CN206877110U - 一种基于嵌入式蓝牙测距的电梯门安全实时控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于嵌入式蓝牙测距的电梯门安全实时控制装置，属于安全控制技术领域。本实用新型蓝牙模块与测量电路相连接，测量电路与A/D转换电路相连接，A/D转换电路与功率放大电路Ⅰ相连接，功率放大电路Ⅰ与单片机控制模块Ⅰ相连接，单片机控制模块Ⅰ分别与显示模块、报警装置Ⅰ相连接，电源Ⅰ分别与蓝牙模块、单片机控制模块Ⅰ、报警装置Ⅰ相连接，构成蓝牙测距模块；红外感应电路与功率放大电路Ⅱ相连接，功率放大电路Ⅱ与单片机控制模块Ⅱ相连接，单片机控制模块Ⅱ与报警装置Ⅱ相连接。本实用新型结构简单、操作灵活、成本低廉、环保耐用，对居民的生命安全起到较好的保护作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于嵌入式蓝牙测距的电梯门安全实时控制装置，属于安全控制技术领域。
背景技术
随着城市化的高速发展，现代的城市规划将空间规划摆在了一个重要的位置，为了充分的利用有限的空间资源，建造高层建筑，电梯无疑是解决其中运输问题的唯一选择。电梯发明至今已有100多年，并且使用的规模日渐壮大，在实现方便快捷的同时，事故也随之发生，根据国内外有关电梯事故的统计资料显示：现有的电梯事故中，80%以上是由于厅门系统发生故障或维修失物导致的，说明电梯厅门作为事故重灾区，必须引起相关的高度重视。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：本实用新型提供一种基于嵌入式蓝牙测距的电梯门安全实时控制装置，以用于解决轿厢未到指定楼层而厅门打开造成的电梯井事故。
本实用新型技术方案是：一种基于嵌入式蓝牙测距的电梯门安全实时控制装置，包括蓝牙模块1、测量电路2、A/D转换电路3、功率放大电路Ⅰ4、单片机控制模块Ⅰ5、显示模块6、报警装置Ⅰ7、电源Ⅰ8、红外感应电路9、功率放大电路Ⅱ10、单片机控制模块Ⅱ11、报警装置Ⅱ12、电源Ⅱ13、厅门门锁装置14；其中，蓝牙模块1与测量电路2相连接，测量电路2与A/D转换电路3相连接，A/D转换电路3与功率放大电路Ⅰ4相连接，功率放大电路Ⅰ4与单片机控制模块Ⅰ5相连接，单片机控制模块Ⅰ5分别与显示模块6、报警装置Ⅰ7相连接，电源Ⅰ8分别与蓝牙模块1、单片机控制模块Ⅰ5、报警装置Ⅰ7相连接，构成蓝牙测距模块；红外感应电路9与功率放大电路Ⅱ10相连接，功率放大电路Ⅱ10与单片机控制模块Ⅱ11相连接，单片机控制模块Ⅱ11与报警装置Ⅱ12相连接，电源Ⅱ13分别与红外感应电路9、单片机控制模块Ⅱ11、报警装置Ⅱ12相连接，构成红外感应模块；蓝牙测距模块和红外感应模块分别与厅门门锁装置14相连接。
所述蓝牙模块1包括：芯片CC2541、电阻R1、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、晶振Y1、Y2、电感L1、L2、L3；其中，芯片CC2541的管脚32、33分别与电容C1、C2相连接，晶振Y1接到C1、C2之间，管脚40与电容C3连接，管脚22、23分别与电容C4、C5连接，晶振Y2接在C4、C5之间，电容C6、C7串联，电容C8与电感L2串联，分别与芯片CC2541管脚25，26连接，电感L1接在电容C6、C7之间，电容C9接在电容C8和电感L2之间并且接地，电感L3接在电容C7和电感L2之间并且通过C10后接地。
所述功率放大电路Ⅰ4包括：运算放大器Op1、Op2、电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、电容C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19；其中电阻R3的一端接输入信号INPUT，另一端与运算放大器Op1的正极连接，电阻R2的一端接地另一端与Op1的负极连接，电容C11、C12并行连接通过Op1的上端管脚接入，电容C13、C14并行接入Op1的下端管脚，可变电阻R4接在Op1的负极和输出端口之间，电容C15与电阻R5并联并串接在Op1的输出端，且接到运算放大器Op2的正极，Op2的负极接入-15V电压，电容C16、C17并联接入Op2的下端管脚，电容C18、C19并联接入Op2的上端管脚，Op2的输出端与电阻R6、R7串接，电阻R7的另一端接地。
