一種電梯聽覺信號(hào)采集裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電梯聽覺信號(hào)采集裝置，它集聽覺信號(hào)與視覺信號(hào)于一體且無需在電梯顯示裝置之外另外增加相關(guān)電子電路、設(shè)備設(shè)施的一體化裝置及其聽覺信號(hào)采集方法?？朔F(xiàn)有技術(shù)中聽覺信號(hào)采集需依賴硬件采集裝置-連接線路-外置音箱的多設(shè)施實(shí)現(xiàn)電梯語音功能的問題。它包括中央處理器，所述中央處理器與電梯通訊管理模塊連接，同時(shí)中央處理器還與Flash視覺存儲(chǔ)模塊和可寫入聽覺存儲(chǔ)模塊連接；中央處理器通過驅(qū)動(dòng)模塊和語音單機(jī)，分別驅(qū)動(dòng)安裝在電梯內(nèi)的液晶顯示屏和內(nèi)置揚(yáng)聲器。
【專利說明】一種電梯聽覺信號(hào)采集裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種電梯聽覺信號(hào)采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電梯使用者通常希望在乘用電梯時(shí)，能夠得到視覺與聽覺的雙重信號(hào)，以感知電梯運(yùn)行狀態(tài)及其位置信息。在一些特殊或緊急情況下，比如無障礙場(chǎng)合使用的電梯以及電梯困人情況下，具有聽覺和視覺信號(hào)是人文設(shè)計(jì)理念的重要體現(xiàn)，也是電梯所必備的安全技術(shù)措施之一。EN81-70:2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中客梯和客貨梯特殊應(yīng)用第70部分:包括殘障人員使用的電梯的可接近性以及等同采用該標(biāo)準(zhǔn)的GB/T24477-2009《適用于殘障人員的電梯附加要求》第5章對(duì)此作了明確規(guī)定。
[0003]上述要求均涉及到電梯聽覺信號(hào)的采集。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)上述要求基本分為兩大類。
[0005]其一，在電梯設(shè)備上安裝信號(hào)采集裝置。常見的采集方法有旋轉(zhuǎn)編碼器采集、井道磁感應(yīng)或光電感應(yīng)采集、層站顯示板采集等。當(dāng)電梯運(yùn)行到達(dá)某位置時(shí)，感應(yīng)裝置與反射裝置或觸點(diǎn)發(fā)射出的光電或磁信號(hào)被安裝在井道內(nèi)固定位置的裝置所阻擋，從而產(chǎn)生開關(guān)量信號(hào)，通過物理連接電線、語音電子電路、多媒體音響設(shè)備、揚(yáng)聲器等設(shè)施，聽覺信號(hào)如語音報(bào)站可發(fā)出，也可使用存儲(chǔ)芯片，在電梯運(yùn)行過程中播放背景音樂或語音廣告。
[0006]其二，須依靠電梯控制系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家開放通訊協(xié)議。語音信號(hào)來自電梯控制系統(tǒng)的電腦主板或轎廂層站通訊端口。語音處理系統(tǒng)一般為中央處理器如ARM芯片連接驅(qū)動(dòng)模塊如FPGA芯片和存儲(chǔ)模塊如FLASH芯片等，然后通過揚(yáng)聲器輸出聽覺信息。此種情況下，如果沒有通訊協(xié)議，則語音信號(hào)的采集就必須通過第一種方法實(shí)現(xiàn)(通過破譯通訊協(xié)議，也能夠?qū)崿F(xiàn)語音信號(hào)的采集，但可能涉嫌侵犯他人的知識(shí)產(chǎn)權(quán))。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)的電梯聽覺信號(hào)采集方法及其裝置，存在以下有待改進(jìn)的問題:
