电梯运行监测装置及系统的制作方法

本发明涉及电梯监测领域，具体而言，涉及一种电梯运行监测装置及系统。

背景技术：

现有的电梯运行监测装置，大部分是在电梯出厂时内置于电梯内部，专门为搭配某个型号的电梯而特别设计的，其适应性很低，一般只能适用于某个品牌或厂家生产的一系列产品，而对于其他生产商生产的不同型号的电梯则不能兼容。且现有的监测装置的一般只采集一路传感信号，有时由于采集的信号太少而不能准确判断电梯的运行状况，导致监控装置对运行信息会出现错报和误报的情况。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电梯运行监测装置及系统，其能够有效改善上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种电梯运行监测装置，其包括传感模块、数据采集模块和数据传输模块，所述传感模块可拆卸安装于所述电梯上，所述数据采集模块和所述传感模块通信连接，所述数据传输模块和所述数据采集模块通信连接，所述数据采集模块设置有多个信息输入端口，用于采集由所述传感模块发送的和所述电梯运行状态相关的多个不同的电梯运行状态信息。

在本发明较佳的实施例中，所述传感模块包括人体感应器和外围传感器，所述人体感应器安装在所述电梯的轿厢内部，所述外围传感器安装在所述电梯的轿厢外部，所述人体感应器和所述外围传感器通信连接，所述外围传感器与所述数据采集模块通信连接，所述人体感应器用于收集与所述电梯的轿厢内部乘客相关的所述电梯运行状态信息，所述外围传感器用于收集与所述电梯的运行安全相关的所述电梯运行状态信息，并将多个所述电梯运行状态信息发送至所述数据采集模块。

在本发明较佳的实施例中，所述数据采集模块包括主数据采集器和副数据采集器，所述主数据采集器安装在所述电梯的轿厢外部，所述副数据采集器安装在所述电梯的机房内，所述副数据采集器和所述主数据采集器通信连接，所述主数据采集器和所述副数据采集器分别和所述传感模块通信连接，所述主数据采集器用于采集由所述传感模块发送的所述电梯运行状态信息中的强电信息，所述副数据采集器用于采集由所述传感模块发送的所述电梯运行状态信息中的弱电信息。

在本发明较佳的实施例中，所述数据采集模块安装在所述电梯的轿厢外部。

在本发明较佳的实施例中，所属装置还包括语音模块，所述语音模块设置于所述传感模块内部，所述语音模块和所述传感模块通信连接。

在本发明较佳的实施例中，所述装置还包括电源管理模块，所述电源管理模块分别与所述传感模块、所述数据采集模块和所述数据传输模块电连接。

在本发明较佳的实施例中，所述电源管理模块包括供电单元和备用电源，所述供电单元用于向所述传感模块、所述数据采集模块和所述数据传输模块供给电压，所述供电单元在向所述数据传输模块供电的同时还对所述备用电源进行充电，以使所述供电单元出现故障时，所述备用电源能够继续向所述传感模块、所述数据采集模块和所述数据传输模块供给电压。

在本发明较佳的实施例中，所述人体感应器为红外传感器。

在本发明较佳的实施例中，所述语音模块为报警器，用于根据所述传感模块发送的电梯运行状态信息启动报警。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电梯运行监测系统，应用于电梯，所述系统包括后台服务器、交互终端和如上所述的电梯运行监测装置，所述数据传输模块和所述后台服务器通信连接，所述后台服务器和所述交互终端通信连接。

本发明实施例提供的电梯运行监测装置，通过传感模块来收集能够表现电梯运行状态的多个不同的电梯运行状态信息，再将收集的所述电梯运行状态信息通过数据采集模块上设置的多个信息输入端口发送给所述数据采集模块。本发明实施例提供的电梯运行检测系统，能够将所述数据采集模块采集到的多个不同的电梯运行状态信息通过数据传输模块发送给后台服务器，并通过交互终端对所述后台服务器中的电梯运行状态信息进行判断和反馈，最终实现对所述电梯的运行状态进行全方位的监测。和现有技术相比，本发明实施例提供的装置和系统能够同时采集多个电梯运行状态信息，传递的信息更为全面和准确，减少了错报和误报的情况，并且所述装置中的传感模块可拆卸安装在电梯中进行使用，其适用性更强，可以适配市场上现有的各种不同品牌和型号的电梯。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的电梯运行监测装置的示意图；

