CN113879927B - 一种集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统，包括设置与电梯上的电梯控制器、处理器、振动检测单元、摄像单元、语音通话单元、报警提示单元、通信单元和存储单元；处理器设置在电梯内；振动检测单元设置在电梯以及电梯井内的不同位置，振动检测单元用于检测电梯各处的振动加速度，振动检测单元与处理器电性连接；摄像单元设置在电梯井及电梯内，摄像单元用于获取电梯运行时的图像；语音通话单元用于使电梯内用户发出语音求助信息；报警提示单元用于向电梯内用户发出灾害预警信息，并选择性制动电梯平层并开启电梯门；通信单元与电梯控制器和处理器电性连接，通信单元用于使电梯控制器与处理器进行通信。

Description

一种集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统

技术领域

本发明涉及灾害预警系统技术领域，尤其涉及一种集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统。

背景技术

电梯是人们日常生活中广泛使用的特种装备，电梯的安全稳定运行关乎声明财产安全和人身安全。电梯的安全稳定运行，除了本身的性能外，还受到外围大环境的影响，尤其是自然灾害，和电梯所安装的结构物本身的稳定状态的影响。通常电梯自带控制器，可以对自身承重、平层进行检测和控制，但是功能相当有限，获取的信息的维度有限，且不能有效的与外部进行联动，在发生灾害时，不能及时的获取外部信息，不能及时实现预警、制动，在灾害发生时，电梯轿厢内的乘客的生命财产安全将受到威胁。

综上所述，现有的电梯在灾害预警方面的功能还不够完善，不能有效的实现预警、急停或者疏散功能。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统，包括设置与电梯上的电梯控制器，还包括处理器(1)、振动检测单元(2)、摄像单元(3)、语音通话单元(4)、报警提示单元(5)、通信单元(6)和存储单元(7)；

处理器(1)，设置在电梯内；

振动检测单元(2)，设置在电梯以及电梯井内的不同位置，振动检测单元(2)用于检测电梯各处的振动加速度，振动检测单元(2)与处理器(1)电性连接；

摄像单元(3)，设置在电梯井及电梯内，摄像单元(3)用于获取电梯运行时的图像，摄像单元(3)与处理器(1)电性连接；

语音通话单元(4)，用于使电梯内用户发出语音求助信息；语音通话单元(4)与处理器(1)电性连接；

报警提示单元(5)，用于向电梯内用户发出灾害预警信息，并选择性制动电梯平层并开启电梯门；

通信单元(6)，与电梯控制器和处理器(1)电性连接，通信单元(6)用于使电梯控制器与处理器(1)进行通信；通信单元(6)还与互联网通信连接；

存储单元(7)，用于存储振动检测单元(2)、语音通话单元(4)、报警提示单元(5)或者通信单元(6)向处理器(1)发送的数据；

其中，电梯运行时，处理器(1)通过通信单元(6)接收电梯控制器或者互联网发送的灾害预警信息，还从振动检测单元(2)或者摄像单元(3)获取输入信号，开启语音通话单元(4)或者报警提示单元(5)，并使电梯在最近的楼层保持平层并开门。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述振动检测单元(2)包括若干加速度检测芯片U1；处理器(1)包括若干串行接口和通用输入输出接口；各加速度检测芯片U1的引脚1和引脚12均与+3.3V电压电性连接，各加速度检测芯片U1的引脚13、引脚14和引脚8均与处理器(1)的通用输入输出接口PB11、PB10和PB9对应电性连接，各加速度检测芯片U1的引脚7分别与处理器(1)的不同的通用输入输出接口电性连接。

优选的，所述摄像单元(3)包括摄像头U2、第一稳压芯片U3和第二稳压芯片U4；摄像头U2包括SCCB接口和若干数据输出端；摄像头U2的SCCB接口与处理器(1)的通用输入输出接口PA9和PA10对应电性连接；摄像头U2的引脚7、引脚9、引脚12、引脚14、引脚16、引脚17、引脚18、引脚19、引脚20、引脚21和引脚22分别与处理器(1)的通用输入输出接口PB8、PA8、PD7、PD6、PD5、PA12、PD4、PD0、PD3、PD1和PD2一一对应电性连接；所述摄像头U2的引脚9和引脚17还分别跟与非门NAND的两个输入端一一对应电性连接，与非门NAND的输出端与处理器(1)的PB13接口电性连接；第一稳压芯片U3的输入端与+3.3V电源电性连接，第一稳压芯片U3的输出端与摄像头U2的引脚4和引脚11电性连接；第二稳压芯片U4的输入端与+3.3V电源电性连接，第二稳压芯片U4的输出端与摄像头U2的引脚10电性连接。

