CN113734929B - 电梯运行加速度数据连续采集系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种电梯运行加速度数据连续采集系统及方法，所述采集系统包括至少一采集终端及主机，所述采集终端连接主机；所述采集终端包括微处理器、三轴加速度传感器、无线通信模块及主机；所述三轴加速度传感器用以获取电梯运行时的加速度数据；所述三轴加速度传感器的输出端连接微处理器的输入端，能将获取电梯运行时的加速度数据发送至所述微处理器；所述微处理器通过无线通信模块将获取的加速度数据发送至所述主机，所述主机用以存储接收到的加速度数据。本发明提出的电梯运行加速度数据连续采集系统及方法，可实时地、连续地将电梯运行加速度数据发送至计算机，无需人工监控。

Description

电梯运行加速度数据连续采集系统及方法

技术领域

本发明属于电梯设备技术领域，涉及一种数据采集系统，尤其涉及一种电梯运行加速度数据连续采集系统及方法。

背景技术

电梯是指服务于建筑物内若干特定的楼层，其轿厢运行在至少两列垂直于水平面或与铅垂线倾斜角小于15°的刚性轨道运动的永久运输设备。

电梯设备的安全性至关重要，因此每隔一定周期需要对电梯设备的运行状况进行维护。近年来，出现了通过电梯运行加速度监测电梯运行状态的技术。因此，需要获取电梯设备运行时的实时加速度信息。

传统的采集系统都是通过在本地采集，或者在本地添加日志方式进行。这种方式虽然也能采集到部分数据，但是实时性差，而且不能完全复现系统某个特定时间的问题。特别是对于需要调试的场景，不能实时回放当时的真实情况，给电梯调试，特别是运行加速度的调试带了很大不便。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的电梯运行加速度采集方式，以便克服现有电梯运行加速度采集方式存在的上述至少部分缺陷。

发明内容

本发明提供一种电梯运行加速度数据连续采集系统及方法，可实时地、连续地将电梯运行加速度数据发送至计算机，无需人工监控。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，采用如下技术方案：

一种电梯运行加速度数据连续采集系统，所述采集系统包括：至少一采集终端及主机，所述采集终端连接主机；所述采集终端包括微处理器、三轴加速度传感器、无线通信模块及主机；

所述三轴加速度传感器用以获取电梯运行时的加速度数据；所述三轴加速度传感器的输出端连接微处理器的输入端，能将获取电梯运行时的加速度数据发送至所述微处理器；

所述微处理器通过无线通信模块将获取的加速度数据发送至所述主机，所述主机用以存储接收到的加速度数据。

作为本发明的一种实施方式，所述主机通过原始数据还原算法还原原始数据；具体包括：通过数据头部域检查数据的合法性；检验通过后从数据域开始，依次解析出电梯运行加速度的数据直到数据域的尾部；每个数据带有采集时间戳，能获取采集的数据及对应数据的采集时间。

作为本发明的一种实施方式，所述采集终端包括压缩模块，用以对所采集的原始数据数据进行压缩；根据加速度数据的连续性，采集并输出一组加速度的第一典型特征值，作为比较；如果后续采集的加速度的典型特征值的变化未达到设定标准，则传输每个加速度分量与第一典型特征值对应加速度分量的差值；若后续采集的加速度的典型特征值的变化达到设定标准，则更新加速度的第一典型特征值；

所述主机包括数据还原模块，用以根据所述压缩模块中输出的加速度分量与第一典型特征值对应加速度分量的差值还原出真实的数据。此压缩算法的压缩比可达50％以上，能明显提高网络传输与处理能力。

作为本发明的一种实施方式，所述无线通信模块为Wifi通信模块。

作为本发明的一种实施方式，所述微处理器通过无线通信模块将电梯的实时加速度数据上传至主机，主机中的软件进行实时采集和保存，无需人工监控。

作为本发明的一种实施方式，所述采集系统包括USB接口电路、I2C接口电路；所述微处理器分别连接USB接口电路、I2C接口电路；

所述采集系统采用USB接口电路及连接线供电，微处理器首先将通过I2C接口电路驱动三轴加速度获取电梯运行加速度数据，然后驱动无线通信模块，连接主机，将数据发送至主机软件，主机软件负责接收和保存数据。

