CN1555334A - 用于电梯过道固定装置的两部分无线通信*** - Google Patents
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Abstract
诸如指示灯，过道呼叫按钮开关和灯、电梯铃及楼层位置指示器等电梯***过道固定装置均通过无线收发器连接到控制器。控制器可以是***控制器、组控制器和/或轿厢控制器。低功率无线***连接一个过道上的所有固定装置，而较高功率无线***将每个过道与适当的控制器相连接。
Description
发明领域
本发明涉及诸如电梯等用于运载人员和货物的***，其中，无线电磁传输用于每个停靠点的固定装置(如电梯过道固定装置)与控制器之间的通信，以便响应并通知乘客停靠点；更具体地说，本发明涉及使用低功率***在过道固定装置与高功率***之间通信，以便与组控制器或***控制器通信的两部分无线***。
发明背景
常规的电梯***组具有一种“竖板”，每一楼层的竖板包括：至少一个上行过道呼叫请求按钮以及相关的指示组控制器已记录该请求(除最高楼层外)的灯；至少一个下行过道呼叫请求按钮以及相关的指示组控制器已记录该请求(除最低楼层外)的灯；以及至少一个用以发出声音以指示轿厢体(cab)将要到达的电梯铃。此外，在每一楼层上，每个电梯出入口与一组指示灯相关联，这些指示灯用于识别将要到达哪个电梯，以及根据哪一个指示灯点亮，确定该电梯当前行进的方向。最高和最低楼层只有一组指示灯中的一个指示灯，而其它楼层每组有两个指示灯。此外，在诸如大厅楼层等主要楼层上，在***组中为每个电梯提供了轿厢***置指示器，它指示相应电梯轿厢体的当前楼层位置。此处，楼层位置即等于轿厢体要抵达的楼层(即，轿厢体可能停靠的下一楼层或它停靠的楼层)。
无论利用了多少个独立的处理器，多电梯组对每个轿厢(car)采用一个轿厢控制器，并对整个组使用一个组控制器，或者采用同时提供轿厢和组功能的分布控制器。每个轿厢控制器和相应的电梯轿厢之间通过一根牵引缆进行通信，且不同的轿厢控制器和组控制器之间也通过电缆进行通信。组控制器又通过缆线和上述的过道固定装置进行通信。
在诸如具有多个组且每个组具有15-25个楼层的大***中，使用的缆线量十分巨大。无论何时要进行升级，对电梯布线(嵌入建筑物中)的修改如果未采取充分的限制以将升级的类型限制为符合该布线，则修改会非常困难。要在已占用的建筑物内升级或设置新的电梯***时，由于需要在上班期间尽量减少电梯停运，以便付费的承租户可在整个工作期间继续使用部分电梯***，所以重新布线或重新配置建筑物内的布线所需的时间会受到限制。
在水平传输***及同时提供水平和垂直运输的***中可找到具有相似问题的相似设备。
直接点对点通信被建议用于克服有关电梯过道的固定装置与中央控制器之间通信的问题。这种潜在解决方案的问题在于要求每个固定装置都具有一个相对功率较大但伴有复杂性的发射器，从而导致成本增加和能源使用的增加。
发明概述
简而言之，诸如指示灯，过道呼叫按钮开关和灯、电梯铃及楼层位置指示器等电梯***过道固定装置均通过无线收发器连接到控制器。控制器可以是***控制器、组控制器和/或轿厢控制器。低功率无线***连接一个过道上的所有固定装置，而较高功率无线***将每个过道与适当的控制器相连。
电梯***无论是水平、垂直或倾斜的，均通过使用时分多址(TDMA)协议的有线网络来传送和接收控制信号。通过在楼层过道呼叫固定装置、指示灯和楼层位置指示器之间使用无线通信方法，可减少安装有线网络所需的时间和费用。无线固定装置也减少了人员必须在井道中工作的时间量，而井道是一个本来就危险的环境。根据本发明的一种低功率、免许可证的扩频通信***已演示了通过使用点对点RF通信，执行电梯井道***的所有控制功能，包括过道呼叫和指示灯指示。该点对点通信***在最大150米范围内克服了电梯井道内的大规模和小规模的衰落效应。
