基于无线通信的电梯监控系统的制作方法

本实用新型涉及电梯监控技术领域，具体涉及一种基于无线通信的电梯监控系统。

背景技术：

电梯远程监视管理系统是采用传感器采集电梯运行数据，通过微处理器进行非常态数据分析，经由网络传输实现电梯故障报警、困人救援、日常管理、质量评估、隐患防范等功能的综合性电梯管理平台。

无线收发装置因为其具有免布线、安装方便、低成本等优点，在生活中的应用非常广泛。在无线监控等领域都会应用到，这类应用中，通常采用至少2个无线收发装置成对使用，进行数据的收发，无线发射装置与传感器配合用于接收传感器采集的装置并转发，无线接收装置接收无线发射装置转发的信号并通过有线或无线的方式转发给接收方。在电梯监控系统中广泛使用无线网络，设备连接网络方便快捷，能极大的减轻设备网络架设工作强度。天线模块是无线接收装置的重要组成部分，在一般情况下，为了达到更好的数据传输效果，在安装时，无线接收装置与无线发射装置辐射方向相对应，并且信号要强度要保证合理的范围，为了达到前述要求，通常对天线的增益特别的要求。

现有技术中的无线接收装置与无线发射装置均采用一个天线模块，天线增益单一，因此，在使用前，通常根据传输距离选择与距离相匹配的增益参数的无线接收装置与无线发射装置，也就是无线接收装置与无线发射装置的增益与距离是匹配的，这样就只能用于固定距离的应用，一旦距离发生变化就无法再使用，需要更换设备，整体的通用性较差，而且灵活度不高。而目前的电梯监控系统应用中，无线接收装置与无线发射装置的使用寿命往往较长，会出现因系统更换，无线接收装置与无线发射装置在某一系统中不再使用的情况，或者系统修改，例如监控室更换位置，传输距离需要作更改，无线接收装置与无线发射装置不再适用需要重新购买的情况，会造成浪费或成本增加。此外，配对的无线接收装置与无线发射装置，其中一个坏掉之后，另一个不能立即用作他用，会造成一定的浪费。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于无线通信的电梯监控系统，系统中采用增益可调的无线收发模块作为接收装置和发射装置，通用性强，受距离限制小，可实现重复利用。

本实用新型通过下述技术方案实现：

基于无线通信的电梯监控系统，包括传感器、上位机和2个完全相同的无线收发模块；传感器通过无线或有线网络与一个无线收发模块相连；所述上位机通过无线或有线网络与另一个无线收发模块相连；所述无线收发模块包括天线模块、调制解调单元、信号处理模块、控制器、第一多路选择器、第一拨码开关、第二拨码开关和第二多路选择器，调制解调单元、信号处理模块和控制器依次相连，所述调制解调单元包括调制模块和解调模块，调制模块和解调模块均与信号处理模块相连，所述天线模块具有一个输入端和一个输出端；所述天线模块的数量为2-8个且所有天线模块的增益均不同，所述第一多路选择器用于选择接入解调模块的天线模块，第一多路选择器的信号输入端的数量不小于天线模块的数量，每个天线模块的输出端连接第一多路选择器的一个信号输入端；所述第一多路选择器具有3个控制端和1个输出端，输出端与解调模块的输入端相连，3个控制端与第一拨码开关相连，使所述第一多路选择器通过第一拨码开关控制，该第一拨码开关为4路拨码开关；所述第二多路选择器用于选择接入调制模块的天线模块，第二多路选择器的信号输出端的数量不小于天线模块的数量，每个天线模块的输入端连接第二多路选择器的一个信号输出端；所述第二多路选择器具有3个控制端和1个输入端，输入端与调制模块的输出端相连，3个控制端与第二拨码开关相连，使所述第二多路选择器通过第二拨码开关控制，该第二拨码开关为4路拨码开关。本技术方案中，基于无线通信的电梯监控系统采用2个相同的无线收发模块分别作为接收装置和发射装置，无线收发模块设置有多个增益不同的天线模块，且通过多路选择器来选择接入的天线模块，从而实现增益可调，使得两个无线收发模块的使用以及整个系统的布设不受距离限制，系统通用性强，使用灵活；且使用增益可调的2个无线收发模块，接收装置与发射装置可以任意配置，可实现重复利用；这样在各种应用中都具有良好的优势，例如：在系统拆除时，拆下的无线收发模块可以调整增益后用于其他场所而不要求传输距离相同；在改建系统例如上位机位置改变，传输距离发生变化时，只需要调整无线收发模块的增益即可，不用购置新的设备；无线收发模块其中一个设备发生损坏时，任意挑选一个无线收发模块调到匹配增益即可，更换速度快，更换方便。此外，多路选择器的控制中采用拨码开关实现，控制简单方便。

