一种电梯控制方法及系统与流程

本发明涉及自动控制技术领域，具体的来说是涉及一种电梯控制方法及系统。

背景技术

随着城镇化的快速发展，为了在有限的空间内实现更多人口的居住要求，现代的建筑越来越高，电梯成了不可缺少的建筑设备。现有小区建筑电梯，有的没有设置任何权限，任何人都可以乘坐电梯到达想要到的楼层，为不法分子带来了便利，安全性差；有的虽然设置了权限，需要刷卡，但现有的刷卡电梯设计不够智能和人性化，为生活带来非常多的不便。目前，现有电梯使用的收费方案相当单一，各楼层用户收费标准一致，用户使用电梯次数少也收同样的费用，因此收费相对不公平。基于以上原因，迫切需要设计出一种更加公平更加合理的电梯控制方法及系统。

技术实现要素：

本发明提供一种电梯控制方法及系统，解决现有小区电梯各楼层用户收费标准一致和小区财物安全性不高的技术问题。

本发明通过以下技术方案解决上述问题：

一种电梯控制方法，包括如下步骤：

步骤1：物业管理模块把小区住户的门牌号信息、身份证信息或者手机号码信息进行登记注册存储进服务器模块，同时录入小区住户人数信息进行存储进服务器模块；

步骤2：物业管理模块根据小区住户人数信息进行发放与小区住户相对应的电梯门禁卡或者识别码；

步骤3：当需要搭电梯，人在进入电梯时，红外感应模块感应电梯内的人数传给控制器模块，同时视觉人脸识别模块对搭乘电梯的人进行人脸识别并把识别信息传给控制器模块；

步骤4：搭乘电梯者通过电梯门禁钥匙供感应识别装置进行感应识别，当感应识别成功后，感应识别装置把感应数据传给控制器模块，控制器模块控制电梯亮起相应需要到达的楼层按钮，当感应识别不成功，电梯不启动，语音播报模块通过语音告知搭乘电梯者；

步骤5：服务器模块记录并统计每个小区住户乘坐电梯次数和授权乘坐次数，根据小区住户乘坐电梯次数和授权乘坐次数算出每个小区住户的电梯分摊费用。

进一步地，本发明的步骤1还包括物业管理模块通过人脸采集装置对小区住户进行人脸采集，并把采集的数据存储进服务器模块。

进一步地，所述步骤2中小区住户一个人对应一个电梯门禁卡或者识别码，所述识别码为小区住户通过相应的手机软件与服务器模块通信，服务器模块根据存储的身份证信息或者手机号码信息授权反馈给手机软件生成的二维码。

进一步地，所述步骤3中红外感应模块感应电梯内人数的过程为：人在进入电梯或者出电梯时，红外感应模块感均进行感应，电梯内的人数＝感应进入电梯的人数-感应出电梯的人数。

进一步地，所述步骤3中人脸识别模块对进入电梯的人脸进行识别的过程为：

当红外感应模块感应到有人进入电梯时，人脸识别模块对进入的人进行正面拍照，人脸识别模块对拍照得到的图片进行人脸识别，根据人体高度截取人脸部分图片，然后对人脸部分图片进行人脸识别，具体识别过程为：

对人脸部分图片进行高斯分解，得到人脸部分图片高斯金字塔，高斯金字塔的层数都为n+1层，g0表示高斯金字塔的第0层(最底层)，即为原图像，gn表示高斯金字塔的最顶层，g0，g1，...，gn构成的金字塔就是图像的高斯金字塔，其中，n为正整数，gx表示高斯金字塔的第x层，则高斯金字塔第x层gx的数学表达式为：

其中，0＜x≤n，0＜i≤cx，0＜j≤rx，其中gx和rx分别表示高斯金字塔的第x层图像的列数和行数；w(m，n)为5x5的高斯卷积核，即权函数表达式为：

将高斯金字塔第x层的gx内插放大，使gx的尺寸与gx的下一层gx-1的尺寸相同，记为的表达式为：

其中，0＜x≤n，0＜i≤cx，0＜j≤rx，x、n、i和j均为正整数，

融合金字塔的所有层的进行融合的表达式为：

其中，x、i和j均为正整数，为高斯金字塔第x层的gx内插放大后的图像；

对融合图像fpx(i，j)进行提取特征值，把提取的特征值传给控制器模块，由控制器模块把特征值通过无线传给服务器模块与采集的人脸信息进行对比，得到对比结果并返回控制器模块。

进一步地，所述步骤4中的电梯门禁钥匙小区用户可以授权给他人使用，具体过程为，小区用户通过手机软件与服务器模块通信，通过使用小区用户的信息向服务器模块申请授权使用电梯信息，服务器模块返回授权信息，手机软件根据授权信息生成授权识别二维码，授权识别二维码只能使用一次或者两次。

进一步地，所述步骤4中每个人搭乘电梯均要进行使用电梯门禁钥匙供感应识别装置感应识别后才能搭乘电梯，即电梯内的人数与使用电梯门禁钥匙供感应识别装置感应识别的次数相同。

