基于单片机及数据挖掘的智能电梯控制系统设计
摘要:随着城市的飞速发展，建立起很多的高楼大厦，电梯成为了其中重要的部分。为了区别于传统智能电梯，设计出一套数据挖掘的智能电梯控制系统是非常必要的。本文主要是对电梯内部控制程序的研究与设计，在原本智能电梯程序基础上以AT89C52单片机为主要器件，在内部编写数据记录程序，记录每一层的数据输入情况进行智能判断，主要目的是实现电梯在空闲时可根据楼层输入次数情况，接收数据反馈自动回到相应的位置，便于等候。
关键词:AT89C52单片机，智能电梯，数据挖掘。
目录
第一章引言 1
1.1背景和意义 1
1.2国内外发展情况 2
1.3研究内容 4
第二章基于数据挖掘的智能电梯控制系统总体结构 6
2.1方案设计方向 6
2.2系统方案选取 9
2.3整体设计流程 10
第三章基于数据挖掘的智能电梯控制系统硬件设计 11
3.1元器件选型 11
3.2硬件设计流程 12
3.3系统总电路图 13
第四章基于数据挖掘的智能电梯控制系统的软件程序设计 15
4.1设计方向 15
4.2主要程序设计流程 16
4.3系统的程序调试 17
第五章基于数据挖掘的智能电梯控制系统的仿真设计 18
5.1仿真需求分析 18
5.2硬件仿真 19
总结与展望 28
致谢 29
参考文献 31
附录 32
第一章引言
1.1背景和意义
随着电梯的诞生，一百多年来，有各式各样的电梯一直在发展，从材质上来说电梯有黑的材质变成了白色的材质，侧面说明材料提炼的时代也在进步。从样式上来说电梯在直立式和倾斜式两种形态上自由切换，各有各的好处。最重要的是在操作方面电梯有了许许多多的种类，例如并联控制，智能控制，数据控制，在其核心的控制方面，有电路控制，单片机控制，plc控制等多种控制，各自编程梳理的程序多种多样。另外电梯现在也集成了很多智能程序，例如对讲机，负载报警系统等等。在如此多元化的时代，不管是古代的升降系统还是现在的电梯，对人类的发展历史都有着不可缺少的地位。智能电梯研究的意义，重要的在于他有不可或缺的位置，对于现在，它极大的节省了人们的时间，成为极佳的代步工具且有极大的研究价值，现在研究智能电梯可以让他更加方便人们的日常生活。当数据时代一直在进步，电梯也会伴随着人们的努力完善的更加优秀。。
电梯的出现是在纽约水晶宫所举行的世界博览会上，一名叫伊莱莎雷夫斯奥的斯的美国人突然站出来对着水晶宫所到来的人们第一次展示了他所发明的机器。他将自己放在装有货物的平面上，助手用升降机器控制他往上提升到地下观众所能看到的高度，接着他命令助手砍断了拉升降机的缆绳，他完好无损的站在高空平台上，从他高兴的表情中很显然他成功了，历史上第一部电梯就此诞生。电梯作为升降工具其实根本的在历史上早早的在公元前两千五百多年，古代埃及人最早使用了类似电梯的升降台阶，他们利用升降工具运输大型的石块和工人进而完成了历史上的伟大奇迹。升降系统即平衡物体下降的时候，托举的负载平台上升。时间到1203年，开启了以牲畜为动力的起重机器慢慢的结束了光靠人力运送重型物体的时代。紧接着蒸汽时代的到来，工业大力发展，随后液压系统的诞生于威廉汤姆逊之手，升降梯渐渐的又变成了以液压系统为动力的机器。可见随着时间的变迁，升降梯是不可替代的。但是终究有解决不了的问题积累了下来，其中最严重的是，一旦升降梯上升时不可避免的会使用缆绳进行上拉负载，有时候缆绳会发生绷断现象，这样就肯定会使得升降梯发生坠毁事故，随之会引起很大的安全隐患。为了解决这个问题，于是在开头便有奥的斯先生的那一幕，应运时代的发展，由于电力的广泛发展，终于在综合处理之下，升降梯升级之后的产物“电梯”诞生了。在世界范围之中得到了很大的发展和广泛的应用。
1.2国内外发展情况
智能电梯：
智能电梯是一种结合传统机械结构和智能控制的一种电梯，传统机械结构电梯安全性和操作方面具有缺陷，而智能电梯通过智能控制在传统机械结构的基础上弥补了其不足，智能电梯大概分为PLC控制和单片机程序控制的两种情况，本文所采用的是单片机程序进行控制的智能电梯。
电梯英文翻译为ELEVATOR（一般用于商业方面用词），LIFT，MOVING STAIRCASE（一般用于生活的用词）。其内部动力为电机驱动，安装有箱体形状的载人空间舱，一般用于高层或者多层的建筑物内，在极高的楼层里可以搭载人或者较重的物品货物。除了垂直型的另外还有台阶型的电梯，一般在商场里面购物，高楼层人数较多时，用台阶型的电梯代替传统意义上的台阶。不管是哪种电梯，归根到底都是一种服务于适应的规定楼层的一种固定式的升降设备，内部配置有轿厢，运行的场地至少在两列垂直的或者轿厢的倾斜角小于十五度的钢性的导轨之间的装置。轿厢外观的尺寸和结构的样式可以方便人们的出入或者装卸货物。对于习惯上来说无所谓它的机械形状和驱动方式，意义上都将电梯当作高层建筑物内的一种垂直型交通运输工具的总称。
（1）国内电梯发展
纵观时间史，电梯行业从开始诞生到现在这个时间段已经有了五十多年的历史了，对于这五十多年电梯行业的发展大概可以笼统的划分为两个时期。
