基于FPGA电梯大众实时可视互救系统硬件实现.pdf

基于FPGA电梯大众实时可视互救系统硬件实现【摘要】电梯安全问题，一直是大众最关心的；然而电梯事故还不断出现，通过对这些事故的分析发现，事故电梯缺少一种实时互救的系统；为此本设计提出一种大众实时可视互救系统；此系统以FPGA为核心控制器件；当人员受困于电梯内或受到人身威胁等紧急情况时，电梯外的人能够及时、实时地通过此系统给予电梯内人员提供帮助，减轻受困人员的紧张情绪，同时为展开专业施救赢得时间。【关键词】大众实时可视互救FPGABasedontheFPGAelevatorreal-timevisualcommunalsystemhardwareimplementationofthemassesHuGuangZhou，ZhangChunZhi，ZhangErDong（HarbinPetroleumInstitute，NortheastPetroleumUniversity，Harbin150027，China）Abstract：Elevatorsafety，wasthemostcareaboutpublic；Theelevatoraccidentalsoappearconstantly，however，throughtheanalysisoftheseaccidents，foundthattheelevatoraccidentlackakindofreal-timerescuesystem；Thispaperprovidesthedesignareal-timevisualpubliccommunalsystem；ThissystemwithFPGAasthecorecontroldevice；Whentrappedintheelevator，orthreatenedbypersonalemergency，peopleoutsidetheelevatorinatimelymanner，inrealtimethroughthesystemtogivetheelevatorpersonnelhelpreducethetensionoftrappedpersonnel，atthesametimeasaprofessionalrescuetowintime.Keyword：Themassreal-time；Visualcommunal；FPGA引言电梯作为高层建筑或商场的必备工具，在现实生活中越来越普及。为此，其安全性更被大众所关注；然而电梯事故总是不断出现，通过对这些事故的分析发现，事故电梯很难做到及时、实时地给电梯内受困人员提供相应的帮助，以便给专业人员施救赢得宝贵的时间。为此，本设计提出了一种电梯大众实时可视互救系统；此系统独立于电梯正常控制系统；在出现人员受困于电梯内或电梯内人员受到人身威胁等紧急情况时，电梯外的人能够及时、实时地通过此系统给予电梯内人员提供帮助，减轻受困人员的紧张情绪，同时为展开专业施救赢得时间。一、系统的结构此系统是以FPGA为核心控制器件，包含：双向液晶显示、双向CMOS摄像头、实时对讲模块、电源模块等，系统框图如图1所示。此系统开启后，电梯轿厢内的人员能够清晰的看到一层楼电梯的电梯间；为了保护乘梯人员的隐私，特设一个特殊按键，当电梯出现故障或轿厢内人员的人身安全受到威胁时，可以按动此键，启动该系统后，电梯内外可以进行实施的可视对讲，进而给电梯内的人员提供有效的帮助或威慑不法分子；此按键有一个保护装置，启动后，30分钟后此按键才能重新闭合，等待下一次启动。二、大众实时可视互救系统电路分析2.1核心芯片及配置芯片的选择此系统的核心控制器件选择的是Altera公司的CycloneIV系列芯片EP4CE6E22C8N。此芯片采用60nm工艺，低功耗，包括115K垂直排列的LE，以及266个18x18嵌入式乘法器。考虑到FPGA处理数据的性能，选择一片具有16Mbits的闪存、具有ISP以及不限次重复编程功能的EPCS16作为FPGA的配置芯片。本系统采用AS模式（主动串行）的配置方式，如图2所示[1]。2.2液晶显示、双向摄像头及对讲模块分析液晶显示器采用的是英霸22寸液晶监视器，此液晶显示器在轿厢内部和一楼电梯间各装一个；能够实时观察到电梯内外的情况。对讲模块也是分装在电梯轿厢里面和一楼电梯间各一个；当电梯出现故障或轿厢内人员受到威胁时，一楼电梯间正在等电梯的人员可以及时发现，然后通过实时可视对讲系统和轿厢内人员进行及时的沟通，给予受困人员相应的帮助；避免受困人员情绪激动，导致事件的恶化；给进一步救援争取了宝贵的生命时间。2.3按键保护模块分析电梯安全运行时，此系统只启动大众可视模块，电梯内外的人可以互相看到图像；当电梯出现故障或电梯内的人员受到威胁时，启动按键，此时电梯内外不仅可视，而且可实时对讲；进而可以和