进一步优选的，所述语音通话单元(4)包括两个相同的麦克风单元U5.1和U5.2；麦克风单元U5.1的引脚1、U5.2的引脚1和引脚2均与+3.3V电源电性连接，麦克风单元U5.1的引脚2、引脚5和麦克风单元U5.2的引脚5接地，麦克风单元U5.1的引脚3和U5.2的引脚3均与处理器(1)的通用输入输出接口PH6电性连接；麦克风单元U5.1的引脚4和U5.2的引脚4均与处理器(1)的通用输入输出接口PF11电性连接。

更进一步优选的，所述报警提示单元(5)包括爆闪模块、继电器控制模块、扬声器模块和显示输出模块；爆闪模块包括第一LED串联灯带、第二LED串联灯带、第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，第一MOS管Q1的栅极与处理器(1)的通用输入输出接口PD8电性连接，第一MOS管Q1的源极接地，第一MOS管Q1的漏极与第一LED串联灯带的负极电性连接，第一LED串联灯带的正极与+24V电源电性连接，第二MOS管Q2的栅极与处理器(1)的通用输入输出接口PD9电性连接，第二MOS管Q2的源极接地，第二MOS管Q2的漏极与第二LED串联灯带的负极电性连接，第二LED串联灯带的正极与+24V电源电性连接；第一LED串联灯带由若干红光LED顺次串联而成，第二LED串联灯带由若干蓝光或者白光LED顺次串联而成；继电器控制模块包括光耦U6、三极管Q3和继电器JD1，光耦U6的引脚1与+3.36V电源电性连接，光耦U6的引脚2与处理器(1)的通用输入输出接口PD10电性连接，光耦U6的引脚4与+5V电源电性连接，光耦U6的引脚3与三极管Q3的基极电性连接，三极管Q3的源极接地，三极管Q3的集电极与继电器JD1的线圈的一端电性连接，继电器JD1的线圈的另一端与+24V电源电性连接，继电器JD1的线圈两端还反向并联有二极管D1；扬声器模块包括喇叭U7、晶体管Q4和可调电阻RP1，可调电阻RP1的一端与处理器(1)的通用输入输出接口PD11电性连接，可调电阻RP1的另一端与喇叭U7的一端电性连接，晶体管Q4的引脚1与处理器(1)的通用输入输出接口PD12电性连接，晶体管Q4的引脚16与喇叭U7的另一端电性连接；显示输出模块包括LCD显示屏U8，LCD显示屏U8的行同步端、帧同步端、使能端和像素时钟端分别与处理器(1)的通用输入输出接口PI10、PI9、PF10和PG7一一对应电性连接，LCD显示屏U8的RGB输入通道分别与处理器(1)对应的各颜色数据输出接口对应电性连接。

再进一步优选的，所述报警提示单元(5)的爆闪模块、扬声器模块和显示输出模块均设置在电梯轿厢内，且爆闪模块与扬声器模块设置在显示输出模块远离地面的一端。

优选的，所述通信单元(6)包括电平转换芯片U9、以太网控制器U10和RJ45接口；电平转换芯片U9的引脚1和引脚4分别与处理器(1)的串行接口PE7和PE8一一对应电性连接，电平转换芯片U9的引脚2和引脚3均与处理器(1)的端口PE9电性连接；电平转换芯片U9的引脚6和引脚7分别与DB9线缆电性连接，DB9线缆与电梯控制器电性连接；以太网控制器U10具有媒体独立接口MII，媒体独立接口MII与处理器(1)的MII功能接口一一对应电性连接；以太网控制器U10的引脚21、引脚20、引脚23和引脚22分别与RJ45接口的引脚1、引脚2、引脚3和引脚6一一对应电性连接；通信单元(6)还用于从互联网获取实时的灾害预警信息。

