用于输送安全系统的无线通信网络的制作方法

文档序号:8192059阅读:167来源:国知局
专利名称:用于输送安全系统的无线通信网络的制作方法
技术领域
本发明一般地涉及一种移动无线网络,并且更具体地,涉及一种在安全输送系统(例如升降机系统)中使用的可靠通信。
背景技术
安全系统中的通信要求非常高的可靠性和非常低的延迟。因此,传统上使用专用有线介质来执行通信。例如,在升降机系统中,为了在控制器与升降机轿厢之间发送安全消息,笨重的通信线缆悬挂在竖井中,并且与轿厢一起移动。随着建筑物的高度的增加,通信线缆的重量和成本显著地增加。随着重量的增加,升降机系统的功耗也增加。建筑物高度对于升降机系统的总成本和功耗具有倍增的影响。升降机系统中的安全系统需要更低的成本和更节能的解决方案。可行的解决方案是将有线通信替换为无线通信。为了确保升降机乘客的安全,国际电工协会(IEC)已经公开了仅允许在百万的四次方(IO15)个安全相关消息中存在一个错误的针对升降机通信网络的严格的安全和可靠性要求。然而,无线通信受到外部干扰和变化的无线信道状况的影响。另外,无线通信具有受限的传输范围,特别是在室内设置方面。因此,非常有挑战性的是,将无线通信应用于用于升降机系统的安全系统。因此,希望的是,提供一种满足针对升降机的研究的安全和可靠性要求的可靠的无线通信网络以及其它类似的安全系统。

发明内容
本发明的实施方式提供了一种用于升降机系统中的控制器与轿厢之间的可靠的无线通信的方法和系统。具体地,在用于输送系统中的安全系统的网络中,输送系统包括竖井和布置在竖井中的轿厢。第一壁节点处于竖井的第一端部处并且第二壁节点处于竖井的第二端部处以与轿厢通信安全消息。每个壁节点包括连接到一个或多个天线的至少一个无线收发器。竖井中的每个轿厢包括连接到一个或多个天线的至少两个无线收发器,其中,轿厢的第一收发器使用第一频率并且轿厢的第二收发器使用第二频率,从而以复制的方式通信各安全消息。有线骨干网将一组壁节点连接到输送系统的安全系统的控制器。


图1A是用于在升降机系统中具有单个竖井和单个轿厢的低层建筑物的升降机安全系统的不意图;图1B是用于在升降机系统中具有单个竖井和两个轿厢的低层建筑物的升降机安全系统的不意图;图2A是用于在升降机系统中具有单个竖井和单个轿厢的高层建筑物的升降机安全系统的不意图;图2B是用于在升降机系统中具有单个竖井和两个轿厢的高层建筑物的升降机安全系统的不意图;图3是升降机安全系统的壁节点的框图;图4是升降机安全系统的轿厢节点的框图;图5是用于升降机安全系统的具有冗余性的下行链路通信协议的流程图;图6A是具有使用两个频率信道的多个升降机竖井的建筑物中的频率分配和干扰的不意图;图6B是具有使用四个频率信道的多个升降机竖井的建筑物中的频率分配和干扰的不意图;以及图7是多个升降机竖井之间的共享骨干网的示意图。
具体实施例方式本发明的实施方式提供了一种用于输送系统(例如,升降机系统)的使用无线通信的安全系统。应理解的是,该安全系统能够用于要求通信和安全要求的其它输送系统(例如,矿井竖井和美术馆以及地下或水下输送通道)中。因此,如这里所定义的,竖井是相对较窄的细长并且封闭的空间。通常,竖井超过20米。竖井包括用于输送人或货物的一个或多个轿厢。轿厢能够在竖井中水平地、竖直地移动,或者竖井能够是倾斜的。由于竖井的长度,并且由于每个轿厢能够基本上填充竖井的横截面,因此传统的无线通信通常是不适合的。本发明主要涉及在轿厢与控制竖井中的轿厢的操作的控制器之间通信安全消息。因此,任何节点能够是用于安全消息的源或接收方。系统能够实施为用于具有一个或多个升降机竖井和针对每个竖井的一个或多个升降机轿厢的建筑物。通信在布置在轿厢上的轿厢节点、布置在竖井中的一组(一个或多个)中间壁节点与控制器之间进行。壁节点和控制器由有线骨干网互连。轿厢和轿厢节点是可移动的,而壁节点和控制器被原地固定。各节点包括至少一个无线收发器,其是发送器或接收器并且连接到一个或多个天线。为了可靠通信,每个轿厢具有至少两个轿厢节点(收发器)。能够使用更多轿厢节点以改进可靠性。壁节点用作轿厢节点与控制器之间的中继节点。在一个竖井或多个相邻的竖井中,有线骨干网能够在壁节点与控制器之间传送消