所述红外感应电路9包括：探头、电容C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26、电阻R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、运算放大器Op3、Op4、三极管Q3、Q4、Q5、二极管D1；其中，电容C20的一端与探头正极相连接，另一端接地，电容C21一端与运算放大器Op3的负极连接，另一端与电容C22串联接到探头的负极端，电阻R8、R9并联接到三极管Q1的集电极上，电阻R8的一端与三极管Q1的基极连接，Q1发射极接探头的负极；电阻R10与电容C23串联接到运算放大器Op3的正极端，电阻R11接在Op3的输出端和电阻R10之间，电容C24与电阻R11并联同样接在Op3输出端和电阻R10之间；运算放大器Op3的输出端与Op4的负极连接，可变电阻R12接在探头的正负极之间，并延伸分支接入到Op4的正极；电阻R13接在运算放大器Op4的输出端和三极管Q2的基极之间，电阻R14与Q2的集电极连接，且二极管D1接在探头的正极和电阻R14之间，三极管Q3的发射极与Q2的基极连接，Q3的基极与电阻R17连接，电容C26、电阻R15、R16串联连接。
所述单片机控制模块Ⅰ5包括芯片AT89C52、电阻R18、按键K1、电容C27、C28、C29、晶振Y3；所述的显示模块6包括芯片LCD1602、阴排；所述报警装置Ⅰ7包括电阻R19、三极管Q4、扬声器；其中，芯片AT89C52的管脚18、19分别与电容C27、C28连接，晶振Y3接在管脚18、19之间，电容C27、C28另一端串联接地；芯片AT89C52管脚9与电容C29连接，按键开关K1与电容C29并联并与电阻R18连接构成复位电路；芯片LCD1602管脚1、2、3串联接地，芯片LCD1602管脚4、5、6分别与芯片AT89C52的管脚21、22、23连接，芯片AT89C52的管脚32到39分别与排阴的管脚1到8相连接；电阻R19与芯片AT89C52的管脚25连接并接到三极管Q4的基极上，扬声器的一端与Q4的发射极连接，另一端接地。
本实用新型利用蓝牙模块实时接收信号分析计算出轿厢距离各层的距离，再通过红外感应电路进行轿厢到位确认，保证轿厢未到指定楼层，厅门不会打开的故障。
本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单、操作灵活、成本低廉、环保耐用，对居民的生命安全起到较好的保护作用，可以通过蓝牙模块测距，准确定位电梯轿厢的位置，加之红外感应电路的使用，构成轿厢位置的确定双保险，保证在轿厢不到指定楼层不开启厅门，为用户的人身安全做出有力的保障。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构连接框图；
图2是本实用新型的测距示意图；
图3是本实用新型的蓝牙模块电路图；
图4是本实用新型的功率放大电路Ⅰ电路图；
图5是本实用新型的红外感应电路图；
图6是本实用新型的单片机控制模块电路图。
图1-6中各标号：1-蓝牙模块、2-测量电路、3-A/D转换电路、4-功率放大电路Ⅰ、5-单片机控制模块Ⅰ、6-显示模块、7-报警装置Ⅰ、8-电源Ⅰ、9-红外感应电路、10-功率放大电路Ⅱ、11-单片机控制模块Ⅱ、12-报警装置Ⅱ，13-电源Ⅱ、14-厅门门锁装置、15-基于嵌入式蓝牙测距的电梯门安全实时控制装置、16-电梯轿厢。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
实施例1：如图1-6所示，一种基于嵌入式蓝牙测距的电梯门安全实时控制装置，包括蓝牙模块1、测量电路2、A/D转换电路3、功率放大电路Ⅰ4、单片机控制模块Ⅰ5、显示模块6、报警装置Ⅰ7、电源Ⅰ8、红外感应电路9、功率放大电路Ⅱ10、单片机控制模块Ⅱ11、报警装置Ⅱ12、电源Ⅱ13、厅门门锁装置14；其中，蓝牙模块1与测量电路2相连接，测量电路2与A/D转换电路3相连接，A/D转换电路3与功率放大电路Ⅰ4相连接，功率放大电路Ⅰ4与单片机控制模块Ⅰ5相连接，单片机控制模块Ⅰ5分别与显示模块6、报警装置Ⅰ7相连接，电源Ⅰ8分别与蓝牙模块1、单片机控制模块Ⅰ5、报警装置Ⅰ7相连接，构成蓝牙测距模块；红外感应电路9与功率放大电路Ⅱ10相连接，功率放大电路Ⅱ10与单片机控制模块Ⅱ11相连接，单片机控制模块Ⅱ11与报警装置Ⅱ12相连接，电源Ⅱ13分别与红外感应电路9、单片机控制模块Ⅱ11、报警装置Ⅱ12相连接，构成红外感应模块；蓝牙测距模块和红外感应模块分别与厅门门锁装置14相连接。
