本發(fā)明涉及電氣控制領(lǐng)域，具體涉及的是一種基于加速度傳感器的電梯轎廂門狀態(tài)檢測報警裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著城市化進(jìn)程的不斷發(fā)展，高層建筑的數(shù)量不斷增加。電梯，作為人們?nèi)粘３鲂械闹匾煌üぞ弑淮罅堪惭b在高層建筑內(nèi)。近年來，電梯安全事故頻發(fā)，嚴(yán)重影響人們的日常生活，甚至危及人們的生命安全。

國家質(zhì)檢總局特種設(shè)備安全監(jiān)察局越來越重視電梯安全，出臺了多個標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，其中《電梯應(yīng)急處置平臺技術(shù)規(guī)范》作為特種設(shè)備領(lǐng)域的首個團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，在2016年1月1日正式施行，標(biāo)志著電梯應(yīng)急處置步入規(guī)范化道路。

根據(jù)各地市電梯應(yīng)急處置中心對電梯困人、傷人及安全事故的統(tǒng)計(jì)，分析出：電梯的老齡化、維保不到位是事故發(fā)生的主要原因。

目前國內(nèi)的電梯維保主要是電梯公司的半月維保和電梯年檢。這種維保模式比較被動，因?yàn)楦鱾€電梯的使用次數(shù)不同，相對應(yīng)的電梯損耗程度也不同，因此應(yīng)該采用按需維保的模式。

目前加速度傳感器沒有在電梯安全監(jiān)測領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，并且現(xiàn)在授權(quán)公開的專利僅僅應(yīng)用加速度傳感器檢測電梯運(yùn)行時的速度以及電梯的運(yùn)行距離等，還沒有基于加速度傳感器用于電梯轎廂門狀態(tài)檢測和報警的裝置及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于加速度傳感器的電梯轎廂門狀態(tài)檢測報警裝置，其獨(dú)立于電梯的電氣控制系統(tǒng)，不影響電梯原有的控制器正常工作。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種基于加速度傳感器的電梯轎廂門狀態(tài)檢測報警裝置，其中，包括加速度傳感器模塊、微控制器模塊、實(shí)時時鐘模塊、存儲器模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控后臺和電源模塊；

該加速度傳感器模塊：采集電梯轎廂門開、關(guān)時水平方向的加速度以及電梯運(yùn)行時垂直方向的加速度；

該微控制器模塊：處理加速度傳感器采集的信號，判定電梯轎廂門狀態(tài)，并分析出電梯故障信息及故障預(yù)警信息；

該實(shí)時時鐘模塊：提供系統(tǒng)時間；

該存儲器模塊：存儲電梯故障數(shù)據(jù)、故障預(yù)警信息以及轎廂門開、關(guān)次數(shù)；

該網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊：將微控制器模塊處理分析的電梯故障數(shù)據(jù)及故障預(yù)警信息傳輸至電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控后臺，并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊對所述裝置系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)校時；

該電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控后臺：接收電梯故障信息及故障預(yù)警信息，并通知電梯維保單位對電梯進(jìn)行維保。

進(jìn)一步，該裝置還包括人機(jī)交互模塊，所述的人機(jī)交互模塊具有：

sos一鍵報警模塊，用于電梯乘客在遇到緊急情況一鍵報警求救，報警信號傳輸?shù)轿⒖刂破髂K，微控制器模塊通過所述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊傳輸?shù)诫娞葸h(yuǎn)程監(jiān)控后臺，電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控后臺再通知維保單位或者政府救援機(jī)構(gòu)展開救援；

led狀態(tài)指示燈模塊，用于顯示所述裝置的網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)以及電梯故障狀態(tài)。

進(jìn)一步，該加速度傳感器模塊為雙軸或多軸加速度傳感器，其采集轎廂門開、關(guān)時水平方向的加速度參數(shù)以及電梯運(yùn)行時垂直方向的加速度參數(shù)。

