CN110371808A - 一种电梯网关及电梯系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电梯网关及电梯系统。所述电梯网关包括有线网络接口、处理器和无线网络接口；其中所述有线网络接口用于与电梯本体的网络接口有线连接；所述无线网络接口用于与电梯外部的无线设备无线连接；所述处理器作为通信和数据交换的处理单元用于实现所述有线网络接口与所述无线网络接口的协议及数据转换。所述电梯网关能方便地实现电梯与电梯、电梯与建筑、电梯与维护设备的联网，同时又能实现数据筛选、权限管理等功能，保证数据访问的安全性和完整性以及电梯控制系统内部网络的独立性。
Description
技术领域
本发明涉及电梯技术领域，更具体地涉及一种电梯网关及电梯系统。
背景技术
随着我国社会经济的发展，高楼层建筑的不断涌现，电梯逐渐得到普及，然而电梯设备的专用性又制约了其与外部设备和网络的互联。电梯作为建筑物的重要设备，其安全可靠地运行是至关重要的，也必然是物业管理的重点。然而由于缺乏有效的联网手段，多数电梯的运行状况等数据一般只能由专业人员使用专用设备才能获得，这就使得电梯维护的及时性、方便性及有效性受到了极大地制约，同时也不符合现代物联网发展及物业管理的需要。
因此，本领域急需一种可以方便实现电梯与电梯、电梯与建筑以及电梯与维护设备之间的联网的电梯网络通信设备。
在此需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的就是针对现有的电梯系统所存在的上述技术缺陷，提供一种改进的电梯网关，所述电梯网关能方便地实现电梯与电梯、电梯与建筑、电梯与维护设备的联网，同时又能实现数据筛选、权限管理等功能，保证数据访问的安全性和完整性以及电梯控制系统内部网络的独立性。
根据本发明的一个方面，提供了一种电梯网关，其包括有线网络接口、处理器和无线网络接口；其中所述有线网络接口通过电缆与电梯本体相连接；所述无线网络接口用于与电梯外部的无线设备无线连接；所述处理器作为通信和数据交换的处理单元用于实现所述有线网络接口与所述无线网络接口的协议及数据转换。
优选地，所述电梯网关还包括电池、电源接口以及电源切换单元，所述电源切换单元管理电池的充电和放电以便向有线网络接口、处理器和无线网络接口提供稳定的电源。
优选地，所述电源切换单元实时监控电源接口，当监控到所述电源接口有输入电源时所述电源切换单元从该电源接口获取电能并将其输出到待供电部件并且给所述电池充电；如果电源切换单元监控到电源接口未接入电源或断电时自动且无延时地切换并使用所述电池为供电电源。
优选地，所述处理器实时监控电源切换单元输出的电压，并实时监控所述有线网络接口和无线网络接口，当监控到数据交换空闲超过预定时间时处理器进入低功耗状态，同时也令有线网络接口和无线网络接口也进入低功耗状态。而当再次收到网络数据时，处理器被唤醒，回到正常工作状态。
优选地，所述处理器包括权限管理模块，其被配置为将电梯网关与其所对应的电梯的电梯编号绑定，为每一个电梯网关分配唯一的MAC地址，将该MAC地址与该电梯网关的一个或多个上位机进行一一匹配，并将匹配信息存储在本地存储器或远程服务器中。
优选地，当有外部设备试图接入电梯网关设备时，权限管理模块将该外部设备的设备识别号与电梯网关本地存储器或远程服务器中所存储的与该电梯网关设备的MAC地址相匹配的上位机识别信息一一进行比对，如果通过比对没有发现任何匹配信息，则拒绝该外部设备接入该电梯网关。
优选地，所述权限管理模块事先针对每一个有权接入访问的上位机设定其访问权限，并将访问权限信息与相应的上位机识别信息以及所对应的电梯网关设备的MAC地址关联绑定存储在电梯网关本地存储器中或远程服务器中。
