CN216037989U - 一种基于空间占用率判定的智能电梯控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于空间占用率判定的智能电梯控制系统，涉及电梯控制技术领域，包含CPU单元、电梯内部体积检测单元、电梯内部键盘操作单元、电梯内部状态显示单元、电梯外部按键操作单元、电源模块和步进电机。其采用STM32F103单片机作为主控芯片，通过光敏传感器测试空间占有率，根据占有率阈值判定外部请求开门操作，解决了电梯无效开门的问题，相较于传统的电梯控制系统，更加节能环保，更加智能，更加便于系统化、集中化管理。
Description
技术领域
本实用新型涉及电梯控制技术领域，尤其涉及一种基于空间占用率判定的智能电梯控制系统。
背景技术
电梯在当代家居生活中承担着人流和物流运送的任务。自20世纪80年代以来，随着经济建设的快速发展，中国对电梯的需求量呈快速上升趋势，目前，中国已成为世界上最大的电梯市场，电梯运行能效指标变得及其重要。
在实际的电梯系统运行中，经常遇到电梯内部装有的货物已经占满电梯空间，但在外部请求控制下，若质量未达到阈值，电梯还会开门的情况，该现象使电梯的能效指标下降，不利于节能。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供一种基于空间占用率判定的智能电梯控制系统，其采用STM32F103单片机作为主控芯片，通过光敏传感器测试空间占有率，根据占有率阈值判定外部请求开门操作，解决了电梯无效开门的问题，相较于传统的电梯控制系统，更加节能环保，更加智能，更加便于系统化、集中化管理。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种基于空间占用率判定的智能电梯控制系统，包含CPU单元、电梯内部体积检测单元、电梯内部键盘操作单元、电梯内部状态显示单元、电梯外部按键操作单元、电源模块和步进电机，
所述电梯内部体积检测单元、电梯内部键盘操作单元、电梯内部状态显示单元、电梯外部按键操作单元、电源模块和步进电机分别与CPU单元串口连接；
其中，电梯内部体积检测单元，用于检测电梯内部空间体积是否达饱和；
电梯内部按键操作单元，用于给处于电梯内部的用户提供一个可操作的界面；
电梯外部按键操作单元，用于给电梯外的用户提供操作接口，等待乘坐电梯的乘客通过按下呼叫按键对电梯进行呼叫，电梯外部按键操作单元与电梯内部显示单元并联"实现内部显示与外部按键操作的实时同步；
电梯状态显示单元，用于给乘客提供电梯的运行状态信息，以便用户进行状态观测，及时发现故障信息；
步进电机，用于负责电梯的升降；
CPU单元，用于信息的处理和获取，控制步进电机运行，实现电梯的升降和呼叫楼层的停泊；
电源模块，用于提供电梯控制系统所需电能。
作为本实用新型一种基于空间占用率判定的智能电梯控制系统的进一步优选方案，所述电梯内部体积检测单元由光敏传感器模块电路和体积占有率测量电路组成，光敏传感器根据光敏电阻不同光照呈现不同的阻值的变阻特性，当电梯内部空间被物体占满时，其光照会被遮挡，从而使光敏电阻呈现高阻性，电路输出低电平，反之，电路输出高电平。
作为本实用新型一种基于空间占用率判定的智能电梯控制系统的进一步优选方案，所述光敏传感器模块电路包含电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻RV1、运算放大器LM393、发光二极管D1、发光二极管D2、光敏电阻RL、Do端、Ao端，电容C1的一端连接电阻R1的一端并接地，电阻R1的另一端连接发光二极管D1的负极，电容C1的另一端分别连接发光二极管D1的正极、电阻RV1的一端、电阻R2的一端、运算放大器LM393的引脚8、电阻R3的一端、发光二极管D2的正极，电阻RV1的另一端分别连接光敏电阻RL的一端、运算放大器LM393的引脚4、电容C2的一端，光敏电阻RL的另一端分别连接电阻R2的另一端、运算放大器LM393的引脚3、电容C2的另一端和Ao端，运算放大器LM393的引脚2连接电阻RV1，LM393的输出端分别连接电阻R3的另一端、电阻R4的一端和Do端，电阻R4的另一端连接发光二极管D2的负极。
作为本实用新型一种基于空间占用率判定的智能电梯控制系统的进一步优选方案，所述CPU单元的芯片型号为STM32F103。
作为本实用新型一种基于空间占用率判定的智能电梯控制系统的进一步优选方案，所述电梯状态显示单元采用七段共阳数码管。
作为本实用新型一种基于空间占用率判定的智能电梯控制系统的进一步优选方案，还包含蜂鸣器，所述蜂鸣器与CPU单元连接，用于发出报警声音。
