CN111891868A - 一种基于物联网的电梯监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的电梯监控系统及方法，该系统包括：气压检测模块，气压检测模块采集电梯轿厢所在位置的气压，并生成气压数据。加速度检测模块，加速度检测模块检测电梯轿厢的加速度，并生成加速度数据。CPU处理模块，CPU处理模块预先存储电梯轿厢可到达的上限高度数据、轿厢本体的高度数据以及楼层的层高数据，根据气压数据计算得到电梯轿厢本体和电梯井之间的相对距离数据，根据气压数据和加速度数据计算得到电梯轿厢的运行速度数据。CPU处理模块结合运行速度数据、相对距离数据、上限高度数据、轿厢本体的高度数据以及楼层的层高数据计算得到电梯轿厢在电梯井中所处的位置信息。本发明可快速获取到轿厢本体在电梯井中所处位置信息。

Description

一种基于物联网的电梯监控系统及方法

技术领域

本发明涉及一种电梯监控系统及方法，更具体地说，涉及一种基于物联网的电梯监控系统及方法。

背景技术

随着时代的发展，高层建筑越来越多，电梯在人们生活中越来越普及，电梯的生产厂家也越来越多，梯井的现场环境也越来越多样化，电梯在运行中发某些重要细节不能得到及时的监控，那么很容易引发事故，甚至威胁到人们的人身安全。

现有的电梯远程监视管理系统是采用传感器采集电梯运行数据，通过微处理器进行非常态数据分析，经由GPRS网络传输、公用电话线传输、局域网传输与485通讯传输多种方式实现电梯故障报警、困人救援、日常管理、质量评估、隐患防范等功能的综合性电梯管理平台。GPRS为无线网络，设备连接网络方便快捷，能极大的减轻设备网络架设工作强度。

另一方面，现有的电梯中部分带有电梯维保信息屏(轿厢机)：安装于电梯轿厢内部。维保信息屏显示电梯运行的楼层、方向、电梯铭牌、维保单位等信息，接收维保人员的刷卡信息，从而对维保人员维保电梯的情况进行监察和记录。

当电梯发生故障时，维保信息屏播放安抚语音告知乘客抵电梯的当前状态、正确的处理方法，从而避免因乘客的错误操作造成事故。当电梯发生故障时，通过无线网络自动打开与电梯维保信息屏(门厅机)的双向视频、语音对讲。通过双向视频对讲，轿厢内被困乘客能够与外部人员取得联系。同时对电梯轿厢内进行音、视频录像。

然而，现有技术虽然存在人机交互的维保信息屏和电梯监控手段，但这些仍然处在通知信息传递的层面，并不能精确地确定电梯本身的故障情况，以及电梯所处的位置。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种基于物联网的电梯监控系统及方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于物联网的电梯监控系统，包括：气压检测模块，气压检测模块采集电梯轿厢所在位置的气压，并生成气压数据。加速度检测模块，加速度检测模块检测电梯轿厢的加速度，并生成加速度数据。CPU处理模块，CPU处理模块预先存储电梯轿厢可到达的上限高度数据、轿厢本体的高度数据以及楼层的层高数据，根据气压数据计算得到电梯轿厢本体和电梯井之间的相对距离数据，根据气压数据和加速度数据计算得到电梯轿厢的运行速度数据。CPU处理模块结合运行速度数据、相对距离数据、上限高度数据、轿厢本体的高度数据以及楼层的层高数据计算得到电梯轿厢在电梯井中所处的位置信息。

进一步地，还包括：弱电流信号检测模块，弱电流信号检测模块检测电梯硬件设备的弱电流信号，并生成弱电流状态信号，CPU处理模块根据弱电流状态信号判断电梯的运行状态是否正常。

进一步地，还包括：CPU处理模块综合弱电流状态信号、电梯轿厢的相对距离数据和运行速度数据判断是否发送报警信号。

进一步地，还包括：物联网通信模块，物联网通信模块将CPU处理模块的数据上传至云平台。不间断电源模块，不间断电源模块在电梯运行异常时对电梯系统持续供电，并将异常信息通过物联网通信模块上传。

