CN201494977U

CN201494977U - 一种电梯监控安抚***

Info

Publication number: CN201494977U
Application number: CN2009202321891U
Authority: CN
Inventors: 任诗波; 亓洪; 梁秉; 胡松明; 冯月贵
Original assignee: NANJING SPECIAL EQUIPMENT VESSEL SUPERVISORY INSTITUTE
Current assignee: NANJING SPECIAL EQUIPMENT VESSEL SUPERVISORY INSTITUTE
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2019-09-11

Abstract

一种电梯监控安抚***，包括远程监控计算机和至少一套监控安抚装置，每台电梯对应设置一套监控安抚装置，监控安抚装置通过交换机或路由器由宽带网络与远程监控计算机连接，所述监控安抚装置包括电梯运行信号采集模块、视频信号模块、音频信号模块、信号处理与传输模块。本实用新型采用嵌入式***技术，基于宽带网络通讯，将多台电梯运行信号采集、视频监控和语音通讯功能高度集成，使得监控装置集成度高，体积小功能强，将业已布好的大厦宽带网络线引入电梯机房，即可低成本实现远程电梯运行状态监测、电梯轿厢画面视频监视和与轿厢内部人员实现交互式的语音通讯，且后期运行几乎无通讯成本。

Description

一种电梯监控安抚***

技术领域

本实用新型涉及电梯运行状态的监控，由嵌入式电梯监控安抚装置实现电梯的远程监控、故障预警和语音通讯，适用于垂直电梯、自动扶梯和杂物电梯，为一种电梯监控安抚***。

背景技术

电梯作为城市楼宇垂直运行的交通工具，由于电梯零部件失效等意外因素，经常发生突发故障，造成关人，甚至伤人事故。因此需要及时通知专业的救援人员及时实施救援。电梯发生故障时通常由电梯轿厢被困人员通知电梯管理人员，再由电梯管理人员联系救援人员，造成救援时间延长。由于电梯故障原因不明，救援人员实施救援后，维修时需要查找故障原因。此外，在救援人员赶到救援现场之前，不能清楚了解轿厢被困人员状况，尚不能对被困人员实施心里安抚，使得故障轿厢内被困人员身体状况和心里受到了极大的损伤。

目前，针对电梯实施监检已有一些解决方案，广泛采用的有在现有电梯中采用模拟视频监视技术，在局域范围内专门布线实现电梯轿厢的第三方视频监视，在局域范围内单独语音布线实现电梯轿厢和监控室第三方音频通话，中途如不增加中继发大器一般仅适用于3公里的传输范围。此类方案由于视频、音频单独布线且采用模拟信号传输，视频、音频单独组网自成***，无法实现视频、音频的并网传输，组网成本高，不能实现与电梯运行状态的组合监控，不能实现视频、音频信号的远程联网传输。此外，部分电梯监控方案在电梯机房中采用工业控制计算机，以下简称“工控机”，在***中***视频采集卡和利用计算机的声卡可实现电梯的运行状态采集、语音通讯和视频监视，但由于在每个电梯机房需要增加一台工控机，***雍容复杂、硬件建设成本大，不符合集成化的工业控制理念。还有一部分监控方案采用单片机嵌入式***技术实现电梯运行状态的监测，但由于普通的单片机不具备视频多媒体数据压缩处理和网络传输功能，往往只能实现电梯运行状态监控，无法实现视频监视和语音通讯的功能。

发明内容

本实用新型要解决的问题是：现有电梯监控布线复杂，监控范围有限，监控设备分散，集成度不高，监控设备成本高。

本实用新型的技术方案为：一种电梯监控安抚***，包括远程监控计算机和至少一套监控安抚装置，每台电梯对应设置一套监控安抚装置，监控安抚装置通过交换机或路由器由宽带网络与远程监控计算机连接，所述监控安抚装置包括电梯运行信号采集模块、视频信号模块、音频信号模块、信号处理与传输模块，电梯运行采集信息采集模块、视频信号模块的输出连接至信号处理与传输模块，音频信号模块与信号处理传输模块双向连接，信号处理与传输模块连接交换机或路由器。

信号处理与传输模块为一DSP芯片，电梯运行信号采集模块包括光耦隔离降压电路和CPLD芯片，电梯多路运行状态信号输入光耦隔离降压电路，再并行输入CPLD芯片，CPLD芯片的输出连接DSP芯片。

