CN110467074B - 电梯系统中的无线通信 - Google Patents

Abstract

一种电梯系统(2)，其包括：被配置用于沿井道(4)行进的电梯轿厢(6)；被配置用于确定所述电梯轿厢(6)在所述井道(4)内的当前位置的传感器(19)；布置在所述井道(4)内或所述井道(4)附近的至少一个固定无线通信模块(20)；以及附接到所述电梯轿厢(6)的移动无线通信模块(22)。所述无线通信模块(20、22)被配置用于经由无线数据连接彼此通信。所述无线通信模块(20、22)还被配置用于经由多个无线电信道中的一者进行通信，以及基于所述电梯轿厢(6)在所述井道(4)内的所述当前位置从所述多个无线电信道中选择用于所述通信的所述无线电信道。

Description

电梯系统中的无线通信

本发明涉及一种电梯系统，尤其涉及一种允许与移动的电梯轿厢进行无线通信的电梯系统。

电梯系统包括沿着井道在多个层站之间行进的至少一个电梯轿厢。建立与电梯轿厢的无线数据连接允许向电梯轿厢传输数据以及从电梯轿厢传输数据，而无需在移动的电梯轿厢和固定控制单元之间提供有线连接。例如，可以在电梯轿厢移动时传输与乘客相关的控制信号或数据，或者乘客甚至可以在从一个楼层行进到另一个楼层时与其他地方的通信伙伴进行无线通信。与电梯轿厢的无线数据连接还可用于向电梯轿厢内的乘客提供无线通信，诸如WLAN、蜂窝链路或5G。

因此，希望在附接到电梯轿厢的移动无线通信模块和布置在井道内或附近的固定无线通信模块之间提供可靠的无线数据连接。

根据本发明的示例性实施方案，电梯系统包括：被配置用于沿井道行进的电梯轿厢；被配置用于确定电梯轿厢在井道内的当前位置的传感器；布置在井道内或井道附近的至少一个固定无线通信模块；以及附接到电梯轿厢的移动无线通信模块。提供无线通信系统的无线通信模块被配置用于经由使用多个无线电信道中的一者的无线数据连接彼此通信。无线通信模块还被配置用于基于电梯轿厢在井道内的当前位置从多个无线电信道中选择用于通信的无线电信道。

根据本发明的示例性实施方案，一种在附接到沿井道行进的电梯轿厢的移动无线通信模块与固定无线通信模块之间经由无线数据连接进行通信的方法包括：确定电梯轿厢在井道内的当前位置；以及基于电梯轿厢的确定的位置从多个无线电信道中选择用于经由无线数据连接进行通信的无线电信道。

根据本发明的示例性实施方案，无线通信模块被配置为在不同无线电信道之间自动和主动地切换，而无需连续确定当前选择的无线电信道上的通信的当前质量。可以根据电梯轿厢的相应位置预先确定要使用的无线电信道，并且可以将电梯轿厢的每个位置分配给相应的预先确定的无线电信道。这允许当电梯轿厢沿着井道移动时在无线电信道之间快速切换。根据本发明的示例性实施方案，甚至在使用当前无线电信道的通信质量显著恶化之前，就可以切换无线电信道。因此，在当前无线电信道上的通信质量已经显著恶化之后，没有花费时间来搜索允许更好数据传输的新的无线电信道。因此，可以连续地实现高质量的无线数据传输，特别是当需要切换到新信道时避免无线通信中的时间中断。这种可靠的无线数据传输允许经由无线数据连接控制电梯系统，即不使用电梯轿厢和固定控制器之间的有线数据连接。这显著降低了电梯系统的复杂性和成本。

下文中阐述了多个任选的特征。这些特征可以在特定实施方案中单独实现，或者与任何其他特征结合实现。

电梯系统可以被配置用于执行正常运行，即意图用于运送乘客的运行。正常运行包括沿着井道在起始楼层和目的地楼层之间移动电梯轿厢，根据控制电梯运动的需要(例如根据运动轨迹)确定电梯轿厢在井道内的当前位置，以及在起始楼层和目的地楼层之间行进时，基于确定的电梯轿厢在井道内的当前位置，选择用于经由无线数据连接进行通信的无线电信道。