[0008]1.現(xiàn)有技術(shù)第一類:要有專門采集聽覺信號(hào)的硬件裝置和物理連線，隨著電梯上下運(yùn)行，這些器件的運(yùn)動(dòng)和連線被反復(fù)撓曲極易引起短路、短路和觸點(diǎn)失效，由此造成電梯故障的增多甚至成為事故源。不僅給電梯運(yùn)行造成安全隱患還使得電梯購置成本增加，也給維修保養(yǎng)帶來更多麻煩。
[0009]2.現(xiàn)有技術(shù)第二類:因控制系統(tǒng)協(xié)議種類很多，廠家一般不開放，故此類產(chǎn)品的兼容性不好，限制了普遍推廣，這對(duì)于緊急情況下的救援或遠(yuǎn)程監(jiān)控形成障礙。如，某小區(qū)有不同廠家制造的電梯，因通訊迥異，很難實(shí)現(xiàn)全小區(qū)電梯的智能化集中管理。由此，使用維護(hù)和管理成本高。推而廣之，若放大到更大的區(qū)域范圍，這種“信息孤島”將使電梯的社會(huì)管理成本難以估量。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)的電梯聽覺信號(hào)采集裝置，存在以下有待改進(jìn)的問題:
[0011]1.電梯設(shè)備之外，增設(shè)專門用于聽覺信號(hào)采集的裝置，使得硬件復(fù)雜、故障幾率增多。
[0012]2.電梯視覺信號(hào)與聽覺信號(hào)來自不同的源，容易導(dǎo)致輸出異步，混攪視聽。[0013]3.裝置的制作、安裝麻煩，需要專門的技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)試。
[0014]4.不同的采集方式方法，很難兼容和互換，不利于電梯維護(hù)和日常使用管理。
[0015]5.線路復(fù)雜、裝置多導(dǎo)致耗能大，安全隱患多，不利于電梯運(yùn)行安全和節(jié)能環(huán)保。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0016]本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問題，提供了一種電梯聽覺信號(hào)的采集裝置，該裝置在既有技術(shù)( 申請(qǐng)人:已經(jīng)授權(quán)的發(fā)明專利ZL201110090184.1公開的一種電梯故障檢測(cè)與報(bào)警裝置及其方法)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)電梯聽覺信號(hào)與視覺信號(hào)的采集與顯示一體化。該裝置無需另行設(shè)置硬件如感應(yīng)器、物理連線等連接和控制元器件，電梯運(yùn)行各工況聽覺信號(hào)與視覺信號(hào)的采集可以同步實(shí)現(xiàn)，并通過語音實(shí)時(shí)播報(bào)電梯運(yùn)行狀態(tài)的聽覺信號(hào)。
[0017]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0018]一種電梯聽覺信號(hào)采集裝置，它包括中央處理器，所述中央處理器與電梯通訊管理模塊連接，所述電梯通訊管理模塊與電梯運(yùn)行通訊數(shù)據(jù)線連接；同時(shí)中央處理器還與Flash視覺存儲(chǔ)模塊和可寫入聽覺存儲(chǔ)模塊連接，所述Flash存儲(chǔ)模塊與驅(qū)動(dòng)模塊連接，所述可寫入聽覺存儲(chǔ)模塊與語音單片機(jī)連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊和語音單片機(jī)分別驅(qū)動(dòng)顯示裝置和內(nèi)置揚(yáng)聲器；電梯運(yùn)行時(shí)，所述中央處理器根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)向驅(qū)動(dòng)模塊和語音單片機(jī)模塊同時(shí)發(fā)出指令，實(shí)現(xiàn)視覺信號(hào)與聽覺信號(hào)的同步傳送。
[0019]所述語音單片機(jī)與功率放大電路連接，通過功率放大電路驅(qū)動(dòng)內(nèi)置揚(yáng)聲器。