根据本发明的实施例，一种在具有多个井道、且每个井道中具有移动的电梯轿厢体以便为建筑物内的多个楼层提供服务的建筑物中的电梯***包括：在每个楼层的多个过道固定装置，其中至少包括沿井道在相应方向上请求服务的一个服务呼叫请求按钮开关和用于每个服务呼叫请求按钮开关的服务呼叫请求按钮灯；连接装置，用于将每个楼层上的每个过道固定装置连接到位于同一楼层附近的高功率电磁楼层收发器；控制器，此控制器具有在工作时与每个楼层收发器相关联的高功率电磁控制器收发器，用于在每个楼层与控制器之间交换电磁消息；以及楼层收发器，用于向控制器收发器发送消息，指示激活了一个服务呼叫请求按钮，控制器收发器响应于所记录的该楼层的相应服务呼叫请求，向选定的一个楼层收发器发送消息，以使服务呼叫请求按钮灯开启，以及对一个电梯轿厢体接近相关楼层以便为其提供服务作出响应，使服务呼叫请求按钮灯关闭。
附图简述
图1是结合本发明第一实施例的电梯***的简化的、固定格式的正面平面图；
图2是图1***的简化的、固定格式的剖面侧视图；
图3是结合本发明第二实施例的电梯***的简化的、固定格式的正视图；
图4是结合本发明第三实施例的电梯***的简化的、固定格式的正视图；
图5是具有轿厢体在其中移动的多个水平层的局部断开的简化透视图，这些楼层通过垂直移动轿厢体的电梯传送装置互相连接；
图6是显示本发明实施例的电梯井道的简化的、固定格式的横截面视图；
图7是电梯井道路径损失和2.4千兆赫ISM频段最大可允许路径损失的测试结果图；以及
图8是显示电梯井道衰减与范围的测试结果图。
详细说明
参照图1，采用本发明的电梯***为多个停靠点服务，如楼层F1-FN。在此示范实施例中，每个楼层F1-FN有4个电梯井道C1-C4；每个井道C1-C4有一组方向指示灯，此指示灯组包括了除最低楼层外每个楼层上的下行指示灯12和除最高楼层外每个楼层上的上行指示灯13。除最高楼层FN外，每个楼层都有一个上行服务呼叫请求按钮17及相关的呼叫记录灯18，该灯可包括在按钮17周围的常规“光环”或环。按下按钮17可通知组控制器24有乘客想从相关楼层上行；当组控制器记录该呼叫时，它就回送一个信号以使灯18点亮，从而通知乘客已记录该呼叫。除最低楼层F1外，每个楼层都有一个下行服务呼叫按钮19及相应的灯20。在每个停靠点，当任一井道C1-C4中的轿厢将停在相应楼层时，电梯铃21会发出声音。
每个井道C1-C4都有相应的轿厢控制器23，并且组由组控制器24管理。轿厢控制器通过线缆25与组控制器24互相连接。由于在机房楼层中可以不通过墙中而通过场地内可轻易触到的管道引导布线，因此，这种互相连接并不困难。在诸如大厅楼层等重要楼层，每个井道C1-C4都有一个轿厢位置指示器26，轿厢在使用的任何时刻，指示器会显示相应轿厢要抵达的位置。如图2中所示，传统的电梯轿厢28与它的轿厢控制器23通过牵引索29相连。
当然，现代电梯可不使用轿厢位置指示器26的各个灯，并且替代不同的方向指示灯12、13，而是很可能使用同时包括轿厢位置和方向信息的液晶显示器。不是在每个停靠点只有一个电梯铃21，而是可能在电梯厅的每侧均有一个电梯铃，或者每个井道11有一个电梯铃。电梯铃可以是在轿厢上而不是在电梯厅中。电梯铃可以包括部分指示灯并与任一指示灯一起操作，指示一个停靠点，或者电梯铃可与每组指示灯相关联并可与指示灯一起操作，以便发出声音，指示将要到达的轿厢***置。电梯铃可以是钟；它可产生声音或其它非语言声音；或者它可发出语音通知。每个停靠点不是只有单组服务呼叫按钮17-20，而是可能有两组按钮，在电梯过道每边各一组，或者更多。
根据图2所示的本发明实施例，组控制器24具有电磁收发器30，该收发器与建筑物内每个停靠点(每个楼层)上任一及所有相应收发器31通信。术语“电磁传输”在本文中使用时指无线传输，即不使用任何固体介质的传输。同样地，术语“发射器”、“接收器”和“收发器”指不使用固体介质而发送和接收传输的设备。在此实施例中，假设固定装置具有与其相关联的位于本地的电子装置，以便根据命令进行操作。例如，按呼叫按钮17、19之一会使相关停靠点的收发器31产生相应的无线传输，指示在该楼层上的上行呼叫或下行呼叫请求。同样地，从组控制器收发器30发送到一个特定收发器31的单一无线传输可命令该收发器使相关的电梯铃21发出声音。因此，这些信号是离散的，并且对它们的响应是为了引起所需的动作。其它所需信号只是开启或关闭大厅按钮灯18、20、指示灯12、13或任一轿厢位置指示器灯26。应理解，只要将液晶显示器用于代替分立的各灯，则所需的动作只是使液晶显示器模板中发生相应的变化。或者，可将无线音频或视频信息，如“正在下行”发送到固定装置。