進(jìn)一步，該微控制器模塊根據(jù)加速度傳感器模塊采集的電梯轎廂門開、關(guān)時水平方向的加速度信號以及電梯運(yùn)行時垂直方向的加速度信號，實(shí)時計(jì)算分析出轎廂門移動時水平方向的速度v1、轎廂門單次單向移動的距離sc、單向移動的距離s1、單向最大移動距離smax、開關(guān)門次數(shù)c1以及垂直方向的速度v2；該存儲器保存轎廂門移動時水平方向的速度v1、轎廂門單次單向移動的距離sc、單向移動的距離s1、單向最大移動距離smax、開關(guān)門次數(shù)c1以及垂直方向的速度v2。

進(jìn)一步，該電梯故障數(shù)據(jù)及故障預(yù)警信息包括：若電梯轎廂門不能開或關(guān)到位則通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊上報監(jiān)控后臺；若門開時,v2不為0，則判定為運(yùn)行中開門故障，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊上報監(jiān)控后臺；若門開、關(guān)的次數(shù)超過閾值th,則通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊上報聯(lián)動轎廂門機(jī)械裝置的故障預(yù)警信息到遠(yuǎn)程監(jiān)控后臺。

本發(fā)明還提供一種基于加速度傳感器的電梯轎廂門狀態(tài)檢測報警方法，其中，包括如下步驟：

①由加速度傳感器模塊采集轎廂門開、關(guān)時水平方向的加速度參數(shù)a1以及電梯運(yùn)行時垂直方向的加速度參數(shù)a2，并同時由實(shí)時時鐘模塊獲取電梯運(yùn)行時刻t；

②微控制器模塊計(jì)算分析出轎廂門移動時水平方向的速度v1、轎廂門單次單向移動的距離sc、單向移動的距離s1、開關(guān)門次數(shù)c1以及垂直方向的速度v2；

③若s1＜smax,則電梯轎廂門打開或關(guān)閉沒有到位,上報轎廂門打開或關(guān)閉不到位故障到電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控后臺；

若同一時刻，轎廂門移動時水平方向的速度v1≠0且電梯垂直方向的速度v2≠0，則上報電梯運(yùn)行中開門故障到電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控后臺；

開關(guān)門次數(shù)c1為轎廂門單向移動的次數(shù)總和，當(dāng)開關(guān)門次數(shù)超過閾值即c1＞th時，上報聯(lián)動轎廂門機(jī)械裝置的故障預(yù)警信息到電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控后臺。

進(jìn)一步，所述轎廂門移動時水平方向的速度v1、轎廂門單次單向移動的距離sc的計(jì)算方法為對轎廂門移動時水平方向的加速度在時間域上一次積分得速度v1，兩次積分得單次單向移動距離sc；電梯運(yùn)行時垂直方向的速度v2的計(jì)算方法為垂直方向的加速度a2在時間域上一次積分得速度v2。

進(jìn)一步，單向最大移動距離smax為轎廂門任意一次從開始移動到停止移動的最大值；開關(guān)門次數(shù)c1為轎廂門移動時水平方向的速度v1由0變?yōu)榉?，再變?yōu)?這一過程的次數(shù)總和。

采用上述結(jié)構(gòu)和方法后，本發(fā)明涉及的一種基于加速度傳感器的電梯轎廂門狀態(tài)檢測報警裝置及方法，其創(chuàng)造性地提出了在電梯檢測報警領(lǐng)域使用加速度傳感器模塊，并可以實(shí)現(xiàn)對電梯轎廂門打開或關(guān)閉是否到位的監(jiān)測以及聯(lián)動轎廂門機(jī)械裝置有無故障。

再者，本發(fā)明還彌補(bǔ)了根據(jù)電梯轎廂門狀態(tài)進(jìn)行故障預(yù)警的空白。若門打開或關(guān)閉的次數(shù)超過閾值th時，自動發(fā)送聯(lián)動轎廂門的機(jī)械裝置故障預(yù)警信息到遠(yuǎn)程監(jiān)控后臺。

