基于gprs的電梯振動信號檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于GPRS的電梯振動信號檢測系統(tǒng)。目的是提供的檢測系統(tǒng)通過遠程采集振動信號后進行分析，計算相應的振動數(shù)值，以便于判斷電梯的乘運質量，降低電梯發(fā)生故障的概率。技術方案是：基于GPRS的電梯振動信號檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電梯轎廂振動信號采集及無線數(shù)據(jù)發(fā)送裝置、無線數(shù)據(jù)接收及GPRS遠程數(shù)據(jù)傳送器、遠程數(shù)據(jù)接收及分析服務中心；電梯轎廂振動信號采集及無線數(shù)據(jù)發(fā)送裝置安放在電梯轎廂上，通過一對無線數(shù)傳模塊將采集到的振動信號的數(shù)據(jù)傳送到無線數(shù)據(jù)接收及GPRS遠程數(shù)據(jù)傳送器上，然后無線數(shù)據(jù)接收及GPRS遠程數(shù)據(jù)傳送器上的GPRS模塊將數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡傳送到遠程數(shù)據(jù)接收及分析服務中心。
【專利說明】基于GPRS的電梯振動信號檢測系統(tǒng)

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電梯振動信號檢測系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于GPRS的電梯振動 信號檢測系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002] 根據(jù)2013年全球及中國電梯行業(yè)研究報告：在歐洲電梯行業(yè)低迷，美國電梯市場 緩慢復蘇的背景下，2012年中國電梯產(chǎn)量52. 9萬臺，同比增長17. 56%，增速放緩，但產(chǎn)量 依舊居全球第一。因此，跨國電梯企業(yè)在華擴張紛紛提速。在這種電梯產(chǎn)銷增速放緩、保有 量不斷增加的情況下，中國電梯后市場前景樂觀。
[0003] 中國電梯行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，截至2012年，中國電梯保有量已超過245萬臺。 在2012這一年，中國共發(fā)生電梯事故36起，死亡28人，受傷15人，一年間發(fā)生的電梯故障 中，有52 %是由于維保沒有到位造成的。按電梯平均壽命20年測算，我國已進入電梯老化 的重要時期。由于種種原因，有多少電梯超期服役和帶病運行，尚沒有一個清楚的數(shù)據(jù)，這 部分電梯安裝之后，乘運質量的檢測頻率遠遠低于實際要求。以杭州為例，使用超過15年 的電梯約占電梯總量的10%。對這部分老齡化電梯而言，定期對它們的乘運質量進行檢測， 預防電梯事故，顯得更加急迫和重要。
[0004] 當前，我國有電梯制造廠家和配件廠近300家，從事電梯安裝、改造、維修保養(yǎng)的 單位有幾千家，從業(yè)人員幾十萬。這就造成以下幾個問題：從事電梯維修保養(yǎng)的工作人員良 莠不齊，對電梯的故障預判不是很準確；雖然有些大企業(yè)有自己專門的維保的人員，但是這 些公司的產(chǎn)品銷售區(qū)域相對比較廣，技術人員很難做到定期的對公司的安裝電梯進行維護 保養(yǎng)。為了解決以上的問題，就需要一套操作簡單的遠程電梯乘運質量檢測系統(tǒng)，對同一區(qū) 域的電梯的進行集中管理，將它們的運行狀況通過某種遠程傳送模式傳送到一個固定的服 務中心，由特定的管理人員進行分析，做出預判。
[0005] 當下有幾套比較常用的電梯振動信號檢測系統(tǒng)，例如：
[0006] 1)美國PMT公司開發(fā)的EVA-625電梯乘運質量檢測分析儀，能夠記錄和分析電梯 的振動情況。將EVA-625放在一臺電梯內(nèi)，與其隨行，便能記錄電梯的運行狀態(tài)隨時間變化 的全面情況。隨后將記錄的信息下載至PC機，使用隨機提供的電梯振動分析工具軟件進行 分析。
