CN111071890A - 一种轿厢电梯数据采集器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种轿厢电梯数据采集器，该采集器包括：数据采集模块，用于实现对电梯轿厢内数据的采集；MCU模块，所述MCU模块与所述数据采集模块连接，用于接收所述数据采集模块采集的数据，并对数据进行处理；以及通讯模块，所述通讯模块与所述MCU模块连接，用于实现对外通讯；所述数据采集模块包括电梯信号采集单元、烟杆传感单元、人体感应单元以及陀螺仪单元，所述电梯信号采集单元、烟杆传感单元、人体感应单元以及陀螺仪单元均与所述MCU模块连接。本发明的轿厢电梯数据采集器对电梯的各种信号进行采集，从而实现对电梯的运行状态的监测。
Description
技术领域
本发明涉及电梯控制技术领域，具体涉及一种轿厢电梯数据采集器。
背景技术
随着经济的发展和城市规模的不断扩大，高层建筑物不断增加，与高层建筑物配套的升降式电梯的安装使用数量也随之增加，升降式电梯的使用在给人们出入高层建筑带来便利的同时，由于其自身故障所造成的人员伤亡和经济损失也越来越大。因此，人们期望对升降式电梯的运行实施有效的远程安全监控，并且及时通报故障和运行数据，排除其各种故障隐患。
电梯控制系统里存在多种回路，如安全回路、门锁回路、通信回路。现在将这些不同类型、不同电压等级的电梯参数信号输入电梯信号采集终端里需要进行繁琐的对线，校线的工作，给设备的安装带来了严重的不便。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种轿厢电梯数据采集器，对电梯的各种信号进行采集，从而实现对电梯的运行状态的监测。
本发明提供一种轿厢电梯数据采集器，该采集器包括：
数据采集模块，用于实现对电梯轿厢内数据的采集；
MCU模块，所述MCU模块与所述数据采集模块连接，用于接收所述数据采集模块采集的数据，并对数据进行处理；以及
通讯模块，所述通讯模块与所述MCU模块连接，用于实现对外通讯；
所述数据采集模块包括电梯信号采集单元、烟杆传感单元、人体感应单元以及陀螺仪单元，所述电梯信号采集单元、烟杆传感单元、人体感应单元以及陀螺仪单元均与所述MCU模块连接。
优选地，所述电梯信号采集单元包括：
电梯信号接口电路，所述电梯信号接口电路与轿厢的梯控模块连接，获取电梯信号；以及
电梯信号处理电路，所述电梯信号采集单元一端与所述电梯信号接口电路连接，另一端与所述MCU模块连接，接收所述电梯信号接口电路传输的电梯信号，对接收的电梯信号进行处理，并将处理过的电梯信号传输给所述MCU模块。
优选地，所述电梯信号处理电路包括依次连接的整流电路、滤波电路以及光电隔离电路。
优选地，所述电梯信号采集单元还包括一电梯信号指示电路，所述电梯信号指示电路与所述电梯信号处理电路连接。
优选地，所述烟杆传感单元包括烟杆信号接口电路，所述烟杆信号接口电路外接烟杆传感器；以及
烟杆信号处理电路，所述烟杆信号处理电路一端与所述烟杆信号接口电路连接，另一端与所述MCU模块连接，接收所述烟杆信号接口电路传输的电梯信号，对接收的烟杆信号进行处理，并将处理过的电梯信号传输给所述MCU模块。
优选地，所述烟杆信号处理电路包括滤波电路以及光电隔离电路。
优选地，所述烟杆信号采集单元还包括一烟杆信号指示电路，所述烟杆信号指示电路与所述烟杆信号处理电路连接。
优选地，所述通讯模块包括485通讯电路以及以太网通讯电路，所述485通讯电路以及以太网通讯电路均与所述MCU模块连接。
优选地，所述采集器还包括存储模块以及调试模块，所述存储模块和所述调试模块均与所述MCU模块连接。
优选地，所述采集器还包括供电模块，对所述采集器进行供电。
本发明具有的优点和积极效果是：本发明的电梯信号采集单元直接与轿厢的梯控模块连接，直接读取电梯信号，例如门区、门锁、安全回路、检修等信号，所述烟杆传感单元设置于电梯门处，用于检测电梯门是否开关到位，所述人体感应单元设置于轿厢底部，用于感应轿厢内是否有人，所述陀螺仪单元设置于轿厢内部，用于检测所述轿厢的运行方向。
附图说明
图1是本发明的轿厢电梯数据采集器结构框图；
图2是本发明的MCU模块的电路原理图；
图3是本发明的电梯信号采集单元的结构框图；
图4是本发明的电梯信号采集单元的电路原理图；
