状态(层站、运行方向等信息)多采用LED显示板，显示内容单调，所以设计和开发一套使用LCD作为显示设备的自动电梯模拟控制系统软件，能显示更加丰富多彩信息，具有很大的实用价值。 近年来，嵌入式技术迅速发展，成为技术研究和产品开发的热点之一，嵌入式系统的应用逐步渗透到工业控制、智能仪器、通信设备等人们生活的各个领域。极大地提高了设备、仪器和生产过程
14、的智能化、自动化水平，方便了人们的生产和生活。本系统采用以嵌入式微处理器S3C2410为核心的硬件平台，利用英蓓特EDUKIT-实验箱上外挂的液晶显示屏，通过综合设计开发，可以显示中文汉字、英文字母、动态图形，并可以实时更新，画面色彩丰富，动画流畅，界面设计人性化。按照用户需求进行个性化定制，在嵌入式ARM平台上实现自动电梯模拟控制系统的功能。本系统设计合理，运行高效可靠，通用性强，安装升级方便。1.2 嵌入式系统1.2.1 嵌入式系统简介嵌入式系统可以看作是与通用计算机相对应的概念，通用计算机系统具有计算机的标准形态，装配各种应用软件，以雷同的面目出现并应用于社会的各个方面，而嵌入式系统硬件
15、差异巨大，几乎没有可以通用的驱动和应用软件，以嵌入式的形式隐藏在各种装置、产品和系统中。嵌入式系统在应用数量上远远超过了通用计算机系统，许多大型电脑系统，事实上也是许许多多小的嵌入式系统组成的。从应用上考虑，嵌入式系统是用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置；微机学会定义嵌入式系统是以嵌入式应用为目的的计算机系统，可分为系统级、板级、片级。嵌入式系统是设计完成特定功能的硬件和软件，并使其紧密偶合在一起的专用计算机系统，该专用计算机系统对软件和硬件的可裁剪性、功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面提出严格要求。1.2.2 嵌入式系统的发展嵌入式系统发展有30多年的历史，期间从8位、16位的微处理器，形成系列化、模块化的单板计算机，软件大多采用汇编语言或者宏语言来编写，到20世纪80年代，得益于微电子工艺水平的提高，能够将嵌入式应用所需要的微处理器、 I/O接口、A/D、D/A转换器、串行接口以及RAM、ROM等都集成到一个超大规模的集成电路(VLSL)中，制造出面向I/0设计的微控制器，俗称单片机。随后，出现了嵌入式操作系统如VxWorks、WinCE以及嵌入式Linux等。近年来，嵌入式系统发展更是日新月异