在光藕隔离降压电路对电梯运行状态信号的电压在0～60V区间的，接线时硬件跳线；电梯运行状态信号的电压在60～110V区间的，直接接入信号，光藕隔离降压电路设有60路独立的电梯运行信号输入电路。

视频信号模块包括模拟信号摄像头、复合视频端子和视频信号解码电路，模拟信号摄像头采集电梯内图像数据，通过复合视频端子输入视频信号解码电路，再输入DSP芯片；音频信号模块包括拾音器、放音器、音频输入端子、音频输出端子和音频信号解码电路，拾音器通过音频输入端子连接音频信号解码电路，放音器通过音频输出端子连接音频信号解码电路，音频信号解码电路连接DSP芯片。

DSP芯片自带网络控制器，通过RJ45接口连接宽带网络。

本实用新型芯片采用DSP作为***核心芯片的电梯运行状态数据、多媒体数据处理和网络传输技术的电梯嵌入式监控安抚装置，可采集模拟或数字摄像头的视频信号，实现多媒体视频、音频信号采集，多媒体模拟信号数字转换，数字多媒体视频、音频信号压缩和数据编码传输。利用宽带网络通讯技术实现电梯运行状态、视频信号和音频信号的数据的远程传输和远程通讯，在电梯业界尚无研究。

本实用新型采用嵌入式***技术，基于宽带网络通讯，将多台电梯运行信号采集、视频监控和语音通讯功能高度集成，使得监控装置集成度高，体积小功能强。将监控安抚装置设置于电梯，将业已布好的大厦宽带网络线引入电梯机房，即可低成本实现远程电梯运行状态监测、电梯轿厢画面视频监视和与轿厢内部人员实现交互式的语音通讯，且后期运行几无通讯成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型监控安抚装置的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种电梯监控安抚***，可以通过一根网络线实现多台在线电梯运行状态监控、故障预警、轿厢视频监视和语音通讯，如图1。

为解决电梯运行状态信号、视频信号、音频信号的数据采集和网络传输问题，本实用新型采用多GPIO管脚功能的CPLD芯片采集电梯多路运行状态数据；采用具有多媒体数据采集、处理和网络接口功能的DSP芯片实现电梯轿厢多媒体图像传感器的视频信号、音频信息的采集、译码和多媒体数据压缩，通过嵌入TCP/IP协议的网络通讯模块将数据传输进入宽带网络，网络线利用广泛分布于大厦楼宇中的网络宽带资源，无需专门布线，低成本实现远程电梯运行状态监测、电梯轿厢画面视频监视和与轿厢内部人员实现交互式的语音通讯。对外输入输出接口包括60路独立的电梯运行信号输入电路，CPLD芯片上对应设有2.54接口的60针双排针插座，复合视频端子、两个3.5mm音频接口、RJ45网络接口，监控安抚装置包括电梯运行信号采集模块、视频信号模块、音频信号模块、信号处理与传输模块四个模块。如图2，信号处理与传输模块为一DSP芯片，电梯运行信号采集模块包括光耦隔离降压电路和CPLD芯片，电梯多路运行状态信号输入光耦隔离降压电路，再并行输入CPLD芯片，CPLD芯片的输出连接DSP芯片。视频信号模块包括模拟信号摄像头、复合视频端子和视频信号解码电路，模拟信号摄像头采集电梯内图像数据，通过复合视频端子输入视频信号解码电路，再输入DSP芯片；音频信号模块包括拾音器、放音器、音频输入端子、音频输出端子和音频信号解码电路，拾音器通过音频输入端子连接音频信号解码电路，放音器通过音频输出端子连接音频信号解码电路，音频信号解码电路连接DSP芯片。

1).电梯运行信号采集模块：

电梯运行状态数据通过在电梯控制***中各回路接线端子并接信号线，将电梯回路的电压信号接入光藕隔离降压回路。电梯信号经过光藕电路隔离后，获取3.3V的低电压模拟信号。此外，通过光藕电路隔离降压，使得电梯主***与监控安抚装置信号隔离，避免了***间的信号干扰。对于不同类型电梯或者同一台电梯由于各电气回路的工作电压等级可能不尽相同，常用的电压等级有DC24V、DC48V、DC80V和DC110V四个等级，在光藕隔离降压电路中设计时，考虑到光藕正常工作区间电流特性，在电路中设计了电阻分压跳线处理。对于电梯接入电压信号在0～60V区间的，接线时需要硬件跳线处理；对于电梯接入电压信号在60～110V区间的无需跳线处理直接接入信号。考虑到电梯监测和将来扩展的需要，设置了60路独立的电梯运行信号输入电路。

