一种电梯轿厢困人自动报警装置的制作方法

1.本实用新型涉及电梯安全领域，尤其涉及一种电梯轿厢困人自动报警装置。


背景技术：

2.电梯困人是指电梯因故障(如门锁回路或安全回路断开)，控制系统失灵或误动作、供电系统停电以及人为等原因，使正常行驶的电梯突然停驶，从而将乘客围困在轿厢内的现象。
3.目前电梯发生异常时，原厂设备并不能主动的上报电梯发生异常，只能通过被困人员按下五方对讲及手机进行呼救及自行拨打移动电话进行求救。一旦被困人员手机没有信号则无法进行求救。而现实情况是电梯轿厢内环境特殊手机时常收不到信号，老年人或是小朋友在危机时刻不知怎么进行自救，并且在电梯维护人员下班或是在外巡查时，五方对讲也可能无人接听，导致被困人员孤立无援，只能困于轿厢之内无法获救。现有的电梯困人解救方案一般是通过人体感应、轿门检测等方式判断电梯故障，并在电梯故障时通过有线或者无线方式将报警信息传输给后台，后台人员根据报警信号进行救援。但是这种方式可能会存在监控人员没在岗或网络无法连接导致被困人员无法在第一时间得到救援的情况。因此，为了解决上述问题，本实用新型提供一种电梯轿厢困人自动报警装置，自主检测并主动将报警信息上传至后台人员的手机上，避免后台人员不在岗或网络无法连接时遗漏报警信息造成被困人员无法得到救援的情况。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提出了一种电梯轿厢困人自动报警装置，自主检测并主动将报警信息上传至后台人员的手机上，避免后台人员不在岗或网络无法连接时遗漏报警信息造成被困人员无法得到救援的情况。
5.本实用新型的技术方案是这样实现的：本实用新型提供了一种电梯轿厢困人自动报警装置，其包括单片机、红外传感器、门开关传感器和轿厢运动传感器，还包括离线语音模块和gsm模块；
6.门开关传感器安装在轿门相视一侧底端；
7.红外传感器、门开关传感器和轿厢运动传感器分别与单片机的i/o口电性连接；所述离线语音模块通过串口与单片机电性连接；所述gsm模块与单片机的通信端电性连接。
8.在以上技术方案的基础上，优选的，gsm模块包括第一电平转换电路、第二电平转换电路、gsm芯片、sim卡以及保护电路；
9.单片机的txd引脚与第一电平转换电路的输入端，第一电平转换电路的输出端与gsm芯片的rxd引脚电性连接；
10.gsm芯片的txd引脚与第二电平转换电路的输入端，第二电平转换电路的输出端与单片机的rxd引脚电性连接；
11.gsm芯片的sim卡接口分别与sim卡以及保护电路电性连接。
12.在以上技术方案的基础上，优选的，第一电平转换电路包括：电阻r17、电阻r18和mos管q3；
13.单片机的txd引脚分别与电阻r17的一端以及mos管q3的漏极电性连接，电阻r17的另一端与电源电性连接，mos管q3的栅极与gsm芯片的 vdd引脚电性连接，mos管q3的源极与gsm芯片的rxd引脚电性连接，电阻r18并联在mos管q3的栅极及其源极之间。
14.在以上技术方案的基础上，优选的，第二电平转换电路包括电阻r15、电阻 r16和mos管q2；
15.单片机的rxd引脚分别与电阻r15的一端以及mos管q2的漏极电性连接，电阻r15的另一端与电源电性连接，mos管q2的栅极与gsm芯片的 vdd引脚电性连接，mos管q2的源极与gsm芯片的txd引脚电性连接，电阻r16并联在mos管q2的栅极及其源极之间。
16.在以上技术方案的基础上，优选的，gsm芯片为sim800芯片；
17.保护电路包括smf05c芯片；
18.sim800芯片的sim_data、sim_vdd、sim_rst和sim_clk引脚分别与sim卡的i/o、vcc、rst和clk引脚一一对应电性连接；
19.sim800芯片的sim_data、sim_vdd、sim_rst和sim_clk引脚分别与smf05c芯片的k1、k5、k4和k3引脚一一对应电性连接。
20.在以上技术方案的基础上，优选的，离线语音模块为su-03t语音模块。