进一步地，还包括：人机界面模块，CPU处理模块连接人机界面模块，将运行速度数据、相对距离数据、上限高度数据、轿厢本体的高度数据、楼层的层高数据以及电梯的运行状态显示在人机界面模块上。

为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：

一种基于物联网的电梯监控方法，其特征在于，包括：采集电梯轿厢所在位置的气压，并生成气压数据；检测电梯轿厢的加速度，并生成加速度数据；预先设定电梯轿厢可到达的上限高度数据、轿厢本体的高度数据以及楼层的层高数据，根据气压数据计算得到电梯轿厢本体和电梯井之间的相对距离数据，根据气压数据和加速度数据计算得到电梯轿厢的运行速度数据；结合运行速度数据、相对距离数据、上限高度数据、轿厢本体的高度数据以及楼层的层高数据计算得到电梯轿厢在电梯井中所处的位置信息。

进一步地，还包括：检测电梯硬件设备的弱电流信号，并生成弱电流状态信号，并根据弱电流状态信号判断电梯的运行状态是否正常。

进一步地，还包括：综合弱电流状态信号、电梯轿厢的相对距离数据和运行速度数据判断是否发出报警。

进一步地，还包括：将运行速度数据、相对距离数据、电梯的运行状态上传至云平台；在电梯运行异常时对电梯系统持续供电，并将异常信息上传至云平台。

进一步地，还包括：将运行速度数据、相对距离数据、上限高度数据、轿厢本体的高度数据、楼层的层高数据以及电梯的运行状态通过硬件对外展示。

在上述技术方案中，本发明可快速获取到轿厢本体在电梯井中所处位置信息，一旦电梯出现故障，可在第一赶往轿厢本体所在位置实施救援或维修，有效提高了救援和维修效率。

附图说明

图1是本发明系统的结构示意图；

图2是本发明方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

参照图1，本发明首先公开一种基于物联网的电梯监控系统，其组要的构成单元包括CPU处理模块1、气压检测模块2、加速度检测模块3、弱电流信号检测模块4、不间断电源(Uninterruptible Power Supply，UPS)模块5、人机界面(Human Machine Interface,HMI)模块6、物联网通信模块7、无线通信模块8等。如图1所示，在本发明的电梯监控系统中，CPU处理模块1是核心处理单元，其接收、气压检测模块2、加速度检测模块3、弱电流信号检测模块4、不间断电源模块5的输入数据并进行处理，再通过物联网通信模块7和人机界面模块6将处理后的数据进行展示或发送。

气压检测模块2的作用是采集电梯轿厢所在位置的气压，并生成气压数据。作为本发明的一种优选实施方式，气压检测模块2内部选用了精密气压计，设备至于轿厢顶或者梯井内，用于采集电梯轿厢所在位置的气压数据，从而使得CPU处理模块1能根据气压数据通过算法进行计算，得出此时电梯轿厢所在的准确高度。

加速度检测模块3的作用是检测电梯轿厢的加速度，并生成加速度数据。作为本发明的一种优选实施方式，加速度检测模块3的内部选用了陀螺仪加速度计可以计算出电梯在运行中的速度，同时还可以监测电梯在运行过程中是否平稳，若出现异常则将异常数据上报给CPU处理模块1。

弱电流信号检测模块4的作用是检测电梯硬件设备的弱电流信号，生成弱电流状态信号，从而使得CPU处理模块1根据弱电流状态信号判断电梯的运行状态是否正常。若信号异常，则将异常信号发送给CPU进行处理。作为本发明的一种优选实施方式，弱电流信号检测模块4内部选用弱电流互感器。弱电流信号检测模块4的对外接口选用直流或者交流互感器采集电梯轿厢本体的弱电流信号，将采集到的信号给到弱电流信号检测模块4，弱电流信号检测模块4内采用精密整流电路对所采集到的信号进行处理，最终将处理后的信号发送给CPU处理模块1。

CPU处理模块1是整个电梯监控系统的核心单元，其连接和各个其他模块。本发明在CPU处理模块1中预先存储了电梯轿厢可到达的上限高度数据、轿厢本体的高度数据以及楼层的层高数据等。CPU处理模块1根据气压数据计算得到电梯轿厢本体和电梯井之间的相对距离数据，根据气压数据和加速度数据计算得到电梯轿厢的运行速度数据。在此之后，CPU处理模块1结合运行速度数据、相对距离数据、上限高度数据、轿厢本体的高度数据以及楼层的层高数据计算得到电梯轿厢在电梯井中所处的位置信息。此外，CPU处理模块1综合弱电流状态信号、电梯轿厢的相对距离数据和运行速度数据判断是否发送报警信号。

