CN213864886U - 一种基于测距的电梯状态监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于测距的电梯状态监测系统。该系统在轿厢顶端安装一个UWB测距模块，在梯井顶端安装一个带UWB和网络通信功能的模块，通过UWB测距得出轿厢顶端和梯井顶端之间的距离，然后通过标定或计算得出电梯楼层、速度、运行次数、违规停靠、速度异常等信息，并通过网络通信模块上报给云平台，实现对电梯的状态监测。由于本系统独立安装在电梯之外，可以支持任意型号的电梯，实现某一区域内所有电梯状态的监测和预警；同时由于系统与电梯控制系统电路上相互独立，并不发生通信交互，可有效避免对原有电梯控制系统的干扰，确保其安全独立运行。

Description

一种基于测距的电梯状态监测系统

技术领域

本实用新型属于电梯监测领域，具体涉及一种安装在电梯井道和轿厢内，用于实现电梯状态监测和显示的电路系统。

背景技术

随着电梯技术广泛应用于各类商业地产建筑和居民住宅，电梯安全已成为电梯行业中一个不可忽视的重要因素。目前，对电梯状态的巡视主要依靠人工定期巡检的方式，由维保人员上门检查电梯基本情况。考虑到电梯实时运行数据的安全保密需要，各个电梯生产厂商一般都不通过互联网或通信网络将此类数据上报到云端或服务器。仅在电梯出现紧急故障时，及时发出短信息通知维保人员。由于市面上对电梯状态实时监测的越来越需要，各个电梯厂商开始考虑将电梯的实时状态数据上传，通过这些数据提前发现电梯运行的异常情况并进行预警。

发明人发现，市场上的电梯型号繁多，各家开发的电梯或不具备实时数据上报功能，或上报的数据遵循各自的通信协议和标准，如果想对某一区域内的所有电梯的运行情况进行监测，必须对区域内所有电梯数据的通信协议进行匹配。因此，有必要开发一种独立于原电梯控制系统之外的电梯状态监测系统，将其安装在电梯井道和轿厢内，并采用相同的通信协议和标准，实现对区域内电梯状态的统一监测和显示。

发明人还发现，虽然市面上也出现了一些电梯监测系统或装置，大部分同时使用了多个传感器模块综合来监测电梯的信息，常见的有用加速度仪等惯性元件解算速度，用测距装置监测电梯门是否打开，用气压仪测量电梯运行高度，用PIR传感器判断是否有人移动等。多个传感器模块的使用加大了技术的复杂度，提高了监测装置了总体成本，从而限制了其应用。

公开于本实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的一般技术背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种基于测距的电梯状态监测系统。该系统在轿厢顶端安装一个UWB测距模块，在梯井顶端安装一个带UWB和网络通信功能的模块，通过UWB测距得出轿厢顶端和梯井顶端之间的距离，然后通过标定或计算得出电梯楼层、速度、运行次数、违规停靠、速度异常等信息，并通过网络通信模块上报给云平台，实现对电梯的状态监测。

该系统分为轿厢顶板、梯井顶板、轿厢显示板和云平台等部分。轿厢顶板包含1个UWB测距模块，并将其设置为标签。梯井顶板包含1个UWB测距模块和网络通信模块，其中UWB测距模块设置为基站，通过与轿厢顶板的UWB测距模块之间的通信和计算，实现实时监测电梯顶端离梯井顶端的距离，通过标定或计算得出电梯楼层、速度、运行次数、违规停靠、速度异常等信息；网络通信模块主要负责与云平台之间的数据通信和交互，将电梯实时状态数据通过规定的协议发送到云平台。轿厢显示板安装在轿厢内部，具备网络接口与云平台通信，可将电梯运行次数、当前楼层、速度等信息实时显示出来，同时提供广告展示功能。云平台是数据的汇总端，提供数据的存储和显示功能，同时提供异常状态的实时报警功能。

本实用新型实现电梯信息测量的关键是一对UWB测距模块，其特征是测距距离长、精度高、在井道内有较好的信号强度。因此，无须其他装置的配合，即可精确测量出电梯顶端离梯井顶端的距离，从而可通过标定或计算得出电梯楼层、速度、运行次数、违规停靠、速度异常等信息。

本实用新型的有益效果是：

(1)该电梯监测系统与电梯生产厂商无关，可以支持任意型号的电梯。该系统采用统一的通信协议和标准，实现了电梯状态监测功能的标准化，可在此基础上实现某一区域内所有电梯状态的监测和预警。

(2)该电梯监测系统与原有的电梯控制系统无关，电路上相互独立，并不发生通信交互。这种方式可有效避免对原有电梯控制系统的干扰，确保其安全独立运行。同时，这种方式也权责分明，有利于划分事故责任。

(3)与市面上其他电梯监测系统相比，该电梯监测系统只安装一对UWB测距装置，不安装加速仪、气压仪、PIR传感器等其他传感器模块，通过测量得到的距离以及相关算法得到电梯运行次数、当前楼层、速度、违规停靠、速度异常等信息，设备较少、技术简单但准确度高。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例的组成框图。