所述加速度傳感器模塊安裝在轎廂門上，其安裝數(shù)量由轎廂門的扇數(shù)決定。比如大部分轎廂門為雙扇中分門，則在兩扇門上分別安裝1個所述的加速度傳感器。本發(fā)明對加速度傳感器的安裝位置沒有嚴(yán)苛的要求，只要安裝在轎廂門上即可。該加速度傳感器模塊獲取的加速度參數(shù)既可以是模擬量又可以是數(shù)字量。如果采集的加速度參數(shù)是模擬量，則通過ad轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。

所述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊支持多種模式傳輸，既包括rj45接口的以太網(wǎng)，又可以包括無線網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)可以解決電梯井道內(nèi)施工困難的問題。

所述實(shí)時時鐘模塊提供系統(tǒng)時間，為了保證系統(tǒng)時間的準(zhǔn)確性，每隔一段時間和遠(yuǎn)程監(jiān)控后臺同步時間，并且實(shí)現(xiàn)同步時間的時間間隔用戶可配置。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種基于加速度傳感器的電梯轎廂門狀態(tài)檢測報警方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明一種基于加速度傳感器的電梯轎廂門狀態(tài)檢測報警裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例來對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。

參見圖1和圖2，本發(fā)明所述的一種基于加速度傳感器的電梯轎廂門狀態(tài)檢測報警裝置及方法，所述裝置包括加速度傳感器模塊、微控制器模塊、實(shí)時時鐘模塊、存儲器模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控后臺和電源模塊。

加速度傳感器模塊采集的電梯轎廂門開、關(guān)時水平方向的加速度信號以及電梯運(yùn)行時垂直方向的加速度信號傳輸?shù)轿⒖刂破髂K，微控制器模塊實(shí)時計(jì)算分析出轎廂門移動時水平方向的速度v1、轎廂門單次單向移動的距離sc、單向移動的距離s1、單向最大移動距離smax、開關(guān)門次數(shù)c1以及垂直方向的速度v2。

存儲器保存轎廂門移動時水平方向的速度v1、轎廂門單次單向移動的距離sc、單向移動的距離s1、單向最大移動距離smax、開關(guān)門次數(shù)c1以及垂直方向的速度v2等數(shù)據(jù)。

微控制器根據(jù)上述幾個參數(shù)的組合，邏輯判斷轎廂門狀態(tài)、電梯故障預(yù)警信息及電梯故障信息。

若v1由0變?yōu)榉?,則門為打開狀態(tài)，直到s1等于smax時，為門打開到位狀態(tài)；若v1為0，s1等于0或者v1由非零變?yōu)?且s1等于smax，為門關(guān)閉到位狀態(tài)。

若電梯轎廂門不能開或關(guān)到位，則通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊上報監(jiān)控后臺；若門開時,v2不為0，則判定為運(yùn)行中開門故障，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊上報監(jiān)控后臺；若門開、關(guān)的次數(shù)超過閾值th,則通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊上報聯(lián)動轎廂門機(jī)械裝置的故障預(yù)警信息到遠(yuǎn)程監(jiān)控后臺。電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控后臺若收到電梯故障信息或電梯故障預(yù)警信息，則會主動通知維保單位進(jìn)行維保及救援。

前述加速度傳感器可以安裝在電梯轎廂門上的任意位置。其安裝數(shù)量由轎廂門的扇數(shù)決定。比如大部分轎廂門為雙扇中分門，則在兩扇門上分別安裝1個所述的加速度傳感器。

前述加速度傳感器既可以是雙軸也可以是多軸的，采用mma8451q三軸加速度傳感器或其他型號。其采集轎廂門開、關(guān)時水平方向的加速度參數(shù)以及電梯運(yùn)行時垂直方向的加速度參數(shù)既可以是模擬量又可以是數(shù)字量。如果采集的加速度參數(shù)是模擬量，則通過ad轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。

