一种电梯安全检测系统的制作方法

本实用新型属于电梯检测技术领域，特别是涉及一种电梯安全检测系统。

背景技术：

电梯在高层建筑的普和应用，给人们带来了多方面的便利，随着科技的发展，电梯作为一种“交通工具”与人们生活的关系越来越密切，人们对在乘坐电梯使对其稳定性和舒适性的要求也越来越高，随着电梯的使用日趋频繁，不可避免地带来了一定的风险，其安全运行状况也越来越多的得到社会的广泛关注，为此，电梯的安全运行不仅关系到人民群众的人身安全而且还影响到一个社会的公共交通安全。目前，电梯检测水平依然停留在最初的完全靠人力检测的状态，其主要是靠维保单位的定期保养和电梯检测结构的定期检验，然而，在电梯数量庞大、维护管理人手紧缺的状况下，由于资金缺乏、维修保养不到位，造成电梯故障频次居高不下，电梯困人、伤人事件时有发生，人员和经济损失越来越大，这与电梯检测需求不适应，电梯检测水平急需提高。因此，为加强对电梯日常运行状况进行检测，科学评估电梯运行的各种安全状态并及时预警电梯故障，对减少电梯安全事故，降低电梯故障率具有重要的意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电梯安全检测系统，本实用新型通过采用环境检测单元、轿门检测单元、气压检测单元和加速度检测单元等相结合监控电梯的实时高度、实时速度并将准确轿门打开和关闭，以及分析电梯运行状态和预测电梯的故障等，然后利用无线网络通讯模块将电梯运行的高度、速度、轿门开关信息、加速度和环境检测数据等数据无线传送到远程监控终端上，然后由远程监控终端进行查看和处理，以确保电梯的安全运行，具有极广的应用范围。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术效果：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种电梯安全检测系统，包括随动采集端、固定采集端和远程监控端，所述随动采集端部署于电梯的轿厢上，用于实时采集电梯的各项数据并将采集的各项数据传输给所述固定采集端，所述固定采集端与随动采集端通信连接，所述固定采集端部署在电梯井道的内部底端或顶部，用于对所随动采集端上传的各项数据进行分类和记录，并将分类和记录的结果传输给所述远程监控端，所述固定采集端与远程监控端通信连接，所述远程监控端用于分析来自所述固定采集端上传的分类结果，并将分析结果处理成图表结果，使得固定采集端接收并显示所述图表结果；所述随动采集端包括第一数据处理器、气压检测单元、加速度检测单元、视频采集单元、轿门检测单元、环境检测单元和第一无线传输单元，所述固定采集端包括第二无线传输单元、第二数据处理器和数据传输模块；所述气压检测单元、加速度检测单元、视频采集单元、轿门检测单元、环境检测单元和第一无线传输单元分别与所述第一数据处理器连接；所述第一无线传输单元通过第二无线传输单元与所述第二数据处理器通信连接，所述第二数据处理器通过数据传输模块与所述远程监控端通信连接。

优选的，所述轿门检测单元包括轿门开关检测器、轿厢平层检测传感器和声音报警模块，所述轿门开关检测器、轿厢平层检测传感器和声音报警模块分别与所述第一数据处理器连接。

上述方案进一步优选的，所述轿厢平层检测传感器用于检测所述的轿厢与楼层的相对位置，所述轿厢平层检测传感器包括位于轿厢顶部外侧的上平层检测传感器和轿厢底部外侧的下平层检测传感器，所述轿门开关检测器安装于轿厢门的两侧用于检测轿厢门的开关状态，所述轿门开关检测器包括霍尔开关传感器、瞬态抑制二极管TVS、信号隔离电路和信号调理电路，所述霍尔开关传感器的输出端依次通过瞬态抑制二极管TVS、信号隔离电路和信号调理电路与所述第一数据处理器连接。

上述方案进一步优选的所述上平层检测传感器和下平层检测传感器呈相互垂直设置，所述上平层检测传感器的数量为2-3个，所述下平层检测传感器3-4个，所述上平层检测传感器和下平层检测传感器采用光电开关。

