CN113060611A - 电梯故障智能报警无线多方对讲及数据传输方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电梯故障智能报警无线多方对讲及数据传输方法及装置,包括主控CPU、对讲机、数传模块、语音播报模块、声控语音转换模块、麦克风、扬声器、传感器单元、音频功率放大器、后台服务器,通过传感器单元采集轿厢内信息,并及时进行报警,通过语音播报模块存储语音信息,通过声控语音转换模块控制对讲机的收发模式,实现单工对讲机的双向对话,该装置使用通用对讲机作为载体的普及性高,同时进行无网数据发射和模拟音频及单幅图像发射,并可进行远程网络连接,涵盖面广,实现了无线、高效、多方自动报警,具备广泛的市场应用前景及很高的市场推广价值。

Description

电梯故障智能报警无线多方对讲及数据传输方法及装置
技术领域
本发明涉及电梯自动报警技术领域,具体涉及一种电梯故障智能报警无线多方对讲及数据传输方法及装置。
背景技术
电梯故障报警是维护电梯使用安全、实施故障危险救援、了解电梯轿厢内真实情况的必有装置。目前,常用的有线电梯故障对讲装置,普遍存在随梯电缆故障、线路老化、鼠磕等难以及时恢复的缺点,影响电梯的正常使用;且需设有24小时中央监控中心专人值守,经常出现一时人为疏忽而酿成危及生命的大错;遇到中央监控中心断电或规划区外断电,所有通讯、报警均无法传输出去、施救人员无法断定电梯轿厢内是否有人及电梯锁死在什么位置,给营救工作带来极大的困难,浪费人力、物力及时间。
市场上常见的新型无线电梯对讲机,并没有摆脱随行电梯电缆的约束,也没有克服电梯故障有线对讲装置的缺点,且需要专业人员安装和维护。另外,现有常见的电梯报警装置,存在没有设置明火报警、温度超高报警、有害气体超标报警等消防报警的不足。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提出一种电梯故障智能报警无线多方对讲及数据传输方法,包括:
步骤1:当主控CPU接收到人工报警信号,则需要通知轿厢内的人员报警已被传达,当轿厢内报警信号播报完毕后主控CPU控制对讲机处于发射状态,通过对讲机W1提示手持对讲机W2的工作人员有报警信号输出,其中对讲机W2需要与对讲机W1处于同一频率段;
步骤2:通过主控CPU检测是否有人工即时语音的输入,如果检测到有人工即时语音的输入,则继续执行步骤3,否则重复步骤1;
步骤3:通过主控CPU检测人工报警是否被取消,如果检测到已取消,则在轿厢内输出报警已取消的语音提示,同时通过对讲机W1提示工作人员报警已取消,如果报警信号未被取消,则继续执行步骤4;
步骤4:当报警信号未被取消时,如果主控CPU检测到对讲机W2输入人工即时语音时,则控制对讲机W1处于接收模式,如果主控CPU检测到通过轿厢内的麦克风输入人工即时语音时,则控制对讲机W1处于发射模式,否则处于等待状态。
一种实现电梯故障智能报警无线多方对讲及数据传输方法的装置,包括主控CPU、对讲机W1、数传模块、WiFi模块、4G/5G模块、供电单元、语音播报模块、声控语音转换模块、发射指示灯组、接收指示灯组、报警按钮、应急照明灯组、麦克风、扬声器、传感器单元、数字成像模组、运算放大器A1、运算放大器A2、运算放大器A3、运算放大器A4、AD转换模块B1、AD转换模块B2、AD转换模块B3、音频功率放大器、继电器C1、继电器C2、继电器C3、后台服务器;所述传感器单元包括火焰传感器、有害气体传感器、温度传感器、九轴传感器、激光测距模组、光线传感器;所述声控语音转换模块包括一个继电器C2和两个ALC集成电路;
所述火焰传感器与运算放大器A1电连接,运算放大器A1与AD转换模块B1电连接,AD转换模块B1与主控CPU的IO端口电连接;有害气体传感器与运算放大器A2电连接,运算放大器A2与AD转换模块B2电连接,AD转换模块B2与主控CPU的IO端口电连接;温度传感器与主控CPU的IO端口电连接;九轴传感器与主控CPU的IO端口电连接;激光测距模组与主控CPU的IO端口电连接;光线传感器与运算放大器A3电连接,运算放大器A3与AD转换模块B3电连接,AD转换模块B3与主控CPU的IO端口电连接;数字成像模组与主控CPU的IO端口电连接,数传模块、WiFi模块、4G/5G模块分别与主控CPU的IO端口电连接;报警按钮与主控CPU的IO端口电连接;
语音播报模块与继电器C1的触点COM1电连接,继电器C1的常闭触点NC与继电器C2的常闭触点NC2电连接,继电器C2的公共端COM2与音频功率放大器的输入端电连接,音频功率放大器的输出端与扬声器电连接;所述声控语音转换模块中的两个ALC集成电路,分别表示为ALC集成电路1、ALC集成电路2,继电器C1的常开触点ON1与继电器C2的常闭触点NC3电连接,继电器C2的公共端COM3与对讲机W1的麦克风输入端电连接,对讲机W1的输出端与ALC集成电路1的音频输入端IN电连接,ALC集成电路1的音频输出端OUT与继电器C2的常开触点ON2电连接,ALC集成电路1的输出端SWO与主控CPU的IO端口电连接;麦克风与ALC集成电路2的音频输入端IN电连接,ALC集成电路2的音频输出端OUT与继电器C2的常开触点ON3电连接,ALC集成电路2的输出端SWO与主控CPU的IO端口电连接;主控CPU的IO端口通过继电器C3与对讲机W1的发射控制端电连接,控制对讲机W1的发射端口;
供电单元包括AC-DC供电电源、运算放大器A4、备用电池,AC-DC供电电源分别与运算放大器A4、备用电池电连接,备用电池与运算放大器A4电连接,运算放大器与主控CPU的IO端口电连接;
发射指示灯、接收指示灯分别与主控CPU的IO端口电连接,应急照明灯组与主控CPU的IO端口电连接。
火焰传感器用于实时采集红外线的幅值Ni,经运算放大器A1放大后,经AD转换模块B1转换为数字量信号传输给主控CPU,其中Ni表示火焰传感器第i时刻采集到的红外线的幅值,i表示采样时刻;
有害气体传感器用于实时采集有害气体的浓度值Qi,经运算放大器A2放大后,经AD转换模块B2转换为数字量信号传输给主控CPU,其中Qi表示有害气体传感器第i时刻采集到的浓度值,所述有害气体包括CO、甲烷;
温度传感器用于实时采集电梯轿厢内的温度值Ei,并传输给主控CPU,其中Ei表示温度传感器第i时刻采集到的温度值;
九轴传感器用于实时采集电梯运行的高度值Hi、速度值Vi和姿态信息Ωi,其中Hi表示九轴传感器第i时刻采集到的高度值,Vi表示九轴传感器第i时刻采集到的速度值,Ωi表示九轴传感器第i时刻采集到的姿态信息;
激光测距模组用于实时采集电梯井内基坑的高度值hi,并传输给主控CPU,其中hi表示激光测距模组第i时刻采集到的基坑高度值;
光线传感器用于实时采集电梯轿厢内的光线亮度值Gi,经运算放大器A3放大后,经AD转换模块B3转换为数字量信号传输给主控CPU,其中Gi表示光线传感器第i时刻采集到的光线亮度值;
数字成像模组用于拍摄单帧图像,并传输给主控CPU;
语音播报模块用于存储语音报警信息和语音信息;
主控CPU用于对传感器单元采集到的待处理信号进行处理及存储,并发出报警请求,根据报警请求提取语音播报模块中的语音报警信息,还用于人工报警时触发语音播报模块提取语音信息,控制对讲机W1接收或发射模式的切换;所述待处理信号包括幅值Ni、浓度值Qi、温度值Ei、速度值Vi、高度值Hi、姿态信息Ωi、基坑高度值hi、光线亮度值Gi
