专利名称：多基站的无线远程电梯召唤的操控系统及控制方法
技术领域：
本发明属于电梯技术领域，尤其涉及一种基于多基站的无线远程电梯召唤的操控 系统及控制方法。
背景技术：
目前，电梯轿厢外召设备的响应方式为主动式响应，即乘客需要用手触碰相应的 按键或主动刷卡实现对电梯的操作请求，当电梯控制系统接收到客户的操作请求后，会控 制电梯执行相应操作。上述是传统的电梯轿厢召唤方式，其存在的问题是在绝大多数情况下，都是乘客 在等待电梯的到来，这样便浪费了乘客的宝贵时间。
发明内容
本发明提供了一种多基站的无线远程电梯召唤的操控系统及控制方法，以解决传 统电梯召唤存在的乘客等待电梯的问题，为解决此问题，本发明所采用的技术方案如下多 基站的无线远程电梯召唤的操控系统，其包括基站、目标卡、电梯主控板，所述的电梯主控 板与基站通讯，并对电梯运行进行基本命令控制和状态显示；所述的基站包括至少一个主基站、一个副基站，各基站所包含的功能模块相同，包 括信号发射驱动电路将待发送的数字信号转换成可以驱动天线的模拟信号；信号发射天线将经过信号发射驱动电路转换所得的模拟信号向周围空间辐射电 磁场；信号接收天线接收目标卡发来的电磁波信号，并转换成模拟信号；信号接收调理电路将信号接收天线所收到的模拟信号解调成数字信号；电梯通讯模块实现基站与电梯主控板间的通讯，将各种电梯请求发给电梯主控 板，并接收电梯主控板发来的各种操作命令；主控模块将信号接收调理电路转换所得的数字信号进行处理，控制信号发射驱 动电路向周围空间辐射电磁场，控制电梯通讯模块执行对电梯的操作，完成程序设定的功 能；基站通讯模块实现两个基站间的通讯；电源管理模块将外部输入的电压转换成各模块所需的电压；所述的目标卡包括接收天线接收各个方向的电磁场，并转换成模拟电信号，传输至主控模块；主控模块将接收的模拟电信号转换为数字信号，并得出该位置的场强，连同该目 标卡的ID以及电池电量信号一起发送给基站；信号发射调制电路将待发送给基站的数字信号转换成可以驱动天线的模拟信 号；
信号发射天线将信号发射调制电路转换所得的模拟信号向周围空间辐射电磁 场；电池提供电源；主基站通过对目标卡到主基站的距离、目标卡到副基站的距离来判断目标卡的移 动轨迹，并将该目标卡的移动轨迹与设定的运动规律比对，由主基站确认目标卡ID和位 置，发送信号至电梯主控板。所述的多基站的无线远程电梯召唤的操控系统，所述基站的主控模块包括至少一 个处理器单元和一个存储器单元，其中，处理器单元用于对各模块进行控制，并实现逻辑程 序功能；存储单元用于存放目标卡的ID以及与其相对应的电梯操作权限。所述的多基站的无线远程电梯召唤的操控系统，所述目标卡的主控模块包括处理器用于协调控制各模块之间的工作；A/D转换单元进行数字信号和模拟信号之间的转换；定时器单元进行时序设定和辅助控制；存储单元用于存储采样数值及各运算结果数据。所述的多基站的无线远程电梯召唤的操控系统，信号发射天线采用单独的一根导 线，或者采用线路板上的一段走线。一种多基站的无线远程电梯召唤的控制方法，其按如下步骤进行a、设定一个主基站、至少一个从基站，各基站的主控模块控制信号发射驱动电路 通过信号发射天线向周围空间辐射电磁场；b、当目标卡进入到任何一个基站形成的有效场强范围内时都会被唤醒；C、主基站连续发送一段时长为Tl的信号，然后停止；此时，目标卡会获得基于主 基站天线的场强数值，并回传给主基站；主基站得到目标卡到主基站的第一距离；d、主基站通过基站通讯模块控制副基站驱动天线连续发送一段时长为Tl的信 号，然后停止；此时，该目标卡会传回基于副基站天线的场强数值，得到该目标卡到副基站 天线的第一距离；重复上述动作，获得目标卡到主基站的第二距离，目标卡到副基站的第二距离；e、主基站根据得到的目标卡基于主基站的第一距离、主基站的第二距离、副基站 的第一距离、副基站的第二距离的状态组合，若判断出该目标卡的运动轨迹属于有效轨迹， 则判定为该目标卡要进入电梯；f、基站根据接收到的目标卡数据，得到该目标卡的ID号并确定楼层响应权限；g、基站将电梯请求信号发给电梯主控板，对电梯实施相应楼层的控制，同时显示 电梯运行状态。所述的多基站的无线远程电梯召唤的控制方法，当主基站根据得到的目标卡基于 主基站的第一距离、主基站的第二距离、副基站的第一距离、副基站的第二距离的状态组 合，判断出该目标卡的运动轨迹属于无效轨迹时，则判定为该目标卡不进入电梯。