优选地，当有外部设备试图接入电梯网关设备时，所述权限管理模块通过将该外部设备的设备识别号与数据库或远程服务器中存储的有权访问的上位机识别信息一一进行比对，如果发现存在匹配的上位机识别信息，则进一步检索与该上位机识别信息相对应的访问权限信息，然后根据该访问权限信息来控制该外部设备对电梯网关的访问，以使其在访问权限内进行访问。
优选地，所述电梯网关具有时间管理系统，该时间管理系统包括内置计时器，当内置计时器的时间计数值达到第一预定时间时，时间管理系统给电梯网关管理者发送信号提示其与服务器连接进行更新，然后内置计时器继续进行时间计数，当时间计数值达到第二预定时间时，如果电梯网关设备仍未与服务器连接进行更新，则电梯网关将会自动关闭数据通道，此时任何设备均无法通过电梯网关向电梯发送数据或者从电梯接收数据。
优选地，更新内容包括校对当前时间以及校对网关有效期限。
优选地，所述电梯网关采用实时加密算法来保证所发送数据的安全性。
根据本发明的另一个方面，提供了一种电梯系统，所述电梯系统包括中央控制中心、至少一个电梯以及至少一个便携式无线通信设备，其中所述电梯中具有如前面各项所述的电梯网关；所述至少一个电梯通过所述电梯网关与所述中央控制中心、所述至少一个便携式无线通信设备和/或物联网无线接入点进行联网通信。
优选地，所述便携式无线通信设备包括维护人员手持维护设备和用户手持无线通信设备，所述维护人员手持维护设备用于无线接入所述电梯网关以进行远程维护；所述用户手持无线通信设备用于无线接入所述电梯网关以与电梯进行远程交互。
附图说明
下文将结合附图对本发明的示例性实施例进行更为详细的说明。为清楚起见，不同附图中相同的部件以相同标号示出。此外，本技术领域内的技术人员明白，附图所示的特定实施例仅是示例性的，并且它们无意限制本发明的范围，并且本发明的附图并不一定按照比例绘制。其中，
图1示出了根据本发明的实施例的电梯网关的架构示意图；
图2示出了根据本发明的实施例的电梯系统的拓扑示意图；
图3示出了根据本发明的另一实施例的电梯系统的拓扑示意图；以及
图4示出了根据本发明的再一实施例的电梯系统的拓扑示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明示例性的实施例作详细说明。为了清楚和简要起见，实际的实施例并不局限于说明书中所描述的这些技术特征。需要说明的是，在对任何一个实际实施例进行改进、变型的过程中，为实现某一特定的目标，该改进、变型的过程可能是非常复杂和耗时的，但是这对于知晓本发明益处的本领域技术人员来说仍然是常规技术手段。本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围包括但不仅限于下述的实施例。
某些术语在本申请文件中自始至终用来指示特定系统部件。如本领域的技术人员将认识到的那样，通常可以用不同的名称来指示相同的部件，因而本申请文件不意图区别那些只是在名称上不同而不是在功能方面不同的部件。在本申请文件中，以开放的形式使用术语“包括”、“包含”和“具有”，并且因此应将其解释为意指“包括但不限于…”。
本发明所解决的技术问题可以采用以下各优选实施方式来加以实现。
图1示出了根据本发明的优选实施例的电梯网关的架构示意图。如图1所示，根据本发明优选实施例的电梯网关包括有线网络接口1、无线网络接口3以及处理器2，其中处理器2作为通信和数据交换的处理单元连接所述有线网络接口1和无线网络接口3。
电梯网关的有线网络接口1通过电缆与电梯8连接，以便实现电梯与其所属的建筑物(例如但不限于建筑物中的中央控制中心或其他通信设备)之间的有线通信。
电梯网关的无线网络接口3用于实现电梯与电梯外部的无线设备之间的无线连接及无线通信，例如电梯8与物联网无线接入点、无线路由器、移动终端或其他便携式设备(例如但不限于维护人员手持的维护设备、用户手持的手机、PAD或笔记本电脑)之间的无线连接，以及电梯8与其他电梯的电梯网关之间的无线连接及通信，从而使得有权限的用户或维护人员可以实现与预定电梯的无线通信。
