CN104079567B - 协议转换器、协议转换方法和电梯远程监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种协议转换器、协议转换方法和电梯远程监控系统，该协议转换器包括开关量输入接口，用于与电梯控制器的底层传感器端口连接，采集电梯运行开关量信号；数据获取单元，用于根据开关量输入接口定义从所述电梯运行开关量信号中获取电梯运行数据；以及数据发送单元，用于将所述电梯运行数据采用标准通讯协议报文格式打包发送。本发明通过开关量输入接口直接采集电梯控制器上底层传感器端口的开关量信号，能够在电梯控制器的专用通讯协议未知的情况下获取电梯运行数据，并转换为行业要求的标准通讯协议发送给远程数据接收装置。

Description

协议转换器、协议转换方法和电梯远程监控系统

技术领域

本发明涉及电梯协议转换技术，更具体地说，涉及一种协议转换器、协议转换方法和电梯远程监控系统。

背景技术

目前，电梯行业要求对于电梯的运行进行远程安全监测。例如，北京地区于2013年正式实施《电梯运行安全监测信息管理系统技术规范》，其中《电梯运行数据格式与输出要求》中对从电梯获取的数据格式和输出提出了统一要求。

电梯控制器是集信号采集、信号输出及逻辑控制于一体的电梯核心器件，也是远程收集电梯运行数据的数据源设备。电梯控制器中通常具有底层传感器端口，用于与电梯中安装的各个底层传感器连接，采集载荷、换向、障碍、位置、速度等各种电梯运行开关量信号。电梯控制器在采集底层传感器的电梯运行开关量信号后，会采用电梯各自专用的通讯协议对需要的电梯运行数据进行打包处理，再输出给外部设备。然而目前电梯控制器的通讯协议多种多样，有些是已知的通讯协议，而大部分厂家的通讯协议不对外公开。现有的通讯协议转换器只能将已知的通讯协议的数据转换为标准的通讯协议的数据发送，如果不知道电梯控制器的通讯协议，则无法获取这些电梯运行数据，更无法将其转换为行业要求的标准通讯协议。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有协议转换器在电梯控制器的通讯协议未知时无法获取电梯运行数据的缺陷，提供一种通过开关量输入接口直接采集电梯运行开关量信号的协议转换器、协议转换方法和电梯远程监控系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种协议转换器，包括：开关量输入接口，用于与电梯控制器的底层传感器端口连接，采集电梯运行开关量信号；数据获取单元，用于根据开关量输入接口定义从所述电梯运行开关量信号中获取电梯运行数据，所述开关量输入接口定义包括端子、端口、对应的接线说明及描述；以及数据发送单元，用于将所述电梯运行数据采用标准通讯协议报文格式打包发送，所述电梯运行数据包括电梯运行状态数据、健康状态数据以及运行状态统计数据；

所述协议转换器还包括多个标准通讯接口，在已知电梯控制器的通讯协议时，所述数据获取单元按照已知的电梯控制器的通讯协议实现与所述电梯控制器通讯，直接获取电梯运行数据。

在本发明所述的协议转换器中，所述开关量输入接口包括通过隔离方式获取所述电梯运行开关量信号的第一隔离单元；所述数据发送单元包括通过隔离方式发送所述电梯运行数据的第二隔离单元。

在本发明所述的协议转换器中，所述协议转换器还包括可编程逻辑单元，用于编制所述开关量输入接口定义以及所述标准通讯协议报文格式。

在本发明所述的协议转换器中，所述电梯运行数据包括电梯运行状态数据、健康状态数据和运行状态统计数据。

本发明还提供了一种电梯远程监控系统，包括：具有底层传感器端口的电梯控制器，与所述电梯控制器的底层传感器端口连接用于采集电梯运行数据的如前所述的协议转换器，以及与所述协议转换器通讯接收电梯运行数据的远程数据接收装置。

本发明还提供了一种协议转换方法，包括以下步骤：

开关量信号采集步骤，通过与电梯控制器的底层传感器端口连接的开关量输入接口，采集电梯运行开关量信号；

数据获取步骤，根据开关量输入接口定义从所述电梯运行开关量信号中获取电梯运行数据，所述开关量输入接口定义包括端子、端口、对应的接线说明及描述；

数据发送步骤，将所述电梯运行数据采用标准通讯协议报文格式打包发送，所述电梯运行数据包括电梯运行状态数据、健康状态数据以及运行状态统计数据；

所述协议转换方法还包括标准通讯步骤，用于通过标准通讯接口连接所述电梯控制器，并在已知电梯控制器的通讯协议时，按照已知的所述电梯控制器的通讯协议与所述电梯控制器通讯，获取电梯运行数据。

