具有多用途边缘网关的电梯系统和用于数据通信的方法与流程

1.本发明涉及一种具有包括不同功能装置的建筑生态系统内的边缘网关的电梯系统和用于与这种电梯系统进行数据通信的方法。


背景技术：

2.如今，物联网(internet of things，iot)网络吸引了大量关注，因此开发了许多电梯以通过iot技术进行通信。iot是连接到互联网的整个物理对象系统，并且能够在整个网络上传输数据，而无需人工干预。对于智能建筑，iot是基础，其中，iot涵盖了连接到互联网的一切事物。为了使建筑物更智能或更经济，建筑物需要在所有可用的硬件和软件系统之间尽可能多且快速地进行数据通信。用于控制和操作电梯的电梯系统因此变得越来越复杂，因为通常属于高度专门领域的许多部件、装置和单元被安装在该电梯系统内以及装置中用于各种目的，例如送货机器人、报警系统、访问系统和/或建筑生态系统的任何其他智能装置部件。同时，越来越多的其他外围装置和移动装置用于电梯，以满足日益复杂的功能。另一方面，有许多不同类型的通信协议可用，其中每种协议都有自身的信号传输技术特性，并且在大多数情况下需要连接到云端。因此，将建筑生态系统中的不同部件连接起来进行数据通信是一项基本挑战。
3.此外，另一个最新的技术趋势是机器学习，机器学习将利用基于云技术的大数据在未来提供巨大的优势。结果，数据量增长使得大数据变得更大。这些数据通过iot或云网络提供，不仅可以帮助企业在问题发生时做出反应，还可以预测问题并提前修复问题。但对于工业应用，iot的独特挑战是来自各种数据资源的大量实时数据以及管理和利用这些数据。
4.网关通常使用一种以上的协议进行通信，并且可以在开放系统互连模型(osi)的七层中的任何一层上运行。虽然这样的网关充当不同协议之间的转换器，例如充当ieee 802.15.4或ieee 802.11之间的转换器，并且实现从一个离散网络到另一个离散网络的有线或无线通信等数据传输，也仍难以满足海量数据量交换和传输的所有需求。作为改进的网关，边缘网关(egw)为网络提供了与外部网络的连接，可以使iot网络更高效地工作并适应个人用例。边缘装置可以提供对更快、更高效网络的认证访问。
5.ep 3 392 191 a1公开了一种电梯控制器，电梯控制器可以与智能网关和云服务器通信以支持一些控制功能。


