CN106882671A - 一种电梯运行监测***及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯运行监测***及其监测方法，包括传感器模块、掉电检测模块、信号处理模块、键盘、电源模块、蓝牙发射模块、GPRS无线数传模块、智能手机、云端服务器及监测中心；所述一种电梯运行监测方法包括：首先获取各传感器感测值；然后对传感器测得的数据进行融合得到电梯运行参数；然后分析电梯运行参数，若运行参数异常，通过故障推理，判断电梯的故障类型；最后将实时电梯运行参数存储到云端服务器。本发明成本低，安装简单，通用性好，能实时监测并记录电梯运行状态参数，实现电梯故障报警，***工作可靠度高，具有很强的推广应用价值。

Description

一种电梯运行监测***及其监测方法

技术领域

本发明涉及电梯领域，具体涉及一种电梯运行监测***及方法。

背景技术

电梯的应用不仅提高了人们的工作效率，也促进了国家经济的快速发展，是人们的生活、工作密切相关的一部分，因此电梯的安全性必须得到切实的保障，如若其安全性受到质疑，将会大大影响其使用效率，阻碍人们的日常生活，阻碍经济的发展。在电梯的工作中其监测***相对落后，应受到人们的普遍关注。据有关数据表明，近些年来电梯使用数量的增加也导致了其故障率的增加，严重故障的发生甚至造成重大经济损失以及人员伤亡，因此有必要密切关注其运行安全性，以保证其安全运行，精准运行。

随着计算机的发展，通信技术的应用以及传感器技术的发展等现代科技的进步，让电梯监测技术得到广泛的应用，监测技术已经从传统的单一化转变为智能化、人性化。目前国外发达国家很多电梯公司已经拥有了成熟的监测***。不过这些公司采用的监测***价格都较昂贵，并且每家电梯公司都有自己的产品特点，行业之间缺乏交流，因此产品有着明显的区别，各大电梯产品之间的兼容性较差。国内也有很多公司从事电梯监测***的开发，但所开发出来产品大都是***过于复杂，传感器过多，造成***成本增高且故障频发，另外有些产品在安装时需要破坏原电梯的机械或者电路结构，降低了电梯本身的安全性。

发明内容

本发明提供一种电梯运行监测***及其监测方法，该监测***成本低，安装简单，通用性好，无线数据传输快，监测方法能实时监测并记录电梯运行状态参数，及时实现电梯故障报警，工作稳定可靠。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种电梯运行监测***，其特征在于，所述电梯运行监测***包括传感器模块、掉电检测模块、信号处理模块、键盘、电源模块、蓝牙发射模块、GPRS无线数传模块、智能手机、云端服务器及监测中心；

所述传感器模块，用于获得电梯运行参数，所述传感器模块与信号处理模块的信号输入端相连；所述传感器模块包括热释电传感器、上平层传感器、下平层传感器、冲顶传感器、蹲底传感器；所述热释电传感器安装于电梯轿厢内，用于感知电梯轿厢内是否有人；所述上平层传感器安装于电梯轿厢顶部，用于感测电梯轿厢是否到达上平层位置；所述下平层传感器固定安装于电梯轿厢顶部，用于感测电梯轿厢是否到达下平层位置；所述冲顶传感器安装于电梯轿厢顶部，用于感测电梯轿厢是否到达最顶层极限位置；所述蹲底传感器安装于电梯轿厢顶部，用于感测电梯轿厢是否到达最底层极限位置；

