CN100424001C - 智能电梯管理系统 - Google Patents

Abstract

一种智能电梯管理系统，其包括管理中心、智能电梯管理主控制器及I/O控制器，该管理中心与智能电梯管理主控制器双向连接，其还包括电梯分配器，所述智能电梯管理主控制器分别与所述电梯分配器和I/O控制器双向连接，所述主控制器接收所述电梯分配器传送的远程选层、联动选层信号和I/O控制器的身份识别信号，并控制I/O控制器激活楼层电梯按钮。本发明集计算机技术、自动控制技术、网络通讯技术、智能卡技术、传感技术、模式识别技术以及机电一体化技术于一体，采用开放式冗余性模块化结构，能够与楼宇对讲、停车场、安防系统、大厅远程管理系统及其他任何第三方的系统和设备兼容联动，实现用户系统的高度集成，提高管理和使用的方便性和可靠性。

Description

智能电梯管理系统

技术领域

本发明涉及一种智能电梯管理系统。

背景技术

现代高层楼宇中，电梯是人们来往最主要的搭乘工具，难以想象一个人要步行走上数十层高的办公室内办公的情况。任何人都可利用电梯穿梭于大厦的各楼层，但部分楼层并不希望任何人都可以通过电梯进入，有时某特定时间内用户需使用电梯，但电梯却因保安管理需要已停运，有时没有登记权限的临时用户也没有提供临时使用权限，在需要和其他系统联动时也不具备联动接口，这种情况给保安管理和使用者带来诸多不便。业界诸多厂商对此进行了改进。然而，其智能性、与外部设备的扩展方面仍然不理想。

本发明的目的就是为了解决以上问题，提供一种电梯管理系统及方法，实现电梯的自动管理，并保证楼层的安全。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种功能强大、接线简单、使用方便的智能电梯管理系统。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：提供一种智能电梯管理系统，其包括管理中心、智能电梯管理主控制器及I/O控制器，该管理中心与智能电梯管理主控制器双向连接，其还包括电梯分配器，所述智能电梯管理主控制器分别与所述电梯分配器和I/O控制器双向连接，所述主控制器接收所述电梯分配器传送的远程选层、联动选层信号和I/O控制器的身份识别信号，并控制I/O控制器激活楼层电梯按钮。

当楼宇对讲系统支持联动接口通讯协议时，所述电梯分配器通过住户/楼宇对讲接口单元与可视对讲主机相连接。

当楼宇对讲系统不具备联动接口通讯协议时，所述电梯分配器还包括楼层按键信号采集器，所述楼层按键信号采集器将其采集的住户同意开门信号传送至电梯分配器。

所述电梯分配器包括中央处理器单元，还包括住户/楼宇对讲接口单元、大厅管理单元、停车场系统接口单元、安防系统接口单元、电梯接口单元及引导指示单元，所述电梯分配器通过所述安防系统接口单元与安防系统相连，通过所述电梯接口单元与电梯相连，通过所述停车场系统接口单元与停车场主控制机相连，上述单元均与中央处理器单元相连接。

所述I/O控制器包括中央处理单元、分别与该中央处理单元相连接的身份识别单元、人机接口单元和电梯控制器。

所述身份识别单元包括电梯读卡器、生物识别模块、密码键盘的一种或多种。

所述生物识别模块为指纹识别模块、视角膜识别模块或声音识别模块。

所述电梯控制器包括电梯接口单元和扩展电梯接口单元，分别与电梯系统相连。

所述智能电梯管理系统还配置有TCP/IP方式的远程联网接口。

所述电梯分配器还包括大厅远程管理单元。

本发明具有以下有益效果：

1、开放式冗余性模块化结构，具有强大的自检功能，当系统出现故障时，方便用户拆卸和维修。当本模块出现故障时，不影响其他模块的正常运行。解决了目前电梯施工复杂、接线繁琐及电梯某部分零件出现问题而影响其整个系统都无法正常运行的问题。

