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1广师天河学院本科毕业设计（论文）开题报告系别电气工程系专业电子信息工程班级072姓名赖河成学号2007600943119联系方式13580541430题目基于FPGA的电梯控制系统的设计一、选题的目的与意义：随着社会经济高速发展，高楼大厦越建越多，无论是商用楼或者住宅用楼都需要一种安全的，方便的，效率的，可以垂直升降运输的工具－电梯。特别是在大城市，政府逐渐为老的住宅区加装电梯以帮助行动不便的人上下楼。电梯将会更加普及。FPGA(FieldProgrammableGateArray)即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA的使用非常灵活，同一片FPGA通过不同的编程数据可以产生不同的电路功能。FPGA在通信、数据处理、网络、仪器、工业控制、军事和航空航天等众多领域得到了广泛应用。随着功耗和成本的进一步降低，FPGA还将进入更多的应用领域。而电梯控制系统是一个相当复杂的逻辑控制系统，系统要同时对几百个信号进行接收、处理。由于用户对电梯功能的要求不断提高，其相应控制方式也在不断发生变化。随着EDA技术的快速发展，基于FPGA的微机化控制已广泛应用于电梯电路设计与控制的各个方面。二、文献综述基于FPGA设计的高层电梯控制器，并进行了电路综合和仿真。该控制器遵循方向优先的原则，提供6个楼层多用户的载客服务并指示电梯的运行情况。EDA技术不是某一学科的分支，或某种新的技能技术，它是一们综合性学科，融合多学科于一体，打破了软件和硬件间的壁垒，使计算机的软件与硬件实现、设计效率和产品性能合二为一，它代表了电子设计技术和应用技术的发展方向。FPGA具有与具体硬件电路无关和设计平台无关的特性，并且具有良好的电路行为描述和系统描述2的能力，并在语言易读性和层次化结构化设计方面，表现了强大的生命力和应用潜力。EDA是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的字自动设计。三、研究的现状：我国电梯行业已经具备了很强的生产能力。兴旺的电梯市场吸引了全世界所有的知名电梯公司，目前国内市场需要的电梯产品，我国电梯行业几乎全部可以生产，不但大量替代了进口，而且有一定的出口。国产电梯的技术水平和产品质量正在稳步提高。自1985年我国参加了国际标准化组织ISO／TCl78以来，先后等同或等效采用了一批国际标准和先进国家的标准。标准的高起点使我国电梯行业在技术上居于有利地位。许多新技术和新产品，如无机房电梯、无齿轮曳引机、永磁同步拖动技术、远程监控技术等，国际上也是刚刚出现，我国就有许多企业可以生产了。国产电梯以其高质量，低成本的优势赢得了越来越多的国内外客户，为逐步进入国际市场创造了有利条件。所以尽管我国电梯的生产起步较晚，但起点较高，而且对绿色电梯的认识几乎与国外同步。尽管如此，我国关于绿色电梯的认识与电梯生产强国相比还是存在着较大差距。这里绿色电梯讲的主要是生产环保型低能耗、低噪声、无漏油、无漏水、无电磁干扰、无井道导轨油渍污染的电梯。目前主流的交流双速电梯的控制方式主要有3种：继电器控制方式、PLC控制方式和微机控制方式。继电器控制方式是比较早期的，技术也是比较成熟且应用广泛，但在经过长期的运行后继电器的故障发生率逐渐增加，维护的难度大，可靠性降低，基本不具备可移植性，因此无法适应现代控制系统的要求，现今已被逐渐淘汰。目前电梯设计使用得最多的是可编程控制器（PLC），编程简单，故障少，噪音低。维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强。但当人们的生活质量不断地提高，电梯的发展趋势将是环保电梯，驱动系统使用永磁同步无齿曳引机，当然将来超导电力拖动技术和磁悬浮驱动技术也会在电梯上应用。电梯控制系统如何与网络技术相结合将是未来电梯设计的主流趋势。FPGA等的微机控制方式在智能控制方面有较强的功能，从种种的趋势上看，将能得到更广泛的应用。四、创新思路：3根据电梯控制系统的设计特点，可以采用“自顶向下”的设计方向，把系统分为主控制器和分控制器，再逐步完善各控制器的功能。最后完善改系统的功能。全自动电梯运行时应该遵循一定的规则：1、电梯在上行阶段，只能响应电梯所在位置以上楼层的上楼请求，逐行执行，直到完成最后一个请求，然后电梯就升到有下楼请求的最高一层接客，开始执行下楼请求；2、电梯在下行阶段，只能响应电梯所在位置以下的下楼请求，逐层执行，直到完成最后一个请求，然后电梯就降到有上升请求的最低一层接客，开始执行上楼请求；3、电梯执行完全部请求后，停留在原来楼层等待新的请信号，再进入运行状态。同时，全自动电梯还应能记忆电梯内外的所有请求信号，并按照电梯运行规则对信号分批进行响应，每个请求信号一直保留到执行之后才清除。五、论文提纲：第一章为论文引言，简述课题的目的与意义，国内外发展状况第二章主要是介绍关于FPGA的相关技术，例如EDA，FPGA芯片，VHDL语言。第三章是本论文的主体部分，自顶向下的介绍了系统的总体框图、主体控制电路模块和显示模块的工作原理及实现的功能。第四章是系统的软件设计及仿真，在介绍了QuartusII仿真软件的使用后，对系统的软件进行了详细地仿真调试，分别对系统上升请求、下降请求以及显示功能等进行了仿真，均能正常运行。最后是论文的结论。六、进度安排序号设计各阶段名称日期（教学周）1、检索收集课题最新资料第七学期第15~18周2、提供开题报告及相关外文翻译资料第七学期第19周3、提出总体方案和器件选择方案第八学期第2~3周4、进行系统软硬件设计第八学期第4~7周5、中期检查第八学期第7周6、完成毕业设计及毕业设计说明书第八学期第11周47、毕业答辩第八学期第12周七、参考文献[1]百度百科．电梯DB(DB/OL)．[2]王诚，蔡海宁，吴继华．AlteraFPGA/CPLD设计(基础篇)(第2版)．2011[3]姚泽华，李宁．世界电梯标准法规分析与研究中国与欧洲篇．2009[4]豆丁网．绿色电梯(DB/OL)．[5]谢丽萍，王占富，岂兴明．西门子S7-200系列PLC快速入门与实践．2010[6]何宾．EDA原理及应用．2009[7]陈炳权，曾庆立．EDA技术实用教程．2010[8]潘松，黄继业．EDA技术与VHDL(第三版)．2009[9]刘延飞，基于AlteraFPGA/CPLD的电子系统设计及工程实践2009[10]郭利文，邓月明．CPLD/FPGA设计与应用高级教程．2011[11]何宾．FPGA数字信号处理实现原理及方法．2010[12]孟宪元，钱伟康．FPGA嵌入式系统设计．2009指导教师意见：指导教师签名：年月日教研室审核意见：教研室主任签名：年月日备注：本开题报告须装入学生的毕业设计（论文）档案袋存档。