[0020]所述中央處理器與語音單片機(jī)采用三線串口時(shí)序控制進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0021]所述Flash存儲(chǔ)模塊與可寫入聽覺存儲(chǔ)模塊分別預(yù)置電梯運(yùn)行狀態(tài)的視覺信息和聽覺信息。
[0022]所述中央處理器選用ARM微控制器LPCl 1C14 ;所述驅(qū)動(dòng)模塊選用FPGA驅(qū)動(dòng)；所述語音單片機(jī)的型號(hào)為WT588D。
[0023]所述聽覺信號(hào)的聲級(jí)在35dB (A)至65dB (A)之間。
[0024]本實(shí)用新型改變了傳統(tǒng)電梯獲取聽覺信號(hào)時(shí)需要利用外置的位置檢測(cè)裝置或信息源多重設(shè)置的問題，本實(shí)用新型直接利用電梯本身自有的通訊信號(hào)，通過獲取并檢測(cè)通訊信號(hào)的數(shù)據(jù)包，得到當(dāng)前電梯的狀態(tài)，是運(yùn)行、?？繕菍舆€是故障，并以此為視覺信號(hào)和聽覺信號(hào)的觸發(fā)來源，根據(jù)接收到的電梯狀態(tài)，分別顯示與播報(bào)其當(dāng)前信息，從而有利于用戶的使用，也有利于電梯的維護(hù)，通過減少電梯的通信線路，可降低故障率，也減少因線路短路或開路引發(fā)的各類故障，而且其信號(hào)來源于電梯自身的監(jiān)控信號(hào)，信號(hào)更加可靠，誤報(bào)率更低。
[0025]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0026]1.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本裝置實(shí)現(xiàn)了電梯聽覺信號(hào)的數(shù)字化采集與控制，無需另行設(shè)置硬件和物理連接系統(tǒng)，可大大簡化電梯的配置及制造成本，尤其是免除了專業(yè)人員到現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試維護(hù)的拖累(如觸點(diǎn)系統(tǒng)的定期清理，線路引起的斷路、短路)，這對(duì)于專業(yè)人員稀缺、人工費(fèi)用日漸高啟的當(dāng)下，具有積極意義。
[0027]2.本實(shí)用新型不依賴設(shè)備本身的通訊系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)更大范圍的電梯集中管理，尤其是在物聯(lián)網(wǎng)條件下，突破通訊協(xié)議迥異形成的“信息孤島”，能夠使電梯設(shè)備的集中遠(yuǎn)程管理由根本不可能成為可能。這對(duì)于電梯運(yùn)行的安全監(jiān)管、互聯(lián)互通具有深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。
[0028]3.本實(shí)用新型基于既有的專利技術(shù)，與顯示裝置、報(bào)警裝置一體化集成，易于實(shí)現(xiàn)批量制造和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，有利于市場(chǎng)推廣，有利于降低成本、節(jié)能減排。
[0029]4.對(duì)老電梯改造具有積極意義。電梯運(yùn)行10-15年左右進(jìn)入改造期，過去很多控制系統(tǒng)不同的電梯如進(jìn)口電梯，尋找配型的產(chǎn)品難度很大，利用本發(fā)明，能夠避開相關(guān)的技術(shù)壁壘，這對(duì)于降低改造成本，節(jié)約利用資源，具有積極意義。
[0030]5.聽覺信號(hào)和視覺信號(hào)的電子電路及其元器件集成布置在同一個(gè)PCB板上，利用同一個(gè)裝置同時(shí)實(shí)現(xiàn)電梯視覺信號(hào)的顯示和聽覺信號(hào)的播放，有利于推廣、使用、維護(hù)、更換。