2、本管理系统添加了绝无仅有的电梯分配器模块，其可与楼宇对讲接口单元、停车场管理系统接口单元、安防系统单元、大厅远程管理系统及其他任何第三方的系统和设备兼容联动。实现了系统的高度集成，提高了管理和使用的方便性与可靠性。

3、本系统内模块间采用CAN总线连接，还配置有TCP/IP方式的远程联网接口，提高了系统的运行速度和稳定性。很好的解决了目前市面上运行速度慢，出错率高的问题。

4、计费功能：本系统有效的解决了目前电梯不能实现收费功能或收费不合理的问题。针对每个客户对应不同楼层，使用电梯的频率及时间长短也不一样，如何公正有效的控制电梯的使用并收取相应的费用是系统计费功能可以实现的目标。设置不同楼层对应的费用，用户每使用一次电梯将从本人账户中扣除相应费用。

5、多种报警功能：多种系统内置和外置报警设备，当系统出现故障或紧急情况时，不仅可以自动启动各种报警功能，用户还可通过按报警按钮进行报警和呼救，降低了因意外事故而引发的人员伤亡事率。

6、提供了强大的生物识别技术，最大限度的解决了作弊行为。其生物识别技术接口可兼容市面上所有的生物识别技术。

附图说明

图1是本发明智能电梯管理系统的结构图。

图2是本发明智能电梯管理系统主控制器的结构图。

图3是本发明智能电梯管理系统电梯分配器的结构图。

图4是本发明智能电梯管理系统I/O控制器的结构图。

具体实施方式

请参照图1所示，本发明的智能电梯管理系统主要包括管理中心10、智能电梯管理主控制器1，电梯分配器2及输入/输出(I/O)控制器3，其中智能电梯管理主控制器1分别与电梯分配器2和I/O控制器3双向连接。

请参照图2所示，智能电梯管理主控制器1是系统结构的核心和中央处理单元，通过主机通信状态及接口单元与管理中心10相连，通过电梯分配器通信状态及接口单元与电梯分配器2相连，通过I/O控制器通信状态及接口单元与I/O控制器3相连，因此系统运行时不需要管理中心24小时连续开机。主控制器1具有中央处理单元，分别连接各功能和控制装置，如存储器单元、异常处理单元、时钟单元及系统状态指示单元等。

本系统所用管理中心10配置为：Pentium III 400或以上，并配有Windows98/2000/XP平台，64M以上RAM，20G以上硬盘空间。其连接的打印机为标准并行口打印机。

而运行于管理中心10的管理软件，具备如下基本功能：

a.系统管理：设置系统管理人员和操作人员权限。

b.管理、记录个人资料(如智能卡资料、指纹信息、视网膜信息等)。

c.实时监控各控制点电梯的运行状况，异常情况报警。

d.设置个人进出各楼层的权限。

e.设置个人进出各楼层的有效时段。

f.设置身份识别方式进出入电梯(可按时段设置，如某个/几个楼层在特定时段保持通行状态，或某个/几个楼层在某一时段只凭某一身份识别方式进入等等)。

g.与消防、报警和电源等设备联动控制(例如：在遇火警或紧急情况时及时打开系统控制的电梯和切断电源等)。

h.记录每次身份识别、报警等各种事件的资料，可按时间、特定身份识别模块、特定身份识别的个人等进行检索查询，并自动生成各种综合管理报表。

请参照图3所示，电梯分配器2通过主机通信状态及接口单元与管理中心10相连，通过主控制器通信状态及接口单元与主控制器1相连，通过安防系统接口单元与安防系统相连，通过电梯接口单元与电梯相连，通过停车场接口单元与停车场主控制机相连，使其能在停车场系统中联动控制电梯的运动；当具备与可视对讲系统的接口或通讯协议支持时，通过楼宇对讲住户接口单元与可视对讲主机相连接，本系统可获取业主开门的按键同意信号，并记忆该楼层地址，系统使该楼层的按键在电梯开门后一定时间内可以被激活，访客按键即可到达所要去的楼层。电梯分配器2还包括中央处理器单元，上述单元均与中央处理器单元相连接，电梯分配器2还包括分别与中央处理器单元相连接的大厅管理单元、引导提示单元、存储器单元、时钟单元、系统状态指示单元、异常处理单元和其他系统联动接口单元。当不具备与可视对讲系统的接口或通讯协议支持时，电梯分配器2还包括楼层按键信号采集器，通过楼层按键信号采集器实时全面采集所有可视对讲分机的按键信号，以确认业主所在的楼层，根据所采集到的信号分配电梯的落梯动作及对应激活的按键。电梯分配器2还可包括为能在电梯轿厢以外的地方控制电梯的运动所准备的大厅远程管理单元。管理人员通过该大厅远程管理单元远程按键选择要去的楼层，通过电梯分配器分配该住户楼层电梯。

