專利名稱：無機(jī)房電梯檢測(cè)診斷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無機(jī)房電梯檢測(cè)診斷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)電梯乘坐的穩(wěn)定性、快速性等提出了越來越高的要求；現(xiàn)代電子技術(shù)、傳感技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，也促進(jìn)了電梯技術(shù)自動(dòng)化的發(fā)展。在電梯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，常常需要對(duì)眾多的電梯運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和歷史數(shù)據(jù)的保存，并借助便攜式大容量的存貯器進(jìn)行歷史的數(shù)據(jù)記錄和保存，作為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和宏觀控制檢修的依據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出 一種對(duì)電梯運(yùn)行參數(shù)可實(shí)時(shí)監(jiān)控，并可對(duì)電梯故障進(jìn)行智能診斷，并評(píng)判無機(jī)房電梯系統(tǒng)的健康狀況的無機(jī)房電梯檢測(cè)診斷系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的無機(jī)房電梯檢測(cè)診斷系統(tǒng)包括由數(shù)據(jù)采集、傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)組成。數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)包括單片機(jī)、與單片機(jī)相連的可控電源、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)據(jù)傳輸模塊，接口芯片，與接口芯片相接的傳感檢測(cè)裝置。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)采用上位計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，接收各個(gè)電梯上安裝的MCU，即數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。MCU測(cè)控系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊，優(yōu)選MAX232的通訊口與GPRS DTU傳輸模塊連接，每一個(gè)GPRSDTU傳輸模塊裝入一個(gè)中國移動(dòng)的數(shù)據(jù)SIM卡，這樣就可實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的測(cè)量。并采用自報(bào)、自報(bào)-確認(rèn)的通信體制，通過編制軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、選擇工作模式以及數(shù)據(jù)監(jiān)控的功能。 本發(fā)明具有數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確、及時(shí)、測(cè)點(diǎn)多、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，可滿足各種電梯運(yùn)行環(huán)境的需求，其不僅能夠記錄、傳輸數(shù)據(jù)，而且能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化管理，將各種數(shù)據(jù)信息按照使用者的要求進(jìn)行處理，進(jìn)一步的滿足測(cè)量要求。本系統(tǒng)長時(shí)間使用運(yùn)行穩(wěn)定，采集數(shù)據(jù)精度高，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量大。用戶通過交互界面可以獲得故障診斷結(jié)果，交互界面并進(jìn)行三種形式報(bào)警(顯示屏幕報(bào)警，聲音報(bào)警和撥號(hào)報(bào)警)，確保電梯所發(fā)生的故障能迅速引起工作人員的注意，及時(shí)排除。管理人員通過人機(jī)界面可以補(bǔ)充給故障診斷專家系統(tǒng)新的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)。


本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下的附圖和實(shí)施例給出
圖1是無機(jī)房電梯檢測(cè)診斷系統(tǒng)框 圖2是USB接口電路框圖； 圖3是無機(jī)房電梯檢測(cè)診斷系統(tǒng)的功能模塊及故障診斷系統(tǒng)；
圖4是神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)示意圖； 圖5是無機(jī)房電梯檢測(cè)診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意 圖6是分析程序?qū)Σ杉盘?hào)處理的流程 圖7是16路數(shù)據(jù)采集電路圖。 圖例1、輸出層，2、輸出模式，3、輸出神經(jīng)元，4、隱含神經(jīng)元，5、輸入神經(jīng)元，6、輸入模式，7、輸入層，8、隱含層。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明不受下述實(shí)施例的限制，可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實(shí)際情況來確定具體