优选的，所述声音报警模块采用QJ000-16S语音报警芯片。

上述方案进一步优选的，所述环境检测单元包括但不限于温湿度传感器、噪音传感器、烟雾传感器和称重传感器，所述温湿度传感器、噪音传感器和烟雾传感器设置在轿厢侧壁的顶端位置，所述称重传感器设置在轿厢的底部内。

上述方案进一步优选的，所述第一无线传输单元和第二无线传输单元采用CC2530无线通信芯片，所述数据传输模块采用以太网通讯模块、GPRS网络通讯模块、3G/4G网络通讯模块或WIFI传输模块。

上述方案进一步优选的，所述远程监控端包括但不限于电脑、笔记本电脑、平板电脑及智能手机。

综上所述，由于本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果：

(1)、本实用新型采用环境检测、气压检测单元轿门检测单元和加速度检测单元等结合监控电梯的实时高度和实时速度，分析电梯运行状态和预测电梯的故障等，并获知电梯实时的运行速度、运行方向、实时加速度和轿厢门开关状况以及实时位置高度，从而获知电梯的实时状况，当电梯发生紧急晃动、震动和突然超速等状况时，结合气压参数和加速度参数，可分析出电梯所在的楼层和加速度信息，并通过第一数据处理器和第二数据处理器进行分析电梯运行状态，能在发生电梯故障的第一时间并判断故障类型，能实时显示被困人员的准确位置等，从而实现及时了解电梯的一切状态，进一步提高电梯的安全系数，同时通过利用无线网络通讯模块将电梯运行的高度、速度、加速度和环境参数检测数据等数据无线传送到远程监控终端上，然后由远程监控终端进行查看和处理，具有极广的应用范围。

(2)、本实用新型还通过对轿厢以及轿厢进行检测，可实时检测出电梯轿厢是否有效地平层和准确地打开层门，若电梯轿厢处于平层状态，然后再打开电梯层门，若处与不平层状态时就打开电梯层门，则电梯处于危险故障状态，从而有效地判断出电梯是否处于“轿厢未有效平层而层门打开”的危险故障，并制动轿厢停止和启动运行，保证电梯的使用安全，然后根据相应的故障问题发出报警信息，从而通知维保单位及时处理电梯故障，有效避免安全事故的发生。

附图说明

图1是本实用新型的一种电梯采集系统的原理图；

图2是本实用新型的轿门开关检测器电路原理图；

图3是本实用新型的加速度检测单元的原理图；

图4是本实用新型的加速度检测单元的具体实施例原理图；

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

如图1所示，根据本发实用新型的一个方面，提供了一种电梯安全检测系统，包括随动采集端、固定采集端和远程监控端，所述随动采集端部署于电梯的轿厢上，用于实时采集电梯的各项数据并将采集的各项数据传输给所述固定采集端，所述固定采集端与随动采集端通信连接，所述固定采集端部署在电梯井道的内部底端或顶部，用于对所随动采集端上传的各项数据进行分类和记录，并将分类和记录的结果传输给所述远程监控端，所述固定采集端与远程监控端通信连接，所述远程监控端用于分析来自所述固定采集端上传的分类结果，并将分析结果处理成图表结果，使得固定采集端接收并显示所述图表结果，所述远程监控端包括但不限于电脑、笔记本电脑、平板电脑及智能手机；所述随动采集端包括第一数据处理器、气压检测单元、加速度检测单元、视频采集单元、轿门检测单元、环境检测单元和第一无线传输单元，所述固定采集端包括第二无线传输单元、第二数据处理器和数据传输模块；所述气压检测单元、加速度检测单元、视频采集单元、轿门检测单元、环境检测单元和第一无线传输单元分别与所述第一数据处理器连接；所述第一无线传输单元通过第二无线传输单元与所述第二数据处理器通信连接，所述第二数据处理器通过数据传输模块与所述远程监控端通信连接。在本实用新型中，所述环境检测单元包括但不限于温湿度传感器、噪音传感器、烟雾传感器和称重传感器，所述温湿度传感器、噪音传感器和烟雾传感器设置在轿厢侧壁的顶端位置，所述称重传感器设置在轿厢的底部内；所述第一数据处理器和第二数据处理器采用的型号为STM32F103C8T6的处理器，所述第一无线传输单元和第二无线传输单元采用CC2530无线通信芯片，所述数据传输模块采用以太网通讯模块、GPRS网络通讯模块、3G/4G网络通讯模块或WIFI 传输模块，所述数据传输模块优选采用GPRS网络通讯模块，其型号采用 SIM900A模块，利用SIM900A无线网络通讯模块将电梯运行的高度、速度、加速度和环境参数检测数据等数据无线传送到远程监控终端上，然后由远程监控终端进行查看和处理。