优选的，所述存储单元(7)的引脚2、引脚3、引脚5和引脚7分别与处理器(1)的一个串行接口电性连接；存储单元(7)的引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚7和引脚8分别通过上拉电阻与+3.3V电源电性连接；存储单元(7)的引脚6接地。

优选的，所述处理器(1)用于根据本地的振动检测单元(2)或者摄像单元(3)来获取电梯所在结构物的状态信息，结合通信单元(6)从电梯控制器或者互联网获取实时的灾害预警信息，判断预警信息对应的灾害的严重程度，将灾害预警信息在报警提示单元(5)提示电梯轿厢内的乘员；处理器(1)选择性的使继电器控制模块动作，使电梯在最近的楼层平层并维持开门状态；如果电梯被困电梯井内，电梯轿厢的乘员能使用语音通话单元(4)发出语音求助信息，处理器(1)将语音通话单元(4)的语音求助信息转发至后台维护人员处。

本发明提供的一种集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统，相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本发明通过配置振动检测单元和摄像单元，能够对电梯的可靠性进行实时监控；并结合电梯控制器以及通信单元获取电梯当前运行状态以及网络发布的灾害预警信息主动进行制动，并引导乘员疏散；如果电梯被困，无法顺利平层，电梯内人员可以通过语音通话单元及时联系，发出语音求助信息，避免移动通信信号在电梯内受影响导致的不利后果，及时、迅速响应灾害预警，提高电梯运行时的可靠性；

(2)振动检测单元和摄像单元是对电梯控制器功能的有利补充，不依赖电梯本身的检测数据，能够更加客观的了解电梯的真实运行状况，更准确的获取电梯及其所在构建筑物的变化；

(3)结合电梯控制器和网络或者云端的网络数据，更加贴近灾害预警的现实需求，提高预警的实时性和可靠性，并且对电梯的改造工作量也较小；

(4)在不能及时平层疏散时，被困乘员有沟通手段与维护人员联系，防止被困电梯内。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统的结构框图；

图2为本发明一种集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统的振动检测单元的一种接线图；

图3为本发明一种集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统的摄像单元的接线图；

图4为本发明一种集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统的语音通话单元的接线图以及爆闪模块、继电器控制模块与扬声器模块的接线图；

图5为本发明一种集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统的显示输出模块的接线图；

图6为本发明一种集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统的通信单元的接线图；

图7为本发明一种集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统的存储单元的接线图；

图8为本发明一种集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统的处理器信息交互示意图；

图9为本发明一种集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统的爆闪模块、扬声器模块和显示输出模块的一种组合结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统，包括设置与电梯上的电梯控制器、处理器1、振动检测单元2、摄像单元3、语音通话单元4、报警提示单元5、通信单元6和存储单元7等；

处理器1设置在电梯内；处理器1能够接收振动检测单元2、摄像单元3、语音通话单元4或者电梯控制器输入的信号，并将输入信号处理后发送至报警提示单元5、电梯控制器或者存储单元7中；

振动检测单元2，设置在电梯以及电梯井内的不同位置，振动检测单元2用于检测电梯各处的振动加速度，振动检测单元2与处理器1电性连接；如果加速度超过设定阈值，则表示电梯局部有异常的抖动或者振动；

摄像单元3设置在电梯井及电梯内，摄像单元3用于获取电梯运行时的图像，摄像单元3与处理器1电性连接；摄像单元3可独立记录电梯运行时的构建筑物以及电梯的真实图像；

语音通话单元4用于使电梯内用户发出语音求助信息；语音通话单元4与处理器1电性连接；当发生紧急状况或者灾害预警后，语音单元允许电梯轿厢的乘员发出语音求助信息；

报警提示单元5用于向电梯内用户发出灾害预警信息，并选择性制动电梯平层并开启电梯门；

通信单元6与电梯控制器和处理器1电性连接，通信单元6用于使电梯控制器与处理器1进行本地通信；通信单元6还与互联网通信连接，实现网络通信。

存储单元7用于存储振动检测单元2、语音通话单元4、报警提示单元5或者通信单元6向处理器1发送的数据；

其中，电梯运行时，处理器1通过通信单元6接收电梯控制器或者互联网发送的灾害预警信息，还从振动检测单元2或者摄像单元3获取输入信号，开启语音通话单元4或者报警提示单元5，并使电梯在最近的楼层保持平层并开门，便于乘员疏散。本方案中，处理器1可以采用意法半导体的STM32F767芯片，该芯片具有强大的扩展能力和驱动能力。

