CN108778974A - 电梯短程通信系统 - Google Patents

Abstract

一种电梯系统包括电梯轿厢(28)，所述电梯轿厢安置在通常由固定结构限定的井道(26)中并被构造和布置成沿着井道移动。电梯系统的短程通信系统被配置为提供电梯轿厢与固定结构之间的通信，并且可包括由电梯轿厢承载的收发器(62、64)、以及沿着井道间隔开的多个收发器(66)。通信系统的网络协调器(68)可操作地耦合到多个井道收发器以提供不间断的通信。

Description

电梯短程通信系统

背景技术

本公开涉及电梯系统，且更具体地涉及电梯系统的短程通信系统。

行进的电缆传统上用于为电梯系统的移动电梯轿厢供电和与之通信。由于其机械和电气限制，基于移动电缆的解决方案对于长而快的运动是不利的。此外，当前，通常在单个井道行梯道中具有行进的多个轿厢的无绳电梯系统不利用缆线，且因此依赖于井道和电梯轿厢之间的无线通信。对用于电梯系统应用的传统无线通信系统的改进是期望的。

发明内容

根据本公开的一个非限制性实施方案的电梯系统包括：电梯轿厢，所述电梯轿厢安置在通常由固定结构限定的井道中并被构造和布置成沿着所述井道移动；以及短程通信系统，其被配置为提供电梯轿厢与固定结构之间的通信，短程通信系统包括由电梯轿厢承载的第一轿厢收发器、沿井道间隔开的多个井道收发器、以及第一网络协调器，其可操作地耦合到多个井道收发器，以提供不间断的通信。

除了前述实施方案之外，短程通信系统包括由电梯轿厢承载并且与第一轿厢收发器垂直间隔开的第二轿厢收发器。

作为替代或除此之外，在前述实施方案中，短程通信系统包括第二网络协调器，其可操作地耦合到第一轿厢收发器和第二轿厢收发器，以促进不间断的通信。

作为替代或除此之外，在前述实施方案中，短程通信系统是近场通信系统。

作为替代或除此之外，在前述实施方案中，电梯系统包括线性推进系统，其被构造和布置成推进电梯轿厢，线性推进系统包括接合到井道并沿着井道分布的多个初级线圈。

作为替代或除此之外，在前述实施方案中，电梯系统包括线性推进系统，其被构造和布置成推进电梯轿厢，线性推进系统包括接合到井道并沿着井道分布的多个初级线圈。

作为替代或除此之外，在前述实施方案中，多个初级线圈和多个井道收发器以堆叠取向共同地模块化。

作为替代或除此之外，在前述实施方案中，第一轿厢收发器和第二轿厢收发器的中心点之间的间距大于多个井道收发器中的相邻井道收发器的中心点之间的间距。

作为替代或除此之外，在前述实施方案中，在第一轿厢收发器和第二轿厢收发器之间测得的垂直距离小于电梯轿厢的高度。

作为替代或除此之外，在前述实施方案中，电梯系统包括至少一个传感器，所述传感器由电梯轿厢承载并且被配置为向第二网络协调器输出信号。

作为替代或除此之外，在前述实施方案中，所述至少一个传感器被配置为监测电梯轿厢的速度、电梯轿厢的加速度、电梯轿厢中的负载、电梯轿厢的一或多个门的位置、以及电梯轿厢的一或多个制动器的位置中的至少一者。

作为替代或除此之外，在前述实施方案中，第二网络协调器包括微处理器。

作为替代或除此之外，在前述实施方案中，电梯系统包括线性推进系统，其被构造和布置成推进电梯轿厢，线性推进系统包括接合到井道并沿着井道分布的多个初级线圈。

作为替代或除此之外，在前述实施方案中，线性推进系统包括控制系统，其被配置成选择多个初级线圈并为其供能，控制系统包括多个开关，多个开关中的每一者与多个初级线圈中的相应一者相关联，且其中多个开关选择性地闭合来为多个初级线圈中与电梯轿厢的位置相关联的选定一者供能。