图2为本发明第一实施例提供的电梯运行监测装置的示意图；

图3为本发明第一实施例提供的内置有数据传输模块的数据采集模块的示意图；

图4为本发明第一实施例提供的电梯运行状态信息的传输示意图；

图5为本发明第一实施例提供的有机房状态下数据采集模块的示意图；

图6为本发明第二实施例提供的电梯运行监测装置的示意图；

图7为本发明第三实施例提供的电梯运行监测系统的示意图。

图标：10-电梯；100-传感模块；200-数据采集模块；220-信息输入端口；300-数据传输模块；400-语音模块；500-电源管理模块；600-后台服务器；700-交互终端；1000-电梯运行监测装置；2000-电梯运行监测系统。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“垂直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，“输入”、“经过”、“通过”、“反馈”、“形成”等术语应理解为是描述一种通信变化或通信处理。如“通过”仅仅是指信号通过该设备、仪器或装置之后发生了光学上或电学上的变化，使得所述信号受到相应的处理，进而获得实施技术方案或解决技术问题所需要的信号。

在本发明的具体实施例附图中，为了更好、更清楚的描述该电梯运行监测装置及系统内各模块的工作原理、表现所述系统中各信号的通行逻辑，只是明显区分了各模块之间的相对位置关系，并通过框图表示来代替模块内部复杂的结构，并不能构成对信号通路或电路的排布方向及各模块大小、尺寸、形状等外观结构的限定。

请参照图1，本发明实施例提供一种电梯运行监测装置1000，应用于电梯10，所述电梯运行监测装置1000包括传感模块100、数据采集模块200和数据传输模块300，所述传感模块100可拆卸安装于所述电梯10上，所述数据采集模块200和所述传感模块100通信连接，所述数据传输模块300和所述数据采集模块200通信连接。

在本实施例中，所述传感模块100可以安装在电梯10的轿厢顶部，所述传感模块100靠近所述电梯10轿厢内部的部分，用于感应轿厢内部是否有乘客，并收集与电梯10的轿厢内部乘客相关的电梯运行状态信息。所述传感模块100远离所述电梯10轿厢内部的部分，用于采集和电梯10的运行安全有关的多个电梯运行状态信息，并将多个所述电梯运行状态信息传输到数据采集模块200。根据实际需求不同，所述传感模块100内还可以设置语音报警、语音通话、语音安抚等功能。

所述数据采集模块200设置有多个信息输入端口220，用于采集由所述传感模块100发送的多个所述电梯运行状态信息，并将多个所述电梯运行状态信息通过数据传输模块300发送至其他信息处理模块例如后台服务器及交互终端进行信号处理及反馈，以达到对电梯10运行中的各类故障和状态进行监测的目的。

第一实施例

请参照图2，本实施例提供一种电梯运行监测装置1000，应用于电梯，所述电梯运行监测装置1000包括传感模块100、数据采集模块200和数据传输模块300，所述传感模块100可拆卸安装于所述电梯上，所述数据采集模块200和所述传感模块100通信连接，所述数据传输模块300和所述数据采集模块200通信连接。

所述传感模块100包括人体感应器、外围传感器，所述人体感应器安装在所述电梯的轿厢内部，所述外围传感器安装在所述电梯的轿厢外部。所述人体感应器和所述外围传感器通信连接，所述外围传感器与所述数据采集模块200通信连接。所述人体感应器用于收集与电梯的轿厢内部乘客相关的电梯运行状态信息，所述外围传感器用于收集与所述电梯的运行安全相关的所述电梯运行状态信息，并将多个所述电梯运行状态信息发送至所述数据采集模块200。