如图2所示，图示展示了一种振动检测单元2的接线图，振动检测单元2包括若干加速度检测芯片U1；处理器1包括若干串行接口和通用输入输出接口；各加速度检测芯片U1的引脚1和引脚12均与+3.3V电压电性连接，各加速度检测芯片U1的引脚13、引脚14和引脚8均与处理器1的通用输入输出接口PB11、PB10和PB9对应电性连接，各加速度检测芯片U1的引脚7分别与处理器1的不同的通用输入输出接口电性连接。加速度检测芯片U1选用亚诺德公司的ADXL345芯片，若干加速度检测芯片U1通过同一组串行接口与处理器1电性连接，而各加速度检测芯片U1的片选端与不同的处理器1的通用输入输出接口电性连接。

如图3所示，图示展示了摄像单元3的一种接线图。具体的，摄像单元3包括摄像头U2、第一稳压芯片U3和第二稳压芯片U4；摄像头U2包括SCCB接口和若干数据输出端；摄像头U2的SCCB接口与处理器1的通用输入输出接口PA9和PA10对应电性连接；摄像头U2的引脚7、引脚9、引脚12、引脚14、引脚16、引脚17、引脚18、引脚19、引脚20、引脚21和引脚22分别与处理器1的通用输入输出接口PB8、PA8、PD7、PD6、PD5、PA12、PD4、PD0、PD3、PD1和PD2一一对应电性连接；所述摄像头U2的引脚9和引脚17还分别跟与非门NAND的两个输入端一一对应电性连接，与非门NAND的输出端与处理器1的PB13接口电性连接；第一稳压芯片U3的输入端与+3.3V电源电性连接，第一稳压芯片U3的输出端与摄像头U2的引脚4和引脚11电性连接；第二稳压芯片U4的输入端与+3.3V电源电性连接，第二稳压芯片U4的输出端与摄像头U2的引脚10电性连接。摄像头U2选用OV2640芯片，其引脚3和引脚5还通过上拉电阻与+2.8V电源电性连接。摄像头U2的8个数字输出端与处理器1的通用输入输出接口连接；为判断摄像头U2的引脚9，即HREF信号，和引脚17，即PCK信号是否正常刷新，是通过与非门NAND判断输出结果是否周期变化来确认的。

如图4所示，语音通话单元4包括两个相同的麦克风单元U5.1和U5.2；麦克风单元U5.1的引脚1、U5.2的引脚1和引脚2均与+3.3V电源电性连接，麦克风单元U5.1的引脚2、引脚5和麦克风单元U5.2的引脚5接地，麦克风单元U5.1的引脚3和U5.2的引脚3均与处理器1的通用输入输出接口PH6电性连接；麦克风单元U5.1的引脚4和U5.2的引脚4均与处理器1的通用输入输出接口PF11电性连接。两个相同的麦克风单元U5.1和U5.2构成了立体声结构，话音更加清晰。

如图4和图5所示，报警提示单元5包括爆闪模块、继电器控制模块、扬声器模块和显示输出模块；爆闪模块包括第一LED串联灯带、第二LED串联灯带、第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，第一MOS管Q1的栅极与处理器1的通用输入输出接口PD8电性连接，第一MOS管Q1的源极接地，第一MOS管Q1的漏极与第一LED串联灯带的负极电性连接，第一LED串联灯带的正极与+24V电源电性连接，第二MOS管Q2的栅极与处理器1的通用输入输出接口PD9电性连接，第二MOS管Q2的源极接地，第二MOS管Q2的漏极与第二LED串联灯带的负极电性连接，第二LED串联灯带的正极与+24V电源电性连接；第一LED串联灯带由若干红光LED顺次串联而成，第二LED串联灯带由若干蓝光或者白光LED顺次串联而成；继电器控制模块包括光耦U6、三极管Q3和继电器JD1，光耦U6的引脚1与+3.36V电源电性连接，光耦U6的引脚2与处理器1的通用输入输出接口PD10电性连接，光耦U6的引脚4与+5V电源电性连接，光耦U6的引脚3与三极管Q3的基极电性连接，三极管Q3的源极接地，三极管Q3的集电极与继电器JD1的线圈的一端电性连接，继电器JD1的线圈的另一端与+24V电源电性连接，继电器JD1的线圈两端还反向并联有二极管D1；扬声器模块包括喇叭U7、晶体管Q4和可调电阻RP1，可调电阻RP1的一端与处理器1的通用输入输出接口PD11电性连接，可调电阻RP1的另一端与喇叭U7的一端电性连接，晶体管Q4的引脚1与处理器1的通用输入输出接口PD12电性连接，晶体管Q4的引脚16与喇叭U7的另一端电性连接；显示输出模块包括LCD显示屏U8，LCD显示屏U8的行同步端、帧同步端、使能端和像素时钟端分别与处理器1的通用输入输出接口PI10、PI9、PF10和PG7一一对应电性连接，LCD显示屏U8的RGB输入通道分别与处理器1对应的各颜色数据输出接口对应电性连接。当处理器1的PD8或者PD9接口输出高电平时，第一MOS管Q1或者第二MOS管Q2导通，对应的第一LED串联灯带或者第二LED串联灯带导通，并发出相应的红光、蓝光或者白光指示。PD8或者PD9接口输出低电平时，LED熄灭。处理器1的PD10接口可驱动光耦U6导通，进一步使得三极管Q3导通，继电器JD1的线圈上电吸合，使得电梯能够平层开门。当PD12接口输出高电平时，晶体管Q4的引脚16输出500mA的电流驱动喇叭U7，即SPEAKER工作，可调电阻RP1作为音量调节端，通过滑动其调节端可以调整喇叭U7的音量。如图5所示，LCD显示屏U8为RGBLCD显示屏，其输出格式为RGB888格式，即像素数据输出是由处理器1的24个引脚分别对应。LCD显示屏U8的行同步端HSYNC、帧同步端VSYNC、使能端DE和像素时钟端CLK分别由PI10、PI9、PF10和PG7对应控制。

如图9所示，报警提示单元5的爆闪模块、扬声器模块和显示输出模块可以集成设置在电梯轿厢内，且爆闪模块与扬声器模块设置在显示输出模块远离地面的一端。

如图6所示，通信单元6包括电平转换芯片U9、以太网控制器U10和RJ45接口；电平转换芯片U9的引脚1和引脚4分别与处理器1的串行接口PE7和PE8一一对应电性连接，电平转换芯片U9的引脚2和引脚3均与处理器1的端口PE9电性连接；电平转换芯片U9的引脚6和引脚7分别与DB9线缆电性连接，DB9线缆与电梯控制器电性连接；电平转换芯片U9可以采用MAX3485，用于将处理器1使用的TTL电平转换为DB9线缆所需的电平，与电梯控制器进行适配。

以太网控制器U10具有媒体独立接口MII，媒体独立接口MII与处理器1的MII功能接口一一对应电性连接；以太网控制器U10的引脚21、引脚20、引脚23和引脚22分别与RJ45接口的引脚1、引脚2、引脚3和引脚6一一对应电性连接；通信单元6还用于从互联网获取实时的灾害预警信息。以太网控制器U10是LAN8720A，是一种硬件层面的以太网控制器，RJ45可以通过双绞线与外部网络连接，本发明中可以通过双绞线与防灾预警终端连接，实时获取地震台网的相关防灾预警信息。

如图7所示，存储单元7的引脚2、引脚3、引脚5和引脚7分别与处理器1的一个串行接口电性连接；存储单元7的引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚7和引脚8分别通过上拉电阻与+3.3V电源电性连接；存储单元7的引脚6接地。存储单元7可以采用TF卡，当然也可以采用类似的其他结构，如可插拔的USB存储设备等。

图8展示了本发明中处理器1信息交互的流向示意。处理器1用于根据本地的振动检测单元2或者摄像单元3来获取电梯所在结构物的状态信息，结合通信单元6从电梯控制器或者互联网获取实时的灾害预警信息，判断预警信息对应的灾害的严重程度，将灾害预警信息在报警提示单元5提示电梯轿厢内的乘员；处理器1选择性的使继电器控制模块动作，使电梯在最近的楼层平层并维持开门状态；如果电梯被困电梯井内，电梯轿厢的乘员能使用语音通话单元4发出语音求助信息，处理器1将语音通话单元4的语音求助信息转发至后台维护人员处。判断预警信息对应的灾害的严重程度，可以根据网络灾害预警的等级、加速度检测芯片U1的输出结果是否超过阈值、距离当期建筑物的距离是否不超过30公里等综合判断；以便科学决策，争取更多的逃生避险时间。

电梯在灾害来临前根据预警信息，可以采用如下的算法实现不同的决策控制：

S1：依据从互联网发送的灾害预警信息，获得预警信息的要素：灾害的类别和名称、灾害发生时间、发生地点以及灾害等级强弱；

S2：判断对应的灾害是否影响电梯的安全运行；如属于严重影响电梯运行的地震或者火灾，则执行步骤S3；

S3：针对集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统，汇集决策要素信息：包括当前电梯是否在运行、与电梯控制器通信状态是否正常、电梯所在楼层、电梯内部装载人员情况和电梯历史运行的状态评价系数，其中电梯历史运行的状态评价系数初始值为1，该系数与电梯使用年限或者电梯年故障发生频率成反比；

S4：根据上述决策要素信息，结合预警信息的要素，判断灾害对电梯产生影响的倒计时时间，评估灾害对电梯的潜在破坏性；

S5：如电梯历史运行的状态评价系数的当前值大于0.7，灾害到达时间足够电梯运行到一层，即控制电梯运行到一层，强制开门并停止运行，通知乘员疏散，并通过告知灾害类型和破坏等级；如果电梯本身状态良好，灾害到达时间急迫，就立即控制电梯强制平层开门，催促人员尽快离开电梯避险，并通过爆闪模块、扬声器模块和显示输出模块通知灾害类型或者破坏等级；对于没有在运行中的电梯，在灾害预警触发后，统一关停不运行，避免人员被困在电梯中；如电梯历史运行的状态评价系数的当前值不超过0.7，在有灾害破坏风险时，就控制电梯强制就近平层开门，同时提醒电梯中人员自行疏散，并通过爆闪模块、扬声器模块和显示输出模块通知灾害类型或者破坏等级。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统，包括设置与电梯上的电梯控制器，其特征在于：还包括处理器(1)、振动检测单元(2)、摄像单元(3)、语音通话单元(4)、报警提示单元(5)、通信单元(6)和存储单元(7)；

处理器(1)，设置在电梯内；

振动检测单元(2)，设置在电梯以及电梯井内的不同位置，振动检测单元(2)用于检测电梯各处的振动加速度，振动检测单元(2)与处理器(1)电性连接；

摄像单元(3)，设置在电梯井及电梯内，摄像单元(3)用于获取电梯运行时的图像，摄像单元(3)与处理器(1)电性连接；

语音通话单元(4)，用于使电梯内用户发出语音求助信息；语音通话单元(4)与处理器(1)电性连接；

报警提示单元(5)，用于向电梯内用户发出灾害预警信息，并选择性制动电梯平层并开启电梯门；

通信单元(6)，与电梯控制器和处理器(1)电性连接，通信单元(6)用于使电梯控制器与处理器(1)进行通信；通信单元(6)还与互联网通信连接；

存储单元(7)，用于存储振动检测单元(2)、语音通话单元(4)、报警提示单元(5)或者通信单元(6)向处理器(1)发送的数据；

其中，电梯运行时，处理器(1)通过通信单元(6)接收电梯控制器或者互联网发送的灾害预警信息，还从振动检测单元(2)或者摄像单元(3)获取输入信号，开启语音通话单元(4)或者报警提示单元(5)，并使电梯在最近的楼层保持平层并开门；

