被動式無線遠程電梯召喚的操控系統及控制方法
2023-04-29 13:40:26
專利名稱：被動式無線遠程電梯召喚的操控系統及控制方法
技術領域：
本發明屬於電梯技術領域，尤其涉及一種被動式無線遠程電梯召喚的操控系統及 控制方法。
背景技術：
目前，電梯轎廂外召設備的響應方式為主動式響應，即乘客需要用手觸碰相應的 按鍵或主動刷卡實現對電梯的操作請求，當電梯控制系統接收到客戶的操作請求後，會控 制電梯執行相應操作。上述是傳統的電梯轎廂召喚方式，其存在的問題是在絕大多數情況下，都是乘客 在等待電梯的到來，這樣便浪費了乘客的寶貴時間。本發明以一種被動式的操控系統及控 制方法來召喚電梯以解決上述問題。
發明內容
本發明提供了一種被動式無線遠程電梯召喚的操控系統及控制方法，以解決傳統 電梯召喚存在的乘客等待電梯的問題，為解決此問題，本發明所採用的技術方案如下被動 式無線遠程電梯召喚的操控系統，其包括基站由電源供電，在設定頻率上載波數據信號，並對目標卡發出的數據進行解 析，判斷目標卡的有效性，根據設定執行相應的電梯控制操作；目標卡由電池供電，常態下處於待機狀態；當接收到基站的信號後從待機狀態 喚醒，接收基站發出的信號，並可獲得基站信號場強，與電池電量、目標卡ID—並返回給基 站；電梯主控板接收基站的請求信號，對電梯運行進行命令控制和狀態顯示。所述的被動式無線遠程電梯召喚的操控系統，其基站包括信號發射驅動電路將待發送的數位訊號轉換成可以驅動天線的模擬信號；信號發射天線將經過信號發射驅動電路轉換所得的模擬信號向周圍空間輻射電 磁場；信號接收天線接收目標卡發來的電磁波信號，並轉換成模擬信號；信號接收調理電路將信號接收天線所收到的模擬信號進行解調，獲得數字信 號；電梯通訊模塊實現基站與電梯主控板間的通訊，將各種電梯請求發給電梯主控 板，並接收電梯主控板發來的各種操作命令；主控模塊將信號接收調理電路轉換所得的數位訊號進行處理，控制信號發射驅 動電路向周圍空間輻射電磁場，控制電梯通訊模塊執行對電梯的操作，完成程序所設定的 功能；電源管理模塊將外部輸入的電壓轉換成各模塊所需的電壓。所述的被動式無線遠程電梯召喚的操控系統，基站的主控模塊包括至少一個處理器單元和一個存儲器單元，其中，處理器單元用於對各模塊進行控制，並實現邏輯程序功 能；存儲單元用於存放目標卡的ID號以及與其相對應的電梯操作權限。所述的被動式無線遠程電梯召喚的操控系統，其目標卡包括3D接收天線由朝 三個方向且相互垂直的線圈構成，可接收來自空間各個方向的電磁場，並分別轉換成空間 矢量相互垂直的模擬電信號；主控模塊將3D接收天線接收的模擬電信號轉換為數位訊號，並得出該位置的場 強，連同該目標卡的ID以及電池電量信號一起發送給基站；信號發射調製電路將待發送給基站的數位訊號轉換成可以驅動天線的模擬信 號；信號發射天線將信號發射調製電路轉換所得的模擬信號向周圍空間輻射，形成 電磁場；電池提供電源。所述的被動式無線遠程電梯召喚的操控系統，目標卡的主控模塊包括處理器用於協調控制各模塊之間的工作；A/D轉換單元進行數位訊號和模擬信號之間的轉換；定時器單元進行時序設定和輔助控制；存儲單元用於存儲採樣數值及各運算結果數據。所述的被動式無線遠程電梯召喚的操控系統，目標卡的電池採用鈕扣電池。所述的被動式無線遠程電梯召喚的操控系統，目標卡的信號發射天線採用單獨的 一根導線，或者採用線路板上的一段走線。