为便于进一步理解，考虑下列序列，其中，黑体字表示本发明的无线电磁传输。根据图1，此命令和响应序列假设只有一个楼层收发器。
1.按下行按钮F2
2.F2向组控制器发送“下行请求F2”
3.组控制器记下F2上的下行请求
4.组控制器向F2发送“开启下降按钮灯”
5.组控制器将呼叫指配给轿厢3
6.组控制器向轿厢3控制器发送“在F2停止”
7.轿厢3控制器向组控制器发送“轿厢3要到达楼层＝F2”
8.组控制器向大厅发送“开启轿厢3位置＝2楼”
9.组控制器向F2发送“电梯铃发声，开启轿厢3下行指示灯，关闭下行按钮灯”
10.轿厢3停止，其门开启
11.轿厢3门关闭
12.轿厢3向轿厢3控制器发送“门完全关闭”
13.轿厢3控制器向组控制器发送“轿厢3门完全关闭”
14.组控制器向F2发送“关闭下行指示灯，轿厢3”
15.轿厢3控制器向组控制器发送“轿厢3要达到楼层＝大厅”以响应用户在轿厢操作面板(COP)上按F1
16.组控制器向大厅发送“开启轿厢3位置＝大厅”
17.组控制器向大厅发送“电梯铃发声，开启指示灯，轿厢3，关闭按钮灯”
注意，以上假设电路的设计是只要产生开启请求，对应于有关装置的锁存器便具有一个输入，以便如果它具有输入，则伴随的门控信号会使其导通，否则将其关断或者使其保持不导通，从而，每次开启位置指示器26中的一个灯或开启指示灯会伴随着关闭所有其它灯。当然，其它协议可以用作控制实际的固定装置。
参照图3，本发明的第二实施例包括多个与相应井道相关联的电磁收发器28，电磁收发器28从组控制器收发器30接收开启和关闭方向指示灯12、13的消息。这使得在楼层收发器31和大厅指示灯12、13之间无需布线。参考图1和图2描述的其余功能在此实施例中由楼层收发器31处理。因此，楼层收发器31将传送服务呼叫请求，并将接收使电梯铃发声以及开启和关闭呼叫按钮灯的指令。
在上述序列中，第9、14和17行可以做如下理解：
9a.组向F2发送“电梯铃发声，关闭下行按钮灯”
9b.组向轿厢3，F2发送“关闭下行指示灯”
14a.组向轿厢3，F2发送“关闭指示灯”到轿厢3，F2
17a.组向大厅发送“电梯铃发声，关闭按钮灯”
17b.组向轿厢3，大厅楼层发送“开启指示灯”
现在参照图4，其中，不是使用组控制器收发器30与每个井道收发器28通信，而是在每个轿厢上为每个轿厢控制器23配备收发器50。在此实施例中，开启和关闭指示灯是通过从轿厢收发器50到收发器28的电磁传输来实现的。此实施例允许组控制器31只为每个事件发送一则消息，这是因为图3的指示灯消息由相应的轿厢收发器50发送。
在上述序列中，第9、14和17行可以做如下理解：
9c.组向F2发送“电梯铃发声，关闭按钮灯”
9d.轿厢3向轿厢3，F2发送“关闭下行指示灯”
14b.轿厢3向轿厢3，F2发送“关闭指示灯”
17a.组向大厅发送“电梯铃发声，关闭按钮灯”
17c.轿厢3向轿厢3，大厅楼层发送“开启指示灯”
可以将消息格式化，以便提供所需动作指示和接收方地址及错误控制代码等信息，格式化的方式可方便地采用美国专利5854454中所述的类型，该专利通过引用结合于本文中。另一方面，可利用诸如题为“Echelon Lon Works通信协议”(Echelon Lon Workscommunication protocol)的美国专利5535212中所述的协议或可实现本文所述目的任何简化通信协议，该专利通过引用结合于本文中。
轿厢控制器和组控制器可分别在不同的处理器中实施，可以如美国专利5202540中所述在分布式处理***中实现，或者全部在一个处理器中实现，该专利通过引用结合于本文中。术语“控制器”在本文后面中使用时可以指前述的任何一种控制器或者它们的组合。适当时，指示灯可以根据电梯中的其它事件开启或关闭，例如，在门外区域开启，在门开始关闭时关闭，或相反。