前述人機(jī)交互模塊中的sos一鍵報警模塊，用于電梯乘客在遇到緊急情況一鍵報警求救，報警信號傳輸?shù)轿⒖刂破?，微控制器通過所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊傳輸?shù)诫娞葸h(yuǎn)程監(jiān)控后臺，監(jiān)控后臺自動通知維保單位或者政府救援機(jī)構(gòu)展開救援。

前述人機(jī)交互模塊中的led狀態(tài)指示燈模塊，用于顯示前述裝置的網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)以及電梯故障狀態(tài)。

前述網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊既包括rj45接口的以太網(wǎng)，又包括無線網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)可以解決電梯井道內(nèi)施工困難的問題。

前述實(shí)時時鐘模塊提供系統(tǒng)時間。為了保證系統(tǒng)時間的準(zhǔn)確性，每隔一段時間會和遠(yuǎn)程監(jiān)控后臺同步時間，并且同步時間的時間間隔用戶可配置。

前述加速度傳感器采集轎廂門開、關(guān)時水平方向的加速度參數(shù)以及電梯運(yùn)行時垂直方向的加速度參數(shù)，從前述實(shí)時時鐘模塊獲取電梯運(yùn)行時刻。計(jì)算分析出轎廂門移動時水平方向的速度v1、轎廂門單次單向移動的距離sc、單向移動的距離s1、開關(guān)門次數(shù)c1以及垂直方向的速度v2。

假設(shè)t0時刻轎廂門開始移動，v1為0，在t1時刻轎廂門加速移動結(jié)束，開始勻速移動，則轎廂門加速移動的距離為：

轎廂門經(jīng)過一段時間的勻速移動后，t2時刻開始減速移動，則轎廂門勻速移動的距離為：

轎廂門經(jīng)過一段時間的減速移動后，t3時刻v1減為0，則轎廂門減速移動的距離為：

電梯轎廂門開始打開或關(guān)閉時，直到v1減為0,單次單向移動的距離sc為：

sc＝si+sj+sk…………………………….公式四

電梯轎廂門打開或關(guān)閉時單向移動的距離其中i代表任意一次轎廂門的單向移動，n代表在一個完整的單向移動過程中轎廂門移動的總次數(shù)。若s＞smax，則更新smax＝s。若s＜smax,則電梯轎廂門打開或關(guān)閉沒有到位。若smax＝s,則電梯轎廂門打開或關(guān)閉到位。

t0時刻轎廂門開始移動，則td時刻轎廂門移動時水平方向的速度v1為：

tb時刻電梯在垂直方向開始移動，則te時刻電梯垂直方向的速度v2為：

若s＜smax,則電梯轎廂門打開或關(guān)閉沒有到位,上報轎廂門打開或關(guān)閉不到位故障到電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控后臺。

若同一時刻，轎廂門移動時水平方向的速度v1≠0且電梯垂直方向的速度v2≠0，則上報電梯運(yùn)行中開門故障到電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控后臺。開關(guān)門次數(shù)c1為轎廂門單向移動的次數(shù)總和，當(dāng)開關(guān)門次數(shù)超過閾值即c1＞th時，上報聯(lián)動轎廂門機(jī)械裝置的故障預(yù)警信息到遠(yuǎn)程監(jiān)控后臺。

電梯故障和故障預(yù)警信息是由微控制器存儲到存儲器，并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊上報電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控后臺。

電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控后臺在接收到電梯故障預(yù)警信息后，自動通知電梯維保單位進(jìn)行維保，做到有效避免電梯故障發(fā)生。

電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控后臺在接收到電梯故障信息后，自動通知電梯維保單位進(jìn)行維保，提高維保的主動性，有效減少電梯安全事故的發(fā)生。所述的一種基于加速度傳感器的電梯轎廂門狀態(tài)檢測和報警裝置及方法，可以提高電梯維保的主動性、有效性及科學(xué)性，可以提高電梯運(yùn)行的安全指數(shù)，可以減少電梯安全事故的發(fā)生。

上述實(shí)施例和圖式并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。