本發明的一種被動式無線遠程電梯召喚的控制方法，其按如下步驟進行a、基站向周圍空間持續輻射電信號形成電磁場；b、當基站檢測到目標卡處於上述的電磁場範圍內，則喚醒目標卡；C、目標卡將電磁場強度、電池電量以及目標卡ID號封裝成數據包，通過信號發射 調製電路轉換為模擬信號，並藉助信號發射天線向基站發射；d、基站根據接收到的數據，得到目標卡的ID號並確定樓層響應權限；e、基站將電梯請求信號發給電梯主控板，對電梯實施相應樓層的控制，同時顯示 電梯運行狀態。所述被動式無線遠程電梯召喚的控制方法，基站檢測目標卡的方法是在目標卡連續運動時，基站得到目標卡在至少兩個運動點上的電磁場強度；基站根據兩個或兩個以上的電磁場強度得到目標卡距離基站天線的距離，若該距 離處在有效範圍內，則基站喚醒目標卡。所述被動式無線遠程電梯召喚的控制方法，目標卡被喚醒時，目標卡的3D接收天 線將該位置處的電磁場強度轉換為三個矢量方向的模擬信號；目標卡的主控模塊再將三個 矢量方向的模擬信號轉換為數位訊號，得到該位置的電磁場強度。所述被動式無線遠程電梯召喚的控制方法，目標卡若不處於有效的電磁場範圍 內，則保持休眠模式。本發明被動式無線遠程電梯召喚的操控系統具有以下優點本發明將原本需要乘客參與的主動式電梯召喚操控方式，將其改成被動式基站自
5動識別並響應的操控方式，即乘客無需用手去觸碰按鍵或刷卡，只要在離電梯一定距離的 範圍內，乘客操作攜帶的目標卡，電梯便自動響應召喚動作；當客戶進入電梯轎廂後，還可 自動相應目標樓層的操作，開闢了無線遠程遙控電梯的新領域。本發明給乘客提供了一種方便且智能的電梯召喚控制系統，使攜帶目標卡的乘客 在遠處即可自動召喚電梯，從而節約了等待電梯的時間，實現電梯等人的目標，具有很好的 商業前景。
圖1為本發明基站的功能模塊框圖。圖2為本發明目標卡的功能模塊框圖。圖3是本發明基站主控模塊的框圖。圖4是本發明目標卡主控模塊的框圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作詳細說明。如圖1、2所示，本發明被動式無線遠程電梯召喚操控系統包括基站、目標卡及電 梯主控板。基站由電源直接供電，在設定頻率上載波數據信號，並對目標卡發出的數據進行 解析，判斷目標卡的有效性能，根據設定執行相應電梯控制操作。基站由7部分構成信號發射驅動電路、信號發射天線、信號接收天線、信號接收 調理電路、電梯通訊模塊、主控模塊、電源管理模塊，主控模塊與電源管理模塊、電梯通訊模 塊、信號發射驅動電路、信號接收調理電路相連，信號發射驅動電路又與信號發射天線相 連，信號接收調理電路又與信號接收天線相連，電梯通訊模塊又與電梯控制系統即電梯主 控板相連。信號發射驅動電路將待發送信息的數位訊號轉換成可以驅動天線的模擬信號，此 電路可採用常規小功率發射電路，因此未對其作詳細說明。信號發射驅動電路向信號發射 天線傳輸模擬信號。信號發射天線將模擬信號向天線周圍的空間輻射，形成電磁場。信號接收天線接收目標卡發送天線發出的模擬磁波信號，並將其轉換成模擬電信 號傳輸至信號接收天線調理電路。信號接收調理電路將接收天線所收到的電信號進行解調，獲得具有含義的數字信 號。此電路可採用常規小功率接收模塊，如UHF接收模塊。電梯通訊模塊實現基站與電梯主控板間的通訊，將各種電梯請求信號發送給電梯 主控板，並接收電梯主控板發來的各種操作命令，此模塊可選用485或CAN通訊方式等。