参照图1-4描述的实施例包括电梯，其中，电梯轿厢包括完整的轿厢体。如美国专利5861586中公开的一样，本发明也可用于这样的电梯中：在该电梯中，在轿厢架上承载轿厢体，并且轿厢体可从该处拆卸以便装载和卸载或在起落架上水平传送，然后再次在电梯轿厢架上垂直传送，该专利通过引用结合于本文中供参考。轿厢体导轨可以是电梯井道、水平轨道或诸如此类的轨道，或各种轨道的组合，并且导轨可以以水平与垂直间的任何角度倾斜。因此，本文使用的术语“井道”包括井道、水平轨道或组合物以及导轨(无论是水平的、垂直的还是以水平与垂直间的任何角度倾斜的)。
参照图5，在第一建筑物294中的多层290-293由两部电梯295、296提供服务。建筑物294可以通过水平导轨299、300连接到与该建筑物294有一定距离的一个完全不同的建筑物301。建筑物301也可包括电梯，如可将轿厢体传送到其中以便用于垂直运输的电梯302。在图5中，显示了使用电梯295、296的一种方案，在该方案中，轿厢体将在电梯295中向上移到所需的楼层，并在电梯296中从291层向下传送。但是，也可采用其它方案，所示的方案仅仅是示范性的。如291层所示，轿厢体可为多个停靠点305服务，通过按相应轿厢体或停靠点的服务呼叫请求按钮，可为任一停靠点请求服务。如果轿厢体加载在电梯295上且存在292或293层的服务呼叫，则电梯295可以在将轿厢体传送到该层的起落架之前将轿厢体提升到该层。同样地，一个或多个轿厢体可以以总线模式运行，其中，每个轿厢体在每层四处移动，然后转到下一层并在该层四处移动。不同水平层的操作模式以及电梯间互换的本质与本发明无关，垂直和水平运输的组合形式有无限多种。
在图5的实施例中，方向指示灯可能是指示向左或向右行进的箭头，或者指示灯可以用数字、字母或单词来指示目的地。同样地，服务呼叫按钮可以如在传统电梯***中一样用楼层来标识，或者用水平方向或目的地来识别。在传统电梯***中，停靠点是由电梯服务的不同楼层，而在水平传输***中，停靠点可以是单向停靠点，在那些情况下，轿厢体只在一个方向上通过停靠点，正如图5的291-293层中所示，或者它们可以是双向停靠点，以便轿厢体可以在任一方向上通过停靠点。
在图3和图4的实施例中，如果消息确认不必通过井道收发器28传送，则井道收发器28可以仅为接收器。同样地，如果轿厢收发器50不需要接收消息确认，则它只需为发射器。
参照图6，根据一个实施例，在诸如井道134的导轨内显示了诸如电梯轿厢132的轿厢。诸如组控制器130的控制器控制轿厢132的移动和位置。链路122从安装在轿厢132上的收发器112和天线116、118传送消息到每个固定装置124。第二链路110通过井道顶端天线120将这些信号从轿厢132中的第二收发器113传送到机房中的收发器114。此链路可选择用于轿厢132与控制器130之间的轿厢通信。井道顶端天线120最好是高增益天线，如八木天线。收发器112、113可选择共享轿厢顶端天线116以发送和接收信号到控制器114。收发器114通过使用诸如IEEE 802.11、TDMA或时隙Aloha之类的网络协议的接口138连接控制器130。所有链路最好在用于全球应用的2.4千兆赫的免许可证的频段或类似频段中，并使用扩频调制以提供最佳可靠性。额外的选择包括使用有源中继器并在电梯轿厢132上进行处理以纠正中间阶段的差错；在轿厢132上使用网络路由器；对数据作交织/去交织处理以减少差错；在轿厢132上使用有源无处理中继器；在每个楼层使用双向放大器以将范围延伸到相邻井道；和/或在每个楼层使用子网络以延伸到相邻井道。
在替代实施例中，固定装置126通过链路128直接向井道顶端天线120发送。在任一情况下，均提供与轿厢132的通信。固定装置124、125可以是带有2.4千兆赫无线电收发器接口的豪华型或其它通用类型。测试数据表明固定装置天线不需要伸到井道中。需要在墙体中为固定装置天线钻孔是不受欢迎的，因为它在安装期间需要又一个机械工在井道中收集钻出来的墙体材料。这增加了劳动力成本并且使机械工处在井道中，从而丧失了安装无线***的一些安全优势。
