1 引言

電梯是現(xiàn)代高層建筑不可或缺的垂直交通工具，如何保證電梯安全、可靠的運(yùn)行，已受到社會(huì)的廣泛關(guān)注。目前我國(guó)市場(chǎng)上產(chǎn)品多采用傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的對(duì)講通訊方式，功能單一，通話質(zhì)量、可靠性都較差。當(dāng)電梯故障發(fā)生時(shí)，不能及時(shí)有效的傳遞乘客的呼救信息。本文設(shè)計(jì)了一種基于公共電話網(wǎng)（PSTN） 的城市電梯安全呼叫系統(tǒng)，致力于在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，提高系統(tǒng)可靠性，并實(shí)現(xiàn)電梯群的內(nèi)部呼叫網(wǎng)絡(luò)與外界通信，借助于覆蓋面廣的公共電話網(wǎng)實(shí)現(xiàn)將單個(gè)電梯群納入城市安全管理體系。

圖2-1 電梯安全呼叫系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)模型 

2 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

本文所設(shè)計(jì)的城市電梯安全呼叫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)于小區(qū)電梯安全呼叫網(wǎng)絡(luò)之上，整個(gè)系統(tǒng)分為四部分，分別為遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的專線電話、管理主機(jī)、機(jī)房電話和電梯分機(jī)，通信模型如圖2-1 所示。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的專線電話采用普通電話，管理主機(jī)為臺(tái)式機(jī)型，放置在小區(qū)管理中心，通過公共電話網(wǎng)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的專線電話相連,帶一個(gè)公共電話號(hào)碼，是內(nèi)部通話系統(tǒng)與外部連接中轉(zhuǎn)站；機(jī)房對(duì)講機(jī)安裝在電梯機(jī)房?jī)?nèi)，采用壁掛式，是管理主機(jī)與電梯分機(jī)的通信中轉(zhuǎn)站，向上可通過內(nèi)部總線與管理主機(jī)連接，向下通過電梯總線共可連接2 部電梯的6 部電梯分機(jī)；電梯分機(jī)分為安裝于電梯轎廂內(nèi)的免提式轎廂分機(jī)、安裝于電梯轎廂頂部的轎頂分機(jī)和安裝于電梯井道底部的底坑分機(jī)，后兩者為手柄式。

當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，如電梯關(guān)人事件，乘客按下轎廂面板上的“緊急呼叫鍵”，機(jī)房電話和管理主機(jī)會(huì)同時(shí)響應(yīng)，任意接聽。管理主機(jī)中預(yù)先設(shè)置有多個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的專線電話號(hào)碼，當(dāng)內(nèi)部通話網(wǎng)絡(luò)無人接聽時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)接至遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的專線電話上，如遇忙音可循環(huán)撥打備用電話，直至撥通。同時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控中心可通過普通專線電話呼叫系統(tǒng)內(nèi)部任意通話裝置，實(shí)現(xiàn)“ 一條鏈路”原則的三方通話，而不受同層其它對(duì)講裝置干擾。當(dāng)通話出現(xiàn)沖突時(shí)，上級(jí)單位擁有通話優(yōu)先權(quán)。

3 管理主機(jī)部分設(shè)計(jì)

管理主機(jī)為臺(tái)式機(jī)型，安裝在小區(qū)管理中心，向下通過內(nèi)部總線與機(jī)房電話連接，向上通過公共電話網(wǎng)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的專線電話相連，是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分。

3.1 管理主機(jī)硬件設(shè)計(jì)

管理主機(jī)的硬件框圖如圖3-1 所示， 包括通話電路、摘機(jī)檢測(cè)電路、振鈴控制電路、鍵盤、液晶顯示電路、EEPROM電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、DTMF收發(fā)電路、公網(wǎng)接口電路、語音電路和交換電路，主控芯片采用菲利浦公司的32 位ARM7 微控制器LPC2114。

圖 3-1 管理主機(jī)硬件框圖 [!--empirenews.page--]

3.2 管理主機(jī)軟件設(shè)計(jì)

管理主機(jī)軟件部分選用uC/OS-II 操作系統(tǒng)，將其移植到LPC2114 處理器上，移植過程在此不作討論。主程序流程框圖如圖3-2 所示。

圖 3-2 管理主機(jī)主程序流程圖

根據(jù)功能要求，劃分系統(tǒng)任務(wù)為：液晶顯示任務(wù)、按鍵檢測(cè)任務(wù)、設(shè)置/查詢?nèi)蝿?wù)、信號(hào)音檢測(cè)任務(wù)、號(hào)碼分析任務(wù)、系統(tǒng)自檢任務(wù)及通話任務(wù)等七個(gè)任務(wù)。 1) 液晶顯示任務(wù)

每隔1 秒從時(shí)鐘芯片DS1302 讀取當(dāng)前時(shí)鐘，根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)指示液晶顯示不同內(nèi)容，待機(jī)狀態(tài)下顯示系統(tǒng)日期和時(shí)鐘，通話狀態(tài)下顯示通話時(shí)間。 2) 按鍵檢測(cè)任務(wù)

鍵盤掃描任務(wù)不斷掃描按鍵，如果檢測(cè)到按鍵，記錄鍵值并延時(shí)20 毫秒，20 毫秒后仍有按鍵并且鍵值與之前相同時(shí)判斷為有效按鍵，通過調(diào)用OSMboxPost(KeyMbox,0,&err)函數(shù)將有效鍵值發(fā)送到鍵值消息郵箱KeyMbox，由其他任務(wù)取用。 3) 設(shè)置/查詢?nèi)蝿?wù)

