JP2006008414A - Elevator signal transmitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、信号を含む光あるいは電波を送信、受信して画像、音声あるいは文字等のマルチメディア情報を伝達する情報通信装置に係わり、特に、エレベータシャフト内においてミリ波帯の電波を情報通信手段に用いたエレベータ信号伝送装置に関するものである。 The present invention relates to an information communication apparatus for transmitting and receiving light or radio waves including a signal to transmit multimedia information such as images, sounds, or characters, and more particularly to information communication means for transmitting radio waves in the millimeter wave band in an elevator shaft. The present invention relates to an elevator signal transmission device used in the above.
エレベータのカゴと機械室との信号伝送方式は、エレベータの乗りカゴの下部に取り付けられたケーブル(以下テールケーブルと呼ぶ)によって機械室と有線接続され映像信号、音声信号あるいは制御データ等のデータ信号を伝送している。テールケーブルは電力線も含まれており、200mの高層エレベータともなるとテールケーブルの自重はエレベータの定員の3〜5人の重量に匹敵し、加えて屈曲性の耐久度が要求される高価なケーブルになる。その上、乗員及びエレベータの乗りカゴを加えるとかなりの重量となる。従って、この高層エレベータをより高速化するには如何にしてエレベータの乗りカゴに付随する重量を低減するかが開発課題となっている。 The signal transmission system between the elevator car and the machine room is connected to the machine room by a cable (hereinafter referred to as a tail cable) attached to the lower part of the elevator car and is a data signal such as a video signal, an audio signal, or control data. Is transmitting. The tail cable includes a power line. When it becomes a 200m high-rise elevator, the weight of the tail cable is comparable to the weight of 3 to 5 people of the elevator, and in addition, it is an expensive cable that requires durability of flexibility. Become. In addition, the weight of the rider and the elevator car is significant. Accordingly, in order to increase the speed of the high-rise elevator, how to reduce the weight associated with the elevator car is a development issue.
エレベータのカゴの軽量化手法として構造的重量軽減が一般的であり、細径のテールケーブルにするため無線化が試行されている。図7に示すように、平衡ケーブルとループアンテナによる密結合無線方式によりエレベータ乗りカゴと機械室を無線接続し、映像信号及び音声信号などを送信してテールケーブルの重量軽減を図っている(例えば特許文献1)。 Structural weight reduction is generally used as a method for reducing the weight of an elevator car, and attempts have been made to make it wireless in order to make a tail cable with a small diameter. As shown in FIG. 7, the elevator car and the machine room are wirelessly connected by a tightly coupled wireless system using a balanced cable and a loop antenna, and video signals and audio signals are transmitted to reduce the weight of the tail cable (for example, Patent Document 1).
従来のエレベータ信号伝送装置は、以上のように、信号の伝送距離が近距離で常に一定である密結合無線方式であり、信号の伝送距離が変動しても送受信が可能な粗結合無線方式の実現はできない。また、将来のマルチメディア化に対応するために、多量のデータを高速に伝送する配慮も特に考えられていなかった。 As described above, the conventional elevator signal transmission apparatus is a tightly coupled wireless system in which the signal transmission distance is always constant at a short distance, and is a coarsely coupled wireless system capable of transmitting and receiving even if the signal transmission distance varies. It cannot be realized. In addition, in order to cope with future multimedia, there was no particular consideration for transmitting a large amount of data at high speed.
この発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、信号の伝送距離が変動しても送受信が可能な粗結合無線方式によるエレベータ信号伝送装置を得ることを目的とする。また、将来のマルチメディア化に対応するため多量のデータを高速に伝送することが可能なエレベータ信号伝送装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain an elevator signal transmission apparatus based on a coarse coupling wireless system that can transmit and receive even if the transmission distance of a signal varies. It is another object of the present invention to provide an elevator signal transmission device capable of transmitting a large amount of data at high speed in order to cope with future multimedia.
この発明に係るエレベータ信号伝送装置は、エレベータのカゴと機械室のそれぞれに設けられた信号伝送装置により無線で信号伝送するエレベータ信号伝送装置であって、送信周波数と受信周波数とがそれぞれ異なるミリ波搬送波を用いて少なくとも1つ以上の信号を双方向で信号伝送するものである。 An elevator signal transmission device according to the present invention is an elevator signal transmission device that wirelessly transmits signals using signal transmission devices provided in an elevator car and a machine room, respectively, and has millimeter waves with different transmission frequencies and reception frequencies. At least one or more signals are bidirectionally transmitted using a carrier wave.