2).视频信号模块

视频信号来自于安装在轿厢顶部的全景模拟摄像头，可以尽可能获取轿厢全景视觉效果，通过同轴电缆接入监控装置复合视频端子，采用模拟摄像头可以有效降低配套摄像头成本。模拟视频信号经视频信号译码电路转换为数字视频信号，传送至DSP视频处理前段。DSP对数字视频信号根据网络传输速度的要求对分辨率和真彩进行调整，最高支持30帧640×480分辨率16bit真彩的高质量数字视频，可以得到相当好的视频画质。由于视频数据量大，监控装置提供了数字视频信号数据压缩传输功能，最高支持80％的数据压缩比。对于网络质量不太高的用户，可根据要求自定义数据图像压缩比例，大大降低视频数据的传输量，为使用着提供流畅的视屏画面。

本实用新型视频信号解码电路采用TI公司的TVP5146芯片，TVP5146属于高质量视频译码芯片，能把常见的基带模拟视频格式转换成数字视频格式。支持RGB和YPbPr信号的A/D转换，支持NTSC，PAL和SECAM复合视频的解碼和A/D。TVP5146的A/D转换的采用速率在采样宽度为10bit时可以达到30MSPS。利用TVP5146芯片的10个视频输入引脚，可支持多种图像格式的单独或组合输入。

视频数据通过TVP5146视频编译码芯片转换成10bitYUV4:2:2格式，然后送至DSP芯片处理，核心处理芯片DSP芯片选用的是TI公司的TMS320DM642，DM642内部的视频处理前端VPFE为图像传感器、视频译码器等提供输入接口，VPFE由CCD控制器、图像预览器、H3A控制器、窗口尺寸调整器、柱状图生成器组成，CCD控制器、图像预览器和H3A控制器根据输入视频产生所需分辨率的预览图像，窗口尺寸调整器和柱状图生成器支持自动调焦、自动白平衡、自动曝光的死循环调节。视频数据处理完后送到视频处理后端显示或者送到DSP模块进行H.264算法压缩。

3).音频信号模块

音频通讯通过安装在轿厢内的拾音器和放音器实现的交互通话。拾音器和放音器通过音频线分别对应接入本专利的3.5mm音频输入埠(MIC)和音频输出埠(SPK)。音频信号译码电路对由拾音器采集输入的模拟音频信号进行采样，然后将其转换为DSP可以处理的数字音频数据格式；同样，音频信号译码电路将DSP传送的数字音频信号进行DAC转换，经音频线传输后由放音器播出，从而实现语音信号的数模和模数转换，实现交互式语音通讯。

本实用新型采用TI低功耗立体声编译码芯片TLV320AIC33，该芯片有多个输入端口和多个可编程输出埠，极低的功耗使其特别适合嵌入式***的应用。TLV320AIC33输入端有数控立体声麦克风前置放大、自动增益控制和对多路输入混音处理等强大的功能，并具有4路普通输入埠和3路分差输出埠，具备8KHz到96KHz之间的数模转化器和模数转换器。其控制总线支持SPI协议和I2C协议。DSP芯片TMS320DM642集成有音频数据流的双向McBSP通道，通过设置采样频率、采样宽度、串行资料格式可以支持多种音频格式。DM6446通过I²C总线对TLV320AIC33的寄存器进行单向设置，利用I²S格式进行双向声音数据的传输。利用可编程PLL1705数字锁相环向AIC33提供18.432MHz的时钟，通过分频产生48kHz和8kHZ的采样时钟。

4).信号处理与传输模块四个模块

信号处理及传输DSP芯片实现，选用TI公司的TMS320DM642。网络传输功能是利用DSP芯片自带的网络控制器，通过一个网络收发芯片连接标准的RJ45接口构成，网络的设置和控制由DSP芯片通过软件实现。可根据局域网络设置要求对***进行人工配置，分配局域网IP地址。