作为替代或除此之外，在前述实施方案中，第一网络协调器与控制系统可操作地相关联。

根据另一个非限制性实施方案的无绳电梯系统包括：电梯轿厢，所述电梯轿厢安置在通常由固定结构限定的井道中并被构造和布置成沿着所述井道移动；以及短程通信系统，其被配置为提供电梯轿厢和固定结构之间的通信，所述短程通信系统包括：第一轿厢收发器和在第一轿厢收发器下方间隔开并由电梯轿厢承载的第二轿厢收发器；沿着井道间隔开的多个井道收发器；第一网络协调器，其可操作地耦合到多个井道收发器并由固定结构承载以促进不间断的通信；以及第二网络协调器，其可操作地耦合到第一轿厢收发器和第二轿厢收发器并由电梯轿厢承载以促进不间断的通信。

除了前述实施方案之外，短程通信系统是近场通信系统。

前述特征和元件可以各种组合非排他性地进行组合，除非另有明确指示。根据以下描述和附图，这些特征和元件及其操作将变得更为明显。然而，应理解，以下描述和附图意图在本质上是示例性的而并非限制性的。

附图说明

根据所公开的非限制性实施方案的以下具体实施方式，各种特征对于本领域技术人员来说将变得明显。伴随具体实施方式的附图可以如下简述：

图1描绘根据本公开的多轿厢电梯系统；

图2是电梯系统的电梯轿厢以及线性推进系统的若干部分的俯视图；

图3是线性推进系统的示意图；以及

图4是电梯系统的短程通信系统的示意图。

具体实施方式

图1描绘示例性实施方案中的电梯系统20，其可为自推进或无绳的，且用在具有多个层级或楼层24的结构或建筑物22中。电梯系统20包括：井道26，其具有由结构22限定的边界；以及至少一个轿厢28，其适于在井道26中行进。井道26可包括例如三个行梯道30、32、34，其各自沿着的相应中心线35延伸，其中任何数目的轿厢28在任何一个行梯道中且在任何数目的行进方向上行进。例如且如所示出的，行梯道30、34中的轿厢28可沿着中心线35在向上方向上行进，且行梯道32中的轿厢28可沿着中心线35在向下方向上行进。此外，轿厢28可沿着中心线35在上部换乘站36和下部换乘站38内水平行进。

在顶层24上方可为上部换乘站36，其促进电梯轿厢28的水平运动，以在行梯道30、32、34之间移动轿厢。在第一层24下方可为下部换乘站38，其促进电梯轿厢28的水平运动，以在行梯道30、32、34之间移动轿厢。应理解，上部换乘站36和下部换乘站38可分别定位于顶层和第一层24，而不是在顶层和第一层上方和下方，或者可位于任何中间楼层。此外，电梯系统20可包括垂直位于上部换乘站36与下部换乘站38之间并且与上部换乘站36和下部换乘站38类似的一或多个中间换乘站(未示出)。

参考图1到图3，使用线性推进系统40来推进轿厢28，所述线性推进系统40具有至少一个固定的初级部分42(例如，如图2中所示安装在轿厢28的相对侧上的两个)、移动的次级部分44(例如，如图2中所示安装在轿厢28的相对侧上的两个)、以及控制系统46(见图4)。初级部分42包括安装在井道26中的行梯道30、32、34的一侧或两侧处的多个绕组或线圈48(即，初级线圈)。每个次级部分44可包括安装到轿厢28的两排相对的永磁体50A、50B。向初级部分42提供来自控制系统46的驱动信号以便生成磁通，所述磁通将力施加在次级部分44上，以控制轿厢28在其相应行梯道30、32、34中的移动(例如，向上、向下移动或保持静止)。初级部分42的多个线圈48可通常位于该相对排的永磁体50A、50B之间并间隔开。应预期和理解的是，可将任何数目的次级部分44安装到轿厢28，并且任何数目的初级部分42可以任何数目的配置与次级部分44相关联。