また、信号伝送装置は、カゴの上部及び下部に設置すると共に、エレベータシャフトの最上部及び最下部のそれぞれに少なくとも1つ以上設置して、信号伝送系を二重化したものである。 In addition, the signal transmission device is installed in the upper and lower parts of the car, and at least one signal transmission system is installed in each of the uppermost part and the lowermost part of the elevator shaft, thereby duplicating the signal transmission system.
また、信号伝送装置は、デジタルデータ信号、映像信号及び音声信号を合成してマイクロ波に変換するマイクロ波送信部と、このマイクロ波送信部から受信したマイクロ波をミリ波に変換すると共に、受信したミリ波をマイクロ波に再度変換するミリ波送受信部と、このミリ波送受信部から受信したマイクロ波を再度デジタルデータ信号、映像信号及び音声信号にそれぞれ復調するマイクロ波受信部とからなるものである。 In addition, the signal transmission device combines a digital data signal, a video signal, and an audio signal into a microwave, and converts the microwave received from the microwave transmitter into a millimeter wave and receives the microwave. A millimeter wave transmitter / receiver that converts the converted millimeter wave into microwave again, and a microwave receiver that demodulates the microwave received from the millimeter wave transmitter / receiver again into a digital data signal, video signal, and audio signal, respectively. is there.
また、マイクロ波受信部は、ミリ波送受信部からのマイクロ波の周波数の変動に追従して受信するものである。 The microwave receiver follows the fluctuation in the frequency of the microwave from the millimeter wave transceiver.
また、デジタルデータ信号をVHFの周波数に変換して、映像信号及び音声信号と合成するものである。 Also, the digital data signal is converted into a VHF frequency and synthesized with a video signal and an audio signal.
また、映像信号及び音声信号はNTSC信号であり、VHFのTVチャンネルの周波数に変換してからデジタルデータ信号と合成するものである。 The video signal and the audio signal are NTSC signals, which are synthesized with the digital data signal after being converted to the frequency of the VHF TV channel.
また、VHFのTVチャンネルは、送信チャンネルと受信チャンネルとが同一である。 In addition, in the VHF TV channel, the transmission channel and the reception channel are the same.
また、VHFのTVチャンネルは、送信チャンネルと受信チャンネルとが1チャンネル以上異なるチャンネルを持つものである。 In addition, the VHF TV channel has a transmission channel and a reception channel different from each other by one or more channels.
また、マイクロ波受信部で受信したマイクロ波の受信電力を測定して、この受信電力からカゴの昇降距離を算出する演算部を備えたものである。 In addition, the apparatus includes a calculation unit that measures the received power of the microwave received by the microwave receiving unit and calculates the lift distance of the cage from the received power.
また、マイクロ波受信部で受信したマイクロ波の受信周波数のドップラー周波数を測定して、このドップラー周波数からカゴの昇降速度及びカゴの昇降距離を算出する演算部を備えたものである。 Further, the apparatus includes a calculation unit that measures the Doppler frequency of the reception frequency of the microwave received by the microwave reception unit and calculates the raising / lowering speed and the raising / lowering distance of the cage from the Doppler frequency.
また、ドップラー周波数のドリフトによる誤差成分を除去する低域通過フィルタを備えたものである。 In addition, a low-pass filter that removes an error component due to drift of the Doppler frequency is provided.
また、演算部は、ドップラー周波数のドリフトによる誤差成分を除去するものである。 The calculation unit removes an error component caused by Doppler frequency drift.
以上のように、エレベータのカゴと機械室のそれぞれに設けられた信号伝送装置により無線で信号伝送するエレベータ信号伝送装置であって、送信周波数と受信周波数とがそれぞれ異なるミリ波搬送波を用いて少なくとも1つ以上の信号を双方向で信号伝送するので、信号の伝送距離が変動しても送受信ができる効果が得られる。また、将来のマルチメディア化に対応して多量のデータを高速に伝送できる効果が得られる。 As described above, an elevator signal transmission device that wirelessly transmits signals using signal transmission devices provided in each of the elevator car and the machine room, using at least millimeter wave carriers having different transmission frequencies and reception frequencies. Since one or more signals are transmitted in both directions, the effect of transmitting and receiving can be obtained even if the transmission distance of the signal fluctuates. In addition, it is possible to transmit a large amount of data at a high speed corresponding to future multimedia.