所述振动检测单元(2)包括若干加速度检测芯片U1；处理器(1)包括若干串行接口和通用输入输出接口；各加速度检测芯片U1的引脚1和引脚12均与+3.3V电压电性连接，各加速度检测芯片U1的引脚13、引脚14和引脚8均与处理器(1)的通用输入输出接口PB11、PB10和PB9对应电性连接，各加速度检测芯片U1的引脚7分别与处理器(1)的不同的通用输入输出接口电性连接；

所述摄像单元(3)包括摄像头U2、第一稳压芯片U3和第二稳压芯片U4；摄像头U2包括SCCB接口和若干数据输出端；摄像头U2的SCCB接口与处理器(1)的通用输入输出接口PA9和PA10对应电性连接；摄像头U2的引脚7、引脚9、引脚12、引脚14、引脚16、引脚17、引脚18、引脚19、引脚20、引脚21和引脚22分别与处理器(1)的通用输入输出接口PB8、PA8、PD7、PD6、PD5、PA12、PD4、PD0、PD3、PD1和PD2一一对应电性连接；所述摄像头U2的引脚9和引脚17还分别跟与非门NAND的两个输入端一一对应电性连接，与非门NAND的输出端与处理器(1)的PB13接口电性连接；第一稳压芯片U3的输入端与+3.3V电源电性连接，第一稳压芯片U3的输出端与摄像头U2的引脚4和引脚11电性连接；第二稳压芯片U4的输入端与+3.3V电源电性连接，第二稳压芯片U4的输出端与摄像头U2的引脚10电性连接；

所述语音通话单元(4)包括两个相同的麦克风单元U5.1和U5.2；麦克风单元U5.1的引脚1、U5.2的引脚1和引脚2均与+3.3V电源电性连接，麦克风单元U5.1的引脚2、引脚5和麦克风单元U5.2的引脚5接地，麦克风单元U5.1的引脚3和U5.2的引脚3均与处理器(1)的通用输入输出接口PH6电性连接；麦克风单元U5.1的引脚4和U5.2的引脚4均与处理器(1)的通用输入输出接口PF11电性连接；

所述报警提示单元(5)包括爆闪模块、继电器控制模块、扬声器模块和显示输出模块；爆闪模块包括第一LED串联灯带、第二LED串联灯带、第一MOS管Q1和第二MOS管Q2，第一MOS管Q1的栅极与处理器(1)的通用输入输出接口PD8电性连接，第一MOS管Q1的源极接地，第一MOS管Q1的漏极与第一LED串联灯带的负极电性连接，第一LED串联灯带的正极与+24V电源电性连接，第二MOS管Q2的栅极与处理器(1)的通用输入输出接口PD9电性连接，第二MOS管Q2的源极接地，第二MOS管Q2的漏极与第二LED串联灯带的负极电性连接，第二LED串联灯带的正极与+24V电源电性连接；第一LED串联灯带由若干红光LED顺次串联而成，第二LED串联灯带由若干蓝光或者白光LED顺次串联而成；继电器控制模块包括光耦U6、三极管Q3和继电器JD1，光耦U6的引脚1与+3.36V电源电性连接，光耦U6的引脚2与处理器(1)的通用输入输出接口PD10电性连接，光耦U6的引脚4与+5V电源电性连接，光耦U6的引脚3与三极管Q3的基极电性连接，三极管Q3的源极接地，三极管Q3的集电极与继电器JD1的线圈的一端电性连接，继电器JD1的线圈的另一端与+24V电源电性连接，继电器JD1的线圈两端还反向并联有二极管D1；扬声器模块包括喇叭U7、晶体管Q4和可调电阻RP1，可调电阻RP1的一端与处理器(1)的通用输入输出接口PD11电性连接，可调电阻RP1的另一端与喇叭U7的一端电性连接，晶体管Q4的引脚1与处理器(1)的通用输入输出接口PD12电性连接，晶体管Q4的引脚16与喇叭U7的另一端电性连接；显示输出模块包括LCD显示屏U8，LCD显示屏U8的行同步端、帧同步端、使能端和像素时钟端分别与处理器(1)的通用输入输出接口PI10、PI9、PF10和PG7一一对应电性连接，LCD显示屏U8的RGB输入通道分别与处理器(1)对应的各颜色数据输出接口对应电性连接；

