基于gprs的电梯振动信号检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及基于GPRS的电梯振动信号检测系统。目的是提供的检测系统通过远程采集振动信号后进行分析，计算相应的振动数值，以便于判断电梯的乘运质量，降低电梯发生故障的概率。技术方案是：基于GPRS的电梯振动信号检测系统，该系统包括电梯轿厢振动信号采集及无线数据发送装置、无线数据接收及GPRS远程数据传送器、远程数据接收及分析服务中心；电梯轿厢振动信号采集及无线数据发送装置安放在电梯轿厢上，通过一对无线数传模块将采集到的振动信号的数据传送到无线数据接收及GPRS远程数据传送器上，然后无线数据接收及GPRS远程数据传送器上的GPRS模块将数据通过GPRS网络传送到远程数据接收及分析服务中心。
【专利说明】基于GPRS的电梯振动信号检测系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电梯振动信号检测系统，尤其是涉及一种基于GPRS的电梯振动 信号检测系统。
【背景技术】
[0002] 根据2013年全球及中国电梯行业研究报告：在欧洲电梯行业低迷，美国电梯市场 缓慢复苏的背景下，2012年中国电梯产量52. 9万台，同比增长17. 56%，增速放缓，但产量 依旧居全球第一。因此，跨国电梯企业在华扩张纷纷提速。在这种电梯产销增速放缓、保有 量不断增加的情况下，中国电梯后市场前景乐观。
[0003] 中国电梯行业协会统计数据显示，截至2012年，中国电梯保有量已超过245万台。 在2012这一年，中国共发生电梯事故36起，死亡28人，受伤15人，一年间发生的电梯故障 中，有52 %是由于维保没有到位造成的。按电梯平均寿命20年测算，我国已进入电梯老化 的重要时期。由于种种原因，有多少电梯超期服役和带病运行，尚没有一个清楚的数据，这 部分电梯安装之后，乘运质量的检测频率远远低于实际要求。以杭州为例，使用超过15年 的电梯约占电梯总量的10%。对这部分老龄化电梯而言，定期对它们的乘运质量进行检测， 预防电梯事故，显得更加急迫和重要。
[0004] 当前，我国有电梯制造厂家和配件厂近300家，从事电梯安装、改造、维修保养的 单位有几千家，从业人员几十万。这就造成以下几个问题：从事电梯维修保养的工作人员良 莠不齐，对电梯的故障预判不是很准确；虽然有些大企业有自己专门的维保的人员，但是这 些公司的产品销售区域相对比较广，技术人员很难做到定期的对公司的安装电梯进行维护 保养。为了解决以上的问题，就需要一套操作简单的远程电梯乘运质量检测系统，对同一区 域的电梯的进行集中管理，将它们的运行状况通过某种远程传送模式传送到一个固定的服 务中心，由特定的管理人员进行分析，做出预判。
[0005] 当下有几套比较常用的电梯振动信号检测系统，例如：
[0006] 1)美国PMT公司开发的EVA-625电梯乘运质量检测分析仪，能够记录和分析电梯 的振动情况。将EVA-625放在一台电梯内，与其随行，便能记录电梯的运行状态随时间变化 的全面情况。随后将记录的信息下载至PC机，使用随机提供的电梯振动分析工具软件进行 分析。
[0007] 2)TUV SUD南德意志集团的电梯诊断系统ADIASYSTEM，ADIASYSTEM是一套运用计 算机对电梯和自动扶梯进行测量并对测试结果进行适当记录的系统方法。全套工具包括测 量仪器和专用的软件工具。通过笔记本电脑和专门开发的电子传感器各种相关的安全方面 在现场被直接记录下来。
[0008] 这些电梯振动信号检测系统的硬件部分携带性不是很好，而且成本比较高，对维 护保养工作人员专业素质要求较高；专业维保人员需要带着这些仪器到现场进行测量，所 以，它们并没有解决电梯分布广，普通电梯维护保养工作人员较难适应的问题。
【发明内容】
