智能无障碍楼梯升降系统--华南理工大学

智能无障碍楼梯升降系统--华南理工大学

简介：

本系统主要服务残障人士，解决残障人士在公共场所上下楼梯的不便问题。利用RFID技术进行身份识别进而启动整个系统运作,采用一系列传感器进行实时监测运行负荷等状态，整合太阳能技术和压电陶瓷发电技术实现对系统进行清洁能源供电效果，利用QT技术设计了监控界面，安装入PC机和利用ARM9搭建的手持移动设备，结合无线通信技术实现整个区域的升降设备进行统一远程监控管理。

详细介绍：

第1章 作品总论 1.1 目的和意义 1.2 国内外研究现况 1.3 现有产品存在的主要问题 1.4 完成作品中遇到的关键问题 1.5 作品基本介绍 第2章 系统功能与方案设计 2.1 系统功能简介 2.1.1 系统功能 2.1.2 系统创新性及特色： 2.1.3 实现原理 2.1.4 功能指标 2.2 系统硬件设计 2.2.1 系统硬件总体设计 2.2.2 RFID识别模块 2.2.3 电机驱动模块 2.2.4 限重模块 2.2.5 安全监测模块 2.2.6 无线通信模块 2.2.7 系统电源模块 2.2.8 清洁能源系统模块: 2.3 系统软件设计 2.3.1 主从机软件流程图 2.3.2 监控软件流程图 第3章 系统功能与测试 3.1 主从机测试方法及测试现象 3.2 遥控测控系统界面的测试方法及测试现象