所述掉电检测模块，用于检测电梯电源是否断电，断电则自动切换到备用电源，所述掉电检测模块与信号处理模块的信号输入端相连；

所述信号处理模块，用于接收处理键盘中的按键输入信息，用于将传感器模块中检测到的各路传感器信号进行数据融合；

所述键盘，用于***的启动、复位以及设置传感器模块中上平层传感器和下平层传感器之间距离，所述键盘与信号处理模块的信号接收端相连；

所述电源模块，用于向传感器模块、信号处理模块、GPRS无线数传模块提供直流电源；

所述蓝牙发射模块，用于实现信号处理模块与智能手机之间的蓝牙无线通信，所述蓝牙发射模块与信号处理模块的信号输出端相连；

所述GPRS无线数传模块，用于实现信号处理模块与智能手机、云端服务器及监测中心之间的GPRS无线通信，所述GPRS无线数传模块与信号处理模块的信号输出端相连；

所述智能手机，用于***调试时程序代码运行状态显示、按键设置信息显示及报警信息显示；

所述云端服务器及监测中心，用于存储电梯实时运行状态数据、还可用于查询电梯故障报警历史信息。

所述信号处理模块包含带有双串口的32位ARM微控制器STM32F103和电可擦除可编程只读存储器EEPROM。

所述GPRS无线数传模块带有吸盘式高增益全向天线；所述智能手机安装有蓝牙串口调试工具App。

所述上平层传感器和下平层传感器均为干簧管传感器；所述冲顶传感器和蹲底传感器均为磁开关。

一种电梯运行监测方法，包含如下步骤：

步骤1：***初始化；包括信号处理模块中输入输出端口初始化、定时器初始化、中断初始化、串口通信初始化、EEPROM初始化，按键扫描初始化；初始化完成后，执行步骤2；

步骤2：判断是否有功能按键按下；如果是，转步骤3；如果否，转步骤4；

步骤3：智能手机显示按键操作所设参数的值，将通过按键设置的参数存储于EEPROM中，执行步骤4；

步骤4：读取传感器模块中各传感器的测量值，确定电梯运行状态参数，形成待发送的数据包，执行步骤5；

步骤5：分析电梯运行状态参数，判断是否存在故障；如果是，转步骤6；如果否，转步骤7；

步骤6：将故障信息以短信形式发送给智能手机，若电梯内困人则拨打电话到智能手机，执行步骤7；

步骤7：判断定时器是否达到设定定时时间；如果是，转步骤8；如果否，转步骤4；

步骤8：发送数据包到云端服务器，执行步骤7；

步骤9：判断数据包是否正常发送；如果是，转步骤2；如果否，转步骤8。

所述电梯运行状态参数包含：

当前电梯轿厢所在的楼层Pos；设置一个可逆计数器，电梯轿厢处于最底层时计数器置1，上行每上升一层计数器加1，下行每下降一层计数器减1；

电梯轿厢内是否有人Hav；通过热释电传感器测量得到；

电梯运行方向Dir；通过上平层传感器和下平层传感器信号变化先后顺序得到；

电梯实时速度Sp；将EEPROM中存储的上平层传感器和下平层传感器的距离除以轿厢通过上、下平层传感器所需要的时间得到。

所述数据包包含：

电梯编号；8字节；

电梯速度；3字节，单位默认米/秒；

电梯轿厢所在的位置；3字节，以A，A或者A，B表示；A，A表示电梯轿厢停在A层，A，B表示电梯轿厢停于A、B层之间；

电梯轿厢是否困人；1字节表示，0表示没有困人，1表示困人；

电梯运行方向；1字节表示，0表示电梯上行，1表示电梯下行；

电梯运行故障代码；2字节表示，00表示无故障，01表示电梯异常非平层停梯，02表示电梯速度异常，03表示电梯蹲底，04表示电梯冲顶，05表示电梯掉电；

校验位；2字节表示。

在上述技术方案中，本发明的有益效果在于：第一，本发明改变传统电梯定期检测方式，能实时监测并记录电梯运行状态参数；第二，本发明的监测***安装简单，通用性好；第三，本发明的监测数据进行无线数据传输，速度快，及时实现电梯故障报警；第四，采用独立传感器获取电梯运行信息，不影响电梯已有机械结构和控制电路，对电梯无干扰，安全稳定可靠。

附图说明

图1是本发明一种电梯运行监测***的结构框图；

图2是本发明一种电梯运行监测***中传感器模块的结构框图；

图3是图2中传感器的安装结构示意图；

图4是本发明一种电梯运行监测方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明一种电梯运行监测***及其监测方法作进一步详细说明。在本发明的描述中，需要理解的是，术语中的“上”“下”位置关系为基于附图所示的位置关系，仅仅是为了方便描述本发明的结构，而不是指示或者暗示所指的部分必须具有特定的方位、以特定的方位操作，因而不能理解为对本发明的限制。

由图1、图2、图3可见，本实施例的一种电梯运行监测***，包括传感器模块1、掉电检测模块2、信号处理模块3、键盘4、电源模块5、蓝牙发射模块6、GPRS无线数传模块7、智能手机8和云端服务器及监测中心9。