图5是本发明的烟杆传感单元的结构框图；
图6是本发明的烟杆传感单元的电路原理图；
图7是本发明的人体感应单元的电路原理图；
图8是本发明的陀螺仪单元的结构框图；
图9是本发明的陀螺仪单元的电路原理图；
图10是本发明的485通讯电路的结构框图；
图11是本发明的485通讯电路的电路原理图；
图12是本发明的以太网通讯电路的结构框图；
图13是本发明的以太网收发器的电路原理图；
图14是本发明的RJ45端子的电路原理图；
图15是本发明的232通讯电路的结构框图；
图16是本发明的232通讯电路的电路原理图；
图17是本发明的调试模块的电路原理图；
图18是本发明的存储模块的电路原理图；
图19是本发明的电源模块的结构框图；
图20是本发明的一级降压电路的电路原理图；
图21是本发明的DC-DC芯片的电路原理图；
图22是本发明的LDO芯片电路原理图；
图23是本发明的壳体的结构示意图；
图24是本发明的壳体的主视图；
图25是本发明的壳体的俯视图；
图26是本发明的壳体的仰视图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例和附图对本发明进行进一步的描述。
如图1所示，本发明提供一种轿厢电梯数据采集器，该采集器包括：数据采集模块、MCU模块以及通讯模块，所述数据采集模块用于实现对电梯轿厢内数据的采集；所述MCU模块与所述数据采集模块连接，用于接收所述数据采集模块采集的数据，并对数据进行处理；所述通讯模块与所述MCU模块连接，用于实现对外通讯。
进一步地，所述数据采集模块包括电梯信号采集单元、烟杆传感单元、人体感应单元以及陀螺仪单元，所述电梯信号采集单元、烟杆传感单元、人体感应单元以及陀螺仪单元均与所述MCU模块连接。所述电梯信号采集单元直接与轿厢的梯控模块连接，直接读取电梯信号，例如门区、门锁、安全回路、检修等信号，所述烟杆传感单元设置于电梯门处，用于检测电梯门是否开关到位，所述人体感应单元设置于轿厢底部，用于感应轿厢内是否有人，所述陀螺仪单元设置于轿厢内部，用于检测所述轿厢的运行方向。
进一步地，如图2所示，在本发明的一个优选的实施例中，所述MCU模块采用32位的ARM微控制器STM32，STM32具有高性能、实时性、数字信号处理、低功耗、低电压于一身，同时保持高集成度和开发简易的特点。
进一步地，如图3所示，在本发明的一个优选的实施例中，所述电梯信号采集单元包括：电梯信号接口电路以及电梯信号处理电路，所述电梯信号接口电路与轿厢的梯控模块连接，获取电梯信号；所述电梯信号采集单元一端与所述电梯信号接口电路连接，另一端与所述MCU模块连接，接收所述电梯信号接口电路传输的电梯信号，对接收的电梯信号进行处理，并将处理过的电梯信号传输给所述MCU模块。
进一步地，所述电梯信号处理电路包括依次连接的电梯整流电路、电梯滤波电路以及电梯光电隔离电路；所述电梯信号采集单元还包括一电梯信号指示电路，所述电梯信号指示电路与所述电梯信号处理电路连接。
进一步地，如图4所示，在本发明的一个具体的实施例中，包括多路电梯信号采集单元，本实施例仅对一路电梯信号采集单元进行说明，在本实施例中，所述电梯信号接口电路为一接口端子JP5，用于实现与电梯的梯控设备实现快速的连接，从而接收所述梯控设备的电梯信号；所述电梯整流电路采用HD01-T桥式整流器D5，所述HD01-T桥式整流器D5的输入端连接所述接口端子JP5，输出端连接所述电梯滤波电路，所述电梯滤波电路由并联的滤波电容C61和滤波电阻R64组成，所述电梯滤波电路的输出端与所述电梯隔离电路U6连接，所述电梯隔离电路采用PC847，具体地，所述电梯滤波电路的输出端与所述PC847的输入引脚中的引脚1和引脚2连接，所述PC847的输出引脚中的引脚16连接有电梯信号指示电路，在该实施例中，所述电梯信号指示电路为一发光二极管DN15，同时，所述PC847的输出引脚中的引脚16与所述MCU模块的引脚PD0连接。
当接口端子JP5有电梯信号接入时，经整流电路D1、滤波电路C61和滤波电阻RR4后，所述隔离电路U6的引脚1和引脚2发光管工作，此时所述隔离电路U6的引脚15和引脚16的管子导通，那么所述隔离电路U6的引脚16为低电平，MCU模块的PD0端口采集到低电平，发光二极管DN15工作发亮。