また、信号伝送装置は、カゴの上部及び下部に設置すると共に、エレベータシャフトの最上部及び最下部のそれぞれに少なくとも1つ以上設置して、信号伝送系を二重化したので、信号の伝送距離が変動しても送受信ができる効果が得られる。また、将来のマルチメディア化に対応して多量のデータを高速に伝送できる効果が得られる。 In addition, the signal transmission device is installed in the upper and lower parts of the car, and at least one signal transmission system is installed in each of the uppermost part and the lowermost part of the elevator shaft, and the signal transmission system is duplicated. Even so, the effect of transmitting and receiving can be obtained. In addition, it is possible to transmit a large amount of data at a high speed corresponding to future multimedia.
また、信号伝送装置は、デジタルデータ信号、映像信号及び音声信号を合成してマイクロ波に変換するマイクロ波送信部と、このマイクロ波送信部から受信したマイクロ波をミリ波に変換すると共に、受信したミリ波をマイクロ波に再度変換するミリ波送受信部と、このミリ波送受信部から受信したマイクロ波を再度デジタルデータ信号、映像信号及び音声信号にそれぞれ復調するマイクロ波受信部とからなるので、信号の伝送距離が変動しても送受信ができる効果が得られる。また、将来のマルチメディア化に対応して多量のデータを高速に伝送できる効果が得られる。 In addition, the signal transmission device combines a digital data signal, a video signal, and an audio signal into a microwave, and converts the microwave received from the microwave transmitter into a millimeter wave and receives the microwave. Since the millimeter wave transmitter / receiver that converts the converted millimeter wave into microwave again and the microwave receiver that demodulates the microwave received from the millimeter wave transmitter / receiver again into a digital data signal, a video signal, and an audio signal, Even if the transmission distance of the signal fluctuates, the effect of being able to transmit and receive is obtained. In addition, it is possible to transmit a large amount of data at a high speed corresponding to future multimedia.
また、マイクロ波受信部は、ミリ波送受信部からのマイクロ波の周波数の変動に追従して受信するので、信号の伝送距離が変動しても送受信ができる効果が得られる。また、将来のマルチメディア化に対応して多量のデータを高速に伝送できる効果が得られる。 Further, since the microwave receiving unit receives and follows the change in the frequency of the microwave from the millimeter wave transmitting / receiving unit, the effect of being able to transmit / receive even if the transmission distance of the signal changes is obtained. In addition, it is possible to transmit a large amount of data at a high speed corresponding to future multimedia.
また、デジタルデータ信号をVHFの周波数に変換して、映像信号及び音声信号と合成するので、信号の伝送距離が変動しても送受信ができる効果が得られる。また、将来のマルチメディア化に対応して多量のデータを高速に伝送できる効果が得られる。 In addition, since the digital data signal is converted into the VHF frequency and synthesized with the video signal and the audio signal, an effect of transmitting and receiving can be obtained even if the transmission distance of the signal varies. In addition, it is possible to transmit a large amount of data at a high speed corresponding to future multimedia.
また、映像信号及び音声信号はNTSC信号であり、VHFのTVチャンネルの周波数に変換してからデジタルデータ信号と合成するので、信号の伝送距離が変動しても送受信ができる効果が得られる。また、将来のマルチメディア化に対応して多量のデータを高速に伝送できる効果が得られる。 Further, since the video signal and the audio signal are NTSC signals and are converted to the VHF TV channel frequency and then synthesized with the digital data signal, the transmission and reception effect can be obtained even if the transmission distance of the signal varies. In addition, it is possible to transmit a large amount of data at a high speed corresponding to future multimedia.
また、VHFのTVチャンネルは、送信チャンネルと受信チャンネルとが同一であるので、信号の伝送距離が変動しても送受信ができる効果が得られる。また、将来のマルチメディア化に対応して多量のデータを高速に伝送できる効果が得られる。 In addition, since the transmission channel and the reception channel of the VHF TV channel are the same, it is possible to transmit and receive even if the signal transmission distance varies. In addition, it is possible to transmit a large amount of data at a high speed corresponding to future multimedia.
また、VHFのTVチャンネルは、送信チャンネルと受信チャンネルとが1チャンネル以上異なるチャンネルを持つので、同一信号伝送装置内での混信を防止できる効果が得られる。 In addition, the VHF TV channel has a channel in which the transmission channel and the reception channel are different from each other by one or more channels, so that it is possible to prevent interference within the same signal transmission apparatus.