主控模塊用於將信號接收調理電路轉換後的數位訊號進行處理，控制信號發射驅 動電路向空間輻射電磁場，控制電梯通訊模塊執行對電梯的操作，完成程序設定的功能。參 見圖3，該模塊至少包括1個處理器單元和1個存儲器單元，其中，處理器單元用於對各模塊 進行控制，並實現邏輯程序功能，處理器單元可選用51系列晶片或ARM晶片等；存儲單元用 於存放目標卡的ID號以及與其相對應的電梯操作權限，存儲單元可以選用EEPROM、FLASH
6等。電源管理模塊將基站外部輸入的電壓轉換成內部各模塊所需要的電壓，以及為系 統提供抗幹擾能力，其採用本領域常規的電源管理模塊，提供3V或5V直流電源。目標卡由鈕扣電池供電，正常情況下處於待機狀態，當接收到基站發來的激活信 號後從待機狀態喚醒，接收基站發出的數據，並可獲得基站信號場強大小，與電池電量信 息、目標卡ID —並回傳給基站模塊。目標卡有5部分構成3D接收天線、主控模塊、電池、信號發射調製電路、信號發射 天線，主控模塊與3D接收天線、電池、信號發射調製電路相連，信號發射調製電路與信號發 射天線相連。電池為目標卡的各個模塊提供電源。3D接收天線由朝三個方向且相互垂直的線圈構成，可接收來自空間各個方向的電 磁場，並分別轉換成空間矢量相互垂直的模擬電信號。主控模塊將3D接收天線接收的模擬電信號轉換為數字量並得出該位置處的真實 場強，連同該目標卡的唯一 ID以及電池電量信號等信息一起返回給基站。參見圖4，該主控模塊包括處理器用於協調控制各模塊之間的工作；A/D轉換單元進行數位訊號和模擬信號之間的轉換；定時器單元進行時序設定和輔助控制；存儲單元用於存儲採樣數值及各運算結果數據。上述各模塊單元均採用本領域的常用模塊，因此，未作詳細說明。信號發射調製電路將待返回給基站的數位訊號轉換成可以驅動天線的模擬信號， 其可採用常規小功率發射電路，如UHF發射電路。信號發射天線可以採用單獨的一根導線，也可以是線路板上的一段走線，其作用 是將信號發射調製電路轉換後的模擬信號向周圍的空間輻射，形成電磁場。 單基站目標卡檢測方式如下1、通過目標卡接收到的場強強度，得出目標卡距基站天線的距離(記為距離1)。2、當目標卡運動到另外一個地方後，再得出一個距離(記為距離2)。因為目標卡的運動是連續的，根據連續運動的情況，得到的距離數值可以構成一 個曲線；當目標卡靠近天線走來時，場強在逐漸增加，則距離數值在逐漸減小；當目標卡走 到離天線最近端時得到的場強最大，則距離最近。3、設定一個範圍，當目標卡運動到指定範圍內時可以發出電梯的控制操作。4、當目標卡繼續向外運動時，則離基站天線越來越遠，場強會越來越小，所得出來 的距離數值會越來越大，直至走出場強範圍，目標卡再次進入休眠狀態。在頻段設置時，頻段1和頻段2儘量避免使用相同頻段，以免相互幹擾；通常情況 下頻段1選擇LF頻段(例如:125KHz)，頻段2選擇UHF頻段(例如315. 5MHz)。除了上述基站和目標卡以外，操控系統還包括一個電梯主控板，其用於在接收到 基站發來的請求信號後，對電梯的運行進行基本命令控制和狀態顯示。通過基站與目標卡進行數據交換，基站可獲得進入場強範圍的卡ID、電池電量、距 離信息(可從電場強度獲得)以及其他信息；基站在獲得這些信息後，可進行一系列的電梯操作，比如廳外召喚、相應授權樓層的相應等等。本發明被動式無線遠程電梯召喚的控制方法具體步驟如下a、基站的主控模塊控制信號發射驅動電路通過信號發射天線向天線周圍的空間 持續的輻射電磁場。b、當目標卡不在天線輻射出來的電磁場範圍內時，主控模塊處於休眠模式，以節
