以太网是构建电梯监控系统的理想平台。本文介绍了一种基于以太网的电梯监控系统,该系统采用TMS320LF2407A作为主控芯片,RTL8019AS作为以太网接口芯片,采用LabVIEW建立监控界面。为电梯监控系统中应用以太网通信技术提供了一种解决方法。
关键词:以太网;电梯;监控;DSP;LabVIEW
一、引言
随着国民经济的发展电梯得到广泛的应用,以及电梯系统的复杂性和安装分散性对电梯运行维护提出了更高的要求。由于以太网具有较大的带宽,可以满足数据传输的实时性要求,同时具有通用性强、技术成熟等优点,因此是构建电梯监控系统的一种理想平台。本文设计了一种基于以太网的电梯监控系统,该系统把计算机控制,网络等技术结合起来,使我们能够在控制中心对多台电梯进行实时监控。
二、电梯控制器结构及以太网接口电路设计
2.1 电梯主控制器结构
电梯控制器原理框图如图1所示。电梯控制器以DSP+CPLD为控制核心,包括以太网接口,RS485通信接口,CANBUS及开关量输入输出等电路组成。

图1 电梯主控制器框图
2.2 RTL8019AS与TMS320LF2407A芯片功能概述
2.2.1 RTL8019AS芯片
RTL8019AS是瑞昱公司生产的一种高度集成的全面支持IEEE802.3标准的以太网控制器,软件兼容NE2000,同时还支持微软公司的PnP规范。RTL8019AS主要性能如下:(1)适应于EthernetII、 IEEEE802.3,10Base5,10Base2,10Base-T;(2)全双工工作模式,收发可同时达到10Mbps的速率,具有睡眠模式,以降低功耗;(3)内置16KB的SRAM,用于收发缓冲,以降低对主处理器的速度要求;(4)可连接同轴电缆和双绞线,并可自动检测所连接的介质; (5)100脚的TQFP封装,缩小PCB尺寸;(6)LED指示灯和诊断软件可用于简单的故障排除;(7)访问协议CSMA/CD。
2.2.2 TMS320LF2407A芯片
TI公司TMS320系列DSP芯片是为了满足广泛需要的电动机控制和其他嵌入式控制应用而设计的。TMS320LF2407A采用高性能 CMOS技术,使得供电电压降为3.3V,减小了控制器的功耗,最高频率40MHz,指令周期为25ns,片内有32k字的FLASH程序存储器,1.5k字的数据/程序RAM,544字DRAM和2k字的SRAM,时间
管理器EVA和EVB包括16位通用定时器,脉宽调制(PWM)通道,CAP和QEP,看门狗定时器,16路10bit的A/D转换,控制器局域网(CAN)模块,串行通信(SCI)接口模块,16位串行外设(SPI)接口模块,基于锁相环的时钟发生器,40个通用输入/输出引脚。
2.2.3 网络接口硬件原理框图

图2 网络接口部分硬件框图
以太网接口芯片RTL8019AS有三种工作模式:(1)跳线模式,I/O地址和中断都由跳线决定。(2)非跳线模式,I/O地址和中断都由外接的EEPROM里的内容决定。(3)即插即用模式,I/O地址和中断都由操作系统管理。
在本设计中,采用第一种工作模式。
(1) I/O地址:将RTL8019AS的第65脚JP拉高,即采用跳线模式。通过配置BD0,BD1,BD2,BD3这四个引脚决定 RTL8019AS的基地址为300H。将低5位地址线相连,A15连A9,A10连A8,将RTL8019AS映射到DSP的I/O空间,基地址 0x8400-0x841F对应于RTL8019AS的32个地址。
(2) 中断:RTL8019AS的中断由IRQS0,IRQS1,IRQS2决定。本系统采用查询方式判断网络芯片是否接收到数据,因此IRQS0-IRQS2三个引脚悬空。
(3) DSP及CPLD采用3.3V供电,而RTL8019AS采用5V供电,因此数据总线之间采用74HCT16245匹配二者之间的电平,但是DSP的输出电平满足RTL8019AS的控制线电平,因此可以直接相连。
(4) 总线模式:RTL8019AS的IOCS16B引脚通过一个300欧姆的电阻上拉,使得RTL8019AS工作在16位总线。