在替代实施例中，每个过道内的通信即厅呼叫按钮/指示器、指示灯和电梯铃之间的通信使用诸如红外线、UV或窄带RF等极低功率的***来完成。低功率***主要是视线(LOS)***。每个楼层具有一个主单元，该单元在低功率***上向过道固定装置发送和从其接收，该主单元还在最好是使用扩频RF无线的较高功率***上向主轿厢控制器或组控制器发送和从其接收。一排多个井道可以使用相同的主单元进行控制器通信。
演示了一种无线过道固定装置，用以表明无线***可以满足电梯***所需的响应时间。无线***还必须减轻在2.4千兆赫的工业、科研和医疗(ISM)免许可证的频段遇到的多径传播效应和无线电频率(RF)干扰。演示***使用演示选定的RF信道、载波频率和调制技术的无线电硬件，其设计使得可容易地对主要参数(响应时间和误码率)进行测量和评估。
此示范有两个主要目的：
1)将有线硬件与并排操作的无线硬件进行比较，演示了并发性；以及
2)提供量化的测试数据，用于确定RF信道与协议软件模型的工程可行性以及对其进行验证。
无线固定装置沿井道测试塔的第一和第二楼层上电梯口右侧的有线固定装置的一边安装。对于有线***，远程串行链路(RSL)接口板(RS5)嵌入到每个过道呼叫固定装置中。此RS5接口对往来于操作控制器***软件和每个适当过道呼叫固定装置的通信信息进行路由。此链路是时分多路复用型(轮询方式)的。
对于无线***，位于机房内的基站收发器直接与RS5接口板通信，该接口板将信息传到现有RSL通信链路上。远程收发器位于过道固定装置中并与按钮和指示器接口。此链路是时分多路复用型(轮询方式)的，这与基线***一样。实际上，无线链路代替了固定装置按钮/指示器和RS5之间的走线，而RS5重新设置到RSL总线的机房端。在本发明的优选实施例中，将RSL链路旁路而直接与电梯***控制器进行通信。
电梯井道提供了保障测量和分析的独特的无线电波传播环境。RF信号通过井道传播时经历了大规模和小规模的衰落。当位置即传播路径中物体的位置发生与波长在一个数量级的小变化时，就会出现小规模的衰落。当接收器位置发生比波长要大得多的大变化时，就会出现大规模的衰落。大规模衰落通常指的是路径损失。多径传播的特性最终驱使设计取得最佳性能的通信***。
典型电梯井道的实际尺寸(大约2.5平方米)是以2.4千兆赫(12.5厘米)传送的信号波长的20倍。电梯井道内的宽大表面导致在接收器上合并的原始信号的反射，从而产生多径效应。这些反射或回波会干扰主路径信号。电梯井道的脉冲响应测量显示了多径延迟分布图的特征。此信息用于确定带宽(数据速率)限制和链路容限要求。电梯井道多路径与其它室内多径测量没有很大的不同。从测试获得的数据显示RMS时延扩展以及最大超额时延在其它室内环境测得的值的可接受范围内。在此环境中工作且具有受限RF功率电平的通信***需要采用某种减轻多径效应的方法。在本发明中，本发明的无线电磁传输最好是扩频无线电频率传输，以便增加通信***的可靠性。或者，空间分集技术适用于同一目的。表1概括了***关键特性累计分布图的90个百分点的置信点。总体而言，数据表明使用跳频扩频(FHSS)无线电可轻松补偿井道中遇到的小规模衰落程度。
同样地，通过商用FHSS LAN硬件可获得的数据速率将不受小规模衰落的限制。
| RMS时延 | 超额时延 | 相干BW | 路径数 | |
| 八木天线到FL2 | 80纳秒 | 168纳秒 | 16兆赫兹 | 6 |
| 八木天线到FL11 | 82纳秒 | 130纳秒 | 16.5兆赫兹 | 5 |
主要多径特性的90个百分点的置信值
表1
亦分析了大规模衰落与发射器和接收器之间的距离和井道内轿厢位置的关系曲线。还进行了用以测量干扰和信道负载对自动重传请求(ARQ)协议性能的影响的测试。自由空间所遇到的路径损失与发射器和接收器之间距离的平方(1/R2)成反比。自由空间是假设在传播路径中或附近没有物体。一旦存在物体，信号遇到的路径损失可能大于1/R2。以路径损失因数为指数而增加的量由物体的大小和位置决定。文献显示，根据占用情况，建筑物内单个楼层上的传播的路径损失因数的范围从1.8到3.2。通过楼层的传播显示增加了路径损失因数，使其超过了5(1/R5)，具体取决于建筑和通过的楼层数。与试图直接通过楼层传播相比，通过井道传播应允许穿过多个楼层的具有较低损失的路径。
