CN110217652A - 一种智能电梯内部乘客数量显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能电梯内部乘客数量显示装置，结构是由电梯控制模块与电梯超声波模块、存储模块、按键模块、电梯显示模块、电梯无线模块分别连接，电梯无线模块通过无线通信与N个楼层无线模块和N个楼层控制模块相连，楼层控制模块通过导线与楼层超声波模块和楼层显示模块分别相连接，按键模块设置有按键一、按键二、按键三和按键四，分别实现不同的设置功能；本发明能够实现对电梯运行过程中每个楼层上下人数的统计功能，进而获得当前电梯内乘客数量，并将数据通过无线模块发送给每个楼层的楼层控制模块，楼层控制模块将数据发送给楼层显示模块，楼层显示模块实现当前电梯内乘客数量的显示，方便乘客掌握电梯乘客数量。

Description

一种智能电梯内部乘客数量显示装置

技术领域

本发明涉及一种电梯乘客数量显示装置，具体是一种智能电梯内乘客数量显示装置。

背景技术

单片微型计算机技术迅速发展，基于单片机技术开发的计数设备和产品广泛应用到各个领域。如今的产品自动计数器大多采用非接触方式，早已开发出了多种型号的专用检测芯片。而利用STC15F2K60S2为控制单元、辅以多种***硬件搭配而成的计数装置已成为现在自动计数应用领域的潮流。但未应用于电梯人数统计中。

同一楼层设有多部电梯，当有乘客想乘坐电梯而电梯又不在本层时，由于乘客不确定可乘坐的电梯是哪座(存在电梯己满情况)，可能会同时按下所有电梯的上下行呼叫按钮。

电梯在上行过程中，如果某楼层有上行呼叫信号时(信号必须在电梯到达该层之前呼叫，如果电梯己经运行过该楼层，则在电梯下一次上行过程中响应该信号)，则到该楼层时电梯停止，消除该层上行信号，对应的上行信号灯灭，同时电梯门自动打开让乘客进入电梯上行。在电梯上行过程中，门厅的下行呼叫信号不起作用。当电梯在下行过程中，如果某楼层有下行呼叫信号时，则到该楼层电梯停止，消除该层下行信号，对应的下行信号灯灭，同时电梯门自动打开让乘客进入电梯下行。在电梯下行过程中，门厅的上行呼叫信号不起作用。电梯在上行或下行过程中，经过无呼叫信号的楼层，且轿厢内没有该楼层信号时，电梯不停止门也不打开。在电梯上行时，电梯优先服务于上行选层信号。在电梯下行时，电梯优先服务于下行选层信号。当电梯停在某层时，消除该层的选层信号。

当乘客同时按下不同电梯的上下行呼叫按钮后，第一个到达本层(或者第一个满足乘坐条件)并符合乘客乘坐条件的电梯(电梯未满)到达该层时停止，乘客乘坐该电梯上行或下行。而已被乘客按下上下行呼叫按钮的其他电梯到达本层后依然会停下，此时层站已没有乘客，电梯内的其他乘客需要控制电梯门关闭继续运行，这样既浪费了资源，也延迟了电梯的等待时间，降低了电梯的运载效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能电梯内部乘客数量显示装置，电梯控制模块记录有人进入电梯，实现对电梯内人数的统计功能，并将统计结果通过无线模块发送给楼层控制模块，楼层控制模块将当前电梯内乘客数量发送给楼层显示模块，楼层显示模块实现当前电梯内乘客数量的显示；以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智能电梯内部乘客数量显示装置，其特征在于：结构是由电梯控制模块与电梯超声波模块、存储模块、按键模块、电梯显示模块、电梯无线模块分别连接，电梯无线模块通过无线通信与N个楼层无线模块和N个楼层控制模块相连，楼层控制模块通过导线与楼层超声波模块和楼层显示模块分别相连接，按键模块设置有按键一、按键二、按键三和按键四，主要实现界面切换和超声波距离设置功能。

作为优选，所述电梯控制模块与N个楼层控制模块通过电梯无线模块实现无线通信，电梯控制模块通过导线与电梯超声波模块连接，电梯超声波模块实时监测探头前的距离，由控制模块控制电梯超声波模块实现测试距离与设置距离进行比较，进一步确定是否有人通过，楼层控制模块通过导线与楼层超声波模块相连，以同样的的方法检测探头前是否有人通过，楼层控制模块通过无线模块将数据发送给电梯控制模块，电梯控制模块经过数据分析，判断是否有人进入电梯或有人离开电梯，进一步得到当前电梯内乘客人数，并将该人数通过电梯无线模块发送到每个楼层的楼层无线模块，然后由楼层控制模块将当前电梯内乘客数量发送给楼层显示模块，楼层显示模块实现当前电梯内乘客数量的显示，按键模块与电梯控制模块通过导线相连，按键模块配合电梯显示模块主要实现工作界面，设置界面的切换功能和超声波距离设置功能。