所述报警提示单元(5)的爆闪模块、扬声器模块和显示输出模块均设置在电梯轿厢内，且爆闪模块与扬声器模块设置在显示输出模块远离地面的一端；

电梯在灾害来临前根据预警信息，可以采用如下的算法实现不同的决策控制：

S1：依据从互联网发送的灾害预警信息，获得预警信息的要素：灾害的类别和名称、灾害发生时间、发生地点以及灾害等级强弱；

S2：判断对应的灾害是否影响电梯的安全运行；如属于严重影响电梯运行的地震或者火灾，则执行步骤S3；

S3：针对集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统，汇集决策要素信息：包括当前电梯是否在运行、与电梯控制器通信状态是否正常、电梯所在楼层、电梯内部装载人员情况和电梯历史运行的状态评价系数，其中电梯历史运行的状态评价系数初始值为1，该系数与电梯使用年限或者电梯年故障发生频率成反比；

S4：根据上述决策要素信息，结合预警信息的要素，判断灾害对电梯产生影响的倒计时时间，评估灾害对电梯的潜在破坏性；

S5：如电梯历史运行的状态评价系数的当前值大于0.7，灾害到达时间足够电梯运行到一层，即控制电梯运行到一层，强制开门并停止运行，通知乘员疏散，并通过告知灾害类型和破坏等级；如果电梯本身状态良好，灾害到达时间急迫，就立即控制电梯强制平层开门，催促人员尽快离开电梯避险，并通过爆闪模块、扬声器模块和显示输出模块通知灾害类型或者破坏等级；对于没有在运行中的电梯，在灾害预警触发后，统一关停不运行，避免人员被困在电梯中；如电梯历史运行的状态评价系数的当前值不超过0.7，在有灾害破坏风险时，就控制电梯强制就近平层开门，同时提醒电梯中人员自行疏散，并通过爆闪模块、扬声器模块和显示输出模块通知灾害类型或者破坏等级。

2.根据权利要求1所述的一种集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统，其特征在于：所述通信单元(6)包括电平转换芯片U9、以太网控制器U10和RJ45接口；电平转换芯片U9的引脚1和引脚4分别与处理器(1)的串行接口PE7和PE8一一对应电性连接，电平转换芯片U9的引脚2和引脚3均与处理器(1)的端口PE9电性连接；电平转换芯片U9的引脚6和引脚7分别与DB9线缆电性连接，DB9线缆与电梯控制器电性连接；以太网控制器U10具有媒体独立接口MII，媒体独立接口MII与处理器(1)的MII功能接口一一对应电性连接；以太网控制器U10的引脚21、引脚20、引脚23和引脚22分别与RJ45接口的引脚1、引脚2、引脚3和引脚6一一对应电性连接；通信单元(6)还用于从互联网获取实时的灾害预警信息。

3.根据权利要求1所述的一种集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统，其特征在于：所述存储单元(7)的引脚2、引脚3、引脚5和引脚7分别与处理器(1)的一个串行接口电性连接；存储单元(7)的引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚7和引脚8分别通过上拉电阻与+3.3V电源电性连接；存储单元(7)的引脚6接地。

4.根据权利要求1所述的一种集成多种灾害预警、第三方监测的电梯预警系统，其特征在于：所述处理器(1)用于根据本地的振动检测单元(2)或者摄像单元(3)来获取电梯所在结构物的状态信息，结合通信单元(6)从电梯控制器或者互联网获取实时的灾害预警信息，判断预警信息对应的灾害的严重程度，将灾害预警信息在报警提示单元(5)提示电梯轿厢内的乘员；处理器(1)选择性的使继电器控制模块动作，使电梯在最近的楼层平层并维持开门状态；

如果电梯被困电梯井内，电梯轿厢的乘员能使用语音通话单元(4)发出语音求助信息，处理器(1)将语音通话单元(4)的语音求助信息转发至后台维护人员处。

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