CN211644220U - 电梯sdt数据服务终端及其安全运行监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电梯SDT数据服务终端及其安全运行监控系统，包括CPU处理器和MCU处理器，CPU处理器连接设置有多个以太网接口、52针min‑PCIe插槽以及USB集线器，通过USB集线器提供多个USB插座和LTE无线通信模组；CPU处理器还连接设置有GPS模组和WiFi模组；CPU处理器和MCU处理器通过USB集线器连接；MCU处理器设置多路数字信号接口和模拟信号接口。由专用MCU处理后再输送至CPU，减少CPU负荷，增加可靠性；采用可自由扩展的以太网接口式外接摄像头采集语音视频；支持有线网络，WiFi，4G多种数据上传方式，根据应用环境自由配置，解决信号覆盖；丰富的传感器接口，增强应用适应性与兼容性。

Description

电梯SDT数据服务终端及其安全运行监控系统

技术领域

本实用新型涉及物联网设备技术领域，特别涉及一种电梯SDT数据服务终端及其安全运行监控系统。

背景技术

电梯作为生活中的基础设施，是房地产工程中重要的组成部分。近年来，随着世界人口的增加，城市化进程不断加快，人们对便捷生活的需求不断增加，使得电梯的使用越来越广泛。随着电梯数量的增加，对于旧电梯的消除和更新也迫在眉睫。这无疑会增加维保人员的工作量，可能导致部分电梯漏检、误检的情况，使得不管是物业还是民众都不能及时了解电梯的运行情况和潜在的风险。目前电梯都仅限于轿厢的基本监测，例如视频监控和维保人员的定期检查等，这些都存在着很大的主观因素，并不能从数据方面客观反映电梯的老化程度和故障率。

随着物联网技术的发展，人们开发了基于物联网的电梯运行监控系统，独立于电梯原有软硬件系统之外的能检测电梯实时运行情况的监控系统，由电梯SDT (ServiceData Terminal)数据服务终端和部署在云端的物联网大数据信息化管控平台共同组成。电梯SDT数据服务终端具体由各种电梯运行传感器和电梯物联网网关组成，负责传感数据采集、数据处理，并经过4GLTE网络将采集的数据上报到物联网大数据信息化管控平台。主要功能是实施网络化、自动化的电梯安全运行实时监测预警，提升电梯使用管理水平和监测能力，提高电梯维保工作质量，有效保护电梯使用者的安全。

电梯运行监控系统包括轿厢高清摄像头、语音对接器、平层传感器、门磁传感器、物联网SDT终端(含4G物联网卡)、物联网大数据信息化管控平台。通过物联网SDT终端采集各个独立于电梯原有硬件的传感器数据，把监测的数据通过CPU和软件驱动处理，再把监测的实时运行数据和电梯大数据算法识别出来的报警数据通过网络传到物联网大数据信息化管控平台，实现全天候电梯实时数据的监控和电梯异常运行数据的实时通知。

但是，现有物联网SDT终端采集的数据只能通过4G网络传输至服务器，容易受到环境干扰掉线或丢失数据，数据采集与4G通信使用相同的CPU，无法扩展其他传输方式；电源适配器、传感器均使用专用接口，无通用替代品，无法实现新功能扩展。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种电梯SDT数据服务终端及其安全运行监控系统，能够提供多种不同的数据接口，更好地适配不同类型的电梯设备以及监控设备。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种电梯SDT数据服务终端，包括CPU处理器和MCU处理器，所述CPU处理器连接设置有多个以太网接口、52针min-PCIe插槽以及USB集线器，通过所述 USB集线器提供多个USB插座和LTE无线通信模组；所述CPU处理器还连接设置有GPS模组和WiFi模组；所述CPU处理器和所述MCU处理器通过所述USB集线器连接；所述MCU处理器设置多路数字信号接口和模拟信号接口。

进一步的，所述以太网接口包括一组LAN接口和一组WAN接口，所述LAN接口和所述WAN接口与所述CPU处理器连接。

进一步的，所述电梯SDT数据服务终端还包括至少一组WiFi模组，所述WiFi 模组与所述CPU处理器连接。

进一步的，所述CPU处理器上还连接设置有拓展内存卡、SPI闪存、LED指示灯、复位接口和调试接口。

进一步的，所述LTE无线通信模组上连接设置有SIM模组，所述LTE无线通信模组通过所述USB集线器与所述CPU处理器连接。

进一步的，所述USB集线器连接设置有SD存储器，所述USB集线器通过USB TO UART转接端子与所述MCU处理器连接。

进一步的，所述MCU处理器上设置有至少一RS23接口和RS485接口。

基于同一发明构思，本实用新型还提供了一种电梯安全运行监控系统，包括摄像机、语音通话模组、速度传感器、厢门传感器、平层传感器、红外感应器以及上述的SDT数据服务终端；所述摄像机和所述语音通话模组通过所述以太网接口与所述CPU处理器连接；所述速度传感器、所述厢门传感器、所述平层传感器和所述红外感应器与所述MCU处理器连接；所述CPU处理器通过所述LTE无线通信模组、所述WiFi模组以及所述以太网接口与上位机连接。