[0031]6.本實(shí)用新型的電梯信號(hào)顯示裝置，聽覺信號(hào)與視覺信號(hào)采集及輸出能夠一體化集成在一個(gè)裝置內(nèi)(一塊PCB電子電路板)，避免了現(xiàn)有技術(shù)聽覺信號(hào)采集需依賴硬件裝置，如感應(yīng)裝置+連接線路+控制裝置+揚(yáng)聲器構(gòu)成語音系統(tǒng)或依賴電梯控制系統(tǒng)采集聽覺信號(hào)的弊端。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)架構(gòu)圖；
[0033]圖2為中央處理器電氣原理圖；
[0034]圖3(a)為電梯通訊及調(diào)試電氣原理圖；
[0035]圖3 ( b )為CAN模塊電氣原理圖；
[0036]圖4為FPGA驅(qū)動(dòng)電氣原理圖；
[0037]圖5 Ca)為語音芯片及功率放大電路電氣原理圖；
[0038]圖5 (b)為USB在線下載電路；
[0039]圖6為顯示裝置電氣原理圖。
[0040]其中，1.中央處理器，2.電梯通訊管理模塊，3.Flash視覺存儲(chǔ)模塊，4.FPGA驅(qū)動(dòng)模塊，5.語音單片機(jī)，6.可寫入聽覺存儲(chǔ)模塊，7.TFT液晶顯示屏，8.功率放大電路，9.內(nèi)置揚(yáng)聲器。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0042]如圖1所示，一種電梯聽覺信號(hào)采集裝置，它包括中央處理器1，所述中央處理器I與電梯通訊管理模塊2連接，同時(shí)中央處理器I還與Flash視覺存儲(chǔ)模塊3和可寫入聽覺存儲(chǔ)模塊6連接，所述電梯通訊管理模塊2與電梯運(yùn)行通訊數(shù)據(jù)線連接；同時(shí)中央處理器I還與Flash視覺存儲(chǔ)模塊3和可寫入聽覺存儲(chǔ)模塊6連接，所述Flash視覺存儲(chǔ)模塊3與FPGA驅(qū)動(dòng)模塊4連接，所述可寫入聽覺存儲(chǔ)模塊6與語音單片機(jī)5連接，所述FPGA驅(qū)動(dòng)模塊4和語音單片機(jī)5分別驅(qū)動(dòng)TFT液晶顯示屏7和內(nèi)置揚(yáng)聲器9 ;中央處理器I根據(jù)接收到的電梯通訊管理模塊2的數(shù)據(jù)，調(diào)用所述Flash視覺存儲(chǔ)模塊3和可寫入聽覺存儲(chǔ)模塊6中有關(guān)電梯當(dāng)前狀態(tài)的信息，向FPGA驅(qū)動(dòng)模塊4和語音單片機(jī)5同時(shí)發(fā)出指令，實(shí)現(xiàn)視覺信號(hào)與聽覺信號(hào)的同步傳送。
[0043]所述語音單片機(jī)5與功率放大電路8連接，通過功率放大電路8驅(qū)動(dòng)內(nèi)置揚(yáng)聲器90
[0044]所述中央處理器1與語音單片機(jī)5采用三線串口時(shí)序控制進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0045]所述Flash視覺存儲(chǔ)模塊3與可寫入聽覺存儲(chǔ)模塊6分別預(yù)置電梯運(yùn)行的視覺信息如數(shù)字、文字、圖形和聽覺信息如背景音樂、語音報(bào)站等。
[0046]具體工作原理如下:
[0047]中央處理器1按照一定規(guī)則與電梯運(yùn)行工況各節(jié)點(diǎn)建立約束關(guān)系，預(yù)先確定樓層位置和方向的標(biāo)定參數(shù)，電梯運(yùn)行時(shí)，中央處理器1接收來自電梯通訊管理模塊2的通訊數(shù)據(jù)，電梯通訊數(shù)據(jù)與標(biāo)定參數(shù)通過數(shù)據(jù)自學(xué)習(xí)的方法進(jìn)行標(biāo)定，使通訊數(shù)據(jù)與標(biāo)定參數(shù)建立對(duì)應(yīng)關(guān)系；中央處理器按即時(shí)工況調(diào)用所述Flash視覺存儲(chǔ)模塊3和可寫入聽覺存儲(chǔ)模塊6中有關(guān)電梯當(dāng)前狀態(tài)的信息，向FPGA驅(qū)動(dòng)模塊4和語音單片機(jī)5同時(shí)發(fā)出指令，實(shí)現(xiàn)視覺信息的顯示和聽覺信息的播放。