在尝试确定作为给定配置最佳预测值的路径损失因素时，测试井道而获得的数据符合这些理论性能曲线。编写程序来计算每个定义的测试的数据与不同斜率的路径损失曲线之间的均方差(从0.01到4)。对在经过若干楼层时采集的数据中的364个点中的每个点执行此计算。数据分析的结果显示，根据井道配置和所部署的天线***，存在若干必须使用的路径损失预测值：
1)根据井道内轿厢的位置，点对点***产生了介于2与2.47之间的路径损失因数；以及
2)从井道顶端到轿厢的通信产生了1.08的路径损失因数。
参照图7，它显示了测试的每种条件下可预计的平均路径损失。它显示了对于世界不同地区最大允许有效辐射功率(EIRP)，性能在-95毫瓦分贝信号强度下具有1×10-5比特误码率(BER)的通信***可以容忍的最大衰减。假定这些通信***在2.4千兆赫ISM频段使用扩频技术。图中显示了一种大大降低容许的EIRP的固定载波***的性能阈值。最大衰减的性能阈值假设无链路余量并且基于平均接收信号强度。
基于测试井道中获得的一组数据的大规模衰落结果表明2到2.5的路径损失因数决定了通过井道的损失。此外，实现150米范围内具有可接受误码率的通信应该是可行的。
以下内容概述了用于***选择的基本原理。无线通信***的政府管制分成两类：需要许可证的和免许可证的。免许可证的操作是理想的，因为不受许可证申请和频谱协调的约束。在免许可证的频段中的操作有两个问题。第一个问题是无线电频率(RF)功率限制，第二个问题是干扰。可以从天线发射的RF功率总量称为有效辐射功率(ERP)，它被限制为要使免许可证***将对其它通信***造成的干扰量达到最小。
免许可证***必须尽可能好地避免或处理干扰，这是因为管制在这些频段不提供任何干扰保护。通过在免许可证频段中使用扩频调制方法可实现最大的ERP和抗干扰。全球对免许可证通信***的管制没有很好的协调起来。三个区域中可用频谱的唯一一致部分是在2.4千兆赫的工业、科研和医疗(ISM)频段。ERP允许从10毫瓦跨度到最大4瓦。
在测试井道中测量的传播特征、RMS时延扩展和相干带宽表明可支持的最大数据速率是5兆比特/秒。速率为8米/秒的电梯在2.4千兆赫频段在井道中产生约6毫秒的相干时间。5毫秒的分组长度将使单个分组传输内的信道变化最小。
传播测量还表明由于轿厢移动而使过道固定装置遭受的小规模衰落可以达到20分贝。通信***应有至少20分贝的链路余量，采用抗衰落的信令格式(跳频)，和/或纠正因小规模衰落而产生的数据差错。小规模衰落也称为频率选择性衰落，会产生窄带衰落，从而降低通过无线电接收的信噪比。这种窄带衰落与窄带干扰信号有同样的效果。扩频调制抗干扰的有效性由***干扰容限测量。此***的干扰容限是9分贝。扩频***的链路余量可以减去干扰容限量，从而降低所需的链路余量。
在自由空间中RF信号相对距离的衰减随距离平方的倒数变化。测试井道显示出比自由空间稍差的性能。发射器和接收器之间的衰减可以用这些结果来逼近。以250千比特/秒工作的四节点无线通信***的性能能够处理的信息生成速率是对一般电梯预计的8倍。由于与过道固定装置之间异步的低消息业务速率，无线通信***利用仅适用于电梯***的冲突检测多址(CSMA)协议。此特殊的CMSA协议了还包括对接收消息的肯定确认和重传有差错的消息，以改善有效的误码率(BER)。在不具有任何重传的情况下，所测得的此演示***的BER约为3×10-4。对相同环境内各种级别的重传，测得更低的误码率。在四个节点上可能产生的最大负荷条件下，所用的CSMA协议还满足单向100毫秒的等待时间要求。
表2给出了在测试期间获得的结果和全球通信管制的一些主要方面的界限之内工作的通信***的示例。
| 频段 | 2.4千兆赫 |
| 扩频类型 | 跳频(80兆赫兹带宽) |
| 干扰容限 | 9分贝 |
| 数据速率 | 250千比特/秒 |
| 信道带宽 | 400千赫兹 |
| 噪声指数 | 8分贝 |
| 分组长度 | 5毫秒 |
| ERP | 10毫瓦(10毫瓦分贝) |
| 接收天线增益 | 3分贝(固定天线)；12-16分贝(机房天线) |