工作原理：该装置有两种界面，工作界面、设置界面。工作界面实时显示当前电梯内乘客数量(以***数值表示)，当电梯停靠在某个楼层时，电梯门打开后该装置进入统计进出电梯人数状态。统计人数原理如下：楼层超声波模块时刻检测当前是否有障碍物，如果有障碍物，楼层控制模块通过无线模块发送数据给电梯控制模块，然后电梯控制模块检测当前是否有障碍物，如果有障碍物，电梯控制模块记录有一个人进入电梯，改变当前电梯内人数数量，并通过无线模块发送给每一楼层无线模块，楼层控制模块收到数据，改变显示模块电梯内人数。当电梯控制模块检测到有障碍物时，电梯控制模块通过无线模块将检测情况发送给楼层无线模块，楼层控制模块接收到数据，开始检测超声波探头前是否有障碍物，当有障碍物时，楼层控制模块通过无线模块将检测结果发送给电梯控制模块，电梯控制模块记录有一人离开电梯，实现对电梯内人数的统计功能，并将统计结果通过无线模块发送给楼层控制模块，楼层控制模块改变当前电梯内乘客数量，进而控制楼层显示模块改变电梯内乘客数量。在设置界面，电梯显示模块和按键模块配合使用，电梯显示模块主要实现设置显示功能。工作原理如下：按动按键一进入设置界面，按键二实现切换需要被修改数据的位置(在显示器中的位置)，按键三实现具体修改的数，每按动一次按键，数值就加1。当液晶位置在第四行“确认发送”的“？”处时，按下按键四，设置数据被发送到各个楼层的控制模块，再次按动按键一回到工作界面。从而实现了电梯内人数统计功能。本发明具有较大实用价值和现实意义。

附图说明

图1为本发明模块连接结构示意图；

图2为本发明电梯控制模块原理示意图；

图3是本发明楼层控制模块原理图；

图4是本发明存储模块原理图；

图5是本发明无线模块原理图；

图6电梯超声波安装示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅附图，本发明实施例中，

一种智能电梯内部乘客数量显示装置，其特征在于：结构是由电梯控制模块(16)与电梯超声波模块(15)、存储模块(21)、按键模块(25)、电梯显示模块(26)、电梯无线模块(14)分别连接，通过无线通信与N个楼层无线模块和N个楼层控制模块串连，楼层控制模块通过导线与楼层超声波模块和楼层显示模块分别相连接，按键模块(25)设置有按键一(17)、按键二(18)、按键三(19)和按键四(20)，主要实现界面切换和超声波距离设置功能。

N个楼层无线模块包括一楼无线模块(10)、二楼无线模块(11)、三楼无线模块(12)、四楼无线模块(13)。

N个楼层控制模块包括一楼控制模块(9)、二楼控制模块(22)、三楼控制模块(23)、四楼控制模块(24)。

楼层显示模块包括一楼显示模块(1)、二楼显示模块(3)、三楼显示模块(5)、四楼显示模块(7)。

楼层超声波模块包括一楼超声波模块(2)、二楼超声波模块(4)、三楼超声波模块(6)、四楼超声波模块(8)。

作为优选，所述电梯控制模块(16)与N个楼层控制模块通过电梯无线模块(14)实现无线通信，电梯控制模块(16)通过导线与电梯超声波模块(15)连接，电梯超声波模块(15)实时监测探头前的距离，由电梯控制模块(16)控制电梯超声波模块(15)实现测试距离与设置距离进行比较，进一步确定是否有人通过，楼层控制模块通过导线与楼层超声波模块相连，以同样的方法检测探头前是否有人，楼层控制模块通过电梯无线模块(14)将数据发送给电梯控制模块(16)，电梯控制模块(16)经过数据分析，判断是否有人进入电梯或有人离开电梯，进一步得到当前电梯内乘客人数，并将该人数通过电梯无线模块(14)发送到每个楼层的楼层无线模块，然后由楼层控制模块将当前电梯内乘客数量发送给楼层显示模块，楼层显示模块实现当前电梯内乘客数量的显示，按键模块(25)与电梯控制模块(16)通过导线相连，电梯显示模块(26)配合按键模块(25)主要实现工作界面，设置界面的切换功能和超声波距离设置功能。

