摘要：nRF401為單片無線收發(fā)芯片，施工升降機(jī)是高層建筑施工必備的運(yùn)輸設(shè)備之一，施工升降機(jī)自動控制系統(tǒng)包括樓層呼叫信號系統(tǒng)和吊籠主控系統(tǒng)。利用nRF401芯片很好地解決了施工升降機(jī)樓層呼叫信號系統(tǒng)與吊籠主控系統(tǒng)之間的信號傳輸及兩吊籠主控系統(tǒng)之間運(yùn)輸協(xié)調(diào)，提高了施工升降機(jī)的運(yùn)輸效率。 關(guān)鍵詞：nRF401；單片機(jī)；控制；施工升降機(jī) nRF401為最新單片無線收發(fā)芯片，可廣泛應(yīng)用于無線數(shù)傳產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開發(fā)。施工升降機(jī)是高層建筑施工運(yùn)輸人員、物料及設(shè)備的必備工具。在施工升降機(jī)自動控制中，設(shè)計(jì)有自動呼叫信號系統(tǒng)，吊籠主控系統(tǒng)。自動呼叫信號系統(tǒng)負(fù)責(zé)施工樓層呼梯信號的采集與無線發(fā)送；主控系統(tǒng)通過無線接收呼叫信號系統(tǒng)發(fā)射來的呼叫信號控制吊籠的運(yùn)行、選層、平層和?？?。由于在高層建筑施工過程中，施工升降機(jī)兩吊籠之間、兩吊籠與呼叫信號控制器之間采用無線信號傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行。因此，本文就nRF401無線收發(fā)芯片在施工升降機(jī)整個控制系統(tǒng)中的應(yīng)用加以介紹。 1 nRF401芯片功能介紹 nRF401芯片是NORDIC公司最新推出的單片無線收發(fā)一體芯片，具有高頻發(fā)射，高頻接收，程控433/434MHZ雙頻道。采用抗干擾能力強(qiáng)的FSK調(diào)制方式，工作頻率穩(wěn)定可靠，外圍元件少，功耗低，是目前低功耗無線數(shù)傳的理想產(chǎn)選擇。nRF401芯片電氣性能如表1。 2 施工升降機(jī)自動控制原理 系統(tǒng)自動檢測每個施工層的呼叫信號,判斷呼叫信號的上、下行狀態(tài)，并根據(jù)吊籠的運(yùn)行位置及載荷情況，自動控制吊籠的上升、下降。當(dāng)主控系統(tǒng)響應(yīng)某一樓層呼叫信號時，系統(tǒng)在吊籠接近到達(dá)指定樓層時自動發(fā)出減速?？恐噶?，使吊籠準(zhǔn)確?？吭谥付菍由希奖闶┕と藛T及物料的上、下操作。 3 nRF401芯片在樓層呼叫信號系統(tǒng)中的應(yīng)用 在高層建筑施工過程中，由于施工計(jì)劃的安排，多個施工樓層有施工人員在進(jìn)行交叉施工，這就造成了對施工人員及材料的不同需求，不同的施工樓層均可能有呼梯請求。為了提高施工升降機(jī)的運(yùn)輸效率，解決各施工樓層與吊籠之間的信號聯(lián)系，設(shè)置樓層呼叫信號控制系統(tǒng)。 在各施工樓層設(shè)置呼叫信號按鈕，利用數(shù)字編碼技術(shù)將所有各呼梯按鈕連到呼叫信號總線。以34層為例，如果按傳統(tǒng)方法在每一施工層上設(shè)置上/下行呼叫按鈕，則信號線就需要66根，這勢必造成信號線多，成本高，為盡可能減少信號線的數(shù)量，本系統(tǒng)采用二進(jìn)制數(shù)字編碼技術(shù)，即26=64，需6根信號線，再加2根電源線共需8根線就解決了問題。 呼叫信號控制系統(tǒng)中央處理單元采用8051單片機(jī)，經(jīng)處理后的呼叫信號通過nRF401芯片發(fā)射輸出，在呼叫信號控制系統(tǒng)中將nRF401設(shè)置成單發(fā)射模式，nRF401與8051單片機(jī)連接原理圖如圖1所示。 圖1中，nRF401芯片“Txen”,“PWR-up”,“CS”端均接高電平，分別表示系統(tǒng)在上電后始終處于“發(fā)射模式”、“正常工作模式”和“工作頻道為通道1”。 樓層呼叫系統(tǒng)控制程序流程圖如圖2所示。 4 nRF401芯片在吊籠主控系統(tǒng)中的應(yīng)用 主控制系統(tǒng)根據(jù)呼叫信號控制系統(tǒng)傳輸來的樓層呼叫信號控制吊籠的啟/停和選層、平層。兩吊籠主控制系統(tǒng)同時接收樓層呼叫系統(tǒng)發(fā)送來的呼叫信號,分別對呼叫信號進(jìn)行處理并對各自主回路進(jìn)行控制。 吊籠主控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。 吊籠主控制系統(tǒng)采用8051單片機(jī)為CPU，nRF401芯片發(fā)射/接收模式由程序控制，在接收由樓層呼叫系統(tǒng)發(fā)射來的呼叫信號時，將nRF401設(shè)置成接收模式。Dout、Din分別和單片機(jī)的Rxd和Txd端相連，作為發(fā)射和接收時的數(shù)據(jù)傳輸。CS、Txen分別和P1.1、P1.0端相連，由單片機(jī)的P1.1、P1.0端對其工作頻道和工作模式進(jìn)行程序控制。 吊籠主控制系統(tǒng)軟件流程圖如圖4所示。 5 兩吊籠之間無線通信 在高層建筑施工中，由于施工升降機(jī)多為雙籠式結(jié)構(gòu)。兩吊籠根據(jù)各施工樓層呼叫信號的需求，分別往返于各施工樓層之間進(jìn)行施工人員、物料、設(shè)備的運(yùn)輸。如果在收到某一呼叫信號后，兩吊籠都向這個施工層開去，勢必造成設(shè)備的浪費(fèi)，降低運(yùn)輸效率。為此，兩吊籠之間有必要互相聯(lián)系。當(dāng)一個吊籠響應(yīng)某一施工樓層的呼叫信號時，同時給另一個吊籠發(fā)出一個信號，這樣，另一個吊籠在收到該信號后即取消該樓層呼叫信號，轉(zhuǎn)而響應(yīng)其它施工樓層的呼叫信號。反之，亦然。這樣兩個吊籠之間就避免運(yùn)輸?shù)臎_突，提高了運(yùn)輸效率。 兩個吊籠之間的相互聯(lián)系可以利用已有nRF401芯片實(shí)現(xiàn)。由于nRF401通信的雙向性，利用程序?qū)ζ溥M(jìn)行控制。在一個吊籠響應(yīng)某一樓層呼叫信號時，程序?qū)RF401設(shè)置成發(fā)射狀態(tài)，將一信號發(fā)射出去，另一個吊籠為接收狀態(tài)，在收到另一吊籠發(fā)射來的信號時，自動從呼叫信號列表中將該目標(biāo)層去掉。反之，亦然。這樣，兩個吊籠主控系統(tǒng)之間利用已有的nRF401芯片資源，進(jìn)行二者之間的運(yùn)行協(xié)調(diào)，降低了運(yùn)行成本，提高了運(yùn)輸效率。 通過利用無線收發(fā)芯片nRF401，實(shí)現(xiàn)了施工升降機(jī)樓層呼叫系統(tǒng)和吊籠主控系統(tǒng)之間的無線信號聯(lián)系，提高了施工升降機(jī)的自動化控制水平。