CN116022617B - 一种非接触式智能呼梯和安全管控*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非接触式智能呼梯和安全管控***，所述***包括云端、智能调度平台、控制软件模块、外部通讯设备、梯控智能终端、蓝牙信标、多唤醒词与唤醒方式建立模块，梯控智能终端包括位于电梯轿厢顶部的控制器和电梯轿厢内的选层控制器，控制器和云端分别与外部通讯设备通过http+mqtt的方式进行数据交互，智能调度平台用于接收外部通讯设备请求信号、进行逻辑判断后求出最优解对控制器进行通讯，控制器发送信号到云端，云端将信息传输给外部通讯设备；控制软件模块用于向外部通讯设备提供呼梯请求，能够无接触进行呼梯请求，***以多主多从自组网通讯模式实现智能呼梯，形式覆盖不同类型的物联网设备与电梯控制***，从而提高呼梯***的通用性和兼容性。

Description

一种非接触式智能呼梯和安全管控***

技术领域

本发明属于智慧呼梯领域，具体涉及一种非接触式智能呼梯和安全管控***。

背景技术

电梯是人们生活中不可或缺的垂直公共交通工具，随着社会经济的发展，智能制造行业不断发展与革新，传统呼梯方式已经不能满足不同人群与不同智能设备交互的需求。目前市面上的自动呼梯***，大多数是利用2G、4G无线信号、蓝牙、WIFI建立通信连接式，若网络出现波动，自动呼梯***在电梯轿厢内会出现通讯不畅的现象，使得呼梯操作的可靠性不高；也有通过以Lora无线通讯技术为主的机器人呼梯***，也可能会出现一定的频谱干扰，导致呼梯失败，还需要实时观测电梯状态。

所以，现在急需一个供机器人及残障人士使用的兼容性强的智慧呼梯***，且需要智能化高。

另外，从安全管理角度分析，为了加强电梯在使用过程中的安全管理，现在大部分电梯都引入视频监控装置对设备运行进行全过程监控，但目前视频监控装置还需专职监控人员人为蹲守监控。然而，靠人力是无法做到每时每刻集中精力对电梯安全问题进行监视，且监控人员大多对电梯了解不深，也无法做到及时解决电梯突发事故，导致事故时有发生，造成乘客伤亡，引发较大的社会影响。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种非接触式智能呼梯和安全管控***，在不接触面板的情况下，对电梯进行呼梯请求，***通过多主多从通讯模式，以多主多从自组网通讯模式实现智能呼梯，形式覆盖不同类型的物联网设备与电梯控制***，从而提高呼梯***的通用性和兼容性。

本发明的技术方案如下：

一种非接触式智能呼梯和安全管控***，所述***包括云端、智能调度平台、控制软件模块、外部通讯设备、梯控智能终端、蓝牙信标、以及多唤醒词与唤醒方式建立模块，所述梯控智能终端包括位于电梯轿厢顶部的控制器和电梯轿厢内的选层控制器，控制器和云端分别与外部通讯设备通过http+mqtt的方式进行数据交互，所述智能调度平台用于接收外部通讯设备请求信号、进行逻辑判断后求出最优解对控制器进行通讯，控制器发送信号到云端，云端将信息传输给外部通讯设备；控制软件模块用于向外部通讯设备提供呼梯请求；所述多唤醒词与唤醒方式建立模块包括：设置在轿厢内的语音感知模块、和PC端；所述语音感知模块包括语音识别单元和声信号采集单元；所述声信号采集单元对电梯内的声音信号进行收集，所述语音识别单元对声信号采集单元收集的声音信号进行语音识别，识别出唤醒词发送给PC端，PC端发送给智能调度平台，智能调度平台根据唤醒词进行不同唤醒操作，并将唤醒操作的内容通过PC端反馈给轿厢的乘客，当有人进入电梯时为激发点，开启多唤醒词与唤醒方式建立模块激活语音感知模块，语音识别单元对声信号采集单元收集的声音信号进行语音识别，识别出唤醒词和声音主频幅值发送给PC端，PC端发送给智能调度平台，智能调度平台根据唤醒词和声音主频幅值进行不同唤醒操作，唤醒包括正常唤醒词唤醒、以低俗语言唤醒、求救唤醒、尖叫唤醒；从而识别乘客不文明言语以及异常声信息并提供交互式感知告警功能，在事故时提供安抚情绪操作并记录事故发生情况助力救援工作。

优选的，梯控智能终端具有位于电梯轿厢顶部的平层感应器、加速度传感器、开关门传感器、4G通讯模块、Lora通讯模块、电源模块，控制器具有状态检测器，所述状态检测器用于与平层感应器、加速度传感器、开关门传感器连接，获取相关数据信号，所述4G通讯模块能够与云端进行通讯，所述Lora通讯模块通过收发无线电信号，使Lora通讯模块与外部通讯设备中的Lora通讯模块进行数据交互。

