电梯是人们生活中经常使用的一种机电类交通工具,然而在全国范围内每年都有电梯事故发生。现有的电梯事故应急救援系统功能还有待提高,且故障监控系统兼容性差、价格高等问题凸显,在预防电梯踏空坠落等事故方面尚有不足之处。设计一种集事故预防、故障预警、状态监控等功能的具有通用性强、功能实用、价格便宜等特点的电梯门故障监控预警系统,对提高电梯安全水平具有重要工程意义,可有效减少电梯伤亡和财产损失。本文设计电梯门故障监控预警系统原型中,先后开展超声波测距电路设计、预警系统原型开发、上位机界面监控和可靠性分析等方面的研究,主要研究内容及结论如下:(1)基于单片机的电梯门故障预警系统距离感应的原型设计方案。深入分析了电梯门系统故障的原因,对电梯门系统的故障条件组合进行总结。测距方式上进行了基于温度补偿法的超声波测距电路设计,该超声波测距电路在空气中有效测量距离在30cm到450cm时,其测量误差在1cm以内,该方法在测量精度和量程上可满足于电梯门故障检测预警的要求。(2)四路超声波测距预警系统的硬件和软件的设计。通过AD9电路软件制作了PCB板并对各硬件模块进行焊接,利用Keil uVision4进行软件设计。通过简易实验验证了其在应对电梯门故障时可有效实现预警。同时还利用labVIEW软件进行了电梯门故障监控预警上位机界面设计。该界面设计以单片机为控制核心,通过串口实现与PC上位机的实时通信,可应用于远程监控预警。(3)系统电路可靠性分析。把复杂网络理论作为电路可靠性分析的理论基础,把电路元件等效为节点,对测距预警系统电路建立了基于元件失效率的加权网络模型,通过Pajek软件计算网络中心化参数并进行分析,明确了系统电路的关键元件为U1、U2、C3、VCC和GND;利用Matlab编写矩阵处理算法求取网络效率值来进一步分析元件失效率变化对系统电路可靠性的影响,得出元件U1、U2、C3具有极端关键性,同时还得出元件B1-B4和L1-L4对系统可靠性也有较大影响。从电路网络拓扑结构和元件失效率大小两方面相结合的角度完成对系统电路的可靠性分析,为系统电路的可靠性设计提供重要参考价值。