如图4所示，维护人员可以无需真正到达电梯现场即可通过电梯网关无线接入预定电梯，从而通过手中的便携式维护设备登录电梯的数据库以获得权限范围内的电梯数据。进一步优选地，维护人员还可以通过远程无线接入预定电梯来对电梯的运行状况进行监控，根据需要调整电梯的控制程序及相应数据，以及在电梯出现故障时远程控制排查故障。
此外，电梯用户也可以通过手中的移动电话、PAD、笔记本电脑等无线接入预定电梯，从而实现远程呼梯或预呼梯等相应功能，从而提高用户的体验舒适感。
另外，如图3所示，一个建筑内的所有电梯或者至少是多个电梯之间(例如电梯A和电梯B之间)可以通过各自的电梯网关实现互相通信、交换数据，以便提高电梯调度的科学性及效率，从而能够进一步节省电梯用户的呼梯、候梯时间。
此外，图2还示出了各电梯1、电梯2…电梯N通过各自的网关与物联网无线接入点之间无线连接的拓扑图。
本发明的有线网络接口1和无线网络接口3都可以采用不同的物理类型及通信标准，例如：有线网络接口1所采用的标准可以是控制器局域网(CAN)、以太网(Ethernet)和异步串行接口等；而无线网络接口3所采用的标准可以是蓝牙(Bluetooth)或无线局域网(WIFI)等。为此，本发明的处理器2被设置为可以实现不同通信标准下的通信数据的转换。
此外，根据本发明的优选实施例，如图1所示，电梯网关还包括电池6、电源接口5以及电源切换单元4，所述电源切换单元4管理电池6的充电和放电以便向有线网络接口1、处理器2和无线网络接口3提供稳定的电源。
具体而言，电源切换单元4实时监控电源接口5，当监控到所述电源接口5有输入电源时所述电源切换单元4从该电源接口5获取电能并将其输出到其他待供电部件(例如有线网络接口1、处理器2、无线网络接口3等)，并且给所述电池6充电，以便使其电能饱满可以充分待用。反之，如果电源切换单元4监控到电源接口5未接入电源或断电继而无输入电流时自动且无延时地切换并使用所述电池6为供电电源。
此外，处理器2还实时监控电源切换单元4输出的电压，并实时监控所述有线网络接口1和无线网络接口3，当监控到数据交换空闲超过预定时间时处理器2进入低功耗状态，同时也令有线网络接口1和无线网络接口3也进入低功耗状态。而当再次收到网络数据时，处理器2被唤醒，即回到正常工作状态。
另外，如图1所示，根据本发明的电梯网关还包括外壳7，所述处理器2、无线网络接口3、电源切换单元4以及电池6都封闭在所述外壳7内，所述有线网络接口1和电源接口5裸露在所述外壳7外以便与电缆相连接。
本发明还充分考虑到通信安全性的问题，将有线网络接口1与无线网络接口3之间的数据交换设置为非透明的数据交换，并且数据访问的安全性和完整性由处理器2来保证，从而避免非法访问给电梯带来安全隐患。优选地，本发明在电梯网关的处理器2中设置权限管理模块和数据筛选模块，以保证电梯数据访问的安全性、完整性以及控制系统内部网络的独立性。
具体而言，所述权限管理模块被配置为将电梯网关设备与其所对应的电梯的电梯编号(WBS号)绑定，例如但不限于在数据库中将电梯网关的设备识别号与相应电梯的电梯编号一一对应存储。为每一个电梯网关设备分配唯一的MAC地址，将该MAC地址与该电梯网关的上位机一一匹配，并将匹配信息存储在本地存储器中或者是存储在电梯网关的远程服务器中。此处所述的上位机是指有权限连接(优选但不限于无线连接)该电梯网关的设备，例如但不限于电梯乘客、物业管理人员或者是维修服务人员的手机、平板电脑、笔记本电脑等其他数字处理设备。
优选地，所述权限管理模块还用于对接入电梯网关设备的其他设备进行权限管理。优选地，当有外部设备试图接入电梯网关设备时，权限管理模块将该外部设备的设备识别号与电梯网关本地存储器或远程服务器中所存储的与该电梯网关设备的MAC地址相匹配的上位机识别信息一一进行比对，如果通过比对没有发现任何匹配信息，则拒绝该外部设备接入该电梯网关。