3的實(shí)施方式。 實(shí)施例如圖1、2、3、5、7所示，無機(jī)房電梯檢測(cè)診斷系統(tǒng)包括由數(shù)據(jù)采集、傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)組成。數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)包括單片機(jī)、與單片機(jī)相連的可控電源、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)據(jù)傳輸模塊，接口芯片，與接口芯片相接的傳感檢測(cè)裝置。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)采用上位計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，接收各個(gè)電梯上安裝的MCU，即數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。MCU測(cè)控系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊，優(yōu)選MAX232的通訊口與GPRS DTU傳輸模塊連接，每一個(gè)GPRSDTU傳輸模塊裝入一個(gè)中國移動(dòng)的數(shù)據(jù)SIM卡，這樣就可實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的測(cè)量。并采用自報(bào)、自報(bào)-確認(rèn)的通信體制，通過編制軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、選擇工作模式以及數(shù)據(jù)監(jiān)控的功能。 本系統(tǒng)的核心是STC89C58RD單片機(jī)，該MCU芯片是STC公司生產(chǎn)的一款新型的單片機(jī)，它不僅兼容89C51單片機(jī)，還增加了很多功能，包括其內(nèi)部RAM區(qū)大，達(dá)到了 1280個(gè)字節(jié)，32K的FLASH供用戶存儲(chǔ)程序，還有16K的EEPR0M可以存儲(chǔ)大量的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并且內(nèi)部還集成了看門狗復(fù)位電路。這不僅使得下位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，也大大降低了成本。為了滿足系統(tǒng)采集精度要求，系統(tǒng)采用了 16位的AD7715模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片和高精度的基準(zhǔn)電源模塊AD780與之配合，AD7715是美國ADI公司生產(chǎn)的16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它具有0.0015%的非線性、片內(nèi)可編程增益放大器、差動(dòng)輸入、三線串行接口、緩沖輸入、輸出更新速度可編程等特點(diǎn)，適用于單通道低速小信號(hào)的采樣應(yīng)用。另外為了實(shí)現(xiàn)多路數(shù)據(jù)采集，還可以用ADG508多路轉(zhuǎn)換開關(guān)電路來擴(kuò)充，MAX232則實(shí)現(xiàn)了與上位機(jī)的串行通信，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有線或無線的傳送。另外在電梯的運(yùn)行過程中，涉及到大量的開關(guān)量信號(hào)，也可通過系統(tǒng)的相應(yīng)調(diào)理電路加以處理并送到MCU上。 在無機(jī)房電梯檢測(cè)診斷系統(tǒng)中，使用多種傳感檢測(cè)設(shè)備，其中使用溫度傳感器安裝在電機(jī)與井道壁上，檢測(cè)電機(jī)溫度和井道溫度；使用位移傳感傳感器和振動(dòng)傳感器安裝在轎箱上，檢測(cè)轎箱的位移和振動(dòng)；使用光電傳感器用于檢測(cè)門控系統(tǒng)。各種傳感檢測(cè)設(shè)備通過總線與主控主機(jī)相連接，與主機(jī)通信并實(shí)時(shí)傳輸檢測(cè)數(shù)據(jù)。在檢測(cè)到無機(jī)房電梯系統(tǒng)各種設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)之后，將多種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合，從中分析隱含在多種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中的綜合信息，利用模糊專家系統(tǒng)等人工智能技術(shù)，對(duì)電梯故障進(jìn)行智能診斷，并評(píng)判無機(jī)房電梯系統(tǒng)的健康狀況。 當(dāng)上位機(jī)接收到下位機(jī)MCU通過有線或無線方式傳送過來的數(shù)據(jù)信息后，上位機(jī)除了顯示當(dāng)前電梯運(yùn)行狀態(tài)各采集參數(shù)外，還需要根據(jù)所獲得的采集信號(hào)，建立樣本數(shù)據(jù)庫，上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線故障檢測(cè)，直接檢測(cè)故障信號(hào)，或根據(jù)檢測(cè)信號(hào)判斷故障，然后進(jìn)行故障報(bào)警。綜合數(shù)據(jù)庫用于存放反映系統(tǒng)當(dāng)前電梯狀態(tài)的事實(shí)數(shù)據(jù)，綜合數(shù)據(jù)庫分為動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫和靜態(tài)數(shù)據(jù)庫兩部分。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫用來存放實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)、推理過程的中間假設(shè)和最后結(jié)論；靜態(tài)數(shù)據(jù)庫則用來存放相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，如報(bào)警上、下限值，電梯運(yùn)行時(shí)間參數(shù)值等。由于進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷，對(duì)電梯而言現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的時(shí)序和時(shí)差是參數(shù)管理的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，為此需要對(duì)電梯在庫中分別建立一個(gè)時(shí)間數(shù)據(jù)表。知識(shí)庫主要功能是存貯和管理專家系統(tǒng)中的知識(shí)。知識(shí)庫中的知識(shí)主要有兩類一類是電梯領(lǐng)域中的公開知識(shí)，包括電梯各種運(yùn)行步驟、各種信號(hào)的邏輯關(guān)系和時(shí)間順序等；另一類是電梯故障診斷子系統(tǒng)中所用的知識(shí)大部分都是直覺知識(shí)，或者是經(jīng)驗(yàn)知識(shí)。 如圖2所示，CH375是南京沁恒電子有限公司生產(chǎn)的一種USB總線的通用接口芯
