CN110113079B - 一种电梯应急呼叫系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯应急呼叫系统及控制方法，该系统包括嵌入式微控制器最小系统、4G通讯电路、热释电传感电路、霍尔传感电路、一键拨号电路、电源电路、实时时钟电路和数据存储电路；嵌入式微控制器最小系统包括主控芯片，及与主控芯片电连接的复位电路、时钟电路和启动电路；4G通讯电路、热释电传感电路、霍尔传感电路、一键拨号电路、电源电路、实时时钟电路和数据存储电路通道导线分别与主控芯片的不同引脚连接。该系统智能化程度高，提高救援效率，缩短乘客被困时间。通过设置4G通讯电路与外部实现无线通讯，信号不易被干扰，衰减程度低，通话质量高，利于电梯困人时施救；相对于目前的有线连接这种形式，节省了导线，便于维修，成本低。

Description

一种电梯应急呼叫系统及控制方法

技术领域

本发明属于电梯技术领域，具体涉及一种电梯应急呼叫系统及控制方法。

背景技术

电梯紧急报警装置是当电梯出现故障并且困人时，被困人员能够简单迅速与外界联系的一种装置。

目前，大多数在用电梯的紧急报警装置采用的都是有线对讲连接，也就是说紧急报警装置的五方都是通过线路直接连接。有线连接这种形式在使用过程中自然是足够稳定可靠的，但存在以下几个缺点：

1.目前住宅电梯占有量最大，而住宅电梯分散，如果通过有线连接电梯紧急报警装置，工程量大；

2.电梯如果距离值班室较远，线路中会存在信号的衰减，会导致通话质量下降，不利于电梯困人时的施救；

3.电梯紧急报警装置的线路和大楼多种线路放置在一起走线，信号易被干扰，导致通话质量下降，不利于施救；

4.电梯的使用寿命长达十几年，线路会发生老化或者损坏现象，维修时，通常采用重新放线的方法，成本高，工程量大；

5.有线连接的电梯紧急报警装置，只有值班人员24小时不离岗，才能保证紧急报警装置有效。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电梯应急呼叫系统及控制方法，解决现有大多数在用电梯的紧急报警装置采用的都是有线对讲连接，有线连接电梯紧急报警装置，工程量大；线路远导致信号的衰减、通话质量下降，信号易被干扰，线路会发生老化或者损坏现象，维修成本高的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下方案：

一种电梯应急呼叫系统，包括嵌入式微控制器最小系统、4G通讯电路、热释电传感电路、霍尔传感电路、一键拨号电路、电源电路、实时时钟电路和数据存储电路；所述嵌入式微控制器最小系统包括主控芯片，以及与主控芯片电连接的复位电路、时钟电路、启动电路和调试接口；

所述4G通讯电路、热释电传感电路、霍尔传感电路、一键拨号电路、电源电路、实时时钟电路和数据存储电路通道导线分别与主控芯片的不同引脚连接。

本套系统应用于曳引驱动电梯，利用热释电传感器感知电梯轿厢内是否有人，利用霍尔传感器感知电梯轿门的开关状态，利用计时器计算乘客在电梯轿厢内的累计时间。当电梯发生困人故障时，嵌入式微控制器能够自动准确的利用4G通讯电路对外发出救援信号，自动拨打三级救援电话，实现自动救援。也可以通过被困乘客按下一键拨号电路中的按键，本系统就会自动拨打三级救援电话，实现自动救援，且该系统的数据存储电路将乘客和接听者的全部对话以录音形式保存在本地，当远程管理平台需要调取通话录音时，存储在本地装置中的录音，可以上传到管理平台中。可以在发生电梯事故纠纷时，给纠纷双方提供一份事实依据。

该系统智能化程度高，提高救援效率，缩短乘客被困时间。通过设置4G通讯电路与外部实现无线通讯，信号不易被干扰，信号衰减程度低，通话质量高，利于电梯困人时的施救；相对于目前的有线连接这种形式，节省了导线，便于维修，成本低。