作为本实用新型的进一步方案，所述蓝牙模块1可以采用如下设计：蓝牙模块1可以包括：芯片CC2541、电阻R1、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、晶振Y1、Y2、电感L1、L2、L3；其中，芯片CC2541的管脚32、33分别与电容C1、C2相连接，晶振Y1接到C1、C2之间，管脚40与电容C3连接，管脚22、23分别与电容C4、C5连接，晶振Y2接在C4、C5之间，电容C6、C7串联，电容C8与电感L2串联，分别与芯片CC2541管脚25，26连接，电感L1接在电容C6、C7之间，电容C9接在电容C8和电感L2之间并且接地，电感L3接在电容C7和电感L2之间并且通过C10后接地。
作为本实用新型的进一步方案，所述功率放大电路Ⅰ4可以采用如下设计：功率放大电路Ⅰ4可以包括：运算放大器Op1、Op2、电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、电容C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19；其中电阻R3的一端接输入信号INPUT，另一端与运算放大器Op1的正极连接，电阻R2的一端接地另一端与Op1的负极连接，电容C11、C12并行连接通过Op1的上端管脚接入，电容C13、C14并行接入Op1的下端管脚，可变电阻R4接在Op1的负极和输出端口之间，电容C15与电阻R5并联并串接在Op1的输出端，且接到运算放大器Op2的正极，Op2的负极接入-15V电压，电容C16、C17并联接入Op2的下端管脚，电容C18、C19并联接入Op2的上端管脚，Op2的输出端与电阻R6、R7串接，电阻R7的另一端接地。
作为本实用新型的进一步方案，所述红外感应电路9可以采用如下设计：红外感应电路9可以包括：探头、电容C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26、电阻R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、运算放大器Op3、Op4、三极管Q3、Q4、Q5、二极管D1；其中，电容C20的一端与探头正极相连接，另一端接地，电容C21一端与运算放大器Op3的负极连接，另一端与电容C22串联接到探头的负极端，电阻R8、R9并联接到三极管Q1的集电极上，电阻R8的一端与三极管Q1的基极连接，Q1发射极接探头的负极；电阻R10与电容C23串联接到运算放大器Op3的正极端，电阻R11接在Op3的输出端和电阻R10之间，电容C24与电阻R11并联同样接在Op3输出端和电阻R10之间；运算放大器Op3的输出端与Op4的负极连接，可变电阻R12接在探头的正负极之间，并延伸分支接入到Op4的正极；电阻R13接在运算放大器Op4的输出端和三极管Q2的基极之间，电阻R14与Q2的集电极连接，且二极管D1接在探头的正极和电阻R14之间，三极管Q3的发射极与Q2的基极连接，Q3的基极与电阻R17连接，电容C26、电阻R15、R16串联连接。
作为本实用新型的进一步方案，所述单片机控制模块Ⅰ5可以采用如下设计：单片机控制模块Ⅰ5可以包括芯片AT89C52、电阻R18、按键K1、电容C27、C28、C29、晶振Y3；所述的显示模块6包括芯片LCD1602、阴排；所述报警装置Ⅰ7包括电阻R19、三极管Q4、扬声器；其中，芯片AT89C52的管脚18、19分别与电容C27、C28连接，晶振Y3接在管脚18、19之间，电容C27、C28另一端串联接地；芯片AT89C52管脚9与电容C29连接，按键开关K1与电容C29并联并与电阻R18连接构成复位电路；芯片LCD1602管脚1、2、3串联接地，芯片LCD1602管脚4、5、6分别与芯片AT89C52的管脚21、22、23连接，芯片AT89C52的管脚32到39分别与排阴的管脚1到8相连接；电阻R19与芯片AT89C52的管脚25连接并接到三极管Q4的基极上，扬声器的一端与Q4的发射极连接，另一端接地。
本实用新型的工作原理是：
