CN102659005B - 电梯智能远程报警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电梯智能远程报警系统，它包括用于检测电梯轿厢内人员滞留的时长，若时长超过预定值即发出人员被困的报警信号的无线采集报警器。本发明通过对电梯轿厢内人员滞留的时长进行检测，并将检测结果与预定值进行比较得出人员被困信息，再通过GSM通信模块呼叫管理人员，便于管理人员及时采取相应的急救措施，可有效避免人员被困在电梯内。

Description

电梯智能远程报警系统

技术领域

本发明涉及一种电梯自动报警系统，具体涉及一种电梯智能远程报警系统。

背景技术

随着这几年，土地资源越来越稀缺，促使高楼大厦越来越多，然而电梯的需求也就越来越多，也就说电梯在人们的起居生活中占有的角色越来越重要，电梯的安全性、舒适性、人性化方面也就成为电梯行业创新发展的一个必然趋势。但电梯毕竟是机器设备，它仍然有它机械的一面。尤其年前一件电梯被困事件：“一位乘客在大年前被困写字楼电梯2天，在这位乘客乘坐电梯过程中，电梯出现了故障，而且这位乘客也没有带手机，由于是在春节期间，整个大楼都放假了。所以导致乘客无法与外界联系”。针对这个事件，也充分说明电梯它的机械性，还不够人性化，急需改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电梯智能远程报警系统，它在检测到电梯内人员被困时可自动报警，便于管理员能够采取相应的急救措施。

本发明所采用的技术方案是：一种电梯智能远程报警系统，它包括：

无线采集报警器，用于检测电梯轿厢内人员滞留的时长，若时长超过预定值即发出人员被困的报警信号。

所述无线采集报警器包括：

传感器，安装于电梯轿厢内，将人员进入或离开轿厢的物理信号转化为微电信号，然后传输给中央处理电路模块；

中央处理电路模块，储存根据日期及时间预先设定的是否被困判断时间，对传感器所传信号进行运算比较，判断人员是否被困；

通信模块，与中央处理电路模块连接，当检测到人员被困时发送报警信号。

所述传感器为微波传感器，通过检测其电平信号判断是否有人员进入或离开轿厢。

所述通信模块为GSM通信模块，当检测到人员被困时通过呼叫预设电话号码予以报警。

所述无线采集报警器还包括与GSM通信模块连接的麦克风和扬声器。

所述无线采集报警器采用双路供电，一路由锂电池供电，一路由电梯门机控制器供电。

该远程报警系统还包括操作器，所述操作器包括：

通讯模块，与中央处理电路模块连接，用于与无线采集报警器互传信息；

液晶显示电路模块，与中央处理电路模块连接，用于显示操作器和无线采集报警器的相关参数；

按键电路模块，与中央处理电路模块连接，用于输入设定无线采集报警器的相关参数；

中央处理电路模块，对各电路模块进行读写及运算操作。

所述无线采集报警器上设有设置操作器有效的切换开关。

所述无线采集报警器和操作器上还设有电压采集电路模块，分别对各自系统电压进行检测，并向各自的中央处理电路模块发出低电信号。

所述无线采集报警器和操作器上还设有报警电路模块，分别与各自中央处理电路模块连接，当中央处理电路模块接收到低电信号时发出警报。

本发明的有益效果在于：本发明通过对电梯轿厢内人员滞留的时长进行检测，并将检测结果与预定值进行比较得出人员被困信息，再通过GSM通信模块呼叫管理人员，便于管理人员及时采取相应的急救措施，可有效避免人员被困在电梯内。

附图说明

图1为本发明系统构架图；

图2为操作器功能示意图；

图3为无线采集报警器功能示意图；

图4为操作器无线通讯电路图；

图5为操作器有线通讯电路图；

图6为操作器液晶显示电路模块电路图；

图7为操作器按键电路模块电路图；

图8为操作器中央处理电路模块电路图；

图9为操作器电压采集电路模块电路图；

图10为操作器报警电路模块电路图；

图11为GSM通信模块电路图；

图12为操作器有效切换开关电路图。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，一种电梯智能远程报警系统，它包括：

