CN213231073U - 智能电梯运行监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能电梯运行监测系统，包括控制模块；传感装置，设置在电梯轿厢内，传感装置包括电流传感器模块、电压传感器模块和压力传感器模块，电流传感器模块、电压传感器模块和压力传感器模块分别与控制模块连接；摄像头模块，摄像头模块设置在电梯轿厢内，摄像头模块与控制模块连接；通信模块，通信模块的输入端与控制模块连接；云端服务器，云端服务器与通信模块的输出端通信连接。本实用新型的技术方案能够对电梯进行有效监测，从而对电梯运输事故进行有效预警，以减少电梯运输事故的发生。

Description

智能电梯运行监测系统

技术领域

本实用新型涉及电梯监测技术领域，特别涉及一种智能电梯运行监测系统。

背景技术

随着城市现代建设的速度加快，高层建筑也在不断地增加。与此同时，电梯作为高层建筑的不可缺少的一种便捷运输工具，它的投入使用是必然的。

近些年来，我国的电梯运输事故呈现出了高发频率的态势，导致电梯运输事故发生的因素有很多，例如：

1.维保因素：维保单位不正规，无资质，维保工作不按时，保修检修不彻底，敷衍了事；

2.质检管理因素：质检部门缺少对电梯运输事故的预警、发生、救援、跟踪解决的管理机制。

如何实现对电梯的有效监测，以对电梯运输事故进行预警，减少电梯运输事故的发生，是目前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种智能电梯运行监测系统，能够对电梯进行有效监测，从而对电梯运输事故进行有效预警，以减少电梯运输事故的发生。

本实用新型实施例提供了一种智能电梯运行监测系统，包括：

控制模块；

传感装置，设置在电梯轿厢内，所述传感装置包括电流传感器模块、电压传感器模块和压力传感器模块，所述电流传感器模块、所述电压传感器模块和所述压力传感器模块分别与所述控制模块连接；

摄像头模块，所述摄像头模块设置在电梯轿厢内，所述摄像头模块与所述控制模块连接；

通信模块，所述通信模块的输入端与所述控制模块连接；

云端服务器，所述云端服务器与所述通信模块的输出端通信连接；

所述电流传感器模块用于获取电梯控制回路的电流信号，并将所述电流信号发送至所述控制模块；所述电压传感器模块用于获取电梯控制回路的电压信号，并将所述电压信号发送至所述控制模块；所述压力传感器模块用于获取电梯承重的压力信号，并将所述压力信号发送至所述控制模块；所述摄像头模块用于获取电梯轿厢内的图像信号，并将所述图像信号发送至所述控制模块；所述控制模块用于接收所述电流信号、所述电压信号、所述压力信号和所述图像信号并响应输出处理数据至所述通信模块；所述通信模块用于接收所述处理数据并将所述处理数据发送至所述云端服务器，所述云端服务器用于监测所述处理数据。

根据本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：本实用新型实施例提供了一种智能电梯运行监测系统，设置有控制模块、传感装置、摄像头模块、通信模块和云端服务器，传感装置中的电流传感器模块获取电梯控制回路的电流信号，并将电流信号发送至控制模块；电压传感器模块获取电梯控制回路的电压信号，并将电压信号发送至控制模块；压力传感器模块获取电梯承重的压力信号，并将压力信号发送至控制模块；摄像头模块获取电梯轿厢内的图像信号，并将图像信号发送至控制模块；控制模块接收电流信号、电压信号、压力信号和图像信号并对这些信号进行处理，再将处理数据发送至通信模块；通信模块接收处理数据并将处理数据发送至云端服务器，云端服务器监测处理数据，运维管理人员根据云端服务器监测的结果可以实时观察电梯的运行情况。与现有技术相比，本实用新型实施例能够对电梯进行有效监测，从而对电梯运输事故进行有效预警，以减少电梯运输事故的发生。

根据本实用新型的一些实施例，所述智能电梯运行监测系统还包括报警模块，所述报警模块与所述云端服务器连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述报警模块设有警报器。

根据本实用新型的一些实施例，所述智能电梯运行监测系统还包括数据存储模块，所述数据存储模块与所述控制模块连接，所述控制模块用于发送所述处理数据至所述数据存储模块，所述数据存储模块用于存储所述处理数据。

根据本实用新型的一些实施例，所述智能电梯运行监测系统还包括LCD显示屏，所述LCD显示屏与所述控制模块连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述智能电梯运行监测系统还包括显示模块，所述显示模块与所述云端服务器连接。