また、マイクロ波受信部で受信したマイクロ波の受信電力を測定して、この受信電力からカゴの昇降距離を算出する演算部を備えたので、カゴの昇降距離を正確に算出できる効果が得られる。 In addition, since an operation unit that measures the received power of the microwave received by the microwave receiving unit and calculates the raising / lowering distance of the cage from the received power is provided, the effect of accurately calculating the raising / lowering distance of the cage can be obtained. .
また、マイクロ波受信部で受信したマイクロ波の受信周波数のドップラー周波数を測定して、このドップラー周波数からカゴの昇降速度及びカゴの昇降距離を算出する演算部を備えたので、カゴの昇降速度及び昇降距離を正確に算出できる効果が得られる。 In addition, since the Doppler frequency of the reception frequency of the microwave received by the microwave receiving unit is measured and the calculation unit for calculating the raising / lowering speed and the raising / lowering distance of the basket from the Doppler frequency is provided, the raising / lowering speed of the basket and An effect of accurately calculating the lifting distance can be obtained.
また、ドップラー周波数のドリフトによる誤差成分を除去する低域通過フィルタを備えたので、カゴの昇降速度及び昇降距離を正確に算出できる効果が得られる。 Further, since the low-pass filter that removes the error component due to the drift of the Doppler frequency is provided, an effect of accurately calculating the raising / lowering speed and the raising / lowering distance of the cage can be obtained.
また、演算部は、ドップラー周波数のドリフトによる誤差成分を除去するので、カゴの昇降速度及び昇降距離を正確に算出できる効果が得られる。 Further, since the calculation unit removes an error component due to Doppler frequency drift, an effect of accurately calculating the raising / lowering speed and the raising / lowering distance of the cage can be obtained.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1によるエレベータ信号伝送装置を示す構成図である。図において、1は本発明による信号伝送装置である。11はデジタルデータ信号とアナログ信号(音声信号、映像信号など)を合成してミリ波送受信部に伝送するマイクロ波送信部、12はマイクロ波送信部11からのマイクロ波をミリ波に変換して送信、及び受信したミリ波をマイクロ波に変換してマイクロ波受信部に送信するミリ波送受信部、13はミリ波送受信部12からのマイクロ波をデジタルデータ信号とアナログ信号に分離しそれぞれ復調するマイクロ波受信部、14はデジタルデータ信号をVHF帯にまたはVHF帯の信号をデジタルデータ信号に周波数変換するための基準となる基準発振器であり、これらで信号伝送装置1を構成している。
1 is a block diagram showing an elevator signal transmission apparatus according to
また、111はデータエンコーダ、112は位相変調部、113はTVモジュレータ、114は信号合成器、115はマイクロ波発振器、116はアップコンバータであり、これらでマイクロ波送信部11を構成している。また、121はアップコンバータ、122はミリ波発振器、123はサーキュレータ、124はアンテナ、125はダウンコンバータであり、これらでミリ波送受信部12を構成している。また、131は信号分配部、132、135はダウンコンバータ、133は搬送波再生部、134はマイクロ波発振器、136はTVチューナ、137はデータデコーダであり、これらでマイクロ波受信部13を構成している。
Reference numeral 111 denotes a data encoder, 112 denotes a phase modulation unit, 113 denotes a TV modulator, 114 denotes a signal synthesizer, 115 denotes a microwave oscillator, and 116 denotes an up-converter. These components constitute the