21.在以上技术方案的基础上，优选的，还包括与单片机的通信端连接的蓝牙模块。
22.本实用新型的一种电梯轿厢困人自动报警装置相对于现有技术具有以下有益效果：
23.(1)通过设置gsm模块代替传统的有线或无线传输方式，当三重监测与预设值不同步时，判定发生电梯困人或异常的情况，单片机通过gsm模块拨打后台人员的电话，或发送短信至后台人员电话，或通过4g网络通信方式的反馈等方式，将报警信息直接传递给后台人员，解决网络中断造成报警信息无法传递的问题，以及后台人员离岗造成报警信息接收不及时的问题；
24.(2)在gsm模块中设置第一电平转换电路和第二电平转换电路，解决单片机与gsm芯片之间通信过程中电压域不一致的问题；
25.(3)当红外传感器、门开关传感器和轿厢运动传感器三重监测判断失误时，或者当受困人员因网络中断无法通过手机向外界救助时，离线语音模块可在离线状态下为受困人员提供手动报警方式，受困人员可根据离线语音模块内预存的语音信息进行按键操作，并启动报警，此时，单片机通过gsm模块拨打后台人员的电话，或发送短信至后台人员电话，或通过4g网络通信方式的反馈等方式，将报警信息直接传递给后台人员，解决三重监测判断失误或网络中断造成报警信息无法传递的问题。
附图说明
26.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他的附图。
27.图1为本实用新型一种电梯轿厢困人自动报警装置的结构图；
28.图2为本实用新型一种电梯轿厢困人自动报警装置中红外传感器的电路图；
29.图3为本实用新型一种电梯轿厢困人自动报警装置中门开关传感器的电路图；
30.图4为本实用新型一种电梯轿厢困人自动报警装置中轿厢运动传感器的电路图；
31.图5为本实用新型一种电梯轿厢困人自动报警装置中gsm模块的外围电路图；
32.图6为本实用新型一种电梯轿厢困人自动报警装置中第一电平转换电路和第二电平转换电路的电路图；
33.图7为本实用新型一种电梯轿厢困人自动报警装置中sim卡以及保护电路的电路图。
具体实施方式
34.下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。
35.如图1所示，本实用新型的一种电梯轿厢困人自动报警装置，其包括单片机、红外传感器、门开关传感器、轿厢运动传感器、离线语音模块、gsm模块和蓝牙模块。
36.红外传感器，检测人体电梯轿厢内是否有人，当有人运动产生3.3v高电平人体感应信号，并将人体感应信号输出至单片机。本实施例中，红外传感器与单片机的i/o口电性连接。红外传感器的型号不做限定，可采用如图2所示的现有技术实现，key-body1表示单片机的i/o口，单片机优选n76e003at20芯片。
37.门开关传感器，监测轿门工作状态是否异常，并将异常信号传输至单片机。本实施例中，门开关传感器与单片机的i/o口电性连接。门开关传感器的型号不做限定，可采用如图3所示的现有技术实现。优选的，采用5v接近开关，门开闭合，产生低电平；门关断开，产生高电平。k-door1表示单片机的i/o口。
38.轿厢运动传感器，实时检测电梯启动、制动与运行过程中的运动信息，并将运动信息传输至单片机。本实施例中，轿厢运动传感器与单片机的i/o口电性连接。优选的，如图4所示，轿厢运动传感器选用adxl345bccz加速度传感器，其通过i2c数据线与n76e003at20芯片连接。
39.通过红外传感器检测电梯轿厢内是否有人并输出人体感应信号至单片机，且两个轿门相视一侧底端均卡接的门开关传感器能够实时监测轿门的工作状态，监测轿门工作状态异常与否，同时，通过轿厢运动传感器实时检测电梯启动、制动与运行过程中的加速度的数据信息，通过三重监测，增加检测准确性及实时性；当上述三重监测数据与预设值不同步时，传统的做法是单片机通过有线或无线的通讯方式将报警信息传递给后台，后台人员收到报警信息以后再进行救援。这种方式都是基于网络状态良好且后台人员在岗的前提下进行的，一旦网络中断，报警信息就无法传递到后台，不能及时救援；或者，当网络良好并且报警信息已经上传到后台，但后台人员刚好不在岗位时，即使后台接收到报警信息也只能等后台人员回归岗位才能救援，造成救援不及时的问题。因此，为了解决上述问题，本实施例采用gsm模块代替传统的有线或无线传输方式，当上述三重监测与预设值不同步时，判定发
