本發(fā)明涉及電梯領域，具體涉及一種電梯運行監(jiān)測系統(tǒng)及方法。

背景技術：

電梯的應用不僅提高了人們的工作效率，也促進了國家經濟的快速發(fā)展，是人們的生活、工作密切相關的一部分，因此電梯的安全性必須得到切實的保障，如若其安全性受到質疑，將會大大影響其使用效率，阻礙人們的日常生活，阻礙經濟的發(fā)展。在電梯的工作中其監(jiān)測系統(tǒng)相對落后，應受到人們的普遍關注。據有關數據表明，近些年來電梯使用數量的增加也導致了其故障率的增加，嚴重故障的發(fā)生甚至造成重大經濟損失以及人員傷亡，因此有必要密切關注其運行安全性，以保證其安全運行，精準運行。

隨著計算機的發(fā)展，通信技術的應用以及傳感器技術的發(fā)展等現(xiàn)代科技的進步，讓電梯監(jiān)測技術得到廣泛的應用，監(jiān)測技術已經從傳統(tǒng)的單一化轉變?yōu)橹悄芑⑷诵曰?。目前國外發(fā)達國家很多電梯公司已經擁有了成熟的監(jiān)測系統(tǒng)。不過這些公司采用的監(jiān)測系統(tǒng)價格都較昂貴，并且每家電梯公司都有自己的產品特點，行業(yè)之間缺乏交流，因此產品有著明顯的區(qū)別，各大電梯產品之間的兼容性較差。國內也有很多公司從事電梯監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)，但所開發(fā)出來產品大都是系統(tǒng)過于復雜，傳感器過多，造成系統(tǒng)成本增高且故障頻發(fā)，另外有些產品在安裝時需要破壞原電梯的機械或者電路結構，降低了電梯本身的安全性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種電梯運行監(jiān)測系統(tǒng)及其監(jiān)測方法，該監(jiān)測系統(tǒng)成本低，安裝簡單，通用性好，無線數據傳輸快，監(jiān)測方法能實時監(jiān)測并記錄電梯運行狀態(tài)參數，及時實現(xiàn)電梯故障報警，工作穩(wěn)定可靠。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是：一種電梯運行監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述電梯運行監(jiān)測系統(tǒng)包括傳感器模塊、掉電檢測模塊、信號處理模塊、鍵盤、電源模塊、藍牙發(fā)射模塊、GPRS無線數傳模塊、智能手機、云端服務器及監(jiān)測中心；

所述傳感器模塊，用于獲得電梯運行參數，所述傳感器模塊與信號處理模塊的信號輸入端相連；所述傳感器模塊包括熱釋電傳感器、上平層傳感器、下平層傳感器、沖頂傳感器、蹲底傳感器；所述熱釋電傳感器安裝于電梯轎廂內，用于感知電梯轎廂內是否有人；所述上平層傳感器安裝于電梯轎廂頂部，用于感測電梯轎廂是否到達上平層位置；所述下平層傳感器固定安裝于電梯轎廂頂部，用于感測電梯轎廂是否到達下平層位置；所述沖頂傳感器安裝于電梯轎廂頂部，用于感測電梯轎廂是否到達最頂層極限位置；所述蹲底傳感器安裝于電梯轎廂頂部，用于感測電梯轎廂是否到達最底層極限位置；

所述掉電檢測模塊，用于檢測電梯電源是否斷電，斷電則自動切換到備用電源，所述掉電檢測模塊與信號處理模塊的信號輸入端相連；

所述信號處理模塊，用于接收處理鍵盤中的按鍵輸入信息，用于將傳感器模塊中檢測到的各路傳感器信號進行數據融合；

所述鍵盤，用于系統(tǒng)的啟動、復位以及設置傳感器模塊中上平層傳感器和下平層傳感器之間距離，所述鍵盤與信號處理模塊的信號接收端相連；

所述電源模塊，用于向傳感器模塊、信號處理模塊、GPRS無線數傳模塊提供直流電源；

所述藍牙發(fā)射模塊，用于實現(xiàn)信號處理模塊與智能手機之間的藍牙無線通信，所述藍牙發(fā)射模塊與信號處理模塊的信號輸出端相連；

所述GPRS無線數傳模塊，用于實現(xiàn)信號處理模塊與智能手機、云端服務器及監(jiān)測中心之間的GPRS無線通信，所述GPRS無線數傳模塊與信號處理模塊的信號輸出端相連；