优选的，4G通讯模块与云端进行通讯的协议为mqtt协议和4G通信协议。

优选的，所述云端通过http（s）与4G/5G通信协议与外部通讯设备的4G通讯模块进行数据交互，云端接收外部通讯设备的呼梯请求，外部通讯设备获取电梯信息。

优选的，所述***还通过串口、蓝牙作为设备与设备之间信息交换的通信机制。

优选的，所述蓝牙信标为唯一识别码，安装在不同电梯楼层，用于向外部通讯设备提供当前所在楼层位置信息，通过距离检测信息正确性。

优选的，4G通讯模块接入电梯的过程具体为：

步骤1：外部通讯设备发送呼梯请求；

步骤2：云端接收呼梯请求，并将该请求发送至智能调度平台，智能调度平台处理信息后发送信号至4G通讯模块；

步骤3：4G通讯模块接收信号后与控制器进行数据交互，控制器再与电梯轿厢内的选层控制器进行通信，选层控制器进行选层；

步骤4：选层控制器将选层信号返回至控制器，控制器返回选层信号到云端，云端将选层信号传输给外部通讯设备，外部通讯设备获取电梯信息。

优选的，4G通讯模块接入呼梯的规则具体为：

持参阶段：目标呼叫电梯，获取蓝牙信标数据，目标通过使用蓝牙信标数据、授权信息、呼梯信息请求呼梯；

鉴权阶段：验证授权信息是否有效，即验证目标的mac地址是否与云端中存储的mac地址一致，不一致则拒绝接入并返回拒绝原因；如果目标的mac地址是与云端中存储的mac地址一致，则验证蓝牙信标数据是否正确，即目标与呼梯的距离是否在要求的范围内，超出范围，则拒绝接入并返回拒绝原因；在范围内，则验证呼梯信息是否有效，验证呼梯信息即目标通过Modbus协议与梯控智能终端通讯，对于接收到的内容进行校验，若目标传输信息的内容或地址与梯控智能终端内容不一致，则呼梯信息无效，拒绝接入并返回拒绝原因；若校验成功，则进入梯控阶段；

梯控阶段：梯控智能终端处理呼梯信号，目标监听呼梯状态并使用呼梯。

优选的，Lora通讯模块呼梯的过程具体为：

步骤1：外部通讯设备的Lora通讯模块与控制器的Lora通讯模块通过无线电直接通讯，发送呼梯请求；

步骤2：控制器向电梯轿厢内的选层控制器发送呼梯请求，选层控制器进行选层；

步骤3：选层控制器返回选层信息至控制器，控制器的Lora通讯模块发送无线电讯号至外部通讯设备，外部通讯设备接收选层信息。

优选的，Lora通讯模块接入控制电梯具体规则为：

准备阶段：目标接收电梯状态；

持参阶段：目标获取蓝牙信标数据，将蓝牙信标数据和授权信息组合通过公钥加密后发送给梯控智能终端；

鉴权阶段：验证授权信息是否有效，即验证目标的mac地址是否与云端中存储的mac地址一致，不一致则拒绝接入并返回拒绝原因；如果目标的mac地址是与云端中存储的mac地址一致，则验证蓝牙信标数据是否正确，即目标与呼梯的距离是否在要求的范围内，超出范围，则拒绝接入并返回拒绝原因；在范围内，则进入梯控阶段；

梯控阶段：返回临时呼梯密钥，构造呼梯请求，使用临时密钥加密呼梯请求，梯控智能终端处理呼梯，验证临时密钥是否有效，无效则反馈拒绝信息，重新请求临时密钥，并返回持参阶段；若临时密钥有效，则梯控智能终端进行解密并处理呼叫请求，目标成功使用电梯。

优选的，所述智能调度平台监测到唤醒词为正常言语时，不进行处理，唤醒词为低俗言语唤醒词，则进行警告提示；典型的语音每秒变化低于5Hz，而求救声的波动远大于5Hz，则设置相对日常更高的第一主频幅值进行识别求救声，则所述声音主频幅值高于第一主频幅值，为求救唤醒，采用频率变化辅助识别声信号，通知维保人员进行救援或者报警；设定尖叫信号第二主频幅值范围，则所述声音主频幅值高于第二主频幅值，为尖叫唤醒，通知维保人员进行救援或者报警。

优选的，所述智能调度平台中设置有词汇数据库，所述词汇数据库中存储有正常言语和低俗言语，将唤醒词与词汇数据库中的词汇进行对比来判断出是正常言语，还是低俗言语；正常言语则不进行处理，低俗言语则进行警告提示。