省電量。當目標卡進入到天線輻射出來的電磁場範圍內時，目標卡的主控模塊被喚醒。目 標卡的3D接收天線將該位置處電磁場的強度轉換為3個矢量方向的模擬量電信號；目標卡的主控模塊將3D接收天線轉換後的模擬量電信號轉換為數字量並通過算 法得出該位置的實際電磁場強度；同時，目標卡的主控模塊還會採集電池的電量數值；目 標卡的主控模塊將電磁場強度數值、電池的電量數值以及目標卡本身的ID號封裝成一個 數據包。目標卡的主控模塊將該數據包通過信號發射調製電路轉換為模擬信號通過信號發 射天線向基站發射。基站接收天線接收到目標卡發來的射頻信號後，轉換為模擬信號，再由 基站的信號接收調理電路轉換為數字電平信號。基站的主控模塊將信號接收調理電路轉換 後的信號解析成正確的數據包，從而獲得目標卡的距離、電池電量、目標卡的ID號等信息。 基站的主控模塊可以根據目標卡的ID號得到該目標卡的樓層響應權限。基站的主控模塊 通過電梯通訊模塊將對電梯請求信號發給電梯控制系統。基站的主控模塊根據目標卡的ID 號從存儲器中尋找相對應的操作權限，並對電梯實施相應權限的操作。當目標卡離開了基站信號發射天線發出的電磁場範圍，該目標卡自動進入休眠模 式，以節省電量。以上對本發明的優選實施方式進行了詳細說明，但並不應理解為對本發明的限 制。本領域的普通技術人員依據本發明提供的技術方案，在本發明具體的實施方式和應用 範圍上均會有改變之處，這些改變也應視為本發明的保護範圍。
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權利要求
被動式無線遠程電梯召喚的操控系統，其特徵在於包括基站由電源供電，在設定頻率上載波數據信號，並對目標卡發出的數據進行解析，判斷目標卡的有效性，根據設定執行相應的電梯控制操作；目標卡由電池供電，常態下處於待機狀態；當接收到基站的信號後從待機狀態喚醒，接收基站發出的信號，並可獲得基站信號場強，與電池電量、目標卡ID一併返回給基站；電梯主控板接收基站的請求信號，對電梯運行進行命令控制和狀態顯示。
2.如權利要求1所述的被動式無線遠程電梯召喚的操控系統，其特徵在於所述的基站 包括信號發射驅動電路將待發送的數位訊號轉換成可以驅動天線的模擬信號； 信號發射天線將經過信號發射驅動電路轉換所得的模擬信號向周圍空間輻射電磁場；信號接收天線接收目標卡發來的電磁波信號，並轉換成模擬信號； 信號接收調理電路將信號接收天線所收到的模擬信號進行解調，獲得數位訊號； 電梯通訊模塊實現基站與電梯主控板間的通訊，將各種電梯請求發給電梯主控板，並 接收電梯主控板發來的各種操作命令；主控模塊將信號接收調理電路轉換所得的數位訊號進行處理，控制信號發射驅動 電路向周圍空間輻射電磁場，控制電梯通訊模塊執行對電梯的操作，完成程序所設定的功 能；電源管理模塊將外部輸入的電壓轉換成各模塊所需的電壓。
3.如權利要求2所述的被動式無線遠程電梯召喚的操控系統，其特徵在於所述的主 控模塊包括至少一個處理器單元和一個存儲器單元，其中，處理器單元用於對各模塊進行 控制，並實現邏輯程序功能；存儲單元用於存放目標卡的ID號以及與其相對應的電梯操作 權限。