当主控CPU发出第i时刻的报警请求时,触发数字成像模组工作,拍摄第i时刻的单帧图像并传输给主控CPU进行存储;当后台服务器发出拍摄请求时,主控CPU触发数字成像模组进行拍摄,并将得到的图像压缩为串行图像数据,通过无线信号发送给后台服务器;
供电单元用于提供工作电压,对所述装置进行供电,AC-DC供电电源、备用电池输出的电压值输入给运算放大器A4,如果运算放大器A4检测到AC-DC供电电源的输出电压大于备用电池的输出电压,表示AC-DC供电电源工作正常,通过AC-DC供电电源对所述装置进行供电,如果运算放大器A4检测到AC-DC供电电源的输出电压小于备用电池的输出电压,表示AC-DC供电电源断电,通过主控CPU启动备用电池对装置进行供电,并发出报警请求;
对讲机W1用于实现语音对讲功能,以及语音报警信息的播报;
声控语音转换模块用于将对讲机W1接收的人的即时语音转换为接收或发射的控制信号,并对人的即时语音进行放大处理;
数传模块、WiFi模块、4G/5G模块均用于发射无线信号;
主控CPU还用于选择通过数传模块或WiFi模块或4G/5G模块将数字量信号无线传输至后台服务器,包括:主控CPU优先连接4G/5G模块,当4G/5G模块连接成功后,主控CPU通过4G/5G模块将待处理信号无线传输至后台服务器,当4G/5G模块连接失败后,主控CPU尝试连接WiFi模块,当WiFi模块连接成功后,主控CPU通过WiFi模块将待处理信号无线传输至后台服务器,当WiFi模块连接失败后,主控CPU尝试连接数传模块,当数传模块连接成功后,主控CPU通过数传模块将待处理信号无线传输至后台服务器;
应急照明灯组用于在电梯轿厢内失去光源或AC-DC供电电源断电时为电梯轿厢内提供光源。
所述主控CPU用于对传感器单元采集到的信号进行处理,具体表述为:当主控CPU接收到的第i时刻的幅值
Figure BDA0002980693480000041
时,表示电梯轿厢内有明火出现需要发出报警请求,其中
Figure BDA0002980693480000042
表示发生明火时红外线的预设幅值;
当主控CPU接收到的第i时刻的有害气体浓度值
Figure BDA0002980693480000043
时,表示电梯轿厢内存在超标有害气体需要发出报警请求,其中
Figure BDA0002980693480000044
表示有害气体超标时的预设值;
当主控CPU接收到的第i时刻的温度值
Figure BDA0002980693480000045
时,表示电梯轿厢内温度异常需要发出报警请求,其中
Figure BDA0002980693480000046
表示温度异常时的温度阈值;
当主控CPU接收到的第i时刻的速度值
Figure BDA0002980693480000047
时,表示电梯运行超速需要发出报警请求,同时将第i时刻的高度值Hi通过无线信号发送到后台服务器,当主控CPU接收到的第i时刻的位姿信息
Figure BDA0002980693480000048
时,表示电梯运行不稳定需要发出报警请求,同时将第i时刻的高度值Hi通过无线信号发送到后台服务器,其中
Figure BDA0002980693480000049
表示电梯超速时的预设速度值,
Figure BDA00029806934800000410
表示电梯运行不稳定时的设定阈值;
当主控CPU接收到的第i时刻的基坑高度值
Figure BDA00029806934800000411
时,表示电梯基坑内有积水需要发出报警请求,其中
Figure BDA0002980693480000051
表示电梯基坑内有积水时的设定阈值;
当主控CPU接收到的第i时刻的亮度值
Figure BDA0002980693480000052
时,表示电梯轿厢内失去光源需要发出报警请求,其中
Figure BDA0002980693480000053
表示电梯轿厢内光线亮度的设定阈值;当主控CPU检测到电梯轿厢内失去光源时,主控CPU触发应急照明灯组点亮。
当主控CPU检测到报警请求时,主控CPU触发继电器C1、继电器C3接通对讲机W1,使对讲机处于发射模式,通过对讲机W1将语音报警信息发送给处于接收端的对讲机W2
主控CPU用于控制对讲机W1接收或发射模式的切换,具体表述为:当对讲机W1接收到的人的即时语音输出到ALC集成电路1的IN1端口,触发SWO1为高电平,通过主控CPU触发继电器C2接通,对讲机W1处于接收模式接收人的即时语音,同时触发接收指示灯组中的所有灯同时点亮,当麦克风识别到人的即时语音后,触发ALC集成电路2的SWO2端口为高电平,通过主控CPU触发继电器继电器C2、继电器C3接通,对讲机W1处于发射模式发射人的即时语音,同时触发发射指示灯组中的所有灯同时点亮。
主控CPU触发语音播报模块提取语音信息,具体表示为:当手动触发报警按钮进行人工报警时,报警按钮被触发一次,主控CPU触发语音播报模块,通过语音播报模块提取第一段语音信息,通过继电器C1、继电器C2接通音频功率放大器,接通扬声器播报第一段语音信息,当第一段播报完后,语音播报模块发送结束指令,当主控CPU接收到结束指令时,控制继电器C1的常开触点ON1吸合,通过继电器C2的常闭触点接通对讲机W1,主控CPU同时控制继电器C3接通,继电器C3接通后通过语音播报模块提取第二段语音信息,接通对讲机W1的麦克风输入端发射第二段语音信息,如果ALC集成电路1的SWO1端口无高电平,继续第一段语音信息、第二段语音信息的循环播报,直到ALC集成电路1的SWO1端口为高电平,当主控CPU识别到ALC集成电路1的SWO1端口为高电平时,则进入单工双向对讲状态,如果ALC集成电路1上的SWO1端口、ALC集成电路2上的SWO2端口均为低电平,主控CPU处于接收、发送的等待状态,当麦克风有语音输入时,SWO2端口转为高电平,主控CPU检测到SWO2端口为高电平时,通过主控CPU接通继电器C3,对讲机W1处于发射模式;当对讲机W1有语音输出时,SWO1端口转为高电平,CPU检测到SWO1为高电平时,通过主控CPU断开继电器C3,对讲机W1处于接收模式;当报警按钮被触发三次时,主控CPU断开继电器C1、继电器C2、继电器C3,同时提取语音播报模块中的第三段语音信息,经过音频功率放大器放大后,通过扬声器播报第三段语音信息,当报警按钮再次被触发一次时,主控CPU断开继电器C1、继电器C2,同时提取语音播报模块中的第四段语音信息,经过音频功率放大器放大后,通过电梯轿厢内的扬声器播报第四段语音信息,当第四段语音信息播报完后,语音播报模块发送结束指令,主控CPU控制继电器C1接通、继电器C3接通,同时提取语音播报模块中的第五段语音信息通过对讲机W1发送到接收端的对讲机W2,当第五段语音信息播报完后,语音播报模块发送结束指令,主控CPU断开继电器C1、继电器C2、继电器C3,主控CPU处于待机状态。
所述声控语音转换模块的另一种结构为扬声器电话电路芯片,扬声器电话电路芯片的语音输出检测端口RLO1、TLO1以及静音控制端口MUT分别与主控CPU的IO端口电连接,当对讲机W1接收到的人的即时语音输出到扬声器电话电路芯片时,扬声器电话电路芯片触发端口RLO1为高电平,当麦克风识别到人的即时语音后,触发扬声器电话电路芯片的端口TLO1为高电平,由于扬声器电话电路芯片的语音输入检测端口RLO1与语音输出检测端口TLO1为互反输出端口,则主控CPU在同一时刻接收到的控制信号只能为接收控制信号或发射控制信号中的一个,当主控CPU检测到RLO1端口为高电平时,通过主控CPU控制对讲机W1处于接收模式接收人的即时语音,当主控CPU检测到TLO1端口为高电平时,通过主控CPU触发继电器C3接通,控制对讲机W1处于发射模式发射人的即时语音,同时通过主控CPU触发MUT端口为高电平。