作为本发明的一种实施方式，所述加速度传感器数据帧率可支持25-1600HZ，即每秒可产生25-1600帧三轴加速度数据，每帧包含XYZ三个方向数据。

作为本发明的一种实施方式，所述Wifi通信模块工作在AP模式下的透传模式，当主机连接Wifi通信模块后，微处理器就可将加速度数据发送至主机的软件进行保存。

根据本发明的一个方面，采用如下技术方案：一种电梯运行加速度数据连续采集方法，所述采集方法包括：

三轴加速度传感器获取电梯运行时的加速度数据；

三轴加速度传感器的输出端连接微处理器的输入端，能将获取电梯运行时的加速度数据发送至所述微处理器；

微处理器通过无线通信模块将获取的加速度数据发送至主机，主机存储接收到的加速度数据。

作为本发明的一种实施方式，所述主机通过原始数据还原算法还原原始数据；具体包括：通过数据头部域检查数据的合法性；检验通过后从数据域开始，依次解析出电梯运行加速度的数据直到数据域的尾部；每个数据带有采集时间戳，能获取采集的数据及对应数据的采集时间。

作为本发明的一种实施方式，所述采集方法进一步包括：

压缩步骤，对所采集的原始数据数据进行压缩；具体包括：根据加速度数据的连续性，采集并输出一组加速度的第一典型特征值，作为比较；如果后续采集的加速度的典型特征值的变化未达到设定标准，则传输每个加速度分量与第一典型特征值的差值；若后续采集的加速度的典型特征值的变化达到设定标准，则更新加速度的第一典型特征值；

数据还原步骤，根据所述压缩步骤中输出的加速度分量与第一典型特征值对应加速度分量的差值还原出真实的数据。

本发明的有益效果在于：本发明提出的电梯运行加速度数据连续采集系统及方法，可实时地、连续地将电梯运行加速度数据发送至计算机，无需人工监控。

附图说明

图1为本发明一实施例中电梯运行加速度数据连续采集系统的组成示意图。

图2为本发明一实施例中电梯运行加速度数据连续采集方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

该部分的描述只针对几个典型的实施例，本发明并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。

说明书中各个实施例中的步骤的表述只是为了方便说明，本申请的实现方式不受步骤实现的顺序限制。说明书中的“连接”既包含直接连接，也包含间接连接。

本发明揭示了一种电梯运行加速度数据连续采集系统，图1为本发明一实施例中电梯运行加速度数据连续采集系统的组成示意图；请参阅图1，所述采集系统包括：至少一采集终端10及主机2，所述采集终端10连接主机2；所述采集终端10包括微处理器1、三轴加速度传感器2、无线通信模块3及主机4；所述三轴加速度传感器2用以获取电梯运行时的加速度数据；所述三轴加速度传感器2的输出端连接微处理器1的输入端，能将获取电梯运行时的加速度数据发送至所述微处理器1。所述微处理器1通过无线通信模块3将获取的加速度数据发送至所述主机4，所述主机4用以存储接收到的加速度数据。

在本发明的一实施例中，所述主机4通过原始数据还原算法还原原始数据；具体包括：通过数据头部域检查数据的合法性；检验通过后从数据域开始，依次解析出电梯运行加速度的数据直到数据域的尾部；每个数据带有采集时间戳，能获取采集的数据及对应数据的采集时间。

在一实施例中，所述采集系统进一步包括：压缩模块(可设置于采集终端10)及数据还原模块(可设置于主机2)。

所述压缩模块用以对所采集的原始数据数据进行压缩；根据加速度数据的连续性，采集并输出一组加速度的第一典型特征值，作为比较；如果后续采集的加速度的典型特征值的变化未达到设定标准，则传输每个加速度分量与第一典型特征值对应加速度分量的差值；若后续采集的加速度的典型特征值的变化达到设定标准，则更新加速度的第一典型特征值(更新为变化达到设定标准的加速度的典型特征值，作为新的第一典型特征值)。