更优选地，所述权限管理模块还事先针对每一个有权接入访问的上位机设定其访问权限，并将访问权限信息与相应的上位机识别信息以及所对应的电梯网关设备的MAC地址关联绑定存储在电梯网关本地存储器中或远程服务器中。例如给一般电梯用户设置一般访问权限，给维修人员设置特殊修改权限，给物业管理人员设置管理权限等。当有外部设备试图接入电梯网关设备时，所述权限管理模块通过将该外部设备(即上位机)的设备识别号与数据库或远程服务器中存储的有权访问的上位机识别信息一一进行比对，如果发现存在匹配的上位机识别信息，则进一步检索与该上位机识别信息相对应的访问权限信息，然后根据该访问权限信息来控制该外部设备对电梯网关的访问，以使其在访问权限内进行访问，从而确保电梯网关的数据安全。
如前所述，根据本发明的电梯网关设备还具有数据筛选功能。优选地，电梯网关设备具有时间管理系统，该时间管理系统包括内置计时器，当内置计时器的时间计数值达到第一预定时间时，时间管理系统会给电梯网关管理者发送信号提示其与服务器连接进行更新，具体更新内容包括校对当前时间以及校对网关有效期限。然后内置计时器继续进行时间计数，当时间计数值达到第二预定时间时，如果电梯网关设备仍未与服务器连接进行更新，则电梯网关将会自动关闭数据通道，此时任何设备均无法通过电梯网关向电梯发送数据或者从电梯接收数据，此时相当于电梯网关失效。总而言之，根据本发明的电梯网关通过在通信过程中定期与主机(服务器)进行重新握手(即动态握手)来实现数据保护，以防止异常数据对电梯控制系统的干扰。
进一步优选地，根据本发明的电梯网关还采用实时加密算法来保证所发送数据的安全性。对于接收到的数据而言，电梯网关可以进行解密校验，以确认所接收数据不是非法异常数据，从而更进一步地防止异常数据对电梯控制系统的干扰。
根据本发明的再一优选实施例，提供了一种电梯系统，所述电梯系统包括中央控制中心、至少一个电梯以及至少一个便携式无线通信设备，其中所述电梯中具有如前面所述的电梯网关；所述至少一个电梯通过所述电梯网关与所述中央控制中心、所述至少一个便携式无线通信设备和/或物联网无线接入点进行联网通信。
如前所述，本发明提供的电梯网关具有有线网络接口用于连接电梯、无线网络接口用于实现电梯间互联、电梯接入物联网以及电梯与维护人员手持设备的联网。该电梯网关设计为使用电池供电和/或直接电源供电，且具有低功耗模式，以便应用于不方便供电的场合以及实现较长时间的不间断工作。本发明的电梯网关的内部具有一个处理器用于实现通信数据的转换、过滤和网络连接/接入管理，保证数据交换的安全性和完整性以及电梯控制系统内部网络的独立性。当电梯网关配置不同的软件时，就可以实现多种不同通信标准下的数据交换。
已经出于图示和说明的目的提出了本公开的实施例的前述公开。其并不旨在是穷举的或使本公开局限于所公开的精确形式。根据上述公开，本文所述的实施例的许多变更和修改对于本领域的普通技术人员来说将是显然的。请注意，上述示例并不意图是限制性的。还可以预期可以包括许多上述特征的装置、系统和设备的附加实施例。在研究附图和详细说明之后，本公开的其它装置、设备、特征和优点对于本领域的技术人员来说更加显而易见。意图在于将所有此类其它装置、设备、特征和优点包括在本发明的保护范围内。
除非以其他方式特别说明或在所使用的上下文内以其他方式理解，否则诸如“能够”、“可”、“可能”或“可以”之类的条件语言一般旨在传达的是某些实施例可以包括但不必须包括某些特征和\或元件。因此，此类条件语言通常并不旨在暗示以任何方式要求一个或多个实施例必须包括所述特征和\或元件。
Claims (13)
1.一种电梯网关，其特征在于：所述电梯网关包括有线网络接口(1)、处理器(2)和无线网络接口(3)；其中所述有线网络接口(1)通过电缆与电梯本体(8)相连接；所述无线网络接口(3)用于与电梯外部的无线设备无线连接；所述处理器(2)作为通信和数据交换的处理单元用于实现所述有线网络接口(1)与所述无线网络接口(3)的协议及数据转换。