また図2は、上記図1における信号伝送装置1を搭載したエレベータを示す構成図である。図において、1aは機械室側信号伝送装置、1bはカゴ側信号伝送装置であり、上記図1における信号伝送装置と同等のものである。2aは機械室側信号伝送装置1aを制御する機械室側制御盤であり、さらに上位の制御室と接続されている。2bはカゴ側信号伝送装置を制御するカゴ側制御盤、3はモータ、4は制御盤2a、モータ3などで構成された機械室、5はエレベータのカゴである。
FIG. 2 is a block diagram showing an elevator equipped with the
ここで、アンテナ124は、ホーンアンテナまたは平面アンテナなどの指向性アンテナであり、単一偏波特性を有するものを用いる。放射指向性はエレベータシャフト内でのマルチパスフェージングを防止するために狭角としている。但し、ミリ波送受信部12でマルチパスフェージングを防止する機能を有していれば、放射指向性は広角であっても良い。
Here, the
また、アップコンバータ121及びダウンコンバータ125は、送信及び受信のためのミリ波帯の周波数変換器であり、現状では送受信周波数のアイソレーションをとるためのバンドパスフィルタの特性と、図3に示すミリ波帯ミキサの特性を考慮して、中間周波数帯であるマイクロ波送信部2及びマイクロ波受信部3の動作周波数を2GHz帯に設定している。
Further, the up-
また、ミリ波発振器122は、低コスト化を達成するためGUNNダイオード等による直接発振を用いているが、現状では発振周波数の温度特性が良好ではなく周波数ドリフトを発生する。従って、発振器自体の温度特性を改善するためにサーミスタ等の温度検出素子を用いて発振器の周囲温度を検出し、GUNNダイオードへの供給電圧を温度により変化するようにして周波数ドリフトを抑制するようにしている。
Further, the
次に、上記図1及び図2に基づいて動作について説明する。まず、機械室側制御盤2aからのデジタルデータ信号は、TTLなどのインタフェースで機械室側信号伝送装置1aのマイクロ波送信部11のデータエンコーダ111に入力され、位相変調部112で基準発振器14の周波数を基準に位相変調される。このとき、マルチパスフェージング対策として確実に位相変調するために「0」と「1」を位相変化点で伝送するための差動符号化をデータエンコーダ111により行う。一方、映像信号及び音声信号はアナログ伝送とし、NTSC信号を基準としたビデオ信号によりTVモジュレータ113に入力される。TVモジュレータ113でTVチャンネルの1〜2chに相当する90MHz帯のVHF信号に変換し、上述の位相変調されたデータ信号と合成器114により電力合成する。2GHz帯のマイクロ波発振器115とアップコンバータ116で2GHz帯の中間周波数に周波数変換する。この中間周波数をミリ波送受信部12に伝送する。
Next, the operation will be described based on FIG. 1 and FIG. First, a digital data signal from the machine room side control panel 2a is input to the data encoder 111 of the
マイクロ波送信部11から伝送された中間周波数は、アップコンバータ121及びミリ波発振器122によりミリ波帯の周波数に変換され、サーキュレータ123を介して、アンテナ124から、対向するカゴ側信号伝送装置1bのアンテナ124へ送信する。機械室側信号伝送装置1aから送信されたミリ波帯の電波を、アンテナ124で受信すると、ダウンコンバータ125で再び2GHz帯の中間周波数に周波数変換され、マイクロ波受信部13に伝送する。
The intermediate frequency transmitted from the
ミリ波送受信部12より受信した2GHz帯の中間周波数を、マイクロ波受信部13の分配器131によって電力分配し、デジタルデータ信号復調とアナログ信号復調と分割して行う。ダウンコンバータ132、搬送波再生部133、及びマイクロ波発振器134で基準発振器14の周波数を基準に送信された中間周波数を再生する。上述したミリ波発振器122の周波数変動は受信部で得られた中間周波数に反映されるので、送信周波数の変動に自動追従するように周波数変動分が電圧として搬送波再生部133にフィードバックされる。
The intermediate frequency in the 2 GHz band received from the millimeter wave transmitting / receiving unit 12 is distributed by the distributor 131 of the
ダウンコンバータ135は、搬送波再生部133からの再生搬送波を用いて受信した2GHz帯の中間周波数からVHF帯のビデオ信号に周波数変換する。これは相手側のミリ波発振器122が周波数ドリフトを発生するため、周波数変換されたVHF信号も周波数シフトしてしまい、ビデオ信号が再生できなくなるためである。TVチューナ136は、VHF信号からビデオ信号として映像信号及び音声信号を取り出す。また、データデコーダ137は差動複合化を行いデジタルデータ信号を取り出す。
The down-
ここでTVチャンネルに相当するVHFの周波数は、同一装置内での混信を防止するために送信と受信が異なる1chと2chを割り当てている。さらに離れた組み合わせとしてもよく、またTVチューナの性能によっては同一のチャンネルを割り当てても良い。 Here, 1ch and 2ch, which are different in transmission and reception, are assigned to the VHF frequency corresponding to the TV channel in order to prevent interference within the same apparatus. Further combinations may be possible, and the same channel may be assigned depending on the performance of the TV tuner.