在本实用新型中，所述轿门检测单元包括轿门开关检测器、轿厢平层检测传感器和声音报警模块，所述轿门开关检测器、轿厢平层检测传感器和声音报警模块分别与所述第一数据处理器连接，所述声音报警模块采用 QJ000-16S语音报警芯片进行语音报警，所述轿厢平层检测传感器用于检测所述的轿厢与楼层的相对位置，所述轿门开关检测器安装于轿厢门的两侧用于检测轿厢门的开关状态，所述轿门开关检测器包括霍尔开关传感器、瞬态抑制二极管TVS、信号隔离电路和信号调理电路，所述霍尔开关传感器的输出端依次通过瞬态抑制二极管D1(TVS)、信号隔离电路和信号调理电路与所述第一数据处理器连接。如图2所示，所述霍尔开关传感器S1的开关量信号经瞬态抑制二极管D1、信号隔离电路(光耦隔离器U1)进行隔离，瞬态抑制二极管D1主要用于瞬间输入过压保护，抑制尖峰电压的干扰，然后开关量信号再经信号调理电路(二极管D3进行限幅，以及通过电阻R3、电阻R4和电容 C1进行分压和了滤波)进行调整之后输入至第一数据处理器进行判断分析，当霍尔开关传感器S1处于关闭状态时，则可判断电梯轿门和电梯层门处于打开状态，电源信号Vdd输入端的发光二极管D2发亮进入开门指示状态，若不能进行开门或关门操作时进行语音报警操作。在本实用新型中，所述轿厢平层检测传感器包括位于轿厢顶部外侧的上平层检测传感器和轿厢底部外侧的下平层检测传感器，所述上平层检测传感器和下平层检测传感器呈相互垂直设置，所述上平层检测传感器的数量为2-3个，所述下平层检测传感器3-4个，所述上平层检测传感器和下平层检测传感器采用光电开关，通过光电开关检测电梯轿厢运行方向、位置及平层状态，光电开关的开关信号经过如图2所示的电路进行处理之后输入第一数据处理器进行分析和判断轿厢是否处于平层状态，轿厢运行至每层的停靠站时，轿厢地坎与电梯每层的层门地坎是否达到同一水平面，如果检测中发现平层时轿厢地坎与层门地坎的误差超过规定值，则可判定电梯的发生不平层故障；光电开关检测轿厢门的开关状态，光电开关的开关信号输入至第一数据处理器判断梯轿厢是否平层，若处于平层状态，然后再打开电梯层门，电梯正常运行中，轿门应同时开启或关闭，轿厢未平层，轿门是绝对不允许开启的，任何轿门的故障可能会导致非常严重的人身伤亡事故，若处与不平层状态时就打开电梯层门，则电梯处于危险故障状态，从而可判断出电梯是否处于“轿厢未有效平层而层门打开”的危险故障，并发出发出报警信息。