所述装置还包括:人体红外传感器、压力传感器、面部识别传感器、红外热成像模组、紫外线灭菌灯,人体红外传感器与主控CPU的IO端口电连接,压力传感器与运算放大器A5电连接,运算放大器与AD转换模块B5电连接,AD转换模块B5接主控CPU的IO端口,面部识别传感器与主控CPU的IO端口电连接,红外热成像模组与主控CPU的IO端口电连接,紫外线灭菌灯与主控CPU的IO端口电连接;
人体红外传感器用于采集人体的热红外信号,并传输给主控CPU;当安装有人体红外传感器时,如果光线的亮度值
Figure BDA0002980693480000061
且人体红外传感器检测到有热红外信号时,主控CPU控制应急照明灯组点亮;
压力传感器用于实时采集电梯的承载重量Fi并传输给主控CPU,主控CPU将接收到的第i时刻的承载重量Fi通过无线信号发送给后台服务器,当主控CPU检测到
Figure BDA0002980693480000062
时,表示电梯已超重但尚不构成危险,需要发出一级的报警请求,当主控CPU检测到
Figure BDA0002980693480000063
时,表示电梯严重超重会存在危险,需要发出二级的报警请求,其中
Figure BDA0002980693480000064
表示电梯称重的下限值,
Figure BDA0002980693480000065
表示电梯称重的上限值;
面部识别传感器用于利用人脸识别技术获取电梯中乘客j的人脸面部特征图像,并传输给主控CPU进行存储;
红外热成像模组用于采集电梯中乘客j的体温值Rj并传输给主控CPU,当主控CPU检测到
Figure BDA0002980693480000071
时,表示乘客j的体温异常,需要发出报警请求,主控CPU同时提取乘客j的人脸面部特征图像无线传输给后台服务器,其中
Figure BDA0002980693480000072
表示体温异常的设定阈值;
紫外线灭菌灯用于对电梯轿厢进行灭菌,当人体红外传感器未检测到热红外信号时,通过主控CPU触发紫外线灭菌灯开启,进行设定时间段内的灭菌工作。
本发明的有益效果是:
本发明提出了一种电梯故障智能报警无线多方对讲及数据传输方法及装置,采用外接电梯电源及后备电池电源供电结构,适用于全天候报警及自动识别电梯内异常状态,并可直接通过其无线终端发送语音对应报警指令,实现实时报警,与外界取得通讯联系,保障电梯轿厢的运行安全;本装置包含外挂对讲机端口,可通过外挂对讲机直接自动发送语音报警,实现规划区内报警及实时共享预警效果,并可通过声控语音转换模块来实现单工对讲机双向对话。本装置免去市面上繁琐的安装环节只需取电梯220v电源即可,无需任何其它布线即可使用,并且可连接任意对讲机设备,安装成本直线降低,有效避免停电导致无信号的缺陷;本装置的对端为普通手持对讲机,告别了现有设备只能固定放置不能移动而影响第一时间救人的不足。相对传统电梯故障装置而言,本发明使用通用对讲机作为载体的普及性高,同时进行无网数据发射和模拟音频及单幅图像发射,并可进行远程网络连接,涵盖面广,具备常规和非常规检测,实现无线、高效、及时、准确、多方自动报警,具有革命性的改进和质的提升,具备广泛的市场应用前景及很高的市场推广价值。
附图说明
图1为本发明中电梯故障智能报警无线多方对讲及数据传输方法流程图;
图2为本发明中实现电梯故障智能报警无线多方对讲及数据传输方法的两种装置框图,(a)表示声控语音转换模块采用继电器和两个ALC集成电路时的框图,(b)表示声控语音转换模块采用扬声器电话电路芯片时的框图;
图3为本发明中语音播报模块、声控语音转换模块的接线原理图,其中(a)表示声控语音转换模块采用继电器和两个ALC集成电路时的接线原理图,(b)表示声控语音转换模块采用扬声器电话电路芯片时的接线原理图;
图4为本发明中声控语音转换模块控制对讲机的原理图;
图5为本发明中手动触发报警按钮进行报警的原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施实例对发明做进一步说明。
如图1所示,一种电梯故障智能报警无线多方对讲及数据传输方法,包括:
步骤1:上电后主控CPU采集各传感器的实时数据,并自动检测电梯是否有故障发生或人工报警信号产生,当主控CPU接收到人工报警信号,则需要通知轿厢内的人员报警已被传达,当轿厢内报警信号播报完毕后主控CPU控制对讲机处于发射状态,通过对讲机W1提示手持对讲机W2的工作人员有报警信号输出,其中对讲机W2需要与对讲机W1处于同一频率段,这里的对讲机W2指的是处于同一频率段的所有对讲机;
步骤2:通过主控CPU检测是否有人工即时语音的输入,如果检测到有人工即时语音的输入,则继续执行步骤3,否则重复步骤1;
步骤3:通过主控CPU检测人工报警是否被取消,如果检测到已取消,则在轿厢内输出报警已取消的语音提示,同时通过对讲机W1提示工作人员报警已取消,如果报警信号未被取消,则继续执行步骤4;
步骤4:当报警信号未被取消时,如果主控CPU检测到对讲机W2输入人工即时语音时,则控制对讲机W1处于接收模式,如果主控CPU检测到通过轿厢内的麦克风输入人工即时语音时,则控制对讲机W1处于发射模式,否则处于等待状态。
如图2所示,本实施方式给出实现电梯故障智能报警无线多方对讲及数据传输方法的两种装置:
实施例1:如图2(a)所示,本发明提供的一种实现电梯故障智能报警无线多方对讲及数据传输方法的装置,包括主控CPU、对讲机W1、数传模块、WiFi模块、4G/5G模块、供电单元、语音播报模块、声控语音转换模块、发射指示灯组、接收指示灯组、报警按钮、应急照明灯组、麦克风、扬声器、传感器单元、数字成像模组、运算放大器A1、运算放大器A2、运算放大器A3、运算放大器A4、AD转换模块B1、AD转换模块B2、AD转换模块B3、音频功率放大器、继电器C1、继电器C2、继电器C3、后台服务器;所述传感器单元包括火焰传感器、有害气体传感器、温度传感器、九轴传感器、激光测距模组、光线传感器;所述声控语音转换模块包括一个继电器C2和两个ALC集成电路;
所述火焰传感器与运算放大器A1电连接,运算放大器A1与AD转换模块B1电连接,AD转换模块B1与主控CPU的IO端口电连接;有害气体传感器与运算放大器A2电连接,运算放大器A2与AD转换模块B2电连接,AD转换模块B2与主控CPU的IO端口电连接;温度传感器与主控CPU的IO端口电连接;九轴传感器与主控CPU的IO端口电连接;激光测距模组与主控CPU的IO端口电连接;光线传感器与运算放大器A3电连接,运算放大器A3与AD转换模块B3电连接,AD转换模块B3与主控CPU的IO端口电连接;数字成像模组与主控CPU的IO端口电连接,数传模块、WiFi模块、4G/5G模块分别与主控CPU的IO端口电连接;报警按钮与主控CPU的IO端口电连接;