本发明多基站的无线远程电梯召唤的操控系统具有以下优点本发明将原本需要乘客参与的主动式电梯召唤操控方式，将其改成被动式基站自 动识别并响应的操控方式，即乘客无需用手去触碰按键或刷卡，只要在离电梯一定距离的 范围内，乘客操作携带的目标卡，电梯便自动响应召唤动作；当客户进入电梯轿厢后，还可自动相应目标楼层的操作，开辟了无线远程遥控电梯的新领域。本发明给乘客提供了一种方便且智能的电梯召唤控制系统，使携带目标卡的乘客 在远处即可自动召唤电梯，从而节约了等待电梯的时间，实现电梯等人的目标，具有很好的 商业前景。在无线远程电梯召唤的操控系统的技术方案中存在一个难点，S卩如何处理持卡人 携带目标卡走过或路过电梯但无乘梯的需求，基站却错将其认为需要乘电梯而执行相应的 动作，从而造成了误操作。本发明采用多基站的捕获方式来解决了此技术问题，采用本发明 的技术方案，如果目标卡处于移动状态，基站可以获得该目标卡的运动规律及轨迹，基站越 多捕获目标卡运动轨迹就越精确地判断该目标卡是否具有乘梯的意向，这样就可以避免目 标卡仅仅靠近基站而无乘梯意向却引起召唤电梯的误操作的弊端。
图1为本发明基站的功能模块框图。图2为本发明目标卡的功能模块框图。图3是本发明基站主控模块的框图。图4是本发明目标卡主控模块的框图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作详细说明。本发明多基站的无线远程电梯召唤的操控系统包括至少两个基站、目标卡及电梯 主控板，基站包括一个主基站、至少一个副基站，各基站由电源直接供电，在设定频率上载 波数据信号，并对目标卡发出的数据进行解析，判断目标卡的有效性能，根据设定执行相应 电梯控制操作。各基站的功能模块构成相同，下面以主基站为例进行详细说明。如图1所示，其 由8部分构成，分别是信号发射驱动电路、信号发射天线、信号接收天线、信号接收调理电 路、电源管理模块、主控模块、电梯通讯模块、基站通讯模块，信号发射天线与信号发射驱动 电路相连；信号接收天线与信号接收调理电路相连；电源管理模块、电梯通讯模块、信号发 射驱动电路、信号接收调理电路分别与主控模块相连；基站通讯模块与主控模块相连接，基 站通讯模块通过外部通讯连线与其他基站相连。信号发射驱动电路将待发送信息的数字信号转换成可以驱动天线的模拟信号，此 电路可采用常规小功率发射电路，因此未对其作详细说明。信号发射驱动电路向信号发射 天线传输模拟信号。信号发射天线将模拟信号向天线周围的空间辐射电磁场。信号接收天线接收目标卡发送天线发出的模拟磁波信号，并将其转换成模拟电信 号传输至信号接收天线调理电路。信号接收调理电路将接收天线所收到的电信号进行解调，获得具有含义的数字信 号。此电路可采用常规小功率接收模块，如UHF接收模块。电梯通讯模块实现基站与电梯主控板间的通讯，将各种电梯请求信号发送给电梯 主控板，并接收电梯主控板发来的各种操作命令，此模块可选用485或CAN通讯方式等。
主控模块用于将信号接收调理电路转换后的数字信号进行处理，控制信号发射驱 动电路向空间辐射电磁场，控制电梯通讯模块执行对电梯的操作，完成程序设定的功能。参 见图3，该模块至少包括1个处理器单元和1个存储器单元，其中，处理器单元用于对各模块 进行控制，并实现逻辑程序功能，处理器单元可选用51系列芯片或ARM芯片等；存储单元用 于存放目标卡的ID号以及与其相对应的电梯操作权限，存储单元可以选用EEPROM、FLASH寸。基站通讯模块通过外部通讯连线与其他基站相连，实现基站间的通讯，其可以选 择本领域常用的MAX485通讯芯片。电源管理模块将基站外部输入的电压转换成内部各模块所需要的电压，以及为系 统提供抗干扰能力，其采用本领域常规的电源管理模块，提供3V或5V直流电源。目标卡由钮扣电池供电，正常情况下处于待机状态，当接收到基站发来的激活信 号后从待机状态唤醒，接收基站发出的数据，并可获得基站信号场强大小，与电池电量信 息、目标卡ID —并回传给基站模块。