一种基于近场通信的电梯智能呼叫系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电梯智能呼叫系统和方法，具体是指一种基于NFC (Near FieldCommunicat1n，近场通信)的电梯智能呼叫系统和方法。
【背景技术】
[0002]随着经济技术的发展，越来越多的高楼大厦拔地而起。而在这些高层建筑中，电梯是必不可少的，通常一幢大厦中都会设立多部电梯同时运行。由于传统电梯在每一楼层处仅有上行和下行两个按钮，无法确定每一楼层的等待人数以及相应的负载量，其调度方式往往是某一台电梯响应每一层的外部呼叫请求，因此在高峰时期会出现多部非满载电梯同向经过某一楼层，只有一部电梯停靠且无法满足该楼层所有人乘梯的这种不合理调度现象。另外在一些特殊的场所，只有指定的人员才能到达某些楼层，需要对乘梯人员进行权限检查。
[0003]基于上述，传统的电梯群控调度算法通过模拟每层的负载以及电梯的运行状态进行大量运算，在结果中根据平均等待时间、能效等方面选取最优方式。现阶段出现了一些基于目的层引导的调度算法，将每层的上下按钮替换为可选楼层的按钮组或触摸屏，让用户在进入电梯前就选定将去的楼层，可以较大的提升电梯系统运行的效率。而在乘梯权限方面，现有的方案为用户配备IC卡，储存用户身份信息，用户凭IC卡刷卡乘梯。将用户权限信息存储在电梯系统中，读出IC卡数据后从系统中查找相应的用户权限。在电梯中设立网络通讯模块，待从楼层处获取到用户的身份信息后与特定的信息数据库通讯，获取相应的楼层权限信息。
[0004]申请号为200910167976.7的中国专利“手机刷卡启用电梯的控制系统和方法”，其通过手机实现刷卡使用电梯的功能，用户登梯时通过手机在安装有手机身份认证读卡器的电梯进行识别，电梯管理模块自动判断用户所具有的楼层权限，电梯根据用户选择到达所在楼层，否则电梯不予运行。
[0005]申请号为201110216743.9的中国专利“轿厢外IC卡呼梯式电梯的多部电梯调度系统”，其通过刷卡记数估算轿厢内总人数从而避免超载，将呼叫任务化，通过计算机高效模拟任务分配的所有情况，自动计算并选择人均等待时间最少、电梯运行总路程最短的调度方式进行调度。本方案可用于大楼内有多部电梯的轿厢外IC卡呼梯式电梯组的调度，使电梯调度效率最尚、能源最省、避免超载。
[0006]但是，上述所提到的目前所采用的各种调度方案均存在不同的缺点和限制。其中，传统的电梯群控算法是基于模拟的方式获得最优调度方案，需要经过大量的计算，增加了软硬件成本，而且得到的调度方案具有不确定性。而基于目的层引导的群控算法需要在每层设立包含所有楼层的输入设备，当楼层较多时会大大增加成本。至于用户必须携带IC卡乘梯，很不方便，且IC卡有被非法复制的风险；并且采用该方法还需要将用户资料存储在电梯系统中导致在用户量剧增时，电梯系统需要增加额外的存储设备，同时每个电梯系统都需要存储用户数据，造成数据重复，带来极大的资源浪费。另外，从指定接口查询用户权限信息的方式需要将电梯系统连接到网络服务器，增加了电梯系统设计的复杂度，且一旦与服务器的连接出现故障，会导致电梯无法正常使用。
[0007]因此，目前亟需提出一种便捷可靠的乘梯呼叫方式，降低设计成本，辅助提高调度效率。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种基于NFC的电梯智能呼叫系统和方法，使用具备NFC功能的移动设备进行呼梯请求，方便快捷；提供用户的目的楼层和体重信息，提高电梯调度效率；采用的移动设备证书验证机制，简单快速安全。
[0009]为了达到上述目的，本发明提供一种基于NFC的电梯智能呼叫系统，包含:注册模块，其设置在移动设备上，用于进行用户注册，向电梯管辖单位提出用梯申请，并在进行实名验证后生成对应的证书文件；呼梯控制模块，其根据用户想要去到的目的楼层，生成包含证书文件的呼梯请求；第一 NFC通信模块，其设置在移动设备上，且与所述的呼梯控制模块相连接，发出呼梯请求；电梯呼叫装置，其分别设置在大厦每一层的候梯处，包含:第二 NFC通信模块，其与所述的第一 NFC通信模块进行近场通信，接受由第一 NFC通信模块发出的呼梯请求；权限验证模块，其与所述的第二 NFC通信模块相连接，当呼梯请求被验证通过时，其将呼梯请求发送至电梯调度控制模块进行响应，当呼梯请求被验证失败时，其将请求失败的信息通过第二 NFC通信模块、第一 NFC通信模块发送至呼梯控制模块。