优选的，所述智能调度平台对声音主频幅值进行分析，确定初始声音帧状态；采用不同分贝dB数对应的幅度阈值和过零率阈值设置为低门限来确定第一帧数据是否为声音帧，再根据上下帧数据的关系来确定下一帧数据是否为声音帧；若下一帧数据平均幅度比上一帧大 3dB以上，则判定其为声音帧；db是分贝确定声音事件的起始点和结束点；声音事件起始点的确定：将不同dB数对应的幅度阈值和过零率阈值设置为低门限，若当前帧的幅度超过幅度阈值，或者过零率超过过零率阈值，则确定当前帧为声音事件的起始点，或者，若当前帧数据的平均幅度与上一帧数据相比突变3dB以上，确定当前帧为声音事件的起始位置；结束点的确定：将不同dB数对应的幅度阈值和过零率阈值设置为低门限，若当前帧的幅度低于幅度阈值，或者过零率低于过零率阈值，是声音事件的结束点，或者，若静音段的长度足够长，也是声音事件的结束点；通过SVM模型对异常声音训练结果进行分类识别，依据训练结果分类异常信号；通过确定声音事件的起始点和结束点来得到声音主频幅值。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供了一种非接触式智能呼梯和安全管控***，在不接触面板的情况下，对电梯进行呼梯请求，***通过多主多从通讯模式，以多主多从自组网通讯模式实现智能呼梯，形式覆盖不同类型的物联网设备与电梯控制***，从而提高呼梯***的通用性和兼容性。另外，本发明是集成人工智能与直梯安全控制技术，通过AI语音作为人工智能的“嘴巴”；发现不同异常声信号进行告警，在遇险时辅助安抚乘客情绪，对监测***进一步进行智能赋能，对异常乘梯声信号进行多角度检测识别，实现替代管理人员对突发危险情况进行分析、决策和紧急处理的能力，有效预防事故，保障人身安全。

附图说明

图1为本发明***框架示意图；

图2为4G接入控制呼梯的流程图；

图3为Lora接入控制电梯的流程图；

图4是本发明多唤醒词与唤醒方式建立模块的原理框图。

图中：1-梯控智能终端。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

参见图1-3，一种非接触式智能呼梯和安全管控***，所述***包括云端、智能调度平台、控制软件模块、外部通讯设备、梯控智能终端1、蓝牙信标、以及多唤醒词与唤醒方式建立模块，所述梯控智能终端包括位于电梯轿厢顶部的控制器和电梯轿厢内的选层控制器，控制器和云端分别与外部通讯设备通过http+mqtt的方式进行数据交互，所述智能调度平台用于接收外部通讯设备请求信号、进行逻辑判断后求出最优解对控制器进行通讯，控制器发送信号到云端，云端将信息传输给外部通讯设备；控制软件模块用于向外部通讯设备提供呼梯请求；所述多唤醒词与唤醒方式建立模块包括：设置在轿厢内的语音感知模块、和PC端；所述语音感知模块包括语音识别单元和声信号采集单元；所述声信号采集单元对电梯内的声音信号进行收集，所述语音识别单元对声信号采集单元收集的声音信号进行语音识别，识别出唤醒词发送给PC端，PC端发送给智能调度平台，智能调度平台根据唤醒词进行不同唤醒操作，并将唤醒操作的内容通过PC端反馈给轿厢的乘客，当有人进入电梯时为激发点，开启多唤醒词与唤醒方式建立模块激活语音感知模块，语音识别单元对声信号采集单元收集的声音信号进行语音识别，识别出唤醒词和声音主频幅值发送给PC端，PC端发送给智能调度平台，智能调度平台根据唤醒词和声音主频幅值进行不同唤醒操作，唤醒包括正常唤醒词唤醒、以低俗语言唤醒、求救唤醒、尖叫唤醒；从而识别乘客不文明言语以及异常声信息并提供交互式感知告警功能，在事故时提供安抚情绪操作并记录事故发生情况助力救援工作。

在本发明的一个具体实施例中，梯控智能终端具有位于电梯轿厢顶部的平层感应器、加速度传感器、开关门传感器、4G通讯模块、Lora通讯模块、电源模块，控制器具有状态检测器，所述状态检测器用于与平层感应器、加速度传感器、开关门传感器连接，获取相关数据信号，所述4G通讯模块能够与云端进行通讯，所述Lora通讯模块通过收发无线电信号，使Lora通讯模块与外部通讯设备中的Lora通讯模块进行数据交互。