物联网通信模块7的作用是将CPU处理模块1的数据上传至云平台。物联网通信模块7可兼容2G、4G、5G、WIFI等物联网模块，将CPU处理模块1的数据上传至云平台，使得物业管理中心可以随时了解电梯的运行状况。

不间断电源(UPS)模块5的作用是在电梯运行异常时对电梯系统持续供电，并将异常信息通过物联网通信模块7上传。UPS模块5在电梯突然断电或供电异常等紧急情况下会持续供电，维持电梯监控系统至少8小时以上，并上报电梯异常信息，等待救援或维修人员到达。

人机界面(HMI)模块6的作用是将运行速度数据、相对距离数据、上限高度数据、轿厢本体的高度数据、楼层的层高数据以及电梯的运行状态等信息显示出来。HMI模块预留了RS232口以及RS485口，CPU处理模块1与电梯轿厢内的HMI模块连接通讯，可以将电梯运行中的速度、高度、楼层、载重等电梯运行的必要信息传至轿厢内的HMI上进行显示，让客户更直观地看到电梯的运行状态。

无线通信模块8的作用是通过无线方式在各个电梯监控系统之间共享数据。作为本发明的一种优选实施方式，无线通信模块8内部选用远距离无线电(Long Range Radio，LORA)通讯方式，会通过LORA模块进行通讯，用于无线发送所述电梯监控系统采集到的高度、气压、速度等数据。作为本发明的另一种优选实施方式，每个电梯监控系统上都放置了一个LORA模块，LORA模块与电梯监控系统的CPU处理模块1之间进行MODBUS通讯，每一个电梯监控系统的高度、速度等信息都通过LORA模块上传并对外发送到云平台上。

由此可见，本发明的电梯监控系统能实时监控电梯的运行状态，采集电梯的运行速度、气压信息等，从而转化为楼层、电梯高度信息，同时电梯会检测轿厢本身硬件电器的弱电流信号，为电梯的维保以及救援提供可靠信息，当电梯运行本身出现电梯下坠，运行保护性断电等状况可以及时的发现问题并讲信息传送给CPU处理模块1进行处理。

除了上述电梯监控系统，本发明还公开一种电梯监控方法，对应上述本发明的系统。

如图2所示，本发明的方法主要包括以下的步骤：

采集电梯轿厢所在位置的气压并生成气压数据。作为本发明的一种优选实施方式，该步骤采集轿厢顶端的气压值，通过与梯井顶端的气压进行求差运算，得到相对气压，从而用公式换算得到电梯的所在高度。

检测电梯轿厢的加速度并生成加速度数据。作为本发明的一种优选实施方式，该步骤通过内部陀螺仪加速度计与气压计模块进行算法融合，得到电梯轿厢的运行速度。

检测电梯硬件设备的弱电流信号并生成弱电流状态信号。作为本发明的一种优选实施方式，该步骤采集轿厢的位置信息，轿厢本体的控制信号的弱电流信号，通过软件算法将电梯的运行信息融合，获取得到轿厢体的运行状态信息并输出。

当电梯出现意外情况断电后，控制器上的UPS模块5会为电梯监控系统持续供电，并上报电梯的高度、已经监控到的电梯问题，等待救援人员的到达，UPS模块5至少可以持续工作8小时。

预先在存储器中存储电梯轿厢可到达的上限高度数据、轿厢本体的高度数据以及楼层的层高数据等。根据气压数据计算得到电梯轿厢本体和电梯井之间的相对距离数据，根据气压数据和加速度数据计算得到电梯轿厢的运行速度数据。

结合运行速度数据、相对距离数据、上限高度数据、轿厢本体的高度数据以及楼层的层高数据计算得到电梯轿厢在电梯井中所处的位置信息。

综合弱电流状态信号、电梯轿厢的相对距离数据和运行速度数据判断是否发送报警信号。

由此，电梯一旦出现故障，电梯维修救援人员可以在第一时间于终端获取到电梯的实时位置信息，直接前往电梯故障现场实施救援或维修，有效提高了救援和维修效率，降低了被困电梯人员的安全风险。