参考图3，控制系统46可包括电源52、驱动装置54、总线56和控制器58。电源52经由总线56电耦合到驱动装置54。在一个非限制性示例中，电源52可为直流(DC)电源或交流(AC)电源。DC电源52可使用存储装置(例如，电池、电容器)来实施，并且可为对来自另一个源的电力进行调节的有源装置(例如，整流器)。可使用电网或交流发电机来实施AC电源。驱动装置54可接收来自总线56的DC电力，且可将驱动激励提供给线性推进系统40的初级部分42。每个驱动装置54可为将来自总线56的DC电力转换成提供给初级部分42的相应部段的多相(例如，三相)驱动激励的转换器。初级部分42被划分成多个模块或部，其中每个部与相应驱动装置54相关联。

控制器58向驱动装置54中的每一者提供控制信号以控制驱动信号的生成。控制器58可将例如推力和速度的命令输出到驱动装置54。每个驱动装置54可包括控制器(未示出)，其产生脉冲宽度调制(PWM)以控制定子线圈的激励，如由从控制器58接收到的命令信号所指示。可使用经编程以产生控制信号的基于数字信号处理器的装置(例如，微处理器)来实施控制器58。控制器58还可为电梯控制系统或电梯管理系统的一部分。控制系统46的元件可在单个集成模块中实施，和/或沿着井道26分布。

参考图4，电梯系统20的短程通信系统60提供移动的电梯轿厢28与通常限定井道26的固定结构或建筑物22之间的无线通信。短程通信系统60可为近场通信系统，并且可包括第一轿厢收发器62和第二轿厢收发器64、多个井道收发器66、与井道26相关联的网络协调器68、以及与电梯轿厢28相关联的网络协调器70。第一轿厢收发器62和第二轿厢收发器64以及轿厢网络协调器68由电梯轿厢28承载。对于在垂直方向上移动的电梯系统20，第一轿厢收发器62可在第二收发器64上方间隔开。多个井道收发器66是固定的，通常接合到固定结构22，并且沿着井道26分布且间隔开。收发器62、64、66通常可为线圈。还应预期和理解的是，短程通信系统60可应用于任何类型的电梯系统(即，无绳或其它方式的)。还应预期的是，两个以上的收发器可由电梯轿厢28承载，并且取决于数据保真度要求、井道线圈尺寸叠片、轿厢长度和/或成本。

第一收发器62和第二收发器64被配置成在任何给定时刻并且取决于电梯轿厢28的运动来一次一个地接收和发射通信信号到多个井道收发器66中的选定井道收发器。第一收发器62和第二收发器64可硬连线到轿厢网络协调器70，轿厢网络协调器70通常可在任何给定时刻并且取决于电梯轿厢28的位置来选择哪个轿厢收发器62、64与多个井道收发器66交互。收发器62、64之间的选择可以是主动控制和/或可以至少部分地是被动的。收发器62、64、66之间的这种交互促进了在电梯轿厢28正在移动时以及电梯轿厢可停下(即变为静止)的任何地方的连续通信线路。例如，如果上部轿厢收发器62位于井道收发器66A的正对面，并且下部轿厢收发器64大体位于两个相邻的井道收发器66B、66C之间，那么在给定的时刻，轿厢网络协调器70与上部轿厢收发器62交互而不与下部轿厢收发器64交互。

多个井道收发器66被配置为在任何给定的时刻，一次一个地接收和发射通信信号到选定轿厢收发器62、64中的一者。多个收发器66可硬连线到井道网络协调器68，井道网络协调器68通常可在任何给定时刻且取决于电梯轿厢28的位置来选择哪个井道收发器66与轿厢收发器62、66交互。无论轿厢位置和运动如何，收发器交互的这种协调确保了与电梯轿厢28的连续通信线路。还应预期和理解的是，多个收发器66可在任何给定时刻活动，只要它们不相互干扰即可。