在本发明的一个具体实施例中，如图2所示，4G通讯模块接入呼梯的规则具体为：

持参阶段：目标呼叫电梯，所述目标为机器人或者残障人士使用的外部通讯设备，获取蓝牙信标数据，目标通过使用蓝牙信标数据、授权信息、呼梯信息请求呼梯；

鉴权阶段：验证授权信息是否有效，即验证目标的mac地址是否与云端中存储的mac地址一致，不一致则拒绝接入并返回拒绝原因；如果目标的mac地址是与云端中存储的mac地址一致，则验证蓝牙信标数据是否正确，即目标与呼梯的距离是否在3米范围内，超出范围，则拒绝接入并返回拒绝原因；在3米范围内，则验证呼梯信息是否有效，验证呼梯信息即目标通过Modbus协议与梯控智能终端通讯，对于接收到的内容进行校验，因为传输过程中可能有干扰或者传输太快接收不过来，本来发110可能就变成11或者 011101若目标传输信息的内容或地址与梯控智能终端内容不一致，则呼梯信息无效，拒绝接入并返回拒绝原因；若校验成功，则进入梯控阶段；

梯控阶段：梯控智能终端处理呼梯信号，目标监听呼梯状态并使用呼梯。

如图3所示，Lora通讯模块接入控制电梯具体规则为：

准备阶段：目标接收电梯状态，所述目标为机器人或者残障人士使用的外部通讯设备；

持参阶段：目标获取蓝牙信标数据，将蓝牙信标数据和授权信息组合通过公钥加密后发送给梯控智能终端；

鉴权阶段：验证授权信息是否有效，即验证目标的mac地址是否与云端中存储的mac地址一致，不一致则拒绝接入并返回拒绝原因；如果目标的mac地址是与云端中存储的mac地址一致，则验证蓝牙信标数据是否正确，即目标与呼梯的距离是否在3米范围内，超出3米范围，则拒绝接入并返回拒绝原因；在3米范围内，则进入梯控阶段；

梯控阶段：返回临时呼梯密钥，构造呼梯请求，使用临时密钥加密呼梯请求，梯控智能终端处理呼梯，验证临时密钥是否有效，无效则反馈拒绝信息，重新请求临时密钥，并返回持参阶段；若临时密钥有效，则梯控智能终端进行解密并处理呼叫请求，目标成功使用电梯。

工作时，当4G信号差的时候，可以使用Lora通讯模块进行通讯，反之则使用4G通讯模块进行通信，机器人或残障人士呼叫电梯，多个控制器同时工作，智能选择位于最低层的电梯，能够自动将电梯控制到一楼，控制器内计数器复位，通过加速度传感器判断方向与平层感应器是否到平层配合来判断楼层加减，以获得楼层数。在本发明的一个实施例中，4G通讯模块与云端进行通讯的协议为mqtt协议和4G通信协议。

在本发明的另一个实施例中，所述云端通过http（s）与4G/5G通信协议与外部通讯设备的4G通讯模块进行数据交互，云端接收外部通讯设备的呼梯请求，外部通讯设备获取电梯信息。

在本发明的一个实施例中，所述***还通过串口、蓝牙作为设备与设备之间信息交换的通信机制。

在本发明的一个实施例中，所述蓝牙信标为唯一识别码，安装在不同电梯楼层，用于向外部通讯设备提供当前所在楼层位置信息，通过距离检测信息正确性，有效解决楼层定位偏差问题。

在本发明的一个实施例中，4G通讯模块接入电梯的过程具体为：

步骤1：外部通讯设备发送呼梯请求；

步骤2：云端接收呼梯请求，并将该请求发送至智能调度平台，智能调度平台处理信息后发送信号至4G通讯模块；

步骤3：4G通讯模块接收信号后与控制器进行数据交互，控制器再与电梯轿厢内的选层控制器进行通信，选层控制器进行选层；

步骤4：选层控制器将选层信号返回至控制器，控制器返回选层信号到云端，云端将选层信号传输给外部通讯设备，外部通讯设备获取电梯信息。

在本发明的一个实施例中，Lora通讯模块呼梯的过程具体为：

步骤1：外部通讯设备的Lora通讯模块与控制器的Lora通讯模块通过无线电直接通讯，发送呼梯请求；

步骤2：控制器向电梯轿厢内的选层控制器发送呼梯请求，选层控制器进行选层；

步骤3：选层控制器返回选层信息至控制器，控制器的Lora通讯模块发送无线电讯号至外部通讯设备，外部通讯设备接收选层信息。

在本发明的一个实施例中，所述控制软件模块可以是手机App、电脑、移动端控制软件。

例如，残障人士通过App进行呼梯，通过4G将消息传输到云端，云端接收后，与智能调度平台通信，智能调度平台处理信息，调动梯控智能终端工作，验证信息通过后，实现电梯呼叫。

如图4所示，多唤醒词与唤醒方式建立模块采用特殊求救信号如救命等示意词、尖叫音频识别、低俗语言识别的方式建立识别的***，当有人进入电梯时（或选层开始）为激发点，开启多唤醒词进行识别，***可安装于电梯内部，采用阵列式麦克风进行环绕声信号收集。若检测异常声信号连接电梯中控原有报警***辅助救援。