[0007] 2)TUV SUD南德意志集團的電梯診斷系統(tǒng)ADIASYSTEM，ADIASYSTEM是一套運用計 算機對電梯和自動扶梯進行測量并對測試結果進行適當記錄的系統(tǒng)方法。全套工具包括測 量儀器和專用的軟件工具。通過筆記本電腦和專門開發(fā)的電子傳感器各種相關的安全方面 在現(xiàn)場被直接記錄下來。
[0008] 這些電梯振動信號檢測系統(tǒng)的硬件部分攜帶性不是很好，而且成本比較高，對維 護保養(yǎng)工作人員專業(yè)素質要求較高；專業(yè)維保人員需要帶著這些儀器到現(xiàn)場進行測量，所 以，它們并沒有解決電梯分布廣，普通電梯維護保養(yǎng)工作人員較難適應的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明所要解決的技術問題是克服上述【背景技術】的不足，本發(fā)明提供一種基于 GPRS電梯振動信號檢測系統(tǒng)，通過遠程采集振動信號后進行分析，計算相應的振動數(shù)值，以 便于判斷電梯的乘運質量，降低電梯發(fā)生故障的概率。
[0010] 為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術方案是：
[0011] 基于GPRS的電梯振動信號檢測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括電梯轎廂振動信號 采集及無線數(shù)據(jù)發(fā)送裝置、無線數(shù)據(jù)接收及GPRS遠程數(shù)據(jù)傳送器、遠程數(shù)據(jù)接收及分析服 務中心；電梯轎廂振動信號采集及無線數(shù)據(jù)發(fā)送裝置安放在電梯轎廂上，通過一對無線數(shù) 傳模塊將采集到的振動信號的數(shù)據(jù)傳送到無線數(shù)據(jù)接收及GPRS遠程數(shù)據(jù)傳送器上，然后 無線數(shù)據(jù)接收及GPRS遠程數(shù)據(jù)傳送器上的GPRS模塊將數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡傳送到遠程數(shù) 據(jù)接收及分析服務中心。
[0012] 所述的電梯轎廂振動信號采集及無線數(shù)據(jù)發(fā)送裝置包括：數(shù)據(jù)存儲單元、程序存 儲單元、振動采集模塊、DSP主處理芯片、無線數(shù)傳模塊、電源管理模塊；DSP主處理芯片通 過SPI接口分別與程序存儲單元、振動采集模塊、無線數(shù)傳模塊連接；DSP主處理芯片與數(shù) 據(jù)存儲單元通過EMIF接口相互連接；電源管理模塊分別與數(shù)據(jù)存儲單元、程序存儲單元、 振動采集模塊、DSP主處理芯片、無線數(shù)傳模塊連接。
[0013] 所述的無線數(shù)據(jù)接收及GPRS遠程數(shù)據(jù)傳送器包括：無線數(shù)傳模塊、電源管理模 塊、單片機、數(shù)據(jù)存儲單元、數(shù)模轉換模塊、GPRS模塊；單片機通過P2端口與無線數(shù)傳模塊 連接；單片機通過并行IO 口與數(shù)據(jù)存儲單元相連；單片機通過UART與數(shù)模轉換模塊連接； 數(shù)模轉換模塊通過串行線與GPRS模塊連接；電源管理模塊分別與無線數(shù)傳模塊、單片機、 數(shù)據(jù)存儲單元、數(shù)模轉換模塊連接；GPRS模塊采用外部5V電源。
[0014] 本發(fā)明的工作原理是：第一步驟，如圖3所示，將電梯轎廂振動信號采集及無線數(shù) 據(jù)發(fā)送裝置安放在電梯轎廂上，控制數(shù)字加速度傳感器進行對振動信號的采集，DSP處理器 對采集到的振動信號進行分析和處理；