在本实用新型中，如图1所示，所述气压检测单元用于检测轿厢所处当前位置高度的大气气压以及用于实时且连续检测电梯井顶部或底部的气压，所述气压检测单元采用MS5611芯片采集所在位置的大气压，随着随轿厢的升降运动，轿厢所处位置的气压值也不断在变化，因此通过气压检测单元循环且连续检测轿厢当前位置的气压，得出轿厢所处位置气压平均值，将电梯井顶部或底部的气压与轿厢当前位置的气压进行比较，得出气压变化的差值，根据所得到的气压差值，可计算出轿厢所在的当前高度，当电梯出现紧急状态后发生停运之后，可以判断出电梯出现故障所在的楼层并实时判断轿厢是否平层，然后再打开电梯层门；根据每次采集气压值的时间差，可计算出电梯连续采集的时间间隔内的实时速度，电梯的轿厢在运行过程中，视频采集单元、环境检测单元并将采集的轿厢内的信息以及轿厢的实时高度和速度值发送至电梯监控中心服务器，由该电梯监控中心服务器做出电梯监控和管理决策，所述环境检测单元包括但不限于红外线传感器、温湿度传感器、噪音传感器、烟雾传感器和称重传感器；称重传感器、噪音传感器、温湿度传感器可以获取电梯内的载重量、乘客数量、温湿度信息(电梯的舒适度)和电梯运行时的噪音大小，从而判断电梯的运行的舒适度，通过烟雾传感器获取电梯轿厢周围环境是否有烟火发生以保证电梯的安全运行，所述视频采集单元(摄像头)拍摄的信息可以获知乘客的实时状态，所述通过红外线传感器可获取乘客出入轿厢的轿门时状况，并控制轿门开启/关闭的时间以及开门保持时间等信息；所述加速度检测单可以确定当前电梯存在超速运行、坠落以及人为晃动、振动、急停等状况时，使得电梯瞬间产生加速度，导致电梯在不安全状态下运行，因此需要及时做出电梯故障判断、检修和人员施救的反应，提高了电梯的乘坐安全性，因此根据气压检测单元可以获知电梯实时的运行速度、运行方向和结合实时运行的加速度来判断电梯的实时位置，不仅能实现及时了解电梯的位置状态，还能及时发现和预测电梯的故障等，进一步提高电梯的安全系数。

如图1和图3所示，所述加速度检测单元包括加速度传感器、滤波放大电路、整形电路、限压保护电路和A/D转换处理器，该加速度传感器设置在在轿厢的地板内，所述加速度传感器的采集输出端通过滤波放大电路、整形电路和A/D转换处理器与所述第一数据处理器连接，所述限压保护电路的一端分别与所述加速度传感器的输出端和滤波放大电路输入端连接，所述限压保护电路的另一端与地连接；所述加速度传感器采用三轴加速度传感器采集电梯轿厢三个轴(X轴、Y轴、Z轴)方向的运行加速度，所述A/D转换处理器采用四通道输入的24位高精度转换器，该高精度A/D转换器采用的型号为 CS5381芯片，转换精度高达24位，采样速率高达192kHz；所述加速度传感器采集电梯轿门的输出信号(X、Y、Z轴三个方向上的加速度信号)，如图3 所示，三个方向上的加速度信号分别经过各自的限压保护电路、RC滤波放大电路和整形电路输入至A/D转换处理器进行转换处理，在本实用新型中，如图4所示，X方向上的滤波放大电路分别包括瞬态抑制二极管D4、电阻R5、电阻R8、电阻R11、电阻R14、电容C5、运算放大器U2和整形电路由三级反向器U4串联组成，输出的X轴信号经瞬态抑制二极管D4和电阻R5进行瞬间输入过压保护、分压和抑制尖峰电压的干扰，经过电阻R8和电容C5组成的RC滤波电路进行滤波，再经过运算放大器U2进行放大和三级反向器 U5整形后输出平稳、稳定的采集信号，实现采集信号的反转和整形功能，并且可以增强信号驱动能力，可以有效地进行判断突然震动和晃动等干扰信号，同理，如图4所示，Y轴和Z轴三个方向上的加速度信号经过与X轴相同的电路结构进行处后输入第一数据处理器进行分析处理，当加速度采集的信号不符合正常标准时，如加速度过快(突然震动、晃动、超速运行、坠落等)，可以及时向远程监控终端发送运行状态信息。综上所述，本实用新型通过气压检测单元和加速度检测单元结合监控电梯的实时高度和实时速度，分析电梯运行状态和预测电梯的故障等，并获知电梯实时的运行速度、运行方向和实时加速度以及实时位置高度，从而获知电梯的实时状况，通过第一数据处理器和第二数据处理器进行分析电梯运行状态，能在发生电梯故障的第一时间并判断故障类型，能实时显示被困人员的准确位置等，从而实现及时了解电梯的一切状态，进一步提高电梯的安全系数，克服了各种品牌电梯的监控输出接口标准不一致的问题，通过无线通讯终端可将采集的数据进行无畅通地传输和实施监控，兼容性好，具有极广的应用范围。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。