第1章 作品总论 1.1 目的和意义 在现实环境中，由于地理环境、结构等原因，出现了地势明显差异，给一些行动不便的人群（如残疾人、老人）的出行造成很大的困难。我国残疾人数量多、分布广，并且老年人数量快速增加，对于这些弱势群体，首先要解决的就是他们的基本生活问题就是出行，此我们设计制作智能无障碍楼梯升降机。该系统可以解决这些人群在公共场所中因地势差异给他们造成的出行问题，并且智能化的系统方便了残障认识的使用和工作人员的管理。 1.2 国内外研究现况 国内尚无楼梯移动类辅助产品的研制、开发与生产，只有个别机构代理国外产品进口，价格较高，不能适合国内市场。国人对无障碍设施的认识还很薄弱，残障人对我国已经建成的无障碍设施没有使用意识，而且有些进口产品不符合我国残障人的使用习惯，造成了设施的使用率低等问题。我国政府一直在努力推动无障碍城市的建设， 2006年通过了国家标准《残疾人运送升降架技术要求和测试方法》（ISO10535:1998,IDT），对我国公共场所无障碍残障设施的发展起到了重大的推动作用，满足残障人渴望，以后我国的无障碍设施将越来越普及。 1.3 现有产品存在的主要问题 1、钥匙开关需要使用者取还钥匙，使用升降机需要等待服务人员的帮助，使用完后还要归还钥匙，这样给使用者和工作人员造成麻烦和不便，并且要耗费很多时间。 2、现有的楼梯升降机运动起来都是通过使用者自己操作，运作起来的通畅与安稳这就需要使用者有一定的操作经验，会给第一次使用者造成一些困难，给未使用者造成心理压力。 3、现有的楼梯升降机缺少关键器件故障自动报警，无法通知管理人员，这会加快升降机的损坏，减少设备的使用时间并且有可能危害到乘客的安全。 4、管理起来还不够方便，管理中心没有软件平台进行管理，管理人员无法了解到各个楼梯升降机的情况，增加了工作量和管理的难度并且管理人员无法进行区域管理多台升降机。 5、现有的楼梯升降机只能建设在有稳定供电的地方，对升降机的适用面受到很大限制，难以对升降机建设进行普及，达不到构建无障碍城市的要求。 1.4 完成作品中遇到的关键问题 从提出设想到完成作品遇到了不少的问题，以下是我们在完成作品的过程中遇到的关键问题和解决方法： 问题一：一块单片机在和上位机以及ARM端不断通讯环境下，难以较好地向步进电机发送脉冲，致使步进电机不能顺利运转。 解决办法：控制模块采用主从机模式，每一控制检测模块都归一化，由STC12C5A60S2单片机作为主机，通过控制另外三个从机间接实现底层每一模块驱动，这样步进电机脉冲可以由一块单片机单独发送，结果步进电机能顺畅驱动移动平台运动，同时由于每一控制检测模块都归一化，作品的性能也得到了较大的提升。 问题二：多机通讯的通讯效率以及准确度是整个系统运行关键环节，如何提高其准确度及效率，从而不会导致非呼叫从机与主机进行误通讯操作。 解决办法：给每一个从机编写一个地址，主机通过寻址来呼叫相关从机，非呼叫从机会直接丢弃主机的数据，同时对主机发出去的命令代码进行细分，0x01代表从机向主机发送数据，0x00代表从机接收主机数据，而且在从机在向主机接收或者传送数据前，都会询问从机机是否做好接收或者发送数据的准备，只有从机准备好前提下，才能与主机进行数据传送。通过这样一个握手过程提高了主从机的效率和准确度。 问题三：如果升降机在运行过程中遇到突然停电的情况，升降机会停在中途，此时使用者既不能上去，也不能下去，这样会给使用者带来更大的麻烦，该如何解决断电问题。 解决办法：采用一个24v的备用电池和一个继电器，在停电后，继电器自动切换到电池供电，电池足够整个系统在停电下运行一个小时。如果仅提供备用电池，还是不能完全解决停电带来的一系列问题的，因为单片机在停电后再上电会复位的，一旦单片机复位，必须再进行刷卡，才能使用，此时升降机已经停在中途，使用者不可能再回到始端进行刷卡，也没有这个必要，我们的解决办法是：利用单片机自带的eeprom进行断电数据保护，在停电瞬间，eeprom会保存当前程序运行状态，在切换到电池供电后，整个系统会接着断电前位置继续执行下去，升降机继续上升。从而避免了断电给使用者带来的麻烦。 1.5 作品基本介绍 升降机靠导轨上安装的步进电机来驱动的，升降机的踏板由一个直流电机来驱动。 下位机的主控制板：主控制板由4个单片机组成的主从机模式，一个单片机作为主机控制其他的三个单片机，主机还控制着RFID模块和通过SM42无线通信和上位机无线通信，3个从机分别控制着限重模块、直流电机驱动模块、电流监测模块、步进电机驱动模块和接近开关模块。 上位机部分：通信板是利用MAX232和SM42无线通信实现软件平台和下位机的通信，软件平台上可以实时的显示出当前升降机系统的情况。