进一步改进，所述热释电传感电路包括安装在电梯轿厢内用于检测电梯轿厢内是否有人的热释电传感器，以及第一降噪电容、第一光电耦合器和第一限流电阻；热释电传感器的数据引脚串联第一限流电阻后接入第一光电耦合器，第一光电耦合器的另一个引脚连接第一降噪电容后与主控芯片的对应引脚连接；热释电传感器检测到电梯轿厢内有人时，第一光电耦合器会输出对应高低电平，并将该电平信号发送给主控芯片；

所述霍尔传感器安装在电梯轿厢门上用于检测电梯门是否关闭的霍尔传感器，以及第二降噪电容、第二光电耦合器和第二限流电阻；霍尔传感器的数据的引脚串联第二限流电阻后接入第二光电耦合器，第二光电耦合器的另一个引脚连接第二降噪电容后与主控芯片的对应引脚连接；霍尔传感器检测到电梯轿厢门开关状态发生变化时，第二光电耦合器输出对应的高低电平，并将该电平信号发送给主控芯片。

进一步改进，所述4G通讯电路包括通讯模块，以及通过导线与通讯模块不同引脚连接的SIM卡插槽、插设在插槽中的SIM卡、射频天线接口电路、信号状态指示电路、麦克风降噪电路和扬声器降噪电路；

所述通讯模块通过串行通讯口和主控芯片连接通讯。

进一步改进，所述一键拨号电路包括安装在电梯轿厢门内的按键，以及进行机械消抖的第三电阻和第三电容；第三电容并联在按钮两端后与第三电阻串联，然后通过导线与主控芯片的对应引脚连接。乘客按下一键拨号电路中的按键，本系统就会自动拨打三级救援电话，实现自动救援。

进一步改进，所述电源电路包括4.2V电源电路和3.3V电源电路；

其中，外部电源连接第一稳压芯片的2引脚，第一稳压芯片的4引脚稳定输出电压为4.2V的电源，为通讯电路供电；

外部电源连接第二稳压芯片的3引脚，第二稳压芯片的2引脚稳定输出电压为3.3V的电源，为主控芯片供电。

进一步改进，所述实时时钟电路包括时钟芯片PCF8563、32.768KHz晶振、二极管和电池；晶振两端连接时钟芯片PCF8563的1引脚和2引脚，电池正极通过二极管接到时钟芯片PCF8563的8引脚；时钟芯片PCF8563的5引脚、6引脚分别接到主控芯片对应的引脚。

进一步改进，所述数据存储电路包括SD卡插槽、插在SD卡插槽中的SD卡和上拉电阻，SD卡插槽的引脚通过电阻上拉连接主控芯片对应引脚。

进一步改进，所述主控芯片的型号为STM32F103VCT6，第一稳压芯片的型号为MIC29302，第二稳压芯片的型号为AMS1117-3.3。

基于上述电梯应急呼叫系统的控制方法，包括如下步骤：

1)、当热释电传感器检测到电梯轿厢内有人，并且霍尔传感器检测到电梯门处于关闭状态时，嵌入式微控制器最小系统利用系统内部定时器开始计时；

2)、达到设定值后，检测电梯轿厢内仍有人，且电梯门处于关闭状态，则判定为电梯困人，嵌入式微控制器利用串口向4G通讯电路发送通话指令，4G通讯电路随即拨打指定救援电话；另外，被困乘客可以通过按压一键拨号电路中的按键拨打指定救援电话等待救援，嵌入式微控制器控制实时时钟电路获取困人时间、拨号时间；