各模块实现功能和结构：

电梯控制模块(16)和楼层控制模块：两个模块都是通过STC15F2K60S2单片机实现控制功能的，STC15F2K60S2单片机是STC生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/高可靠/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，这种单片机价格低廉，编程操作简单，且***稳定性好，处理能力强。STC15F2K60S2系列工作电压：5.5V-4.5V，片内大容量2048字节的SRAM，最多可存储60K字节数据，工作频率范围：0MHz-28MHz，本装置工作频率为12MHz。控制摸块(16)实现乘客上下电梯判断功能，显示控制功能，数据保存功能和发送功能控制，是该装置的核心部分。

超声波模块包含N+1(N楼层超声波模块和1路电梯超声波模块)超声波探头和探头驱动电路，该探头为防水探头，防水雨水进入损坏探头，主要实现测距功能，由控制模块(16)控制发送超声波，采集反射回来的超声波，通过计算获得探头到障碍物的距离，与设定好的超声波数值进行比较进一步计算获得是否有人通过，超声波数值是探头到对面墙体的距离，以毫米为单位，精度1毫米。

如图6所示为电梯超声波安装示意图，电梯A1门内侧安装有超声波探头A2，楼层超声波模块A3安装在电梯外两侧的墙体上，图上L0为探头初始距离，图上L1为楼层超声波模块初始距离。

基本工作原理：(1)采用单片机IO口TRIG触发测距，给最少10us的高电平信号。(2)超声波模块自动发送8个40khz的方波，自动检测是否有信号返回；(3)有信号返回，通过单片机IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离＝(高电平时间*声速(340M/S))/2。

存储模块(21)：通过I2C(IIC,Inter－Integrated Circuit),两线式串行总线与电梯控制模块(16)进行通信，该模块包含EEPROM芯片24C064，总容量是8000个字节，主要实现N+1路超声波数值设置掉电保存功能。存储模块(21)实现了对参数的记录功能，起到防止该***重启后设置数据的丢失的作用。

显示模块：包括电梯显示模块(26)和楼层显示模块，该模块利用LCD12864液晶实现显示功能，其带中文字库图形点阵式液晶显示，可配合单片机完成中文汉字、英文字符和图形显示，可构成中文人机交互图形界面，模块具有功耗低、显示内容丰富等特点而应用广泛，它是利用液晶经过处理后能改变光线的传播方向，以电流刺激液晶分子产生点、线、面并配合背光灯构成画面。其显示分辨率为128X 64,内置2M位中文字型ROM(CGROM)8192个(16*16点阵)汉字，和16K位半宽字型ROM(HCGROM)128个(16*8点阵)ASCII字符集，可以显示8X4行16X 16点阵的汉字ST7920的字型产生RAM(CGRAM)提供用户自定义字符生成(造字)功能，可提供4组16*16点阵的空间。将要显示的字符的编码写到显示RAM(DDRAM)上，硬件从CGROM中选择将要显示的字型显示在屏幕上。绘图RAM提供64*32个字节的空间，最多可以控制256*64点阵的二维绘图缓冲空间。具有4位18位并行(适配M6800时序)、2线或3线串行多种接口方式。

工作界面显示(该模式下楼层显示模块和电梯显示模块(26)显示内容一样)如下：

第一行：当前电梯内人数

第二行：xx

设置界面显示(只有电梯显示模块显示(26))内容如下：

第一行：电梯内探头前距离xxx；(指超声波探头前方无人时到电梯内对面墙体的距离)

第二行：使用楼层数xxx

第三行：楼层内探头前距离xxx；(指超声波探头前方无人时到该楼层墙体的距离)

第四行：确认发送？

超声波设置值以及界面切换都是由按键模块(25)实现的。

按键模块(25)：该模块实现对超声波模块比较数值的设置功能和楼层数量设置功能，以及界面切换功能。按键一(17)实现工作界面，设置界面的切换。在设置界面，按键二(18)实现切换需要被修改数据的位置(在显示器中的位置)，按键三(19)实现具体修改的数，每按动一次按键三(19)，数值就加1。在设置界面的第四行确认发送的“？”处，按下按键四(20)，设置数据会发送到所有的楼层控制模块(16)，完成设置功能。再次按动按键一(17)进入工作界面。

电梯无线模块(14)：该模块采用了ESP8266作为主芯片，ESP8266是一个完整且自成体系的Wi-Fi网络解决方案，能够搭载软件应用，或通过另一个应用处理器卸载所有Wi-Fi网络功能。ESP8266在搭载应用并作为设备中唯一的应用处理器时，能够直接从外接闪存中启动。内置的用速缓冲存储器有利于提用***性能，并减少内存需求。