以上に説明した動作は、機械室側信号伝送装置1aからカゴ側信号伝送装置1bへの伝送であるが、これと同時に、カゴ側信号伝送装置1bから機械室側信号伝送装置1aへの信号伝送も行われる。
The operation described above is transmission from the machine room side signal transmission device 1a to the cage side
本装置は、上記図2に示したように2機1組で利用するが、図4に示すように、カゴ5の下部とエレベータシャフトの最下部にさらに1組の信号伝送装置1c、1dを設置して、信号伝送系を二重化しても良い。このとき、上部の信号伝送装置1a、1bと下部の信号伝送装置1c、1dは相互の混変調を防止するために異なる周波数のミリ波搬送波を用いる。
As shown in FIG. 2, this apparatus is used in one set of two machines. As shown in FIG. 4, another set of signal transmission devices 1c and 1d are further provided at the lower part of the
以上のように、この実施の形態1によれば、ミリ波搬送波を用いて信号を双方向で伝送するので、信号の伝送距離が変動しても送受信ができる効果が得られる。また、将来のマルチメディア化に対応して多量のデータを高速に伝送する効果が得られる。 As described above, according to the first embodiment, since a signal is transmitted bidirectionally using a millimeter wave carrier wave, an effect that transmission / reception can be performed even if the transmission distance of the signal varies is obtained. In addition, an effect of transmitting a large amount of data at a high speed corresponding to future multimediaization can be obtained.
実施の形態2.
本実施の形態では、上記実施の形態1のような信号伝送装置で、マイクロ波受信部13においてドップラー周波数を検出して、この検出したドップラー周波数からカゴの昇降速度及び昇降距離を算出する方法、さらにドップラー周波数のドリフトによる誤差成分を除去する方法について説明する。
In the present embodiment, in the signal transmission device as in the first embodiment, the
この発明による信号伝送装置において用いたミリ波伝送では、エレベータのカゴが高速で上下運動することで、ミリ波搬送波が下記の式で表せるドップラーシフトを受ける。ドップラー周波数fdは、エレベータの昇降速度をv、搬送波周波数をfc、真空中の光速をc0(3×108m/sec)としたとき、式(1)のように表される。 In the millimeter wave transmission used in the signal transmission apparatus according to the present invention, the elevator car moves up and down at high speed, so that the millimeter wave carrier undergoes a Doppler shift expressed by the following equation. The Doppler frequency fd is expressed by the following equation (1), where the elevator lifting speed is v, the carrier frequency is fc, and the speed of light in vacuum is c 0 (3 × 10 8 m / sec).
本発明で想定しているエレベータの最大昇降速度vは670m/minであるから、ドップラー周波数fdは、ミリ波の搬送波周波数fcが60GHz帯では最大約22.2kHz、76GHz帯では最大約2.8kHzとなる。このように、エレベータの昇降速度を算出する場合、ドップラー周波数fdを検出して、これを考慮することになる。しかし、上述のとおり、ミリ波発振器は周波数ドリフトが発生する。 Since the maximum lift speed v of the elevator assumed in the present invention is 670 m / min, the Doppler frequency fd is about 22.2 kHz at the maximum when the carrier wave frequency fc of the millimeter wave is 60 GHz, and about 2.8 kHz at the maximum of 76 GHz. It becomes. Thus, when calculating the elevator lifting speed, the Doppler frequency fd is detected and taken into consideration. However, as described above, a frequency drift occurs in the millimeter wave oscillator.
上記式(1)より、カゴの昇降速度は式(2)のように表される。 From the above equation (1), the raising / lowering speed of the car is expressed as equation (2).
搬送波周波数fcが一定であれば、αは定数とみなせ、昇降速度はドップラー周波数の1次関数となり、ドリフトによる誤差成分βが印加された検出値となる。このように、正確な昇降速度を算出するためには、ドリフトによる誤差成分βを除去して、正確なドップラー周波数を検出する必要がある。 If the carrier frequency fc is constant, α can be regarded as a constant, the ascending / descending speed is a linear function of the Doppler frequency, and a detection value to which an error component β due to drift is applied. Thus, in order to calculate an accurate ascending / descending speed, it is necessary to remove an error component β due to drift and detect an accurate Doppler frequency.