目标卡由7部分构成，分别是电池、3D接收天线、主控模块、信号发射调制电路、 信号发射天线、接收天线、信号接收调理电路，信号发射天线与信号发射调制电路相连接； 信号接收天线与信号接收调理电路相连接；3D接收天线、电池、信号发射调制电路、信号接 收调理电路分别与主控模块相连接。电池为目标卡的各个模块提供电源。3D接收天线由朝三个方向且相互垂直的线圈构成，可接收来自空间各个方向的电 磁场，并分别转换成空间矢量相互垂直的模拟电信号。主控模块将3D接收天线接收的模拟电信号转换为数字量并得出该位置处的真实 场强，连同该目标卡的唯一 ID以及电池电量信号等信息一起返回给基站。参见图4，该主控模块包括处理器用于协调控制各模块之间的工作；A/D转换单元进行数字信号和模拟信号之间的转换；定时器单元进行时序设定和辅助控制；存储单元用于存储采样数值及各运算结果数据。上述各模块单元均采用本领域的常用模块，因此，未作详细说明。信号发射调制电路将待返回给基站的数字信号转换成可以驱动天线的模拟信号， 其可采用常规小功率发射电路，如UHF发射电路。信号发射天线可以采用单独的一根导线，也可以是线路板上的一段走线，其作用 是将信号发射调制电路转换后的模拟信号向周围的空间辐射，形成电磁场。除了上述基站和目标卡以外，操控系统还包括一个电梯主控板，其用于在接收到 基站发来的请求信号后，对电梯的运行进行基本命令控制和状态显示。通过基站与目标卡进行数据交换，基站可获得进入场强范围的卡ID、电池电量、距 离信息(可从电场强度获得)以及其他信息；基站在获得这些信息后，可进行一系列的电梯 操作，比如厅外召唤、相应授权楼层的相应等等。本发明多基站的无线远程电梯召唤的控制方法具体步骤如下a、设定为主基站、从基站，由主基站进行调度，控制自己或者其他从基站轮流获取目标卡的距离数值；根据各基站相互间的位置，可获得目标卡的运动规律和轨迹，从而由主 基站进行电梯控制。b、各基站的主控模块控制信号发射驱动电路通过信号发射天线向天线周围的空 间周期性的辐射电磁场。各基站捕获到有效场强范围内有目标卡进入主基站连续发送Tl时间的信号，然 后停止；此时目标卡会获得基于主基站天线的场强数值，并回传给主基站；主基站可得出 目标卡到主基站天线的距离(记为距离Al)。当主基站得出距离Al后，主基站通过基站通讯模块控制副基站继续动作，此时副 基站驱动天线连续发送Tl时间的信号，然后停止；此时该目标卡会传回基于副基站天线的 场强数值，同样可得到该目标卡到副基站天线的距离(记为距离Bi)。此后，主基站继续发送信号，再次获得目标卡到主基站的距离(记为距离A2)，同 理可再次得到目标卡到副基站的距离(记为距离B2)。通过主基站和副基站的安装位置以及距离Al、距离Bi、距离A2、距离B2的状态组 合，可以判断目标卡的运动轨迹。如此重复上述过程，则可不断的得到这4个距离数值。如果目标卡处于移动状态， 可以通过此方法获得该目标卡的运动规律及轨迹，基站越多捕获目标卡运动轨迹就判别就 更加精确；目标卡离基站越近，接收到的场强越强，转换后的场强数值越大；基站将该目标 卡的运动规律与程序设定好的运动规律进行比对，从而通过电梯通讯模块进行相应的电梯 控制，这样就可避免目标卡仅仅是靠近基站就弓I起误操作的弊端。C、基站最终确认所有目标卡身份和位置，发送信号给电梯主控板，电梯主控板对 电梯进行控制和状态显示。若目标卡如果不在基站辐射的电磁场有效范围内，则处于休眠状态。若目标卡进入基站辐射的电磁场有效范围内，则被激活；目标卡离基站越近，接收 到的场强越强，转换后的场强数值越大。若目标卡离开基站辐射的电磁场范围，则再次进入休眠状态。以上对本发明的优选实施方式进行了详细说明，但并不应理解为对本发明的限 制。本领域的普通技术人员依据本发明提供的技术方案，在本发明具体的实施方式和应用 范围上均会有改变之处，这些改变也应视为本发明的保护范围。
权利要求