技术实现要素：

6.因此，本发明的目的是改进电梯与iot网络上的基于云的外部数据资源的数据通信，特别是改进与其他建筑设施的数据通信，以确保从电梯或向电梯的无缝数据传输，以便使与该电梯交互的智能建筑生态系统更顺畅、更高效地工作。
7.该目的通过根据独立权利要求的方案来实现。技术上有益的实施例由从属权利要求、说明书和附图限定。
8.根据第一方面，该目的通过包括用于控制电梯的至少一个自主单元的电梯系统来实现。自主单元基于至少一个规则，这样的自主单元的应用产生电梯的改变。这些自主单元通常自主行动，但它们也可以相互通信和交互。电梯系统还包括多通道边缘网关，多通道边缘网关能够在自主单元与iot网络上的数据资源之间建立通信。多通道边缘网关包括多于一个的通信通道，其中，这些通道能够使用相同的协议或不同的协议同步或异步地进行数据通信。多通道边缘网关还包括通道分配装置，通道分配装置能够根据待从多通道边缘网关发送的数据自动将通道之一与协议之一匹配。
9.其技术优势在于，当一个或多个通道当前占用时，电梯系统和诸如移动装置或iot网络的外部环境之间的通信可以容易且可靠地构建。即使来自电梯系统的数据格式不适合当前使用的通信协议或当前空闲通道，多通道边缘网关也会使用合适的协议自动切换到另一个空闲通道。通过使用这种多通道边缘网关，数据可以同时或连续地通过不同的通道传输。因此，可以增加通信吞吐量、提供抗干扰的稳定性，并优化电梯系统的通信容量。如果电梯必须连接到远程监控中心，使用上述电梯系统，可以满足en8128标准。这使例如智能建筑中的电梯不仅与建筑运营商和居住者互动，还与远程中心或各种用户终端互动，以提供新水平的洞察力和关系。
10.与普通网关一样，多通道边缘网关也可以提供支持身份验证、授权、安全、审计和合规性的功能。除此之外，多通道边缘网关包括能够根据要从多通道边缘网关发送的数据自动地和/或最优地将通道之一和协议之一相互匹配的通道分配装置。由于成本原因，通道可能具有不同的技术特性、如速度、带宽、安全性和干扰和信号衰减，以及用于不同目的的通信协议。因此，待使用的通道和协议必须彼此最优匹配，以便优化电梯系统的通信。
11.在电梯系统的另一技术上有利的实施例中，通道分配装置能够根据被分配给发送到多通道边缘网关的数据的优先级来分配通道之一和协议之一。这意味着如果进入多通道边缘网关的其他数据具有更高的优先级，因此比当前传输的数据更重要，则数据传输过程可能会中断。在这种情况下，占用的通道将首先被释放并可供传输其他数据。所实现的另一个技术优势是提高了电梯系统的通信可靠性和即时性。
12.在电梯系统的另一技术上有利的实施例中，通过根据数据内容、数据格式和/或通过自学习和/或手动配置多通道边缘网关来执行最优匹配和/或分配通道和协议。或数据资源。通道在例如数据传输速度、带宽、安全性和干扰以及信号衰减的技术特性方面可以彼此不同。所谓自学习，是指网关接收到初始指令，之后根据馈送的数据自行学习。自学习可以从匹配结果、统计数据或故障诊断等中进行学习。这也产生了一个技术优势，即数据总是可以使用最合适的协议通过最可能的通道来传输。无需配置通信路径，因为多通道边缘网关会自动管理路径。此功能可确保电梯系统具有最可靠的路径来发送数据。
13.在电梯系统的另一技术上有利的实施例中，自主单元是电梯系统的部件，如电梯控制装置、安全链或传感器装置，其中，安全链是电梯系统的串联的电气安全装置的总和。并且电梯系统可以包括具有至少一个接入点的现场总线系统。然后，自主单元能够通过该接入点经由有线和/或无线方式与现场总线系统连接。接入点能够与外围装置和/或移动装置连接。多通道边缘网关可以与现场总线系统进行通信，以弥合信息技术和运营技术之间的差距。然后，通常只能通过现场总线相互通信的开关、可编程逻辑控制器(plc)、传感器和远程i/o等低级控制装置现在也可以与不属于电梯系统的其他装置直接通信。这不仅实现
了电梯系统与外部装置的实时通信，而且简化了电梯系统在电梯环境中的集成，使其更接近最终用户，而无需强制客户安装任何移动应用程序。这意味着多通道边缘网关可能拥有用于分析和处理的所有相关数据，以整体优化建筑移动性、能源消耗、交通流量、安全性等方面。
14.在现场总线系统的基础上，还可以将自主单元与其他装置(如智能手机或送货机器人)连接起来，建立基于lan(局域网通信网络)技术的总线网络。所谓的总线网络是一种lan拓扑，其中lan网络中的诸如服务器、工作站和外围装置的所有节点连接到共享的现场总线系统。lan例如基于流行的ieee802.3标准集(以太网)。由于控制系统网络基础架构通常在安装电梯的整个建筑中都可用，因此有时值得尝试将lan的控制系统与现场总线系统结合起来。