[0009] 本发明所要解决的技术问题是克服上述【背景技术】的不足，本发明提供一种基于 GPRS电梯振动信号检测系统，通过远程采集振动信号后进行分析，计算相应的振动数值，以 便于判断电梯的乘运质量，降低电梯发生故障的概率。
[0010] 为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：
[0011] 基于GPRS的电梯振动信号检测系统，其特征在于，该系统包括电梯轿厢振动信号 采集及无线数据发送装置、无线数据接收及GPRS远程数据传送器、远程数据接收及分析服 务中心；电梯轿厢振动信号采集及无线数据发送装置安放在电梯轿厢上，通过一对无线数 传模块将采集到的振动信号的数据传送到无线数据接收及GPRS远程数据传送器上，然后 无线数据接收及GPRS远程数据传送器上的GPRS模块将数据通过GPRS网络传送到远程数 据接收及分析服务中心。
[0012] 所述的电梯轿厢振动信号采集及无线数据发送装置包括：数据存储单元、程序存 储单元、振动采集模块、DSP主处理芯片、无线数传模块、电源管理模块；DSP主处理芯片通 过SPI接口分别与程序存储单元、振动采集模块、无线数传模块连接；DSP主处理芯片与数 据存储单元通过EMIF接口相互连接；电源管理模块分别与数据存储单元、程序存储单元、 振动采集模块、DSP主处理芯片、无线数传模块连接。
[0013] 所述的无线数据接收及GPRS远程数据传送器包括：无线数传模块、电源管理模 块、单片机、数据存储单元、数模转换模块、GPRS模块；单片机通过P2端口与无线数传模块 连接；单片机通过并行IO 口与数据存储单元相连；单片机通过UART与数模转换模块连接； 数模转换模块通过串行线与GPRS模块连接；电源管理模块分别与无线数传模块、单片机、 数据存储单元、数模转换模块连接；GPRS模块采用外部5V电源。
[0014] 本发明的工作原理是：第一步骤，如图3所示，将电梯轿厢振动信号采集及无线数 据发送装置安放在电梯轿厢上，控制数字加速度传感器进行对振动信号的采集，DSP处理器 对采集到的振动信号进行分析和处理；
[0015] 第二步骤，如图4所示，DSP处理器将分析处理后的振动信号，通过一对无线数传 模块采用射频的技术方式传送到无线数据接收及GPRS远程数据传送器上；
[0016] 第三步骤，无线数据接收及GPRS远程数据传送器将接收到的振动信号分类打包 处理，通过GPRS模块将信号发送到远程数据接收及分析服务中心。
[0017] 本发明的有益效果是：本发明采集振动数据，通过GPRS的方式传送到远程服务中 心，减少了电梯的维护保养工作量和对维护保养人员的技术水平要求，也使成本大大降低； 当下，GPRS网络的覆盖面积相当广泛，这样就很容易将电梯分散广、数据采集困难的问题解 决；管理人员可以在固定的服务中心，将各个点的电梯的速度数据收集过来，对电梯的乘运 质量进行判断，进行电梯故障预测，减少生命财产的损失。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是本发明的整体结构示意图。
[0019] 图2是本发明的电路原理框图。
[0020] 图3是电梯轿厢振动信号采集及无线数据发送装置的单片机控制程序流程图；
[0021] 图4是无线数据接收及GPRS远程数据传送器的单片机控制程序流程图。
[0022] 图5-1到图5-9是本发明的电路结构示意图。
[0023] 图中：1.数据存储单元；2.程序存储单元；3.振动采集模块；4. DSP主处理芯片； 5.无线数传模块；6.电源管理模块；7.无线数传模块；8.电源管理模块；9.单片机；10.数 据存储单元；11.数模转换模块；12. GPRS模块。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。