第一个时期定格在1979年往前推的三十年的期间，那时候的电梯产量为一万多台。
第二个时期定格在1980年往后的二十多年，也就是现在的电梯发展基本的总生产量可以达到两万八千多台以上。
总结出来的含义就是，电梯发展的巨大话的原因和根源是配合了我们社会经济发展的大趋势。在国家经历了二十多年的发展过程之后，在电梯这个行业中中国从当初的每年只能生产四百多台到现在发展到每年能生产四万多台，具体数字不算精确，但大体上从宏观角度来说将近翻了一百多倍。以前经济不足的时候只能有十几个到二十几个小厂，现在已经增加到三百多家。可见经济发展之迅速，从侧面印证了电梯行业随着市场的需求生意越来越多，可以说时代的发展离不开电梯的辅佐。现如今由于社会经济的增加伴随着城市的发展，在这种情况下我国可以说的上是使用电梯最多的国家之一，简称电梯第一产销大国。虽然使用的电梯很多，但是存在的问题是我国的电梯技术还不算完善，相对弱势一些。所以我们需要进一步的了解电梯这个行业现在的发展状况，从而达到理解现在电梯的优势在哪些方面，这样下来就可以让电梯行业方面发展的更好，以此达到与世界上的电梯行业融合接轨的目的。在我国的现状是社会的经济保持持续发展的节奏，大多数农村劳动力往大城市的方向输送，城市的人口基数越来越多，也使得众多的人需要住房。尤其是高层对电梯的需求越来越打。但是近几年来，电梯行业也陷入了瓶颈阶段，主要问题就是技术供应不上，导致电梯的维修人员的技术和人员的数量无法供应与市场，满足社会经济所发展的需求。
（2）国外电梯发展
对于国外来说，由于电梯发明源自于国外，所以他们的技术比我国成熟了好多年，在这个经济全球化的时代，电梯也不算是一家独大的状况了，但是国外的电梯确实发展的有鼻子有眼。就产品而言国外就有液压电梯，气动电梯，矿井电梯，船用电梯，观光电梯，双层轿厢电梯和空中客厅，无导轨电梯，另外还有钢带曳引电梯和倾斜电梯等等。可见外国的电梯发展史的丰富和电梯的种类繁多，下面我就列举几个例子来充分了解外国电梯的发展和集中的精髓：首先是液压型电梯，这种电梯无论是我国还是国外，都已经充分运用广泛了，也可以说是底层电梯的代表了。液压型电梯的优点是液压过程中压力稳定，使得电梯运行的时候平稳。它的楼层数不高，只适用于低楼层，所以电梯的安全性可以说是十分可靠的，正因为此优点，它常常被应用于豪宅或者汽修修理厂的两层到五层的楼房地区。对于国外来说这种电梯被广泛应用于欧洲的某些高档的住宅区，也可以说是有钱人的标志了。国外目前液压型电梯的用户数据量都集中在美国，日本，德国，他们都在积极的发展这种类型的电梯。其次说说双层轿厢电梯和空中电梯，这种电梯分双层，与液压型电梯不同的是这种电梯从真正意义上解决了高空停留的目的。它分为双层，拿单层电梯比较，同一个高度的帝国大厦，单层电梯需要二十八层，而双层轿厢电梯只需要十九层。层数太多会使维护工作增加，高空运动的风险性会有隐患。从面积上来看单层电梯对于高楼的占地面积会比双层轿厢电梯占地面积多，而且这种电梯经济，安全，因为它是双层的，所以它可以交替停留，停留次数少，从高层到底层的往返一周的周期时间可以减少，这样使得它的整体效率提高。双层轿厢电梯发明的起因是由于美国的帝国大厦楼层太多了，为了方便和节约楼层次数，和经济环保的理念。1966的把这种类型的电梯由设想变为了现实。可见电梯发展的都是配合时代的需要而进行改变的。另外还有其他很多类型的电梯都是如此。需要配合技术实现技术的突破和发展。
（3）未来电梯的发展目标
美国的一位致力于电梯的技术顾问说过：“关于电梯的改进与发展重点是与它的速度和自动化系统控制有着紧密的联系的……根据交通计算机来选用和设置电梯方面和电梯设计上广泛采用电子计算机。”通过上段话我们可以理解，现在的电梯设备已经脱离了传统的机械控制。应该跳出来并且赋予它智慧就如同计算机一样，给他写入与自然语言相近的高级语言，通过单片机跟人的输入产生联系，从而达成控制，让他能辨别人们的生活需要。总结出来，未来的电梯等交通工具要想充的配合人们的生活，则需要语言的灌输，这样才会在未来的经济全球化社会中不会被淘汰。
1.3研究内容
电梯作为高空中的垂直运输的器件，为了与过去的旧版电梯形成对比，于是设计出了智能电梯，广泛用于了人们的生活，改善了人们的生活状况。在此基础上也逐渐划分出许多的分支，数据记录挖掘便是其中的一种，使得电梯改善且变得更加智能了。
本文所研究的内容是在智能电梯原有基本程序的基础上，使用keil软件在单片机内部编写一些适应性更强且符合某一状态的程序，使得智能电梯更加的完美。例如场景在一家写字楼，总共有八层，电梯具备了对讲机，体重过重引起的报警示意。在此基础上编写了记录程序，采用数据监控，判断哪一层的人多从而使电梯在空闲的时候通过次数的判断会自动的停止在那一层，方便人们的行程，使效率更加的便捷。
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