根据本实用新型的一些实施例，所述通信模块包括GPRS通信模块或者WiFi通信模块或者2G/3G/4G通信模块中的任意一种。

根据本实用新型的一些实施例，所述控制模块包括单片机控制芯片，所述单片机控制芯片为STM32单片机。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型一个实施例所提供的智能电梯运行监测系统的电路结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例所提供的摄像头模块电路示意图；

图3为本实用新型一个实施例所提供的HX711称重传感器电路示意图；

图4为本实用新型一个实施例所提供的TFT-LCD显示屏电路示意图；

图5为图4中所示的TFT-LCD显示屏的电路接口示意图；

图6为本实用新型另一个实施例所提供的智能电梯运行监测系统的整体电路结构示意图。

附图标记：

控制模块100；传感装置200、电流传感器模块210、电压传感器模块220、压力传感器模块230；摄像头模块300；通信模块400；云端服务器500；报警模块600；数据存储模块700；显示模块800。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二、第三、第四、第五等词只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1，本实用新型实施例提供了一种智能电梯运行监测系统，包括：控制模块100；传感装置200，设置在电梯轿厢内，传感装置200包括电流传感器模块210、电压传感器模块220和压力传感器模块230，电流传感器模块210、电压传感器模块220和压力传感器模块230分别与控制模块100连接；摄像头模块300，摄像头模块300设置在电梯轿厢内，摄像头模块300与控制模块100连接；通信模块400，通信模块400的输入端与控制模块100连接；云端服务器500，云端服务器500与通信模块400的输出端通信连接；电流传感器模块210用于获取电梯控制回路的电流信号，并将电流信号发送至控制模块100；电压传感器模块220用于获取电梯控制回路的电压信号，并将电压信号发送至控制模块100；压力传感器模块230用于获取电梯承重的压力信号，并将压力信号发送至控制模块100；摄像头模块300用于获取电梯轿厢内的图像信号，并将图像信号发送至控制模块100；控制模块100用于接收电流信号、电压信号、压力信号和图像信号并响应输出处理数据至通信模块400；通信模块400用于接收处理数据并将处理数据发送至云端服务器500，云端服务器500用于监测处理数据。

在本实用新型实施例中，设置有控制模块100、传感装置200、摄像头模块300、通信模块400和云端服务器500，传感装置200中的电流传感器模块210通过获取电梯控制回路的电流信号，并将电流信号发送至控制模块100；电压传感器模块220获取电梯控制回路的电压信号，并将电压信号发送至控制模块100；压力传感器模块230获取电梯承重的压力信号，并将压力信号发送至控制模块100；摄像头模块300获取电梯轿厢内的图像信号，并将图像信号发送至控制模块100；控制模块100接收电流信号、电压信号、压力信号和图像信号并对这些信号进行处理，再将处理数据发送至通信模块400；通信模块400接收处理数据并将处理数据发送至云端服务器500，云端服务器500监测处理数据，运维管理人员根据云端服务器500监测的结果可以实时观察电梯的运行情况。

具体地，电流传感器模块210包括ACS712ELC-05A霍尔电流传感器，通过ACS712ELC-05A霍尔电流传感器来采集电梯运行时控制回路的电流信号。ACS712是一种线性电流传感器，其内置有精确的低偏置的线性霍尔传感器电路，能够输出与检测的交流或者直流成比例的电压，即在量程范围内，它的输入与输出成正比。同时，它具有高灵敏度。在其他实施例中，可以采用5A量程的霍尔电流传感器，灵敏度系数为185mV/A。在其他实施例中，可以将电流传感器模块210安装在电梯控制系统的控制回路或安全回路上，控制回路或安全回路的信号线穿过电流传感器模块210，电流传感器模块210能够满足对交直流电流的检测。

在电梯控制回路的电压信号采集中，通过使用控制模块100上的板载资源ADC采集功能来实现。例如在一些实施例中，控制模块100可以为单片机控制芯片，该芯片含有3个ADC，其ADC最大的转换速率为1Mhz，即转换时间为1us。通过采用板载ADC功能来测量电压，相对于一些精度为10位的霍尔电压传感器，单片机控制芯片上的ADC采集到的电压更为准确，精度可以达到了12位；且能够节约成本，增加便利。

本实施例的压力传感器模块230设有：精度为24位的HX711称重传感器。该芯片集成了其他同类芯片所需的外围电路，包括稳压电源、片上时钟振荡器等，集成度高，抗干扰强。HX711称重传感器的所有的控制信号都是由管脚驱动。