无线通信模块可以被配置用于从信道表中选择用于经由无线数据连接进行通信的无线电信道，其中电梯轿厢在井道内的选定位置分别与该多个无线电信道中的一者相关联作为预先确定的无线电信道。使用这种信道表允许在电梯轿厢移动期间在用于无线数据连接的无线电信道之间进行非常快速的切换。

正常运行还可包括在电梯轿厢在起始楼层和目的地楼层之间行进时，从在电梯轿厢在井道内的选定位置处的多个无线电信道中确定允许经由无线数据连接进行通信的无线电信道，以及通过将确定的无线电信道作为新的相应预先确定的无线电信道与电梯轿厢的关联位置一起存储在信道表中来更新信道表。这尤其可以包括替换先前存储的与电梯轿厢的相同位置相关联的无线电信道。

确定允许经由无线数据连接进行通信的无线电信道尤其可以包括确定允许经由无线数据连接进行适当通信(即具有预定义的足够传输质量的通信)的无线电信道，或者从多个无线电信道中确定允许经由无线数据连接进行最佳通信的无线电信道。

在正常运行期间更新信道表允许选择总是合适或甚至最佳的无线电信道，即允许经由无线数据连接进行适当或者甚至最佳通信的无线电信道，即使在可能导致各个信道的传输属性变化的变化环境下也是如此。从一个预先确定的无线电信道切换到另一个预先确定的无线电信道可以快速实现，因为预先确定的无线电信道固定地与电梯轿厢的位置相关联，并且因此不需要时间来搜索另一个合适的无线电信道。

为了生成信道表，电梯系统可以被配置用于执行学习运行，该学习运行包括：(i)沿着井道移动电梯轿厢；(ii)对于电梯轿厢在井道内的选定位置，从多个无线电信道中确定允许经由无线数据连接进行通信的无线电信道；(iii)将确定的无线电信道作为预先确定的无线电信道与电梯轿厢的相应关联位置一起存储在信道表中；以及(iv)对电梯轿厢在井道内的选定数量的不同位置重复步骤(ii)和(ii)。

这尤其可以包括在每个选定位置处确定允许经由无线数据连接进行充分良好通信的无线电信道，或者在每个选定位置处从多个无线电信道确定允许经由无线数据连接进行最佳通信的无线电信道。

执行这种学习运行允许在现场轻松生成信道表。当执行学习运行时，无需基于相应电梯系统的理论考虑或模拟在工厂中配置无线通信模块。因此，针对每个单独的电梯系统确定适当的或者甚至最佳的配置(无线电信道表)。

发明人已经发现，在包括具有多个无线通信模块的无线通信系统的电梯系统中选择最有效的无线电信道是相应井道的特定特性，并且在电梯系统已经安装在井道中之后不会发生显著变化。因此，将预先确定的无线电信道分配给电梯轿厢在井道中的相应位置是每个井道的独特特性(或特征)。该特性可以在学习运行期间确定，并且可以用于在沿着井道移动时向电梯轿厢提供不间断和高质量的无线通信。

为了允许可靠和精确地确定合适或甚至最佳的无线电信道，在学习运行期间电梯轿厢的最大速度可以设置得比正常运行期间电梯轿厢的最大速度更慢。

另选地或除此之外，电梯轿厢可以在学习运行期间沿着井道停止在选定位置，以便允许在相应位置精确确定合适或甚至最佳的无线电信道。

为了允许在井道的整个长度(高度)上经由无线数据连接进行良好的通信，电梯系统可以包括多个固定的无线通信模块。固定无线通信模块尤其可以分布在沿着井道的高度的多个位置上。移动无线通信模块可以被配置用于基于确定的电梯轿厢沿井道的当前位置，在与不同固定无线通信模块的通信之间进行切换。

可以在电梯轿厢处提供多个移动无线通信模块。例如，可以在电梯轿厢的顶部上提供一个无线通信模块，并且可以在电梯轿厢的底部处提供另一个无线通信模块。无线通信系统可以被配置为根据电梯轿厢的当前位置在移动无线通信模块之间进行切换。