[0048]中央處理器1與語音單片機(jī)5采用三線串口時(shí)序控制進(jìn)行數(shù)據(jù)交流，當(dāng)接收到電梯通訊數(shù)據(jù)的變化特征參數(shù)為停層或故障時(shí)，中央處理器1同時(shí)發(fā)出兩條指令，一條指令用于控制視覺信號(hào)，一條指令用于控制聽覺信號(hào)。TFT液晶顯示屏7在顯示停層數(shù)字或方向箭頭視覺信號(hào)的同時(shí)，內(nèi)置揚(yáng)聲器9播報(bào)到站和方向語音信號(hào)；遇有故障停機(jī)，TFT液晶顯示屏7可顯示故障狀態(tài)信號(hào)和救援等待中的撫慰語音信號(hào)。
[0049]具體工況情況如下:
[0050]工況1:電梯正常運(yùn)行時(shí)，中央處理器1按照預(yù)定的模式將系統(tǒng)設(shè)定為正常運(yùn)行狀態(tài)，中央處理器1調(diào)用Flash視覺存儲(chǔ)模塊3當(dāng)中關(guān)于電梯當(dāng)前狀態(tài)的視覺信息以及可寫入聽覺存儲(chǔ)模塊6當(dāng)中的聽覺信息如背景音樂，并向FPGA驅(qū)動(dòng)模塊4發(fā)出指令，F(xiàn)PGA驅(qū)動(dòng)模塊4驅(qū)動(dòng)TFT液晶顯示屏7工作，完成電梯位置和運(yùn)行方向的顯示；同時(shí)，中央處理器1按照預(yù)定的規(guī)則向語音單片機(jī)5發(fā)出指令，通過功率放大電路8驅(qū)動(dòng)內(nèi)置揚(yáng)聲器9。
[0051]工況2:電梯到達(dá)某層并停站，設(shè)定為事件1發(fā)生；此時(shí)，系統(tǒng)的正常運(yùn)行模式被打斷，轉(zhuǎn)入停層模式。此時(shí)，按照預(yù)定規(guī)則(某標(biāo)定參數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號(hào))，中央處理器1調(diào)用Flash視覺存儲(chǔ)模塊3當(dāng)中關(guān)于電梯當(dāng)前狀態(tài)的視覺信息，并向FPGA驅(qū)動(dòng)模塊4發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)TFT液晶顯示屏7完成電梯停靠位置和運(yùn)行方向的顯示；同時(shí)，中央處理器按照預(yù)定的規(guī)則向語音單片機(jī)5模塊發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)內(nèi)置揚(yáng)聲器9根據(jù)對(duì)應(yīng)的1P地址碼發(fā)出語音信息，如“2樓，到，上行”。電梯完成關(guān)門動(dòng)作后，中央處理器恢復(fù)正常運(yùn)行，轉(zhuǎn)入工況1狀態(tài)。
[0052]工況3:電梯發(fā)生故障，進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)。關(guān)于故障的定義:電梯出現(xiàn)故障且停在非開鎖區(qū)域(電梯故障停在開鎖區(qū)域內(nèi)，因轎廂地板與樓層地面的垂直距離小，一般人能夠容易的出去，故電梯設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)允許在此情況下，人員從轎廂內(nèi)可以開門逃生。EN81 -1:1998第3章定義，3.32條開鎖區(qū)域指，(電梯)“停層地面上、下延伸的一段區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)轎廂能使該層的層門開鎖”。第7.7.1:(電梯)“在正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)不能打開層門，除非轎廂在該層門的開鎖區(qū)域內(nèi)已停止或在停站位置。開鎖區(qū)域不應(yīng)超過層站地面上下0.2m”。鑒于此，本發(fā)明以電梯故障停梯且停在非開鎖區(qū)域?yàn)閳?bào)警啟動(dòng)的設(shè)計(jì)輸入)。