作为本实用新型的进一步改进，所述无线收发模块还包括RJ45接口，所述RJ45接口与控制器相连。本技术方案中，在整个系统两端，传感器和上位机均采用有线网络与无线收发模块相连，稳定性和可靠性更高。

进一步，所述第一拨码开关与第二拨码开关均具有8个管脚，其中输入管脚4个，输出管脚4个，其中第一拨码开关的3个输出管脚与第一多路选择器的控制端一对一相连，第二拨码开关的3个输出管脚与第二多路选择器的控制端一对一相连。

进一步，所述天线模块包括天线、收发开关、低噪声放大器、功率放大器以及2个带通滤波器；收发开关与天线相连，用于控制发射信号和接收信号的切换，一个带通滤波器连接在收发开关的输出端与低噪声放大器的输入端之间，功率放大器连接在另一个带通滤波器的输出端与收发开关的输入端之间，其中低噪声放大器的输出端为天线模块的输出端，另一个带通滤波器的输入端为天线模块的输入端。

优选的，所述天线为2.4G微带天线，包括电介质基板、辐射单元和接地面，所述电介质基板设置在辐射单元和接地面之间并与辐射单元和接地面相接触。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型基于无线通信的电梯监控系统采用2个相同的无线收发模块分别作为接收装置和发射装置，无线收发模块设置有多个增益不同的天线模块，且通过多路选择器来选择接入的天线模块，从而实现增益可调，使得无线收发模块和系统的通用性强，灵活性高，且可以实现接收装置与发射装置的任意配置，可实现重复利用；

2、本实用新型基于无线通信的电梯监控系统在多路选择器的控制中采用拨码开关实现，控制简单方便。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1位本实用新型的系统结构框图；

图2为无线收发模块的结构框图；

图3为天线模块的电路原理图。

附图标记及对应的零部件名称：

1-天线模块；2-第一多路选择器；3-解调模块；4-信号处理模块；5-控制器；6-第一拨码开关；7-第二多路选择器；8-第二拨码开关；9-调制模块；10-RJ45接口。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

如图1所示，基于无线通信的电梯监控系统，包括传感器、上位机和2个完全相同的无线收发模块；传感器通过无线或有线网络与一个无线收发模块相连，该无线收发模块安装在电梯附近，作为发射装置；所述上位机通过无线或有线网络与另一个无线收发模块相连，该无线收发模块安装在上位机附近，作为接收装置。

由于2个无线收发模块结构完全相同，本实施例中，以其中一个无线收发模块为例具体说明其结构。如图2所示，所述无线收发模块包括天线模块1、调制解调单元、信号处理模块4、控制器5、第一多路选择器2、第一拨码开关6、第二拨码开关8和第二多路选择器7，调制解调单元、信号处理模块4和控制器5依次相连，所述调制解调单元包括调制模块9和解调模块3，调制模块9和解调模块3均与信号处理模块4相连。

所述天线模块1的数量为4个且4个天线模块1的增益均不同。每个天线模块1都具有一个输入端和一个输出端，天线模块1输入端用于从调制解调单元接收信号，输出端用于向调制解调单元发射信号。

所述第一多路选择器2用于选择接入解调模块3的天线模块1，第一多路选择器2的信号输入端的数量为4个，4个天线模块1的输出端与第一多路选择器2的4个信号输入端一对一连接；所述第一多路选择器2具有3个控制端和1个输出端，输出端与解调模块3的输入端相连，3个控制端与第一拨码开关6相连，使所述第一多路选择器2通过第一拨码开关6 控制，该第一拨码开关6为4路拨码开关，具有8个管脚，其中输入管脚4个，输出管脚4 个，其中第一拨码开关6的3个输出管脚与第一多路选择器2的3个控制端一对一相连。

所述第二多路选择器7用于选择接入调制模块9的天线模块1，第二多路选择器7的信号输出端的数量也为4个，4个天线模块1的输入端与第二多路选择器7的4个信号输出端一对一对应连接；所述第二多路选择器7具有3个控制端和1个输入端，输入端与调制模块 9的输出端相连，3个控制端与第二拨码开关8相连，使所述第二多路选择器7通过第二拨码开关8控制，该第二拨码开关8为4路拨码开关，具有8个管脚，其中输入管脚4个，输出管脚4个，其中3个输出管脚与第二多路选择器7的3个控制端一对一相连。