[0025] 如图1所示，一种基于GPRS的电梯振动信号检测系统，包括电梯轿厢振动信号采 集及无线数据发送装置、无线数据接收及GPRS远程数据传送器、远程数据接收及分析服务 中心。电梯轿厢振动信号采集及无线数据发送装置安放在电梯轿厢上，该电梯轿厢振动信 号采集及无线数据发送装置通过一对无线数传模块将采集到的振动信号的数据传送到无 线数据接收及GPRS远程数据传送器上，然后无线数据接收及GPRS远程数据传送器上的 GPRS模块将数据通过GPRS方式传送到远程数据接收及分析服务中心，由远程数据接收及 分析服务中心的PC机进行数据分析。
[0026] 如图2、图5-1到图5-9所示，所述的电梯轿厢振动信号采集及无线数据发送装 置包括：数据存储单元1、程序存储单元2、DSP主处理芯片3及其外围电路、振动采集模块 4 (可采用现有成熟模块，通过接口与DSP主处理芯片3连接）、无线数传模块5、电源管理 模块6 ;DSP主处理芯片通过SPI接口分别与程序存储单元、振动采集模块、无线数传模块连 接，DSP主处理芯片3与数据存储单元1通过EMIF接口相互连接；电源管理模块6分别与 数据存储单元1、程序存储单元2、DSP主处理芯片3、振动采集模块4、无线数传模块5连接。
[0027] 如图2、图5-1到图5-9所示，所述的DSP主处理芯片型号为TMS320VC5509A ; 数据存储单元采用的芯片型号为HY57V641620FTP-7 ;程序存储单元采用的芯片型号为 AT25F1024AN-10SU-2. 7 ;振动采集模块4的数字加速度传感器为ADXL345 ;无线数传模块采 用nRF24L01+芯片；电源管理模块中使用芯片TPS767D301将接入的5V电压转化为系统需 要的3. 3V和I. 6V电压；以上均为推荐型号，可使用功能类似的型号予以代替。
[0028] DSP主处理芯片8的CLKXO、XF、DXO、FSRO、DRO引脚连接振动采集模块4, DSP主 处理芯片8的CLKXO、DXO、DRO、GPI04引脚连接程序存储单元7,所述程序存储单元7连接 有用于稳定程序烧写的存储器（所述存储器推荐采用AT25F1024N-10SI-2. 7)，DSP主处理 芯片8的6?106、6?107、521/1)1?2、523/1?2、7^万引脚连接无线数传模块9;05?主处理芯片 8的D0-D15引脚与数据存储单元的芯片的D0-D15引脚连接，DSP主处理芯片8的AO引脚 与数据存储单元的芯片的BAl引脚连接，DSP主处理芯片8的Al-AlO引脚与数据存储单元 的芯片的A0-A9引脚连接，DSP主处理芯片8的A12、A13引脚分别与数据存储单元的芯片 的A12、BA0引脚连接，DSP主处理芯片8的C4、C13、C8、C9、C10、C11、C12、C14引脚分别与 数据存储单元的芯片的^、A10/AP、LDQM、UDQM、RAS、己否、^、CLK引脚连接。
[0029] 所述电源管理模块10的芯片的INl和IN2引脚分别接入+5V电压，INl与GND引 脚之间跨接电容⑶4-1，IN2引脚与GND引脚（接地）之间跨接电容⑶4-2, INl引脚对应 的OUTl引脚FB引脚之间依次并联电阻RU4-1、电容CU4-3、电解电容CU4-4、电容CU4-5， 电阻RU4-1、电容CU4-3之间串联电阻RU4-2,电阻RU4-2与电容CU4-3之间接地，经过上 述电阻RU4-1、RU4-2配比，以及电容CU4-3、电解电容CU4-4、电容CU4-5稳压后OUTl引脚 输出I. 6V，对振动采集模块、DSP主处理芯片供电，同时OUTl引脚连接有电阻RL 6和二极 管LI. 6,电容Cl 1-C20相互并联后与OUTl引脚连接，构成DSP稳压电路；IN2引脚对应的 0UT2引脚与RESET2引脚之间跨接电阻RU4-3,0UT2引脚以及其中一个NC引脚连接后通过 相互并联的电容⑶4-6、电解电容⑶4-7、电容⑶4-8接地，经过上述电阻RU4-3配比，电容 ⑶4-6、电解电容⑶4-7、电容⑶4-8稳压后输出3. 3V电压，对程序存储单元7、振动采集模 块4、数据存储模块7、DSP主处理芯片8、无线数传模块9供电，同时0UT2引脚连接有电阻 R3. 3和二极管L3. 3,电容C1-C8相互并联后与0UT2引脚连接，构成DSP稳压电路。