所述智能调度平台监测到唤醒词为正常言语时，不进行处理，唤醒词为低俗言语唤醒词，则进行警告提示；典型的语音每秒变化低于5Hz，而求救声的波动远大于5Hz，则设置相对日常更高的第一主频幅值进行识别求救声，则所述声音主频幅值高于第一主频幅值，为求救唤醒，采用频率变化辅助识别声信号，通知维保人员进行救援或者报警；设定尖叫信号第二主频幅值范围，则所述声音主频幅值高于第二主频幅值，为尖叫唤醒，通知维保人员进行救援或者报警。

其中，识别出唤醒词是用来正常唤醒词唤醒、以低俗语言唤醒的判断；所述智能调度平台中设置有词汇数据库，所述词汇数据库中存储有正常言语和低俗言语，将唤醒词与词汇数据库中的词汇进行对比来判断出是正常言语，还是低俗言语；正常言语则不进行处理，低俗言语则进行警告提示。

其中，声音主频幅值是用来求救唤醒、尖叫唤醒的判断；所述智能调度平台对声音主频幅值进行分析，确定初始声音帧状态；采用不同分贝dB 数对应的幅度阈值和过零率阈值设置为低门限来确定第一帧数据是否为声音帧，再根据上下帧数据的关系来确定下一帧数据是否为声音帧；若下一帧数据平均幅度比上一帧大 3 dB 以上，则判定其为声音帧；db是分贝确定声音事件的起始点和结束点；声音事件起始点的确定：将不同 dB 数对应的幅度阈值和过零率阈值设置为低门限，若当前帧的幅度超过幅度阈值，或者过零率超过过零率阈值，则确定当前帧为声音事件的起始点，或者，若当前帧数据的平均幅度与上一帧数据相比突变 3dB 以上，确定当前帧为声音事件的起始位置；结束点的确定：将不同 dB 数对应的幅度阈值和过零率阈值设置为低门限，若当前帧的幅度低于幅度阈值，或者过零率低于过零率阈值，是声音事件的结束点，或者，若静音段的长度足够长，也是声音事件的结束点；通过SVM 模型对异常声音训练结果进行分类识别，依据训练结果分类异常信号；通过确定声音事件的起始点和结束点来得到声音主频幅值。

另外，本发明中：1.以求救信号为唤醒方式；

主动求救如救命，采用语音比对识别异常语言，如救命、救救我、SOS、有坏人等等相关求救信号，采用频率变化辅助识别声信号。典型的语音每秒变化低于5Hz，而尖叫声的波动远大于5Hz。这种波动带给声音品质的粗糙度，是人类任何语音中都没有的。通过计算机算法对基音频率和声谱图进行信号处理与分析可识别出相关异常声信号。

他人求救如出事啦，此类词语作为唤醒方式并设置相对日常更高的主频幅进行识别。

2.以尖叫声为唤醒并报警；设定尖叫信号第二主频幅值范围，则所述声音主频幅值高于第二主频幅值，为尖叫唤醒，通知维保人员进行救援或者报警。

3.日常对话信号与求救信号主频幅值范围有较大差异，设定求救信号主频幅值范围，再筛选主频范围，将求救信号识别；

确定初始声音帧状态。采用不同 dB 数对应的幅度阈值和过零率阈值设置为低门限来确定第一帧数据是否为声音帧，再根据上下帧数据的关系来确定下一帧数据是否为声音帧。若下一帧数据平均幅度比上一帧大 3 dB 以上，则判定其为声音帧。db是分贝确定声音事件的起始点和结束点。声音事件起始点的确定：将不同 dB 数对应的幅度阈值和过零率阈值设置为低门限，若当前帧的幅度超过幅度阈值，或者过零率超过过零率阈值，则确定当前帧为声音事件起始点，此外，若当前帧数据的平均幅度与上一帧数据相比突变 3dB 以上，确定当前帧为声音事件的起始位置。结束点的确定：将不同 dB 数对应的幅度阈值和过零率阈值设置为低门限，若当前帧的幅度低于幅度阈值，或者过零率低于过零率阈值，则声音事件结束。若静音段的长度足够长，声音事件也结束。通过SVM 模型对异常声音训练结果进行分类识别，依据训练结果分类异常信号。

4.以低俗语言唤醒，则进行警告提示。

在进行智能呼梯时，用户向电梯发送用户要去的目标楼层，获取等待时间最短的电梯，采用动态时间测算模型，动态估计最短时间：

电梯与外接方向选层存在

；

k为楼层总高度；

获取当前楼层x_当前楼层，目标楼层x_目标楼层, 乘梯人数x_乘梯人数,已选楼层个数x_选层数, 电梯梯速x_梯速参数作为动态时间测算模型输入；

楼层差为x_楼层差=x_当前楼层-x_目标楼层

考虑电梯实时变化数据回传误差，使用时间窗系数对电梯参数进行偏移校正：通过历史乘梯密度

进行分析，x_选层总数为T时间段内电梯选择的楼层次数；

X=(x_楼层差, x_乘梯人数, x_选层数, x_梯速,x_乘梯密度…,x_j)是所有状态集合，V={v₁,v₂,v₃,v₄,v₅,…,v_i}是所有观测集合；