进一步地，所述步骤5中电梯分摊费用的计算过程为：先算出每次搭乘的应付费用，每次搭乘的应付费用＝楼层数*费用基数，费用基数为已知数与楼层成正比，然后根据小区住户乘坐电梯次数和授权乘坐次数每次的费用进行做和计算得到该小区住户的电梯分摊费用。

一种电梯控制系统，包括管理端和控制端，所述管理端与控制端无线连接，所述管理端包括物业管理模块、联网模块、服务器模块和管理无线模块，所述物业管理模块、联网模块和管理无线模块均与服务器模块连接，所述服务器模块经管理无线模块与控制端连接；所述物业管理模块用于录入小区住户的门牌号信息、身份证信息或者手机号码信息，同时采集小区住户的人脸信息，并把录入的信息和采集的信息传给服务器模块进行存储；所述联网模块用于供服务器模块与外部手机互联网连接通信；

所述控制端包括控制器模块、视觉人脸识别模块、红外感应模块、控制无线模块、电梯门禁钥匙、感应识别装置、语音播报模块和电梯控制装置，所述视觉人脸识别模块、红外感应模块、控制无线模块、感应识别装置、语音播报模块和电梯控制装置均与控制器模块连接；所述控制器模块经控制无线模块与管理端连接；所述视觉人脸识别模块用于对进入电梯的人员进行人脸识别，并把识别的数据与管理端的服务器模块内的人脸数据进行对比，红外感应模块用于感应电梯内部的人数，所述电梯门禁钥匙用于供感应识别装置进行识别，开启需要去的楼层，所述语音播报模块用于进行语音播报电梯门禁钥匙识别成功与否，所述电梯控制装置用于根据控制器模块传入的控制信号进行运转。

进一步地，所述电梯门禁钥匙为射频卡或者二维码，所述感应识别装置为射频卡感应模块或者二维码识别模块。

本发明的优点与效果是：

1、本发明通过为小区内的每个人设置一个电梯门禁钥匙，所有使用电梯者，必须刷卡(卡必须授权)，否则电梯无法启动，从而使得不是小区内的人员不能随便的进入小区的楼房内，外来人员需要进入时，需要小区内的户主进行授权，授权的使用次数只有一次或者两次，极大地提高了小区内住户人身与财物的安全性；并且本发明电梯使用权限设计更加智能化和人性化。

2、通过对乘坐电梯的次数和楼层的高低进行统一的记录，根据乘坐电梯的次数和楼层的高低计算电梯的分摊费用，从而使得分摊的费用更加公平，解决现有小区电梯各楼层用户收费标准一致的不合理问题。

3、在识别人脸时通过对人脸图片进行分层处理，然后把分层处理后的各层图像进行融合，对融合后的图像进行提取特征值，从而很好的过滤外层光线或者其他的杂质在人脸上影响人脸的识别，使得识别精度更高。

附图说明

图1为本发明的使用电梯流程图。

图2为本发明的授权成功与没有获得授权使用电梯流程图。

图3为本发明的系统授权流程图。

图4为本发明的系统模块框图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

一种电梯控制方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤1：物业管理模块把小区住户的门牌号信息、身份证信息或者手机号码信息进行登记注册存储进服务器模块，同时录入小区住户人数信息进行存储进服务器模块。物业管理模块通过人脸采集装置对小区住户进行人脸采集，并把采集的数据存储进服务器模块。物业管理模块为物业管理室内的管理电脑，电脑上安装有相应的信息录入系统和人脸采集系统，可以对小区住户的人员进行信息录入和人脸采集。

步骤2：物业管理模块根据小区住户人数信息进行发放与小区住户相对应的电梯门禁卡或者识别码。小区住户一个人对应一个电梯门禁卡或者识别码，所述识别码为小区住户通过相应的手机软件与服务器模块通信，服务器模块根据存储的身份证信息或者手机号码信息授权反馈给手机软件生成的二维码。物业管理模块根据录入的小区住户人员，为每个人发一个电梯门禁钥匙，或者是根据录入的手机号码或者身份证信息在特定的手机软件上进行注册，然后与服务器模块进行通信，由服务器模块返回一个电梯门禁钥匙信息，然后由手机软件生成二维码，这个二维码的功能与射频卡的功能一样。

步骤3：当需要搭电梯，人在进入电梯时，红外感应模块感应电梯内的人数传给控制器模块，同时视觉人脸识别模块对搭乘电梯的人进行人脸识别并把识别信息传给控制器模块。红外感应模块感应电梯内人数的过程为：人在进入电梯或者出电梯时，红外感应模块感均进行感应，电梯内的人数＝感应进入电梯的人数-感应出电梯的人数。