4片，支持USB-H0ST主機(jī)方式和USB-DEVICE/SLAVE設(shè)備方式。在本地端，CH375具有8位數(shù)據(jù)總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片機(jī)/DSP/MCU/MPU等控制器的系統(tǒng)總線上。CH375還內(nèi)置了處理Mass-Storage海量存儲(chǔ)設(shè)備的專用通訊協(xié)議的固件，外部單片機(jī)可以直接以扇區(qū)為基本單位讀寫常用的USB存儲(chǔ)設(shè)備(包括USB硬盤/USB閃存盤/U盤)。 如圖4所示，本系統(tǒng)中采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP模型實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的故障診斷。該算法具有全局最優(yōu)性、訓(xùn)練速度快、魯性強(qiáng)等特點(diǎn)，且計(jì)算量和存貯量?jī)H與基本BP算法相當(dāng)，非常適用實(shí)時(shí)應(yīng)用。將其用于電梯的故障診斷中，在很大程度上提了 BP算法的收斂速度及學(xué)習(xí)性能。電梯故障診斷的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型分為三層，分別為輸入層7、隱含層8和輸出層1。輸入層7節(jié)點(diǎn)即輸入神經(jīng)元5，其個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)于多少個(gè)故障現(xiàn)象；輸出層節(jié)點(diǎn)即輸出神經(jīng)元3，其個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)于多少個(gè)故障部位。輸出節(jié)點(diǎn)值的大小反映了故障出現(xiàn)的可能性。隱含層節(jié)點(diǎn)即隱含神經(jīng)元4，其個(gè)數(shù)可參照公式初步選取/ -V^T17 + S,其中M為輸出節(jié)點(diǎn)數(shù)，N為輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)，3為1至10的常數(shù)。 如圖6所示，在上位計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝分析程序。采樣時(shí)，先寫通訊寄存器，然后是寫設(shè)定寄存器，接著將采集信號(hào)輸入，隨后選擇工作模式，工作模式分為定時(shí)發(fā)送和自報(bào)式兩種，定時(shí)發(fā)送將采集信號(hào)轉(zhuǎn)換為ASCII16進(jìn)制，并發(fā)往緩沖區(qū)；自報(bào)式將采集信號(hào)轉(zhuǎn)換為ASSCI16進(jìn)制，并發(fā)往緩沖區(qū)。分析程序查詢DRDY信號(hào)，DRDY信號(hào)變低后可寫入讀數(shù)據(jù)寄存器命令，如果這時(shí)DRDY仍為低電平，可以將本次采樣的16位結(jié)果分兩次讀出，每次8位。
通過建立上位計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，在操作界面上顯示樓層配置，電梯型號(hào)，生產(chǎn)廠家，提升高度，梯速，信號(hào)系統(tǒng)，樓層高度等信息。同時(shí)在電梯運(yùn)行事件庫記錄電梯在運(yùn)行時(shí)所發(fā)生的事件，包括電梯起停，檢修等事件。并將用戶輸人的信息轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)內(nèi)規(guī)范化的表示形式，然后把這些信息的內(nèi)部表示交給相應(yīng)的模塊去處理。系統(tǒng)內(nèi)部的輸出信息也由人機(jī)界面轉(zhuǎn)換成用戶易于理解的外部表示形式顯示給用戶。用戶通過交互界面可以獲得故障診斷結(jié)果，交互界面并進(jìn)行三種形式報(bào)警(顯示屏幕報(bào)警，聲音報(bào)警和撥號(hào)報(bào)警)，確保電梯所發(fā)生的故障能迅速引起工作人員的注意，及時(shí)排除。管理人員通過人機(jī)界面可以補(bǔ)充給故障診斷專家系統(tǒng)新的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)。 以上技術(shù)特征構(gòu)成了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性和最佳實(shí)施效果，可根據(jù)實(shí)際需要增減非必要技術(shù)特征，來滿足不同情況的需要。
權(quán)利要求
一種無機(jī)房電梯檢測(cè)診斷系統(tǒng)，包括由數(shù)據(jù)采集、傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)組成，其特征在于數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)包括單片機(jī)、與單片機(jī)相連的可控電源、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)據(jù)傳輸模塊，接口芯片，與接口芯片相接的傳感檢測(cè)裝置，數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)采用上位計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，接收各個(gè)電梯上安裝的MCU，即數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，MCU測(cè)控系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊的通訊口與GPRS DTU傳輸模塊連接，并采用自報(bào)、自報(bào)-確認(rèn)的通信體制，通過編制軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、選擇工作模式以及數(shù)據(jù)監(jiān)控的功能。
