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电梯字符叠加器的设计

作者: bb彩票网(430074)孙一兵
  摘要:电梯信息的监视在日常生活中日益重要,随着监控系统的普及,在监控系统中整合电梯信息的需求也越来越来迫切。作为一种整合的方式,通过字符叠加器,在电梯监控图像中叠入电梯运行信息。这种方式实现比较方便,与原系统没有任何的接触,安全可靠。
  关键词:电梯 字符叠加器 RS-485串行通信
  近年来视频监控系统已广泛应用于工业、楼宇、小区、交通、商业、金融及军事安全保卫等领域,是现代化管理、监测、控制的重要手段之一,极大地提高了管理效率、安全系数和自动化水平。电梯监控技术也是日新月异,电梯楼层显示器(也称为电梯楼层信号字符叠加器)作为电梯监控系统的一个主要控制设备发挥着主导作用,电梯楼层显示器(也称为电梯楼层信号叠加器)可以将电梯的运行状态信号(上行,下行,停层,故障报警等四种电梯的运行状态)与摄像机视频信号进行叠加,同时输出终端显示设备上,方便监控人员及时了解电梯运行状态及数据查阅。
1 .电梯字符叠加器设计原理
  电梯字符叠加器有两部分组成,第一部分是数据采集模块,数据采集模块完成对电梯运行信号的采集,原理是通过传感器计数,从一层到另一层之间传感器的计数值放入内存中,然后在楼层显示器主机上设置是哪一层,就这样一层一层的设置上去,设置完后,关闭楼层显示器电源,把电梯运行到底层,重新上电,此时楼层显示器开始计数,每到一层,它就会把内存中的信息掉出来,叠加到视频信号中,所以你在监视器上可以看到是上行还是下行,同时是在第几层,至于是上行还是下行,是因为传感器的方向性决定。采集的数据送第二部分数据处理,完成对电梯的判断,是上行、下行、停层和故障,然后叠加信息到电梯视频图像上。工作原理见图1.


2. 电梯字符叠加器硬件组成
2.1电梯数据采集及处理模块
  电梯数据的采集主要利用两对红外发光二极管作为传感器,安装在电梯轿厢上。通过电梯系统本身的遮光板触发红外发光二极管,获取电梯的运行数据,经过算法处理后,得到电梯上行、下行、停层、故障等状态。
2.2字符叠加硬件设计
  字符叠加系统采用了3块主要电路:89C52型单片机、MB90092型专用字符叠加电路、LA7806型同步分离器和通讯。其中,MB90092对模拟视频输入信号进行字符及图形叠加并产生混合信号,89C52处理待显电梯字符信息;LA7806实现行信号和场信号的分离;通讯接收从数据采集模块传送来的电梯数据。
  MB90092其主要工作原理是89C52按照控制要求向MB90092发送控制命令,如显示控制和VRAM写地址控制等,而探头发出的视频信号经LA7806分离出行和场同步信号后与原视频信号一同输入MB90092;MB90092根据单片机的指令读取字库MBM29F040中的字符并将图像信号、叠加字符、符合消隐脉冲及复合同步脉冲按一定比例混合在一起,送出视频输出信号。
3.软件设计
  电梯字符软件设计分为两部分。电梯数据采集软件,主要是考虑对采样脉冲的数字虑波的问题,滤波完成后就对脉冲信号进行处理,计算出电梯的运行状态。数字滤波的软件算法有多种比如算术平均值滤波、算术平均值滤波、滑动平均值滤波、中值滤波、防脉冲干扰平均值滤波、复合数字滤波等。考虑到电梯的运行环境,我们使用防脉冲干扰平均值滤波方式,这种方式有计算方便、速度快、存储量小等特点,所以有着了广泛的应用。接下来就是对数据处理,判断出电梯的运行情况。第二部分的软件是对采集到的数据进行叠加,主要是控制MB90092,单片机通过串行数据口向MB90092发送指令,每个指令由两个字节组成。第一个字节的前5位为命令码,其余位和第二个字节为数据。通过这些指令可实现对字符显示的各种控制。MB90092共有13种指令和两种保留指令,其具体功能如表1所列表1 MB90092指令集
指令号 第一字节 第二字节 功能
指令代码/数据 数据
76543 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0
0 10000 VSL RAS RA7 0 RA6 RA5 CA4 CA3 CA2 CA1 CA0 VRAM地址设备
1-1 10001 MA MB AT 0 CG CR CB MC BG(GR) BR(BS) BB(MD) 主屏字符控制1
2-1 10010 M9 M8 M7 0 M6 M5 M4 M3 M2 M1 M0 主屏字符控制2
1-2 10001 SMA SMB 0 0 SCG SCR SCB SMC SGR SDC SMC 子屏线控1
2-2 10010 SM9 SM8 SM7 0 SM6 SM5 SM4 SM3 SM2 SM1 SM0 子屏线控2
1-3 10001 OF1 OF0 0 0 0 0 0 PC PG PR PB 主屏线线1
2-3 10010 G2 G1 G0 0 SOC VD DG KC KG KR KB 主屏线控2
3 10011 FIL 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 VRAM写控制
4 10100 IE IN EB 0 EO CM ZM NP P2 P0 DC 屏幕控制1
5 10101 KID APC GYZ 0 BH2 BN1 BN0 W3 W2 W1 W0 屏幕控制2
6 10110 G2 G1 G0 0 SOC VD DG N3 N2 N1 N0 主屏线控3
7 10111 EG LP FO 0 0 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 主屏垂直位置
控制
8 11000 SC 0 FC 0 0 X5 X4 X3 X2 X1 X0 主屏水平位置
控制
9 11001 0 0 GRM 0 0 0 0 0 0 0 0 汉字显示控制
10 11010 0 0 RB 0 BK CC BC UC UG UR UB 颜色控制
11 11011 SG2 SG1 SG0 0 0 SCC SBC SGC SBG SBR SBB 子屏控制
12 11100 SGA 0 SY7 0 SY6 SY5 SY4 SY3 SY2 SY1 SY0 子屏垂直位置
控制
13 11101 0 SX8 SX7 0 SX6 SX5 SX4 SX3 SX2 SX1 SX0 子屏水平位置
控制
14 11110 - - - 0 - - - - - - - 保留
15 11111 - - - 0 - - - - - - - 保留

  软件流程先对程序初始化,根据采集到的电梯数据生成电梯状态显示字符,再从MBM29F040中调取字幕种类和显示位置数据填充MB90092,结合输入的原视频及其同步分离信号混合输出。
  本文介绍的电梯字符叠加器的设计是基于光电原理采集数据,使用专用字符叠加芯片叠加字符,系统具有较好的适应性,很好的抗干扰性能,而且可适用于任意型号的电梯,使用范围十分广泛,从投入市场以来,受到了用户广泛的认可。