由图1、图2、图3可见，本实施例的传感器模块1，用于获得电梯实时运行参数，传感器模块1与信号处理模块3的信号输入端相连。本实施例的传感器模块1包括热释电传感器101、上平层传感器102、下平层传感器103、冲顶传感器104和蹲底传感器105。本实施例的热释电传感器101安装于电梯轿厢10内，用于感知电梯轿厢10内是否有人；本实施例的上平层传感器102安装于电梯轿厢10的顶部，且安装在电梯自带上平层传感器11的上方，根据需要，本实施例的上平层传感器102也可安装在电梯自带上平层传感器11的下方，上平层传感器102用于感测电梯轿厢10是否到达上平层位置。本实施例的下平层传感器103固定安装于电梯轿厢10的顶部，且安装电梯自带下平层传感器12的下方，根据需要，本实施例的下平层传感器103也可安装在电梯自带上平层传感器11的上方，下平层传感器103用于感测电梯轿厢是否到达下平层位置。本实施例的冲顶传感器104安装于电梯轿厢10的顶部，用于感测电梯轿厢10是否到达最顶层极限位置，本实施例中，当电梯轿厢10向上运行到最顶层位置时，冲顶传感器104接触到安装在电梯井顶部的冲顶报警磁钢13时，冲顶传感器104会输入信号到信号处理模块3，由信号处理模块3通过蓝牙发射模块6和GPRS无线数传模块7分别向智能手机8和云端服务器及监测中心发出报警信号，发出报警声，并控制电梯轿厢10停止运行。本实施例的蹲底传感器105安装于电梯轿厢10的顶部，用于感测电梯轿厢是否到达最底层极限位置，本实施例中，当电梯轿厢10向下运行到最底层位置时，蹲底传感器105接触到安装在电梯井底部的蹲底报警磁钢14时，蹲底传感器105会输入信号到信号处理模块3，由信号处理模块3通过蓝牙发射模块6和GPRS无线数传模块7分别向智能手机8和云端服务器及监测中心发出报警信号，发出报警声，并控制电梯轿厢10停止运行。本实施例的上平层传感器102和下平层传感器103均为干簧管传感器，冲顶传感器104和蹲底传感器105均为磁开关。

本实施例的掉电检测模块2，用于检测电梯电源是否断电，断电则自动切换到备用电源，掉电检测模块2与信号处理模块3的信号输入端相连。本实施例的信号处理模块3包含带有双串口的32位ARM微控制器STM32F103和电可擦除可编程只读存储器EEPROM，用于接收处理键盘4中按键输入信息，用于将传感器模块1中检测到的各路传感器信号进行数据融合。本实施例的键盘4，用于***的启动、复位、以及预设信号处理模块3中上平层传感器102和下平层传感器103之间距离，键盘4与信号处理模块3的信号接收端相连。本实施例的电源模块5，用于向传感器模块1、信号处理模块3、GPRS无线数传模块7提供直流电源。本实施例的蓝牙发射模块6，用于实现信号处理模块3与智能手机8之间的蓝牙无线通信，蓝牙发射模块6与信号处理模块3的信号输出端相连。本实施例的GPRS无线数传模块7带有吸盘式高增益全向天线，用于实现信号处理模块3与智能手机8、云端服务器及监测中心9之间的GPRS无线通信，GPRS无线数传模块7与信号处理模块3的信号输出端相连。本实施例的智能手机8安装有蓝牙串口调试工具App，用于***调试时程序代码运行状态显示、按键设置信息显示及报警信息显示。本实施例的云端服务器及监测中心9，用于存储电梯实时运行状态数据、还可用于查询电梯故障报警历史信息。

图4是本实施例的一种电梯运行监测方法的流程图；一种电梯运行监测方法，包含如下步骤：

步骤1：***初始化；包括信号处理模块中输入输出端口初始化、定时器初始化、中断初始化、串口通信初始化、EEPROM初始化，按键扫描初始化；初始化完成后，执行步骤2；