4.如權利要求1所述的被動式無線遠程電梯召喚的操控系統，其特徵在於所述的目標 卡包括3D接收天線由朝三個方向且相互垂直的線圈構成，可接收來自空間各個方向的電磁 場，並分別轉換成空間矢量相互垂直的模擬電信號；主控模塊將3D接收天線接收的模擬電信號轉換為數位訊號，並得出該位置的場強， 連同該目標卡的ID以及電池電量信號一起發送給基站；信號發射調製電路將待發送給基站的數位訊號轉換成可以驅動天線的模擬信號； 信號發射天線將信號發射調製電路轉換所得的模擬信號向周圍空間輻射，形成電磁場；電池提供電源。
5.如權利要求4所述的被動式無線遠程電梯召喚的操控系統，其特徵在於所述的主 控模塊包括處理器用於協調控制各模塊之間的工作； A/D轉換單元進行數位訊號和模擬信號之間的轉換； 定時器單元進行時序設定和輔助控制； 存儲單元用於存儲採樣數值及各運算結果數據。
6.如權利要求4所述的被動式無線遠程電梯召喚的操控系統，其特徵在於所述的信 號發射天線採用單獨的一根導線，或者採用線路板上的一段走線。
7.—種如權利要求1所述被動式無線遠程電梯召喚的控制方法，其特徵是按如下步驟 進行a、基站向周圍空間持續輻射電信號形成電磁場；b、當基站檢測到目標卡處於上述的電磁場範圍內，則喚醒目標卡；C、目標卡將電磁場強度、電池電量以及目標卡ID號封裝成數據包，通過信號發射調製 電路轉換為模擬信號，並藉助信號發射天線向基站發射；d、基站根據接收到的數據，得到目標卡的ID號並確定樓層響應權限；e、基站將電梯請求信號發給電梯主控板，對電梯實施相應樓層的控制，同時顯示電梯 運行狀態。
8.如權利要求8所述被動式無線遠程電梯召喚的控制方法，其特徵在於，所述基站檢 測目標卡的方法是在目標卡連續運動時，基站得到目標卡在至少兩個運動點上的電磁場強度；基站根據兩個或兩個以上的電磁場強度得到目標卡距離基站天線的距離，若該距離處 在有效範圍內，則基站喚醒目標卡。
9.如權利要求8所述被動式無線遠程電梯召喚的控制方法，其特徵在於，所述目標卡 被喚醒時，目標卡的3D接收天線將該位置處的電磁場強度轉換為三個矢量方向的模擬信 號；目標卡的主控模塊再將三個矢量方向的模擬信號轉換為數位訊號，得到該位置的電磁 場強度。
10.如權利要求8所述被動式無線遠程電梯召喚的控制方法，其特徵在於，所述目標卡 若不處於所述的電磁場範圍內，則保持休眠模式。
全文摘要
本發明涉及被動式無線遠程電梯召喚的操控系統及控制方法，操控系統包括基站由電源供電，在設定頻率上載波數據信號，並對目標卡發出的數據進行解析，判斷目標卡的有效性，根據設定執行相應的電梯控制操作；目標卡由電池供電，常態下處於待機狀態；當接收到基站的信號後從待機狀態喚醒，接收基站發出的信號，並可獲得基站信號場強，與電池電量、目標卡ID一併返回給基站；電梯主控板接收基站的請求信號，對電梯運行進行命令控制和狀態顯示。本發明給乘客提供了一種方便且智能的電梯召喚控制系統，使攜帶目標卡的乘客在遠處即可自動召喚電梯，從而節約了等待電梯的時間，實現電梯等人的目標，具有良好的商業前景。
文檔編號B66B3/00GK101955096SQ20091010078
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月20日 優先權日2009年7月20日
發明者崔妍, 李海波, 石中強, 鄭欽慧, 陳良, 馬衛紅 申請人:杭州優邁科技有限公司