| 灵敏度 | 在1×10-5BER(无重传)条件下为-95毫瓦分贝 |
| 链路余量 | 20分贝 |
表2
各***选择的基本原理是基于政府管制或测试结果。现在描述每个***特征的基本原理。以上频段在全球三个区域都可用并且允许扩频和最大ERP。跳频可有效地对抗多径效应和干扰，并且目前比直接序列扩频(DSSS)更具功率效率。数据速率满足***在不使用过多的信道带宽的同时满足***对等待时间和吞吐量的性能要求，并且在井道传播测量结果指示的范围内。ERP是在全球三个区域内可使用的最大电平，并且是电池或其它低容量电源的适当功率电平。分组长度在井道传播测量结果指示的范围内。最大范围可通过改变以下参数而得到改善：
a)降低数据速率(信道带宽)以提高灵敏度；
b)降低接收器噪声指数以提高灵敏度；
c)增加ERP；
d)增加接收器天线增益以提高接收信号强度；
e)通过重传或编码提供数据纠错以改善给定信噪比的BER；以及
f)采用具有更大干扰容限的扩频技术以减少多径效应，从而可使用更低的链路余量操作。
图8显示了此通信***可取得的最大通信范围。点对点通信***可取得190米的通信范围。图上显示了链路余量、接受天线增益、ERP和干扰容限的影响。对非有意***(微波炉，其它2.4千兆赫频率跳频器)的较好的抗干扰能力由基站天线的方向图确定。
虽然参照特殊的优选实施例和附图描述了本发明，但本领域的技术人员应理解本发明并不限于这些优选实施例，并且在不脱离下述权利书所限定的本发明范围的情况下，可以进行各种修改和诸如此类的操作。
Claims (22)
1.一种在建筑物中的电梯***，所述建筑物具有多个井道，且每个井道中具有移动的电梯轿厢体以便为建筑物内的多个楼层提供服务，所述电梯***包括：
在每个楼层的多个过道固定装置，所述固定装置包括沿所述井道在相应方向上请求服务的至少一个服务呼叫请求按钮开关和用于每个所述服务呼叫请求按钮开关的服务呼叫请求按钮灯；
连接装置，将每个楼层上的每个所述过道固定装置连接到位于同一或相邻楼层附近的大功率电磁楼层收发器；
控制器，具有在工作时与每个所述楼层收发器相关联的大功率电磁控制器收发器，以便在每个楼层与所述控制器之间交换电磁消息；以及
向所述控制器收发器发送消息的所述楼层收发器，所述消息指示激活了一个所述服务呼叫请求按钮，所述控制器收发器响应记录到的该楼层的相应服务呼叫请求，向所述楼层收发器中选定的收发器发送消息，以使服务呼叫请求按钮灯开启，以及对一个所述电梯轿厢体接近相关楼层以提供服务作出响应，使服务呼叫请求按钮灯关闭。
2.如权利要求1所述的电梯***，其特征在于：
对于每个所述井道，每个楼层上的固定装置包括一组一个或多个过道指示灯，包括除最高楼层外每个楼层上的上行指示灯和除最低楼层外每个楼层上的下行指示灯；以及
所述控制器收发器对所述电梯轿厢体中的一个轿厢体接近选定的楼层以便为其提供服务作出响应，向所述选定的楼层的收发器发送消息，以使所述指示灯中相应的一个指示灯点亮，并且响应于停靠在所述选定的楼层的相应电梯轿厢体门的关闭，向所述选定的楼层的收发器发送消息以关闭相应的指示灯。
3.如权利要求2所述的电梯***，其特征在于所述控制器是组控制器。
4.如权利要求3所述的电梯***，其特征在于所述控制器包括组控制器部分和多个轿厢控制器部分，所述组控制器部分具有与所述楼层收发器进行通信的收发器，每个轿厢控制器部分具有与所述固定装置收发器中相应的收发器进行通信的收发器。
5.如权利要求4所述的电梯***，其特征在于还包括：
每个楼层的至少一个电梯铃，所述控制器收发器向所述楼层中的一个选定的楼层的所述楼层收发器发送消息，这些消息传递到与所述至少一个电梯铃相关联的选定的固定装置收发器，以便在所述电梯轿厢体中的一个轿厢体接近所述选定的楼层以便为其提供服务时，使所述电梯铃发声。
6.如权利要求2所述的电梯***，其特征在于还包括每个楼层的至少一个电梯铃，所述控制器收发器向所述楼层中的一个选定的楼层的所述楼层收发器发送消息，这些消息传递到与所述至少一个电梯铃相关联的选定的固定装置收发器，以便在所述电梯轿厢体中的一个轿厢体接近所述选定的楼层以便为其提供服务时，使所述电梯铃发声。