生电梯困人或异常的情况，单片机通过gsm模块拨打后台人员的电话，或发送短信至后台人员电话，或通过 4g网络通信方式的反馈等方式，将报警信息直接传递给后台人员，解决网络中断造成报警信息无法传递的问题，以及后台人员离岗造成报警信息接收不及时的问题。gsm模块与单片机的通信端电性连接。优选的，如图1所示，gsm模块包括第一电平转换电路、第二电平转换电路、gsm芯片、sim卡以及保护电路。
40.第一电平转换电路，当发生电梯困人或异常的情况时，单片机的txd引脚将报警信息发送到gsm芯片，并由gsm芯片拨打后台人员的电话。但是由于单片机与gsm芯片之间的电压域不一致，因此，需要进行电平转换，第一电平转换电路在gsm芯片接收单片机的数据时，将单片机与gsm芯片之间的电压域转换一致。本实施例中，单片机的txd引脚与第一电平转换电路的输入端，第一电平转换电路的输出端与gsm芯片的rxd引脚电性连接。优选的，如图 5所示，gsm芯片为sim800芯片；如图6所示，第一电平转换电路包括：电阻r17、电阻r18和mos管q3；单片机的txd引脚分别与电阻r17的一端以及mos管q3的漏极电性连接，电阻r17的另一端与电源电性连接，mos 管q3的栅极与gsm芯片的vdd引脚电性连接，mos管q3的源极与gsm芯片的rxd引脚电性连接，电阻r18并联在mos管q3的栅极及其源极之间。本实施例中，gsm芯片的rxd引脚为sim800芯片的rxd_i引脚；gsm芯片的vdd引脚以及电源均提供3.3v电压。当单片机的txd引脚输出高电平时： mos管q3的vgs不变，mos管q3维持关闭状态，gsm芯片的rxd引脚被电阻r18上拉到3.3v。当单片机的txd引脚输出低电平时：mos管q3不导通，但是mos管q3有体二极管，体二极管把gsm芯片的rxd引脚拉低到低电平，此时vgs约等于3.3v，mos管q3导通，进一步拉低了gsm芯片的rxd 引脚的电压。图5中，ttl_rxd表示单片机的发送信号，rxd0表示经过电平转换的gsm芯片接收信号。
41.第二电平转换电路，当发生电梯困人或异常的情况时，后台人员通过gsm 芯片对受困人员进行语音疏导。但是由于单片机与gsm芯片之间的电压域不一致，因此，需要进行电平转换，第二电平转换电路在gsm芯片向单片机发送数据时，将单片机与gsm芯片之间的电压域转换一致。本实施例中，gsm芯片的txd引脚与第二电平转换电路的输入端，第二电平转换电路的输出端与单片机的rxd引脚电性连接。优选的，如图5所示，gsm芯片为sim800芯片；如图6所示，第二电平转换电路包括电阻r15、电阻r16和mos管q2；单片机的rxd引脚分别与电阻r15的一端以及mos管q2的漏极电性连接，电阻r15 的另一端与电源电性连接，mos管q2的栅极与gsm芯片的vdd引脚电性连接，mos管q2的源极与gsm芯片的txd引脚电性连接，电阻r16并联在 mos管q2的栅极及其源极之间。本实施例中，gsm芯片的txd引脚为sim800 芯片的txd_o引脚；gsm芯片的vdd引脚以及电源均提供3.3v电压。当gsm 芯片的txd引脚输出高电平时：mos管q2的vgs＝0，mos管q2关闭，单片机的rxd引脚被电阻r16上拉到5v。当gsm芯片的txd引脚输出低电平时：mos管q2的vgs＝3.3v，大于导通电压，mos管q2导通，单片机的rxd 引脚通过mos管q2被拉到低电平。图5中，txd0表示gsm芯片发送信号； ttl_txd表示经过电平转换的gsm芯片发送信号。