多基站的无线远程电梯召唤的操控系统，其特征在于包括基站、目标卡、电梯主控板，所述的电梯主控板与基站通讯，并对电梯运行进行基本命令控制和状态显示；所述的基站包括一个主基站、至少一个副基站，各基站所包含的功能模块相同，包括信号发射驱动电路将待发送的数字信号转换成可以驱动天线的模拟信号；信号发射天线将经过信号发射驱动电路转换所得的模拟信号向周围空间辐射电磁场；信号接收天线接收目标卡发来的电磁波信号，并转换成模拟信号；信号接收调理电路将信号接收天线所收到的模拟信号解调成数字信号；电梯通讯模块实现基站与电梯主控板间的通讯，将各种电梯请求发给电梯主控板，并接收电梯主控板发来的各种操作命令；主控模块将信号接收调理电路转换所得的数字信号进行处理，控制信号发射驱动电路向周围空间辐射电磁场，控制电梯通讯模块执行对电梯的操作，完成程序设定的功能；基站通讯模块实现基站间的通讯；电源管理模块将外部输入的电压转换成各模块所需的电压；所述的目标卡包括接收天线接收各个方向的电磁场，并转换成模拟电信号，传输至主控模块；主控模块将接收的模拟电信号转换为数字信号，并得出该位置的场强，连同该目标卡的ID以及电池电量信号一起发送给基站；信号发射调制电路将待发送给基站的数字信号转换成可以驱动天线的模拟信号；信号发射天线将信号发射调制电路转换所得的模拟信号向周围空间辐射电磁场；电池提供电源；主基站通过对目标卡到主基站的距离、目标卡到副基站的距离来判断目标卡的移动轨迹，并将该目标卡的移动轨迹与设定的运动规律比对，由主基站确认目标卡ID和位置，发送信号至电梯主控板。
2.如权利要求1所述的多基站的无线远程电梯召唤的操控系统，其特征在于所述基 站的主控模块包括至少一个处理器单元和一个存储器单元，其中，处理器单元用于对各模 块进行控制，并实现逻辑程序功能；存储单元用于存放目标卡的ID以及与其相对应的电梯 操作权限。
3.如权利要求1所述的多基站的无线远程电梯召唤的操控系统，其特征在于所述目 标卡的主控模块包括处理器用于协调控制各模块之间的工作； A/D转换单元进行数字信号和模拟信号之间的转换； 定时器单元进行时序设定和辅助控制； 存储单元用于存储采样数值及各运算结果数据。
4.如权利要求1所述的多基站的无线远程电梯召唤的操控系统，其特征在于所述的 信号发射天线采用单独的一根导线，或者采用线路板上的一段走线。
5.一种如权利要求1所述多基站的无线远程电梯召唤的控制方法，其按如下步骤进行a、设定一个主基站、至少一个从基站，各基站的主控模块控制信号发射驱动电路通过信号发射天线向周围空间辐射电磁场；b、当目标卡进入到任何一个基站形成的有效场强范围内时都会被唤醒；C、主基站连续发送一段时长为Tl的信号，然后停止；此时，目标卡会获得基于主基站 天线的场强数值，并回传给主基站；主基站得到目标卡到主基站的第一距离；d、主基站通过基站通讯模块控制副基站驱动天线连续发送一段时长为Tl的信号，然 后停止；此时，该目标卡会传回基于副基站天线的场强数值，得到该目标卡到副基站天线的 第一距离；重复上述动作，获得目标卡到主基站的第二距离，目标卡到副基站的第二距离；e、主基站根据得到的目标卡基于主基站的第一距离、主基站的第二距离、副基站的第 一距离、副基站的第二距离的状态组合，若判断出该目标卡的运动轨迹属于有效轨迹，则判 定为该目标卡要进入电梯；f、基站根据接收到的目标卡数据，得到该目标卡的ID号并确定楼层响应权限；g、基站将电梯请求信号发给电梯主控板，对电梯实施相应楼层的控制，同时显示电梯 运行状态。
6.如权利要求5所述的多基站的无线远程电梯召唤的控制方法，其特征在于，当主基 站根据得到的目标卡基于主基站的第一距离、主基站的第二距离、副基站的第一距离、副基 站的第二距离的状态组合，判断出该目标卡的运动轨迹属于无效轨迹时，则判定为该目标 卡不进入电梯。
全文摘要
本发明涉及多基站的无线远程电梯召唤的操控系统及控制方法，操控系统包括基站、目标卡、电梯主控板，基站包括一个主基站、至少一个副基站；主基站通过对目标卡到主基站的距离、目标卡到副基站的距离来判断目标卡的移动轨迹，并将该目标卡的移动轨迹与设定的运动规律比对，由主基站确认目标卡ID和位置，发送信号至电梯主控板。本发明使携带目标卡的乘客在远处即可自动召唤电梯，从而节约了等待电梯的时间。如果目标卡处于移动状态，基站可以获得该目标卡的运动轨迹，基站越多捕获目标卡运动轨迹就越精确地判断该目标卡是否具有乘梯的意向，可以避免目标卡仅仅靠近基站而无乘梯意向却引起召唤电梯的误操作的弊端。
文档编号B66B1/14GK101955093SQ200910100779
公开日2011年1月26日 申请日期2009年7月20日 优先权日2009年7月20日
发明者崔妍, 李海波, 石中强, 郑钦慧, 陈良, 马卫红 申请人:杭州优迈科技有限公司