HX711称重传感器的工作原理：HX711称重传感器是一个双孔悬臂平行梁应变传感器。在这个传感器的敏型弹性元件上粘贴有受力易形变的应变片。当对该传感器从上面施加一个力时，应变片就会发生相应的变化，而这个变化最后会转化成电阻变化。将应变片连接到电桥上。它所受的力会改变电阻阻值造成电路中的电压变化，只要通过测量输出电压的值，再进行相应转换，便可以得到被测物体的重量，从而可以获取电梯承重的压力信号，进一步可计算出电梯的当前承重，根据当前承重，可获知电梯是否超载，从而实现对电梯运输事故的有效预警。具体参照图3，电桥的四个臂上接应变片，其都参与机械变形，同处一个温度场，温度影响相互抵消，电压输出灵敏度高。

参照图2，本实施例的摄像头模块300为ATK-OV7725摄像头模块。该摄像头模块300的性价比较高，能够拍摄30万像素的高清图片。该摄像头模块300搭载了一颗1/4英寸的CMOS VGA(640*480)的图像传感器：OV7725。与此同时，该摄像头模块300以OV7725传感器作为核心部件，集成有源晶振和FIFO(AL422B)(一种先进先出的数据缓存器)，以至于控制模块100可以控制该摄像头模块300以及读取信号。ATK-OV7725摄像头模块主要通过2*9排针来同外部进行连接，便于与外部通信；它还主要是利用自身的有源晶振来产生12M的时钟来作为OV7725传感器的XCLK输入。摄像头模块300内部载有一个能够存储2帧QVGA的图像数据的FIFO芯片。

本实施例的云端服务器500为OneNET云平台，该云端服务器500能够兼容多种主流协议接入，实现各种传感设备与智能硬件的快速接入，提供较为丰富的API以及应用模板资源支持应用与开发，还能够有效降低物联网应用的开发成本。通过采用OneNET基于TCP通信协议自主定制的EDP(Enhanced Device Protocol增强设备协议)协议，来进行数据加密通信、多种终端数据点上传，以及实现数据端对端转发以及平台消息下发。OneNET云平台适用于设备与平台需要保持长时间的点对点连接的使用场景，主要功能包括数据上传、数据下发、数据转发、离线数据等。

根据本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：本实施例的智能电梯运行监测系统能够对电梯运行的数据进行实时采集，以实现对电梯的管理、运维、监控和故障预警等，与现有技术相比，本实用新型实施例通过对电梯进行有效监测，从而对电梯运输事故进行有效预警，以减少电梯运输事故的发生。

参照图1，根据本实用新型的一些实施例，智能电梯运行监测系统还包括报警模块600，报警模块600与云端服务器500连接。

在本实施例中，当电梯运行发生异常情况时，例如电流或电压过大、电梯超载、电梯断电、电梯轿厢内人员异常等，云端服务器500接收到处理数据后进行监测，并生成报警信息发送给报警模块600，报警模块600接收该报警信息并及时作出响应，以提醒运维管理人员电梯存在异常，便于运维管理人员及时采取措施。

根据本实用新型的一些实施例，报警模块600设有警报器。

在本实施例中，通过设置警报器，当电梯运行发生异常情况时，报警模块600将报警信号传输到警报器，控制警报器响起，从而提醒运维管理人员，尤其对于夜间远程监控能够起到很好警示作用。

参照图1，根据本实用新型的一些实施例，智能电梯运行监测系统还包括数据存储模块700，数据存储模块700与控制模块100连接，控制模块100用于发送处理数据至数据存储模块700，数据存储模块700用于存储处理数据。

在本实施例中，通过设置数据存储模块700，控制模块100发送处理数据至数据存储模块700，数据存储模块700能够对处理数据进行存储，例如电梯控制回路的电流、控制回路的电压、压力(承重)、图像等数据进行存储，以防电梯突然断电时，云端服务器500可以通过获取数据存储模块700内存储的信息来获取电梯的运行情况，有效提高电梯的安全性、可靠性。

根据本实用新型的一些实施例，智能电梯运行监测系统还包括LCD显示屏，LCD显示屏与控制模块100连接。

参照图4、图5，在本实施例中，LCD显示屏为2.8寸的TFT-LCD显示屏。TFT-LCD显示屏具有320*240的分辨率、16真彩显示，支持65K色显示、接口为16位的80并口，自带触摸屏等特点。LCD显示屏主要采用2*17的排针与外部相连接，为了便于较大的数据传输，该LCD显示屏采用了16位并行方式与外部连接。LCD显示屏可以用于显示电梯当前承重数据，或者用于投放广告、公益宣传片等。