在下文中，参照附图描述了本发明的示例性实施方案。

图1示意性地描绘了包括根据本发明的示例性实施方案的电梯轿厢的电梯系统。

图2描绘了将电梯轿厢在井道内的位置分别与多个无线电信道中的一者相关联的信道表的实例。

图1示意性地描绘了包括根据本发明的示例性实施方案的电梯轿厢6的电梯系统2。

电梯系统2包括在位于不同楼层上的多个层站8之间沿竖直方向延伸的井道4。

电梯轿厢6包括地板16、天花板18和在地板16和天花板18之间延伸的侧壁17，限定了电梯轿厢6的内部空间。在图1的示意图中仅描绘了一个侧壁17。

电梯轿厢6通过受拉构件3可移动地悬挂在井道4内。受拉构件3例如缆索或带连接到驱动器5，该驱动器5被配置用于驱动受拉构件3以使电梯轿厢6在多个层站8之间沿着井道4的纵向方向/高度移动。

每个层站8都设置有层站门(电梯井道门)10，并且电梯轿厢6设置有对应的电梯轿厢门11，以用于当电梯轿厢6定位在相应的层站8处时允许乘客在层站8和电梯轿厢6的内部空间之间转移。

图1中所示的电梯系统2的示例性实施方案采用1:1绕绳来悬挂电梯轿厢6。但是，本领域技术人员将容易理解，绕绳的类型对于本发明不是必需的，并且也可以使用不同种类的绕绳，例如，2:1的绕绳。电梯系统2还可以包括相对于电梯轿厢6同时并沿相反方向运动的配重(未示出)。或者，如图1所示，电梯系统2可以是不具有配重的电梯系统2。驱动器5可以是本领域中使用的任何形式的驱动器，例如牵引驱动器、液压驱动器或线性驱动器。电梯系统2可以具有机房或者可以是无机房电梯系统。电梯系统2可以使用受拉构件3，如图1所示的那样，或者其可以是不具有受拉构件3的电梯系统，包括例如液压驱动器或线性驱动器(未示出)。

驱动器5由电梯控制装置15控制，用于使电梯轿厢6沿着井道4在不同层站8之间移动。

可以经由设置在靠近电梯层站门10的每个层站8上的电梯厅门呼叫按钮7a，并且/或者经由设置在电梯轿厢6内部的电梯轿厢控制按钮7b提供电梯控制装置15的输入。

电梯厅门呼叫按钮7a和电梯轿厢控制按钮7b可以通过电线(图1中未示出)，特别是通过电总线例如现场总线诸如CAN总线，或者通过无线数据传输连接到电梯控制装置15。

为了确定电梯轿厢6的当前位置，电梯轿厢6设置有位置传感器19。然而，这仅仅是一个实例，本领域技术人员应当理解，可以采用任何合适的方法和/或装置来确定电梯轿厢6在井道4内的位置。

固定无线通信模块20(诸如WLAN接入点或无线路由器)布置在井道4的上端4a，并且移动无线通信模块22(诸如WLAN接入点或无线路由器)附接到电梯轿厢6。

如图1所示，位置传感器19和移动无线通信模块22可以布置在电梯轿厢6的顶部。或者，位置传感器19和/或移动无线通信模块22可以设置在电梯轿厢6的一侧或电梯轿厢6的底部，例如在地板16的下方。如果需要，可以提供一个以上的移动无线通信模块22。在这种情况下，无线通信系统可以被配置为诸如在移动无线通信模块22之间进行切换，使得无线通信模块22中的一个或多个是活动的，取决于电梯轿厢6在井道4中的位置。

如图1所示，该至少一个固定无线通信模块20在井道4上端处的位置仅仅是一个实例。另选地或除此之外，至少一个固定无线通信模块20可以布置在井道4的底部4b或中间位置处，例如布置在至少一个层站8处。

在操作中，在该至少一个固定无线通信模块20和该至少一个移动无线通信模块22之间建立无线数据连接。

该至少一个固定无线通信模块20和该至少一个移动无线通信模块22被配置用于经由使用多个无线电信道中的一者的无线数据连接彼此通信。为了建立无线数据连接，通信模块20、22需要就要使用的共同无线电信道达成一致。