进一步的，所述MCU处理器还设置有GNSS模组，所述GNSS模组向主机与上位机提供位置数据。

进一步的，所述电梯安全运行监控系统还包括12VDC电源器件，所述12VDC 电源器件通过变压器件和稳压器件向系统提供12V、5V以及3.3V工作电压。

采用上述技术方案，通过终端设备内置CPU处理器与MCU处理器，集成以太网，WiFi，独立4G通信模组，各部分功能分工协作，由MCU外接传感器采集电梯运行数据，以太网口外接语音视频采集，再通过CPU处理后藉由网线、WiFi 或4G上传至服务器：通过光电、金属和红外传感器采集到的数据，由专用MCU 处理后再输送至CPU，减少CPU负荷，增加可靠性；采用可自由扩展的以太网接口式外接摄像头采集语音视频；支持有线网络，WiFi，4G多种数据上传方式，根据应用环境自由配置，解决信号覆盖；丰富的传感器接口，增强应用适应性与兼容性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的电梯SDT数据服务终端结构框图；

图2为本实用新型的电梯SDT数据服务终端的电源器件结构框图；

图3为本实用新型的电梯安全运行监控系统结构框图；

图4为本实用新型实施例涉及的基于QCA9531 WiFi模块其中一种电路连接原理图；

图5为本实用新型实施例涉及的看门口电路；

图6为本实用新型实施例涉及的基于AS179-92的WiFi射频天线电路图；

图7为本实用新型实施例涉及的USB2.0HUB集线器电路图；

图8为本实用新型实施例涉及的SIM卡器件电路图；

图9为本实用新型实施例涉及的LTE无线通信模组电路图；

图10为本实用新型实施例涉及的micro-SD卡电路图；

图11为本实用新型实施例涉及的拓展内存卡电路图；

图12为本实用新型实施例涉及的SPI flash电路图；

图13为本实用新型实施例涉及的USB to UART转接端子电路图；

图14为本实用新型实施例涉及的复位接口电路图；

图15为本实用新型实施例涉及的LED指示灯电路图；

图16为本实用新型实施例涉及的UART接口电路图；

图17为本实用新型实施例涉及的软件复位RESET电路图；

图18为本实用新型实施例涉及的电源变压器电路图；

图19为本实用新型实施例涉及的以太网接口供电接线图；

图20为本实用新型实施例涉及的2.0V供电电路图；

图21为本实用新型实施例涉及的DC12.0V供电电路图；

图22为本实用新型实施例涉及的SYS供电电路图；

图23为本实用新型实施例涉及的LTE无线通信模组供电电路图；

图24为本实用新型实施例涉及的USB接口供电电路图；

图25为本实用新型实施例涉及的5V供电电路图；

图26为本实用新型实施例涉及的12VDC电源器件电路原理图；

图27为本实用新型实施例涉及的CPU处理器电路原理图；

图28为本实用新型实施例涉及的MCU理器原理图；

图29为本实用新型实施例涉及的GNSS模组电路原理图；

图30为本实用新型实施例涉及的RS232接口电路原理图；

图31为本实用新型实施例涉及的RS485接口电路原理图；

图32为本实用新型实施例涉及的传感器接头电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种电梯SDT数据服务终端，包括CPU处理器和MCU处理器，所述CPU处理器连接设置有多个以太网接口、52针 min-PCIe插槽以及USB集线器，通过所述USB集线器提供多个USB插座和LTE 无线通信模组；所述CPU处理器还连接设置有GPS模组和WiFi模组；所述CPU 处理器和所述MCU处理器通过所述USB集线器连接；所述MCU处理器设置多路数字信号接口和模拟信号接口；传感器采用通用接口，多达8路数字或模拟传感器接入。

具体的，所述以太网接口包括一组LAN接口和一组WAN接口，所述LAN接口和所述WAN接口与所述CPU处理器连接。内置4个以太网接口，可外接网络摄像机，广告机及上传采集数据。另外，独立外接式网络摄像头，可本地应急存储语音视频信息。

其中，所述电梯SDT数据服务终端还包括至少一组WiFi模组，所述WiFi模组与所述CPU处理器连接。

其中，所述CPU处理器上还连接设置有拓展内存卡、SPI闪存、LED指示灯、复位接口和调试接口。

其中，所述LTE无线通信模组上连接设置有SIM模组，所述LTE无线通信模组通过所述USB集线器与所述CPU处理器连接。

其中，所述USB集线器连接设置有SD存储器，所述USB集线器通过USB TO UART转接端子与所述MCU处理器连接。USB与MicroSD的增加，确保电梯运行关键数据存储需求。

其中，所述MCU处理器上设置有至少一RS23接口和RS485接口。RS485， RS232等多路通用接口加入，增强扩展适应性。

实施例2

如图3所示，本实用新型还提供了一种电梯安全运行监控系统，包括摄像机、语音通话模组、速度传感器、厢门传感器、平层传感器、红外感应器以及上述的 SDT数据服务终端；所述摄像机和所述语音通话模组通过所述以太网接口与所述 CPU处理器连接；所述速度传感器、所述厢门传感器、所述平层传感器和所述红外感应器与所述MCU处理器连接；所述CPU处理器通过所述LTE无线通信模组、所述WiFi模组以及所述以太网接口与上位机连接。