X所有状态集合和V所有观测集合的观测值矩阵为：

;

其中v_i为所有观测集合中第i个观测值，x_j为所有状态集合中第j个状态值，x_ij表示矩阵中第i行第j列的矩阵项,

其中，P(V_i|X_j）是给定状态值X_j条件下V_i出现的概率；i为观测值个数;j为状态个数；

标准化变换后的观测值矩阵为

;

其中

；

式中

为变量/>

的观测值的平均值，s_ij为变量x_j的观测值的方差，/>

为标准差；n和p均为自然数；标准化变换后，观测值矩阵/>

的各列的均值均为0，标准差均为1; />

是标准化变换后的观测值矩阵的矩阵项；

定义输入权重W=（w_楼层差，w_目标楼层, w_乘梯人数, w_选层数, w_梯速…,w_j）,参数作为动态时间测算模型输入权重,B为偏移量大小；w_j为输入权重W中第j个权重值；

动态时间测算模型

,W'为输入权重W的矩阵转置；

例如：1.获取当前楼层x_当前楼层（例如当前在1楼则值为3），目标楼层x_目标楼层（例如目标去往楼层在3楼则值为3）, 乘梯人数x_乘梯人数（例如识别到的梯内人数为3则值为3）,已选楼层个数x_选层数（例如识别到的梯内已选择楼层为3则值为3）, 电梯梯速x_梯速（例如该梯为正常运行，梯速1.5m/s则值为1.5）参数作为动态时间测算模型输入；

2.V={v₁,v₂,v₃,v₄,v₅,…,v_i}是所有观测集合，其中，观测集合为可能出现的观测状态；v₁,v₂,v₃,v₄,v₅,…,v_i的数值依据日常观测速度测算，设定数值为[0,1]；

3.建立X的状态集合和V的观测集合观测值矩阵，观测值矩阵中的数值，由给定状态值X_j条件下V_i出现的概率定出；

4.采用标准化变换后调整观测值矩阵；

5.定义权重，权重大小依据人为设定强调的是因素或指标的相对重要程度，权重设置范围为[0,1]；

6.动态时间测算模型

；模型结果范围在[0,1]区间内，若趋向0电梯等待时间最短，趋向1电梯等待时间最长；具体时间将采用b作为时间换算。一段周期后更新乘梯密度参数/>

为一段周期的时间, x'_选层总数为/>

时间段内电梯选择的楼层次数;

实时更新输入矩阵X，获取最短等待时间公式为：

；

其中b为等待时间转化常数，t为最短等待时间，将得到的最短等待时间t传输回智能调度平台，提示等待时间。

该电梯交通管制机制能有效缩短用户等待电梯的时间，从而提高用户的体验度。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种非接触式智能呼梯和安全管控***，其特征在于，所述***包括云端、智能调度平台、控制软件模块、外部通讯设备、梯控智能终端、蓝牙信标、以及多唤醒词与唤醒方式建立模块，所述梯控智能终端包括位于电梯轿厢顶部的控制器和电梯轿厢内的选层控制器，控制器和云端分别与外部通讯设备通过http+mqtt的方式进行数据交互，所述智能调度平台用于接收外部通讯设备请求信号、进行逻辑判断后求出最优解对控制器进行通讯，控制器发送信号到云端，云端将信息传输给外部通讯设备；控制软件模块用于向外部通讯设备提供呼梯请求；所述多唤醒词与唤醒方式建立模块包括：设置在轿厢内的语音感知模块、和PC端；所述语音感知模块包括语音识别单元和声信号采集单元；所述声信号采集单元对电梯内的声音信号进行收集，所述语音识别单元对声信号采集单元收集的声音信号进行语音识别，识别出唤醒词发送给PC端，PC端发送给智能调度平台，智能调度平台根据唤醒词进行不同唤醒操作，并将唤醒操作的内容通过PC端反馈给轿厢的乘客，当有人进入电梯时为激发点，开启多唤醒词与唤醒方式建立模块激活语音感知模块，语音识别单元对声信号采集单元收集的声音信号进行语音识别，识别出唤醒词和声音主频幅值发送给PC端，PC端发送给智能调度平台，智能调度平台根据唤醒词和声音主频幅值进行不同唤醒操作，唤醒包括正常唤醒词唤醒、以低俗语言唤醒、求救唤醒、尖叫唤醒；从而识别乘客不文明言语以及异常声信息并提供交互式感知告警功能，在事故时提供安抚情绪操作并记录事故发生情况助力救援工作；梯控智能终端具有位于电梯轿厢顶部的平层感应器、加速度传感器、开关门传感器、4G通讯模块、Lora通讯模块、电源模块，控制器具有状态检测器，所述状态检测器用于与平层感应器、加速度传感器、开关门传感器连接，获取相关数据信号，所述4G通讯模块能够与云端进行通讯，所述Lora通讯模块通过收发无线电信号，使Lora通讯模块与外部通讯设备中的Lora模块进行数据交互；