如图3(a)所示,语音播报模块与继电器C1的触点COM1电连接,继电器C1的常闭触点NC与继电器C2的常闭触点NC2电连接,继电器C2的公共端COM2与音频功率放大器的输入端电连接,音频功率放大器的输出端与扬声器电连接;所述声控语音转换模块中的两个相同型号的ALC集成电路,分别表示为ALC集成电路1、ALC集成电路2,继电器C1的常开触点ON1与继电器C2的常闭触点NC3电连接,继电器C2的公共端COM3与对讲机W1的麦克风输入端mic电连接,对讲机W1的扬声器输出端spk与ALC集成电路1的音频输入端IN电连接,ALC集成电路1的音频输出端OUT与继电器C2的常开触点ON2电连接,ALC集成电路1的输出端SWO与主控CPU的IO端口电连接;麦克风与ALC集成电路2的音频输入端IN电连接,ALC集成电路2的音频输出端OUT与继电器C2的常开触点ON3电连接,ALC集成电路2的输出端SWO与主控CPU的IO端口电连接;主控CPU的IO端口通过继电器C3与对讲机W1的发射控制端fc电连接,控制对讲机W1的发射端口;
供电单元包括AC-DC供电电源、运算放大器A4、备用电池,AC-DC供电电源分别与运算放大器A4、备用电池电连接,备用电池与运算放大器A4电连接,运算放大器与主控CPU的IO端口电连接;
发射指示灯、接收指示灯分别与主控CPU的IO端口电连接,应急照明灯组通过三极管与主控CPU的IO端口电连接。
火焰传感器用于实时采集红外线的幅值Ni,经运算放大器A1放大后,经AD转换模块B1转换为数字量信号传输给主控CPU,其中Ni表示火焰传感器第i时刻采集到的红外线的幅值,i表示采样时刻;
有害气体传感器用于实时采集有害气体的浓度值Qi,经运算放大器A2放大后,经AD转换模块B2转换为数字量信号传输给主控CPU,其中Qi表示有害气体传感器第i时刻采集到的浓度值,所述有害气体包括CO、甲烷;
温度传感器用于实时采集电梯轿厢内的温度值Ei,并传输给主控CPU,其中Ei表示温度传感器第i时刻采集到的温度值;
九轴传感器用于实时采集电梯运行的高度值Hi、速度值Vi和姿态信息Ωi,其中Hi表示九轴传感器第i时刻采集到的高度值,Vi表示九轴传感器第i时刻采集到的速度值,Ωi表示九轴传感器第i时刻采集到的姿态信息;
激光测距模组用于实时采集电梯井内基坑的高度值hi,并传输给主控CPU,其中hi表示激光测距模组第i时刻采集到的基坑高度值,为了防止激光在电梯基坑内存在不反射现象的发生,采集不到高度值,需要在基坑内安装水平激光反射板,用于反射测距激光;
光线传感器用于实时采集电梯轿厢内的光线亮度值Gi,经运算放大器A3放大后,经AD转换模块B3转换为数字量信号传输给主控CPU,其中Gi表示光线传感器第i时刻采集到的光线亮度值;
数字成像模组用于拍摄单帧图像,并传输给主控CPU;
语音播报模块用于存储语音报警信息和语音信息;
主控CPU用于对传感器单元采集到的待处理信号进行处理及存储,并发出报警请求,根据报警请求提取语音播报模块中的语音报警信息(不同的报警请求对应不同的语音报警信息),同时通过对讲机W1将语音报警信息发送到处于接收端的对讲机W2(即与对讲机W1处于同一频率点的对讲机),报警请求通过无线信号发送给后台服务器;
主控CPU还用于人工报警时触发语音播报模块提取语音信息,控制对讲机W1接收或发射模式的切换,当手动触发报警按钮进行人工报警时,主控CPU触发语音播报模块提取语音信息,通过扬声器进行电梯轿厢内的语音播报,然后通过对讲机W1将语音信息发送到处于接收端的对讲机W2,当处于接收端的对讲机W2发射人的即时语音时,通过安装在电梯轿厢内的对讲机W1触发声控语音转换模块的控制输出端,通过声控语音转换模块触发主控CPU,主控CPU控制对讲机W1处于接收模式接收人的即时语音,当麦克风有人的即时语音输入时,触发声控语音转换模块的控制输出端,通过声控语音转换模块触发主控CPU,主控CPU控制对讲机W1处于发射模式发射人的即时语音,其中语音信息、语音报警信息统称为人工合成语音;
所述待处理信号包括幅值Ni、浓度值Qi、温度值Ei、速度值Vi、高度值Hi、姿态信息Ωi、基坑高度值hi、光线亮度值Gi
当主控CPU发出第i时刻的报警请求时,触发数字成像模组工作,拍摄第i时刻的单帧图像并传输给主控CPU进行存储;当后台服务器发出拍摄请求时,主控CPU触发数字成像模组进行拍摄,并将得到的图像压缩为串行图像数据,通过无线信号发送给后台服务器;
供电单元用于提供工作电压,对所述装置进行供电,AC-DC供电电源、备用电池输出的电压值输入给运算放大器A4,如果运算放大器A4检测到AC-DC供电电源的输出电压大于备用电池的输出电压,表示AC-DC供电电源工作正常,通过AC-DC供电电源对所述装置进行供电(包括对备用电池进行充电),如果运算放大器A4检测到AC-DC供电电源的输出电压小于备用电池的输出电压,表示AC-DC供电电源断电,通过主控CPU启动备用电池对装置进行供电,并发出报警请求;
对讲机W1用于实现语音对讲功能,以及语音报警信息的播报,对讲机天线频率为400-470MHZ(通用普通民用频段),也可依据《中华人民共和国无线电频率划分规定》向无线电管理委员会申请统一专业频段;
声控语音转换模块用于将对讲机W1接收的人的即时语音转换为接收或发射的控制信号,并对人的即时语音进行放大处理;
采用单工语音对讲,该装置采用语音提取处理方式通过检测输入波形和噪声信号不同从而识别不同噪声中的语音,经电平控制限幅处理生成新的语音控制信号,语音信号分成两部分,分别为输入信号中的MIC语音信号(即通过麦克风MIC输入的语音信息),和作为后级输出信号的SPK语音信号(即通过扬声器SPK输出的语音信息),两组信号分别处理后形成两个独立的声音控制信号来控制后级电路处于发射或接收模式,由于信号在拾取中会有同时触发发射和接收的可能,因此在上述电路基础上增设应答触发比较器,来优先选通某一控制信号。控制信号和声音信号同步送入感知处理器,经处理器按语言习惯语速等进行延时处理避免在单工模式下发送断续延迟,形成类似双工通话的模拟状态如图4所示。
数传模块、WiFi模块、4G/5G模块均用于发射无线信号,需要配备外置天线;
主控CPU还用于选择通过数传模块或WiFi模块或4G/5G模块将数字量信号无线传输至后台服务器,包括:主控CPU优先连接4G/5G模块,当4G/5G模块连接成功后,主控CPU通过4G/5G模块将待处理信号无线传输至后台服务器,当4G/5G模块连接失败后,主控CPU尝试连接WiFi模块,当WiFi模块连接成功后,主控CPU通过WiFi模块将待处理信号无线传输至后台服务器,当WiFi模块连接失败后,主控CPU尝试连接数传模块,当数传模块连接成功后,主控CPU通过数传模块将待处理信号无线传输至后台服务器;
应急照明灯组用于在电梯轿厢内失去光源或AC-DC供电电源断电时为电梯轿厢内提供光源。
所述主控CPU用于对传感器单元采集到的信号进行处理,具体表述为:当主控CPU接收到的第i时刻的幅值
Figure BDA0002980693480000111
时,表示电梯轿厢内有明火出现需要发出报警请求,其中
Figure BDA0002980693480000112
表示发生明火时红外线的预设幅值;
当主控CPU接收到的第i时刻的有害气体浓度值
Figure BDA0002980693480000113
时,表示电梯轿厢内存在超标有害气体需要发出报警请求,其中
Figure BDA0002980693480000114
表示有害气体超标时的预设值;
当主控CPU接收到的第i时刻的温度值
Figure BDA0002980693480000121
时,表示电梯轿厢内温度异常需要发出报警请求,其中
Figure BDA0002980693480000122