本实施例中，由于天线模块1的数量只有4个，因此2个多路选择器都只要具有四选一功能即可，因此实际上多路选择器使用2个控制端即可，2个控制端分别采用00、01、11、 10四种信号控制选择的天线模块1即可，当使用的天线模块1为5-8个时，3个控制端都必须使用，3个控制端的信号分别采用000、001、010、011、100、101、110、111八种信号分别对应8个天线模块的选择，当然控制端的信号通过拨码开关的3个输出管脚输出给控制端。拨码开关为非常成熟的技术，本实施例中不再赘述。在同一个使用中，2个多路选择器应该选择同一个天线模块1，保证良好的收发一致性。

如图2所示，所述天线模块1包括天线、收发开关、低噪声放大器LNA1、功率放大器PA1、带通滤波器BPF11、带通滤波器BPF12；收发开关与天线相连，用于控制发射信号和接收信号的切换，因此其具有一个输入端和一个输出端；带通滤波器BPF11的输入端连接收发开关A 的输出端、输出端连接低噪声放大器LNA1的输入端，低噪声放大器LNA1的输出端为天线模块1的输出端，连接解调模块3；带通滤波器BPF12的输入端为天线模块1的输入端，连接调制模块9，功率放大器PA1的输入端连接带通滤波器BPF12的输出端，输出端连接收发开关的输入端。本实施例中，收发开关可采用现有技术中天线组件中常用的收发开关，本申请不再赘述。

进一步，所述天线为2.4G微带天线，包括电介质基板、辐射单元和接地面，所述电介质基板设置在辐射单元和接地面之间并与辐射单元和接地面相接触。

进一步，所述无线收发模块还包括RJ45接口10，所述RJ45接口10与控制器5相连，传感器通过有线网络连接到一个无线收发模块RJ45接口10；所述上位机通过有线网络连接到另一个无线收发模块的RJ45接口10。这样，在整个系统两端，传感器和上位机均采用有线网络与无线收发模块相连，稳定性和可靠性更高。

本实施例中，在控制器5的控制下，信号处理模块4用于对将要发送的信号进行处理后发送给调制模块9，调制模块9对信号进行调制，然后信号经第二多路选择器后通过天线模块1发送，天线模块1接收的信号经第一多路选择器2后发送给解调模块3，解调模块3对信号解调并发送给信号处理模块4，信号处理模块4对信号进行处理，其中信号处理模块4、控制器、调制模块9和解调模块3的作用和原理都同现有技术的无线接收装置，不作任何修改，并且微带天线、多路选择器、信号处理模块4、控制器、调制模块9和解调模块3都是本领域常用的模块，采用现有技术中的芯片或者模块即可，本实施例中不再赘述其结构和原理，本实施例的关键在于设置多个天线模块1通过多路选择器来选择接入的天线模块，从而实现增益可调，而多路选择器的控制采用拨码开关实现。

在使用中，在电梯侧，传感器采集电梯信息，通过无线收发模块的RJ45接口10发送给作为发射装置的无线收发模块，在控制器5的控制下，信号处理模块4用于对将含有电梯信息的信号进行处理后发送给调制模块9，调制模块9对信号进行调制，然后信号经第二多路选择器后通过天线模块1发送。

在上位机侧，作为接收机的无线收发模块的天线模块1接收的信号经第一多路选择器2 后发送给解调模块3，解调模块3对信号解调并发送给信号处理模块4，信号处理模块4对信号进行处理，处理后的信号通过RJ45接口10发送给上位机。

本实施例的基于无线通信的电梯监控系统采用2个相同的无线收发模块分别作为接收装置和发射装置，无线收发模块设置有多个增益不同的天线模块，且通过多路选择器来选择接入的天线模块，从而实现增益可调，使得两个无线收发模块的使用以及整个系统的布设不受距离限制，系统通用性强，使用灵活；且使用增益可调的2个无线收发模块，接收装置与发射装置可以任意配置，可实现重复利用；这样在各种应用中都具有良好的优势，例如：在系统拆除时，拆下的无线收发模块可以调整增益后用于其他场所而不要求传输距离相同；在改建系统例如上位机位置改变，传输距离发生变化时，只需要调整无线收发模块的增益即可，不用购置新的设备；无线收发模块其中一个设备发生损坏时，任意挑选一个无线收发模块调到匹配增益即可，更换速度快，更换方便。此外，多路选择器的控制中采用拨码开关实现，控制简单方便。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。