无线采集报警器，用于检测电梯轿厢内人员滞留的时长，若时长超过预定值即发出人员被困的报警信号；

操作器，用于对无线采集报警器进行相关参数的设定。

如图2所示，所述操作器包括：

通讯模块，与中央处理电路模块连接，用于与无线采集报警器互传信息；

液晶显示电路模块，与中央处理电路模块连接，用于显示操作器和无线采集报警器的相关参数；

按键电路模块，与中央处理电路模块连接，用于输入设定无线采集报警器的相关参数；

中央处理电路模块，对各电路模块进行读写及运算操作；

电压采集电路模块，对系统电压进行检测，并向中央处理电路模块发出低电信号；

报警电路模块，与中央处理电路模块连接，当中央处理电路模块接收到低电信号时发出警报。

所述操作器采用两节干电池供电，各个功能模块都采用两节干电池供电；主要应用设置报警器的拨号号码，及一周内24小时每个时间段或是假期的时间判断值，然后通过通讯模块发送到无线采集报警器，或者是查看所设置的电话号码及时间判断值时，通过通讯模块传输过来，同时把相关数据显示到液晶屏上。

所述通讯模块可以采用有线通讯方式（如图5所示），也可以采用无线通讯方式（如图4所示），为便于使用及安装，本实施例采用无线通讯方式，本通讯模块主要应用于将操作器上设置好的参数传送到无线采集报警器，把数字信号参数调制成无线信号发给无线采集报警器；其主要由无线接收发射芯片和外围电路组成；所述无线接收发射芯片是频率为470MHZ的无线收发芯片，其管脚分别与中央处理电路模块的相应I/O口相连；其管脚与中央处理电路模块构成电联接是作为中央处理电路模块以同步串口通讯方式的读写串口；所述无线接收发射芯片的RF_P和RF_N管脚通过平衡和滤波的电容和电感与天线相连，作为收发无线信号的端口。其中，关于信号提示脚，每当无线芯片有数据收到，它就会有一个信号的跳变，当微处理器检测到这个跳变后，就会去把无线芯片里的数据读出来。本实施例中，所述通讯模块采用高性能射频无线收发器，具有极低功耗，并且拥有高达 500 kBaud 的可配置数据速率，其可提供对数据包处理、数据缓冲、突发传输、空闲信道评估、链路质量指示以及无线唤醒的广泛硬件支持。该射频无线收发器主要针对工业、科研和医疗 (ISM) 以及 470-510 MHz 和 950-960 MHz 频带的短距离无线通信设备 (SRD)，特别适合于中国 470-510 MHz 短距离通信设备的无线应用,为操作器的实时数据更新提供技术保障。

如图6所示，所述液晶显示电路模块采用驱动IC+段码式液晶屏；中央处理电路模块通过串行口对液晶驱动芯片进行读写，驱动芯片把相关数据驱动显示到液晶屏上，该模块主要用于显示所设置的参数及电压状态。显示的内容包括，电量标识；设置周期标识（星期几）；设置节假标识；设置时间标志；报警器启动或停止标识，编号设置标识；电话号码标识；假期或是周期运行模式标识；11数据位，即可以显示电话号码，也显示可以表示判断时间，也可以显示报警器的编号，及显示设置或读取时、分、秒。

如图7所示，所述按键电路模块用于设置或修改参数，其由按键、上拉电阻和滤波电容组成；所述按键的一端与中央处理电路模块中单片机的管脚连接，另一端接地。该模块主要用于设置参数，每当有按键按下时，都会给单片机一个下跳沿的信号，然后中央处理电路模块会根据来自不同管脚的信号，做出相应的处理。