在本发明所述的协议转换方法中，所述开关量信号采集步骤中通过隔离方式获取所述电梯运行开关量信号；所述数据发送步骤中通过隔离方式发送所述电梯运行数据。

在本发明所述的协议转换方法中，所述协议转换方法还包括可编程逻辑步骤，用于编制所述开关量输入接口定义和所述标准通讯协议报文格式。

实施本发明的协议转换器、协议转换方法和电梯远程监控系统，具有以下有益效果：本发明通过开关量输入接口直接采集电梯控制器上底层传感器端口的开关量信号，能够在电梯控制器的通讯协议未知的情况下获取电梯运行数据，并转换为标准通讯协议发送给远程数据接收装置。

附图说明

图1为根据本发明的电梯远程监控系统的优选实施例的示意图；

图2为根据本发明的协议转换器的第一实施例的模块框图；

图3为根据本发明的协议转换器的第二实施例的模块框图；

图4为根据本发明的协议转换方法的优选实施例的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

请参阅图1，为根据本发明的电梯远程监控系统的优选实施例的示意图。如图1所示，该电梯远程监控系统包括电梯控制器30、协议转换器10和远程数据接收装置20。其中，电梯控制器30为待监测电梯的核心控制器件，其具有多个底层传感器端口，与电梯中安装的各个底层传感器连接，例如判断开门或关门状态的传感器，判断电梯所处楼层的传感器，判断电梯上行或下行状态的传感器等，用于采集开关门状态、电梯所处楼层和电梯上下行状态等各种电梯运行开关量信号。协议转换器10与电梯控制器30的底层传感器端口连接，用于采集电梯运行开关量信号，转换为电梯运行数据。远程数据接收装置20与协议转换器10通讯，远程接收协议转换器10采集的电梯运行数据，进行保存、分析或报警。

下面对协议转换器10的具体实现原理进行详细说明。请参阅图2，为根据本发明的协议转换器的第一实施例的模块框图。如图2所示，该第一实施例提供的协议转换器10包括：开关量输入接口11、数据获取单元12和数据发送单元13。

其中开关量输入接口11可以为一个或多个，用于与电梯控制器30的底层传感器端口连接，采集电梯运行开关量信号。电梯控制器30上具有底层传感器端口，各个厂家的传感器的类型可能不同，在具体连接时只要先掌握电梯控制器30的底层传感器端口的对应的定义，便可以按照协议转换器10的开关量输入接口11的功能定义，将指定功能定义的开关量输入接口11并接到对应的底层传感器端口即可。

数据获取单元12与开关量输入接口11连接，用于根据开关量输入接口定义从电梯运行开关量信号中获取电梯运行数据。表格1给出了部分开关量输入接口的定义，该示例中给出了5个端子，每个端子具有8个端口，分别与电梯控制器的底层传感器端口连接。以端子J2的端口X22为例，将该端口X22连接电梯控制器的检测开门状态的传感器端口，采集的电梯运行数据为开门状态，当该开关量信号为1时该开门状态有效，表明电梯处于开门状态。端子J1中，端口S/S13为端口X10-X13的公共端，端口S/S17为端口X14-X17的公共端；端子J2中，端口S/S23为端口X20-X23的公共端，端口S/S27为端口X24-X27的公共端；端子J3中，端口S/S33为端口X30-X33的公共端，端口S/S37为端口X34-X37的公共端。端子J4和J5中，相同编号的端口S/S与端口X配对使用，由于端口X0-X7为高压信号端口，因此为每个端口X配备了一个接控制柜地的端口S/S。例如，端口S/S7与端口X7配对使用。