2. 如權(quán)利要求1所述的無機(jī)房電梯檢測(cè)診斷系統(tǒng)，其特征在于在無機(jī)房電梯檢測(cè)診斷系統(tǒng)中，使用多種傳感檢測(cè)設(shè)備，其中使用溫度傳感器安裝在電機(jī)與井道壁上，檢測(cè)電機(jī)溫度和井道溫度；使用位移傳感傳感器和振動(dòng)傳感器安裝在轎箱上，檢測(cè)轎箱的位移和振動(dòng)；使用光電傳感器用于檢測(cè)門控系統(tǒng)，各種傳感檢測(cè)設(shè)備通過總線與主控主機(jī)相連接，與主機(jī)通信并實(shí)時(shí)傳輸檢測(cè)數(shù)據(jù)。
3. 如權(quán)利要求1所述的無機(jī)房電梯檢測(cè)診斷系統(tǒng)，其特征在于上位計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)包含有分析程序、綜合數(shù)據(jù)庫、知識(shí)庫、電梯故障診斷的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
4. 如權(quán)利要求3所述的無機(jī)房電梯檢測(cè)診斷系統(tǒng)，其特征在于綜合數(shù)據(jù)庫用于存放反映系統(tǒng)當(dāng)前電梯狀態(tài)的事實(shí)數(shù)據(jù)，綜合數(shù)據(jù)庫分為動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫和靜態(tài)數(shù)據(jù)庫兩部分。
5. 如權(quán)利要求4所述的無機(jī)房電梯檢測(cè)診斷系統(tǒng)，其特征在于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫用來存放實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)、推理過程的中間假設(shè)和最后結(jié)論；靜態(tài)數(shù)據(jù)庫則用來存放相關(guān)運(yùn)行參數(shù)。
6. 如權(quán)利要求3所述的無機(jī)房電梯檢測(cè)診斷系統(tǒng)，其特征在于知識(shí)庫是存貯和管理專家系統(tǒng)中的知識(shí)，知識(shí)庫中的知識(shí)有兩類，一類是電梯領(lǐng)域中的公開知識(shí)，包括電梯各種運(yùn)行步驟、各種信號(hào)的邏輯關(guān)系和時(shí)間順序；另一類是電梯故障診斷子系統(tǒng)中所用的知識(shí)，大部分是直覺知識(shí)，或者是經(jīng)驗(yàn)知識(shí)。
7. 如權(quán)利要求3所述的無機(jī)房電梯檢測(cè)診斷系統(tǒng)，其特征在于本系統(tǒng)中采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP模型實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的故障診斷，電梯故障診斷的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型分為三層，分別為輸入層、隱含層和輸出層。
8. 如權(quán)利要求7所述的無機(jī)房電梯檢測(cè)診斷系統(tǒng)，其特征在于輸入層節(jié)點(diǎn)即輸入神經(jīng)元，其個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)于多少個(gè)故障現(xiàn)象；輸出層節(jié)點(diǎn)即輸出神經(jīng)元，其個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)于多少個(gè)故障部位，輸出節(jié)點(diǎn)值的大小反映了故障出現(xiàn)的可能性，隱含層節(jié)點(diǎn)即隱含神經(jīng)元，其個(gè)數(shù)可參照公式初步選取<formula>formula see original document page 2</formula>，其中M為輸出節(jié)點(diǎn)數(shù)，N為輸入節(jié)點(diǎn)數(shù)，3為1至10的常數(shù)。
9. 如權(quán)利要求1所述的無機(jī)房電梯檢測(cè)診斷系統(tǒng)，其特征在于每一個(gè)GPRSDTU傳輸模塊內(nèi)裝有SIM卡。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無機(jī)房電梯檢測(cè)診斷系統(tǒng)，包括由數(shù)據(jù)采集、傳輸系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)組成。數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)包括單片機(jī)、與單片機(jī)相連的可控電源、模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、數(shù)據(jù)傳輸模塊，接口芯片，與接口芯片相接的傳感檢測(cè)裝置。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)采用上位計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，接收各個(gè)電梯上安裝的MCU單元數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控。MCU測(cè)控系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)傳輸模塊的通訊口與GPRS DTU傳輸模塊連接，并采用自報(bào)、自報(bào)-確認(rèn)的通信體制，通過編制軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、選擇工作模式以及數(shù)據(jù)監(jiān)控的功能。本發(fā)明具有數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確、及時(shí)、測(cè)點(diǎn)多、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，可滿足各種電梯運(yùn)行環(huán)境的需求，其不僅能夠記錄、傳輸數(shù)據(jù)，而且能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化管理。
文檔編號(hào)B66B5/00GK101780909SQ20091011345
公開日2010年7月21日 申請(qǐng)日期2009年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月16日
發(fā)明者于春華, 曹有林, 朱征平, 朱征飚, 李明華, 王云青, 程志江, 董琴, 閆學(xué)勤, 陸玉林, 陳志軍, 黃德啟 申請(qǐng)人:新疆大學(xué);新疆天山電梯制造有限公司