表示温度异常时的温度阈值;
当主控CPU接收到的第i时刻的速度值
Figure BDA0002980693480000123
时,表示电梯运行超速需要发出报警请求,同时将第i时刻的高度值Hi通过无线信号发送到后台服务器,当主控CPU接收到的第i时刻的位姿信息
Figure BDA0002980693480000124
时,表示电梯运行不稳定需要发出报警请求,同时将第i时刻的高度值Hi通过无线信号发送到后台服务器,其中
Figure BDA0002980693480000125
表示电梯超速时的预设速度值,
Figure BDA0002980693480000126
表示电梯运行不稳定时的设定阈值;
当主控CPU接收到的第i时刻的基坑高度值
Figure BDA0002980693480000127
时,表示电梯基坑内有积水需要发出报警请求,其中
Figure BDA0002980693480000128
表示电梯基坑内有积水时的设定阈值;
当主控CPU接收到的第i时刻的亮度值
Figure BDA0002980693480000129
时,表示电梯轿厢内失去光源需要发出报警请求,其中
Figure BDA00029806934800001210
表示电梯轿厢内光线亮度的设定阈值;当主控CPU检测到电梯轿厢内失去光源时,主控CPU触发应急照明灯组点亮。
当主控CPU检测到报警请求时,主控CPU触发继电器C1、继电器C3接通对讲机W1,使对讲机处于发射模式,通过对讲机W1将语音报警信息发送给处于接收端的对讲机W2
主控CPU用于控制对讲机W1接收或发射模式的切换,具体表述为:当手动触发报警按钮进行人工报警时,主控CPU通过声控语音转换模块、继电器C3控制对讲机W1,即:通过继电器C3控制对讲机W1处于接收或发射模式;当对讲机W1接收到的人的即时语音输出到ALC集成电路1的IN1端口,触发SWO1为高电平,通过主控CPU触发继电器C2接通,对讲机W1处于接收模式接收人的即时语音,同时触发接收指示灯组中的所有灯同时点亮,当麦克风识别到人的即时语音后,触发ALC集成电路2的SWO2端口为高电平,通过主控CPU触发继电器继电器C2、继电器C3接通,对讲机W1处于发射模式发射人的即时语音,同时触发发射指示灯组中的所有灯同时点亮。
自动语音播报原理如下:当按下手动报警按钮后主控CPU通过语音播报模块提取第一段语音(已报警请等待应答),经过继电器C1送入音频功率放大器放大后通过扬声器播报,当第一段播报完毕后主控CPU提取语音播报模块中第二段语音(某某某电梯人员手动报警,请确认),并且将继电器C1、C3吸合后通过对讲机W1发送报警语音,当语音播报完毕后主控CPU将继电器C1、C3断开,进入检测等待状态如在检测等待状态中检测到了对讲机传入的人工即时语音则跳转至单工双向语音对讲模式,如没接收到语音信号则重复上述步骤重复播放及发送报警请求直至有应答,具体表述如下:
主控CPU触发语音播报模块提取语音信息,具体表示为:当手动触发报警按钮进行人工报警时,报警按钮被触发一次,主控CPU触发语音播报模块,通过语音播报模块提取第一段语音信息,通过继电器C1、继电器C2接通音频功率放大器,接通扬声器播报第一段语音信息(第一段语音内容为:已报警,请等待应答),当第一段播报完后(即语音芯片为WT588D-32L的P17端口变为低电平),语音播报模块发送结束指令,当主控CPU接收到结束指令时,控制继电器C1的常开触点ON1吸合,通过继电器C2的常闭触点接通对讲机W1,主控CPU同时控制继电器C3接通,继电器C3接通后通过语音播报模块提取第二段语音信息(第二段语音信息内容为:某某某电梯人员手动报警,请确认),接通对讲机W1的麦克风输入端发射第二段语音信息,如果ALC集成电路1的SWO1端口无高电平,继续第一段语音信息、第二段语音信息的循环播报,直到ALC集成电路1的SWO1端口为高电平时进入免提通话模式,当主控CPU识别到ALC集成电路1的SWO1端口为高电平时,则进入单工双向对讲状态,如果ALC集成电路1上的SWO1端口、ALC集成电路2上的SWO2端口均为低电平,主控CPU处于接收、发送的等待状态,当麦克风有语音输入时,SWO2端口转为高电平,主控CPU检测到SWO2端口为高电平时,通过主控CPU接通继电器C3,对讲机W1处于发射模式;当对讲机W1有语音输出时,SWO1端口转为高电平,CPU检测到SWO1为高电平时,通过主控CPU断开继电器C3,对讲机W1处于接收模式;当报警按钮被触发三次时,主控CPU断开继电器C1、继电器C2、继电器C3,同时提取语音播报模块中的第三段语音信息(第三段语音信息内容为:报警将被解除,是否继续),经过音频功率放大器放大后,通过扬声器播报第三段语音信息,当报警按钮再次被触发一次时,主控CPU断开继电器C1、继电器C2,同时提取语音播报模块中的第四段语音信息(第四段语音信息内容为:报警已解除,第四段语音信息是通过安装在电梯轿厢内的扬声器进行播报的,目的是通知轿厢内的人),经过音频功率放大器放大后,通过电梯轿厢内的扬声器播报第四段语音信息,当第四段语音信息播报完后,语音播报模块发送结束指令,主控CPU控制继电器C1接通、继电器C3接通,同时提取语音播报模块中的第五段语音信息(第五段语音信息内容为:报警已解除,第五段语音信息是通知接听对讲机W2的人)通过对讲机W1发送到接收端的对讲机W2,当第五段语音信息播报完后,语音播报模块发送结束指令,主控CPU断开继电器C1、继电器C2、继电器C3,主控CPU处于待机状态。
报警按钮被手动触发后,该装置会将当前电梯所属位置名称以语音播报方式通过对讲机W1发送给附近接收设备,并会一直间断性重复发射,直到接收端反向发射来确认应答,报警设备接收应答信号并开启单工双向对讲模块进行无线语音对讲,直至取消报警,其原理框图如图5所示。
除了上述满足基本功能的元件之外,所述装置还包括:人体红外传感器、压力传感器、面部识别传感器、红外热成像模组、紫外线灭菌灯,人体红外传感器与主控CPU的IO端口电连接,压力传感器与运算放大器A5电连接,运算放大器与AD转换模块B5电连接,AD转换模块B5接主控CPU的IO端口,面部识别传感器与主控CPU的IO端口电连接,红外热成像模组与主控CPU的IO端口电连接,紫外线灭菌灯通过三极管与主控CPU的IO端口电连接;
人体红外传感器用于采集人体的热红外信号,并传输给主控CPU;当安装有人体红外传感器时,如果光线的亮度值
Figure BDA0002980693480000141
且人体红外传感器检测到有热红外信号时,主控CPU控制应急照明灯组点亮;
压力传感器用于实时采集电梯的承载重量Fi并传输给主控CPU,主控CPU将接收到的第i时刻的承载重量Fi通过无线信号发送给后台服务器,当主控CPU检测到
Figure BDA0002980693480000142
时,表示电梯已超重但尚不构成危险,需要发出一级的报警请求,当主控CPU检测到
Figure BDA0002980693480000143
时,表示电梯严重超重会存在危险,需要发出二级的报警请求,其中
Figure BDA0002980693480000144
表示电梯称重的下限值,
Figure BDA0002980693480000145
表示电梯称重的上限值;
面部识别传感器用于利用人脸识别技术获取电梯中乘客j的人脸面部特征图像,并传输给主控CPU进行存储;
红外热成像模组用于采集电梯中乘客j的体温值Rj并传输给主控CPU,当主控CPU检测到