2.根据权利要求1所述的电梯网关，其特征在于，所述电梯网关还包括电池(6)、电源接口(5)以及电源切换单元(4)，所述电源切换单元(4)管理电池(6)的充电和放电以便向有线网络接口(1)、处理器(2)和无线网络接口(3)提供稳定的电源。
3.根据权利要求2所述的电梯网关，其特征在于，所述电源切换单元(4)实时监控电源接口(5)，当监控到所述电源接口(5)有输入电源时所述电源切换单元(4)从该电源接口(5)获取电能并将其输出到待供电部件(1，2，3)并且给所述电池(6)充电；如果电源切换单元(4)监控到电源接口(5)未接入电源或断电时自动且无延时地切换并使用所述电池(6)为供电电源。
4.根据权利要求2所述的电梯网关，其特征在于，所述处理器(2)实时监控电源切换单元(4)输出的电压，并实时监控所述有线网络接口(1)和无线网络接口(3)，当监控到数据交换空闲超过预定时间时处理器(2)进入低功耗状态，同时也令有线网络接口(1)和无线网络接口(3)也进入低功耗状态，而当再次收到网络数据时，处理器(2)被唤醒，回到正常工作状态。
5.根据权利要求1所述的电梯网关，其特征在于，所述处理器(2)包括权限管理模块，其被配置为将电梯网关与其所对应的电梯的电梯编号绑定，为每一个电梯网关分配唯一的MAC地址，将该MAC地址与该电梯网关的一个或多个上位机进行一一匹配，并将匹配信息存储在本地存储器或远程服务器中。
6.根据权利要求5所述的电梯网关，其特征在于，当有外部设备试图接入电梯网关设备时，权限管理模块将该外部设备的设备识别号与电梯网关本地存储器或远程服务器中所存储的与该电梯网关设备的MAC地址相匹配的上位机识别信息一一进行比对，如果通过比对没有发现任何匹配信息，则拒绝该外部设备接入该电梯网关。
7.根据权利要求6所述的电梯网关，其特征在于，所述权限管理模块事先针对每一个有权接入访问的上位机设定其访问权限，并将访问权限信息与相应的上位机识别信息以及所对应的电梯网关设备的MAC地址关联绑定存储在电梯网关本地存储器中或远程服务器中。
8.根据权利要求7所述的电梯网关，其特征在于，当有外部设备试图接入电梯网关设备时，所述权限管理模块通过将该外部设备的设备识别号与数据库或远程服务器中存储的有权访问的上位机识别信息一一进行比对，如果发现存在匹配的上位机识别信息，则进一步检索与该上位机识别信息相对应的访问权限信息，然后根据该访问权限信息来控制该外部设备对电梯网关的访问，以使其在访问权限内进行访问。
9.根据权利要求1所述的电梯网关，其特征在于，所述电梯网关具有时间管理系统，该时间管理系统包括内置计时器，当内置计时器的时间计数值达到第一预定时间时，时间管理系统给电梯网关管理者发送信号提示其与服务器连接进行更新，然后内置计时器继续进行时间计数，当时间计数值达到第二预定时间时，如果电梯网关设备仍未与服务器连接进行更新，则电梯网关将会自动关闭数据通道，此时任何设备均无法通过电梯网关向电梯发送数据或者从电梯接收数据。
10.根据权利要求9所述的电梯网关，其特征在于，更新内容包括校对当前时间以及校对网关有效期限。
11.根据权利要求10所述的电梯网关，其特征在于，所述电梯网关采用实时加密算法来保证所发送数据的安全性。
12.一种电梯系统，其特征在于：所述电梯系统包括中央控制中心、至少一个电梯以及至少一个便携式无线通信设备，其中所述电梯中具有如权利要求1-11中任一项所述的电梯网关；所述至少一个电梯通过所述电梯网关与所述中央控制中心、所述至少一个便携式无线通信设备和/或物联网无线接入点进行联网通信。
13.根据权利要求12所述的电梯系统，其特征在于，所述便携式无线通信设备包括维护人员手持维护设备和用户手持无线通信设备，所述维护人员手持维护设备用于无线接入所述电梯网关以进行远程维护；所述用户手持无线通信设备用于无线接入所述电梯网关以与电梯进行远程交互。
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