本按键电路共用5个按键：MEUN键，ENT键，增加键，减少键，OK键：

MEUN用于选择切换，电话号码设置，周时刻判断时间值设置，假期时刻判断时间设置，周时刻及假期时刻模式选择设置，报警器启动或停止设置，编号设置。每按一次MENU键，操作器先要从无线采集报警器里面读取要进行相应模式的数据或者是信息，然后显示在液晶屏上。也就是说要修该某值，先会自动读取某值，操作器不会存储所修改的参数值。它只是充当一个无线键盘和显示的角色，这主要是为了防止操作器掉电和操作器混用出现无数据及数据混乱的情况；

ENT键用于进入下级菜单，比如MEUN键选择了周期判断时间设置，然后按一下ENT就进入了选择对星期几设置，然后再按一下ENT就进了选择星期几的设置及设置电话号码时可以起到移位的作用；

增加键用于，增加所设数字的大小；

减少键用于，减少所设数字的大小；

OK键，用于确定数字已经设置好，并发送给无线采集报警器，由无线采集报警器的中央处理模块储存。

如图8所示，所述中央处理电路模块由单片机（微处理器）组成；所述单片机的主频为6M，其具有64个管脚，6个8位的I/O口，其中2个8位的AD带中断功能；及3个16位定时器，一个内部集成12位AD等；通过相对应的I/O口将电路连接，并对各电路模块进行读写及运算操作操作。

由于操作器采用干电池供电，而干电池的电能是有限的，为了防止操作器在电池电量不够的情况下而产生非正常的工作，所以要时刻知道电池的电量，在操作器上增设与中央处理电路模块连接的电压采集电路模块，如图9所示，电压的采集主要依靠，微控制器内集成的12位AD，采集的标准电压主要依靠2V的DC—DC芯片提供，也就说，AD的标准电压为2V，本电压采集电路模块周期为2分钟，在每个周期开始采集时，连续采集8次。然后取平均值，采集电压所得值在液晶上电量显示框的等级为：U>=2.7V为满格电；2.7V>U>=2.4V为二格电；2.4V>U>2.0V为一格电；U<2.1V为零格电也就是低电，电量显示框闪烁，并向中央处理电路模块发送低电信号。

如图10所示，所述报警电路模块主要用在需要报警提醒操作者时，发出响声；本电路依靠微控制器（MCU）的I/O驱动PNP的三极管，通过三极管放大驱动电流后再驱动蜂鸣器。在蜂鸣器不响时I/O口处于高电平，反之I/O处于低电平。

当微控制器检测到低电时，这时内部定时器会启动，定时器的周期为0.5S，当时间到达0.5S时，蜂鸣器会响，再过0.5蜂鸣器不响，就这样交替间断性响5次，然后停止，也停止定时器工作。

如图3所示，所述无线采集报警器包括：

通讯模块，与中央处理电路模块连接，用于与操作器互传信息；

传感器，安装于电梯轿厢内，将人员进入或离开轿厢的物理信号转化为微电信号，然后传输给中央处理电路模块；

中央处理电路模块，储存根据日期及时间预先设定的是否被困判断时间，对传感器所传信号进行运算比较，判断人员是否被困；

GSM通信模块，与中央处理电路模块连接，当检测到人员被困时发送报警信号；

电压采集电路模块，对系统电压进行检测，并向中央处理电路模块发出低电信号；

报警电路模块，与中央处理电路模块连接，当中央处理电路模块接收到低电信号时发出警报；

操作器有效切换开关，用于设置该无线采集报警器是否响应操作器传送的信号。

所述无线采集报警器采用双路供电，一路由锂电池供电，一路由电梯门机控制器供电，本报警器主要将门机控制的电源24V经过宽输入可调三端稳压器稳压出5V；可以给锂电池充电，再通过3V电源转化电路将5V电压稳压成3V为无线采集报警器各模块供电。两路电同时共用时，门机控制器电源通过充电电路给锂电池充电，当门机控制电源出问题时，电源通过充电切换电路马上切换成锂电池供电，而且是不间断，即使停电后系统也可照常工作。所述3V电源转化电路主要由三端的3V稳压芯片及外围电容组成，把5V输入转化为3.0V。所述充电切换电路主要由BQ2402锂电池管理芯片及外部MOS管组成的切换电路组成，当24V存在时，主要由5V电源转化电路稳压成5V供电，同时给锂电池充电，当24V停电时，切换电路马上切换为由锂电池提供5V供电。