Lora通讯模块接入控制电梯具体规则为：

准备阶段：目标接收电梯状态；

持参阶段：目标获取蓝牙信标数据，将蓝牙信标数据和授权信息组合通过公钥加密后发送给梯控智能终端；

鉴权阶段：验证授权信息是否有效，即验证目标的mac地址是否与云端中存储的mac地址一致，不一致则拒绝接入并返回拒绝原因；如果目标的mac地址是与云端中存储的mac地址一致，则验证蓝牙信标数据是否正确，即目标与呼梯的距离是否在要求的范围内，超出范围，则拒绝接入并返回拒绝原因；在范围内，则进入梯控阶段；

梯控阶段：返回临时呼梯密钥，构造呼梯请求，使用临时密钥加密呼梯请求，梯控智能终端处理呼梯，验证临时密钥是否有效，无效则反馈拒绝信息，重新请求临时密钥，并返回持参阶段；若临时密钥有效，则梯控智能终端进行解密并处理呼叫请求，目标成功使用电梯。

2.根据权利要求1所述的一种非接触式智能呼梯和安全管控***，其特征在于，4G通讯模块与云端进行通讯的协议为mqtt协议和4G通信协议。

3.根据权利要求2所述的一种非接触式智能呼梯和安全管控***，其特征在于，所述云端通过http（s）与4G/5G通信协议与外部通讯设备的4G通讯模块进行数据交互，云端接收外部通讯设备的呼梯请求，外部通讯设备获取电梯信息。

4.根据权利要求2所述的一种非接触式智能呼梯和安全管控***，其特征在于，所述***还通过串口、蓝牙作为设备与设备之间信息交换的通信机制。

5.根据权利要求1所述的一种非接触式智能呼梯和安全管控***，其特征在于，所述蓝牙信标为唯一识别码，安装在不同电梯楼层，用于向外部通讯设备提供当前所在楼层位置信息，通过距离检测信息正确性。

6.根据权利要求2所述的一种非接触式智能呼梯和安全管控***，其特征在于，4G通讯模块接入电梯的过程具体为：

步骤1：外部通讯设备发送呼梯请求；

步骤2：云端接收呼梯请求，并将该请求发送至智能调度平台，智能调度平台处理信息后发送信号至4G通讯模块；

步骤3：4G通讯模块接收信号后与控制器进行数据交互，控制器再与电梯轿厢内的选层控制器进行通信，选层控制器进行选层；

步骤4：选层控制器将选层信号返回至控制器，控制器返回选层信号到云端，云端将选层信号传输给外部通讯设备，外部通讯设备获取电梯信息。

7.根据权利要求1所述的一种非接触式智能呼梯和安全管控***，其特征在于，4G通讯模块接入呼梯的规则具体为：

持参阶段：目标呼叫电梯，获取蓝牙信标数据，目标通过使用蓝牙信标数据、授权信息、呼梯信息请求呼梯；

鉴权阶段：验证授权信息是否有效，即验证目标的mac地址是否与云端中存储的mac地址一致，不一致则拒绝接入并返回拒绝原因；如果目标的mac地址是与云端中存储的mac地址一致，则验证蓝牙信标数据是否正确，即目标与呼梯的距离是否在要求的范围内，超出范围，则拒绝接入并返回拒绝原因；在范围内，则验证呼梯信息是否有效，验证呼梯信息即目标通过Modbus协议与梯控智能终端通讯，对于接收到的内容进行校验，若目标传输信息的内容或地址与梯控智能终端内容不一致，则呼梯信息无效，拒绝接入并返回拒绝原因；若校验成功，则进入梯控阶段；