步骤2：判断是否有功能按键按下；如果是，转步骤3；如果否，转步骤4；

步骤3：智能手机显示按键操作所设参数的值，将通过按键设置的参数存储于EEPROM中，执行步骤4；

步骤4：读取传感器模块中各传感器的测量值，确定电梯运行状态参数，形成待发送的数据包，执行步骤5；

步骤5：分析电梯运行状态参数，判断是否存在故障；如果是，转步骤6；如果否，转步骤7；

步骤6：将故障信息以短信形式发送给智能手机，若电梯内困人则拨打电话到智能手机，执行步骤7；

步骤7：判断定时器是否达到设定定时时间；如果是，转步骤8；如果否，转步骤4；

步骤8：发送数据包到云端服务器，执行步骤7；

步骤9：判断数据包是否正常发送；如果是，转步骤2；如果否，转步骤8。

本实施例的电梯运行状态参数包含如下：

（1）当前电梯轿厢所在的楼层Pos；设置一个可逆计数器，电梯轿厢处于最底层时计数器置1，上行每上升一层计数器加1，下行每下降一层计数器减1。（2）电梯轿厢内是否有人Hav；通过热释电传感器测量得到。（3）电梯运行方向Dir；通过上平层传感器和下平层传感器信号变化先后顺序得到；（4）电梯实时速度Sp；将EEPROM中存储的上平层传感器和下平层传感器的距离除以电梯轿厢通过上、下平层传感器所需要的时间得到。

本实施例的数据包包含：（1）电梯编号；8字节。（2）电梯速度；3字节，单位默认米/秒。（3）电梯轿厢所在的位置；3字节，以A，A或者A，B表示；A，A表示电梯轿厢停在A层，A，B表示电梯轿厢停于A、B层之间。（4）电梯轿厢是否困人；1字节表示，0表示没有困人，1表示困人。（5）电梯运行方向；1字节表示，0表示电梯上行，1表示电梯下行。（6）电梯运行故障代码；2字节表示，00表示无故障，01表示电梯异常非平层停梯，02表示电梯速度异常，03表示电梯蹲底，04表示电梯冲顶，05表示电梯掉电。（7）校验位；2字节表示。

本实施例中，电梯故障报警包含以下5种类型：非平层停梯，电梯速度异常，电梯蹲底，电梯冲顶，电梯掉电，有如下故障情况时，故障报警：

（1）非平层停梯，上平层传感器102和下平层传感器103没有检测到安装在电梯井内壁的隔磁板15，且相距上次电梯平层时间超出设定的值，该值通常稍长于电梯从最底层运动到最高层所用的时间。

（2）电梯速度异常，电梯运行速度超过其正常速度的1.5倍。

（3）电梯蹲底，蹲底传感器105检测到信号。

（4）电梯冲顶，冲顶传感器104检测到信号。

（5）电梯掉电，掉电检测模块2检测到掉电。

本实施例中，当电梯轿厢运行不正常或掉电时，传感器模块1或掉电检测模块2发出信号到信号处理模块3，由信号处理模块3通过蓝牙发射模块6和GPRS无线数传模块7发送信号到智能手机8和云端服务器及监测中心9，发出报警，并控制电梯运行；本实施例的一种电梯运行监测***成本低，安装简单，通用性好，无线数据传输快，能实时监测并记录电梯运行状态参数，实现电梯故障报警，工作可靠度高，具有很强的推广应用价值。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (7)

1.一种电梯运行监测***，其特征在于，所述电梯运行监测***包括传感器模块、掉电检测模块、信号处理模块、键盘、电源模块、蓝牙发射模块、GPRS无线数传模块、智能手机、云端服务器及监测中心；

所述传感器模块，用于获得电梯运行参数，所述传感器模块与信号处理模块的信号输入端相连；所述传感器模块包括热释电传感器、上平层传感器、下平层传感器、冲顶传感器、蹲底传感器；所述热释电传感器安装于电梯轿厢内，用于感知电梯轿厢内是否有人；所述上平层传感器安装于电梯轿厢顶部，用于感测电梯轿厢是否到达上平层位置；所述下平层传感器固定安装于电梯轿厢顶部，用于感测电梯轿厢是否到达下平层位置；所述冲顶传感器安装于电梯轿厢顶部，用于感测电梯轿厢是否到达最顶层极限位置；所述蹲底传感器安装于电梯轿厢顶部，用于感测电梯轿厢是否到达最底层极限位置；