Figure BDA0002980693480000146
时,表示乘客j的体温异常,需要发出报警请求,主控CPU同时提取乘客j的人脸面部特征图像无线传输给后台服务器,其中
Figure BDA0002980693480000147
表示体温异常的设定阈值;
紫外线灭菌灯用于对电梯轿厢进行灭菌,当人体红外传感器未检测到热红外信号时,通过主控CPU触发紫外线灭菌灯开启,进行设定时间段内的灭菌工作。
本实施方式中所用元器件型号说明如下:主控CPU包括主控制器和从控制器,主控制器主要负责数据的存储以及无线信号的收发,从控制器主要负责接收采集信号并对信号进行处理,主控制器采用型号为RK3399PRO的6核AI CPU,从控制器为STM32H743,温度传感器为DS18B20,九轴传感器为MPU9250,激光测距模组为KLH-01T-20HZ,数字成像模组为PTC2M0,面部识别传感器为RMSL201-1301,红外热成像模组为MLX90640,火焰传感器采用光敏接收二极管,有害气体传感器这里采用检测CO的气体传感器MQ2,光线传感器采用光敏电阻,压力传感器为AT8517,运算放大器为LM358,音频功率放大器为LM386,语音播报模块中的语音芯片为WT588D-32L,配备的语音信息存储芯片为25Q32CSIG,声控语音转换模块包括两个型号为MC2830的ALC集成电路,模数转换模块(简称AD转换模块)为TM7711,AC-DC供电电源将220V转换为12.6V,备用电池采用型号为18650的锂电池组,用来提供12.6V电压,AC-DC供电电源或备用电池提供的12.6V电压通过直流降压模块LM2596S将电压降至8.4V、5.0V,通过直流降压模块AMS1117将电压降至3.3V、1.3V,为装置中不同元器件提供所需工作电压,WiFi模块为AP6356S,4G/5G模块为MH5000,数传模块为CC1101,继电器C1、C3为HRB1-S-DC5V,继电器C2为ATQ209。
实施例2:如图2(b)所示,其中图2(b)中省略了与图2(a)中相同结构的部分,本发明提供的实现电梯故障智能报警无线多方对讲及数据传输方法的另外一种装置,包括主控CPU、对讲机W1、数传模块、WiFi模块、4G/5G模块、供电单元、语音播报模块、声控语音转换模块、发射指示灯组、接收指示灯组、报警按钮、应急照明灯组、麦克风、扬声器、传感器单元、数字成像模组、运算放大器A1、运算放大器A2、运算放大器A3、运算放大器A4、AD转换模块B1、AD转换模块B2、AD转换模块B3、音频功率放大器、继电器C1、继电器C3、后台服务器;所述传感器单元包括火焰传感器、有害气体传感器、温度传感器、九轴传感器、激光测距模组、光线传感器;所述声控语音转换模块为扬声器电话电路芯片;即采用型号为UTC34118的扬声器电话电路芯片取代声控语音转换模块中的两个ALC集成电路和继电器C2,配套使用的音频功率放大器的型号为UTC34119,其他结构均不变,实施例2中的声控语音转换模块与外围电路的接线原理图如图3(b)所示,扬声器电话电路芯片的语音输出检测端口RLO1、TLO1以及静音控制端口MUT分别与主控CPU的IO端口电连接,当对讲机W1接收到的人的即时语音输出到扬声器电话电路芯片时,扬声器电话电路芯片触发端口RLO1为高电平,当麦克风识别到人的即时语音后,触发扬声器电话电路芯片的端口TLO1为高电平,由于扬声器电话电路芯片的语音输入检测端口RLO1与语音输出检测端口TLO1为互反输出端口,则主控CPU在同一时刻接收到的控制信号只能为接收控制信号或发射控制信号中的一个,当主控CPU检测到RLO1端口为高电平时,通过主控CPU控制对讲机W1处于接收模式接收人的即时语音,当主控CPU检测到TLO1端口为高电平时,通过主控CPU触发继电器C3接通,控制对讲机W1处于发射模式发射人的即时语音,同时通过主控CPU触发MUT端口为高电平。
当处于接收模式时,主控CPU控制对讲机W1接收语音信息,扬声器电话电路芯片根据模拟语音生成与模拟语音相同时长的接收控制信号,然后根据连续相邻两次接收控制信号的时间间隔判断是否继续接收语音;当处于发射模式时,主控CPU控制对讲机W1发射语音信息,扬声器电话电路芯片根据模拟语音生成与模拟语音相同时长的发射控制信号,然后根据连续相邻两次发射控制信号的时间间隔判断是否继续发射语音。
UTC34118芯片为双向互反放大电路并具有独立的语音电平输出脚分别为RLO1、TLO1,用于检测输入、输出的即时人工语音状态,并带有一路静音控制信号,工作原理如下:当触发人工语音报警按钮后,主控CPU发送报警信息后由扬声器电话电路芯片UTC34118检测处于接收模式的对讲机是否接收到了人工即时语音,如果有则会触发内部控制电路工作并经过运算放大器放大,输出接收控制信号(RLO1为高电平),主控CPU检测到RLO1为高电平时则开启双向语音对讲,由于RLO1与TLO1为互反输出,所以主控CPU相同时间只能接收其中一个控制信号,这样可以避免自激现象出现;
发送控制原理为:当麦克风接收到人工即时语音时,扬声器电话电路芯片会触发发送控制信号端口TLO1为高电平,并且同步将放大后的人工即时语音送入对讲机mic输入端,并由主控CPU的控制继电器C3吸合,对讲机处于发射模式发射放大后的人工即时语音信号,此时为避免语音在轿厢内播出,主控CPU输出控制UTC34118芯片的MUT端口为高电平,开启静音控制模式;
接收控制原理为:当麦克风没接收到人工即时语音时,扬声器电话电路芯片处于等待模式,此时对讲机处于接收状态,若此时有外部传来的即时人工语音信号被对讲机接收后,则通过对讲机放大并送入扬声器电话电路芯片的输入脚,经过内部电路放大并开启接收控制信号RLO1使其输出高电平,主控CPU接收到RLO1的高电平信号则将整个电路处于接收模式,并通过音频功率放大器放大后在扬声器中输出接收到的人工即时语音。

Claims (9)

1.一种电梯故障智能报警无线多方对讲及数据传输方法,其特征在于,包括:
步骤1:当主控CPU接收到人工报警信号时,则需要通知轿厢内的人员报警已被传达,当轿厢内报警信号播报完毕后主控CPU控制对讲机处于发射状态,通过对讲机W1提示手持对讲机W2的工作人员有报警信号输出,其中对讲机W2需要与对讲机W1处于同一频率段;
步骤2:通过主控CPU检测是否有人工即时语音的输入,如果检测到有人工即时语音的输入,则继续执行步骤3,否则重复步骤1;
步骤3:通过主控CPU检测人工报警是否被取消,如果检测到已取消,则在轿厢内输出报警已取消的语音提示,同时通过对讲机W1提示工作人员报警已取消,如果报警信号未被取消,则继续执行步骤4;
步骤4:当报警信号未被取消时,如果主控CPU检测到对讲机W2输入人工即时语音时,则控制对讲机W1处于接收模式,如果主控CPU检测到通过轿厢内的麦克风输入人工即时语音时,则控制对讲机W1处于发射模式,否则处于等待状态。
2.一种实现权利要求1所述的一种电梯故障智能报警无线多方对讲及数据传输方法的装置,其特征在于,包括主控CPU、对讲机W1、数传模块、WiFi模块、4G/5G模块、供电单元、语音播报模块、声控语音转换模块、发射指示灯组、接收指示灯组、报警按钮、应急照明灯组、麦克风、扬声器、传感器单元、数字成像模组、运算放大器A1、运算放大器A2、运算放大器A3、运算放大器A4、AD转换模块B1、AD转换模块B2、AD转换模块B3、音频功率放大器、继电器C1、继电器C3、后台服务器;所述传感器单元包括火焰传感器、有害气体传感器、温度传感器、九轴传感器、激光测距模组、光线传感器;所述声控语音转换模块包括一个继电器C2和两个ALC集成电路;
