CN102514988A - 一种超高频远距离电梯控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超高频远距离电梯控制系统，包括超高频芯片、主控板和高速处理器，所述主控板采用一体式设计，集成超高频读写器、电梯控制电路以及扩展接口；当电梯关门后，超高频读写器自动采集到电梯内用户携带的超高频芯片，经过高速处理器的过滤算法计算后，能一次性检测所有电梯内用户的楼层权限，并启动电梯控制电路控制电梯到达相应的授权楼层。本发明的有益效果在于：能够在短时间内快速准确的识别出电梯内所有用户的授权楼层信息，有效解决电梯先运行高楼层，但较低楼层还未被授权，从而导致的较低楼层用户无法优先达到楼层的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电梯智能化领域，特别涉及一种超高频远距离电梯控制系统。
背景技术
目前全国的大多数在用的电梯在安全管理及智能化方面并没有太多的措施，对于人员的出入和使用电梯权限的管理还存在空白.事实上，相当一部分楼宇、楼宇的部分楼层或该楼宇在某些时间段内并不希望任何人都可以任意通过电梯进入.在现实生活和工作中，大部分物业都是通过门禁或保安人员来控制，存在人为疏忽甚至故意的风险，且事后不易追查.由于电梯的使用和管理上没有采取任何技术手段，电梯在为广大市民带来了很大的便利的同时，也给非法人员提供了便利.全国众多的偷盗案件中，相当一部分嫌疑犯都是通过电梯自由进出而顺利作案.保证合法人员正常使用电梯的同时，如何防止非法人员随意使用电梯，成为众多场合必须要考虑的重要问题。
IC近距离梯控已广泛应用于梯控系统，随着物理网技术的发展，以及EPC-C1Gen2 ISO-18000-6C协议的标准化，超高频(UHF)读写器加无源标签越发深入到人们工作与生活中。比如早期的IC梯控，需要乘电梯的人拿出IC卡，然后刷卡验证楼层，方可达到指定楼层，但IC卡往往放在包内，如果双手拿满物品，需要拿卡出来再刷，会相当麻烦。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超高频远距离电梯控制系统，利用UHF远距离读卡的特性，设计发明一种实现随身带了授权卡的用户，可进入电梯后，读写器采集卡权限，自动授权楼层，将用户送到对应的楼层，从而实现本发明的目的。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种超高频远距离电梯控制系统，其特征在于，所述电梯控制系统包括超高频芯片、主控板和高速处理器；所述主控板采用一体式设计，集成超高频读写器、电梯控制电路以及扩展接口；
所述超高频芯片内置电梯授权楼层的信息，与超高频读写器采用统一的工作频段和方式，能被超高频读写器读取芯片中的数据；
所述超高频读写器包括超高频型号发射电路，用于向范围内发射无线射频识别信号，并将反馈回来的信号传送给高速处理器；
所述高速处理器内嵌小型数据库软件，能在不大于0.9秒的时间内完成电梯内超高频芯片的授权楼层信息的检测，并启动电梯控制电路控制电梯到达相应的授权楼层。
在本发明的一个实施例中，所述高速处理器为ARM Cortex-M332位处理器。
在本发明的一个实施例中，所述电梯控制电路采用CPLD逻辑控制128个继电器，继电器和电梯接口之间采用干触点连接。
在本发明的一个实施例中，所述主控板设置有多种扩展接口，支持RS485、Wiegand、TCP/IP、WIFI和USB方式输出。
一种超高频远距离电梯控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：当电梯关门后，超高频读写器自动采集到电梯内用户携带的超高频芯片，经过高速处理器的算法计算后，能一次性检测所有电梯内用户的楼层权限，并启动电梯控制电路控制电梯到达相应的授权楼层。
在本发明的一个实施例中，所述高速处理器采用卡缓存算法、同卡过滤算法和时间间隔过滤算法。
本发明的有益效果在于：能够在短时间内快速准确的识别出电梯内所有用户的授权楼层信息，有效解决电梯先运行高楼层，但较低楼层还未被授权，从而导致的较低楼层用户无法优先达到楼层的问题。
附图说明
图1为本发明所述的一种超高频远距离电梯控制系统的结构框图。
图2为本发明所述的一种超高频远距离电梯控制系统的缓存算法流程图。
图3为本发明所述的一种超高频远距离电梯控制系统的同卡过滤流程图。
图4为本发明所述的一种超高频远距离电梯控制系统时间间隔过滤流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1所示，本发明所述的一种超高频远距离电梯控制系统，包括超高频芯片、主控板和高速处理器，所述主控板采用一体式设计，集成超高频读写器、电梯控制电路以及扩展接口；当电梯关门后，超高频读写器自动采集到电梯内用户携带的超高频芯片，经过高速处理器的过滤算法计算后，能一次性检测所有电梯内用户的楼层权限，并启动电梯控制电路控制电梯到达相应的授权楼层。
所述超高频芯片内置电梯授权楼层的信息，与超高频读写器采用统一的工作频段和方式，能被超高频读写器读取芯片中的数据；所述超高频读写器包括超高频型号发射电路，用于向范围内发射无线射频识别信号，并将反馈回来的信号传送给高速处理器；所述高速处理器内嵌小型数据库软件，能在不大于0.9秒的时间内完成电梯内超高频芯片的授权楼层信息的检测，并启动电梯控制电路控制电梯到达相应的授权楼层。