表格1

数据发送单元13与数据获取单元12连接，用于将数据获取单元12获取的电梯运行数据采用标准通讯协议报文格式打包发送。具体地，数据发送单元13可以主动发送数据给远程数据接收装置20，也可以预先接收远程数据接收装置20发送的请求发送数据的命令帧，并根据接收的命令帧发送对应的数据。优选地根据行业要求可以采用后一种发送方式。由于远程数据接收装置20统一采用行业要求的标准通讯协议，如北京地区需符合2013年实施的《电梯运行安全监测信息管理系统技术规范》中电梯获取的数据格式，因此协议转换器10也需要采用该标准通讯协议与其通讯。电梯运行数据可以包括电梯运行状态数据、健康状态数据和运行状态统计数据。表格2-4分别为该标准通讯协议中电梯运行状态数据、健康状态数据和运行状态统计数据的报文格式的范例。表格5为运行状态定义表。其中，表格4中电梯钢丝绳运行折弯次数是对上下行状态的统计获得的，即上下行切换一次，钢丝绳就会折弯一次。表格5中从开门指令发出到开门到位完成，在此期间轿门状态都可以认为是开门中，从关门指令发出到关门到位完成，在此期间轿门状态都可以认为是关门中。表格2-4中某些信号未在表格1的开关量输入接口的定义中出现，但是可以通过表格1中任一保留的端口来获取该信息。例如表格5中“轿厢内有无人”，可以通过表格1中任一保留的端口连接人体感应器来获取。

表格2

表格3

表格4

表格5

在本发明的优选实施例中，开关量输入接口11还包括通过隔离方式获取电梯运行开关量信号的第一隔离单元。数据发送单元13还包括通过隔离方式发送电梯运行数据的第二隔离单元。该第一隔离单元和第二隔离单元均可以采用光电隔离或者数字隔离方式实现。本发明通过增设隔离单元，可以保障在传输过程中后一级设备不对前一级设备造成影响。

请参阅图3，为根据本发明的协议转换器的第二实施例的模块框图。如图3所示，第二实施例提供的协议转换器还进一步包括可编程逻辑单元14，用于编制开关量输入接口定义以及标准通讯协议报文格式。该可编程逻辑单元14可以采用可编程逻辑控制器(PLC)实现，通过例如AUTOSHOP编程软件进行编程。该可编程逻辑单元14连接至数据获取单元12，为其提供开关量输入接口定义，以支持前述从电梯运行开关量信号中获取电梯运行数据的过程。该可编程逻辑单元14还连接至数据发送单元13，为其提供标准通讯协议报文格式，以完成通信协议的自由转换。

该协议转换器10还可以进一步包括多个标准通讯接口15，以与电梯控制器30的常规通讯接口连接。例如，RS232，RS484，RS422，CAN等。在与电梯进行通讯时，如果已知电梯控制器30的通讯协议，则可以选择与之相同的标准通讯接口进行连接，数据获取单元12可以按照该已知的电梯控制器30的通讯协议实现与电梯控制器30的通讯，直接获取电梯运行数据。用户可通过可编程逻辑单元14选择或编制电梯控制器30的通讯协议，以便于协议转换器10与电梯控制器30的通讯。数据发送单元13可随后将通过标准通讯接口15获取的电梯运行数据采用标准通讯协议报文格式打包发送。

请参阅图4，为根据本发明的协议转换方法的优选实施例的流程示意图。如图4所示，该实施例提供的协议转换方法包括如下步骤：

首先，在步骤S1中，执行开关量信号采集步骤，通过与电梯控制器的底层传感器端口连接的开关量输入接口，采集电梯运行开关量信号。该步骤中也可以通过隔离方式获取电梯运行开关量信号，例如采用光电隔离或者数字隔离方式实现。

随后，在步骤S2中，执行数据获取步骤，根据开关量输入接口定义从所述电梯运行开关量信号中获取电梯运行数据。该步骤也可以采用如表格1示出的部分开关量输入接口定义。

最后，在步骤S3中，执行数据发送步骤，将所述电梯运行数据采用标准通讯协议报文格式打包发送。具体地，在该步骤中可以主动发送数据，也可以预先接收请求发送数据的命令帧，并根据该命令帧发送对应的数据，优选地根据行业要求可以采用后一种发送方式。电梯运行数据也可以包括电梯运行状态数据、健康状态数据和运行状态统计数据。各自的标准通讯协议报文格式也可以参照表格2-4。该数据发送步骤中也可以通过隔离方式发送打包后的电梯运行数据，例如采用光电隔离或者数字隔离方式实现。

在本发明的优选实施例中，该协议转换方法进一步包括可编程逻辑步骤，其可以在步骤S1之前实施，用于编制开关量输入接口定义和标准通讯协议报文格式。该可编程逻辑步骤可以采用可编程逻辑控制器(PLC)实现，通过例如AUTOSHOP编程软件进行编程。该可编程逻辑步骤编制的开关量输入接口定义，可以支持前述步骤S2的数据获取步骤从电梯运行开关量信号中获取电梯运行数据的过程。该可编程逻辑步骤编制的标准通讯协议报文格式，可以支持前述步骤S3的数据发送步骤，以完成电梯运行数据的打包发送过程。