停车场接口单元：为所准备的模块。当具有特殊权限的卡类用户在停车场主控制机上读卡后，停车场主控制机在发送开闸命令的同时将发送一个呼梯信号至电梯分配器2，电梯分配器2提前将电梯呼至一楼，等待特殊权限的卡类用户，等待过程中其他用户不可使用此梯，如此实现停车场管理系统与电梯联动功能。

安防系统接口单元：为能在门禁、消防及其他安防系统中联动控制电梯的运动所准备的模块。

本发明可实现可视对讲、智能控制系统和电梯的联动控制等功能。还可配置TCP/IP和其他方式的远程联网接口，实现远程联网和监控。

请参照图4所示，并结合图1，I/O控制器3包括中央处理单元、分别与该中央处理单元相连接的身份识别单元、人机接口单元、电梯控制器、系统状态指示单元和异常处理单元。该身份识别单元包括电梯读卡器、生物识别模块、密码键盘及其他身份识别装置。所述生物识别模块为指纹识别模块、视角膜识别模块或声音识别模块等。身份识别单元用于对用户进行身份识别，每个读卡器接口模块可连接一台电梯读卡器。电梯控制器包括电梯接口单元和扩展电梯接口单元，分别与电梯系统相连。I/O控制器3通过通信状态及接口单元与主控制器1连接。

本系统采用ISO 14443标准所涵盖射频卡技术，将大厦的电梯运行控制重要数据集中在IC卡上。用户每人将持有如信用卡大小的IC卡，根据所获得的授权操纵电梯。中央管理中心10采集并记录所有系统事件，配置相关的管理软件按管理要求进行记录查询并自动生成各种报表。系统通过授权发行各种不同的卡类来实现自动选层功能和权限选层功能。持卡人如操作未授权进入的楼层电梯按钮，电梯将不作任何反应，非持卡者则无法操作电梯。

IC卡根据权限设定的不同包括以下类型：

(1)授权卡：系统授权卡在电梯IC卡控制系统中拥有最高的权限，是管理人员进行系统管理的钥匙，由系统制造商提供。在使用系统授权卡进入该系统后可以执行系统参数设定、系统初始化等所有的功能。

(2)管理员卡：系统操作卡为一般工作人员上机操作进入系统的凭证，可以操作执行授予的权限，管理该系统的日常工作。

(3)用户卡：经过授权发行的卡，具有身份识别功能，根据权限来实现自动选层和权限选层等功能。

(4)来访卡：临时来访人，经过住户确认临时授权的卡，只能到达来访住户的楼层。

本发明智能电梯管理系统的工作原理为：

(一)一层访客呼梯：

访客通过“可视对讲”与住户通话完毕后，住户按可视对讲分机上开门键，按键信号采集器传送住户同意开门信号至电梯分配器2，单元门打开，访客进入。电梯分配器2分配该住户楼层电梯，同时发送上行按钮信号至一层外呼按钮后，电梯下降至一层。电梯到达一层后梯门开启，电梯门开到位检测开关检测到电梯门开到位信号后，传送一个开到位信号给电梯分配器2，表明电梯已到达一层。此时电梯分配器2将住户所在楼层信号传送给电梯主控制器1，主控制器1激活楼层电梯按钮，访客进入后，按楼层电梯按钮，梯门关闭，电梯直接上行至住户楼层。当电梯到达该楼层后，梯门开启。访客离开电梯后，梯门关闭。

