一种楼层和平层识别系统和识别方法与流程

本发明涉及电梯领域，具体为一种楼层和平层识别系统和识别方法。

背景技术：

1、在传统的电梯系统中，大多使用平层开关实现平层感知功能，以确保轿厢可以准确停靠在每一层的平层位置；但单独使用平层开关无法获得楼层信息，往往需要在电梯投入正常使用前，通过综合平层开关/端站信号/编码器进行井道学习后，方可准确识别平层和楼层；

2、随着物联网技术的发展和行业升级的迫切需求，传统的电梯行业也已迎来物联网改造的大潮；受限于电梯特种装备的属性以及改装难度，在传统电梯系统上增加物联网功能时往往无法对电梯原系统进行深度改装，而仅允许在不影响电梯原系统的前提下获取电梯运行参数；在众多电梯运行参数中，“平层位置”和“楼层位置”是两个最基本的必须准确获取的参数。

3、“平层位置”的获取比较简单，在电梯原有的平层开关位置上增加一组或几组平层开关即可，但“楼层位置”的获取同样需要依靠一个额外的楼层基准间接实现；目前加装楼层基准的普遍方式是在轿顶额外安装一套感应开关，并在基准层的井道/导轨/或隔磁板上安装相应的触发装置，但这种楼层基准方案存在以下几个突出的问题：

4、安装复杂：

5、受限于轿顶空间和结构的多样性，往往需要额外安装能承载楼层基准的结构件。

6、可靠性低：

7、在轿厢长期运行环境下，额外的结构件易出现位置偏移导致基准失效。

8、易干扰原电梯系统：

9、部分楼层基准方案是通过在楼层基准层的隔磁板上安装强磁铁实现；但如果电梯原有的平层开关使用的是磁感方式，则极易受此磁铁干扰导致电梯平层故障；

10、成本高：

11、无论是安装成本，还是物料成本，都比较高，不利于推广；

12、d1：cn101381042a公开了一种基于rfid技术的电梯定位方法，是通过以下步骤实现的：在井道和电梯轿厢上安装好相应射频设备；系统实时读取所有射频标签的信号强度，并传回系统；系统根据射频阅读器传来的数据，通过算法确定电梯轿厢位置；系统根据电梯轿厢位置自动控制电梯运行。

13、其说明书34-35段记载：可以确定，轿厢在楼层k与楼层l之间，并且更靠近楼层k。而一旦电梯平层开关动作，系统就可以确定电梯已经在楼层k的相应的平层位置；利用rfid技术，根据无线信号传播规律(即：接收方测得的信号强度越强，发送方距离接收方往往越近；接收到的信号强度越弱，发送方距离往往越远。因此，通过测量接收到的信号强度可以推算出移动台到基站的距离)，结合无线信号“距离—损耗”模型，通过实时读取射频标签的信号强度，并通过有效的算法，对电梯进行定位。该方法可以使电梯无需自学习，辅助电梯有效运行，不依赖以前数据，功能易扩展。

14、d2：cn206336872u公开了一种电梯物联网监测管理装置涉及电梯设备管理领域，是由轿厢、传感器采集、图像采集和维保企业监控终端构成，其所述的轿厢内设有传感器采集装置、图像采集装置和rfid识别采集装置，所述的传感器采集、图像采集和rfid识别采集装置均与电梯信号采集处理器连接，所述的电梯信号采集处理器与云计算联接，云计算、internet和移动互联网互相联接，所述的维保企业监控终端与internet联接。本实用新型的一种电梯物联网监测管理装置，实现电梯运营状态记录、故障识别、实时报警、困人解救等安全监控功能。对电梯运营状态及故障做在线实时分析，经由无线网络将电梯运营及故障数据传输至服务器平台，同时经由电梯运营安全监控系统采集的电梯运营数据。

15、但是该方案并未说明rfid识别采集装置的作用。

16、可见现有技术提出了rfid楼层识别和平层开关进行平层定位的结合来实现楼层和平层检测。

17、现有技术存在的问题在于：平层开关和rfid识别采集装置大多为分体式，分体式的结构具有如下缺陷：电梯中能方便后装平层开关和楼层识别装置的位置很有限，最合适的位置就是在电梯原平层开关的安装位置加装。如果不将平层感应和楼层识别集成，而是在原平层开关位置分别后装一个平层开关和一个楼层识别装置，则会导致安装空间更受限，安装更麻烦。同时也导致硬件成本更高，安装布署成本也更高。而电梯后装物联网市场是成本敏感的市场，较高的硬件和安装布署成本将导致该方式无法真正实施落地，失去了产品最终服务于市场的意义。