15.在电梯系统的另一技术上有利的实施例中，多通道边缘网关能够在数据被发送离开多通道边缘网关之前加密和/或格式化数据。这意味着发送到网关的数据不需要直接传输到电梯系统的外部。网关将评估这些数据的安全性，例如网络攻击或数据丢失的风险。如果要提高安全性，网关可以先通过证书或密钥对数据进行加密。以安全格式格式化数据是数据传输前的另一种预防方法。因此，多通道边缘网关不仅能够管理数据传输，还能够处理数据。这种数据保护措施也可以通过自学习和/或手动配置多通道边缘网关来执行。
16.根据第二方面，该目的通过一种用于电梯系统和iot网络上基于云的数据资源之间的数据通信的方法来实现。该电梯系统包括至少一个用于控制电梯的自主单元和多通道边缘网关。自主单元和基于云的数据资源之间的数据通信由多通道边缘网关构建。多通道边缘网关使用相同的协议或不同的协议同步或异步地管理多个通信通道。并且多通道边缘网关根据要从多通道边缘网关发送的数据自动地和/或最优地将通道之一与协议之一匹配。
17.至少一个上述实施例为已知现有技术的问题和缺点提供了一种或多种解决方案。根据以下描述和权利要求，本发明的其他技术优点对本领域技术人员来说变得显而易见。实施本发明的众多示例仅实现了所呈现优点的一部分。没有任何优点对实施示例来说是至关重要的。任何需要的实施例可以在技术上与任何其他需要的实施例组合。示例仅代表几个有利的实施例并且示例不限制本发明的思想，本发明的思想甚至可以在以下进一步提出的权利要求的框架内以其他方式实施。
附图说明
18.下面结合附图对本发明的实施例进行更详细的描述。所包括的附图提供对本发明的进一步理解并且构成本说明书的一部分，附图示出本发明的实施例，并且与描述一起有助于解释本发明的原理。其中：
19.图1示出根据上述发明的电梯系统的示意图。
具体实施方式
20.图1是智能建筑生态系统(未示出)中的电梯系统1的示意图。该电梯系统1能够与基于云的外部数据资源8通信，例如与iot网络的在线服务器或装置通信。电梯系统1和基于云的数据资源8之间的通信可以使用不同的有线或无线通信协议，例如以太网、电话陆线网
络(如数字用户线路(dsl))或蜂窝网络(诸如2g(如gsm/gprs)、3g(如umts)、4g(如lte/wimax)或5g)。电梯系统1例如用于控制在楼层、水平面或平台之间竖直移动的电梯轿厢(未示出)。该电梯系统1包括具有更多接入点3的现场总线系统2(例如rs485或rs232总线)。这些接入点3是不同的i/o接口，例如有线或蓝牙等。
21.电梯系统1包括用于控制电梯的更多自主单元(未示出)。这些自主单元是例如电梯控制装置4、安全链5和可以例如通过现场总线2相互通信的传感器装置6，当传感器装置分别通过有线和无线方式在接入点3处连接时相互通信。实际上，安全链5本身有时也可以通过现场总线系统2来实现。在这种情况下，安全链5将集成到现场总线系统2中。此外，不是电梯系统1的部件、但可能是建筑生态系统的控制单元的一个或多个外围装置和移动装置11也连接到现场总线系统2，例如通过接入点3连接到现场总线系统。通过这种方式，诸如开关、触点和传感器等低级控制装置也可以在必要时直接与基于云的数据资源8通信。此外，还可以将其他装置12(例如智能电话或送货机器人)与现场总线系统2连接，例如基于lan网络(例如总线网络)与现场总线系统连接。
22.电梯系统1的多通道边缘网关7用于充当云中的外部数据资源8与现场总线系统2之间的通信的桥接器或转换器。多通道边缘网关7包括能够使用相同的协议或不同的协议进行数据通信的多个通道10。这些通道10在数据传输速度、带宽、安全性和干扰等技术特性上彼此不同。通过这些通道10的通信是相互独立的，因此通信可以同步或异步执行。多通道边缘网关7包括通道分配装置9，以根据要从多通道边缘网关7发送的数据自动地和/或最优地将通道10与可能的通信协议匹配。为了选择通道10，可以考虑通道10的技术特性，例如数据传输速度、带宽、安全性和干扰和信号衰减等。
23.另外，可以根据从多通道边缘网关7发送的数据的优先级来分配或选择其中一个通道10和协议。例如可以根据数据内容、数据格式和/或数据资源来执行最优分配并匹配通道和协议。例如，即使所有通道10当前都占用，现在也从安全链5发送针对紧急情况的报警信号。网关7应中断通道10中的至少一个，并设置该通道立即可用于发送此报警信号。之后，中断的先前通信将继续进行。
24.参照本发明的特定实施例在描述中讨论的或在附图中示出的所有特征可以以各种组合提供，以便同时实现有益的技术效果。
25.所有方法步骤都可以通过适合于执行相应方法步骤的装置来实现。由特定结构特征执行的所有功能可以是方法的方法步骤。
26.对于本领域技术人员来说显而易见的是，随着技术的进步，本发明的基本思想可以通过多种方式实现。因此，本发明及其实施例不限于上述示例；相反，它们可以在由权利要求限定的本发明的法律保护范围内变化。