當(dāng)按下SET 鍵時(shí)，產(chǎn)生外部中斷EINT1，其中斷服務(wù)程序喚醒設(shè)置/查詢?nèi)蝿?wù)。根據(jù)系統(tǒng)輸入的號(hào)碼，可分別進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置、遠(yuǎn)程呼叫中心專線電話設(shè)置、自動(dòng)轉(zhuǎn)外線延時(shí)時(shí)間設(shè)置、系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)測(cè)范圍設(shè)置。

進(jìn)入預(yù)置狀態(tài)后，設(shè)置/查詢?nèi)蝿?wù)調(diào)用OSMboxPend(KeyMbox,20, &err)，等待按鍵， 根據(jù)輸入的首位按鍵，進(jìn)入相應(yīng)設(shè)置功能的子程序。如按下“8”鍵，進(jìn)入設(shè)置轉(zhuǎn)外線呼叫延時(shí)子程序；按“9” 鍵進(jìn)入設(shè)置遠(yuǎn)程監(jiān)控中心號(hào)碼子程序；按“0” 鍵進(jìn)入設(shè)置系統(tǒng)時(shí)間子程序；按“1” 鍵進(jìn)入設(shè)置自檢范圍子程序；按“上翻/下翻”鍵進(jìn)入查詢通話記錄子程序；按“查詢”鍵進(jìn)入查詢未接電話子程序；長(zhǎng)按“查詢”鍵3 秒進(jìn)入自檢結(jié)果查詢子程序。 4) 信號(hào)音檢測(cè)任務(wù)

當(dāng)有公共電話網(wǎng)外線呼入或內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)撥遠(yuǎn)程監(jiān)控中心時(shí)，通話任務(wù)喚醒信號(hào)音檢測(cè)任務(wù)。任務(wù)通過采集LM567 芯片的輸出引腳，并根據(jù)信號(hào)音的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)判斷是否忙音及回鈴音，以事件標(biāo)志的形式反饋給通話任務(wù)，使其進(jìn)行自動(dòng)掛機(jī)處理及記錄通話時(shí)間。 5) 號(hào)碼分析任務(wù)

當(dāng)有電梯分機(jī)呼叫時(shí)，管理主機(jī)的MT8870 芯片接收DTMF 信號(hào)，并產(chǎn)生EINT3 外部中斷。根據(jù)內(nèi)部通信約定，一幀數(shù)據(jù)包括起始碼、分機(jī)號(hào)、校驗(yàn)碼及結(jié)束碼。在EINT3 的中斷服務(wù)程序中，將收到的數(shù)據(jù)存入數(shù)組，如果收到結(jié)束碼就表示一幀數(shù)據(jù)接收完畢，通過OSMboxPost()函數(shù)將數(shù)組首地址發(fā)送到已創(chuàng)建好的InCallMbox 消息郵箱，并且喚醒號(hào)碼分析任務(wù)。

在號(hào)碼分析任務(wù)中，通過調(diào)用OSMboxPend(InC allMbox,0,&err)來取得先前中斷中存入的數(shù)組數(shù)據(jù)，對(duì)號(hào)碼進(jìn)行檢查并校驗(yàn)，如號(hào)碼正確則發(fā)送給通話任務(wù)，最后掛起自身任務(wù)。6) 通話任務(wù)

當(dāng)用戶摘機(jī)或有公網(wǎng)外線呼入時(shí)會(huì)產(chǎn)生摘機(jī)中斷和振鈴中斷，在各自的中斷服務(wù)程序中調(diào)用OSFlagPost()函數(shù)以事件標(biāo)志的形式通知通話任務(wù)。

在通話任務(wù)中，任務(wù)不斷查詢當(dāng)前的事件標(biāo)志，根據(jù)有無摘機(jī)、是否有振鈴、有無內(nèi)部呼叫等，來判斷主機(jī)當(dāng)前的狀態(tài)，進(jìn)入相應(yīng)處理子程序。如收到內(nèi)線呼叫碼并且通過號(hào)碼分析任務(wù)檢驗(yàn)，則表示有內(nèi)線呼叫請(qǐng)求，進(jìn)入內(nèi)線呼叫本機(jī)處理程序；如有振鈴中斷，表示有外線呼入請(qǐng)求，進(jìn)入外線呼叫本機(jī)處理程序；如果本機(jī)未通話且處于摘機(jī)狀態(tài)，則進(jìn)入本地呼叫內(nèi)外線處理程序。這里給出了內(nèi)線呼叫主機(jī)處理程序的流程圖，如圖3-3 所示。 [!--empirenews.page--]

圖3 -3 內(nèi)線呼叫本地程序流程

7) 系統(tǒng)自檢任務(wù)

當(dāng)實(shí)時(shí)時(shí)鐘到了系統(tǒng)定時(shí)自檢的時(shí)間或用戶手動(dòng)自檢時(shí)，將喚醒系統(tǒng)自檢任務(wù)。任務(wù)依次向每個(gè)分機(jī)發(fā)送內(nèi)部規(guī)定的查詢碼，接收到分機(jī)應(yīng)答表示分機(jī)通信正常，否則表示分機(jī)通信故障，最后將自檢結(jié)果存入EEPROM。

4 結(jié)束語

本文作者的創(chuàng)新點(diǎn)在于：在傳統(tǒng)的小區(qū)電梯安全呼叫網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行改造，可進(jìn)行“電梯分機(jī)-機(jī)房電話-小區(qū)管理主機(jī)”的一條鏈路式的三方通話，提高了可靠性和安全性，并可通過公共電話網(wǎng)與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心連接，將單個(gè)電梯群納入城市安全管理體系。該系統(tǒng)工程布線簡(jiǎn)單，使用維護(hù)簡(jiǎn)便，比較符合我國(guó)當(dāng)前電梯呼叫類產(chǎn)品的市場(chǎng)需要。經(jīng)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，此系統(tǒng)已經(jīng)能正常工作。