18、但是如果将rfid识别采集装置和平层开关进行结合，将rfid识别采集装置集成到平层开关后，我们又发现存在如下问题：

19、1：首先，将平层开关和rfid近场感应技术集成在传统平层开关尺寸内，有一定的结构设计和电路设计上的难度。

20、2：其次，与其配套的rfid卡在实际应用场景下是需要贴在金属材质(一般是铁质)的平层遮板上的，而金属将对rfid工作的电磁场产生非常严重的衰减，所以必须在rfid卡和金属之间贴上导磁材料以降低金属对rfid工作的影响。

21、3：即使贴上导磁材料，因rfid近场工作的距离本身就很有限，加上金属遮板不可避免的吸收衰减，如果不优化rfid读卡器端的工作性能，以及rfid卡的工作性能，同样无法保障稳定的读卡。

22、所以本案解决的核心问题是：如何在将rfid读卡器集成到平层开关后能够保证rfid读卡器和rfid卡之间灵敏的信息读取。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种楼层和平层识别系统，我们在研究中发现，如果要达到在极为有限的面积内实现灵敏的信息读取，需要在读卡器的线圈设计、导磁材料层的选择和设计方面要进行明显优化，以提高信息传输的灵敏性。

2、经过反复测试，我们确定了所述rfid读卡器内的线圈的阻抗为50～70ohm；所述导磁材料层的厚度为0.18-0.22mm；所述导磁材料层中的导磁材料的相对磁导率为45-55；rfid卡的谐振频率为13.4mhz-14.2mhz可以实现受限面积前提下的信息的灵敏传输。

3、同时，本发明还提供一种楼层和平层识别方法。

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种楼层和平层识别系统，包括平层开关、若干竖直布置的隔板，所述隔板由下而上依次布置在电梯井内；所述平层开关为u型，所述平层开关具有两个臂；所述平层开关升降时，所述隔板穿过所述平层开关的凹部；

5、选择至少一块隔板作为基准隔板；

6、所述基准隔板上贴附有rfid卡，rfid卡与所述隔板间涂覆有导磁材料层；所述平层开关的一个臂内设有rfid读卡器；

7、所述rfid读卡器内的线圈的阻抗为50～70ohm；

8、所述导磁材料层的厚度为0.18-0.22mm；所述导磁材料层中的导磁材料的相对磁导率为45-55；rfid卡的谐振频率为13.4mhz-14.2mhz。

9、在上述的楼层和平层识别系统中，所述rfid读卡器内的线圈的尺寸为44mm*23mm。

10、在上述的楼层和平层识别系统中，所述平层开关的两个臂的内侧的间距为30mm；所述平层开关的两个臂的外侧的间距为65mm；所述rfid读卡器位于靠近其中一个臂的内侧的位置。

11、在上述的楼层和平层识别系统中，所述平层开关的两个臂上分别设有光电发射模块和光电接收模块以及主控模块；所述主控模块和光电发射模块、光电接收模块电连接。

12、在上述的楼层和平层识别系统中，所述光电发射模块包括上下布置的第一发射端和第二发射端；所述光电接收模块包括第一接收端和第二接收端；所述第一发射端和第一接收端正对；所述第二发射端和第二接收端正对。

13、在上述的楼层和平层识别系统中，所述第一发射端和第二发射端交替发射光脉冲信号；所述光脉冲信号的占空比小于10％；优选小于5％；优选小于3％；优选小于2％。

14、在上述的楼层和平层识别系统中，所述隔板为金属板。

15、在上述的楼层和平层识别系统中，所有的隔板均为基准隔板。

16、同时，本发明还公开了一种楼层和平层的识别方法，采用如上任一所述的系统进行楼层的识别和平层的识别；

17、所述rfid卡内含有楼层信息；通过rfid读卡器读取rfid卡，得到楼层信息；

18、所述平层开关用于判断电梯是否处于平层。

19、更为具体来说，所述方法具体为：

20、通过平层开关内的rfid读卡器读取rfid卡，得到基准隔板所在的楼层信息；

21、通过平层开关判断电梯是否处于平层以及轿厢处于上行还是下行状态，进而得到平层开关累积上升或下降层数，得到平层开关所处的楼层。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、通过对读卡器的线圈设计、导磁材料层的选择和设计优化，经过测试，其数据传输的可靠性为100％；完全满足本发明的测试要求。