[0030] DSP主处理芯片8的外围电路中，晶振Yl和电容CY1-1、CY1-2构成晶振电路，晶 振Yl的两端并联在DSP主处理芯片8的XI、X2/CLKIN引脚；电压监控器SP708R的^引 脚连接复位开关，瓦牙引脚连接DSP主处理芯片8的i?嫌r引脚;DSP主处理芯片8还连 接有JTAG接口电路，此连接为常规连接方式，在此不作详细介绍。
[0031] 如图2、图5-1到图5-9所示，所述的无线数据接收及GPRS远程数据传送器包括：无线数传模块7、电源管理模块8、单片机9、数据存储单元10、数模转换模块11、GPRS模块 12 ;单片机9通过P2端口与无线数传模块7连接；单片机9通过并行IO 口与数据存储单元 10相连；单片机9通过UART与数模转换模块11连接；数模转换模块11通过串行线与GPRS 模块连接；电源管理模块8分别与无线数传模块7、单片机9、数据存储单元10、数模转换模 块10连接；GPRS模块12采用外部5V电源。
[0032] 如图2、图5-1到图5-9所示，所述的无线数传模块采用的是nRF24L01+芯片； 电源管理模块中芯片SPX1117-3. 3将外接的5V电压转化为3. 3V电压；单片机型号为 MSP430F149IPM ;数据存储单元采用K9F1208U0M-PIB0型号芯片；数模转换模块型号为 MAX232ACPE ;使用的GPRS模块为USR-GPRS232-700 ;以上均为推荐型号，可使用功能类似的 型号予以代替。芯片与芯片之间的引脚连接，以及各芯片自身的外围电路为常规技术，在此 不一一列举。
【权利要求】
1. 一种基于GPRS的电梯振动信号检测系统，其特征在于，该系统包括电梯轿厢振动信 号采集及无线数据发送装置、无线数据接收及GPRS远程数据传送器、远程数据接收及分析 服务中心；电梯轿厢振动信号采集及无线数据发送装置安放在电梯轿厢上，通过一对无线 数传模块将采集到的振动信号的数据传送到无线数据接收及GPRS远程数据传送器上，然 后无线数据接收及GPRS远程数据传送器上的GPRS模块将数据通过GPRS方式传送到远程 数据接收及分析服务中心。
2. 根据权利要求1所述的一种基于GPRS的电梯振动信号检测系统，其特征在于，所 述的电梯轿厢振动信号采集及无线数据发送装置包括：数据存储单元（1)、程序存储单元 (2)、DSP主处理芯片（3)、振动采集模块（4)、无线数传模块（5)、电源管理模块（6) ;DSP主 处理芯片（3)与数据存储单元（1)通过EMIF接口相互连接；电源管理模块（6)分别与数 据存储单元（1)、程序存储单元（2)、DSP主处理芯片（3)、振动采集模块（4)、无线数传模块 (5)连接。
3. 根据权利要求1所述的一种基于GPRS的电梯振动信号检测系统，其特征在于，所述 的无线数据接收及GPRS远程数据传送器包括：无线数传模块（7)、电源管理模块（8)、单片 机（9)、数据存储单元（10)、数模转换模块（11)、GPRS模块（12);单片机（9)通过P2端口 与无线数传模块（7)连接；单片机（9)通过并行IO 口与数据存储单元（10)相连；单片机 (9)通过UART与数模转换模块（11)连接；数模转换模块（11)通过串行线与GPRS模块连 接；电源管理模块（8)分别与无线数传模块（7)、单片机（9)、数据存储单元（10)、数模转换 模块（10)连接；GPRS模块（12)采用外部5V电源。
【文档编号】B66B5/00GK104310138SQ201410414957
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年8月21日 优先权日:2014年8月21日
【发明者】杜小强, 潘珂, 杨红江, 李雪荣, 姚莉嵩, 刘涛 申请人:浙江理工大学, 巨人通力电梯有限公司