所述掉电检测模块，用于检测电梯电源是否断电，断电则自动切换到备用电源，所述掉电检测模块与信号处理模块的信号输入端相连；

所述信号处理模块，用于接收处理键盘中的按键输入信息，用于将传感器模块中检测到的各路传感器信号进行数据融合；

所述键盘，用于***的启动、复位以及设置传感器模块中上平层传感器和下平层传感器之间距离，所述键盘与信号处理模块的信号接收端相连；

所述电源模块，用于向传感器模块、信号处理模块、GPRS无线数传模块提供直流电源；

所述蓝牙发射模块，用于实现信号处理模块与智能手机之间的蓝牙无线通信，所述蓝牙发射模块与信号处理模块的信号输出端相连；

所述GPRS无线数传模块，用于实现信号处理模块与智能手机、云端服务器及监测中心之间的GPRS无线通信，所述GPRS无线数传模块与信号处理模块的信号输出端相连；

所述智能手机，用于***调试时程序代码运行状态显示、按键设置信息显示及报警信息显示；

所述云端服务器及监测中心，用于存储电梯实时运行状态数据、还可用于查询电梯故障报警历史信息。

2.根据权利要求1所述一种电梯运行监测***，其特征在于，所述信号处理模块包含带有双串口的32位ARM微控制器STM32F103和电可擦除可编程只读存储器EEPROM。

3.根据权利要求1所述一种电梯运行监测***，其特征在于，所述GPRS无线数传模块带有吸盘式高增益全向天线；所述智能手机安装有蓝牙串口调试工具App。

4.根据权利要求1所述一种电梯运行监测***，其特征在于，所述上平层传感器和下平层传感器均为干簧管传感器；所述冲顶传感器和蹲底传感器均为磁开关。

5.一种电梯运行监测方法，包含如下步骤：

步骤1：***初始化；包括信号处理模块中输入输出端口初始化、定时器初始化、中断初始化、串口通信初始化、EEPROM初始化，按键扫描初始化；初始化完成后，执行步骤2；

步骤2：判断是否有功能按键按下；如果是，转步骤3；如果否，转步骤4；

步骤3：智能手机显示按键操作所设参数的值，将通过按键设置的参数存储于EEPROM中，执行步骤4；

步骤4：读取传感器模块中各传感器的测量值，确定电梯运行状态参数，形成待发送的数据包，执行步骤5；

步骤5：分析电梯运行状态参数，判断是否存在故障；如果是，转步骤6；如果否，转步骤7；

步骤6：将故障信息以短信形式发送给智能手机，若电梯内困人则拨打电话到智能手机，执行步骤7；

步骤7：判断定时器是否达到设定定时时间；如果是，转步骤8；如果否，转步骤4；

步骤8：发送数据包到云端服务器，执行步骤7；

步骤9：判断数据包是否正常发送；如果是，转步骤2；如果否，转步骤8。

6.根据权利要求5所述一种电梯运行监测方法，其特征在于，所述电梯运行状态参数包含：

当前电梯轿厢所在的楼层Pos；设置一个可逆计数器，电梯轿厢处于最底层时计数器置1，上行每上升一层计数器加1，下行每下降一层计数器减1；

电梯轿厢内是否有人Hav；通过热释电传感器测量得到；

电梯运行方向Dir；通过上平层传感器和下平层传感器信号变化先后顺序得到；

电梯实时速度Sp；将EEPROM中存储的上平层传感器和下平层传感器的距离除以轿厢通过上、下平层传感器所需要的时间得到。

7.根据权利要求5所述一种电梯运行监测方法，其特征在于，所述数据包包含：

电梯编号；8字节；

电梯速度；3字节，单位默认米/秒；

电梯轿厢所在的位置；3字节，以A，A或者A，B表示；A，A表示电梯轿厢停在A层，A，B表示电梯轿厢停于A、B层之间；

电梯轿厢是否困人；1字节表示，0表示没有困人，1表示困人；

电梯运行方向；1字节表示，0表示电梯上行，1表示电梯下行；

电梯运行故障代码；2字节表示，00表示无故障，01表示电梯异常非平层停梯，02表示电梯速度异常，03表示电梯蹲底，04表示电梯冲顶，05表示电梯掉电；

校验位；2字节表示。