轿厢收发器62、64之间的间距可小于电梯轿厢28的高度(参见箭头72)。收发器62、64、66可各自具有相应的中心点或水平中心线74、76、78，使得在中心点74、76之间测得的距离(参见箭头80)可大于在相邻井道收发器66的相邻中心点78之间测得的距离(参见箭头82)，且可比距离82大约1.5倍。此取向确保了轿厢收发器中的一者直接与井道收发器相邻以获得优化的通信，而另一轿厢收发器在井道收发器之间，从而针对用于短程通信系统20中的所述特定轿厢收发器产生降级的通信或无通信。相邻井道收发器66的相邻中心点78之间的距离82的一个示例可直接对应于马达段的长度或其倍数，并且可以在大约1到1.2米的范围内。可替代地，电梯轿厢28可根据井道收发器的取向和短程通信系统的其它特征来承载两个以上的收发器。

多个初级线圈48和多个井道收发器66可沿着井道在堆叠取向上共同地模块化。也就是说，无绳电梯系统20的初级侧可包括沿着井道26大体垂直堆叠的多个模块化单元，使得每个模块化单元基本上相同且可扩展，例如，对于高层建筑物22。更具体地说，每个模块化单元可包括至少一个井道收发器66、至少一个驱动装置54和至少一个初级线圈48。

井道和/或轿厢网络协调器68、70可为基于计算机的处理器(例如，微处理器)，其被配置为执行存储在存储介质(未示出)上的计算机程序或软件以执行本文所述的操作。此外，井道网络协调器68通常可为控制器58的一部分，或者可为单独的微处理器。可替代地或除此之外，一个或两个电路68、70可经由硬件(例如，ASIC、FPGA)或硬件(例如，开关)和软件的组合来实施。

电梯系统20还可包括任何种类的传感器84，所述传感器由电梯轿厢28承载并配置成将数据信号输出到轿厢网络协调器或微处理器70。传感器84可被配置为监测电梯轿厢的速度、电梯轿厢的加速度、电梯轿厢中的负载、电梯轿厢的一或多个门(未示出)的位置、以及电梯轿厢的一或多个制动器(未示出)的位置中的至少一者。在一个示例中，短程通信系统60可被配置为接收从位置传感器84(例如，加速计)输入的数据，以用于将电梯轿厢位置数据发送到控制器58。此外，通信系统60可从任何种类的其它传感器接收任何其它类型的数据。这些数据可包括故障检测、安全相关信、健康监测、乘坐舒适性、压力、温度、湿度、占用率和其它数据，或者与之相关联。还应理解，可通过使用所提出的通信信道将来自控制器58的数据或指令传送到电梯轿厢28。

本公开的益处包括到电梯轿厢28的廉价且稳健的无线通信，其中在降低由于干扰导致的无线链路故障的可能性的情况下可经由近场耦合在轿厢与井道26之间建立通信。此外，由于近场信号的快速衰减，本公开可降低任何不期望的装置可能获得对电梯系统20中的信息的访问的任何可能性。

虽然参考示例性实施方案描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可做出各种改变并且可进行等效物替换。另外，在不脱离本公开的基本范围的情况下，可应用各种修改来使本公开的教导适于特定情况、应用和/或材料。因此，本公开并不限于本文所公开的特定示例，而是包括落入所附权利要求书的范围内的所有实施方案。

Claims (17)

1.一种电梯系统，其包括：

电梯轿厢，其安置在通常由固定结构限定的井道中并被构造和布置成沿着所述井道移动；以及

短程通信系统，其被配置为提供所述电梯轿厢与所述固定结构之间的通信，所述短程通信系统包括由所述电梯轿厢承载的第一轿厢收发器、沿着所述井道间隔开的多个井道收发器、以及第一网络协调器，所述第一网络协调器可操作地连接到所述多个井道收发器以提供不间断的通信。