所述传感器为微波传感器，通过检测其电平信号判断是否有人员进入或离开轿厢，所述微波传感器主要由微波振荡器和微波天线组成，微波振荡器是产生微波的装置，构成微波振荡器的器件有速调管、磁控管或某些固体元件。由微波振荡器产生的振荡信号需用波导管传输，并通过天线发射出去，由5V电源供电。

当有人进入微波传感器感应区域内并且一直在移动，微波传感器发射天线发射出的微波将被障碍物吸收及反射，然而障碍物或被反射回去的微波被接收天线接收到了，此时接收微波信号的功率已经发生了变化，传感器把这个功率变化转化为电平跳变，当微控制MCU得到下降沿的电平跳变时，MCU将会马上产生中断。将会再防抖动时间后读取微波传感器输出的电平信号，如果电平信号一直低电平，将表示有人存在；人离开轿厢时将会产生一个上升沿中断，经过防抖动时间后，如果电平信号为高电平，表示轿厢没有人。微波传感器因为有它的衍射面积，所以安装位置也即放射功率（因为发射功率影响它的感应距离）与检测准确度有直接的关系，安装位置及发射功率的调整要根据轿厢的大小而定。

所述中央处理电路模块由单片机（微处理器）组成；所述单片机的主频为6M，其具有64个管脚，6个8位的I/O口，其中2个8位的AD带中断功能；及3个16位定时器，一个内部集成12位AD等；通过相对应的I/O口将电路连接，并对各电路模块进行读写及运算操作操作。

如图11所示，所述通信模块为GSM通信模块，当检测到人员被困时通过呼叫预设电话号码予以报警，其主要由GSM模块、外置高增益天线、SIM卡电路、麦克风与扬声器构成。本发明选用的GSM模块有提供外置天线接口、麦克风接口、扬声器接口、异步通讯接口等；GSM模块与MCU的异步通讯口相连接。又因为一般的轿厢都是金属制品，金属制品对电磁波有吸收作用，而GSM网络通讯的无线电磁波的接受和发送主要靠天线，所以将外置天线通过屏蔽线引置轿厢顶，外置天线通过屏蔽线与无线采集报警器相连，而且外置天线应用的是高增益天线。

当需要呼叫电话号码时，MCU通过异步串口发送相应拨号AT指令给GSM模块；然后GSM模块开始拨号，当拨通后，就可以通过麦克风与扬声器与管理员对讲。所述无线采集报警器中可以设定至少三个号码，如果第一个号码没有拨通，将会拨第二个号码，如果第二个号码也拨不通将会拨第三个号码，如果第三个号码也拨不通，将会在5分钟后重播第一个号码，之后按照第一次拨顺序循环下去。

如图12所示，所述操作器有效切换开关由一个上拉电阻与一个DIP开关组成，上拨为操作器有效，下拨为操作器为0。这是为了防止两台电梯在相近的位置出现，当操作器设置其中一台电梯时，因为距离很近也会把另一台电梯的参数给设置了，同时也为无线采集报警器运行后，不受到无线干扰。所以加设操作器有效切换开关，当用操作器对其中某一台电梯设置时，需要把DIP开关拨到向上位置，即操作器有效位置，其他的不需要设置的相近的电梯开关拨下，即操作器无效位置。