所述智能手機，用于系統(tǒng)調試時程序代碼運行狀態(tài)顯示、按鍵設置信息顯示及報警信息顯示；

所述云端服務器及監(jiān)測中心，用于存儲電梯實時運行狀態(tài)數據、還可用于查詢電梯故障報警歷史信息。

所述信號處理模塊包含帶有雙串口的32位ARM微控制器STM32F103和電可擦除可編程只讀存儲器EEPROM。

所述GPRS無線數傳模塊帶有吸盤式高增益全向天線；所述智能手機安裝有藍牙串口調試工具App。

所述上平層傳感器和下平層傳感器均為干簧管傳感器；所述沖頂傳感器和蹲底傳感器均為磁開關。

一種電梯運行監(jiān)測方法，包含如下步驟：

步驟1：系統(tǒng)初始化；包括信號處理模塊中輸入輸出端口初始化、定時器初始化、中斷初始化、串口通信初始化、EEPROM初始化，按鍵掃描初始化；初始化完成后，執(zhí)行步驟2；

步驟2：判斷是否有功能按鍵按下；如果是，轉步驟3；如果否，轉步驟4；

步驟3：智能手機顯示按鍵操作所設參數的值，將通過按鍵設置的參數存儲于EEPROM中，執(zhí)行步驟4；

步驟4：讀取傳感器模塊中各傳感器的測量值，確定電梯運行狀態(tài)參數，形成待發(fā)送的數據包，執(zhí)行步驟5；

步驟5：分析電梯運行狀態(tài)參數，判斷是否存在故障；如果是，轉步驟6；如果否，轉步驟7；

步驟6：將故障信息以短信形式發(fā)送給智能手機，若電梯內困人則撥打電話到智能手機，執(zhí)行步驟7；

步驟7：判斷定時器是否達到設定定時時間；如果是，轉步驟8；如果否，轉步驟4；

步驟8：發(fā)送數據包到云端服務器，執(zhí)行步驟7；

步驟9：判斷數據包是否正常發(fā)送；如果是，轉步驟2；如果否，轉步驟8。

所述電梯運行狀態(tài)參數包含：

當前電梯轎廂所在的樓層Pos；設置一個可逆計數器，電梯轎廂處于最底層時計數器置1，上行每上升一層計數器加1，下行每下降一層計數器減1；

電梯轎廂內是否有人Hav；通過熱釋電傳感器測量得到；

電梯運行方向Dir；通過上平層傳感器和下平層傳感器信號變化先后順序得到；

電梯實時速度Sp；將EEPROM中存儲的上平層傳感器和下平層傳感器的距離除以轎廂通過上、下平層傳感器所需要的時間得到。

所述數據包包含：

電梯編號；8字節(jié)；

電梯速度；3字節(jié)，單位默認米/秒；

電梯轎廂所在的位置；3字節(jié)，以A，A或者A，B表示；A，A表示電梯轎廂停在A層，A，B表示電梯轎廂停于A、B層之間；

電梯轎廂是否困人；1字節(jié)表示，0表示沒有困人，1表示困人；

電梯運行方向；1字節(jié)表示，0表示電梯上行，1表示電梯下行；

電梯運行故障代碼；2字節(jié)表示，00表示無故障，01表示電梯異常非平層停梯，02表示電梯速度異常，03表示電梯蹲底，04表示電梯沖頂，05表示電梯掉電；

校驗位；2字節(jié)表示。

在上述技術方案中，本發(fā)明的有益效果在于：第一，本發(fā)明改變傳統(tǒng)電梯定期檢測方式，能實時監(jiān)測并記錄電梯運行狀態(tài)參數；第二，本發(fā)明的監(jiān)測系統(tǒng)安裝簡單，通用性好；第三，本發(fā)明的監(jiān)測數據進行無線數據傳輸，速度快，及時實現(xiàn)電梯故障報警；第四，采用獨立傳感器獲取電梯運行信息，不影響電梯已有機械結構和控制電路，對電梯無干擾，安全穩(wěn)定可靠。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種電梯運行監(jiān)測系統(tǒng)的結構框圖；

圖2是本發(fā)明一種電梯運行監(jiān)測系統(tǒng)中傳感器模塊的結構框圖；

圖3是圖2中傳感器的安裝結構示意圖；

圖4是本發(fā)明一種電梯運行監(jiān)測方法的流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明一種電梯運行監(jiān)測系統(tǒng)及其監(jiān)測方法作進一步詳細說明。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語中的“上”“下”位置關系為基于附圖所示的位置關系，僅僅是為了方便描述本發(fā)明的結構，而不是指示或者暗示所指的部分必須具有特定的方位、以特定的方位操作，因而不能理解為對本發(fā)明的限制。