[0015] 第二步驟，如圖4所示，DSP處理器將分析處理后的振動信號，通過一對無線數(shù)傳 模塊采用射頻的技術方式傳送到無線數(shù)據(jù)接收及GPRS遠程數(shù)據(jù)傳送器上；
[0016] 第三步驟，無線數(shù)據(jù)接收及GPRS遠程數(shù)據(jù)傳送器將接收到的振動信號分類打包 處理，通過GPRS模塊將信號發(fā)送到遠程數(shù)據(jù)接收及分析服務中心。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采集振動數(shù)據(jù)，通過GPRS的方式傳送到遠程服務中 心，減少了電梯的維護保養(yǎng)工作量和對維護保養(yǎng)人員的技術水平要求，也使成本大大降低； 當下，GPRS網(wǎng)絡的覆蓋面積相當廣泛，這樣就很容易將電梯分散廣、數(shù)據(jù)采集困難的問題解 決；管理人員可以在固定的服務中心，將各個點的電梯的速度數(shù)據(jù)收集過來，對電梯的乘運 質量進行判斷，進行電梯故障預測，減少生命財產(chǎn)的損失。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明的整體結構示意圖。
[0019] 圖2是本發(fā)明的電路原理框圖。
[0020] 圖3是電梯轎廂振動信號采集及無線數(shù)據(jù)發(fā)送裝置的單片機控制程序流程圖；
[0021] 圖4是無線數(shù)據(jù)接收及GPRS遠程數(shù)據(jù)傳送器的單片機控制程序流程圖。
[0022] 圖5-1到圖5-9是本發(fā)明的電路結構示意圖。
[0023] 圖中：1.數(shù)據(jù)存儲單元；2.程序存儲單元；3.振動采集模塊；4. DSP主處理芯片； 5.無線數(shù)傳模塊；6.電源管理模塊；7.無線數(shù)傳模塊；8.電源管理模塊；9.單片機；10.數(shù) 據(jù)存儲單元；11.數(shù)模轉換模塊；12. GPRS模塊。

【具體實施方式】
[0024] 下面結合說明書附圖，對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明并不局限于以下實施例。
[0025] 如圖1所示，一種基于GPRS的電梯振動信號檢測系統(tǒng)，包括電梯轎廂振動信號采 集及無線數(shù)據(jù)發(fā)送裝置、無線數(shù)據(jù)接收及GPRS遠程數(shù)據(jù)傳送器、遠程數(shù)據(jù)接收及分析服務 中心。電梯轎廂振動信號采集及無線數(shù)據(jù)發(fā)送裝置安放在電梯轎廂上，該電梯轎廂振動信 號采集及無線數(shù)據(jù)發(fā)送裝置通過一對無線數(shù)傳模塊將采集到的振動信號的數(shù)據(jù)傳送到無 線數(shù)據(jù)接收及GPRS遠程數(shù)據(jù)傳送器上，然后無線數(shù)據(jù)接收及GPRS遠程數(shù)據(jù)傳送器上的 GPRS模塊將數(shù)據(jù)通過GPRS方式傳送到遠程數(shù)據(jù)接收及分析服務中心，由遠程數(shù)據(jù)接收及 分析服務中心的PC機進行數(shù)據(jù)分析。
[0026] 如圖2、圖5-1到圖5-9所示，所述的電梯轎廂振動信號采集及無線數(shù)據(jù)發(fā)送裝 置包括：數(shù)據(jù)存儲單元1、程序存儲單元2、DSP主處理芯片3及其外圍電路、振動采集模塊 4 (可采用現(xiàn)有成熟模塊，通過接口與DSP主處理芯片3連接）、無線數(shù)傳模塊5、電源管理 模塊6 ;DSP主處理芯片通過SPI接口分別與程序存儲單元、振動采集模塊、無線數(shù)傳模塊連 接，DSP主處理芯片3與數(shù)據(jù)存儲單元1通過EMIF接口相互連接；電源管理模塊6分別與 數(shù)據(jù)存儲單元1、程序存儲單元2、DSP主處理芯片3、振動采集模塊4、無線數(shù)傳模塊5連接。
[0027] 如圖2、圖5-1到圖5-9所示，所述的DSP主處理芯片型號為TMS320VC5509A ; 數(shù)據(jù)存儲單元采用的芯片型號為HY57V641620FTP-7 ;程序存儲單元采用的芯片型號為 AT25F1024AN-10SU-2. 7 ;振動采集模塊4的數(shù)字加速度傳感器為ADXL345 ;無線數(shù)傳模塊采 用nRF24L01+芯片；電源管理模塊中使用芯片TPS767D301將接入的5V電壓轉化為系統(tǒng)需 要的3. 3V和I. 6V電壓；以上均為推薦型號，可使用功能類似的型號予以代替。
[0028] DSP主處理芯片8的CLKXO、XF、DXO、FSRO、DRO引腳連接振動采集模塊4, DSP主 處理芯片8的CLKXO、DXO、DRO、GPI04引腳連接程序存儲單元7,所述程序存儲單元7連接 有用于穩(wěn)定程序燒寫的存儲器（所述存儲器推薦采用AT25F1024N-10SI-2. 7)，DSP主處理 芯片8的6?106、6?107、521/1)1?2、523/1?2、7^萬引腳連接無線數(shù)傳模塊9;05?主處理芯片 8的D0-D15引腳與數(shù)據(jù)存儲單元的芯片的D0-D15引腳連接，DSP主處理芯片8的AO引腳 與數(shù)據(jù)存儲單元的芯片的BAl引腳連接，DSP主處理芯片8的Al-AlO引腳與數(shù)據(jù)存儲單元 的芯片的A0-A9引腳連接，DSP主處理芯片8的A12、A13引腳分別與數(shù)據(jù)存儲單元的芯片 的A12、BA0引腳連接，DSP主處理芯片8的C4、C13、C8、C9、C10、C11、C12、C14引腳分別與 數(shù)據(jù)存儲單元的芯片的^、A10/AP、LDQM、UDQM、RAS、己否、^、CLK引腳連接。
[0029] 所述電源管理模塊10的芯片的INl和IN2引腳分別接入+5V電壓，INl與GND引 腳之間跨接電容⑶4-1，IN2引腳與GND引腳（接地）之間跨接電容⑶4-2, INl引腳對應 的OUTl引腳FB引腳之間依次并聯(lián)電阻RU4-1、電容CU4-3、電解電容CU4-4、電容CU4-5， 電阻RU4-1、電容CU4-3之間串聯(lián)電阻RU4-2,電阻RU4-2與電容CU4-3之間接地，經(jīng)過上 述電阻RU4-1、RU4-2配比，以及電容CU4-3、電解電容CU4-4、電容CU4-5穩(wěn)壓后OUTl引腳 輸出I. 6V，對振動采集模塊、DSP主處理芯片供電，同時OUTl引腳連接有電阻RL 6和二極 管LI. 6,電容Cl 1-C20相互并聯(lián)后與OUTl引腳連接，構成DSP穩(wěn)壓電路；IN2引腳對應的 0UT2引腳與RESET2引腳之間跨接電阻RU4-3,0UT2引腳以及其中一個NC引腳連接后通過 相互并聯(lián)的電容⑶4-6、電解電容⑶4-7、電容⑶4-8接地，經(jīng)過上述電阻RU4-3配比，電容 ⑶4-6、電解電容⑶4-7、電容⑶4-8穩(wěn)壓后輸出3. 3V電壓，對程序存儲單元7、振動采集模 塊4、數(shù)據(jù)存儲模塊7、DSP主處理芯片8、無線數(shù)傳模塊9供電，同時0UT2引腳連接有電阻 R3. 3和二極管L3. 3,電容C1-C8相互并聯(lián)后與0UT2引腳連接，構成DSP穩(wěn)壓電路。
[0030] DSP主處理芯片8的外圍電路中，晶振Yl和電容CY1-1、CY1-2構成晶振電路，晶 振Yl的兩端并聯(lián)在DSP主處理芯片8的XI、X2/CLKIN引腳；電壓監(jiān)控器SP708R的^引 腳連接復位開關，瓦牙引腳連接DSP主處理芯片8的i?嫌r引腳;DSP主處理芯片8還連 接有JTAG接口電路，此連接為常規(guī)連接方式，在此不作詳細介紹。
[0031] 如圖2、圖5-1到圖5-9所示，所述的無線數(shù)據(jù)接收及GPRS遠程數(shù)據(jù)傳送器包括：無線數(shù)傳模塊7、電源管理模塊8、單片機9、數(shù)據(jù)存儲單元10、數(shù)模轉換模塊11、GPRS模塊 12 ;單片機9通過P2端口與無線數(shù)傳模塊7連接；單片機9通過并行IO 口與數(shù)據(jù)存儲單元 10相連；單片機9通過UART與數(shù)模轉換模塊11連接；數(shù)模轉換模塊11通過串行線與GPRS 模塊連接；電源管理模塊8分別與無線數(shù)傳模塊7、單片機9、數(shù)據(jù)存儲單元10、數(shù)模轉換模 塊10連接；GPRS模塊12采用外部5V電源。
[0032] 如圖2、圖5-1到圖5-9所示，所述的無線數(shù)傳模塊采用的是nRF24L01+芯片； 電源管理模塊中芯片SPX1117-3. 3將外接的5V電壓轉化為3. 3V電壓；單片機型號為 MSP430F149IPM ;數(shù)據(jù)存儲單元采用K9F1208U0M-PIB0型號芯片；數(shù)模轉換模塊型號為 MAX232ACPE ;使用的GPRS模塊為USR-GPRS232-700 ;以上均為推薦型號，可使用功能類似的 型號予以代替。芯片與芯片之間的引腳連接，以及各芯片自身的外圍電路為常規(guī)技術，在此 不一一列舉。
【權利要求】
1. 一種基于GPRS的電梯振動信號檢測系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括電梯轎廂振動信 號采集及無線數(shù)據(jù)發(fā)送裝置、無線數(shù)據(jù)接收及GPRS遠程數(shù)據(jù)傳送器、遠程數(shù)據(jù)接收及分析 服務中心；電梯轎廂振動信號采集及無線數(shù)據(jù)發(fā)送裝置安放在電梯轎廂上，通過一對無線 數(shù)傳模塊將采集到的振動信號的數(shù)據(jù)傳送到無線數(shù)據(jù)接收及GPRS遠程數(shù)據(jù)傳送器上，然 后無線數(shù)據(jù)接收及GPRS遠程數(shù)據(jù)傳送器上的GPRS模塊將數(shù)據(jù)通過GPRS方式傳送到遠程 數(shù)據(jù)接收及分析服務中心。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于GPRS的電梯振動信號檢測系統(tǒng)，其特征在于，所 述的電梯轎廂振動信號采集及無線數(shù)據(jù)發(fā)送裝置包括：數(shù)據(jù)存儲單元（1)、程序存儲單元 (2)、DSP主處理芯片（3)、振動采集模塊（4)、無線數(shù)傳模塊（5)、電源管理模塊（6) ;DSP主 處理芯片（3)與數(shù)據(jù)存儲單元（1)通過EMIF接口相互連接；電源管理模塊（6)分別與數(shù) 據(jù)存儲單元（1)、程序存儲單元（2)、DSP主處理芯片（3)、振動采集模塊（4)、無線數(shù)傳模塊 (5)連接。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種基于GPRS的電梯振動信號檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述 的無線數(shù)據(jù)接收及GPRS遠程數(shù)據(jù)傳送器包括：無線數(shù)傳模塊（7)、電源管理模塊（8)、單片 機（9)、數(shù)據(jù)存儲單元（10)、數(shù)模轉換模塊（11)、GPRS模塊（12);單片機（9)通過P2端口 與無線數(shù)傳模塊（7)連接；單片機（9)通過并行IO 口與數(shù)據(jù)存儲單元（10)相連；單片機 (9)通過UART與數(shù)模轉換模塊（11)連接；數(shù)模轉換模塊（11)通過串行線與GPRS模塊連 接；電源管理模塊（8)分別與無線數(shù)傳模塊（7)、單片機（9)、數(shù)據(jù)存儲單元（10)、數(shù)模轉換 模塊（10)連接；GPRS模塊（12)采用外部5V電源。
【文檔編號】B66B5/00GK104310138SQ201410414957
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月21日 優(yōu)先權日:2014年8月21日
【發(fā)明者】杜小強, 潘珂, 楊紅江, 李雪榮, 姚莉嵩, 劉濤 申請人:浙江理工大學, 巨人通力電梯有限公司