在本发明的优选实施例中，该协议转换方法进一步包括标准通讯步骤，用于通过标准通讯接口连接电梯控制器，并按照电梯控制器的通讯协议与电梯控制器通讯，获取电梯运行数据。标准通讯接口例如，RS232，RS484，RS422，CAN等。在与电梯进行通讯时，如果已知电梯控制器的通讯协议，则可以通过标准通讯步骤选择与之相同的标准通讯接口进行连接，以按照该已知的电梯控制器的通讯协议实现与电梯控制器的通讯，直接获取电梯运行数据。用户可通过可编程逻辑步骤选择或编制电梯控制器的通讯协议，以便于协议转换器与电梯控制器的通讯。数据发送步骤可随后将通过标准通讯接口获取的电梯运行数据采用标准通讯协议报文格式打包发送。

综上所述，本发明不需要获知电梯控制器的通讯协议与之通讯，而是通过开关量输入接口直接连接电梯控制器上的底层传感器端口，采集底层传感器的开关量信号，进而提取出电梯运行数据采用标准通讯协议打包发送给远程数据接收装置，能够解决常规通讯方式在电梯控制器的通讯协议未知的情况下无法完成数据采集的问题。

应该理解地是，本发明的协议转换器和协议转换方法的具体实现原理相同，因此对协议转换器的实施例的详细描述也适用于协议转换方法，而对协议转换方法的实施例的详细描述同样适用于协议转换器。本发明中电梯包括垂直升降的箱式电梯，以及扶梯。

本发明是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本发明范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本发明技术的特定场合或材料，可对本发明进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本发明并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。

Claims (8)

1.一种协议转换器，其特征在于，包括：

开关量输入接口，用于与电梯控制器的底层传感器端口连接，采集电梯运行开关量信号；

数据获取单元，用于根据开关量输入接口定义从所述电梯运行开关量信号中获取电梯运行数据，所述开关量输入接口定义包括端子、端口、对应的接线说明及描述；

数据发送单元，用于将所述电梯运行数据采用标准通讯协议报文格式打包发送，所述电梯运行数据包括电梯运行状态数据、健康状态数据以及运行状态统计数据；

所述协议转换器还包括多个标准通讯接口，在已知电梯控制器的通讯协议时，所述数据获取单元按照已知的电梯控制器的通讯协议实现与所述电梯控制器通讯，直接获取电梯运行数据。

2.根据权利要求1所述的协议转换器，其特征在于，所述开关量输入接口包括通过隔离方式获取所述电梯运行开关量信号的第一隔离单元；所述数据发送单元包括通过隔离方式发送所述电梯运行数据的第二隔离单元。

3.根据权利要求1所述的协议转换器，其特征在于，所述协议转换器还包括可编程逻辑单元，用于编制所述开关量输入接口定义以及所述标准通讯协议报文格式。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的协议转换器，其特征在于，所述电梯运行数据包括电梯运行状态数据、健康状态数据和运行状态统计数据。

5.一种电梯远程监控系统，其特征在于，包括：具有底层传感器端口的电梯控制器，与所述电梯控制器的底层传感器端口连接用于采集电梯运行数据的权利要求1-4中任意一项所述的协议转换器，以及与所述协议转换器通讯接收电梯运行数据的远程数据接收装置。

6.一种协议转换方法，其特征在于，包括以下步骤：

开关量信号采集步骤，通过与电梯控制器的底层传感器端口连接的开关量输入接口，采集电梯运行开关量信号；

数据获取步骤，根据开关量输入接口定义从所述电梯运行开关量信号中获取电梯运行数据，所述开关量输入接口定义包括端子、端口、对应的接线说明及描述；

数据发送步骤，将所述电梯运行数据采用标准通讯协议报文格式打包发送，所述电梯运行数据包括电梯运行状态数据、健康状态数据以及运行状态统计数据；

所述协议转换方法还包括标准通讯步骤，用于通过标准通讯接口连接所述电梯控制器，并在已知电梯控制器的通讯协议时，按照已知的所述电梯控制器的通讯协议与所述电梯控制器通讯，获取电梯运行数据。

7.根据权利要求6所述的协议转换方法，其特征在于，所述开关量信号采集步骤中通过隔离方式获取所述电梯运行开关量信号；所述数据发送步骤中通过隔离方式发送所述电梯运行数据。

8.根据权利要求6所述的协议转换方法，其特征在于，所述协议转换方法还包括可编程逻辑步骤，用于编制所述开关量输入接口定义和所述标准通讯协议报文格式。