3)、通话结束后，嵌入式微控制器最小系统控制数据存储电路将电话录音文件存到SD卡内。

进一步改进，所述救援电话共分为三个级别：第一级为物业公司、第二级为电梯维保公司、第三级为应急救援平台；

嵌入式微控制器通过4G通讯拨打指定救援电话的顺序如下：从第一级开始拨打，当第一级未接通则拨打第二级，第二级未接通则拨打第三级，第三级为电梯应急救援平台，24小时有人值守，保证救援畅通。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本套系统应用于曳引驱动电梯，利用热释电传感器感知电梯轿厢内是否有人，利用霍尔传感器感知电梯轿门的开关状态，利用计时器计算乘客在电梯轿厢内的累计时间。当电梯发生困人故障时，嵌入式微控制器能够自动准确的利用4G通讯电路对外发出救援信号，自动拨打三级救援电话，实现自动救援。也可以通过被困乘客按下一键拨号电路中的按键，本系统就会自动拨打三级救援电话，实现自动救援，且该系统的数据存储电路将乘客和接听者的全部对话以录音形式保存在本地，当远程管理平台需要调取通话录音时，存储在本地装置中的录音，可以上传到管理平台中。可以在发生电梯事故纠纷时，给纠纷双方提供一份事实依据。

该系统智能化程度高，提高救援效率，缩短乘客被困时间。通过设置4G通讯电路与外部实现无线通讯，信号不易被干扰，信号衰减程度低，通话质量高，利于电梯困人时的施救；相对于目前的有线连接这种形式，节省了导线，便于维修，成本低。

附图说明

图1为嵌入式微控制器最小系统电路；

图2为4G通讯电路；

图3为热释电传感器检测电路；

图4为霍尔传感器检测电路；

图5为一键拨号电路；

图6为电源电路；

图7为实时时钟电路；

图8为数据存储电路。

具体实施方式

为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一：

一种电梯应急呼叫系统，包括嵌入式微控制器最小系统、4G通讯电路、热释电传感电路、霍尔传感电路、一键拨号电路、电源电路、实时时钟电路和数据存储电路；电梯困人时，热释电传感电路、霍尔传感电路检测到电梯内有人且电梯关门，嵌入式微控制器最小系统利用系统内部定时器计算时长，达到设定值后，嵌入式微控制器最小系统利用串口向4G通讯电路发送通话指令，4G通讯电路随即拨打指定救援电话，通话结束后，通过实时时钟电路获取困人时间、拨号时间，并且将电话录音文件存到数据存储电路内。嵌入式微控制器最小系统利用热释电传感器检测到电梯轿厢有人并且利用霍尔传感器检测电梯轿厢门处于关闭状态，系统内部计算时长，超过设定的时间即判定为电梯困人故障，嵌入式微控制器随即自动按顺序拨打存储器中的三级救援电话；

所述嵌入式微控制器最小系统由型号为STM32F103VCT6的主控芯片、8MHZ晶振、22pF电容、0.1uF电容组成。嵌入式微控制器最小系统由复位电路、时钟电路、启动电路、电容、调试接口组成。复位电路在上电瞬间，电容充电，RESET出现短暂的低电平，复位信号持续时间约在1ms左右。时钟电路由8MHz晶振和两个22pF电容组成，连接到芯片的OSC_IN和OSC_OUT引脚，为系统提供稳定可靠的时钟信号。启动电路连接到芯片的BOOT0和BOOT1引脚，BOOT0为高电平，BOOT1为低电平时，从系统存储器启动，BOOT0为高电平，BOOT1为高电平时，从系统内存启动。如图1所示。

所述4G通讯电路包含通讯模块、SIM卡插槽、SIM卡、射频天线接口电路、信号状态指示电路、麦克风降噪电路、扬声器降噪电路。SIM卡插槽的RST引脚、DATA引脚、VCC引脚、CLK引脚分别连接到通讯模块的20引脚、22引脚、21引脚、23引脚；天线连接到通讯模块的32引脚，其余四个引脚接到GND；指示灯电路连接到通讯模块的13引脚，通讯模块调整13引脚的电平可以打开或关闭三极管，从而使LED灯亮灭；麦克风的两个引脚分别连接到通讯模块的18引脚、19引脚；扬声器的两个引脚分别连接到通讯模块的16引脚、17引脚；通讯模块通过串行通讯口和STM32F103VCT6的引脚8和引脚9连接通讯。电路如图2所示。