本发明的电梯监控方法通过采集轿厢本体和电梯井之间的相对距离数据，再根据相对距离数据分析处理得到轿厢本体在电梯井中的位置信息并输出。同时，当电梯遇到突发状况出现断电等情况，UPS模块5将会对控制器持续供电，应用本发明电梯监控方法的系统和/或控制器会持续监控电梯现维持的状态，将电梯的高度、楼层以及问题信息上传至云平台，供管理员进行维护。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (10)

1.一种基于物联网的电梯监控系统，其特征在于，包括：

气压检测模块，所述气压检测模块采集电梯轿厢所在位置的气压，并生成气压数据；

加速度检测模块，所述加速度检测模块检测电梯轿厢的加速度，并生成加速度数据；

CPU处理模块，所述CPU处理模块预先存储电梯轿厢可到达的上限高度数据、轿厢本体的高度数据以及楼层的层高数据，根据气压数据计算得到电梯轿厢本体和电梯井之间的相对距离数据，根据气压数据和加速度数据计算得到电梯轿厢的运行速度数据；

CPU处理模块结合运行速度数据、相对距离数据、上限高度数据、轿厢本体的高度数据以及楼层的层高数据计算得到电梯轿厢在电梯井中所处的位置信息。

2.如权利要求1所述的基于物联网的电梯监控系统，其特征在于，还包括：

弱电流信号检测模块，所述弱电流信号检测模块检测电梯硬件设备的弱电流信号，并生成弱电流状态信号，所述CPU处理模块根据所述弱电流状态信号判断电梯的运行状态是否正常。

3.如权利要求2所述的基于物联网的电梯监控系统，其特征在于，还包括：

所述CPU处理模块综合弱电流状态信号、电梯轿厢的相对距离数据和运行速度数据判断是否发送报警信号。

4.如权利要求2所述的基于物联网的电梯监控系统，其特征在于，还包括：

物联网通信模块，所述物联网通信模块将CPU处理模块的数据上传至云平台；

不间断电源模块，所述不间断电源模块在电梯运行异常时对电梯系统持续供电，并将异常信息通过物联网通信模块上传至云平台。

5.如权利要求2所述的基于物联网的电梯监控系统，其特征在于，还包括：

人机界面模块，所述CPU处理模块连接所述人机界面模块，将运行速度数据、相对距离数据、上限高度数据、轿厢本体的高度数据、楼层的层高数据以及电梯的运行状态显示在所述人机界面模块上。

6.一种基于物联网的电梯监控方法，其特征在于，包括：

采集电梯轿厢所在位置的气压，并生成气压数据；

检测电梯轿厢的加速度，并生成加速度数据；

预先设定电梯轿厢可到达的上限高度数据、轿厢本体的高度数据以及楼层的层高数据，根据气压数据计算得到电梯轿厢本体和电梯井之间的相对距离数据，根据气压数据和加速度数据计算得到电梯轿厢的运行速度数据；

结合运行速度数据、相对距离数据、上限高度数据、轿厢本体的高度数据以及楼层的层高数据计算得到电梯轿厢在电梯井中所处的位置信息。

7.如权利要求6所述的基于物联网的电梯监控方法，其特征在于，还包括：

检测电梯硬件设备的弱电流信号，并生成弱电流状态信号，并根据所述弱电流状态信号判断电梯的运行状态是否正常。

8.如权利要求7所述的基于物联网的电梯监控方法，其特征在于，还包括：

综合弱电流状态信号、电梯轿厢的相对距离数据和运行速度数据判断是否发出报警。

9.如权利要求7所述的基于物联网的电梯监控方法，其特征在于，还包括：

将运行速度数据、相对距离数据、电梯的运行状态上传至云平台；

在电梯运行异常时对电梯系统持续供电，并将异常信息上传至云平台。

10.如权利要求7所述的基于物联网的电梯监控方法，其特征在于，还包括：

将运行速度数据、相对距离数据、上限高度数据、轿厢本体的高度数据、楼层的层高数据以及电梯的运行状态通过硬件对外展示。

Images