图2是本使用新型实施例的测距示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种基于测距的电梯状态监测系统。该系统在轿厢顶端安装一个UWB测距模块，在梯井顶端安装一个带UWB和网络通信功能的模块，通过UWB测距得出轿厢顶端和梯井顶端之间的距离，然后通过标定或计算得出电梯楼层、速度、运行次数、违规停靠、速度异常等信息，并通过网络通信模块上报给云平台，实现对电梯的状态监测。

具体的，该电梯状态监测系统主要分为：

轿厢顶板，包含UWB测距模块。

进一步的，将UWB测距模块设置为标签。

梯井顶板，包含主控芯片、UWB测距模块和网络通信模块。

进一步的，将UWB测距模块设置为基站。通过双向飞行时间法，计算脉冲在两个UWB模块之间的飞行时间，得到电梯顶端离梯井顶端的距离。

进一步的，主控芯片通过标定，可将电梯顶端离梯井顶端的距离换算成电梯所在的楼层。具体标定方法是，在电梯到达每一层并抱闸停稳后，测量电梯顶端离梯井顶端的距离，并记录为本层的距离值。

进一步的，通过对电梯顶端离梯井顶端的距离与标定的楼层的距离之间的判断，可发现电梯的违规停靠情况。当这个距离在“本层的距离值±10cm(即平层挡板宽度的一半)”范围之内时，认为电梯时正常停靠的；在这个范围之外，则认定是违规停靠。

进一步的，通过短时间内对距离的平均，可以得到电梯的运行速度。比如，可每隔50ms采集电梯顶端离梯井顶端的距离变化情况，将距离除以时间间隔(50ms)即可计算得到电梯运行速度。

进一步的，通过对电梯运行速度的判断，可以发现速度异常的情况。如电梯速度在正常范围值之外，或速度变化超越了正常加速度上限，则认定发生速度异常情况。

进一步的，通过对电梯顶端离梯井顶端的距离的增减变化情况，可以判断电梯是否完成了一次任务，同时可累积计算得到电梯的运行次数。正常情况下，电梯的任务都是朝着一个方向运动，如果电梯运行方向发生变化时，说明电梯已经进行了任务切换。因此，从电梯顶端离梯井顶端的距离的增减变化可判断电梯运行方向发生了变化，从而说明电梯已经进行了任务切换。

进一步的，通过网络通信模块将得到的电梯楼层、速度、运行次数、违规停靠、速度异常数据发送到云平台。

进一步的，网络通信模块的形式包含GPRS、2G、3G、4G、5G、WiFi、LPWAN、NB-IOT和Ethernet中的一个或多个。

轿厢显示板，安装在轿厢内部，包含控制芯片、液晶显示屏、网络通信模块。

进一步的，控制芯片负责对液晶显示屏、网络通信模块的配置和控制，以及数据、广告显示任务的控制。

进一步的，网络通信模块负责与云平台通信，获取电梯运行次数、当前楼层、速度等信息。

进一步的，在液晶显示屏上将获取电梯运行次数、当前楼层、速度等信息实时显示出来。

进一步的，网络通信模块可从云平台获取要展示的广告信息，并通过液晶显示屏显示出来。

云平台，包含Web服务器、数据库等，提供数据的存储和显示功能，可通过浏览器、手机APP浏览数据。

进一步的，云平台可通过短信息、电话等提供异常状态的实时报警功能，也可将报警信息推送到手机APP端。

进一步的，可对云平台的数据进行大数据分析和挖掘，挖掘和分析的结果可用于对电梯的状态进行判断和预警。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于测距的电梯状态监测系统，其特征在于，包括轿厢顶板、梯井顶板、轿厢显示板和云平台；

所述轿厢顶板包含UWB测距模块，用于UWB测距；

所述梯井顶板包含UWB测距模块和网络通信模块，通过所述UWB测距模块与所述轿厢顶板测距模块相互连接，所述UWB测距模块通过网络通信模块与云平台连接；

所述云平台分别与轿厢显示板、终端用户和手机连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于测距的电梯状态监测系统，其特征在于，包含所述UWB测距模块，同时所述UWB测距模块在测距时被设置为标签。

3.根据权利要求1所述的一种基于测距的电梯状态监测系统，其特征在于所述UWB测距模块在测距时被设置为基站。

4.根据权利要求1所述的一种基于测距的电梯状态监测系统，其特征在于，通过网络通信模块获得包括电梯楼层、速度、运行次数、违规停靠、速度在内的异常信息发送给云平台。

5.根据权利要求1所述的一种基于测距的电梯状态监测系统，其特征在于，所述网络通信模块的形式包含GPRS、2G、3G、4G、5G、WiFi、LPWAN、NB-IOT和Ethernet中的一个或多个。

6.根据权利要求1所述的一种基于测距的电梯状态监测系统，其特征在于，包含Web服务器、数据库在内，可对上报的所述数据进行存储和显示，可通过浏览器、手机APP浏览数据。

7.根据权利要求1所述的一种基于测距的电梯状态监测系统，其特征在于，可通过短信息、电话在内提供异常状态的实时报警功能，并可将报警信息推送到手机APP端。

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