所述火焰传感器与运算放大器A1电连接,运算放大器A1与AD转换模块B1电连接,AD转换模块B1与主控CPU的IO端口电连接;有害气体传感器与运算放大器A2电连接,运算放大器A2与AD转换模块B2电连接,AD转换模块B2与主控CPU的IO端口电连接;温度传感器与主控CPU的IO端口电连接;九轴传感器与主控CPU的IO端口电连接;激光测距模组与主控CPU的IO端口电连接;光线传感器与运算放大器A3电连接,运算放大器A3与AD转换模块B3电连接,AD转换模块B3与主控CPU的IO端口电连接;数字成像模组与主控CPU的IO端口电连接,数传模块、WiFi模块、4G/5G模块分别与主控CPU的IO端口电连接;报警按钮与主控CPU的IO端口电连接;
语音播报模块与继电器C1的触点COM1电连接,继电器C1的常闭触点NC与继电器C2的常闭触点NC2电连接,继电器C2的公共端COM2与音频功率放大器的输入端电连接,音频功率放大器的输出端与扬声器电连接;所述声控语音转换模块中的ALC集成电路,分别表示为ALC集成电路1、ALC集成电路2,继电器C1的常开触点ON1与继电器C2的常闭触点NC3电连接,继电器C2的公共端COM3与对讲机W1的麦克风输入端电连接,对讲机W1的输出端与ALC集成电路1的音频输入端IN电连接,ALC集成电路1的音频输出端OUT与继电器C2的常开触点ON2电连接,ALC集成电路1的输出端SWO与主控CPU的IO端口电连接;麦克风与ALC集成电路2的音频输入端IN电连接,ALC集成电路2的音频输出端OUT与继电器C2的常开触点ON3电连接,ALC集成电路2的输出端SWO与主控CPU的IO端口电连接;主控CPU的IO端口通过继电器C3与对讲机W1的发射控制端电连接,控制对讲机W1的发射端口;
供电单元包括AC-DC供电电源、运算放大器A4、备用电池,AC-DC供电电源分别与运算放大器A4、备用电池电连接,备用电池与运算放大器A4电连接,运算放大器与主控CPU的IO端口电连接;
发射指示灯、接收指示灯分别与主控CPU的IO端口电连接,应急照明灯组与主控CPU的IO端口电连接。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,火焰传感器用于实时采集红外线的幅值Ni,经运算放大器A1放大后,经AD转换模块B1转换为数字量信号传输给主控CPU,其中Ni表示火焰传感器第i时刻采集到的红外线的幅值,i表示采样时刻;
有害气体传感器用于实时采集有害气体的浓度值Qi,经运算放大器A2放大后,经AD转换模块B2转换为数字量信号传输给主控CPU,其中Qi表示有害气体传感器第i时刻采集到的浓度值,所述有害气体包括CO、甲烷;
温度传感器用于实时采集电梯轿厢内的温度值Ei,并传输给主控CPU,其中Ei表示温度传感器第i时刻采集到的温度值;
九轴传感器用于实时采集电梯运行的高度值Hi、速度值Vi和姿态信息Ωi,其中Hi表示九轴传感器第i时刻采集到的高度值,Vi表示九轴传感器第i时刻采集到的速度值,Ωi表示九轴传感器第i时刻采集到的姿态信息;
激光测距模组用于实时采集电梯井内基坑的高度值hi,并传输给主控CPU,其中hi表示激光测距模组第i时刻采集到的基坑高度值;
光线传感器用于实时采集电梯轿厢内的光线亮度值Gi,经运算放大器A3放大后,经AD转换模块B3转换为数字量信号传输给主控CPU,其中Gi表示光线传感器第i时刻采集到的光线亮度值;
数字成像模组用于拍摄单帧图像,并传输给主控CPU;
语音播报模块用于存储语音报警信息和语音信息;
主控CPU用于对传感器单元采集到的待处理信号进行处理及存储,并发出报警请求,根据报警请求提取语音播报模块中的语音报警信息,还用于人工报警时触发语音播报模块提取语音信息,控制对讲机W1接收或发射模式的切换;所述待处理信号包括幅值Ni、浓度值Qi、温度值Ei、速度值Vi、高度值Hi、姿态信息Ωi、基坑高度值hi、光线亮度值Gi
当主控CPU发出第i时刻的报警请求时,触发数字成像模组工作,拍摄第i时刻的单帧图像并传输给主控CPU进行存储;当后台服务器发出拍摄请求时,主控CPU触发数字成像模组进行拍摄,并将得到的图像压缩为串行图像数据,通过无线信号发送给后台服务器;
供电单元用于提供工作电压,对所述装置进行供电,AC-DC供电电源、备用电池输出的电压值输入给运算放大器A4,如果运算放大器A4检测到AC-DC供电电源的输出电压大于备用电池的输出电压,表示AC-DC供电电源工作正常,通过AC-DC供电电源对所述装置进行供电,如果运算放大器A4检测到AC-DC供电电源的输出电压小于备用电池的输出电压,表示AC-DC供电电源断电,通过主控CPU启动备用电池对装置进行供电,并发出报警请求;
对讲机W1用于实现语音对讲功能,以及语音报警信息的播报;
声控语音转换模块用于将对讲机W1接收的人的即时语音转换为接收或发射的控制信号,并对人的即时语音进行放大处理;
数传模块、WiFi模块、4G/5G模块均用于发射无线信号;
主控CPU还用于选择通过数传模块或WiFi模块或4G/5G模块将数字量信号无线传输至后台服务器,包括:主控CPU优先连接4G/5G模块,当4G/5G模块连接成功后,主控CPU通过4G/5G模块将待处理信号无线传输至后台服务器,当4G/5G模块连接失败后,主控CPU尝试连接WiFi模块,当WiFi模块连接成功后,主控CPU通过WiFi模块将待处理信号无线传输至后台服务器,当WiFi模块连接失败后,主控CPU尝试连接数传模块,当数传模块连接成功后,主控CPU通过数传模块将待处理信号无线传输至后台服务器;
应急照明灯组用于在电梯轿厢内失去光源或AC-DC供电电源断电时为电梯轿厢内提供光源。
4.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述主控CPU用于对传感器单元采集到的信号进行处理,具体表述为:当主控CPU接收到的第i时刻的幅值
Figure FDA0002980693470000031
时,表示电梯轿厢内有明火出现需要发出报警请求,其中
Figure FDA0002980693470000032
表示发生明火时红外线的预设幅值;
当主控CPU接收到的第i时刻的有害气体浓度值
Figure FDA0002980693470000041
时,表示电梯轿厢内存在超标有害气体需要发出报警请求,其中
Figure FDA0002980693470000042
表示有害气体超标时的预设值;
当主控CPU接收到的第i时刻的温度值
Figure FDA0002980693470000043
时,表示电梯轿厢内温度异常需要发出报警请求,其中
Figure FDA0002980693470000044
表示温度异常时的温度阈值;
当主控CPU接收到的第i时刻的速度值
Figure FDA0002980693470000045
时,表示电梯运行超速需要发出报警请求,同时将第i时刻的高度值Hi通过无线信号发送到后台服务器,当主控CPU接收到的第i时刻的位姿信息
Figure FDA0002980693470000046
时,表示电梯运行不稳定需要发出报警请求,同时将第i时刻的高度值Hi通过无线信号发送到后台服务器,其中
Figure FDA0002980693470000047