本实施例中，所述数据采集模块200可以安装在电梯的轿厢外部，并和所述外围传感器通信连接。所述数据采集模块200上设置有多个信息输入端口220，用于采集由所述传感模块100发送的和电梯内的乘客及运行安全相关的多个电梯运行状态信息，并将采集到的多个所述电梯运行状态信息通过数据传输模块300发送给后台进行处理。可以理解的是，图2中所示的数据采集模块200中设置的信息输入端口220的数量仅是为了清楚的表示，并不能对本实施例中的信息输入端口220的数量进行限定，即信息输入端口220可以是任意多个的数量。

所述数据传输模块300通过GSM(Global System for Mobile communication，全球移动通信系统，以下简称GSM)+GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务，以下简称GPRS)的数字通信标准进行数据传输，可将所述电梯运行状态信息发送至后台服务器。

请参照图3，本实施例中，所述数据传输模块300可以设置于所述数据采集模块200的内部，并作为数据采集模块200的一个内置模块以同时实现对电梯运行状态信息的采集和传输。

本实施例中，传感模块100中的所述人体感应器可以是红外传感器。下面介绍所述红外传感器的工作原理。

由于人体都有恒定的体温，正常情况下，人体体温约为37℃，会发出特定波长10μm左右的红外辐射。所述红外传感器内集成了被动式红外探头，所述被动式红外探头可以用来探测人体发射的10μm左右的红外辐射，进而实现对电梯的轿厢内部是否有乘客进行判断。所述被动式红外探头通常采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，这些电荷经所述红外传感器的后续电路检测处理后就能产生报警信号，所述报警信号在发送到所述外围传感器后，通过所述外围传感器电路中的光电隔离开关输入到ARM(Advanced RISC Machines，ARM处理器，以下简称ARM)芯片指定的引脚上，当ARM芯片监测到所述红外传感器发送的报警信号后，所述外围传感器的内部系统就会根据算法判断出电梯的轿厢内部有乘客存在。除此之外，所述红外传感器内还可以设置菲涅尔折光透镜，一方面用于聚焦，将人体热释放的红外辐射信号折射(或反射)在PIR(Polyisocyanurate Foam，聚异三聚氰酸酯泡沫，以下简称PIR)上；另一方面，将红外辐射检测区内分为若干个明区和暗区，使进入检测区的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化的热释放红外信号，这样一来，PIR就能根据这些变化的热释放红外信号反馈产生变化的电信号，即产生了与乘客相关的所述电梯运行状态信息中的人体红外信号。利用这种热释电原理，可使得所述红外传感器对人体的探测灵敏度大大增加。

在所述红外传感器内部产生报警信号后，所述报警信号通过所述红外传感器电路中的光电隔离开关的同时，还携带了四个电压信号。这四个电压信号通过光电隔离开关输入到所述ARM芯片的指定引脚上，所述红外传感器内部系统即可根据固有算法判断出电梯当前是否处于运行、开关门、检修或者安全回路故障等状态，即产生了与乘客相关的所述电梯运行状态信息中的电梯运行信号、电梯检修信号、电梯门锁信号以及电梯安全回路信号。

所述外围传感器用于收集和电梯的运行安全相关的电梯运行状态信息，这部分信息包括电梯基站信号、电梯极限信号(包含上极限和下极限)、电梯上平层信号和电梯下平层信号。下面介绍所述外围传感器的工作原理。

所述电梯基站信号和所述电梯极限信号通过所述外围传感器中的霍尔磁性传感器进行收集。使用时，将磁条设置在电梯指定位置，待所述霍尔磁性传感器运动靠近预先设置的磁条位置时，霍尔磁性传感器将输出电平跳变信号，该信号经过所述光电隔离开关转化后，输入到ARM芯片指定的引脚上。当ARM芯片监测到指定引脚上的信号电平产生跳变后，所述外围传感器内部的运算处理系统就会根据固有算法判断出电梯此时处于的基站位置或极限位置，即产生了所述电梯基站信号和所述电梯极限信号。