所述热释电传感电路包含第一降噪电容、第一光电耦合器和第一限流电阻。热释电传感器的数据引脚1串联第一限流电阻接入第一光电耦合器，热释传感器检测到变化时，第一光电耦合器会输出对应高低电平，此数字信号STM_HS连接STM32F103VCT6的31引脚，如图3所示。

所述霍尔传感器电路包含第二降噪电容、第二光电耦合器和第二限流电阻。霍尔传感器的数据引脚1串联第二限流电阻接入第二光电耦合器，霍尔传感器检测到变化时，第二光电耦合器会输出对应高低电平，此数字信号STM_DS连接STM32F103VCT6的34引脚。电路如图4所示。

所述一键拨号电路包含按键、第三电阻和第三电容。0.1uF第三电容并联在按钮两端，进行机械消抖，10K第三电阻将按键1引脚上拉至高电平，并连接到STM32F103VCT6的76引脚，如图5所示。

所述电源电路包括4.2V电源和3.3V电源。外部电源连接第一稳压芯片MIC29302的2引脚，芯片4引脚可以稳定输出电压为4.2V的电源，为通讯电路供电。外部电源连接第二稳压芯片AMS1117-3.3的3引脚，芯片2引脚可以稳定输出电压为3.3V的电源，为主控芯片供电，如图6所示。

所述实时时钟电路包括时钟芯片PCF8563、32.768KHz晶振、二极管、电池、电容和电阻。晶振两端连接时钟芯片PCF8563的1引脚和2引脚，电池正极通过二极管接到时钟芯片PCF8563的8引脚。时钟芯片PCF8563的5引脚、6引脚分别接到主控芯片52引脚和51引脚，如图7所示。

所述数据存储电路包括SD卡插槽、SD卡、上拉电阻和电容，SD卡插槽的1引脚、2引脚、5引脚、7引脚分别通过电阻上拉，接入到主控芯片的81引脚、82引脚、83引脚和84引脚，如图8所示。

实施例二：

基于上述电梯应急呼叫系统的控制方法，包括如下步骤：

1)、当热释电传感器检测到电梯轿厢内有人，并且霍尔传感器检测到电梯门处于关闭状态时，嵌入式微控制器最小系统利用系统内部定时器开始计时；

2)、达到设定值后，检测电梯轿厢内仍有人，且电梯门处于关闭状态，则判定为电梯困人，嵌入式微控制器利用串口向4G通讯电路发送通话指令，4G通讯电路随即拨打指定救援电话；另外，被困乘客可以通过按压一键拨号电路中的按键拨打指定救援电话等待救援，嵌入式微控制器控制实时时钟电路获取困人时间、拨号时间；

3)、通话结束后，嵌入式微控制器最小系统控制数据存储电路将电话录音文件存到SD卡内。

在本实施例中，所述救援电话共分为三个级别：第一级为物业公司、第二级为电梯维保公司、第三级为应急救援平台；嵌入式微控制器通过4G通讯拨打指定救援电话的顺序如下：从第一级开始拨打，当第一级未接通则拨打第二级，第二级未接通则拨打第三级，第三级为电梯应急救援平台，24小时有人值守，保证救援畅通。电话一旦接通，系统开始录音，将救援通话内容录制并保存在本地。远程管理平台利用互联网可以读取本地保存的录音文件。

本发明中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。

Claims (9)

1.一种电梯应急呼叫系统，其特征在于，包括嵌入式微控制器最小系统、4G通讯电路、热释电传感电路、霍尔传感电路、一键拨号电路、电源电路、实时时钟电路和数据存储电路；所述嵌入式微控制器最小系统包括主控芯片，以及与主控芯片电连接的复位电路、时钟电路、启动电路和调试接口；

所述4G通讯电路、热释电传感电路、霍尔传感电路、一键拨号电路、电源电路、实时时钟电路和数据存储电路通道导线分别与主控芯片的不同引脚连接；

所述热释电传感电路包括安装在电梯轿厢内用于检测电梯轿厢内是否有人的热释电传感器，以及第一降噪电容、第一光电耦合器和第一限流电阻；热释电传感器的数据引脚串联第一限流电阻后接入第一光电耦合器，第一光电耦合器的另一个引脚连接第一降噪电容后与主控芯片的对应引脚连接；热释电传感器检测到电梯轿厢内有人时，第一光电耦合器会输出对应高低电平，并将该电平信号发送给主控芯片；