在一实施例中，判断加速度典型特征值的变化是否达到设定标准的方式可以为：获取加速度典型特征值的变化值，该变化值可以由连续一段时间窗口内(典型时间窗口为3至10秒)加速度数据的标准差动态确定，如果得到的变化值大于设定阈值的两倍以上，则动态设置为新的典型特征值。

其中，加速度分量指加速度的三个方向，具体是指加速度在X轴、Y轴、Z轴三个方向的分量。

所述数据还原模块用以根据所述压缩模块中输出的加速度分量与第一典型特征值对应加速度分量的差值还原出真实的数据。此压缩算法的压缩比可达50％以上，能明显提高网络传输与处理能力。

在本发明的一实施例中，所述微处理器通过无线通信模块将电梯的实时加速度数据上传至主机，主机中的软件进行实时采集和保存，无需人工监控。所述无线通信模块可以为Wifi通信模块。

在本发明的一实施例中，所述采集系统包括USB接口电路、I2C接口电路；所述微处理器分别连接USB接口电路、I2C接口电路；所述采集系统采用USB接口电路及连接线供电，微处理器首先将通过I2C接口电路驱动三轴加速度获取电梯运行加速度数据，然后驱动无线通信模块，连接主机，将数据发送至主机软件，主机软件负责接收和保存数据。

在本发明的一实施例中，所述加速度传感器数据帧率可支持25-1600HZ的三轴加速度数据。在一实施例中，所述加速度传感器数据帧率可支持1000HZ/1600HZ，即每秒可产生1000帧或者1600帧三轴加速度数据，每帧包含XYZ三个方向数据。

在本发明的一实施例中，所述Wifi通信模块工作在AP模式下的透传模式，当主机连接Wifi通信模块后，微处理器就可将加速度数据发送至主机的软件进行保存。

本发明还揭示一种电梯运行加速度数据连续采集方法，一实施例中电梯运行加速度数据连续采集；请参阅图2，所述采集方法包括：

三轴加速度传感器获取电梯运行时的加速度数据；

三轴加速度传感器的输出端连接微处理器的输入端，能将获取电梯运行时的加速度数据发送至所述微处理器；

微处理器通过无线通信模块将获取的加速度数据发送至主机，主机存储接收到的加速度数据。所述主机可以通过原始数据还原算法还原原始数据；具体可以包括：首先,通过数据头部域检查数据的合法性；检验通过后从数据域开始，依次解析出电梯运行加速度的数据直到数据域的尾部；每个数据带有采集时间戳，所以除了能知道采集的数据外，还能知道该数据的采集时间。

在本发明的一实施例中，所述采集方法进一步包括：

压缩步骤，对所采集的原始数据数据进行压缩；具体包括：根据加速度数据的连续性，采集并输出一组加速度的第一典型特征值，作为比较；如果后续采集的加速度的典型特征值的变化未达到设定标准，则传输每个加速度分量与第一典型特征值的差值；若后续采集的加速度的典型特征值的变化达到设定标准，则更新加速度的第一典型特征值；

数据还原步骤，根据所述压缩步骤中输出的加速度分量与第一典型特征值对应加速度分量的差值还原出真实的数据。

综上所述，本发明提出的电梯运行加速度数据连续采集系统及方法，可实时地、连续地将电梯运行加速度数据发送至计算机，无需人工监控。

需要注意的是，本申请可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施；例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一些实施例中，本申请的软件程序可以通过处理器执行以实现上文步骤或功能。同样地，本申请的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中；例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本申请的一些步骤或功能可采用硬件来实现；例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。实施例中所涉及的效果或优点可因多种因素干扰而可能不能在实施例中体现，对于效果或优点的描述不用于对实施例进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (6)