2.根据权利要求1所述的电梯系统，其中所述短程通信系统包括第二轿厢收发器，其由所述电梯轿厢承载并且与所述第一轿厢收发器垂直间隔开。

3.根据权利要求2所述的电梯系统，其中所述短程通信系统包括第二网络协调器，其可操作地耦合到所述第一轿厢收发器和所述第二轿厢收发器，以促进不间断的通信。

4.根据权利要求3所述的电梯系统，其中所述短程通信系统是近场通信系统。

5.根据权利要求4所述的电梯系统，其还包括：

线性推进系统，其被构造和布置成推进所述电梯轿厢，所述线性推进系统包括多个初级线圈，所述多个初级线圈接合到所述井道并沿着所述井道分布。

6.根据权利要求1所述的电梯系统，其还包括：

线性推进系统，其被构造和布置成推进所述电梯轿厢，所述线性推进系统包括多个初级线圈，所述多个初级线圈接合到所述井道并沿着所述井道分布。

7.根据权利要求6所述的电梯系统，其中所述多个初级线圈和所述多个井道收发器以堆叠取向共同地模块化。

8.根据权利要求4所述的电梯系统，其中所述第一轿厢收发器和所述第二轿厢收发器的中心点之间的间距大于所述多个井道收发器的相邻井道收发器的中心点之间的间距。

9.根据权利要求3所述的电梯系统，其中在所述第一轿厢收发器和所述第二轿厢收发器之间测得的垂直距离小于所述电梯轿厢的高度。

10.根据权利要求3所述的电梯系统，其还包括：

至少一个传感器，其由所述电梯轿厢承载并被配置成向所述第二网络协调器输出信号。

11.根据权利要求10所述的电梯系统，其中所述至少一个传感器被配置为监测所述电梯轿厢的速度、所述电梯轿厢的加速度、所述电梯轿厢中的负载、所述电梯轿厢的一或多个门的位置、以及所述电梯轿厢的一或多个制动器的位置中的至少一者。

12.根据权利要求11所述的电梯系统，其中所述第二网络协调器包括微处理器。

13.根据权利要求11所述的电梯系统，其还包括：

线性推进系统，其被构造和布置成推进所述电梯轿厢，所述线性推进系统包括多个初级线圈，所述多个初级线圈接合到所述井道并沿着所述井道分布。

14.根据权利要求13所述的电梯系统，其中所述线性推进系统包括控制系统，所述控制系统被配置成选择所述多个初级线圈并为其供能，所述控制系统包括多个开关，所述多个开关中的每一者与所述多个初级线圈中的相应一者相关联，且其中所述多个开关选择性地闭合来为所述多个初级线圈中与所述电梯轿厢的位置相关联的选定一者供能。

15.根据权利要求14所述的电梯系统，其中所述第一网络协调器与所述控制系统可操作地相关联。

16.一种无绳电梯系统，其包括：

电梯轿厢，其安置在通常由固定结构限定的井道中并被构造和布置成沿着所述井道移动；以及

短程通信系统，其被配置为提供所述电梯轿厢与所述固定结构之间的通信，所述短程通信系统包括：第一轿厢收发器和在所述第一轿厢收发器下方间隔开并由所述电梯轿厢承载的第二轿厢收发器；沿着所述井道间隔开的多个井道收发器；第一网络协调器，其可操作地耦合到所述多个井道收发器并由所述固定结构承载以促进不间断的通信；以及第二网络协调器，其可操作地耦合到所述第一轿厢收发器和所述第二轿厢收发器并由所述电梯轿厢承载以促进不间断的通信。

17.根据权利要求16所述的电梯系统，其中所述短程通信系统是近场通信系统。