肩、O低层建筑物如图1A中所示,当升降机系统101处于低层建筑物100中时,如果升降机系统仅服务少量楼层,从而服务区的高度小于或等于无线电传输的范围,则能够使用两个(斜线示出的)壁节点300,即位于竖井的第一(下)端部处的第一壁节点和位于竖井的第二 (上)端部处的第二壁节点。位于轿厢110处的轿厢节点400的两个天线105被布置为使得一个收发器使用频率与上壁节点通信并121且第二收发器使用频率f2与下壁节点通信122。虽然优选的是,fl与f2不同,但是这不是必须的,因为所使用的频率取决于实际的无线电技术,只需要频率没有在接收器的附近产生显著的干扰。有线骨干网130在壁节点之间进行通信。频率和f2能够处于毫米波段、不足6GHz波段中,或者一个频率能够选自毫米波段,并且另一频率选自不足6GHz波段。在优选的架构中,两个频率都选自工业、科学和医疗(ISM)无线波段(例如,24GHz至60GHz)。毫米波传输通常不会导致源自竖井的外部的干扰,并且还提供了能够行进较长距离的窄束。使用毫米波无线电频率,在IOdBm的传输功率和最多30dBi增益的定向天线的情况下,对于长度最多为200米的竖井来说仅需要两个壁节点。传统的无线安全系统通常限于小于10米的竖井。因此,竖井的长度是用于使用传统的无线网络的主要障碍。替选地,能够在不足6GHz波段(例如,2.4GHz或者5.8GHz)中选择频率。然而,外部干扰(来自现有系统,例如,WiFi网络)是个问题,并且高增益天线通常更大且更笨重。在足够的传送功率和天线增益的情况下,当竖井无干扰时,在长度最多为100-200米的升降机竖井中能够使用两个壁节点。在最坏情况的干扰环境中,壁节点能够用在长度最多为10-20米的升降机竖井中。替选地,频率能够选自毫米波段,并且频率f2能够选自不足6GHz波段。在优选实施方式中,楼层之间的有线骨干网130能够是Riser级光缆。该光缆具有至少两个光纤,其中第一光纤用于从控制器到壁节点的下行链路并且第二光纤用于从壁节点到控制器的上行链路。如图1B中所示,一些升降机系统支持单个竖井中的两个独立移动的轿厢210-211。在该情况下,对于低层建筑物来说,每个节点配备有两个无线无线电收发器205。竖井的最上部的壁节点使用两个天线来与服务高层的轿厢通信。类似地,竖井的最下部的壁节点使用两个天线来与服务低层的轿厢通信。高层建筑物如图2A中所示,对于高层建筑物来说,要求两个以上的壁节点300。壁节点被沿着竖井线性地布置或者附着到竖井轨道。位于竖井的最上部和最下部的壁节点仅具有一个无线电收发器,并且所有其它壁节点具有两个收发器。骨干网130将壁节点彼此互连。当使用毫米波段用于无线通信时,天线能够是高度定向的。每个壁节点中的两个天线指向相反方向,即一个向上并且另一个向下。壁节点的所有指向向下的天线使用频率f:并且壁节点的所有指向向上的天线使用频率f2。在轿厢处,指向向上的天线使用频率通信,并且指向向下的天线使用频率f2。使用具有高增益天线的毫米波段,壁节点之间的距离能够为100-200米之间。图2B示出了在竖井中具有两个轿厢的高层建筑物的类似架构。节点构造图3示出了壁节点300的构成和操作。壁节点具有下述输入/输出(I/O)端口:用于控制器311的I/O接口、接收下行链路(Dl)骨干网信号312的输入端口、中继下行链路骨干网信号315的输出端口、接收上行链路(UL)骨干网信号314的输入端口、中继上行链路骨干网信号313的输出端口、用于无线收发器320的两个I/O端口。壁节点包括解码器331、编码器332、复制器340、缓冲器和复用器350以及处理上行链路消息的模块360。
壁节点能够被构造为下述三种节点类型之一:先头、中继和终端。端口能够如表I中所示地根据壁节点的节点类型指派来使能和禁用。表I
权利要求