以下为本发明的详细的硬件方案和工作原理：
1.硬件方案
所述超高频芯片，采用美国Impinj的R1000芯片，符合EPC C1Gen2协议，处理器采用ARM Cortex-M332位处理器运算速度更快(传统的IC梯控系统一般都是8位机，多张卡权限运算较慢)，扩展8Mbit SRAM用于大量的采集卡数据，256MByte字节的NandFlash用于掉电存储层数，事件，卡数据库等。
2.控制电梯楼层
采用CPLD逻辑控制128个继电器，管理64层电梯，与电梯接口全部采用进口的TI数字隔离器以及进口的omron继电器(干触点连接)，数字隔离器干触点方案更加可靠，与电梯无实际电气连接。
3.卡缓存算法
由于卡的识别速度很快(最快可到每秒190张卡)，所以卡识别到后要立即缓存在控制器本地的内存中。卡缓存只在控制器内缓存有限的时间，在一定的时限内没有再次扫描到卡则从缓存中移除。
控制器本地可以缓存多至500张以上卡的数据，就是说可以实际同时批量识别可达500张卡。而电梯内一般一人一张卡的话一般不超过20张，缓存完全可以满足存储。
4.批量识别
UHF读写器在关门后，自动采集电梯内的卡数据，主控制MCU经过数据过滤和权限的快速判断后，一次可直间操作二十层不同的楼层权限。ARM处理器采用操作系统，内嵌小型数据库软件，在100000张得权限内，进行卡的时限判断和楼层等判断后，进行授权操作，利用数据库的快速有效性，20张卡在100000张卡权限内在最坏情况下0.9秒完成查询对比并授权楼层信息。
5.同卡过滤
每次识别到一张卡的时候，控制器会检查相应天线对应的缓存，如果发现此卡已经存在于缓存之中，则只更新这张卡相关的数据，而不是重新建立一条记录。这样就实现了同卡过滤，即在一个缓冲中，卡的ID号是唯一的，这样可以屏蔽控制器输出的重复数据(不会在电梯运行过程中，多次授权相同的楼层)提高识别效率。
6.时间间隔过滤
控制器同时也支持多种输出方式，包括RS485、Wiegand、TCP/IP、WIFI、USB等，各种输出方式又可以配置为主动输出与被动输出两种模式：主动模式下控制器会按照一定规则自动输出，被动模式则是由接收卡数据的设备(PC机或其他嵌入式设备等)向控制器发出请求，然后控制器再按照一定规则发送数据。在主动模式下，可以指定一段时间长度，在此长度内控制器不会重复输出相同的卡数据，这样可以屏蔽掉冗余的卡信息，这就是时间间隔过滤。
7.异常判断处理
系统以人身安全为主要目的，当发生火灾报警等事件时，梯控系统脱离电梯控制，此时电梯恢复默认状态，另外，系统采用软硬狗检测电路设计，保证系统在发生错误时能及时恢复到电梯的正常运行状态。高速处理器采用实时的嵌入式操作系统，在最高优先级的任务，检测核心进程，一旦发生异常立即恢复继电器状态。
8.梯控读卡处理过程及内存分部
[1]电梯运行模式简介
带授权卡的乘梯人员进入电梯内，电梯内的UHF天线，在关门信号到来后，自动批量采集乘电梯人员的卡数据，并进行权限的判断处理，自动授权楼层，当电梯门开，清空当前读取内存，但保留上次授权的内存楼层，等待关门信号到来后，采集到的卡数据经过权限判断后，再读取电梯状态，如果在同一周期内运行，新授权的楼层，进行楼层授权，未授权的楼层进行电梯按钮双击取消(本层到达的卡楼层没有采集到，双击取消，电梯不处理。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种超高频远距离电梯控制系统，其特征在于，所述电梯控制系统包括超高频芯片、主控板和高速处理器；所述主控板采用一体式设计，集成超高频读写器、电梯控制电路以及扩展接口；
所述超高频芯片内置电梯授权楼层的信息，与超高频读写器采用统一的工作频段和方式，能被超高频读写器读取芯片中的数据；
所述超高频读写器包括超高频型号发射电路，用于向范围内发射无线射频识别信号，并将反馈回来的信号传送给高速处理器；
所述高速处理器内嵌小型数据库软件，能在不大于0.9秒的时间内完成电梯内超高频芯片的授权楼层信息的检测，并启动电梯控制电路控制电梯到达相应的授权楼层。
2.根据权利要求1所述的超高频远距离电梯控制系统，其特征在于，所述高速处理器为ARM Cortex-M3 32位处理器。
3.根据权利要求1所述的超高频远距离电梯控制系统，其特征在于，所述电梯控制电路采用CPLD逻辑控制128个继电器，继电器和电梯接口之间采用干触点连接。
4.根据权利要求1所述的超高频远距离电梯控制系统，其特征在于，所述主控板设置有多种扩展接口，支持RS485、Wiegand、TCP/IP、WIFI和USB方式输出。
5.一种超高频远距离电梯控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：当电梯关门后，超高频读写器自动采集到电梯内用户携带的超高频芯片，经过高速处理器的算法计算后，能一次性检测所有电梯内用户的楼层权限，并启动电梯控制电路控制电梯到达相应的授权楼层。
6.根据权利要求5所述的超高频远距离电梯控制方法，其特征在于，所述高速处理器采用卡缓存算法、同卡过滤算法和时间间隔过滤算法。
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