由于多径传播和可能发生在井道4内的其他物理效应，允许电梯轿厢6在井道4内的某个位置进行适当或者甚至最佳通信的特定无线电信道可能不允许在井道内的其他位置处进行适当通信。然而，其他无线电信道可以在井道4内电梯轿厢6的这些其他位置提供更好的通信。已经观察到，对于特定的井道4，对于电梯轿厢6在井道4内的每个位置存在唯一的最佳无线电信道关系。这种唯一的关系允许提前为电梯轿厢6在井道4内的每个位置预先确定合适的或者甚至最佳的无线电信道，并且根据电梯轿厢6在井道4内的位置切换到预先确定的无线电信道。

因此，根据本发明的示例性实施方案，用于通信模块20、22之间的通信的无线电信道是基于电梯轿厢6在井道4内的当前位置(高度h)选择的，特别是基于位置传感器19提供的位置信息选择的。

由位置传感器19提供的位置信息可以是连续的或小粒度信息。位置信息例如可以指示电梯轿厢6距井道4的底部4b的距离(高度h)，或者电梯轿厢6距井道4的上端4a的距离。该位置信息可以用米、厘米、毫米、英寸或代表距离的任何其他单位给出。

或者，位置传感器19提供的位置信息可以更粗略，例如指示电梯轿厢6的当前位置旁边的层站8。

无线通信模块20、22可以被配置用于从存储在无线通信模块20、22中的至少一个内的信道表25中选择用于经由无线数据连接进行通信的无线电信道。在图2中描绘了这种信道表25的实例。

信道表25将电梯轿厢6的选定位置与表示可用无线电信道中的一者的数字#(在信道表25的右栏中示出)相关联，所述选定位置例如可以由电梯轿厢6距井道4的底部4b的高度h(在信道表25的左栏中示出)表示。

根据图2中所示的示例性信道表25，当电梯轿厢6位于井道4的底部4b上方0m和3m之间时，选择无线电信道“1”。

当电梯轿厢6位于井道4的底部4b上方4m和12m之间时，选择无线电信道“11”。

当电梯轿厢6位于井道4的底部4b上方13m和17m之间时，选择无线电信道“6”。

当电梯轿厢6位于井道4的底部4b上方18m或更远时，再次选择无线电信道“1”。

显然，信道表25可以定义仅针对沿井道4的有限数量的位置选择的无线电信道。在图2所示的实例中，要选择的无线电信道被定义为29个位置，每个位置与电梯轿厢6在井道4的底部4b上方的整数米高度h相关联。

在电梯轿厢6位于信道表25中存在条目的两个位置(高度h)之间的情况下，无线通信模块20、22可以继续使用最后选择的无线电信道，直到电梯轿厢6到达信道表25中存在条目的位置。

或者，一旦电梯轿厢6经过信道表25中存在条目的位置，无线通信模块20、22可以使用指示电梯轿厢6当前移动方向的信息，以便选择信道表25中与电梯轿厢6当前朝向其移动的下一条目符合的无线电信道。

如前所述，图2中所示的信道表25仅是实例。根据相应的情况和要求，信道表可以是包括更多条目的更精细的信道表，或者可以使用包含更少条目的更简略的信道表。

为了生成如图2所示的信道表25，电梯系统2可以执行所谓的“学习运行”。在根据本发明的示例性实施方案的学习运行中，电梯轿厢6沿井道4移动。在学习运行期间，电梯轿厢6的最大速度可以设置得比正常操作期间电梯轿厢6的最大速度慢。

学习运行还包括在电梯轿厢6在井道4内的选定位置处从多个无线电信道确定允许经由无线数据连接进行适当或者甚至最佳通信的无线电信道。为了生成如图2所示的信道表25，针对井道4的底部4b上方的电梯轿厢6的每一米高度h，确定允许适当或甚至最佳通信的无线电信道。

该确定可以通过在多个可用无线电信道之间切换，并且在电梯轿厢6的每个选定位置确定选定无线电信道上的数据传输质量来完成。

这尤其可以包括在每个选定位置停止电梯轿厢6或者在选定位置之间缓慢移动电梯轿厢6。

表示允许适当或甚至最佳数据传输的无线电信道的信息，例如表示所述无线电信道的数字#，与电梯轿厢6的相应位置一起存储在信道表25中。

任选地，电梯系统2可以被配置用于在正常操作期间，即在已经生成信道表25之后更新信道表25，并且无线通信模块20、22基于电梯轿厢6在井道4内的当前位置选择用于它们的相互通信的无线电信道，如前所述。

