基于单片机和NRF24L01的电梯困人报警系统设计

蔡少权

摘要

本系统以AT89C51芯片为核心，通过结合红外人体感应传感器和检测电梯控制主板的工作状态，来检测电梯是否出现困人的情况，通过NRF24L01无线模块进行检测将电梯是否出现困人的故障传输到保安室或值班室。

【关键词】电梯困人 STC89C51 无线模块 软件设计

随着我国经济的发展和人们生活水平不断提高，旧楼加装电梯、楼宇电梯改造以及房地产市场快速发展，对电梯的保有量原来越大。维保人员的增长率跟不上电梯保有量的增长率和需求。导致电梯在使用过程中发生故障的几率增加，这些故障会对人们的日常生活不便甚至影响生命安全。根据统计电梯出现困人的现象是比较多，如果被困人员是年轻人，他们会通过按下报警按钮或打电话向值班室的值班人员求救，如果被困的人员是老人和小孩他们有可能不懂得按下报警按钮，有可能导致他们的生命安全遭受威胁。为了解决这个问题，本文提出了一个以单片机和NRF24L01无线模块、人体感应传感器等设计了一个无线报警系统。

1系统总体设计方案

本系统主要由信号采集发送端和接收显示端2个部分组成，系统总体框架如图1所示。信号采集发送端主要由STC89C51单片机、HC-SR501人体红外感应模块，2.4GNRF24L01无线发送模块、电梯工作状态信号采集模块、电源模块等组成.用于检测电梯轿厢里是否有人和轿厢门是否关闭以及电梯曳引机工作状态来判断电梯是否出现困人故障，如果出现故障就通过无线模块发送出去。接收显示端主要由STC89C51单片机、2.4GNRF24L01无线发送模块、12864液晶显示模块、警报模块等组成，用于接收采集端传来的数据并显示和报警。

2电梯困人原因分析和工作原理

电梯困人产生原因的分析，第一种是小孩因为没有大人陪着私自跑进去电梯轿厢或是老年人不懂得怎么样乘坐电梯，会出现他们进入电梯轿厢后电梯门关闭，因为没有按下目的楼层而电梯不运行。第二种是电梯由于电气或机械的故障导致电梯停在井道非平层位置而产生困人。第三种就是由于开门电路的故障导致电梯到了目的楼层不能开门。

基于以上的分析，通过检测轿厢是否有人和轿门关闭30秒后曳引机是否运行来判断是不是出现第一种困人情况。通过检测电梯平层传感器是否动作和曳引机是否停止来判轿厢是否停在平层位置，如果没有停在平层位置，则是出现二种情况。通过检测电梯停在平层区后是否开门，来判断是否出现第三种情况。

3软件程序设计

信号采集发送端的系统上电复位后就对系统进行初始化，包含了无线模块的初始化，再根据设计的要求检测轿厢是否有人和轿门是否关闭，以及电梯曳引机的工作状态、轿厢停靠的位置、轿门是否打开来判断电梯是否出现故障，如果出现故障则通过无线模块发出相应的报警信息。程序流程图如图2。

接收显示端的系统上电复位后对系统初始化，包含对液晶显示屏的初始化，然后就判斷是否收到信号采集发送端发来的报警信息，如收到报警信息，就根据收到的信息执行相关的报警程序。程序流程图如图3。

4结束语

利用51单片机和无线模块以及红外检测传感器等设计了这一套电梯困人报警系统，该系统具有结构简单，可靠性高、成本低等特点。适用于安装有电梯的小区和学校、商场等。特别是一些老旧电梯的报警，可以及时通知小区值班人员对被困人员进行解救，缩短救援时间和减少人员的伤害，具有一定的推广应用价值。

参考文献

[1]王建珍.单片机应用技术项目化教程（C语言版）[M].北京：中国铁道出版社，2016（12）.

[2]束慧.单片机应用与实践教程[M].北京：人民邮电出版社，2014（09）.

[3]牛萍娟，张浩伟，田海涛.基于GSM和NRF24L01的无线温室环境监测系统[J].

江苏农业科学，2017，45（13）：181-185.

[4]王瑞琦.基于STC89C51单片机的多功能智能小车设计[J].国外电子测量技术，2017，36（07）：103-106.endprint