1.一种电梯运行加速度数据连续采集系统，其特征在于，所述采集系统包括：至少一采集终端及主机，所述采集终端连接主机；所述采集终端包括微处理器、三轴加速度传感器、无线通信模块；

所述三轴加速度传感器用以获取电梯运行时的加速度数据；所述三轴加速度传感器的输出端连接微处理器的输入端，能将获取电梯运行时的加速度数据发送至所述微处理器；

所述微处理器通过无线通信模块将获取的加速度数据发送至所述主机，所述主机用以存储接收到的加速度数据；

所述主机通过原始数据还原算法还原原始数据；具体包括：通过数据头部域检查数据的合法性；检验通过后从数据域开始，依次解析出电梯运行加速度的数据直到数据域的尾部；每个数据带有采集时间戳，能获取采集的数据及对应数据的采集时间；

所述采集终端包括压缩模块，所述压缩模块用以对所采集的原始数据进行压缩；根据加速度数据的连续性，采集并输出一组加速度的第一典型特征值，作为比较；如果后续采集的加速度的典型特征值的变化未达到设定标准，则传输每个加速度分量与第一典型特征值对应加速度分量的差值；若后续采集的加速度的典型特征值的变化达到设定标准，则更新加速度的第一典型特征值；

所述主机包括数据还原模块，所述数据还原模块用以根据所述压缩模块中输出的加速度分量与第一典型特征值对应加速度分量的差值还原出真实的数据。

2.根据权利要求1所述的电梯运行加速度数据连续采集系统，其特征在于：

所述微处理器通过无线通信模块将电梯的实时加速度数据上传至主机，主机中的软件进行实时采集和保存，无需人工监控。

3.根据权利要求1所述的电梯运行加速度数据连续采集系统，其特征在于：

所述采集系统包括USB接口电路、I2C接口电路；所述微处理器分别连接USB接口电路、I2C接口电路；

所述采集系统采用USB接口电路及连接线供电，微处理器首先将通过I2C接口电路驱动三轴加速度获取电梯运行加速度数据，然后驱动无线通信模块，连接主机，将数据发送至主机软件，主机软件负责接收和保存数据。

4.根据权利要求1所述的电梯运行加速度数据连续采集系统，其特征在于：

所述加速度传感器数据帧率可支持25-1600HZ，即每秒可产生25-1600帧三轴加速度数据，每帧包含XYZ三个方向数据。

5.根据权利要求1所述的电梯运行加速度数据连续采集系统，其特征在于：

所述无线通信模块为Wifi通信模块；

所述Wifi通信模块工作在AP模式下的透传模式，当主机连接Wifi通信模块后，微处理器就可将加速度数据发送至主机的软件进行保存。

6.一种电梯运行加速度数据连续采集方法，其特征在于，所述采集方法包括：

三轴加速度传感器获取电梯运行时的加速度数据；

三轴加速度传感器的输出端连接微处理器的输入端，能将获取电梯运行时的加速度数据发送至所述微处理器；

微处理器通过无线通信模块将获取的加速度数据发送至主机，主机存储接收到的加速度数据；

所述主机通过原始数据还原算法还原原始数据；具体包括：通过数据头部域检查数据的合法性；检验通过后从数据域开始，依次解析出电梯运行加速度的数据直到数据域的尾部；每个数据带有采集时间戳，能获取采集的数据及对应数据的采集时间；

所述采集方法进一步包括：

压缩步骤，对所采集的原始数据进行压缩；具体包括：根据加速度数据的连续性，采集并输出一组加速度的第一典型特征值，作为比较；如果后续采集的加速度的典型特征值的变化未达到设定标准，则传输每个加速度分量与第一典型特征值的差值；若后续采集的加速度的典型特征值的变化达到设定标准，则更新加速度的第一典型特征值；

数据还原步骤，根据所述压缩步骤中输出的加速度分量与第一典型特征值对应加速度分量的差值还原出真实的数据。

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