7.如权利要求2所述的电梯***，其特征在于还包括每个所述楼层的至少一个方向指示灯，所述控制器收发器向所述楼层中的一个楼层的楼层收发器发送消息，这些消息传递到与所述至少一个方向指示灯相关联的选定的固定装置收发器，以使所述指示灯指示接近所述选定的楼层以便为其提供服务的所述轿厢体之一的行进方向。
8.如权利要求7所述的电梯***，其特征在于所述指示灯由除最高楼层外所述电梯所用的每个楼层的“上行”方向指示及除最低楼层外用于每个所述楼层的“下行”方向指示。
9.如权利要求1所述的电梯***，其特征在于所述连接装置包括与每个过道固定装置相关联的小功率固定装置收发器和与所述楼层收发器相关联的小功率收发器。
10.如权利要求9所述的电梯***，其特征在于在所述控制器收发器与所述楼层收发器之间的所述电子消息采用扩频格式。
11.如权利要求1所述的电梯***，其特征在于还包括在每个电梯轿厢体上的第一和第二收发器，其特征在于，所述控制器收发器工作时与每个所述楼层收发器相关联合以便在每个楼层与所述控制器之间交换电磁消息，所述控制器收发器工作时通过每个电梯轿厢体上的所述第一和第二收发器相关联。
12.如权利要求11所述的电梯***，其特征在于：
对于每个所述井道，每个楼层上的固定装置包括一组一个或多个过道指示灯，这些指示灯包括除最高楼层外每个楼层上的上行方向过道指示灯和除最低楼层外每个楼层上的下行方向过道指示灯；以及
所述控制器收发器对所述电梯轿厢体中的一个轿厢体接近选定的楼层以便为其提供服务作出响应，向所述选定的楼层的收发器发送消息，以使所述指示灯中相应的一个指示灯点亮，并且响应于停在所述选定的楼层的相应电梯轿厢体门的关闭，向所述选定的楼层的收发器发送消息以关闭相应指示灯。
13.如权利要求12所述的电梯***，其特征在于所述控制器是组控制器。
14.如权利要求13所述的电梯***，其特征在于所述控制器包括组控制器部分和多个轿厢控制器部分，所述组控制器部分具有与所述楼层收发器进行通信的收发器，每个轿厢控制器部分具有与所述固定装置收发器中相应的一个收发器进行通信的收发器。
15.如权利要求14所述的电梯***，其特征在于还包括：
每个楼层的至少一个电梯铃，所述控制器收发器向所述楼层中的一个选定的楼层的所述楼层收发器发送消息，这些消息传递到与所述至少一个电梯铃相关联的选定的固定装置收发器，以便在所述轿厢体中的一个轿厢体接近所述选定的楼层以便为其提供服务时，使所述电梯铃发声。
16.如权利要求12所述的电梯***，其特征在于还包括每个楼层的至少一个电梯铃，所述控制器收发器向所述楼层中的一个选定的楼层的所述楼层收发器发送消息，这些消息传递到与所述至少一个电梯铃相关联的选定的固定装置收发器，以便在所述轿厢体中的一个轿厢体接近所述选定的楼层以便为其提供服务时，使所述电梯铃发声。
17.如权利要求12所述的电梯***，其特征在于还包括每个所述楼层的至少一个方向指示灯，所述控制器收发器向所述楼层中的一个楼层的楼层收发器发送消息，这些消息传递到与所述至少一个方向指示灯相关联的选定的固定装置收发器，以使所述指示灯指示接近所述选定的楼层以便为其提供服务的所述轿厢体中的一个轿厢体的行进方向。
18.如权利要求17所述的电梯***，其特征在于所述指示灯由括除最高楼层外所述电梯所用的每个楼层的“上行”方向指示及除最低楼层外用于每个楼层的“下行”方向指示构成。
19.如权利要求11所述的电梯***，其特征在于所述连接装置包括与每个过道固定装置相关联的低功率固定装置收发器和与所述楼层收发器相关联的低功率收发器。
20.如权利要求19所述的电梯***，其特征在于在所述控制器收发器与所述楼层收发器之间的所述电子消息采用扩频格式。
21.如权利要求11所述的电梯***，其特征在于在所述控制器收发器与每个电梯轿厢体上的所述第一和第二收发器中的一个收发器之间的所述传输包括控制器到轿厢体的通信。
22.如权利要求1所述的电梯***，其特征在于还包括：
在至少一个楼层上的轿厢***置指示器；以及
将所述轿厢***置指示器连接到所述高功率电磁楼层接收器的装置。
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