在电梯轿厢16顶部安装蓝牙模块和各个楼层的唤梯按键处安装所述基于嵌入式蓝牙测距的电梯门安全实时控制装置15，当按下唤梯按键时，本楼层轿厢蓝牙模块发送无线信号到唤梯楼层的蓝牙模块内，在论文（胡雁江，周正，蒋挺等发表的《基于蓝牙技术的数据传输接口的研究与实现》，北京邮电大学硕士论文2004.04.01中提到“利用单片机控制实现了蓝牙取代线缆的功能”，所以用单片机控制蓝牙芯片进行数据传输可以采用一种通用的方法），蓝牙模块传输的是电磁波信号，通过测量电路进行稳压过滤等，输入到功率放大电路Ⅰ当中，电磁信号通过电阻R3输入到运算放大器Op1的正极当中，可变电阻R4和电容C15分别接在Op1的负极和输出端，电容C11、C12并联，电容C13、C14并联分别接在Op1上下两端构成一级放大模块，经过一级放大的信号通过电阻R输入到运算放大器Op2的正极，电容C16、C17并联，电容C18、C19并联分别接在Op2的下端和上端，构成二级放大电路。从经过二级放大后的信号中提出RSSI值，并将RSSI代入到RSSI与距离的衰落模型当中，从而根据公式求出距离d，事实上该距离d是轿厢和楼层二者的斜线距离如图2所示，所以根据三角形的勾股定理，事先将蓝牙模块距离按键处的直线距离设为固定，最后根据勾股定理求出轿厢距离各个楼层的距离。并将该距离值存入到单片机中作为厅门打开的基础条件之一。在红外感应电路中，内嵌的探头实时扫描接收轿厢位置信息，若轿厢到达探头位置，发送信号经过电容C23和电阻R10输入到运算放大器Op3的正极，电阻R11链接在Op3的输出端和正极之间，构成红外信号的一级放大结构，经过放大的信号输入到运算放大器Op4的负极端，进行二级放大，其中，当设备工作室点亮发光二极管D1，提示设备正常工作，以上构成电梯是否到达指定楼层的第二种检测手段。所有的信号在单片机控制模块中进行分析计算，在单片机控制模块中，芯片AT89C52管脚32到管脚39与排阴相连接，显示芯片LCD1602通过信号传递显示楼层距离，当设备故障或其他状况芯片AT89C52发送脉冲信号给管脚25控制报警电路进行故障报警，保证用户安全使用本设备。
上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.一种基于嵌入式蓝牙测距的电梯门安全实时控制装置，其特征在于：包括蓝牙模块（1）、测量电路（2）、A/D转换电路（3）、功率放大电路Ⅰ（4）、单片机控制模块Ⅰ（5）、显示模块（6）、报警装置Ⅰ（7）、电源Ⅰ（8）、红外感应电路（9）、功率放大电路Ⅱ（10）、单片机控制模块Ⅱ（11）、报警装置Ⅱ（12）、电源Ⅱ（13）、厅门门锁装置（14）；其中，蓝牙模块（1）与测量电路（2）相连接，测量电路（2）与A/D转换电路（3）相连接，A/D转换电路（3）与功率放大电路Ⅰ（4）相连接，功率放大电路Ⅰ（4）与单片机控制模块Ⅰ（5）相连接，单片机控制模块Ⅰ（5）分别与显示模块（6）、报警装置Ⅰ（7）相连接，电源Ⅰ（8）分别与蓝牙模块（1）、单片机控制模块Ⅰ（5）、报警装置Ⅰ（7）相连接，构成蓝牙测距模块；红外感应电路（9）与功率放大电路Ⅱ（10）相连接，功率放大电路Ⅱ（10）与单片机控制模块Ⅱ（11）相连接，单片机控制模块Ⅱ（11）与报警装置Ⅱ（12）相连接，电源Ⅱ（13）分别与红外感应电路（9）、单片机控制模块Ⅱ（11）、报警装置Ⅱ（12）相连接，构成红外感应模块；蓝牙测距模块和红外感应模块分别与厅门门锁装置（14）相连接。
2.根据权利要求1所述的基于嵌入式蓝牙测距的电梯门安全实时控制装置，其特征在于：所述蓝牙模块（1）包括：芯片CC2541、电阻R1、电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、晶振Y1、Y2、电感L1、L2、L3；其中，芯片CC2541的管脚32、33分别与电容C1、C2相连接，晶振Y1接到C1、C2之间，管脚40与电容C3连接，管脚22、23分别与电容C4、C5连接，晶振Y2接在C4、C5之间，电容C6、C7串联，电容C8与电感L2串联，分别与芯片CC2541管脚25，26连接，电感L1接在电容C6、C7之间，电容C9接在电容C8和电感L2之间并且接地，电感L3接在电容C7和电感L2之间并且通过C10后接地。
3.根据权利要求1所述的基于嵌入式蓝牙测距的电梯门安全实时控制装置，其特征在于：所述功率放大电路Ⅰ（4）包括：运算放大器Op1、Op2、电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、电容C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19；其中电阻R3的一端接输入信号INPUT，另一端与运算放大器Op1的正极连接，电阻R2的一端接地另一端与Op1的负极连接，电容C11、C12并行连接通过Op1的上端管脚接入，电容C13、C14并行接入Op1的下端管脚，可变电阻R4接在Op1的负极和输出端口之间，电容C15与电阻R5并联并串接在Op1的输出端，且接到运算放大器Op2的正极，Op2的负极接入-15V电压，电容C16、C17并联接入Op2的下端管脚，电容C18、C19并联接入Op2的上端管脚，Op2的输出端与电阻R6、R7串接，电阻R7的另一端接地。