当采用锂电池供电供电时，为避免无线采集报警器低电影响工作，所述无线采集报警器上设有电压采集电路模块，其首先经过两个分压电阻，把采集分压转化为5V时的电压为3V，然后经过MCU内部的12位AD采样，采集周期为1分钟，到达一个周期时间采集8次取平均值，如果采集的电压小于3.1V为锂电池低电，锂电池必须为大容量锂电池，要能维持无线采集报警器300分钟以上，当检测到低电时，报警器会发低电信息给管理员，告知几号电梯低电。

所述通讯模块、电压采集电路模块和报警电路模块与操作器的结构及原理相同，不再赘述。

所述无线采集报警器上还设有时钟电路与时钟LED显示电路，所述时钟电路主要由DS1302芯片及32768HZ晶振组成及纽扣电池。主要用于标记日期，当报警器初始上电时，必须通过操作器设置好当时时间。所述时钟LED显示电路有5位半数码及限流电阻组成，MCU的I/O驱动三极管，经过三极管放大驱动电流后驱动LED数码管，采用动态扫描法显示，能节约MCU管脚，由于时钟的准确的重要性，时间必须要显示出来，一旦发现时间不准确，必须用操作器设置准确。

所述无线语音采集报警器的工作原理及步骤如下：

首先判断无线采集报警器是在启动或停止状态，如果是启动状态即继续后续步骤，如果是停止状态即不工作；

当在启动模式时，当微波传感器检测到电梯轿厢中有人员进入时给无线采集报警器一个中断信号，之后内部定时器就开始计数，当计数器计满定时器的周期值时，这时计数变量自增，同时开始判断无线采集报警器是工作在周期模式还是节假日模式，之后开始读取时钟，然后根据读出的工作模式，向中央处理电路模块读取在这个模式下，这个时刻所设定的是否被困判断时间值；之后拿此时计数变量值与这个读出判断时间值相比较，如果大于了这个判断时间值，即确定有人员被困，报警器的MCU会通过AT指令控制内部的GSM通信模块给预设的管理员电话号码拨号：如果第一个号码没有拨通的情况下，将会给第二个号码拨号；如果第二个也没有拨通将会拨第三个号码；一共可以设置三个号码，当有其中一个号码拨通号码后，管理人员可以通过手机讲话，然后管理员语音信息通过手机的调制变成电池波后，通过GSM网络，传到报警器上，报警器通过内部的GSM模块调制成语音信息通过扬声器广播给被困者，如果被困者听到扬声器后通过接在报警器上的麦克风给予相应的回答，同时被困人员的回答语音信息的调制与传输和管理员的语音信息传过来的情况一样，回答的情况更能体现被困的具体情况，同时管理员也可以对被困人员进行语言安抚。当检测到电梯没有人存在的时候，计数变量清零，相关定时器停止运行，一旦检测到有人在轿厢里面，定时器开始工作，计数变量开始增加，一旦检测到电梯没有人，又回到开始的过程，清计数变量，停止定时器，如此循环。在整个过程中，不管电梯内进来过多少人，也不管电梯有人出入过多少次，只计从电梯轿厢开始有人存在直到判断时间，也就说不管过程只管结果，那这样削掉了很多不固定因素的影响，判断结果更精确、稳定。另外，所述是否被困判断时间必须要根据电梯每天的每个时间段或者是假期使用频率来设定，比如说在电梯使用高峰期，这个高峰一直都会有人，那么在这个高峰期所在的时间段内设置的判断时间就可以长一些；当电梯使用频率低些的时间段内，时间就可以设置得短些，比如晚上很少使用，时间就可以设置的短点，这样就能更加准确，有效判断是否有人被困电梯，因为正常的情况下，一个人是不可能长期存在电梯里面的，是否被困判断时间最大设置300分钟，最小设置10分钟。

Claims (8)