図5は、この発明の実施の形態2による信号伝送装置で用いるドップラー周波数を検出する手段及び演算部を示す構成図である。図において、1321は帯域通過フィルタ(BPF)、1322は可変利得(AGC)アンプ、1323は分配器、1324は周波数変換器であり、これらで上記図1におけるダウンコンバータ132を構成している。また、1331は90゜移相器、1332は分配器、1333はループフィルタ、1334は積算器であり、これらで上記図1における搬送波再生部133を構成している。また、15は検出したドップラー周波数の短期ドリフトを除去する低域通過フィルタ、16は低域通過フィルタ15で除去できない短期ドリフト及び長期ドリフトを除去すると共に、ドップラー周波数からカゴの昇降速度及び昇降距離を演算する演算部であり、A/Dコンバータ161、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)162、マイクロコンピュータ(μ−COM)163、D/Aコンバータ164で構成されている。
FIG. 5 is a block diagram showing a means for detecting a Doppler frequency and an arithmetic unit used in the signal transmission apparatus according to
次に動作について説明する。上記図1におけるマイクロ波受信部13内の分配器131を通過した信号は、上記図5における帯域通過フィルタ(BPF)1321、可変利得(AGC)アンプ1322を通過して、以下のcostasループにより搬送波を再生して分配器1332により二分配して、上記図1におけるダウンコンバータ135に入力され、VHF帯の信号を復調する。
Next, the operation will be described. 1 passes through the bandpass filter (BPF) 1321 and the variable gain (AGC)
costasループは、信号を分配器1323により二分配し、マイクロ波発振器134から発振される信号を、分配器1332、90゜移相器1331を用いて周波数変換器1324、1325により低域の周波数に変換する。周波数変換された二信号は、乗算器1334により乗算することで、受信搬送波とマイクロ波発振器134の信号との位相差を検出して、ループフィルタ1333によりマイクロ波発振器134の制御電圧に変換する。このフィードバック系において受信搬送波を再生する。ここで、周波数変換器1324、1325と乗算器1334との間に低域通過フィルタ(LPF)を挿入しても良いが、本発明ではこのLPFを省略して、受信搬送波に対する追従範囲を広帯域化している。
The Costas loop divides a signal into two by a
ここで、周波数変換器1324、1325の出力から得られたドップラー周波数は、図6(b)に示すような特性を持っている。図に示すように、ドップラー周波数の真値の他にドリフトによる誤差成分があり、ドリフトによる誤差成分には、長期ドリフトと短期ドリフトとがある。長期ドリフトは、温度変動等によるゆっくりとした周波数変化であり、短期ドリフトは、振動などによる瞬時的な周波数変化である。そこで、正確な昇降速度を算出するためには、検出したドップラー周波数のドリフトによる誤差成分を除去する作業が必要となる。
Here, the Doppler frequency obtained from the outputs of the
まず、短期ドリフトの除去には、低域通過フィルタ(LPF)を用いる。ここでは、後述するA/Dコンバータ161のサンプリング周波数の折り返しを防止するために、アンチエイリアシング用LPF15を用いる。しかし、アンチエイリアシング用LPF15の通過帯域以内の周波数である短期ドリフト、及び長期ドリフトは除去が不可能となるため、以降の処理に委ねることになる。
First, a low-pass filter (LPF) is used to remove short-term drift. Here, the
アンチエイリアシング用LPF15の通過帯域以上の周波数の短期ドリフトを除去した信号は、演算部16のA/Dコンバータ161に入力され、サンプリングを行う。サンプリング周期は最大ドップラー周波数の2倍以上とするが、必要に応じて変更しても良い。サンプリングした信号はデジタルシグナルプロセッサ(DSP)162を用いて周波数解析(FFT)を行い、サンプリング信号中の周波数成分とその振幅を算出する。このとき、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)162を省略し、マイクロコンピュータ(μ−COM)163で高速演算しても良い。算出した周波数成分をもとにマイクロコンピュータ(μ−COM)163で、上記式(2)に基づいて昇降速度を求め、また、昇降速度を積分して昇降距離(カゴの位置)を求める。これら算出結果は、エレベータの制御盤もしくは制御室に送られ、エレベータのカゴの制御に用いられる。
A signal from which a short-term drift of a frequency equal to or higher than the passband of the
ここで、マイクロコンピュータ(μ−COM)163は、平滑化処理などの演算処理により、アンチエイリアシング用LPF15で除去できなかった短期ドリフトを除去する。また、長期ドリフトの除去は、例えば、あらかじめ、温度A℃のとき周波数はa(Hz)、温度B℃のとき周波数はb(Hz)というような温度と周波数との関係を示すマップを作成して、このマップから演算処理によって補正する。
Here, the microcomputer (μ-COM) 163 removes short-term drift that could not be removed by the
さらに、算出した振幅値が一定となるように、D/Aコンバータ164を用いて、可変利得アンプ1322の利得を制御すれば、マイクロ波(ミリ波)の受信電力を一定とすることができる。これは、マルチパスフェージング防止に効果がある。
Furthermore, if the gain of the
以上のように、この実施の形態2によれば、ドップラー周波数のドリフト成分を除去することによって、カゴの昇降速度及び昇降距離(カゴの位置)を正確に算出することができる。 As described above, according to the second embodiment, by removing the drift component of the Doppler frequency, the raising / lowering speed and the raising / lowering distance (the position of the basket) of the cage can be accurately calculated.