另外一种情况是，无线上网接入承担Wi-Fi适配器的任务时，可以将其添加到任何基于微控制器的设装有ESP8266的***。表现出来的领先特征有：节能VoIP在睡眠/唤醒模式之间的快速切换、配合低功率操作的自适应无线电偏置、前端信号的处理功能、故障排除和无线电***共存特性为消除蜂窝/蓝/DDR/LVDS/LCD干扰。连接简单易行，只需通过SPI/SDIO接口或中央处理器AHB桥接口即可。ESP8266强大的片上处理和存储能力，使其可通过GPIO口集成传感器及其他应用的特定设备，实现了最低前期的开发和运行中最少地占用***资源。ESP8266高度片内集成，包括天线开关balun、电源管理转换器，因此仅需极少的外部电路，且包括前端模块在内的整个解决方案在设计时将所占PCB空间降到最低。

特征：

1.802.11b/g/n

2.Wi-Fi Direct(P2P)、soft-AP

3.内置TCP/IP协议栈

4.内置TR开关、balun、LNA、功率放大器和匹配口

5.内置PLL、稳压器和电源管理组件

6.802.11b模式下+19.5dBm的输出功率

7.支持天线分集

8.断电泄露电流小于10uA

9.内置低功率32位CPU：可以兼作应用处理器

10.SDIO 2.0、SPI、UART

11.STBC、1x1MIMO、2x1MIMO

12.A-MPDU、A-MSDU的聚合和0.4μs的保护间隔

13.2ms之内唤醒、连接并传递数据包

14.待机状态消耗功率小于1.0mW(DTIM3)。

工作原理：该装置有两种界面，工作界面，设置界面。工作界面实时显示当前电梯内乘客数量(以***数值表示)，当电梯停靠在某个楼层时，电梯门打开后该装置进入统计进出电梯人数状态。统计人数原理如下：楼层超声波模块时刻检测当前是否有障碍物，如果有障碍物，楼层控制模块通过无线模块发送数据给电梯控制模块，然后电梯控制模块检测当前是否有障碍物，如果有障碍物，电梯控制模块记录有一个人进入电梯，改变当前电梯内人数数量，并通过无线模块发送给每一楼层无线模块，楼层控制模块收到数据，改变显示模块电梯内人数。当电梯控制模块检测到有障碍物时，电梯控制模块通过无线模块将检测情况发送给楼层无线模块，楼层控制模块接收到数据，开始检测超声波探头前是否有障碍物，当有障碍物时，楼层控制模块通过无线模块将检测结果发送给电梯控制模块，电梯控制模块记录有一人离开电梯，实现对电梯内人数的统计功能，并将统计结果通过无线模块发送给所有楼层控制模块，楼层控制模块改变当前电梯内乘客数量，进而控制显示模块改变电梯内乘客数量。设置界面工作原理如下：按动按键一进入设置界面，按键二实现切换需要被修改数据的位置(在显示器中的位置)，按键三实现具体修改的数，每按动一次按键，数值就加1。当液晶位置在第四行“确认发送”的“？”处时，按下按键四，设置数据被发送到各个楼层的控制模块，再次按动按键一回到工作界面。从而实现了电梯内人数统计功能。

软件部分：

超声波模块测距程序：

存储模块程序：

显示模块程序：

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种智能电梯内部乘客数量显示装置，其特征在于：结构是由电梯控制模块与电梯超声波模块、存储模块、按键模块、电梯显示模块、电梯无线模块分别连接，电梯无线模块通过无线通信与N个楼层无线模块和N个楼层控制模块相连，楼层控制模块通过导线与楼层超声波模块和楼层显示模块分别相连接，按键模块设置有按键一、按键二、按键三和按键四，主要实现界面切换和超声波距离设置功能。

2.根据权利要求1所述的一种智能电梯内部乘客数量显示装置，其特征在于：电梯控制模块与N个楼层控制模块通过无线模块实现无线通信，电梯控制模块通过导线与电梯超声波模块连接，电梯超声波模块实时监测探头前的距离，由电梯控制模块控制电梯超声波模块实现测试距离与设置距离进行比较，进一步确定是否有人通过，楼层控制模块通过导线与楼层超声波模块相连，以同样的的方法检测探头前是否有人通过，楼层控制模块通过无线模块将数据发送给电梯控制模块，电梯控制模块经过数据分析，判断是否有人进入电梯或有人离开电梯，进一步得到当前电梯内乘客人数，并将该人数通过电梯无线模块发送到每个楼层的楼层无线模块，然后由楼层控制模块将当前电梯内乘客数量发送给楼层显示模块，楼层显示模块实现当前电梯内乘客数量的显示，按键模块与电梯控制模块通过导线相连，按键模块配合电梯显示模块主要实现工作界面，设置界面的切换功能和超声波距离设置功能。