基于FPGA电梯大众实时可视互救系统硬件实现

胡广洲 张春志 张尔东

【摘要】 电梯安全问题，一直是大众最关心的；然而电梯事故还不断出现，通过对这些事故的分析发现，事故电梯缺少一种实时互救的系统；为此本设计提出一种大众实时可视互救系统；此系统以FPGA为核心控制器件；当人员受困于电梯内或受到人身威胁等紧急情况时，电梯外的人能够及时、实时地通过此系统给予电梯内人员提供帮助，减轻受困人员的紧张情绪，同时为展开专业施救赢得时间。

【关键词】 大众实时 可视互救 FPGA Based on the FPGA elevator real-time visual communal system hardware implementation of the masses HuGuangZhou，ZhangChunZhi，ZhangErDong

（Harbin Petroleum Institute， Northeast Petroleum University， Harbin 150027， China）

Abstract： Elevator safety， was the most care about public； The elevator accident also appear constantly， however， through the analysis of these accidents， found that the elevator accident lack a kind of real-time rescue system； This paper provides the design a real-time visual public communal system； This system with FPGA as the core control device； When trapped in the elevator， or threatened by personal emergency， people outside the elevator in a timely manner， in real time through the system to give the elevator personnel help reduce the tension of trapped personnel， at the same time as a professional rescue to win time.

Keyword： The mass real-time； Visual communal； FPGA

引言

电梯作为高层建筑或商场的必备工具，在现实生活中越来越普及。为此，其安全性更被大众所关注；然而电梯事故总是不断出现，通过对这些事故的分析发现，事故电梯很难做到及时、实时地给电梯内受困人员提供相应的帮助，以便给专业人员施救赢得宝贵的时间。

为此，本设计提出了一种电梯大众实时可视互救系统；此系统独立于电梯正常控制系统；在出现人员受困于电梯内或电梯内人员受到人身威胁等紧急情况时，电梯外的人能够及时、实时地通过此系统给予电梯内人员提供帮助，减轻受困人员的紧张情绪，同时为展开专业施救赢得时间。

一、系统的结构

此系统是以FPGA为核心控制器件，包含：双向液晶显示、双向CMOS摄像头、实时对讲模块、电源模块等，系统框图如图1所示。

此系统开启后，电梯轿厢内的人员能够清晰的看到一层楼电梯的电梯间；为了保护乘梯人员的隐私，特设一个特殊按键，当电梯出现故障或轿厢内人员的人身安全受到威胁时，可以按动此键，启动该系统后，电梯内外可以进行实施的可视对讲，进而给电梯内的人员提供有效的帮助或威慑不法分子；此按键有一个保护装置，启动后，30分钟后此按键才能重新闭合，等待下一次启动。

二、大众实时可视互救系统电路分析

2.1 核心芯片及配置芯片的选择

此系统的核心控制器件选择的是Altera公司的CycloneIV系列芯片EP4CE6E22C8N。此芯片采用60nm工艺，低功耗，包括115K垂直排列的LE，以及266个18x18嵌入式乘法器。

考虑到FPGA处理数据的性能，选择一片具有16Mbits的闪存、具有ISP以及不限次重复编程功能的EPCS16作为FPGA的配置芯片。

本系统采用AS模式（主动串行）的配置方式，如图2所示[1]。

2.2 液晶显示、双向摄像头及对讲模块分析

液晶显示器采用的是英霸22寸液晶监视器，此液晶显示器在轿厢内部和一楼电梯间各装一个；能够实时观察到电梯内外的情况。对讲模块也是分装在电梯轿厢里面和一楼电梯间各一个；当电梯出现故障或轿厢内人员受到威胁时，一楼电梯间正在等电梯的人员可以及时发现，然后通过实时可视对讲系统和轿厢内人员进行及时的沟通，给予受困人员相应的帮助；避免受困人员情绪激动，导致事件的恶化；给进一步救援争取了宝贵的生命时间。

2.3 按键保护模块分析

电梯安全运行时，此系统只启动大众可视模块，电梯内外的人可以互相看到图像；当电梯出现故障或电梯内的人员受到威胁时，启动按键，此时电梯内外不仅可视，而且可实时对讲；进而可以和受困人员进行有效沟通减轻受困人员的精神压力或给犯罪嫌疑人以震慑及警告。而且此按键启动后可以自动保持30分钟，此时再次或多次按动此键，也不会改变其状态。为专业营救赢得宝贵的时间。

三、结束语

本文针对频繁出现的电梯事故，提出了一种电梯大众实时可视互救系统的方案，以目前性价比较高的FPGA芯片为平台，实现了两种施救、互救的方案，为专业救援争取了宝贵的时间，而且设计简单实现方便。

参 考 文 献

[1] EDA先锋工作室，吴继华，王诚.Altera FPGA/CPLD设计（高级篇）[M].北京：人民邮电出版社，2007.