为了更新信道表25，无线通信模块20、22被配置用于在正常操作期间例如当电梯轿厢6位于其中一个层站8时，确定在电梯轿厢6在井道4内的选定位置处的多个无线电信道的数据传输质量，并且将该确定的质量与在先前已经被确定为电梯轿厢6当前位置的优选无线电信道的无线电信道上实现的数据传输质量进行比较。

在确定另选无线电信道允许比先前确定的与电梯轿厢6的当前位置相关联的无线电信道更好的数据传输质量的情况下，信道表25内的相应条目被新的无线电信道替换。

定期更新信道表25确保了即使在可能导致不同无线电信道的传输属性变化的变化环境下，也总是使用允许足够或者甚至最佳质量的数据传输的无线电信道。

在位置传感器19一旦被损坏使得其不提供任何位置数据的情况下，包括在信道表25中的信息可以用于通过从多个可用无线电信道确定提供足够或者甚至最好质量的数据传输的无线电信道，从而“反向”确定电梯轿厢6在井道4内的当前位置。

在模糊的情况下，如图2所示的信道表25示例性地表示的，其中最佳无线电信道对应于电梯轿厢6的多个潜在位置，由位置传感器19提供的最后可用信息或关于先前最佳无线电信道的信息可用于区分电梯轿厢6的潜在位置。

例如，在由图2所示的信道表25表示的情况下，最佳无线电信道“1”可以对应于0m和2m之间的高度h，或者对应于高于12m的高度h。当先前的最佳无线电信道已经是无线电信道“11”时，电梯轿厢6的当前位置很可能在0m和2m之间。相反，当先前的最佳无线电信道已经是无线电信道“6”时，电梯轿厢6的当前位置很可能大于12m。

尽管为了清楚起见，已经相对于传统电梯系统2描述了本发明，该传统电梯系统2包括沿着竖直井道4仅在一个维度上行进的单个电梯轿厢6，但是本领域技术人员将理解，本发明的示例性实施方案可以类似地应用于包括多于一个电梯轿厢6的电梯系统2中。本发明的示例性实施方案也可以用于多维电梯系统2中，其中该至少一个电梯轿厢6不仅可以竖直移动，而且可以水平移动和/或对角移动。

在这样的多维电梯系统2中，用于通信的无线电信道通常取决于电梯轿厢6的两个或三个坐标。因此，图2中描绘的二维信道表25被具有三维或四维的“表”代替，该“表”将优选无线电信道与指示电梯轿厢6在多维井道4中的位置的二维或三维坐标相关联。然而，一般原理与参考附图详细描述的一维情况相同。

虽然已经参考示例性实施方案描述了本发明，但本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可做出各种改变并可用等效物来替代示例性实施方案的要素。另外，在不脱离本公开的基本范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适于本发明的教导内容。因此，所意图的是，本发明不限于所公开的特定实施方案，而是本发明包括落在以下权利要求的范围内的所有实施方案。

附图标记

2 电梯系统

3 受拉构件

4 井道

4a 井道的上端

4b 井道的底部

5 驱动器

6 电梯轿厢

7a 电梯厅门呼叫按钮

7b 电梯轿厢控制按钮

8 层站

10 层站门

11 电梯轿厢门

15 电梯控制装置

16 电梯轿厢地板

17 电梯轿厢侧壁

18 电梯轿厢天花板

19 位置传感器

20 固定无线通信模块

22 移动无线通信模块

25 信道表

h 电梯轿厢在井道底部上方的高度

Claims (13)

1.电梯系统(2)，其包括：

电梯轿厢(6)，所述电梯轿厢(6)被配置用于沿井道(4)行进；

传感器(19)，所述传感器(19)被配置用于确定所述电梯轿厢(6)在所述井道(4)内的当前位置；

至少一个固定无线通信模块(20)；以及

至少一个移动无线通信模块(22)，所述至少一个移动无线通信模块(22)附接到所述电梯轿厢(6)；

其中所述无线通信模块(20、22)被配置用于经由使用多个无线电信道中的一者的无线数据连接彼此通信；并且

其中所述无线通信模块(20、22)被配置用于基于所述电梯轿厢(6)在所述井道(4)内的所述当前位置从所述多个无线电信道中选择用于通信的所述无线电信道；

其中所述无线通信模块(20、22)被配置用于从信道表(25)中选择用于经由所述无线数据连接进行通信的所述无线电信道，所述信道表(25)将所述电梯轿厢(6)在所述井道(4)内的位置分别与所述多个无线电信道中的一者相关联。