1.一种电梯智能远程报警系统，其特征在于：它包括：

无线采集报警器，用于检测电梯轿厢内人员滞留的时长，若时长超过预定值即发出人员被困的报警信号；

所述无线采集报警器包括：

传感器，安装于电梯轿厢内，将人员进入或离开轿厢的物理信号转化为微电信号，然后传输给中央处理电路模块；

第一中央处理电路模块，储存根据日期及时间预先设定的是否被困判断时间，对传感器所传信号进行运算比较，判断人员是否被困；

第一通信模块，与第一中央处理电路模块连接，当检测到人员被困时发送报警信号；

该远程报警系统还包括操作器，所述操作器包括：

第二通讯模块，与第二中央处理电路模块连接，用于与无线采集报警器互传信息；

液晶显示电路模块，与第二中央处理电路模块连接，用于显示操作器和无线采集报警器的相关参数；

按键电路模块，与第二中央处理电路模块连接，用于输入设定无线采集报警器的相关参数；

第二中央处理电路模块，对各电路模块进行读写及运算操作；

该系统的报警方法如下：

首先判断无线采集报警器是在启动或停止状态，如果是启动状态即继续后续步骤，如果是停止状态即不工作；

当在启动模式时，当微波传感器检测到电梯轿厢中有人员进入时给无线采集报警器一个中断信号，之后内部定时器就开始计数，当计数器计满定时器的周期值时，这时计数变量自增，同时开始判断无线采集报警器是工作在周期模式还是节假日模式，之后开始读取时钟，然后根据读出的工作模式，向中央处理电路模块读取在这个模式下，这个时刻所设定的是否被困判断时间值；之后拿此时计数变量值与这个读出判断时间值相比较，如果大于了这个判断时间值，即确定有人员被困，报警器的MCU会通过AT指令控制内部的GSM通信模块给预设的管理员电话号码拨号：如果第一个号码没有拨通的情况下，将会给第二个号码拨号；如果第二个也没有拨通将会拨第三个号码；一共可以设置三个号码，当有其中一个号码拨通号码后，管理人员可以通过手机讲话，然后管理员语音信息通过手机的调制变成电池波后，通过GSM网络，传到报警器上，报警器通过内部的GSM模块调制成语音信息通过扬声器广播给被困者，如果被困者听到扬声器后通过接在报警器上的麦克风给予相应的回答，同时被困人员的回答语音信息的调制与传输和管理员的语音信息传过来的情况一样，回答的情况更能体现被困的具体情况，同时管理员对被困人员进行语言安抚；

当检测到电梯没有人存在的时候，计数变量清零，相关定时器停止运行，一旦检测到有人在轿厢里面，定时器开始工作，计数变量开始增加，一旦检测到电梯没有人，又回到开始的过程，清计数变量，停止定时器，如此循环。

2.根据权利要求1所述的电梯智能远程报警系统，其特征在于：所述传感器为微波传感器，通过检测其电平信号判断是否有人员进入或离开轿厢。

3.根据权利要求1所述的电梯智能远程报警系统，其特征在于：所述第一通信模块为GSM通信模块，当检测到人员被困时通过呼叫预设电话号码予以报警。

4.根据权利要求3所述的电梯智能远程报警系统，其特征在于：所述无线采集报警器还包括与GSM通信模块连接的麦克风和扬声器。

5.根据权利要求1所述的电梯智能远程报警系统，其特征在于：所述无线采集报警器采用双路供电，一路由锂电池供电，一路由电梯门机控制器供电。

6.根据权利要求1所述的电梯智能远程报警系统，其特征在于：所述无线采集报警器上设有设置操作器有效的切换开关。

7.根据权利要求1所述的电梯智能远程报警系统，其特征在于：所述无线采集报警器和操作器上还设有电压采集电路模块，分别对各自系统电压进行检测，并向各自的中央处理电路模块发出低电信号。

8.根据权利要求7所述的电梯智能远程报警系统，其特征在于：所述无线采集报警器和操作器上还设有报警电路模块，分别与各自中央处理电路模块连接，当中央处理电路模块接收到低电信号时发出警报。