所述霍尔传感电路安装在电梯轿厢门上用于检测电梯门是否关闭的霍尔传感器，以及第二降噪电容、第二光电耦合器和第二限流电阻；霍尔传感器的数据的引脚串联第二限流电阻后接入第二光电耦合器，第二光电耦合器的另一个引脚连接第二降噪电容后与主控芯片的对应引脚连接；霍尔传感器检测到电梯轿厢门开关状态发生变化时，第二光电耦合器输出对应的高低电平，并将该电平信号发送给主控芯片。

2.根据权利要求1所述电梯应急呼叫系统，其特征在于，所述4G通讯电路包括通讯模块，以及通过导线与通讯模块不同引脚连接的SIM卡插槽、插设在插槽中的SIM卡、射频天线接口电路、信号状态指示电路、麦克风降噪电路和扬声器降噪电路；

所述通讯模块通过串行通讯口和主控芯片连接通讯。

3.根据权利要求2所述电梯应急呼叫系统，其特征在于，所述一键拨号电路包括安装在电梯轿厢门内的按键，以及进行机械消抖的第三电阻和第三电容；第三电容并联在按钮两端后与第三电阻串联，然后通过导线与主控芯片的对应引脚连接。

4.根据权利要求3所述电梯应急呼叫系统，其特征在于，所述电源电路包括4.2V电源电路和3.3V电源电路；

其中，外部电源连接第一稳压芯片的2引脚，第一稳压芯片的4引脚稳定输出电压为4.2V的电源，为通讯电路供电；

外部电源连接第二稳压芯片的3引脚，第二稳压芯片的2引脚稳定输出电压为3.3V的电源，为主控芯片供电。

5.根据权利要求4所述电梯应急呼叫系统，其特征在于，所述实时时钟电路包括时钟芯片PCF8563、32.768KHz晶振、二极管和电池；晶振两端连接时钟芯片PCF8563的1引脚和2引脚，电池正极通过二极管接到时钟芯片PCF8563的8引脚；时钟芯片PCF8563的5引脚、6引脚分别接到主控芯片对应的引脚。

6.根据权利要求5所述电梯应急呼叫系统，其特征在于，所述数据存储电路包括SD卡插槽、插在SD卡插槽中的SD卡和上拉电阻，SD卡插槽的引脚通过电阻上拉连接主控芯片对应引脚。

7.根据权利要求6所述电梯应急呼叫系统，其特征在于，所述主控芯片的型号为STM32F103VCT6，第一稳压芯片的型号为MIC29302，第二稳压芯片的型号为AMS1117-3.3。

8.基于权利要求1-7中任一项所述电梯应急呼叫系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）、当热释电传感器检测到电梯轿厢内有人，并且霍尔传感器检测到电梯门处于关闭状态时，嵌入式微控制器最小系统利用系统内部定时器开始计时；

2）、达到设定值后，检测电梯轿厢内仍有人，且电梯门处于关闭状态，则判定为电梯困人，嵌入式微控制器利用串口向4G通讯电路发送通话指令，4G通讯电路随即拨打指定救援电话；另外，被困乘客可以通过按压一键拨号电路中的按键拨打指定救援电话等待救援，嵌入式微控制器控制实时时钟电路获取困人时间、拨号时间；

3）、通话结束后，嵌入式微控制器最小系统控制数据存储电路将电话录音文件存到SD卡内。

9.权利要求8所述电梯应急呼叫系统的控制方法，其特征在于，所述救援电话共分为三个级别：第一级为物业公司、第二级为电梯维保公司、第三级为应急救援平台；

嵌入式微控制器通过4G通讯拨打指定救援电话的顺序如下：从第一级开始拨打，当第一级未接通则拨打第二级，第二级未接通则拨打第三级，第三级为电梯应急救援平台。