由圖1、圖2、圖3可見，本實施例的一種電梯運行監(jiān)測系統(tǒng)，包括傳感器模塊1、掉電檢測模塊2、信號處理模塊3、鍵盤4、電源模塊5、藍牙發(fā)射模塊6、GPRS無線數傳模塊7、智能手機8和云端服務器及監(jiān)測中心9。

由圖1、圖2、圖3可見，本實施例的傳感器模塊1，用于獲得電梯實時運行參數，傳感器模塊1與信號處理模塊3的信號輸入端相連。本實施例的傳感器模塊1包括熱釋電傳感器101、上平層傳感器102、下平層傳感器103、沖頂傳感器104和蹲底傳感器105。本實施例的熱釋電傳感器101安裝于電梯轎廂10內，用于感知電梯轎廂10內是否有人；本實施例的上平層傳感器102安裝于電梯轎廂10的頂部，且安裝在電梯自帶上平層傳感器11的上方，根據需要，本實施例的上平層傳感器102也可安裝在電梯自帶上平層傳感器11的下方，上平層傳感器102用于感測電梯轎廂10是否到達上平層位置。本實施例的下平層傳感器103固定安裝于電梯轎廂10的頂部，且安裝電梯自帶下平層傳感器12的下方，根據需要，本實施例的下平層傳感器103也可安裝在電梯自帶上平層傳感器11的上方，下平層傳感器103用于感測電梯轎廂是否到達下平層位置。本實施例的沖頂傳感器104安裝于電梯轎廂10的頂部，用于感測電梯轎廂10是否到達最頂層極限位置，本實施例中，當電梯轎廂10向上運行到最頂層位置時，沖頂傳感器104接觸到安裝在電梯井頂部的沖頂報警磁鋼13時，沖頂傳感器104會輸入信號到信號處理模塊3，由信號處理模塊3通過藍牙發(fā)射模塊6和GPRS無線數傳模塊7分別向智能手機8和云端服務器及監(jiān)測中心發(fā)出報警信號，發(fā)出報警聲，并控制電梯轎廂10停止運行。本實施例的蹲底傳感器105安裝于電梯轎廂10的頂部，用于感測電梯轎廂是否到達最底層極限位置，本實施例中，當電梯轎廂10向下運行到最底層位置時，蹲底傳感器105接觸到安裝在電梯井底部的蹲底報警磁鋼14時，蹲底傳感器105會輸入信號到信號處理模塊3，由信號處理模塊3通過藍牙發(fā)射模塊6和GPRS無線數傳模塊7分別向智能手機8和云端服務器及監(jiān)測中心發(fā)出報警信號，發(fā)出報警聲，并控制電梯轎廂10停止運行。本實施例的上平層傳感器102和下平層傳感器103均為干簧管傳感器，沖頂傳感器104和蹲底傳感器105均為磁開關。

本實施例的掉電檢測模塊2，用于檢測電梯電源是否斷電，斷電則自動切換到備用電源，掉電檢測模塊2與信號處理模塊3的信號輸入端相連。本實施例的信號處理模塊3包含帶有雙串口的32位ARM微控制器STM32F103和電可擦除可編程只讀存儲器EEPROM，用于接收處理鍵盤4中按鍵輸入信息，用于將傳感器模塊1中檢測到的各路傳感器信號進行數據融合。本實施例的鍵盤4，用于系統(tǒng)的啟動、復位、以及預設信號處理模塊3中上平層傳感器102和下平層傳感器103之間距離，鍵盤4與信號處理模塊3的信號接收端相連。本實施例的電源模塊5，用于向傳感器模塊1、信號處理模塊3、GPRS無線數傳模塊7提供直流電源。本實施例的藍牙發(fā)射模塊6，用于實現(xiàn)信號處理模塊3與智能手機8之間的藍牙無線通信，藍牙發(fā)射模塊6與信號處理模塊3的信號輸出端相連。本實施例的GPRS無線數傳模塊7帶有吸盤式高增益全向天線，用于實現(xiàn)信號處理模塊3與智能手機8、云端服務器及監(jiān)測中心9之間的GPRS無線通信，GPRS無線數傳模塊7與信號處理模塊3的信號輸出端相連。本實施例的智能手機8安裝有藍牙串口調試工具App，用于系統(tǒng)調試時程序代碼運行狀態(tài)顯示、按鍵設置信息顯示及報警信息顯示。本實施例的云端服務器及監(jiān)測中心9，用于存儲電梯實時運行狀態(tài)數據、還可用于查詢電梯故障報警歷史信息。

圖4是本實施例的一種電梯運行監(jiān)測方法的流程圖；一種電梯運行監(jiān)測方法，包含如下步驟：

步驟1：系統(tǒng)初始化；包括信號處理模塊中輸入輸出端口初始化、定時器初始化、中斷初始化、串口通信初始化、EEPROM初始化，按鍵掃描初始化；初始化完成后，執(zhí)行步驟2；

步驟2：判斷是否有功能按鍵按下；如果是，轉步驟3；如果否，轉步驟4；

步驟3：智能手機顯示按鍵操作所設參數的值，將通過按鍵設置的參數存儲于EEPROM中，執(zhí)行步驟4；

步驟4：讀取傳感器模塊中各傳感器的測量值，確定電梯運行狀態(tài)參數，形成待發(fā)送的數據包，執(zhí)行步驟5；

步驟5：分析電梯運行狀態(tài)參數，判斷是否存在故障；如果是，轉步驟6；如果否，轉步驟7；

步驟6：將故障信息以短信形式發(fā)送給智能手機，若電梯內困人則撥打電話到智能手機，執(zhí)行步驟7；

步驟7：判斷定時器是否達到設定定時時間；如果是，轉步驟8；如果否，轉步驟4；

步驟8：發(fā)送數據包到云端服務器，執(zhí)行步驟7；

步驟9：判斷數據包是否正常發(fā)送；如果是，轉步驟2；如果否，轉步驟8。

本實施例的電梯運行狀態(tài)參數包含如下：

（1）當前電梯轎廂所在的樓層Pos；設置一個可逆計數器，電梯轎廂處于最底層時計數器置1，上行每上升一層計數器加1，下行每下降一層計數器減1。（2）電梯轎廂內是否有人Hav；通過熱釋電傳感器測量得到。（3）電梯運行方向Dir；通過上平層傳感器和下平層傳感器信號變化先后順序得到；（4）電梯實時速度Sp；將EEPROM中存儲的上平層傳感器和下平層傳感器的距離除以電梯轎廂通過上、下平層傳感器所需要的時間得到。

本實施例的數據包包含：（1）電梯編號；8字節(jié)。（2）電梯速度；3字節(jié)，單位默認米/秒。（3）電梯轎廂所在的位置；3字節(jié)，以A，A或者A，B表示；A，A表示電梯轎廂停在A層，A，B表示電梯轎廂停于A、B層之間。（4）電梯轎廂是否困人；1字節(jié)表示，0表示沒有困人，1表示困人。（5）電梯運行方向；1字節(jié)表示，0表示電梯上行，1表示電梯下行。（6）電梯運行故障代碼；2字節(jié)表示，00表示無故障，01表示電梯異常非平層停梯，02表示電梯速度異常，03表示電梯蹲底，04表示電梯沖頂，05表示電梯掉電。（7）校驗位；2字節(jié)表示。

本實施例中，電梯故障報警包含以下5種類型：非平層停梯，電梯速度異常，電梯蹲底，電梯沖頂，電梯掉電，有如下故障情況時，故障報警：

（1）非平層停梯，上平層傳感器102和下平層傳感器103沒有檢測到安裝在電梯井內壁的隔磁板15，且相距上次電梯平層時間超出設定的值，該值通常稍長于電梯從最底層運動到最高層所用的時間。

（2）電梯速度異常，電梯運行速度超過其正常速度的1.5倍。

（3）電梯蹲底，蹲底傳感器105檢測到信號。

（4）電梯沖頂，沖頂傳感器104檢測到信號。

（5）電梯掉電，掉電檢測模塊2檢測到掉電。

本實施例中，當電梯轎廂運行不正常或掉電時，傳感器模塊1或掉電檢測模塊2發(fā)出信號到信號處理模塊3，由信號處理模塊3通過藍牙發(fā)射模塊6和GPRS無線數傳模塊7發(fā)送信號到智能手機8和云端服務器及監(jiān)測中心9，發(fā)出報警，并控制電梯運行；本實施例的一種電梯運行監(jiān)測系統(tǒng)成本低，安裝簡單，通用性好，無線數據傳輸快，能實時監(jiān)測并記錄電梯運行狀態(tài)參數，實現(xiàn)電梯故障報警，工作可靠度高，具有很強的推廣應用價值。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。