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