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电梯控制

电梯状态

0：静止状态
1：上行状态
2：下行状态

电梯最大速度：2m/s
电梯最大加速度：0.8m/s
电梯由静止到最大速度用时：2.5s
电梯由静止到最大速度位移：2.5m

电梯运行逻辑：

动作1：电梯前方的顺电梯方向/无方向的满足速度要求的指令沿电梯方向搜索指令。
动作2：所有楼层的逆电梯方向/无方向的满足速度要求的（执行至此时电梯速度一定为0）指令沿电梯方向的反方向搜索指令。
动作3：电梯后方的顺电梯方向/无方向的满足速度要求的指令沿电梯方向搜索指令。
步骤1：若电梯为静止状态，则将电梯状态暂时改为上行状态，执行步骤2。
步骤2：按照动作1寻找目标指令，一旦找到则执行步骤5，若无满足要求指令则执行步骤3。
步骤3：按照动作2寻找目标指令，一旦找到则执行步骤5，若无满足要求指令则执行步骤4。
步骤4：按照动作3寻找指令，一旦找到则执行步骤5，若无满足要求指令则执行步骤6。
步骤5：根据找到的指令和当前高度更新电梯方向。
步骤6：没找到指令，电梯状态变为静止状态。

代码实现思路

  • 命令用字符i+97表示，5层共计13个命令，为方便控制板处理数据，补全为15个命令。
  • 除静止状态的电梯外，指令不需要考虑先后。
    故电梯板在有指令时，状态每100ms更新一次（与控制板通信）；无指令时状态实时更新。

难题及解决方案

难题：电梯状态复杂，难以通过串口发送
解决：发送指令串到电梯板

难题：sendorder挨个发送，如何保证全部接受
解决：规范发送格式

难题：由于100ms更新一次，并不能保证在匀减速的情况下，精准停在某一层，计算安全距离也不能实时运算
解决：计算安全距离时打100ms提前量，在减速最后100ms直接将电梯速度降为零，并精准停靠

难题：可打断的开关门计时 解决：

难题：串口并联

电梯性能

  • 命令计先后（误差在1ms左右）
  • 无漏接收（误差在1ms左右）

一些检验电梯逻辑的极端情况

  1. 在中间层的各个时间有下一层的指令发出（即时性）
    分析：加入速度系统
  2. 在电梯当前楼层之上某一层有向下的指令，电梯到达该层后，高楼层向上/下的指令和电梯内到向楼层的指令同时发出（其他层无待处理指令）（可预测性）
    分析：2中的情况取决于（有方向的）指令的方向是否起作用，若不起作用，则有可能出现将一名向下的客人拉到很高的位置再送下来的情况，应该在到达该楼层后按照指令方向（顺电梯方向指令优先）更新电梯方向，若指令无方向，则继承之前电梯方向。
  3. 在电梯当前楼层之上某一层有向下的指令，电梯到达该层后，在电梯内向低楼层指令发出之前，高楼层有上/下的指令发出（其他层无待处理指令）
    分析：若3电梯判断为向上而2判断为向下，仍然有可能出现将一名向下的客人拉到很高的位置再送下来的情况，应等待电梯关门之后再寻找目标指令。
  4. 静止状态的电梯，同时接到当前楼层向上和向下指令，应该先处理向上指令。

开关门的加入

  • 相关逻辑判断

  1. 在电梯当前楼层之上某一层有向下的指令，电梯到达该层后，高楼层向上/下的指令和电梯内到向楼层的指令同时发出（其他层无待处理指令）

    上述情况取决于（有方向的）指令的方向是否起作用，若不起作用，则有可能出现将一名向下的客人拉到很高的位置再送下来的情况，应该在到达该楼层后按照指令方向（顺电梯方向指令优先）更新电梯方向。

  2. 在电梯当前楼层之上某一层有向下的指令，电梯到达该层后，在电梯内向低楼层指令发出之前，高楼层有上/下的指令发出（其他层无待处理指令）

    若2电梯判断为向上而1判断为向下，仍然有可能出现将一名向下的客人拉到很高的位置再送下来的情况，应等待电梯关门之后再寻找目标指令（仍接收）。

  3. 若电梯在开门期间为静止方向，则应该根据接收的第一个指令改变方向。

  4. 当前楼层的无方向/顺电梯方向指令和开关按键都可以打断计时器

  • 开关门指令

  1. 新加入了开门和关门两种指令。开门指令负责把门打开，并在一定时间后（若不被打断）触发关门指令；关门指令负责关门。

  2. 电梯在电梯门未完全关闭时停止运动，接收命令，但不查找目标。

  3. 若电梯门打开，同时电梯方向未静止，则应该根据第一个接收的指令改变方向。

  4. 停靠时控制板自动向电梯发出开门指令。

  5. 电梯内部有开门和关门按钮，向电梯发出开门和关门指令。

  6. 开门按键和当前楼层的无方向/顺电梯方向指令都可触发开门指令，关门按键可触发关门指令。

  7. 开关门按钮只在电梯停靠时有效。

自动返回一层

  • 相关逻辑判断
  1. 到达一层后电梯不需要开门
  2. 回到一层过程中若接到指令，停止返回一层，执行目标指令，若目标指令在电梯后方，就近停靠后（不开门）再执行新指令。
  3. 回到一层过程中电梯状态为下行，即搜索指令按下行规则搜索。
  4. 进入静止状态超过60s且没有开关门等动作则自动返回一层。
  • 归位指令
  1. 新加入归位指令，电梯接到归位指令返回一层，电梯状态改为下行。
  2. 归位指令达成后判断为不开门。
  3. 电梯一旦进入静止状态（指令串为空），即触发中断计时器，若不被打断则一定时间后向指令串中添加归位指令。
  4. 电梯一旦脱离静止状态（有指令加入），则中断计时，并清除指令串中的归位指令；同时根据目标指令所在位置决定电梯运行。

Things to improve

  • 更好的开关门显示
  • 手动报警
  • 自动警报
  • 更好的楼层显示
  • 解决lcd屏胡乱显示
  • 静止方向的电梯在开门期间要不停接收命令，并根据第一条命令调整方向
  • 返回一层不开门
  • 更符合现实的开关门逻辑
  • 外部中断和millis是否存在冲突
  • Check timer here to alert users that they are holding the door open to long
  • 更智能的返回一层策略