进一步地，如图5所示，在本发明的一个优选的实施例中，所述烟杆传感单元包括烟杆信号接口电路，所述烟杆信号接口电路外接烟杆传感器；以及烟杆信号处理电路，所述烟杆信号处理电路一端与所述烟杆信号接口电路连接，另一端与所述MCU模块连接，接收所述烟杆信号接口电路传输的电梯信号，对接收的烟杆信号进行处理，并将处理过的电梯信号传输给所述MCU模块；所述烟杆信号处理电路包括烟杆滤波电路以及烟杆光电隔离电路；所述烟杆信号采集单元还包括一烟杆信号指示电路，所述烟杆信号指示电路与所述烟杆信号处理电路连接。
具体地，如图6所示，在本发明的一个具体的实施例中，包括多路烟杆传感单元，本实施例仅对一路烟杆传感单元进行说明，在本实施例中，所述烟杆信号接口电路为一接口端子JP3，用于实现与烟杆传感器实现快速的连接，从而接收所述烟杆传感器的烟杆信号；所述烟杆滤波电路由并联的滤波电容C71和滤波电阻R705组成，所述烟杆滤波电路的输出端与所述烟杆隔离电路U71连接，所述烟杆隔离电路采用PC827，具体地，所述烟杆滤波电路的输出端与所述PC827的输入引脚中的引脚1和引脚2连接，所述PC827的输出引脚中的引脚8连接有烟杆信号指示电路，在该实施例中，所述烟杆信号指示电路为一发光二极管DN11，同时，所述PC827的输出引脚中的引脚8与所述MCU模块的引脚PE0连接。
当接口端子JP3接入烟杆信号时，烟杆隔离电路U71的引脚1和引脚2工作，引脚7和引脚8导通，引脚8位低电平，发光二极管DN11导通点亮，MCU模块采集到低电平，从而采集到烟杆传感器的信号值。
进一步地，如图7所示，在本发明的一个优选的实施例中，所述人体感应单元包括一人体感应器接口J4，所述人体感应器接口J4与所述MCU模块的引脚PE4连接，所述人体感应器接口J4外连一人体感应器，所述人体感应器的感应距离为半径3米，当有人在感应范围时，人体感应器接口J4的第引脚2输出高电平，PE2为高，CPU模块检测到高电平；当人离开感应区时，人体感应器接口J4的引脚2输出低电平，PE2为低，CPU模块检测到低电平。
进一步地，如图8和图9所示，在本发明的一个优选的实施例中，所述陀螺仪单元包括一陀螺仪U7，在本实施例中，所述陀螺仪U7采用MPU6050，所述陀螺仪U7的引脚23和引脚24连接所述CPU模块的IIC接口PB6和PB7，所述MCU模块的IIC总线从所述陀螺仪U7读取实时的3轴加速度和3轴角速度，从而实现对电梯的运行方向的判断。
进一步地，所述通讯模块包括485通讯电路、以太网通讯电路以及232通讯电路，所述485通讯电路、以太网通讯电路以及232通讯电路均与所述MCU模块连接。
进一步地，如图10和图11所示，所述485通讯电路包括一485收发器U13以及与所述485收发器U13连接的防雷保护电路、与所述防雷保护电路连接的输出接口P13，具体地，所述485收发器U13采用磁耦隔离芯片ADM2483，所述磁耦隔离芯片ADM2483的输入引脚RXD、TXD、RE、DE分别与所述CPU模块的引脚PD6、PD5以及PD7连接，所述磁耦隔离芯片ADM2483的输出引脚A、B连接所述防雷保护电路，所述防雷保护电路采用SMD014，对所述磁耦隔离芯片ADM2483进行保护，所述防雷保护电路连接所述输出接口P13，所述485通讯电路实现所述采集器的RS485通讯。
进一步地，如图12至图14所示，所述以太网通讯电路包括一以太网收发器U4以及RJ45端子U17，所述以太网收发器U4采用DM9161，所述以太网收发器U4与所述MCU模块通过RMII接口进行通讯，所述以太网收发器U4外接RJ45端子U17，所述RJ45端子U17采用HR911105A。
进一步地，如图15至图16所示，所述232通讯电路包括一RS232收发器U14以及与所述RS232收发器U14连接的输出端口P14，所述RS232收发器U14采用MAX3232CSE，所述RS232收发器U14与所述MCU模块通过URAT1通讯连接。
进一步地，所述采集器还包括存储模块以及调试模块，所述存储模块和所述调试模块均与所述MCU模块连接。
具体地，如图17所示，所述调试模块包括一SWD接口J5，所述SWD接口J5与所述MCU模块连接，SWD接口J5的数据端口SWDIO接MCU模块的PA13，SWD接口的时钟端口SWCLK接MCU模块的PA13，SWD接口的复位端口RESET接MCU的RESET，即可给MCU模块烧录程序。
进一步地，如图18所示，所述存储模块包括Flash存储电路U3，所述Flash存储电路U3与MCU模块通过SPI总线(PA6\PA7\PA5)通信。
进一步地，如图19至图22所示，所述采集器还包括供电模块。
具体的，所述供电模块包括一级降压电路以及与所述一级降压电路连接的二级降压电路，所述一级降压电路采用DC-DC芯片TPS54231，把输入电源电压(9V～24V)转为5V2A，作为一级降压，为所述采集器供电及作为二级降压电路的输入。
所述二级降压电路包括两组降压，一组采用DC-DC芯片AP3410KTR，把5V转为3.3V，给除MCU模块外的外围芯片供电；另一组采用LDO芯片CAT6219，把5V转为3.3V电压，给MCU模块供电。
进一步地，在本发明一个优选的实施例中，如图23至图26所示，所述轿厢电梯数据采集器集成于一壳体内部，所述电梯信号接口均设置于所述壳体10的顶端，例如门区接口MQ+和MQ-、一组门锁接口MS、一组安全回路接口AQ、一组检修接口JX等，所述壳体的正面的面板上设置有每一组接口的指示灯，当相应的接口有信号接入时，对应的指示灯亮，对接口的工作状态进行指示；所述人体感应器接口以及通讯接口设置于所述壳体的底端。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种轿厢电梯数据采集器，其特征在于：该采集器包括：
数据采集模块，用于实现对电梯轿厢内数据的采集；
MCU模块，所述MCU模块与所述数据采集模块连接，用于接收所述数据采集模块采集的数据，并对数据进行处理；以及
通讯模块，所述通讯模块与所述MCU模块连接，用于实现对外通讯；
所述数据采集模块包括电梯信号采集单元、烟杆传感单元、人体感应单元以及陀螺仪单元，所述电梯信号采集单元、烟杆传感单元、人体感应单元以及陀螺仪单元均与所述MCU模块连接。
2.根据权利要求1所述的轿厢电梯数据采集器，其特征在于：所述电梯信号采集单元包括：
电梯信号接口电路，所述电梯信号接口电路与轿厢的梯控模块连接，获取电梯信号；以及
电梯信号处理电路，所述电梯信号采集单元一端与所述电梯信号接口电路连接，另一端与所述MCU模块连接，接收所述电梯信号接口电路传输的电梯信号，对接收的电梯信号进行处理，并将处理过的电梯信号传输给所述MCU模块。
3.根据权利要求2所述的轿厢电梯数据采集器，其特征在于：所述电梯信号处理电路包括依次连接的整流电路、滤波电路以及光电隔离电路。
4.根据权利要求2或3所述的轿厢电梯数据采集器，其特征在于：所述电梯信号采集单元还包括一电梯信号指示电路，所述电梯信号指示电路与所述电梯信号处理电路连接。
5.根据权利要求1所述的轿厢电梯数据采集器，其特征在于：所述烟杆传感单元包括烟杆信号接口电路，所述烟杆信号接口电路外接烟杆传感器；以及
烟杆信号处理电路，所述烟杆信号处理电路一端与所述烟杆信号接口电路连接，另一端与所述MCU模块连接，接收所述烟杆信号接口电路传输的电梯信号，对接收的烟杆信号进行处理，并将处理过的电梯信号传输给所述MCU模块。
6.根据权利要求5所述的轿厢电梯数据采集器，其特征在于：所述烟杆信号处理电路包括滤波电路以及光电隔离电路。
7.根据权利要求5或6所述的轿厢电梯数据采集器，其特征在于：所述烟杆信号采集单元还包括一烟杆信号指示电路，所述烟杆信号指示电路与所述烟杆信号处理电路连接。
8.根据权利要求1所述的轿厢电梯数据采集器，其特征在于：所述通讯模块包括485通讯电路以及以太网通讯电路，所述485通讯电路以及以太网通讯电路均与所述MCU模块连接。
9.根据权利要求1所述的轿厢电梯数据采集器，其特征在于：所述采集器还包括存储模块以及调试模块，所述存储模块和所述调试模块均与所述MCU模块连接。
10.根据权利要求1所述的轿厢电梯数据采集器，其特征在于：所述采集器还包括供电模块，对所述采集器进行供电。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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