なお、さらにドップラー周波数の検出精度を向上させるためには、高安定なミリ波発振器を用いると良い。 In order to further improve the detection accuracy of the Doppler frequency, it is preferable to use a highly stable millimeter wave oscillator.
また、カゴ側信号伝送装置と機械室側信号伝送装置とでそれぞれ独立にドップラー周波数を検出し、算出した昇降速度及び昇降距離データを集合し、制御室で統合的に演算処理しても良い。 Alternatively, the car side signal transmission device and the machine room side signal transmission device may independently detect the Doppler frequency, collect the calculated ascending / descending speed and ascending / descending distance data, and perform integrated processing in the control room.
また、上記実施の形態2では、ドップラー周波数からカゴの昇降速度を求め、昇降速度を積分して昇降距離を算出したが、マイクロ波の受信電力からカゴの位置を求めても良い。上述したように、ドップラー周波数の振幅を一定とするために、可変利得アンプ1322の利得を制御するが、このフィードバック量は、カゴまたは機械室で受信するミリ波(さらにミリ波から変換されたマイクロ波)の受信電波の受信電力に相当する。従って、例えば、あらかじめ、カゴの昇降距離A(m)の位置のとき受信電力はa(V)、昇降距離B(m)の位置のとき受信電力はb(V)というようなカゴの昇降距離と受信電力との関係を示すマップを作成して、このマップからカゴの位置を推定することができる。
In the second embodiment, the raising / lowering speed of the car is obtained from the Doppler frequency and the raising / lowering distance is calculated by integrating the raising / lowering speed. However, the position of the car may be obtained from the received power of the microwave. As described above, the gain of the
1a、1b 信号伝送装置、11 マイクロ波送信部、12 ミリ波送受信部、13 マイクロ波受信部、14 基準発振器、15 低域通過フィルタ、16 演算部、2a、2b 制御盤、3 モータ、4 機械室、5 カゴ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
並びに、エレベータのカゴ又は機械室の内、前記第1の信号伝送装置とは異なる方に設けられて、前記マイクロ波送信部、前記ミリ波送受信部、前記マイクロ波受信部、及び前記マイクロ波受信部で受信した前記第2のマイクロ波の受信周波数のドップラー周波数を測定して、このドップラー周波数から前記エレベータのカゴの昇降速度及び昇降距離を算出する第1の演算部を有して、送信周波数と受信周波数とがそれぞれ異なるミリ波搬送波を用いて、前記第1の信号伝送装置との間で信号を双方向に無線で伝送する第2の信号伝送装置を備えたことを特徴とするエレベータ信号伝送装置。 A microwave transmission unit that is provided in either the elevator car or the machine room and synthesizes the first digital data signal, the first video signal, and the first audio signal and converts them into a first microwave. The first microwave received from the microwave transmission unit is converted into a first millimeter wave and transmitted from the antenna, and the second millimeter wave received by the antenna is converted into a second microwave. A millimeter wave transmitter / receiver, and a microwave receiver that demodulates the second microwave received from the millimeter wave transmitter / receiver into a second digital data signal, a second video signal, and a second audio signal, respectively. A first signal transmission device;
And the microwave transmission unit, the millimeter wave transmission / reception unit, the microwave reception unit, and the microwave reception unit provided in a different side from the first signal transmission device in the elevator car or the machine room A first calculation unit that measures the Doppler frequency of the reception frequency of the second microwave received by the unit and calculates the elevator speed and distance of the elevator car from the Doppler frequency, and a transmission frequency An elevator signal comprising a second signal transmission device that wirelessly transmits signals to and from the first signal transmission device using millimeter wave carriers having different reception frequencies from each other Transmission equipment.
The second calculation in which the first signal transmission device or the second signal transmission device measures the reception power of the second microwave received by the microwave reception unit and calculates the lift distance of the cage from the reception power. The elevator signal transmission apparatus according to claim 1, further comprising a unit.
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