作为本实用新型一种基于空间占用率判定的智能电梯控制系统的进一步优选方案，所述发光二极管D1、发光二极管D2采用三个不同颜色的发光二极管，用于标记电梯上行或下行状态，以及报警状态。
本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本实用新型一种基于空间占用率判定的智能电梯控制系统，采用STM32F103单片机作为主控芯片，通过光敏传感器测试空间占有率，根据占有率阈值判定外部请求开门操作，解决了电梯无效开门的问题；
2、本实用新型可实现对空间占有率的检测、电梯运行数据的实时采集及显示，并可依此进行电梯智能控制相较于传统的电梯控制系统，更加节能环保，更加智能，更加便于系统化、集中化管理。
附图说明
图1是本实用新型一种基于空间占用率判定的智能电梯控制系统的结构原理图。
图2是本实用新型光敏传感器模块电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：
下面将结合本实用新型实施例中的附图，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
一种基于空间占用率判定的智能电梯控制系统，如图1所示，包含CPU单元、电梯内部体积检测单元、电梯内部键盘操作单元、电梯内部状态显示单元、电梯外部按键操作单元、电源模块和步进电机，
所述电梯内部体积检测单元、电梯内部键盘操作单元、电梯内部状态显示单元、电梯外部按键操作单元、电源模块和步进电机分别与CPU单元串口连接；
其中，电梯内部体积检测单元，用于检测电梯内部空间体积是否达饱和；
电梯内部按键操作单元，用于给处于电梯内部的用户提供一个可操作的界面；
电梯外部按键操作单元，用于给电梯外的用户提供操作接口，等待乘坐电梯的乘客通过按下呼叫按键对电梯进行呼叫，电梯外部按键操作单元与电梯内部显示单元并联"实现内部显示与外部按键操作的实时同步；
电梯状态显示单元，用于给乘客提供电梯的运行状态信息，以便用户进行状态观测，及时发现故障信息；
步进电机，用于负责电梯的升降；
CPU单元，用于信息的处理和获取，控制步进电机运行，实现电梯的升降和呼叫楼层的停泊；
电源模块，用于提供电梯控制系统所需电能。
本实用新型采用STM32F103单片机作为主控芯片，通过光敏传感器测试空间占有率，根据占有率阈值判定外部请求开门操作，解决了电梯无效开门的问题；本实用新型可实现对空间占有率的检测、电梯运行数据的实时采集及显示，并可依此进行电梯智能控制相较于传统的电梯控制系统，更加节能环保，更加智能，更加便于系统化、集中化管理。
优选的，所述CPU单元的芯片型号为STM32F103，STM32F103 CPU单元进行信息的处理和获取，根据现有电梯调度算法，且本领域技术人员公知的技术常识，控制步进电机运行，实现电梯的升降和呼叫楼层的停泊，用户按下上行呼叫按键或下行呼叫按键呼叫电梯,CPU通过对电梯内部体积检测单元检测到的数据进行体积占用率计算，控制电梯是否在呼叫层停泊。
优选的，所述电梯内部体积检测单元由光敏传感器模块电路和体积占有率测量电路组成，如图2所示，所述光敏传感器模块电路包含电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻RV1、运算放大器LM393、发光二极管D1、发光二极管D2、光敏电阻RL、Do端、Ao端，电容C1的一端连接电阻R1的一端并接地，电阻R1的另一端连接发光二极管D1的负极，电容C1的另一端分别连接发光二极管D1的正极、电阻RV1的一端、电阻R2的一端、运算放大器LM393的引脚8、电阻R3的一端、发光二极管D2的正极，电阻RV1的另一端分别连接光敏电阻RL的一端、运算放大器LM393的引脚4、电容C2的一端，光敏电阻RL的另一端分别连接电阻R2的另一端、运算放大器LM393的引脚3、电容C2的另一端和Ao端，运算放大器LM393的引脚2连接电阻RV1，LM393的输出端分别连接电阻R3的另一端、电阻R4的一端和Do端，电阻R4的另一端连接发光二极管D2的负极。
光敏传感器根据光敏电阻不同光照呈现不同的阻值的变阻特性，当电梯内部空间被物体占满时，其光照会被遮挡，从而使光敏电阻呈现高阻性，电路输出低电平，反之，电路输出高电平。将电梯桥箱的底部铺设若干此光敏传感器，通过CPU对低电平进行统计，若计数达到阈值时，单片机输出高电平，判定电梯体积占用达到饱和；否则，输出低电平，判定电梯体积未达饱和。