2.根据权利要求1所述的电梯系统(2)，其中所述电梯系统(2)被配置用于执行正常运行，所述正常运行包括：

沿着所述井道(4)移动所述电梯轿厢(6)；

确定所述电梯轿厢(6)在所述井道(4)内的所述当前位置；

基于所述电梯轿厢(6)在所述井道(4)内的所述当前位置，选择用于经由所述无线数据连接进行通信的无线电信道。

3.根据权利要求2所述的电梯系统(2)，其中所述正常运行还包括：

在所述电梯轿厢(6)在所述井道(4)内的选定位置处从所述多个无线电信道确定允许经由无线数据连接进行最佳通信的无线电信道；以及

通过将所述确定的无线电信道与所述电梯轿厢(6)的选定关联位置一起存储在所述信道表(25)中来更新所述信道表(25)。

4.根据权利要求2所述的电梯系统(2)，其中所述电梯系统(2)被配置用于执行学习运行，所述学习运行包括：

(i) 沿着所述井道(4)移动所述电梯轿厢(6)；

(ii) 针对所述电梯轿厢(6)在所述井道(4)内的选定位置，从所述多个无线电信道确定允许经由所述无线数据连接进行最佳通信的无线电信道；

(iii) 将所述确定的无线电信道与所述电梯轿厢(6)的所述选定位置存储在一起；以及

(iv) 对所述电梯轿厢(6)在所述井道(4)内的选定数量的不同位置重复步骤(ii)和(iii)。

5.根据权利要求4所述的电梯系统(2)，其中在所述学习运行期间所述电梯轿厢(6)的最大速度被设置为比所述正常运行期间所述电梯轿厢(6)的最大速度更慢。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电梯系统(2)，其中所述电梯系统(2)包括多个固定无线通信模块(20)。

7.根据权利要求6所述的电梯系统(2)，其中所述固定无线通信模块(20)分布在沿着所述井道(4)的高度的多个位置上。

8.在附接到沿井道行进的电梯轿厢(6)的移动无线通信模块与固定无线通信模块之间经由无线数据连接进行通信的方法，其中所述方法包括：

确定所述电梯轿厢(6)在所述井道(4)内的当前位置；以及

基于所述电梯轿厢(6)的确定的位置，从多个无线电信道中选择用于经由所述无线数据连接进行通信的无线电信道；

其中用于经由所述无线数据连接进行通信的所述无线电信道是从将所述电梯轿厢(6)在所述井道(4)内的位置分别与所述多个无线电信道中的一者相关联的信道表(25)中选择的。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述方法还包括：

在所述电梯轿厢(6)的选定位置处确定允许进行最佳通信的无线电信道；以及

通过将确定的无线电信道与所述电梯轿厢(6)的相应关联位置一起存储在所述信道表(25)中来更新所述信道表(25)。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述方法还包括执行学习运行，所述学习运行包括：

(i) 沿着所述井道(4)移动所述电梯轿厢(6)；

(ii) 针对所述电梯轿厢(6)在所述井道(4)内的选定位置，确定允许进行最佳通信的无线电信道；

(iii) 将所述确定的无线电信道与所述电梯轿厢(6)的所述选定位置存储在一起；

(iv) 对所述电梯轿厢(6)沿着所述井道(4)的选定数量的不同位置重复步骤(ii)和(iii)。

11.根据权利要求10所述的方法，其中在所述学习运行期间所述电梯轿厢(6)的最大速度被设置为比正常运行期间所述电梯轿厢(6)的最大速度更慢。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中所述方法还包括基于所述电梯轿厢(6)的所述确定的位置在多个固定无线通信模块(20)之间进行切换。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述固定无线通信模块(20)分布在沿着所述井道(4)的高度的多个位置上。

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