DM642的网络接口由EMAC与MDIO两部分组成的。其主要功能有：符合IEEE802.3协议；支持传媒无关接口(MII)；8个独立的发送与接收通路；同步的10/100Mbit的数据操作；广播及多帧的传送。选用LXT971ALC作为10/100Base-TX以太网收发器。LXT971ALC的MII界面与DM642的MII界面对接。DM642的MII不支持TXER，它通过求反发送帧CRC来指出网络错误，所以LXT971ALC上的TXER引脚直接接为无效。***只采用10/100Base-TX方式，信号经Hll021:1变压器变换成TX+、TX-、RX+和RX-信号，连接到RJ45连接器上。RJ45连接器选用406549-l，其上带2个LED指示灯，绿色LED，用作指示连接状态；黄色LED正常情况下用于指示数据传输。

DSP将视频信号、音频信号及CPLD传送的电梯信号分别进行数据打包和网络传送，接收网络传送的数据。实现电梯信号和视频信号的向外传递，以及音频数据的交互传输。

当电梯发生故障时，电梯监测安抚装置即时捕捉到电梯的故障信号并判断电梯故障原因，然后通过网络将电梯的故障信号主动传送到电梯远程监控计算机，远程监控计算机即时向值守的监控人员发出报警信号，监控人员可及时查询电梯发生故障的原因，第一时间通知电梯维保人员电梯故障具体原因和故障地点，电梯维保人员在获知电梯故障原因后，有准备的赶往故障电梯处实时救援，并在救援结束后较快的恢复电梯运行。

电梯远程监控计算机在接收到电梯的故障信号后，主动与发生故障的电梯建立网络通讯，在电梯监控端监视器上自动显示电梯轿厢画面，并实现与电梯轿厢实时通话，安抚故障电梯的受困人员，告知受困人员电梯故障原因及救护人员即刻就到。让电梯轿厢中受困人员始终感觉有人在他们身边，使受困人员不在感到孤单，减轻受困者心里压力。

电梯监控端监控人员在电梯发生故障时，可通过视频画面，及时发现电梯轿厢中是否有受伤人员，如果发现轿厢中有受伤人员，可通过视频画面与语音交流指导电梯轿厢中受困人员自救。

本实用新型不仅能实现故障预警，在电梯正常运行时，可由电梯监控端主动向被监控电梯发起连接实现远程通讯，实现对远程在线运行的电梯运行状况巡查，查看电梯轿厢画面，必要时可以通过语音通讯功能与轿厢人员实现通话。

Claims

1.一种电梯监控安抚***，其特征是包括远程监控计算机和至少一套监控安抚装置，每台电梯对应设置一套监控安抚装置，监控安抚装置通过交换机或路由器由宽带网络与远程监控计算机连接，所述监控安抚装置包括电梯运行信号采集模块、视频信号模块、音频信号模块、信号处理与传输模块，电梯运行采集信息采集模块、视频信号模块的输出连接至信号处理与传输模块，音频信号模块与信号处理传输模块双向连接，信号处理与传输模块连接交换机或路由器。

2.根据权利要求1所述的一种电梯监控安抚***，其特征是信号处理与传输模块为一DSP芯片，电梯运行信号采集模块包括光耦隔离降压电路和CPLD芯片，电梯多路运行状态信号输入光耦隔离降压电路，再并行输入CPLD芯片，CPLD芯片的输出连接DSP芯片。

3.根据权利要求2所述的一种电梯监控安抚***，其特征是在光藕隔离降压电路对电梯运行状态信号的电压在0～60V区间的，接线时硬件跳线；电梯运行状态信号的电压在60～110V区间的，直接接入信号，光藕隔离降压电路设有60路独立的电梯运行信号输入电路。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种电梯监控安抚***，其特征是视频信号模块包括模拟信号摄像头、复合视频端子和视频信号解码电路，模拟信号摄像头采集电梯内图像数据，通过复合视频端子输入视频信号解码电路，再输入DSP芯片；音频信号模块包括拾音器、放音器、音频输入端子、音频输出端子和音频信号解码电路，拾音器通过音频输入端子连接音频信号解码电路，放音器通过音频输出端子连接音频信号解码电路，音频信号解码电路连接DSP芯片。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种电梯监控安抚***，其特征是DSP芯片自带网络控制器，通过RJ45接口连接宽带网络。

6.根据权利要求4所述的一种电梯监控安抚***，其特征是DSP芯片自带网络控制器，通过RJ45接口连接宽带网络。