优选的，电梯内部按键操作单元用于给处于电梯内部的用户提供一个可操作的界面。该单元主要由按钮开关组成，用于捕获用户的操作，用户通过按键选择目的楼层，并控制电梯的启动、停止和报警。
电梯外部按键操作单元用于给电梯外的用户提供操作接口，等待乘坐电梯的乘客通过按下呼叫按键(分为上行和下行两种)对电梯进行呼叫，电梯通过电梯调度算法响应用户的呼叫，电梯外部按键操作单元与电梯内部显示单元并联"实现内部显示与外部按键操作的实时同步。
电梯状态显示单元用于给乘客提供电梯的运行状态信息，以便用户进行状态观测，及时发现故障信息。七段共阳数码管用于接收单片机的输出信号，并根据信号来显示相应的数字。还包含蜂鸣器，所述蜂鸣器与CPU单元连接，用于发出报警声音。所述发光二极管D1、发光二极管D2采用三个不同颜色的发光二极管，用于标记电梯上行或下行状态，以及报警状态。
步进电机负责电梯的升降，是电梯的动力部分。步进电机是将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的电动机，由外部信号控制并驱动功率脉冲信号输出，每个脉冲信号使步进电机转动一定固定的角度，判定为旋转的总角度时，脉冲频率决定电机的旋转速度，改变电机绕组通电可以改变旋转方向的顺序。
以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。
Claims (7)
1.一种基于空间占用率判定的智能电梯控制系统，其特征在于：包含CPU单元、电梯内部体积检测单元、电梯内部键盘操作单元、电梯内部状态显示单元、电梯外部按键操作单元、电源模块和步进电机，
所述电梯内部体积检测单元、电梯内部键盘操作单元、电梯内部状态显示单元、电梯外部按键操作单元、电源模块和步进电机分别与CPU单元串口连接；
其中，电梯内部体积检测单元，用于检测电梯内部空间体积是否达饱和；
电梯内部按键操作单元，用于给处于电梯内部的用户提供一个可操作的界面；
电梯外部按键操作单元，用于给电梯外的用户提供操作接口，等待乘坐电梯的乘客通过按下呼叫按键对电梯进行呼叫，电梯外部按键操作单元与电梯内部显示单元并联"实现内部显示与外部按键操作的实时同步；
电梯状态显示单元，用于给乘客提供电梯的运行状态信息，以便用户进行状态观测，及时发现故障信息；
步进电机，用于负责电梯的升降；
CPU单元，用于信息的处理和获取，控制步进电机运行，实现电梯的升降和呼叫楼层的停泊；
电源模块，用于提供电梯控制系统所需电能。
2.根据权利要求1所述的一种基于空间占用率判定的智能电梯控制系统，其特征在于：所述电梯内部体积检测单元由光敏传感器模块电路和体积占有率测量电路组成，光敏传感器根据光敏电阻不同光照呈现不同的阻值的变阻特性，当电梯内部空间被物体占满时，其光照会被遮挡，从而使光敏电阻呈现高阻性，电路输出低电平，反之，电路输出高电平。
3.根据权利要求2所述的一种基于空间占用率判定的智能电梯控制系统，其特征在于：所述光敏传感器模块电路包含电容C1、电容C2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻RV1、运算放大器LM393、发光二极管D1、发光二极管D2、光敏电阻RL、Do端、Ao端，电容C1的一端连接电阻R1的一端并接地，电阻R1的另一端连接发光二极管D1的负极，电容C1的另一端分别连接发光二极管D1的正极、电阻RV1的一端、电阻R2的一端、运算放大器LM393的引脚8、电阻R3的一端、发光二极管D2的正极，电阻RV1的另一端分别连接光敏电阻RL的一端、运算放大器LM393的引脚4、电容C2的一端，光敏电阻RL的另一端分别连接电阻R2的另一端、运算放大器LM393的引脚3、电容C2的另一端和Ao端，运算放大器LM393的引脚2连接电阻RV1，LM393的输出端分别连接电阻R3的另一端、电阻R4的一端和Do端，电阻R4的另一端连接发光二极管D2的负极。
4.根据权利要求1所述的一种基于空间占用率判定的智能电梯控制系统，其特征在于：所述CPU单元的芯片型号为STM32F103。
5.根据权利要求1所述的一种基于空间占用率判定的智能电梯控制系统，其特征在于：所述电梯状态显示单元采用七段共阳数码管。
6.根据权利要求1所述的一种基于空间占用率判定的智能电梯控制系统，其特征在于：还包含蜂鸣器，所述蜂鸣器与CPU单元连接，用于发出报警声音。
7.根据权利要求3所述的一种基于空间占用率判定的智能电梯控制系统，其特征在于：所述发光二极管D1、发光二极管D2采用三个不同颜色的发光二极管，用于标记电梯上行或下行状态，以及报警状态。
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