表示电梯超速时的预设速度值,
Figure FDA0002980693470000048
表示电梯运行不稳定时的设定阈值;
当主控CPU接收到的第i时刻的基坑高度值
Figure FDA0002980693470000049
时,表示电梯基坑内有积水需要发出报警请求,其中
Figure FDA00029806934700000410
表示电梯基坑内有积水时的设定阈值;
当主控CPU接收到的第i时刻的亮度值
Figure FDA00029806934700000411
时,表示电梯轿厢内失去光源需要发出报警请求,其中
Figure FDA00029806934700000412
表示电梯轿厢内光线亮度的设定阈值;当主控CPU检测到电梯轿厢内失去光源时,主控CPU触发应急照明灯组点亮。
5.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,当主控CPU检测到报警请求时,主控CPU触发继电器C1、继电器C3接通对讲机W1,使对讲机处于发射模式,通过对讲机W1将语音报警信息发送给处于接收端的对讲机W2
6.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,主控CPU用于控制对讲机W1接收或发射模式的切换,具体表述为:当对讲机W1接收到的人的即时语音输出到ALC集成电路1的IN1端口,触发SWO1为高电平,通过主控CPU触发继电器C2接通,对讲机W1处于接收模式接收人的即时语音,同时触发接收指示灯组中的所有灯同时点亮,当麦克风识别到人的即时语音后,触发ALC集成电路2的SWO2端口为高电平,通过主控CPU触发继电器继电器C2、继电器C3接通,对讲机W1处于发射模式发射人的即时语音,同时触发发射指示灯组中的所有灯同时点亮。
7.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,主控CPU触发语音播报模块提取语音信息,具体表示为:当手动触发报警按钮进行人工报警时,报警按钮被触发一次,主控CPU触发语音播报模块,通过语音播报模块提取第一段语音信息,通过继电器C1、继电器C2接通音频功率放大器,接通扬声器播报第一段语音信息,当第一段播报完后,语音播报模块发送结束指令,当主控CPU接收到结束指令时,控制继电器C1的常开触点ON1吸合,通过继电器C2的常闭触点接通对讲机W1,主控CPU同时控制继电器C3接通,继电器C3接通后通过语音播报模块提取第二段语音信息,接通对讲机W1的麦克风输入端发射第二段语音信息,如果ALC集成电路1的SWO1端口无高电平,继续第一段语音信息、第二段语音信息的循环播报,直到ALC集成电路1的SWO1端口为高电平,当主控CPU识别到ALC集成电路1的SWO1端口为高电平时,则进入单工双向对讲状态,如果ALC集成电路1上的SWO1端口、ALC集成电路2上的SWO2端口均为低电平,主控CPU处于接收、发送的等待状态,当麦克风有语音输入时,SWO2端口转为高电平,主控CPU检测到SWO2端口为高电平时,通过主控CPU接通继电器C3,对讲机W1处于发射模式;当对讲机W1有语音输出时,SWO1端口转为高电平,CPU检测到SWO1为高电平时,通过主控CPU断开继电器C3,对讲机W1处于接收模式;当报警按钮被触发三次时,主控CPU断开继电器C1、继电器C2、继电器C3,同时提取语音播报模块中的第三段语音信息,经过音频功率放大器放大后,通过扬声器播报第三段语音信息,当报警按钮再次被触发一次时,主控CPU断开继电器C1、继电器C2,同时提取语音播报模块中的第四段语音信息,经过音频功率放大器放大后,通过电梯轿厢内的扬声器播报第四段语音信息,当第四段语音信息播报完后,语音播报模块发送结束指令,主控CPU控制继电器C1接通、继电器C3接通,同时提取语音播报模块中的第五段语音信息通过对讲机W1发送到接收端的对讲机W2,当第五段语音信息播报完后,语音播报模块发送结束指令,主控CPU断开继电器C1、继电器C2、继电器C3,主控CPU处于待机状态。
8.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述声控语音转换模块的另一种结构为扬声器电话电路芯片,扬声器电话电路芯片的语音输出检测端口RLO1、TLO1以及静音控制端口MUT分别与主控CPU的IO端口电连接,当对讲机W1接收到的人的即时语音输出到扬声器电话电路芯片时,扬声器电话电路芯片触发端口RLO1为高电平,当麦克风识别到人的即时语音后,触发扬声器电话电路芯片的端口TLO1为高电平,由于扬声器电话电路芯片的语音输入检测端口RLO1与语音输出检测端口TLO1为互反输出端口,则主控CPU在同一时刻接收到的控制信号只能为接收控制信号或发射控制信号中的一个,当主控CPU检测到RLO1端口为高电平时,通过主控CPU控制对讲机W1处于接收模式接收人的即时语音,当主控CPU检测到TLO1端口为高电平时,通过主控CPU触发继电器C3接通,控制对讲机W1处于发射模式发射人的即时语音,同时通过主控CPU触发MUT端口为高电平。
9.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:人体红外传感器、压力传感器、面部识别传感器、红外热成像模组、紫外线灭菌灯,人体红外传感器与主控CPU的IO端口电连接,压力传感器与运算放大器A5电连接,运算放大器与AD转换模块B5电连接,AD转换模块B5接主控CPU的IO端口,面部识别传感器与主控CPU的IO端口电连接,红外热成像模组与主控CPU的IO端口电连接,紫外线灭菌灯与主控CPU的IO端口电连接;
人体红外传感器用于采集人体的热红外信号,并传输给主控CPU;当安装有人体红外传感器时,如果光线的亮度值
Figure FDA0002980693470000061
且人体红外传感器检测到有热红外信号时,主控CPU控制应急照明灯组点亮;
压力传感器用于实时采集电梯的承载重量Fi并传输给主控CPU,主控CPU将接收到的第i时刻的承载重量Fi通过无线信号发送给后台服务器,当主控CPU检测到
Figure FDA0002980693470000062
时,表示电梯已超重但尚不构成危险,需要发出一级的报警请求,当主控CPU检测到
Figure FDA0002980693470000063
时,表示电梯严重超重会存在危险,需要发出二级的报警请求,其中
Figure FDA0002980693470000064
表示电梯称重的下限值,
Figure FDA0002980693470000067
表示电梯称重的上限值;
面部识别传感器用于利用人脸识别技术获取电梯中乘客j的人脸面部特征图像,并传输给主控CPU进行存储;
红外热成像模组用于采集电梯中乘客j的体温值Rj并传输给主控CPU,当主控CPU检测到
Figure FDA0002980693470000065
时,表示乘客j的体温异常,需要发出报警请求,主控CPU同时提取乘客j的人脸面部特征图像无线传输给后台服务器,其中
Figure FDA0002980693470000066
表示体温异常的设定阈值;
紫外线灭菌灯用于对电梯轿厢进行灭菌,当人体红外传感器未检测到热红外信号时,通过主控CPU触发紫外线灭菌灯开启,进行设定时间段内的灭菌工作。
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