梯控阶段：梯控智能终端处理呼梯信号，目标监听呼梯状态并使用呼梯。

8.根据权利要求2所述的一种非接触式智能呼梯和安全管控***，其特征在于，Lora通讯模块呼梯的过程具体为：

步骤1：外部通讯设备的Lora通讯模块与控制器的Lora通讯模块通过无线电直接通讯，发送呼梯请求；

步骤2：控制器向电梯轿厢内的选层控制器发送呼梯请求，选层控制器进行选层；

步骤3：选层控制器返回选层信息至控制器，控制器的Lora通讯模块发送无线电讯号至外部通讯设备，外部通讯设备接收选层信息。

9.根据权利要求1所述的一种非接触式智能呼梯和安全管控***，其特征在于：所述智能调度平台监测到唤醒词为正常言语时，不进行处理，唤醒词为低俗言语唤醒词，则进行警告提示；典型的语音每秒变化低于5Hz，而求救声的波动远大于5Hz，则设置相对日常更高的第一主频幅值进行识别求救声，则所述声音主频幅值高于第一主频幅值，为求救唤醒，采用频率变化辅助识别声信号，通知维保人员进行救援或者报警；设定尖叫信号第二主频幅值范围，则所述声音主频幅值高于第二主频幅值，为尖叫唤醒，通知维保人员进行救援或者报警。

10.根据权利要求9所述的一种非接触式智能呼梯和安全管控***，其特征在于：所述智能调度平台中设置有词汇数据库，所述词汇数据库中存储有正常言语和低俗言语，将唤醒词与词汇数据库中的词汇进行对比来判断出是正常言语，还是低俗言语；正常言语则不进行处理，低俗言语则进行警告提示。

11.根据权利要求10所述的一种非接触式智能呼梯和安全管控***，其特征在于：所述智能调度平台对声音主频幅值进行分析，确定初始声音帧状态；采用不同分贝dB数对应的幅度阈值和过零率阈值设置为低门限来确定第一帧数据是否为声音帧，再根据上下帧数据的关系来确定下一帧数据是否为声音帧；若下一帧数据平均幅度比上一帧大3dB以上，则判定其为声音帧；db是分贝确定声音事件的起始点和结束点；声音事件起始点的确定：将不同dB 数对应的幅度阈值和过零率阈值设置为低门限，若当前帧的幅度超过幅度阈值，或者过零率超过过零率阈值，则确定当前帧为声音事件的起始点，或者，若当前帧数据的平均幅度与上一帧数据相比突变 3dB 以上，确定当前帧为声音事件的起始位置；结束点的确定：将不同 dB 数对应的幅度阈值和过零率阈值设置为低门限，若当前帧的幅度低于幅度阈值，或者过零率低于过零率阈值，是声音事件的结束点，或者，若静音段的长度足够长，也是声音事件的结束点；通过SVM 模型对异常声音训练结果进行分类识别，依据训练结果分类异常信号；通过确定声音事件的起始点和结束点来得到声音主频幅值。

12.根据权利要求1所述的一种非接触式智能呼梯和安全管控***，其特征在于：在进行智能呼梯时，用户向电梯发送用户要去的目标楼层，获取等待时间最短的电梯，采用动态时间测算模型，动态估计最短时间：

电梯与外接方向选层存在

；

k为楼层总高度；

获取当前楼层x_当前楼层，目标楼层x_目标楼层, 乘梯人数x_乘梯人数,已选楼层个数x_选层数, 电梯梯速x_梯速参数作为动态时间测算模型输入；

楼层差为x_楼层差=x_当前楼层-x_目标楼层

考虑电梯实时变化数据回传误差，使用时间窗系数对电梯参数进行偏移校正：通过历史乘梯密度

进行分析，x_选层总数为T时间段内电梯选择的楼层次数；

X=(x_楼层差, x_乘梯人数, x_选层数, x_梯速,x_乘梯密度…,x_j)是所有状态集合，V={v₁,v₂,v₃,v₄,v₅,…,v_i}是所有观测集合；

X所有状态集合和V所有观测集合的观测值矩阵为：

;

其中v_i为所有观测集合中第i个观测值，x_j为所有状态集合中第j个状态值，x_ij表示矩阵中第i行第j列的矩阵项,

其中，P(V_i|X_j）是给定状态值X_j条件下V_i出现的概率；i为观测值个数;j为状态个数；

标准化变换后的观测值矩阵为

;

其中

；

式中

为变量/>

的观测值的平均值，s_ij为变量x_j的观测值的方差，/>

为标准差；n和p均为自然数；标准化变换后，观测值矩阵/>

的各列的均值均为0，标准差均为1; />

是标准化变换后的观测值矩阵的矩阵项；

定义输入权重W=（w_楼层差，w_目标楼层, w_乘梯人数, w_选层数, w_梯速…,w_j）,参数作为动态时间测算模型输入权重,B为偏移量大小；w_j为输入权重W中第j个权重值；

动态时间测算模型

,W'为输入权重W的矩阵转置；一段周期后更新乘梯密度参数/>

为一段周期的时间, x'_选层总数为/>

时间段内电梯选择的楼层次数;

实时更新输入矩阵X，获取最短等待时间公式为：

；

其中b为等待时间转化常数，t为最短等待时间，将得到的最短等待时间t传输回智能调度平台，提示等待时间。

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