参照图1，根据本实用新型的一些实施例，智能电梯运行监测系统还包括显示模块800，显示模块800与云端服务器500连接。

在本实施例中，控制模块100接收电流信号、电压信号、压力信号和图像信号并对这些信号进行处理，再将处理数据发送云端服务器500，云端服务器500接收这些处理数据。显示模块800设有显示器，显示器主要用于显示云端服务器500传输过来的数据，例如电梯轿厢内的压力(承重)、电梯轿厢内人数、电梯控制回路的电压、电梯控制回路的电流、压力(承重)报警、电压报警、电流报警、人数报警等数据，还可以实时显示摄像头模块300获取的图像信息。具体地，智能电梯运行监测系统通过判断电梯的压力(承重)是否超出第一阈值，电梯轿厢内人数是否超出第二阈值、控制回路的电压是否超出第三阈值、以及控制回路的电流是否超出第四阈值。在超出的情况下，显示模块800相应显示压力(承重)报警数据、人数报警数据、电压报警数据、电流报警数据等。通过设置显示模块800，便于运维管理人员在线观察、监控电梯的运行情况，实现智能监测。

根据本实用新型的一些实施例，通信模块400包括GPRS通信模块或者WiFi通信模块或者2G/3G/4G通信模块中的任意一种。

在本实施例中，为了将传感装置200中获取的电梯控制回路的电流、控制回路的电压、承重的压力以及摄像头模块300获取的图像等数据上传到云端服务器500，则需要设置通信模块400与云端服务器500通信连接，实现数据的在线传输。为了能够达到一定的通信距离稳定传输等要求，本实施例优选采用了WiFi通信模块，且WiFi通信模块为ESP8266模块。ESP8266模块为性价比较高的WiFi SOC模组。该模块支持IEEE802.11b/g/n协议，内置完整的TCP/IP协议栈。通过WiFi通信模块与云端服务器500实现通信连接，能够将传感装置200获取的数据以及摄像头模块300获取的图像数据等在线传输至云端服务器500，实现对电梯运行的在线监测，以防电梯发生运输事故，及时预警。

根据本实用新型的一些实施例，控制模块100包括单片机控制芯片，单片机控制芯片为STM32单片机。

在本实施例中，单片机控制芯片为STM32单片机，其排针接口资源较为丰富，且STM32单片机具有一组5V电源供应接入口和一组3.3V电源供应接入口；还具有一个标准的2.8寸的LCD接口，便于接入2.8寸的TFT-LCD显示屏；具有一个摄像头模块接口，便于接入摄像头模块300；还有一个USB串口，连接CH340G芯片，便于程序一键下载和后续调试；且除了晶振所占用的IO口外，其他的所有IO口全部引出。

例如在其他实施例中，采用STM32F103ZET6芯片，其具有64KB SRAM、512KB FLASH、2个基本定时器、4个通用定时器、2个高级定时器、2个DMA控制器(共12个通道)、3个SPI、2个IIC、5个串口、1个USB、1个CAN、3个12位ADC、1个12位DAC、1个SDIO接口、1个FSMC接口以及112个通用IO口等特点。

STM32F103ZET6芯片的后备区VBAT引脚电源采用CR1220按钮电池和VCC3.3混合供电。当有外部电源(Vcc3.3)时，CR1220不向VBAT供电。当没有外部电源时，CR1220向其供电。这样，VBAT始终通电，防止备份寄存器的内容丢失；它还设有两个隔离电阻，连接单片机控制芯片部分和外部的直流电源，若3.3V的电源内部短路，可以直接断开这两个隔离电阻，来确定电源是隔离单片机控制芯片部分的短路，还是外部的短路，有助于实现生产和后期维修。STM32F103ZET6芯片上的两个模拟参考部分(ADC/DAC)的两个模拟参考输出电压(Vref+和一个Vref-)固定不动地分别连接起来到3.3V和GND，不可单独进行任何电压设置。通过单片机控制芯片起主控作用，有效控制各模块的运作。为了实现电梯的有效预警，本实施例的智能电梯运行监测系统能够昼夜不断地对电梯的各种运行数据进行采集与监测。运维管理人员也定期对电梯进行巡检维护，以确保电梯运作的安全性。例如通过对电梯控制回路的电流、控制回路的电压、承重的压力和电梯轿厢内人数进行监测，能够让电梯在安全可控的范围内运行，以达到预防电梯事故的发生以及提高安全性的目的。