4.根据权利要求1所述的基于嵌入式蓝牙测距的电梯门安全实时控制装置，其特征在于：所述红外感应电路（9）包括：探头、电容C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26、电阻R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、运算放大器Op3、Op4、三极管Q3、Q4、Q5、二极管D1；其中，电容C20的一端与探头正极相连接，另一端接地，电容C21一端与运算放大器Op3的负极连接，另一端与电容C22串联接到探头的负极端，电阻R8、R9并联接到三极管Q1的集电极上，电阻R8的一端与三极管Q1的基极连接，Q1发射极接探头的负极；电阻R10与电容C23串联接到运算放大器Op3的正极端，电阻R11接在Op3的输出端和电阻R10之间，电容C24与电阻R11并联同样接在Op3输出端和电阻R10之间；运算放大器Op3的输出端与Op4的负极连接，可变电阻R12接在探头的正负极之间，并延伸分支接入到Op4的正极；电阻R13接在运算放大器Op4的输出端和三极管Q2的基极之间，电阻R14与Q2的集电极连接，且二极管D1接在探头的正极和电阻R14之间，三极管Q3的发射极与Q2的基极连接，Q3的基极与电阻R17连接，电容C26、电阻R15、R16串联连接。
5.根据权利要求1所述的基于嵌入式蓝牙测距的电梯门安全实时控制装置，其特征在于：所述单片机控制模块Ⅰ（5）包括芯片AT89C52、电阻R18、按键K1、电容C27、C28、C29、晶振Y3；所述的显示模块（6）包括芯片LCD1602、阴排；所述报警装置Ⅰ（7）包括电阻R19、三极管Q4、扬声器；其中，芯片AT89C52的管脚18、19分别与电容C27、C28连接，晶振Y3接在管脚18、19之间，电容C27、C28另一端串联接地；芯片AT89C52管脚9与电容C29连接，按键开关K1与电容C29并联并与电阻R18连接构成复位电路；芯片LCD1602管脚1、2、3串联接地，芯片LCD1602管脚4、5、6分别与芯片AT89C52的管脚21、22、23连接，芯片AT89C52的管脚32到39分别与排阴的管脚1到8相连接；电阻R19与芯片AT89C52的管脚25连接并接到三极管Q4的基极上，扬声器的一端与Q4的发射极连接，另一端接地。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107037767A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-08-11 | 昆明理工大学 | 一种基于嵌入式蓝牙测距的电梯门安全实时控制装置 |
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2017
- 2017-05-09 CN CN201720506776.XU patent/CN206877110U/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107037767A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-08-11 | 昆明理工大学 | 一种基于嵌入式蓝牙测距的电梯门安全实时控制装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Han Linyi Inventor after: Li Jie Inventor after: Zhang Jing Inventor after: Shi Shupeng Inventor after: Wu Cheng Inventor after: Fan Hongbo Inventor before: Zhang Jing Inventor before: Shi Shupeng Inventor before: Fan Hongbo |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180112 Termination date: 20190509 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |