一种具有三级监控网的电梯系统的制作方法

本发明涉及电梯领域，尤其涉及一种具有三级监控网的电梯系统。

背景技术：

电梯是日常生活中常见的运载工具，广泛应用于住宅、商业楼和商场等公共场所。长期以来，因电梯事故出现伤亡的案例屡见不鲜，事故发生率居高不下，严重影响人们的生命安全，因此，有必要研发一种安全性高的，带有监控功能的智慧电梯系统。

进一步地，在一些需要高度安全保护的场所，要求电梯具有安全识别功能，并且需要提升电梯的自动化运行能力，然而，目前尚未有带有自动运行功能的高安全性电梯的可行方案。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种具有三级监控网的电梯系统。

本发明是以如下技术方案实现的：

一种具有三级监控网的电梯系统，所述智能电梯系统包括轿厢，所述轿厢包含有轿厢体和轿厢门，其特征在于，所述智能电梯系统还包括由数据采集层、数据中转层和数据监管层构成的三层结构的监控网和与所述轿厢通讯连接的智能控制装置，所述数据采集层与所述数据中转层通讯连接，所述数据中转层与所述数据监管层通讯连接；所述智能控制装置直接与所述数据监管层通讯连接。

进一步地，所述数据采集层由安装在轿厢内外的各种传感器构成，所述传感器包括设置于每个楼层上的红外对管传感器、设置于轿厢体的视频传感器、温度传感器和烟雾报警器以及设置于轿厢门边侧的语音传感器和红外传感器；

数据中转层用于获取所述数据采集层采集到的数据，并对于所述数据进行初步分析，并根据分析结果获取分级报警信息；若报警信息的级别较高，则直接驱动所述智能电梯系统发出报警提示；

所述数据监管层用于基于数据中转层的数据分析结果，对电梯进行行为检测、故障分析和维保记录；所述数据监管层还用于根据所述数据分析结果，对所述数据采集层进行反馈控制。

进一步地，每个楼层的轿厢门的边侧均设置有层站显示装置和图像采集装置，所述层站显示装置与所述图像采集装置均与所述智能控制装置通讯连接；

所述层站显示装置与所述图像采集装置通讯连接，所述层站显示装置包括层站显示屏、视频显示屏、第一触控器、第二触控器和第三触控器，所述图像采集装置包括视频采集模块和图像采集模块，所述视频采集模块与所述视频显示屏通讯连接，由所述视频采集模块拍摄到的图像均由所述视频显示屏显示；所述第一触控器与所述图像采集模块通讯连接，当所述第一触控器被按下时，所述第一触控器向所述图像采集模块发布图像采集指令，由所述图像采集模块在所述视频采集模块拍摄到的视频中采集图像；

所述视频采集模块向所述图像采集模块输入PAL制式的视频图像，所视频图像中每像素用8位二进制数表示以代表不同的亮度信息；

所述图像采集模块包括解码单元、预处理单元、控制器单元、图像快照单元和采集图像指令响应单元；

所述解码单元用于对所述视频图像进行解码，形成8位ITU-RBT.656格式的数据，并将得到数据顺序存储至存储区；

所述预处理单元用于访问所述存储区以提取所述数据，提取所述数据中的同步信号、行起始和结束信号，并取出亮度信息和去除色度信息；

所述控制器单元用于产生逻辑控制和时序，并将得到的亮度信息发送至存储区；

所述图像快照单元用于根据存储区的数据生成图像快照，所述图像快照单元用于根据所述存储区的数据实现视频抽样，并根据视频抽样结果生成缩略图；所述图像快照包括所述缩略图以及产生所述缩略图的时间两个属性；

所述采集图像指令响应单元用于获取与所述采集图像指令时间最为接近的图像快照，并根据所述图像快照中的缩略图生成图像采集结果；所述图像指令响应单元包括色彩转换子单元和图像生成子单元，所述色彩转换子单元用于将所述缩略图中的像素转换到RGB彩色空间，所述图像生成子单元用于将图像按照BMP格式存储并发送至智能控制装置；

所述智能控制装置与预设的图像数据库通讯连接，所述图像数据库存储有用户信息，所述用户信息包括用户标识、用户图像、用户对应的第一目标楼层和用户对应的第二目标楼层；

所述智能控制装置包括图像特征提取模块、图像合成模块、图像匹配模块、可疑图像记录模块以及控制指令发送模块，

所述图像特征提取模块用于提取图像的细节特征信息和全局特征信息；

所述图像合成模块用于根据所述细节特征信息和所述全局特征信息进行特征融合以得到融合结果；

所述图像匹配模块用于根据所述融合结果在所述图像数据库中查找与所述图像匹配的用户图像；

所述控制指令发送模块用于根据所述用户图像得到用户对应的第一目标楼层和第二目标楼层，并根据用户所处的当前楼层从所述第一目标楼层和所述第二目标楼层中选择本次电梯运行的目的楼层，从而自动向轿厢发送控制指令以控制轿厢先运动至用户所处的当前楼层，后载着用户运动至所述目的楼层；

所述可疑图像记录模块用于若未查找到用户图像，则根据采集到的图像生成可疑图像记录，并将所述可疑图像记录上报至数据监管层。

进一步地，所述第二触控器与所述智能控制装置通讯连接，若图像匹配模块查找到用户图像，则第二触控器生效；所述第二触控器用于接收用户指令取消控制指令发送模块自动生成的控制指令。

进一步地，所述第三触控器与所述智能控制装置通讯连接，若图像匹配模块查找到用户图像，则第三触控器生效；所述第三触控器用于接收用户指令重新设置目的楼层，并将所述目的楼层传输至控制指令发送模块以使得控制指令发送模块重新生成控制指令。

进一步地，所述智能控制装置还包括时钟模块，所述时钟模块用于产生时钟信号，并主动将所述时钟信号推送至所述层站显示装置和所述图像采集装置以使得所述层站显示装置和所述图像采集装置能够实现时钟同步。

进一步地，所述智能控制装置还包括电梯停靠控制模块，所述电梯停靠控制模块用于获取时钟信号并根据所述时钟信号控制所述电梯的停靠位置。

进一步地，所述电梯停靠控制模块包括时钟信号接收单元、时间段切换单元、映射表管理单元和停靠指令生成单元；

所述时钟信号接收单元，用于接收时钟模块产生的时钟信号；

所述时间段切换单元，用于根据所述时钟信号得到所述时钟信号对应的时间段；

所述映射表管理单元，用于管理映射表，所述映射表用于记录时间段与电梯停靠位置的对应关系；

所述停靠指令生成单元，用于根据所述时间段以及所述映射表得到当前时间段电梯应当停靠的位置，并生成对应的停靠指令。

本发明的有益效果是：

本发明提供一种具有三级监控网的电梯系统，通过设置具有三级结构的监控网和与监控网通讯连接的智能控制装置，构建围绕电梯的物联网，从而从多个角度对电梯运行环境进行了全方位的监控，显著提升了电梯的安全性。进一步地，所述电梯系统还能够拍摄用户视频，并响应于用户发出的图像采集指令，采集用户图像，并根据采集到的图像的匹配的用户图像，从而确认用户身份；根据用户身份得到用户需要前往的目的楼层，从而自动向轿厢发送控制指令以控制轿厢运动至所述目的楼层，节省了用户的操作，实现了自动判断用户的目的地的功能。显著提升了电梯的自动化运行能力，并节省了用户常规的目的地指定的动作，提升了用户体验。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种具有三级监控网电梯系统示意图；

图2是本发明实施例提供的图像采集模块示意图；

图3是本发明实施例提供的智能控制装置示意图；

图4是本发明实施例提供的控制方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

实施例1：

如图1所示，一种具有三级监控网的电梯系统，所述智能电梯系统包括轿厢，所述轿厢包含有轿厢体和轿厢门，所述智能电梯系统还包括由数据采集层、数据中转层和数据监管层构成的三层结构的监控网和与所述轿厢通讯连接的智能控制装置，所述数据采集层与所述数据中转层通讯连接，所述数据中转层与所述数据监管层通讯连接；所述智能控制装置直接与所述数据监管层通讯连接。所述智能控制装置与预设的图像数据库通讯连接，所述图像数据库存储有用户信息，所述用户信息包括用户标识、用户图像、用户对应的第一目标楼层和用户对应的第二目标楼层。

具体地，所述数据采集层由安装在轿厢内外的各种传感器构成，所述传感器包括设置于每个楼层上的红外对管传感器、设置于轿厢体的视频传感器、温度传感器和烟雾报警器以及设置于轿厢门边侧的语音传感器和红外传感器；

数据中转层用于获取所述数据采集层采集到的数据，并对于所述数据进行初步分析，并根据分析结果获取分级报警信息；若报警信息的级别较高，则直接驱动所述智能电梯系统发出报警提示；

所述数据监管层用于基于数据中转层的数据分析结果，对电梯进行行为检测、故障分析和维保记录；所述数据监管层还用于根据所述数据分析结果，对所述数据采集层进行反馈控制。

进一步地，每个楼层的轿厢门的边侧均设置有层站显示装置和图像采集装置，所述层站显示装置与所述图像采集装置均与所述智能控制装置通讯连接；

所述层站显示装置与所述图像采集装置通讯连接，所述层站显示装置包括层站显示屏、视频显示屏、第一触控器、第二触控器和第三触控器，所述图像采集装置包括视频采集模块和图像采集模块，所述视频采集模块与所述视频显示屏通讯连接，由所述视频采集模块拍摄到的图像均由所述视频显示屏显示；所述第一触控器与所述图像采集模块通讯连接，当所述第一触控器被按下时，所述第一触控器向所述图像采集模块发布图像采集指令，由所述图像采集模块在所述视频采集模块拍摄到的视频中采集图像；

所述视频采集模块向所述图像采集模块输入PAL制式的视频图像，所视频图像中每像素用8位二进制数表示以代表不同的亮度信息；

所述图像采集模块如图2所示，包括解码单元、预处理单元、控制器单元、图像快照单元和采集图像指令响应单元；

所述解码单元用于对所述视频图像进行解码，形成8位ITU-RBT.656格式的数据，并将得到数据顺序存储至存储区；

所述预处理单元用于访问所述存储区以提取所述数据，提取所述数据中的同步信号、行起始和结束信号，并取出亮度信息和去除色度信息；

所述控制器单元用于产生逻辑控制和时序，并将得到的亮度信息发送至存储区；

所述图像快照单元用于根据存储区的数据生成图像快照，所述图像快照单元用于根据所述存储区的数据实现视频抽样，并根据视频抽样结果生成缩略图；所述图像快照包括所述缩略图以及产生所述缩略图的时间两个属性；

所述采集图像指令响应单元用于获取与所述采集图像指令时间最为接近的图像快照，并根据所述图像快照中的缩略图生成图像采集结果；所述图像指令响应单元包括色彩转换子单元和图像生成子单元，所述色彩转换子单元用于将所述缩略图中的像素转换到RGB彩色空间，所述图像生成子单元用于将图像按照BMP格式存储并发送至智能控制装置。

如图3所示，所述智能控制装置包括图像特征提取模块、图像合成模块、图像匹配模块、可疑图像记录模块以及控制指令发送模块，

所述图像特征提取模块用于提取图像的细节特征信息和全局特征信息。具体地，本实施例中，细节特征信息定义为输入图像与预设核函数的卷积，令输入图像灰度值为I(x,y)，则细节特征信息定义为S_u,v(x,y)＝I(x,y)*λ(x,y)，其中，S_u,v(x,y)表示尺度v方向尺度为u的细节特征信息，最终，卷积得到的结果包括了实部和虚部两部分，取结果中的N个幅值特征即为最终得到的细节特征信息。本实施例中N取值40即可。

具体地，k_u,v代表了图像对应滤波器的中心频率，具体地，在8个方向5个尺度进行采样即可得到较好的细节特征信息。具体地，其中k_max＝Π/2，σ＝2Π，

所述图像合成模块用于根据所述细节特征信息和所述全局特征信息进行特征融合以得到融合结果。具体地，本实施例中，在得到细节特征信息和全局特征信息之后，得到了细节特征矩阵列和全局特征矩阵列，进而得到细节特征矩阵列到图像数据库的图像的欧几里得距离d₁以及全局特征矩阵列到图像数据库的图像之间的欧几里得距离d₂，采用公式d＝td₁+(1-t)d₂得到特征融合结果，其中t表示细节特征信息在图像识别中的权值。

所述图像匹配单元用于根据所述融合结果在所述图像数据库中查找与所述图像匹配的用户图像。对于图像数据库中的每一幅图像均计算出其对应的d，获取值最小的d，若d小于预设阈值，则d对应的图像即为匹配的用户图像；否则，查找失败。

所述控制指令发送模块用于根据所述用户图像得到用户对应的第一目标楼层和第二目标楼层，并根据用户所处的当前楼层从所述第一目标楼层和所述第二目标楼层中选择本次电梯运行的目的楼层，从而自动向轿厢发送控制指令以控制轿厢先运动至用户所处的当前楼层，后载着用户运动至所述目的楼层；

所述可疑图像记录模块用于若未查找到用户图像，则根据采集到的图像生成可疑图像记录，并将所述可疑图像记录上报至数据监管层。

进一步地，所述第二触控器与所述智能控制装置通讯连接，若图像匹配模块查找到用户图像，则第二触控器生效；所述第二触控器用于接收用户指令取消控制指令发送模块自动生成的控制指令。

进一步地，所述第三触控器与所述智能控制装置通讯连接，若图像匹配模块查找到用户图像，则第三触控器生效；所述第三触控器用于接收用户指令重新设置目的楼层，并将所述目的楼层传输至控制指令发送模块以使得控制指令发送模块重新生成控制指令。

所述第二触控器和第三触控器的设置目的在于用于具有乘坐电梯权限的用户(在所述图像数据库中有记录的用户)可以依据自己的意愿修改本次乘坐电梯的目的地。

进一步地，所述智能控制装置还包括时钟模块，所述时钟模块用于产生时钟信号，并主动将所述时钟信号推送至所述层站显示装置和所述图像采集装置以使得所述层站显示装置和所述图像采集装置能够实现时钟同步。由于图像采集与发出图像采集指令的时间相关，而在图像采集环节层站显示装置和图像采集装置是配合工作的，因此，所述智能电梯系统的时钟必须是统一的。

进一步地，所述智能控制装置还包括电梯停靠控制模块，所述电梯停靠控制模块用于获取时钟信号并根据所述时钟信号控制所述电梯的停靠位置。

进一步地，所述电梯停靠控制模块包括时钟信号接收单元、时间段切换单元、映射表管理单元和停靠指令生成单元；

所述时钟信号接收单元，用于接收时钟模块产生的时钟信号；

所述时间段切换单元，用于根据所述时钟信号得到所述时钟信号对应的时间段；

所述映射表管理单元，用于管理映射表，所述映射表用于记录时间段与电梯停靠位置的对应关系；

所述停靠指令生成单元，用于根据所述时间段以及所述映射表得到当前时间段电梯应当停靠的位置，并生成对应的停靠指令。

进一步地，所述智能电梯系统还包括考勤装置，所述考勤装置与所述智能控制装置通讯连接。所述考勤装置可以与智能控制装置通讯连接以实现自动签到，也可以独立完成签到任务。

具体地，还包括与考勤装置通讯连接的服务器以及多个手持移动终端考勤装置包括电源模块、温度传感器、时钟日历芯片、指纹采集器、面部采集器、NFC接收模块、控制器、语音提示模块、显示器、缓存器以及无线通信模块，电源模块分别与时钟日历芯片、缓存器、温度传感器、指纹采集器、面部采集器、NFC接收模块、控制器、语音提示模块、显示器以及无线通信模块连接，温度传感器、缓存器、时钟日历芯片、NFC接收模块、指纹传感器、面部采集器、语音提示模块以及显示器均与控制器连接，控制器与无线通信模块连接，无线通信模块与服务器无线连接；每个手持移动终端均包括无线通信模块和NFC模块，每个手持移动终端的NFC发送模块均与考勤装置的NFC接收模块无线连接，每个手持移动终端均通过其无线通信模块与服务器无线连接。

其中，电源模块包括可充电式蓄电池，可充电式蓄电池用于为缓存器、指纹采集器、面部采集器、NFC接收模块、处理器、扬声器、显示器以及无线通信模块提供电能。

温度传感器用于采集室内温度，并将采集到的室内温度数据传输到控制器。

时钟日历芯片用于计时，并将时间当前时间数据传输到控制。

指纹采集器包括指纹传感器、指纹信号处理单元，指纹传感器、指纹信号处理单元和控制器依次连接；指纹传感器用于采集指纹信息，指纹信息经指纹信号处理单元处理后传输到控制，指纹信号处理单元用于对指纹信息进行整形放大等，指纹信号处理单元采用现有技术实现上述功能。

面部采集器包括高清摄像头、图像信号处理单元，高清摄像头、图形信号处理单元和控制器依次连接。高清摄像头用于采集员工面部信息，图形信号处理单元对员工面部信息进行整形放大等，经处理后的员工面部信息传输到控制器。面部采集器采集进入办公室的人员的面部信息，员工签到时，站到面部采集器前方进行面部采集，可防止代替签到的情况，同时可记录外来人员面部特征，保证办公室安全。

NFC接收模块用于与手持终端设备中的NFC发送模块进行无线连接，通过手机识别的方式进行员工签到。通过手机签到时，不需紧贴到考勤装置前，及翻边了员工也节省了签到时间。手机签到与指纹签到互相辅助，在不便与刷手机时，可采用指纹签到，当不便与采集指纹时，可采用手机签到。为员工的签到方式提供了多种选择。

无线通信模块与控制器连接，在控制器的控制下将采集到的员工面部信息、指纹信息以及手机签到信息传输到服务器，服务器用于存储指纹信息、员工面部信息以及NFC签到情况。

缓存器与控制连接，缓存器用于本地存储指纹信息、员工面部信息以及NFC签到情况，避免断电等突发状况时无法签到。

语音提示模块，包括语音处理单元和扬声器，控制器、语音处理单元和扬声器依次连接，语音提示模块采用现有技术，用于对指纹信息的采集情况进行播报，提示用于指纹采集或面部采集或手机签到是否成功。

手持移动终端内设置有无线通信模块，手持移动终端设备通过无线通信模块与服务器连接，可接收服务器内存储的签到信息，便于员工及时查看出勤状况。

手持移动终端可选用手机、平板电脑和智能手表中的任意一种。

上述的无线通信模块可根据实际情况选用WIFI无线通信模块或4G网络通信模块或3G网络通信模块中的任意一种。

无线通信模块与控制器连接，在控制器的控制下将采集到的员工面部信息、指纹信息以及手机签到信息传输到服务器，服务器用于存储指纹信息、员工面部信息以及NFC签到情况。

缓存器与控制连接，缓存器用于本地存储指纹信息、员工面部信息以及NFC签到情况，避免断电等突发状况时无法签到。

语音提示模块，包括语音处理单元和扬声器，控制器、语音处理单元和扬声器依次连接，语音提示模块采用现有技术，用于对指纹信息的采集情况进行播报，提示用于指纹采集或面部采集或手机签到是否成功。

手持移动终端内设置有无线通信模块，手持移动终端设备通过无线通信模块与服务器连接，可接收服务器内存储的签到信息，便于员工及时查看出勤状况。

手持移动终端可选用手机、平板电脑和智能手表中的任意一种。

上述的无线通信模块可根据实际情况选用WIFI无线通信模块或4G网络通信模块或3G网络通信模块中的任意一种。

实施例2：

一种电梯系统控制方法，所述控制方法使用实施例1中所述梯系统；所述控制方法如图4所示，包括：

由所述图像采集装置拍摄视频图像；

响应于触控器发布的图像采集指令，所述图像采集装置获取图像快照，并根据所述图像快照中的缩略图生成图像采集结果；

将所述图像采集结果传输至智能控制装置；

由所述智能控制装置查找与所述图像采集结果匹配的用户图像；

根据所述用户图像得到用户对应的第一目标楼层和第二目标楼层，并根据用户所处的当前楼层从所述第一目标楼层和所述第二目标楼层中选择本次电梯运行的目的楼层；

自动向轿厢发送控制指令以控制轿厢先运动至用户所处的当前楼层，后载着用户运动至所述目的楼层。

进一步地，所述智能控制装置还包括时钟模块和电梯停靠控制模块，所述控制方法还包括：

接收时钟模块产生的时钟信号；

根据所述时钟信号得到所述时钟信号对应的时间段；

根据所述时间段以及映射表得到当前时间段电梯应当停靠的位置，并生成对应的停靠指令；所述映射表用于记录时间段与电梯停靠位置的对应关系。

进一步地，所述智能电梯系统还包括考勤装置，所述考勤装置与所述智能控制装置通讯连接，在所述自动向轿厢发送控制指令以控制轿厢运动至所述用户对应的楼层之后，所述控制方法还包括：

记录图像采集指令的发出时间；

根据所述用户图像获取用户信息；

根据所述发出时间和所述用户信息自动生成考勤记录。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。