下面参考图6以一个具体的实施例详细描述根据本实用新型实施例的智能电梯运行监测系统。值得理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对实用新型的具体限制。

本实施例的一种智能电梯运行监测系统，采用STM32单片机中的最小系统引出的106个IO口、摄像头模块电路、ESP8266模块电路(WIFI通信模块电路)、电压传感器模块电路、电梯内部LED灯电路、TFT-LCD显示屏电路、HX711称重传感器电路以及ACS712ELC-05A霍尔电流传感器电路。

摄像头模块电路中的OV_SDA接PG13、OV_SCL接PD3、FIFO_RCLK接PB4、FIFO_WEN接PB3、FIFO_WRST接PD6、FIFO_RRST接PG14、FIFO_OE接PG15、OV_VSYNC接PA8、OV_D[7:0]接PC[7:0]。

HX711称重传感器电路的1、2、3、4号引脚分别接电源、时钟线、数据线、地线。即1号脚接+5v源，2号脚接PE1号IO口，3号引脚接PE2号IO口。串口通讯线由管脚SCK和DO组成，它们主要用来输出数据和选择输入通道和增益。

ACS712ELC-05A霍尔电流传感器电路中，1号引脚接在STM32单片机上的+5v电源，2号引脚接在STM32单片机的引出IO口PA1,3号引脚接地。4号和5号位置是电流的输入端，可接直流电流或者交流电流。具体地，PA1是STM32单片机上的ADC输入引脚，能够用来检测霍尔电流传感器输出的电压。

电压传感器模块电路，通过使用PA0通道来对电梯电压进行采集。

ESP8266模块电路中的1号引脚接地，5号与7号引脚接在STM32单片机上的3.3V电源上，而4号引脚以及8号引脚分别接在PA2和PA3的STM32单片机IO口上。其中，PA2和PA3是单片机上的串口2上的通信引脚。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体地”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种智能电梯运行监测系统，其特征在于，包括：

控制模块；

传感装置，设置在电梯轿厢内，所述传感装置包括电流传感器模块、电压传感器模块和压力传感器模块，所述电流传感器模块、所述电压传感器模块和所述压力传感器模块分别与所述控制模块连接；

摄像头模块，所述摄像头模块设置在电梯轿厢内，所述摄像头模块与所述控制模块连接；

通信模块，所述通信模块的输入端与所述控制模块连接；

云端服务器，所述云端服务器与所述通信模块的输出端通信连接；

所述电流传感器模块用于获取电梯控制回路的电流信号，并将所述电流信号发送至所述控制模块；所述电压传感器模块用于获取电梯控制回路的电压信号，并将所述电压信号发送至所述控制模块；所述压力传感器模块用于获取电梯承重的压力信号，并将所述压力信号发送至所述控制模块；所述摄像头模块用于获取电梯轿厢内的图像信号，并将所述图像信号发送至所述控制模块；所述控制模块用于接收所述电流信号、所述电压信号、所述压力信号和所述图像信号并响应输出处理数据至所述通信模块；所述通信模块用于接收所述处理数据并将所述处理数据发送至所述云端服务器，所述云端服务器用于监测所述处理数据。

2.根据权利要求1所述的智能电梯运行监测系统，其特征在于：所述智能电梯运行监测系统还包括报警模块，所述报警模块与所述云端服务器连接。

3.根据权利要求2所述的智能电梯运行监测系统，其特征在于：所述报警模块设有警报器。

4.根据权利要求1所述的智能电梯运行监测系统，其特征在于：所述智能电梯运行监测系统还包括数据存储模块，所述数据存储模块与所述控制模块连接，所述控制模块用于发送所述处理数据至所述数据存储模块，所述数据存储模块用于存储所述处理数据。

5.根据权利要求1所述的智能电梯运行监测系统，其特征在于：所述智能电梯运行监测系统还包括LCD显示屏，所述LCD显示屏与所述控制模块连接。

6.根据权利要求1所述的智能电梯运行监测系统，其特征在于：所述智能电梯运行监测系统还包括显示模块，所述显示模块与所述云端服务器连接。

7.根据权利要求1至6任一项所述的智能电梯运行监测系统，其特征在于：所述通信模块包括GPRS通信模块或者WiFi通信模块或者2G/3G/4G通信模块中的任意一种。

8.根据权利要求1至6任一项所述的智能电梯运行监测系统，其特征在于：所述控制模块包括单片机控制芯片，所述单片机控制芯片为STM32单片机。

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