需要注意的是，一层电梯开到位后，系统开始计时等待n分钟(该时间可以设置)，在这个时间内访客要去的楼层电梯按钮被激活。超过这段时间访客将不能使用本部电梯到达住户所在楼层。此外，如果可视对讲系统支持将用户同意信号传送至电梯分配器2，则不需另外加设楼层按键信号采集器。

(二)一层管理人员呼梯：

管理人员通过大厅远程管理单元按键选择要去的楼层，电梯分配器2分配该住户楼层电梯，同时发送上行信号至一层外呼按钮，电梯下降至一层。电梯到达一层后梯门开启，电梯门开到位检测开关检测到电梯门开到位信号后，传送一个开到位信号给电梯分配器2，表明电梯已到达一层。此时电梯分配器2将住户所在楼层信号传送给电梯主控制器1。主控制器1激活楼层电梯按钮，访客进入电梯后，按楼层电梯按钮，梯门关闭，电梯上行至住户楼层。当电梯到达该楼层后，梯门开启。访客离开后，梯门关闭。

需要注意的是，一层电梯开到位后，系统开始计时等待n分钟(该时间可以设置)，在这个时间内访客要去的楼层电梯按钮被激活。超过这段时间访客将不能使用本部电梯到达住户所在楼层。

(三)一层住户呼梯：

(a)一层外呼按钮不受控制

住户按外呼按钮，电梯下降至一层，梯门开启，电梯门开到位检测开关检测到电梯门开到位后，传送一个开到位信号给电梯分配器2，表明电梯已到达一层。住户进入电梯，此时分三种认证方式：

(1)在电梯读卡器上读卡

(2)在指纹识别器上验证指纹或其他生物识别认证

(3)在密码键盘上输入楼层号并键入密码

若一个住户只享有进入一个楼层的权限，选择一种认证方式后，认证信息传送给主控制器1，主控制器1判断住户信息的有效性及到达楼层权限后，激活住户到达楼层电梯按钮，电梯可直接到达权限内楼层。无需用户按键。若一个住户享有进入多个楼层的权限，在选择认证方式后，还需按取所到楼层电梯按钮，电梯方可到达该选择楼层。电梯到达住户楼层后，梯门开启。住户离开电梯后，梯门关闭。

需要注意的是，一层电梯开到位后，系统开始计时等待n分钟(该时间可以设置)，在这个时间内住户要去的楼层电梯按钮被激活。超过这段时间住户将不能使用本部电梯到达住户所在楼层。

(b)一层外呼按钮受控制

住户按外呼按钮无效(电梯读卡器或指纹识别器或密码键盘安装于电梯外面)，此时用户分三种认证方式：

(1)在电梯读卡器上读卡

(2)在指纹识别器上验证指纹或其他生物识别认证

(3)在密码键盘上输入楼层号并键入密码

选择一种认证方式后，认证信息传送给电梯分配器2，电梯分配器2分配该住户楼层电梯，同时发送上行信号至一层外呼按钮。电梯下降至一层后，梯门开启，电梯门开到位检测开关检测到电梯门开到位信号后，传送一个开到位信号给电梯分配器2，表明电梯已到达一层。电梯分配器2发送认证信号至主控制器1，主控制器1判断住户信息的有效性及到达楼层权限通过后，激活楼层电梯按钮，住户进入电梯后按楼层电梯按钮，梯门关闭。电梯到达楼层后，梯门开启。住户离开电梯后，梯门关闭。

需要注意的是，一层电梯开到位后，系统开始计时等待n分钟(该时间可以设置)，在这个时间内住户要去的楼层电梯按钮被激活。超过这段时间住户将不能使用本部电梯到达住户所在楼层。

(四)下楼呼梯：

所有楼层外呼按钮不受任何认证方式控制，用户按呼梯按钮，电梯到达用户所在楼层，梯门开启，用户进入，此时一层按钮被激活，用户按一层按钮，电梯关闭。到达一层后，梯门开启，用户离开，梯门关闭。

本发明智能电梯控制系统的功能特点有：

(一)自适应选层功能

系统具有强大的自适应功能，能根据用户卡片发行时确定的楼层权限自适应选择正确楼层，当只给用户设定一个楼层权限时，用户刷卡无需再按键即可直接到达该楼层；当给用户设定多个楼层权限时，用户刷卡后按键选择要去的权限内的楼层，可方便到达相应楼层。

(二)楼宇对讲与电梯联动功能

当有访客拜访时，通过可视对讲系统与业主通讯完毕后，业主按可视对讲分机上的开门键开门，单元门打开访客进入，同时系统发送上行按键信号到底楼的外呼按钮，电梯收到落到底楼的控制信号并自动落梯至底楼，当到达底楼并开门到位后，系统开始计时等待n分钟(该时间可以设置，在这个时间内访客要去的楼层电梯按钮可以被激活)，访客按键即可到达所要去的楼层。

若没有相应可视对讲系统接口或通讯协议支持，则需另外加设楼层按键信号采集器，采集所有楼层所有对讲分机的按键信息，并将之传送至本系统主控制器1，主控制器1获取业主开门的按键信号，并记忆该楼层地址，使该楼层的电梯按钮在电梯开门后一定时间内可以被激活，访客按键即可到达所要去的楼层。

若可视对讲系统提供接口或者通讯协议，即能实现可视对讲主机与本系统的通讯，本系统可获取业主开门的按键信号，并记忆该楼层地址，系统使该楼层的电梯按钮在电梯开门后一定时间内可以被激活，访客按键即可到达所要去的楼层。

(三)停车场管理系统与电梯联动功能

持有特殊权限的卡类用户需进入停车场，读卡认证通过后，停车场主控制机在发送开闸命令的同时将发送一个信号至电梯分配器2，电梯分配器2提前将电梯呼至一楼，等待特殊权限的卡类用户。此时若有其它卡类用户读卡乘梯，此电梯将不予上行。只有当等待特殊权限的卡类用户上行后，其它卡类用户才可使用本部电梯。

(四)计费功能的实现

针对每个客户对应不同楼层，使用电梯的频率及时间长短也不一样，如何公正有效的控制电梯的使用并收取相应的费用是系统计费功能可以实现的目标。设置不同楼层对应的费用，用户每使用一次电梯将从本人账户中扣除相应费用。

(五)密码按键开梯功能

对无卡拜访的访客或者忘带卡的业主，增加了一项按密码键盘使用电梯功能，每个楼层对应了几个密码，每个密码对应一个楼层，用户只要记住对应楼层的密码并输入，该楼层按钮将被自动激活。

(六)异地开梯功能

异地开梯功能可以使得管理人员无需进入电梯刷卡按键，在大厅或者管理中心可通过外接楼层控制器按键选择要去的楼层，电梯自动落梯并使被选择的楼层在一段时间(可设置)内有效，用户按键即可到达目的楼层。

(七)多种操作权限和功能的设定

针对每一楼层，精确指定每一位持卡人有独立的设防、撤防时间，在设防时间内只有权限的人才能进入指定的楼层。可以定义哪些日期和时间段为公众开放时间，哪些日期为休假日期，指定在什么时间实施对电梯的安全维护。通过来访卡允许来访者进出多层楼层。可以配合其他系统如楼宇对讲系统，来访者就能方便地进入指定的楼层。

(八)多种报警功能

1.非法操作报警

a.当电梯控制器检测到所读的卡为非法卡(非本系统发行的卡)时，系统会发出声响提示报警。

b.当电梯控制器检测到所读的卡为过期卡时，系统会发出声响提示报警。

c.当电梯控制器检测到所读的卡为越权卡时，系统会发出声响提示报警。

2.系统外部设备故障报警

防撬报警：系统将读卡器上防撬开关的状态检测开关量信号引入电梯主控制器，来实现此功能。

3.具有报警按钮，当遇到紧急情况时，可以通过按此报警按钮来报警。

(九)时间段预设功能操作设定

1.系统可将一天分为多个时间段，每个时间段起始值任意定义，在每个时间段内可任意设定读卡操作的有效性。

2.节假日特殊工作模式设定，系统可根据用户需求来设定。

3.星期功能设定：在一周的七天内，系统可将每天都设定为不同的工作模式，允许不同范围的用户读卡有效。

(十)多种操作权限级别设定

1.授权卡：系统授权卡在电梯IC卡控制系统中拥有最高的权限，是管理人员进行系统管理的钥匙，由系统制造商提供。在使用系统授权卡进入该系统后可以执行系统参数设定、系统初始化等所有的功能。

2.管理员卡：系统操作卡为一般工作人员上机操作进入系统的凭证，可以操作执行授予的权限，管理该系统的日常工作。

3.用户卡：经过授权发行的卡，具有身份识别功能，根据权限来实现自动选层和权限选层等功能。

4.来访卡：临时来访人，经过住户确认临时授权的卡，只能到达来访住户的楼层。

(十一)系统上备有一个设备检修开关，用于设备检修。

(十二)记录功能

系统主控制器1和管理中心10对系统中每个发生的事件都有详细记录，如每次电梯的上下情况、卡的编号、持卡人等信息。这些记录信息在一定条件下可以共享，作为原始数据提供给其它相关系统，具有良好的兼容性。

本发明集计算机技术、自动控制技术、网络通讯技术、智能卡技术、传感技术、模式识别技术以及机电一体化技术于一体，采用符合潮流的开放式冗余性模块化结构，具备强大健壮性，能够与楼宇对讲、停车场、安防系统、大厅远程管理系统及其他任何第三方的系统和设备兼容联动，实现用户系统的高度集成，提高管理和使用的方便性和可靠性。

Claims (9)

1. 一种智能电梯管理系统，其包括管理中心、智能电梯管理主控制器及I/O控制器，该管理中心与智能电梯管理主控制器双向连接，其特征在于：其还包括电梯分配器，所述智能电梯管理主控制器分别与所述电梯分配器和I/O控制器双向连接，所述主控制器接收所述电梯分配器传送的远程选层、联动选层信号和I/O控制器的身份识别信号，并控制I/O控制器激活楼层电梯按钮，所述电梯分配器包括中央处理器单元，还包括住户/楼宇对讲接口单元、大厅管理单元、停车场系统接口单元、安防系统接口单元、电梯接口单元及引导指示单元，所述电梯分配器通过所述安防系统接口单元与安防系统相连，通过所述电梯接口单元与电梯相连，通过所述停车场系统接口单元与停车场主控制机相连，上述单元均与中央处理器单元相连接。

2. 根据权利要求1所述的智能电梯管理系统，其特征在于：当楼宇对讲系统支持联动接口通讯协议时，所述电梯分配器通过住户/楼宇对讲接口单元与可视对讲主机相连接。

3. 根据权利要求1所述的智能电梯管理系统，其特征在于：当楼宇对讲系统不具备联动接口通讯协议时，所述电梯分配器还包括楼层按键信号采集器，所述楼层按键信号采集器将其采集的住户同意开门信号传送至电梯分配器。

4. 根据权利要求1所述的智能电梯管理系统，其特征在于：所述I/O控制器包括中央处理单元、分别与该中央处理单元相连接的身份识别单元、人机接口单元和电梯控制器。

5. 根据权利要求4所述的智能电梯管理系统，其特征在于：所述身份识别单元包括电梯读卡器、生物识别模块、密码键盘的一种或多种。

6. 根据权利要求5所述的智能电梯管理系统，其特征在于：所述生物识别模块为指纹识别模块、视角膜识别模块或声音识别模块。

7. 根据权利要求4所述的智能电梯管理系统，其特征在于：所述电梯控制器包括电梯接口单元和扩展电梯接口单元，分别与电梯系统相连。

8. 根据权利要求1所述的智能电梯管理系统，其特征在于：所述系统内模块间采用CAN总线连接，还配置有TCP/IP方式的远程联网接口。

9. 根据权利要求1所述的智能电梯管理系统，其特征在于：所述电梯分配器还包括大厅远程管理单元。

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