[0053]電梯發(fā)生故障，設(shè)定為事件2發(fā)生，進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)。此時(shí)，中央處理器1中斷正常運(yùn)行狀態(tài)，按照預(yù)定的規(guī)則，調(diào)用Flash視覺存儲(chǔ)模塊3當(dāng)中關(guān)于電梯當(dāng)前狀態(tài)的視覺信息，并向FPGA驅(qū)動(dòng)模塊4發(fā)出指令，F(xiàn)PGA驅(qū)動(dòng)模塊4驅(qū)動(dòng)TFT液晶顯示屏7工作，完成電梯故障狀態(tài)的顯示；同時(shí)，中央處理器1按照預(yù)定的規(guī)則向語音單片機(jī)5發(fā)出指令，通過功率放大電路8驅(qū)動(dòng)內(nèi)置揚(yáng)聲器9播送聽覺信號(hào)，如“電梯故障，請(qǐng)保持鎮(zhèn)定，救援人員馬上來到您的身邊”。
[0054]事件1、事件2解除后,系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。
[0055]其中，聽覺信號(hào)的聲級(jí)在35dB (A)至65dB (A)之間(距離聲源Im處測(cè)量)。
[0056]語音數(shù)據(jù)采集分析及標(biāo)定處理實(shí)例如下表所示:
[0057]
【權(quán)利要求】
1.一種電梯聽覺信號(hào)采集裝置，其特征是，它包括中央處理器，所述中央處理器與電梯通訊管理模塊連接，所述電梯通訊管理模塊與電梯運(yùn)行通訊數(shù)據(jù)線連接；同時(shí)中央處理器還與Flash視覺存儲(chǔ)模塊和可寫入聽覺存儲(chǔ)模塊連接，所述Flash存儲(chǔ)模塊與驅(qū)動(dòng)模塊連接，所述可寫入聽覺存儲(chǔ)模塊與語音單片機(jī)連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊和語音單片機(jī)分別驅(qū)動(dòng)顯示裝置和內(nèi)置揚(yáng)聲器；電梯運(yùn)行時(shí)，所述中央處理器根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)向驅(qū)動(dòng)模塊和語音單片機(jī)模塊同時(shí)發(fā)出指令，實(shí)現(xiàn)視覺信號(hào)與聽覺信號(hào)的同步傳送。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電梯聽覺信號(hào)采集裝置，其特征是，所述語音單片機(jī)與功率放大電路連接，通過功率放大電路驅(qū)動(dòng)內(nèi)置揚(yáng)聲器。
3.如權(quán)利要求1所述的一種電梯聽覺信號(hào)采集裝置，其特征是，所述中央處理器與語音單片機(jī)采用三線串口時(shí)序控制進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
4.如權(quán)利要求1所述的一種電梯聽覺信號(hào)采集裝置，其特征是，所述Flash存儲(chǔ)模塊與可寫入聽覺存儲(chǔ)模塊分別預(yù)置電梯運(yùn)行狀態(tài)的視覺信息和聽覺信息。
5.如權(quán)利要求1所述的一種電梯聽覺信號(hào)采集裝置，其特征是，所述中央處理器選用ARM微控制器LPCl 1C14 ;所述驅(qū)動(dòng)模塊選用FPGA驅(qū)動(dòng)；所述語音單片機(jī)的型號(hào)為WT588D。
6.如權(quán)利要求1所述的一種電梯聽覺信號(hào)采集裝置，其特征是，所述聽覺信號(hào)的聲級(jí)在 35dB (A)至 65dB (A)之間。
【文檔編號(hào)】B66B3/02GK203699584SQ201320652710
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】范然, 范威, 崔世坤, 周鴻萍, 范奉和 申請(qǐng)人:范奉和, 山東百斯特電梯有限公司