其中，所述MCU处理器还设置有GNSS模组，所述GNSS模组向主机与上位机提供位置数据。

如图2所示，所述电梯安全运行监控系统还包括12VDC电源器件，所述12VDC 电源器件通过变压器件和稳压器件向系统提供12V、5V以及3.3V工作电压。用通用DC电源接口，支持10-30V宽电源输入；宽范围电源适配，高压保护功能，抗静电与抗浪涌，符合电梯复杂工业环境需求。

具体的，如图4所示，本实施例大量使用了QCA9531 WiFi模块，QCA9531 是一款高度集成且功能丰富的IEEE 802.11n 2x2 2.4GHz的WiFi芯片，符合 IEEE 802.11b/g/n无线标准协议；在2T2R模式下，支持300Mbps PHY数据传输速率；DDR2内存高达1024Mb，Flash内存可扩展至128Mb；模块支持4个LAN 端口和1个WAN端口；支持UART WiFi透明传输模块自带的USB接口支持4G模块，兼容市面上主流的4G模块。除此之外，还可以接USB磁盘、USB 3G/4G加密狗、USB摄像头等USB 2.0从机设备。

如图5-32所示，提供了本实施例中各个器件的选型以及相应地原理电路，从器件的种类、型号、电路连接关系等方面进行了详细地说明，这些器件均是从现有市面上可以采购的，故不再赘述。

本实用新型实施例的电梯SDT数据服务终端及其安全运行监控系统，通过终端设备内置CPU处理器与MCU处理器，集成以太网，WiFi，独立4G通信模组，各部分功能分工协作，由MCU外接传感器采集电梯运行数据，以太网口外接语音视频采集，再通过CPU处理后藉由网线、WiFi或4G上传至服务器：通过光电、金属和红外传感器采集到的数据，由专用MCU处理后再输送至CPU，减少CPU负荷，增加可靠性；采用可自由扩展的以太网接口式外接摄像头采集语音视频；支持有线网络，WiFi，4G多种数据上传方式，根据应用环境自由配置，解决信号覆盖；丰富的传感器接口，增强应用适应性与兼容性。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。

在本实用新型专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”、“排”、“列”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型专利新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型专利的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在实用新型专利中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固连”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型专利中的具体含义。

在本实用新型专利中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims (10)

1.一种电梯SDT数据服务终端，其特征在于，包括CPU处理器和MCU处理器，所述CPU处理器连接设置有多个以太网接口、52针min-PCIe插槽以及USB集线器，通过所述USB集线器提供多个USB插座和LTE无线通信模组；所述CPU处理器还连接设置有GPS模组和WiFi模组；所述CPU处理器和所述MCU处理器通过所述USB集线器连接；所述MCU处理器设置多路数字信号接口和模拟信号接口。

2.根据权利要求1所述的电梯SDT数据服务终端，其特征在于，所述以太网接口包括一组LAN接口和一组WAN接口，所述LAN接口和所述WAN接口与所述CPU处理器连接。

3.根据权利要求1所述的电梯SDT数据服务终端，其特征在于，所述电梯SDT数据服务终端还包括至少一组WiFi模组，所述WiFi模组与所述CPU处理器连接。

4.根据权利要求1所述的电梯SDT数据服务终端，其特征在于，所述CPU处理器上还连接设置有拓展内存卡、SPI闪存、LED指示灯、复位接口和调试接口。

5.根据权利要求1所述的电梯SDT数据服务终端，其特征在于，所述LTE无线通信模组上连接设置有SIM模组，所述LTE无线通信模组通过所述USB集线器与所述CPU处理器连接。

6.根据权利要求1所述的电梯SDT数据服务终端，其特征在于，所述USB集线器连接设置有SD存储器，所述USB集线器通过USB TO UART转接端子与所述MCU处理器连接。

7.根据权利要求1所述的电梯SDT数据服务终端，其特征在于，所述MCU处理器上设置有至少一RS23接口和RS485接口。

8.一种电梯安全运行监控系统，其特征在于，包括摄像机、语音通话模组、速度传感器、厢门传感器、平层传感器、红外感应器以及如权利要求1-7任意一项所述的SDT数据服务终端；所述摄像机和所述语音通话模组通过所述以太网接口与所述CPU处理器连接；所述速度传感器、所述厢门传感器、所述平层传感器和所述红外感应器与所述MCU处理器连接；所述CPU处理器通过所述LTE无线通信模组、所述WiFi模组以及所述以太网接口与上位机连接。

9.根据权利要求8所述的电梯安全运行监控系统，其特征在于，所述MCU处理器还设置有GNSS模组，所述GNSS模组向主机与上位机提供位置数据。

10.根据权利要求8所述的电梯安全运行监控系统，其特征在于，所述电梯安全运行监控系统还包括12VDC电源器件，所述12VDC电源器件通过变压器件和稳压器件向系统提供12V、5V以及3.3V工作电压。

Images