第2章 系统功能与方案设计

2.1 系统功能简介 2.1.1 系统功能 本系统主要服务残障人士，解决残障人士在公共场所上下楼梯的不便，同时实现工作人员对多台升降机的进行区域管理。 残障人士刷卡后升降机踏板自动展开，即可进入升降机，在使用过程中系统会自动的检测相关的参数是否在合理范围，若超出会自动报警，并且软件平台的界面会显示楼梯升降机的当前状态数据，并且可以通过软件平台和嵌入式搭建的手持移动设备对升降机进行远程操控。 1、RFID射频识别功能 为了使乘客使用升降平台更加方便和易操作，我们在升降平台上设置了RFID射频识别功能，乘客可以通过手持带有残障人事身份识别的信息卡（例如羊城通等可以方便建立网络录入残障个人信息）直接刷卡自主使用升降机，并且使用者刷卡后在终端监控平台上会显示使用者得基本信息。 2、全程自动控制功能 从使用者刷卡使用到升降机复位，整个过程全部由系统自动控制运行，减少了使用者的操作避免了由于不会使用等原因造成设备的使用率低，同时也减少了管理人员的工作量。 3、检测功能 限重模块检测踏板上的重量，一旦超出设定的数据范围就会自动报警；电流传感器检测电流的大小，一旦超出也会报警，保护了电路；接近开关检测移动平台的位置，一旦检测到平台到达楼梯末端时就会反馈信息给控制板，进而使得移动平台停止。 4、信息监控功能： 对于升降机的运行状态、步进电机电流状态、平台状态等状态数据都会在软件平台上显示，这样大大方便了管理人员对区域内多台升降机的管理和维护人员对升降机的检修。 5、急停功能 若遇突发情况，乘客只要按下急停开关，整台升降平台就会立刻锁死不动，并且工作人员可以通过软软件平台看到升降机停止运动和所处位置，方便工作人员迅速赶赴现场解决。 6、远程控制功能 通过手持的移动设备和笔记本上的软件平台可以远程控制升降机的展开、折叠、上升、停止等状态。 7、电源切换功能 若遇突然断电的情况，供电会切换到升降机自带的后备电源，使平台继续正常运行，防止出现升降机停在中途残疾人无法移动造成的尴尬。 8、清洁能源储存功能 作品设计了太阳能电池板模块和压电陶瓷片模块，系统采集太阳能和行人上楼梯踩在压电陶瓷上的能量为蓄电池充电，蓄电池为升降机供能。 2.1.2 系统创新性及特色： 1、现在很多城市如广州在地铁等公共场所已经安装了残障升降机，因此本系统可在原有升降机的基础上进行升级改造。 2、安全数据的检测 载重检测：在乘客进入升降机后，系统会自动进行载重检测，载重检测防止在超重的情况下对升降机平台造成的机械结构损耗、电机过载运行的损坏同时保证了使用者的安全。 电流检测：若遇因机械原因造成的升降机卡死，检测到步进电机的电流超过上限值，步进电机会立刻停止运行，从而防止对步进电机的损害。 3、身份识别 使用RFID技术进行刷卡使用和身份识别，由于现阶段的楼梯升降机使用起来往往都是要用钥匙开关，这样使用起来就显得比较麻烦和不便，因此我们的智能楼梯升降机设计了RFID刷卡识别，采用RFID进行身份识别，代替传统的工作人员亲自采用钥匙开启方式，只要RFID身份识别正确，即可启动整个升降机系统。并且我们设想将设备和羊城通的卡兼容起来，将羊城通中记录如残障人士的身份信息，这样子既方便又能避免一些普通乘客因为好奇而乱用损坏设备。 4、PC机端人机交互界面 我们基于多台升降机集成管理与监控，利用QT开发了一个人机交互界面，界面主要分为用户信息区、升降机操作区、升降机状态区三大界面区域。 5、手持移动设备（ARM端） 为方便工作人员的定期检修工作，我们在ARM9开发板上开发了一个检修人机交互界面。主要分为操作区及状态区。 6、主从机模式 为了提高控制系统的性能以及运行效率，我们采用主从机模式进行控制，由一块单片机及三块从机组成。一块STC12C5A0S2单片机作为主机，通过控制从机去驱动相关功能实现整个升降机系统的流程，也负责RFID身份识别，同时作为单片机端与PC机端及ARM端的通讯枢纽，1号从机STC89C52负责限重，2号从机STC12C5A0S2负责直流电机进行踏板驱动，同时负责步进电机的电流检测，3号从机STC12C5ALE60S2负责步进电机对升降机进行驱动。三块从机分工明确，统一由主机控制，大大提高了整个系统的性能。 7、无线数据传输 我们采用无线数据SM42模块，实现单片机端与PC机端及ARM端之间的数据传输。SM42半双工无线通信，实时收发通信，完善的通讯协议，数据实时通信，可靠传输离距>400m（BER=10 /9600bps）。 2.1.3 实现原理 在整个楼梯升降机系统中，我们使用步进电机作为驱动移动载台的动力，并且在踏板上安装了直流电机作为踏板放下折叠的动力，使用了两款单片机STC12C5A60S2和STC12C89C52组成本系统的处理中枢，对电机进行驱动和对限重模块、安全检测模块的传感器传输来的数据进行处理和判断，最后通过无线模块把楼梯升降机的状态数据发送给软件平台，使得管理人员能够快速的了解楼梯升降机整个系统的情况。 2.1.4 功能指标 1、升降机平台能平稳地进行上升、下降。 2、升降机平台能在指定位置刹车停止。 3、升降机踏板能正常平稳地进行折叠、展开。 4、超重报警灯及蜂鸣器会进行报警。 5、刷卡成功后测控系统界面上显示用户信息。 6、SM42的通讯灯闪烁及串口调试助手正常接收数据。 2.2 系统硬件设计 2.2.1 系统硬件总体设计 本系统电路分为两个板子的电路，分别为主控制板和通信板。由于我们的系统比较复杂，电路模块比较多，为了简化电路和使电路更加高效化，我们除了选用普通常用的STC12C89C52单片机外，还选用了有自带AD转换功能的STC12C5A60S2单片机这两款单片机组成楼梯升降机系统的处理器。 （1）主控制板：采用了主从机模式，主机的单片机与从机的3个单片机组成主从机模式。主机里有RFID刷卡识别，使用者只要刷卡就能启动平台工作，此外还可以识别电源状态和进行无线通信；从机1主要负责控制步进电机的转速和转向，以实现楼梯平台的上下运动，并且通过接近开关反馈回来的信号，来实现平台的启动和停止；从机2通过控制直流电机来实现平台踏板的放下和折叠，并且通过电流传感器实时感应电流大小，达到了保护电路的作用；从机3主要负责称重限重，如果踏板上超重，就会启动蜂鸣器报警。 （2）通信板：是电脑软件控制平台和主控制板之间的桥梁，由SM42和MAX232转串口组成。 2.2.2 RFID识别模块 我们使用的RFID模块是MF522-AN模块，其中模块的主芯片是MF RC522，MF RC522是应用于13.56MHz非接触式通信中高集成度的读写卡芯片。采用电压为3.3V,通过SPI接口简单的几条线就可以直接与用户任何CPU主板相连接通信,可以保证模块稳定可靠的工作、读卡距离远。 2.2.3 电机驱动模块 1、器件选择： (1)移动平台驱动：移动平台是在载重环境下进行的，电动机是升降机系统的直接动力来源，整个系统性能的好坏与电动机的性能优劣紧密相关。有轨式升降机要求电动机低转速、大扭矩、波动小、转动惯量小、质量轻、可靠性高、易控制等性能，因此一般选用混合式步进电动机。我们选用两相混合式的步进电机。 (2)升降机踏板驱动：电动机是踏板的直接动力来源，踏板是在空载情况下进行折叠与展开的，对电机的扭矩要求一般即可，为方便控制，同时也出于机械因素考虑，我们选取12V的直流电机， 2、关键器件安装位置： 两相混合式步进电机作为整个平台的动力装置，安装在升降机运动导轨顶端，负责驱动升降机上下运动。12V直流电机安装在升降机踏板附近，负责驱动踏板折叠与展开。 3、关键电路构建： 采用H 桥双极恒流电路结构，输入信号光电隔离，标准共阳极单脉冲，宽电压输入12～40VDC，电流输出2A，峰值可调相电流，指令实时调整，微步1～16细分，在线可控脱机/使能，自动电流减半， 2.2.4 限重模块 （1）限重模块里主要应用的器件有悬臂梁传感器和A/D转换芯片HX711，悬臂梁传感器感受到压力时就会输出一个微弱的电压信号，接着这微弱的信号经过A/D转换芯片HX711就会进行放大和转化为数字信号。 （2）悬臂梁传感器：我们的悬臂梁传感器选用的是量程为2KG，精度0.1g，它的原理是靠中间 Ｅ之型的结构发生弯曲。虽然它的变化我们的肉眼是看不到的，不过这里面的应力电阻足以感知到了，值得一提的是，如果直接平平的放置，不管你怎么压到传感器上面，中间的E字型结构都不会变化的，为了解决这个问题，我们通常都会在传感器的一端垫些东西，是另外一端悬空。 2.2.5 安全监测模块 （1）接近开关模块：我们用的是沪丰牌的LJ12A3-4-Z型号的接近开关，属于电感式三线NPN常开型的接近开关。 工作原理是：传感器内部产生一个磁场，当有金属物体靠近这个磁场时，就会产生涡流，从而是使这个磁场发生变化，这一变化就能转化成检测的信号。当平台接近时，就会输出一个低电平的信号给单片机的中断管脚，远离时则输出高电平，再通过微机处理实现感知位置的功能。 我们在导轨的起始端和末都安装金属触发端，升降平台走到末端时就会有一个信号传递给控制板，从而使平台停止运动，除此之外，我们还可以记录平台整个运行的时间，一旦超出正常范围就会自动发出报警。 （2）电流监测模块：该模块的核心是霍尔电流传感器ACS712芯片，该芯片可以测量交直流电流，单电源供电，带抑制干扰的特殊封装工艺。 工作原理：当芯片串联在电路中时，因为电流的流过会产生一个磁场，霍尔元件根据磁场感应出一个线性的电压信号，经过内部的放大、滤波、与斩波电路，输出一个电压信号。 我们就把输出的电压信号进行模数转换，再经过单片机的处理，判断电流是否在正常范围内，一旦超出就会立即报警. 2.2.6 无线通信模块 无线通信模块，我们使用的是SM42型微功率无线通信模块，SM42型微功率无线数传模块是一款具有高性价比，高速率，高接收灵敏度集成RF无线模块，采用无铅环保生产工艺，内置纠错信道编码通信技术，ISM全频段，无需频率使用费用，可用于各种场合的短距离无线通信领域。我们通过串口的方式使总服台板或者手持移动设备和控制板之间进行信息的交流，从而实现远程对升降平台进行控制、监控等操作，并且方便快捷地从总服台板或者手持移动设备上了解到平台的运行情况。 SM42无线模块，SM-42型微功率无线通信模块提供标准RS-232，RS485和UART（TTL电平）3种接口方式，可与计算机、用户的RS-485设备、单片机或其他UART器件直接连接使用。 2.2.7 系统电源模块 我们为了使系统的运作更加稳定，特别是步进电机的驱动，因此我们采用了现成的24V大功率开关电源。 系统的电压比较多，分别有24V、12V、5V、3.3V。12V通过线性稳压芯片LM7812从24V降压得到；5V则是通过LM2940从LM7812的12V电压再降压得到；最后的3.3V是通过LM1117从5V降压得到。 切换电源电路：因为在现实生活中，往往会发生供电突然中断的情况，因此我们设计了备用电源的电路。正常情况下系统采用的是开关电源的电压，一旦出现突然断电的情况，就会通过一个24V的继电器，自动的切换到备用电源，保证系统的继续正常运行。 2.2.8 清洁能源系统模块: 本电源系统与绿色节能为原则，采用太阳能和压电陶瓷发电的方式给系统供电，是只能无障碍升降机系统的一个创新点和主要技术点。主要由太阳能电池板模块、压电陶瓷片模块、市电系统、充放电控制器及蓄电池组成。太阳能电池板模块放在室外进行光能与电能转换,压电陶瓷片模块主要埋放在楼梯通道，利用人们步行时产生的动能转化为电能，充放电控制器主要负责蓄电池的过充过放保护，市电主要在太阳能和压电陶瓷没法满足电池充电时，自动给蓄电池进行充电。 （1）压电陶瓷发电: 1、压电陶瓷发电原理：压电陶瓷在外力的作用下能够产生电荷，当所生成的电荷量较大时，可用来构造压电发电装置或直接为电子器件提供动力供应。可以利用环境中的振动和冲击来激励压电振子进行弯曲振动，压电陶瓷发电特性及其应用研究完成机械能到电能的转化。这种发电方式易于实现体积的微小化和集成化，适用于不同的工作环境，其优点是显而易见的。和以往的发电装置相比，压电发电技术是一个新的研究领域,于是本系统也采用压电陶瓷发电来提供动力. 2、压电陶瓷发电核心元件: 压电振子, 能受外加交变信号的激励而形成振动的压电晶体或压电晶体与弹性体的连接体称为压电振子。压电振子是压电发电装置的核心元件，起着将机械能转换为电能的作用。由于压电陶瓷本身硬且脆，所产生的位移很小，因而一般不把压电陶瓷本身作为压电振子直接使用，通常是把压电陶瓷与某种金属弹性体连接在一起共同构成压电振子. 多片压电振子的连接方式对于特定的外部激励，为了提高压电振子的发电能力，可以采用多片压电振子发电，其联接方式分并联和串联两种。 （2）太阳能发电: 控制器电路结构与功能实现：主控芯片片采用AT89C2051，采用的 感光元件（光敏电阻）是一个电阻型元件，有光则阻值小1千欧姆左右，无光则阻值很大。 LM317是电压调整管，得到8V电压。 LM393是比较器，过压，欠压两路比较。主要通过AT89C2051第8脚是过压检查脚，当蓄电池充电电压高于26.5V,该脚从5V变为0V.由芯片延迟1分钟后关闭蓄电池充电。由AT89C2051第9脚是欠压检查脚，当蓄电池放电电压低于22V,该脚从0V变为5V.由芯片延迟1分钟后关闭负载放电。蓄电池充电和放电是由两个继电器控制的。 2.3 系统软件设计 2.3.1 主从机软件流程图 (1) 主机流程图： 主机最初等待遥控信号或者残疾人刷卡，如果接收到PC机端和ARM端发来的遥控信号，主机会命令相关从机执行对应的命令操作，同时会通过从机获取升降机的状态。如果是残疾人刷卡成功，一切功能流程就会进入自动模式，即主机通过命令从机执行一系列操作，把残疾人送到目的地，同时把升降机系统所有状态数据发送到PC机端和ARM端，到达目的地后，升降机会自动复位。 (2) 1号从机流程图： 1号从机一直在等待主机的命令代码，一旦接受到0x00及称重命令，从机立即进行称重，过载会进行报警。如果接收到0x01，从机会判别目前载重状态处于过载、正常、空载的其中一种，再把状态发到主机。 (3) 2号从机流程图： 2号从机一直在等待主机的命令代码，一旦接受到0x00及操作命令，从机会执行相关操作，例如：折叠、展开、检测步进电机电流。如果接收到0x01，主机会获取当前踏板状态和步进电机电流状态，再把状态发送到主机。 (4) 3号从机流程图： 3号从机一直在等待主机的命令代码，一旦接受到0x00及操作命令，从机会执行相关操作。如果接收到0x01，主机会获取升降机相关状态，再把状态发送到主机。 2.3.2 监控软件流程图 人机交互界面始终在等待点击按钮和接收状态数据，点击操作区的按钮，人机交互界面立即向单片机端发送相关命令操作代码，如果点击用户信息区，会弹出用户信息对话框，显示用户相关信息，如果接收到状态数据，人机交互界面会在状态区显示升降机相关状态。 ARM触摸界面一直在等待点击按钮和接收状态数据，一旦存在点击操作区的按钮，ARM触摸界面立即向单片机端发送相关命令操作代码，如果点击用户信息区，会弹出用户信息对话框，显示用户相关信息，如果接收到状态数据，ARM触摸界面会在状态区显示升降机相关状态。 第3章 系统功能与测试 3.1 主从机测试方法及测试现象 （1） 1号从机测试方法及测试现象 1号从机负责控制步进电机 测试方法：让主机发送正转、反转命令到1号从机，步进电机会在1号从机控制下进行正反转，同时观察升降机平台到达接近开关敏感处，步进电机能否及时停下来。 测试现象：通讯指示灯在主从机收发命令状态下闪烁，说明主机能准确正常地发送命令给1号从机，升降机平台能平稳地进行上升、下降，说明步进电机能很好地在1号从机的控制下进行正反转，升降机平台只要运行到接近开关有效距离，能及时停下来，说明在接近开关的信号下，1号从机也能很好控制步进电机的刹车功能。 （2） 2号从机测试方法及测试现象 2号从机负责控制直流电机运转及步进电机的电流检测 测试方法：2号从机收到主机的正转、反转及刹车命令后，立即控制直流电机驱动器，使直流电机实现主机发来的相关命令，主要观察升降机踏板能否正常平稳地进行折叠、展开。启动步进电机，让升降机平台运行，使主机发送电流检测命令到2号从机，在串口调试助手上观察电流检测发来的电流值。 测试现象：从通讯指示灯闪烁，知道2号从机能正常接收到主机发来的命令。升降机踏板能正常平稳地进行折叠、展开，说明2号从机能顺利控制直流电机的正反转及刹车。观察到串口调试助手的一系列数据，能清晰了解到升降机平台在运行过程中，步进电机一直在1.7A附近，能保持在2A安全上限范围内。 （3） 3号从机测试方法及测试现象 3号从机负责控制限重模块 测试方法：展开升降机踏板，把一定重量的物体放上去，3号从机收到主机的载荷检测命令后，立即开始称重，并把重量显示到数码管上，一旦超重，报警灯及蜂鸣器会进行报警。 测试现象：放一个500g的物体上去，数码管实时显示相应重量，放一个超过2kg的物体上去，报警灯亮，蜂鸣器报警。 3.2 遥控测控系统界面的测试方法及测试现象 测试方法：打开系统，先测试操作界面以及电机检测，点击展开、上升、载重检测等按钮，观察楼梯升降机能否正常执行相关命令，然后让升降机MCU获取相关状态，再发到升降机遥控测控系统界面，观察状态栏显示是否正常。 测试现象：在点击操作界面和电机检测的相关按钮后，升降机能正常执行相关命令，同时主控MCU发来的状态也能在状态栏正常显示出来。

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

目的：本系统主要服务残障人士，解决残障人士在公共场所上下楼梯的不便问题。同时实现工作人员对整个区域升降设备远程监控管理 基本思路： 1、整体构想： （1）驱动部分升降机导轨上安装的步进电机来驱动，升降机的踏板由一个直流电机来驱动。 （2）下位机的主控制板：主控制板由4个单片机组成的主从机模式，一个单片机作为主机控制三个从机，主机还控制着RFID模块和通过SM42无线通信和上位机无线通信，3个从机分别控制着限重模块、直流电机驱动模块、电流监测模块、步进电机驱动模块和接近开关模块。 （3）上位机部分：利用QT开发监控界面，通信板是利用MAX232和SM42无线通信实现软件平台和下位机的通信，软件平台上可以实时的显示出当前升降机系统的情况。 （4）手持移动设备，采用ARM9搭建。 2、研究过程：第一阶段，我们已经和企业进行同类产品的升级改造，发现存在不少缺点，同时结合我们的新想法，制定智能无障碍升降系统方案。第二阶段，采用模型系统进行方案实施 创新点：1、RFID身份识别2、远程监控3、全程自动化4、清洁能源供电 功能指标: 1、太阳能以及压电陶瓷发电至少能保证升降机正常运行一个周期 2、刷卡成功后测控系统能实时准确监测升降机状态元素。 3、底层控制器采用的多机通讯准确无误发送接收数据。 4、升降机平台能平稳地进行上升、下降。 5、升降机平台能在指定位置刹车停止。 6、升降机踏板能正常平稳地进行折叠、展开。

获奖情况及鉴定结果

（1）2012年9月23日在华南理工大学参加由广东省教育厅主办的广东省电子设计大赛并获得一等奖 （2）2012年11月16日在顺德受邀参加由广东省经济和信息化委员会、顺德区人民政府主办的国家装备工业两化深度融合暨智能制造试点成果展示会 （3）2013年3月18日参加“挑战杯”大学生课外科技作品竞赛校内终审决赛，并获得发明制作A类一等奖 （4）2013年5月21日在暨南大学获得由团省委、省教育厅、省科技厅、省科协、省学联联合举办的第十二届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛信息技术类特等奖

作品所处阶段

作品正处于中试阶段，作品中的限重模块和无线通讯模块已经应用到实际产品中。

技术转让方式

一种楼梯升降机防逆行安全载重系统专利为专利申请权转让 一种智能无障碍楼梯升降系统专利为专利实施许可

作品可展示的形式

可进行模型、现场演示、视频、图片展示的展示形式

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

使用说明： 具有乘客使用模式和管理人员遥控使用模式 技术特点和优势： RFID技术易于操控，适用于自动化控制的灵活性应用技术，无需人工干预，支持读写操作，无需接触瞄准，并可在恶劣环境下工作，太阳能和压电发电技术的最大特点是节能环保。自动控制技术在工业已经普及，可节省人工操作，自动完成一系列处理。 作品适应范围： 本作品应用领域广泛，最主要应用在公共场所，例如车站、地铁站、公园、学校等，也可以应用在家居，其主要为残疾人和老年人服务。 推广前景： 于本作品采用远程实时监控系统，具有故障自动报警功能，同时采用清洁能源供电，具有环保效果，既方便我们管理，安全性也很高，会得到社会的大力推广。 市场分析和经济效益预测： 随着社会进步，无障碍服务会更得到大家的重视，由本产品能帮助残障人事共享社会的发展成果，更好的体现和谐社会，以及智慧城市对每一个社会人士的关怀和必要性，未来这种设施必有较大的市场。

同类课题研究水平概述

自上世纪70年代后期发达国家开始研究室移动类辅助器具，现欧美、韩国、日本等国家移动类运送升降机产品已比较成熟，科技界、产业界已基本上形成共识，基本形成了系列化、产业化。 我国无障碍设施建设在起步晚、起点低的情况下近年来取得了较大的发展，有着显著成绩。多数城市的干道、主要商业街、广场、医院等建筑，程度不同地建设了无障碍设施，城市住宅小区的无障碍设施也开始起步。特别是由于2008年北京奥运会和2010年广州亚运会等国际性盛会的召开，对我国无障碍建设将产生深远影响。国家日益重视，社会认知度不断提高，无障碍设施建设已成为新建项目、建筑楼盘必需的验收内容之一。同时，“建筑物无障碍改造”、“无障碍进家庭”等政府事实工程也不断推进。 国内尽管在自主开发研究同类残障设施上有所进展，如TRE-52型轮椅电动爬楼车、SL型电动升降平台等等，但产品多智能化程度低、无创新开发点，没有竞争力，无法达到我国国情所需。国人对无障碍设施的认识还很薄弱，残障人对我国已经建成的无障碍设施没有使用意识，不懂得如何使用而且有些进口产品不符合我国残障人的使用习惯，造成了设施的使用率低等问题。我国政府一直在努力推动无障碍城市的建设，我国国民经济和社会发展第十二个五年(2011-2015)规划纲要中明确提出要加快残疾人事业发展，我国2006年通过了国家标准《残疾人运送升降架技术要求和测试方法》（ISO10535:1998,IDT），对我国公共场所无障碍残障设施的发展起到了重大的推动作用，满足残障人渴望，以后我国的无障碍设施将越来越普及。