[0010]所述的注册模块包含:身份信息录入模块，其根据用户提出的用梯申请，设置账户和密码，采集用户的身份信息进行实名验证后激活账户，并录入用户的体重信息；证书文件生成模块，其与所述的身份信息录入模块相连接，根据用户提出的用梯申请，生成证书文件；证书文件加密模块，其与所述的证书文件生成模块相连接，采用非对称加密法对证书文件进行加密。
[0011]所述的证书文件包含:授权码，其是通过采用哈希算法，利用第一散列函数将任意长度的二进制输入序列转换得到的固定长度的二进制序列；每个电梯管辖单位所属的所有电梯均采用相同的授权码；每个电梯管辖单位生成授权码时使用的二进制输入序列必须不相同；楼层权限信息，为用户被允许使用的电梯编号以及用户被允许到达的楼层的数据集合；数字签名，其是由用户身份信息、授权码以及楼层权限信息通过哈希算法，利用第二散列函数生成的固定长度的二进制序列。
[0012]本发明所述的基于NFC的电梯智能呼叫系统，还包含:存储模块，其设置在移动设备上，且分别与所述的注册模块以及呼梯控制模块相连接，用于存储由注册模块生成的证书文件，以及对应电梯管辖单位的单位信息。
[0013]本发明还提供一种基于NFC的电梯智能呼叫方法，包含以下步骤:
51、当用户是首次使用或者用户向新的电梯管辖单位提出用梯申请时，用户通过注册模块进行用户注册，向电梯管辖单位提出用梯申请，并在进行实名验证后生成对应的证书文件；
52、呼梯控制模块根据用户想要去到的目的楼层生成呼梯请求，并通过第一NFC通信模块向位于当前楼层候梯处的电梯呼叫装置发送呼梯请求；
53、电梯呼叫装置中的第二NFC通信模块接收呼梯请求，并由权限验证模块进行验证；当呼梯请求被验证通过时，权限验证模块将呼梯请求发送至电梯调度控制模块进行响应；当呼梯请求被验证失败时，权限验证模块将请求失败的信息通过第二 NFC通信模块、第一NFC通信模块发送至呼梯控制模块。
[0014]在本次呼梯请求成功到电梯到达当前楼层期间，同一用户反复进行呼梯请求操作，新的呼梯请求会覆盖前一次的呼梯请求。
[0015]所述的SI中，具体包含以下步骤:
511、用户通过身份信息录入模块设置账户和密码，录入用户的身份信息进行实名验证后激活账户，并录入用户的体重信息；
512、证书文件生成模块生成包含授权码、楼层权限信息以及数字签名的证书文件；
513、证书文件加密模块采用非对称加密法，利用电梯生产商提供的公钥对证书文件进行加密；
514、用户登录移动设备，下载新申请的电梯管辖单位对应生成的证书文件及该电梯管辖单位的单位信息，并保存在存储模块上。
[0016]在本发明的一个优选实施例中，所述的S2中，具体包含以下步骤:
521、根据在存储模块中存储的多个不同电梯管辖单位的单位信息，在移动设备中显示单位列表供用户选择；用户按照当前所需使用电梯的所属管辖单位进行选择，并将移动设备靠近当前楼层候梯处的电梯呼叫装置；
522、移动设备中的第一NFC通信模块向电梯呼叫装置中的第二 NFC通信模块发送显示虚拟按钮请求；所述的显示虚拟按钮请求包含:用户身份信息、显示虚拟按钮命令码、与用户所选择的电梯管辖单位相对应的证书文件；
523、电梯呼叫装置中的第二NFC通信模块将所接收到的显示虚拟按钮请求发送至权限验证模块进行用户合法性验证，如验证通过，则将用户被允许到达的楼层信息返回给呼梯控制模块，并在移动设备中以图形化显示带有虚拟按钮的可用楼层信息；如验证失败，则终止呼梯请求，并将请求错误的信息返回给呼梯控制模块并在移动设备中显示；
524、用户在可用楼层信息中选择目的楼层后，再次将移动设备靠近当前楼层候梯处的电梯呼叫装置；呼梯控制模块生成呼梯请求，并通过第一 NFC通信模块向第二 NFC通信模块发送；所述的呼梯请求包含:用户身份信息、呼梯命令码、目的楼层、用户体重、证书文件。
[0017]所述的S23中，具体包含以下步骤:
5231、权限验证模块接收显示虚拟按钮请求，并使用电梯生产商预先设置在其中的私钥，对接收到的证书文件中的授权码、楼层权限信息、数字签名进行解密；
5232、权限验证模块对接收到的用户身份信息，以及解密后得到的授权码和楼层权限信息，通过哈希算法并利用第二散列函数进行运算，将所得到的二进制序列结果与解密后得到的数字