1.一种用于输送系统中的安全系统的网络,其中,所述输送系统包括竖井和布置在竖井中的轿厢,其中,所述竖井相对较窄,细长并且是封闭空间,并且其中,所述竖井的位置固定并且所述轿厢能够在所述竖井内移动,并且所述轿厢基本上填充所述竖井的横截面: 一组壁节点,所述一组壁节点布置在所述竖井中,其中,每个壁节点的位置固定,并且其中,所述一组壁节点包括位于所述竖井的第一端部处的第一壁节点、位于所述竖井的第二端部处的第二壁节点以及位于所述第一壁节点与所述第二壁节点之间的作为中继节点的其它壁节点,其中,每个壁节点包括连接到一个或多个天线的至少一个无线收发器并且每个壁节点是安全消息的源或接收方; 一组轿厢节点,所述一组轿厢节点布置在所述轿厢上,其中,每个轿厢节点包括连接到一个或多个天线的至少两个无线收发器,其中,每个收发器包括发送器和接收器,其中,每个轿厢节点能够是安全消息的源或接收方,其中,第一收发器使用第一频率并且第二收发器使用第二频率,从而以复制的方式对各安全消息进行通信;以及 有线骨干网,所述有线骨干网将所述一组壁节点连接到所述输送系统的所述安全系统的控制器。
2.根据权利要求1所述的网络,其中,在工业、科学和医疗(ISM)无线电频带中选择所述频率。
3.根据权利要求1所述的网络,其中,所述骨干网是Riser级光缆,所述Riser级光缆包括至少两个光纤,其中,第一光纤用于从所述控制器到所述壁节点的下行链路,并且所述第二光纤用于从所述壁节点到所述控制器的上行链路。
4.根据权利要求1所述的网络,其中,所述竖井的长度实质上大于10米。
5.根据权利要求1所述的网络,其中,所述竖井包括多个独立移动的轿厢。
6.根据权利要求1所述 的网络,其中,所述第一壁节点与所述第二壁节点之间的距离大于100米。
7.根据权利要求1所述的网络,其中,所述输送系统包括多个竖井,并且每个竖井包括一个或多个轿厢。
8.根据权利要求1所述的网络,其中,每个壁节点复制下行链路骨干网信号,使得所述信号被通信到所有无线收发器,并且所述信号被经由骨干网中继到另一壁节点。
9.根据权利要求1所述的网络,其中,下行链路信号和上行链路信号都在至少两个独立的无线信道上发送和接收。
10.根据权利要求1所述的网络,其中,来自所述控制器的每个安全消息由多个壁节点同时再发送,并且其中,每个轿厢节点通过组合所有接收到的安全消息来对所述安全消息进行解码。
11.根据权利要求1所述的网络,其中,来自所述控制器的每个安全消息由多个壁节点同时再发送,并且其中,每个轿厢通过选择所接收到的安全消息中的一个来对所述安全消息进行解码。
12.根据权利要求1所述的网络,其中,来自每个轿厢节点的发送由多个壁节点接收,并且所述壁节点将所有接收到的副本经由所述骨干网发送到所述控制器。
13.根据权利要求7所述的网络,其中,所述骨干网连接所述多个竖井中的所述壁节点。
14.根据权利要求2所述的网络,其中,在毫米波段内在24、25或60GHz处选择所述频率。
15.根据权利要求 2所述的网络,其中,在不足6GHz的频带内在2.4或5.8GHz处选择所述频率。
全文摘要
在用于输送系统中的安全系统的网络中,输送系统包括竖井和布置在竖井中的轿厢。第一壁节点处于竖井的第一端部处并且第二壁节点处于竖井的第二端部处以与轿厢通信安全消息。每个壁节点包括连接到一个或多个天线的至少一个无线收发器。竖井中的每个轿厢包括连接到一个或多个天线的至少两个无线收发器,其中,轿厢的第一收发器使用第一频率并且轿厢的第二收发器使用第二频率从而以复制的方式通信各安全消息。有线骨干网将一组壁节点连接到输送系统的安全系统的控制器。
文档编号B66B13/22GK103221327SQ20118005543
公开日2013年7月24日 申请日期2011年11月2日 优先权日2010年11月19日
发明者雷蒙德·伊姆, 菲利普·V·奥尔利克, 段春杰, 张锦云, 郭建林, F·J·小艾格 申请人:三菱电机株式会社
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