所述电梯上平层信号和所述电梯下平层信号分别通过所述外围传感器中的上平层传感器和下平层传感器进行收集。所述上平层传感器和所述下平层传感器可以安装在电梯轿厢的外顶部，都为光电传感器。所述光电传感器包含光线发射模块和光线接收模块，当有物体遮挡在光电发射模块和光电接收模块之间时，所述光电传感器会输出一个高电平；当没有物体遮挡光电发射模块和光电接收模块时，光电传感器输出为低电平。所述光电传感器的输出信号发生电平跳变后，信号通过所述光电隔离开关，将跳变的信号输入到ARM芯片指定的引脚上。当ARM芯片监测到指定引脚上的信号跳变后，系统就会根据固有算法判断出电梯处于向上或者向下运行，或者电梯是否停靠在指定的楼层位置而不是停靠在非楼层位置。实际电梯的运行过程中，如果先触发上平层传感器，后触发下平层传感器，所述运算处理系统判断电梯的运行状态为下行；反之如果先触发下平层传感器，后触发上平层传感器，所述运算处理系统系统则判断电梯为上行。

本实施例中，当所述电梯有机房时，由于电梯的机房内还含有其他电学元件，还需要对电梯内部的温度和湿度进行监测。此时所述外围传感器还用于收集和电梯的运行安全相关的电梯运行状态信息中的电梯温度信号和电梯湿度信号。下面介绍所述外围传感器探测所述电梯温度信号和所述电梯湿度信号的工作原理。

所述电梯温度信号和所述电梯湿度信号通过所述外围传感器中的温湿度传感器进行收集。所述温湿度传感器的组成部分主要包括湿敏电容和转换电路两部分，湿敏电容是由玻璃底衬、下电极、湿敏材料、上电极等四个部分组成。湿敏电容的两个下电极与湿敏材料、上电极构成的两个电容成串联连接。湿敏材料是一种高分子聚合物，它的介电常数随着环境的相对湿度变化而变化。当环境湿度发生变化时，湿敏元件的电容量随之发生改变，即当相对湿度增大时，湿敏电容量随之增大，反之减小(电容量通常在48～56pf间)。所述温湿度传感器的转换电路把湿敏电容变化量转换成电压量变化，对应于相对湿度0～100％RH的变化，温湿度传感器的输出电压呈0～1V的线性变化。由所述温湿度传感器输出的电压数值，输入到所述外围传感器的ARM芯片的模拟数值采集引脚上，被所述运算处理系统转化为实时的温度、湿度数值，即实现了对所述电梯温度信号和所述电梯湿度信号的收集。

请参照图4，最终由所述传感模块100采集到的电梯运行状态信息分别为电梯基站信号、电梯极限信号、电梯上平层信号、电梯下平层信号、人体红外信号、电梯运行信号、电梯检修信号、电梯门锁信号、电梯安全回路信号、电梯温度信号和电梯湿度信号。其中，所述电梯基站信号、电梯极限信号、电梯上平层信号、电梯下平层信号、人体红外信号、电梯温度信号和电梯湿度信号属于弱电信号，其信号电压较低；所述电梯运行信号、电梯检修信号、电梯门锁信号和电梯安全回路信号属于强电信号，其信号电压较高。这些电梯运行状态信号通过光电隔离开关传输到以ARM芯片为核心的数据处理系统，最终发送给所述数据采集模块200。

请参照图5，当所述电梯有机房时，所述数据采集模块200还包括主数据采集器和副数据采集器。所述主数据采集器安装在所述电梯的轿厢外部，优选为安装在所述电梯的轿厢顶部；所述副数据采集器安装在电梯的机房内，所述副数据采集器和所述主数据采集器通信连接，所述主数据采集器和所述副数据采集器分别和所述传感模块100的外围传感器通信连接，所述主数据采集器用于采集由所述传感模块100发送的所述电梯运行状态信息中的强电信息，所述副数据采集器用于采集由所述传感模块100发送的所述电梯运行状态信息中的弱电信息。本实施例中，所述主数据采集器与所述副数据采集器采用485通讯方式进行通信连接。