42.保护电路，保护sim卡受静电放电或闭锁等其他电压引起的瞬态事件造成的损害。本实施例中，选用smf05c芯片保护sim卡。如图7所示，sim800 芯片的sim_data、sim_vdd、sim_rst和sim_clk引脚分别与sim卡的 i/o、vcc、rst和clk引脚一一对应电性连接；sim800芯片的sim_data、 sim_vdd、sim_rst和sim_clk引脚分别与smf05c芯片的k1、k5、k4 和k3引脚一一对应电性连接。
43.离线语音模块，一方面，当红外传感器、门开关传感器和轿厢运动传感器三重监测判断失误时，本实施例的单片机不会进行报警，导致救援不及时的问题。因为，为了解决这个问题，本实施例还设置了离线语音模块，在三重监测失效的情况下，为受困人员提供手动报警方式；当出现电梯困人的情况时，受困人员可根据离线语音模块内预存的语音信息进行按键操作，并启动报警，此时，单片机通过gsm模块拨打后台人员的电话，将报警信息直接传递给后台人员，解决红外传感器、门开关传感器和轿厢运动传感器三重监测判断失误造成报警信息接收不及时的问题。另一方面，当发生电梯困人或异常情况，受困人员因网络中断无法通过手机向外界救助时，离线语音模块可在离线状态下向单片机发送报警信息，单片机通过gsm模块拨打后台人员的电话，或发送短信至后台人员电话，或通过4g网络通信方式的反馈等方式，将报警信息直接传递给后台人员，解决网络中断造成报警信息无法传输至后台人员的问题。本实施例中，离线语音模块通过串口与单片机电性连接。离线语音模块可采用现有技术实现，本实施例并不涉及对离线语音模块的结构改进，优选的，可选用su-03t 语音模块，通过现有的软件算法将报警指令存入存储器中，并通过串口与单片机相连。
44.蓝牙模块，后台人员可通过蓝牙模块为报警装置设置参数。蓝牙模块的型号不做限定，优选的，可选用hc-08蓝牙模块。
45.本实施例的工作原理为：通过红外传感器检测电梯轿厢内是否有人并输出人体感应信号至单片机，且两个轿门相视一侧底端均卡接的门开关传感器能够实时监测轿门的工作状态，监测轿门工作状态异常与否，同时，通过轿厢运动传感器实时检测电梯启动、制动与运行过程中的加速度的数据信息，通过三重监测，增加检测准确性及实时性；当上述三重监测数据与预设值不同步时，判定发生电梯困人或异常的情况，单片机通过gsm模块拨打后台人员的电话，或发送短信至后台人员电话，或通过4g网络通信方式的反馈等方式，将报警信息直接传递给后台人员，后台人员进行救援；
46.当红外传感器、门开关传感器和轿厢运动传感器三重监测判断失误时，或者当受困人员因网络中断无法通过手机向外界救助时，离线语音模块可在离线状态下为受困人员提供手动报警方式，受困人员可根据离线语音模块内预存的语音信息进行按键操作，并启动报警，此时，单片机通过gsm模块拨打后台人员的电话，或发送短信至后台人员电话，或通过4g网络通信方式的反馈等方式，将报警信息直接传递给后台人员。
47.本实施例的有益效果为：通过设置gsm模块代替传统的有线或无线传输方式，当三重监测与预设值不同步时，判定发生电梯困人或异常的情况，单片机通过gsm模块拨打后台人员的电话，或发送短信至后台人员电话，或通过4g 网络通信方式的反馈等方式，将报警信息直接传递给后台人员，解决网络中断造成报警信息无法传递的问题，以及后台人员离岗造成报警信息接收不及时的问题；
48.在gsm模块中设置第一电平转换电路和第二电平转换电路，解决单片机与 gsm芯片之间通信过程中电压域不一致的问题；
49.当红外传感器、门开关传感器和轿厢运动传感器三重监测判断失误时，或者当受困人员因网络中断无法通过手机向外界救助时，离线语音模块可在离线状态下为受困人员提供手动报警方式，受困人员可根据离线语音模块内预存的语音信息进行按键操作，并启动报警，此时，单片机通过gsm模块拨打后台人员的电话，或发送短信至后台人员电话，或通过4g网络通信方式的反馈等方式，将报警信息直接传递给后台人员，解决三重监测判断失
误或网络中断造成报警信息无法传递的问题。
50.以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。