本实施例提供的电梯运行监测装置1000，能够获取数十个电梯运行状态信息，这些信息能够清楚、准确地表示电梯运行中所处的各个状态，实现了对电梯运行状态的全面监测。相对于现有技术，还能够针对有机房和无机房的不同结构的电梯，对数据采集模块200采用不同的设置，使得所述装置的适用范围更广，几乎能够适配现有的所有品牌和型号的电梯。另一方面，所述装置收集的都是电梯运行中必须要关注的电梯运行状态信息，对乘客安全有了更好的保障，对电梯设施的及时维修保养也产生了积极的指导作用。

第二实施例

请参照图6，本实施例提供了一种电梯运行监测装置1000，和本发明第一实施例相比最大的不同在于，所述电梯运行监测装置1000还包括语音模块400和电源管理模块500，所述语音模块400设置于传感模块100的内部且与所述传感模块100中的外围传感器通信连接，所述电源管理模块500分别与传感模块100、数据采集模块200数据传输模块300和语音模块400电连接。

所述语音模块400可以是报警器，用于根据传感模块100的外围传感器发送的相应电梯运行状态信息启动报警。例如当电梯内温度过高，或电梯内部的安全回路出现故障，所述外围传感器获得的电梯温度信号和电梯安全回路信号被所述报警器接收，即可启动语音报警，告知乘客电梯的运行状态存在隐患，并告知乘客应当采取的正确的应对措施。

所述电源管理模块500包括供电单元和备用电源，所述供电单元用于向传感模块100、数据采集模块200、数据传输模块300和语音模块400供给电压，所述供电单元在向数据传输模块300供电的同时还对所述备用电源进行充电，以使所述供电单元出现故障时，所述备用电源能够继续向传感模块100、数据采集模块200、数据传输模块300和语音模块400供给电压。

第三实施例

请参照图7，本实施例提供一种电梯运行监测系统2000，应用于电梯，所述电梯运行监测系统2000包括后台服务器600、交互终端700和电梯运行监测装置1000，所述电梯运行监测装置1000包括传感模块100、数据采集模块200和数据传输模块300，所述传感模块100可拆卸安装于所述电梯上，所述数据采集模块200和所述传感模块100通信连接，所述数据传输模块300和所述数据采集模块200通信连接，所述数据传输模块300和所述后台服务器600通信连接，所述后台服务器600和所述交互终端700通信连接。

所述数据采集模块200上设置有多个信息输入端口220，用于采集由所述传感模块100发送的多个电梯运行状态信息，并将多个所述电梯运行状态信息通过数据传输模块300发送至后台服务器600。所述交互终端700可通过后台服务器600下载所述电梯运行状态信息，以对电梯运行中的各类故障和运行状态进行监测。

本实施例提供的电梯运行监测系统2000，通过在电梯上安装能够对电梯运行状态信息进行收集的传感模块100，利用数据采集模块200直接采集由传感模块100发送的电梯运行状态信息，并将这些信息通过基于通用GSM+GPRS无线传输技术的数据传输模块300上传至系统的后台服务器600进行处理后，最终推送到交互终端700，从而实现所述电梯运行监测系统2000的部署内对电梯的运行状态进行远程实时精准监测。

综上所述，本发明实施例提供的电梯运行监测装置，通过传感模块来收集能够表现电梯运行状态的多个不同的电梯运行状态信息，再将收集的所述电梯运行状态信息通过数据采集模块上设置的多个信息输入端口发送给所述数据采集模块。本发明实施例提供的电梯运行检测系统，能够将所述数据采集模块采集到的多个不同的电梯运行状态信息通过数据传输模块发送给后台服务器，并通过交互终端对所述后台服务器中的电梯运行状态信息进行判断和反馈，最终实现对所述电梯的运行状态进行全方位的监测。和现有技术相比，本发明实施例提供的装置和系统能够同时采集多个电梯运行状态信息，传递的信息更为全面和准确，减少了错报和误报的情况，并且所述装置中的传感模块可拆卸安装在电梯中进行使用，其适用性更强，可以适配市场上现有的各种不同品牌和型号的电梯。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。