人脸识别模块对进入电梯的人脸进行识别的过程为：

当红外感应模块感应到有人进入电梯时，人脸识别模块对进入的人进行正面拍照，人脸识别模块对拍照得到的图片进行人脸识别，根据人体高度截取人脸部分图片，然后对人脸部分图片进行人脸识别。具体识别过程为：

对人脸部分图片进行高斯分解，得到人脸部分图片高斯金字塔，高斯金字塔的层数都为n+1层，g0表示高斯金字塔的第0层(最底层)，即为原图像，gn表示高斯金字塔的最顶层，g0，g1，...，gn构成的金字塔就是图像的高斯金字塔，其中，n为正整数，gx表示高斯金字塔的第x层。则高斯金字塔第x层gx的数学表达式为：

其中，0＜x≤n，0＜i≤cx，0＜j≤rx，其中gx和rx分别表示高斯金字塔的第x层图像的列数和行数；w(m，n)为5x5的高斯卷积核。即权函数表达式为：

将高斯金字塔第x层的gx内插放大，使gx的尺寸与gx的下一层gx-1的尺寸相同，记为的表达式为：

其中，0＜x≤n，0＜i≤cx，0＜j≤rx，x、n、i和j均为正整数，

融合金字塔的所有层的进行融合的表达式为：

其中，x、i和j均为正整数，为高斯金字塔第x层的gx内插放大后的图像。对融合图像fpx(i，j)进行提取特征值，把提取的特征值传给控制器模块，由控制器模块把特征值通过无线传给服务器模块与采集的人脸信息进行对比，得到对比结果并返回控制器模块。通过对人脸图片进行分层处理，然后把分层处理后的各层图像进行融合，对融合后的图像进行提取特征值，从而很好的过滤外层光线或者其他的杂质在人脸上影响人脸的识别，使得识别精度更高。

步骤4：搭乘电梯者通过电梯门禁钥匙供感应识别装置进行感应识别，当感应识别成功后，感应识别装置把感应数据传给控制器模块，控制器模块控制电梯亮起相应需要到达的楼层按钮，当感应识别不成功，电梯不启动，语音播报模块通过语音告知搭乘电梯者。电梯门禁钥匙小区用户可以授权给他人使用，具体过程为，小区用户通过手机软件与服务器模块通信，通过使用小区用户的信息向服务器模块申请授权使用电梯信息，服务器模块返回授权信息，手机软件根据授权信息生成授权识别二维码，授权识别二维码只能使用一次或者两次。每个人搭乘电梯均要进行使用电梯门禁钥匙供感应识别装置感应识别后才能搭乘电梯，即电梯内的人数与使用电梯门禁钥匙供感应识别装置感应识别的次数相同。

步骤5：服务器模块记录并统计每个小区住户乘坐电梯次数和授权乘坐次数，根据小区住户乘坐电梯次数和授权乘坐次数算出每个小区住户的电梯分摊费用。电梯分摊费用的计算过程为：先算出每次搭乘的应付费用，每次搭乘的应付费＝楼层数*费用基数，费用基数为已知数与楼层成正比，然后根据小区住户乘坐电梯次数和授权乘坐次数每次的费用进行做和计算得到该小区住户的电梯分摊费用。

具体使用过程：

首先小区住户通过门牌号信息、身份证信息、手机号码去小区管理处进行信息登记注册，注册信息会录入小区服务器中，然后发放权限(小区业主家有几口人就可以发放几口人的权限)。管理处向住户发行电梯门禁卡(几口人几张卡)。门禁卡针对每一个住户发行，系统可以记录住户的每一次使用电梯记录。住户也可以在手机app注册验证身份后，即可通过app生成的二维码扫码开门。同时住户还可以生成授权访客开门的二维码图片，并分享给访客，访客的开门二维码有效时间和开门次数的限制由住户授权。

管理处发放的电梯门禁卡权限只能是从一楼(负一楼)到住户住的楼层有效。如果住房需要去其他楼层，必须其他楼层住户进行授权才可以使用电梯到达该楼层，住户也可以直接对其他楼层用户进行授权(方法是登陆app搜索用户姓名或者门牌，然后发送请求信息)授权原理如同2所示，授权成功与没有获得授权使用电梯时会出现如图3所示的情况。

住户使用电梯完整流程图如图1所示，电梯中每个人都必须刷卡，如果住户一家几口同时在电梯中，同一张卡可以刷几次，多少人次的信息会上传到服务器进行存储。刷卡时信息会发送到服务器中进行信息匹配。

特殊情况，如当a(a住5层)住户已经刷卡，刷卡后电梯显示5层，控制模块会记录去五层的信息，如果此时a用户想去13层(13层已经授予a权限)，a用户只需要按13层即可。控制模块中程序会自动把去五层a住户的记录消除，纪录a用户去13楼层费用信息。

a、电梯刷卡或者扫描成功，控制模块控制电梯显示住户去往楼层，不需要再按楼层，如果住户需要去不是自己房子的楼层，刷卡后按想前往的楼层即可(前提对方已经授权)。

b、a用户授权b住户可以来该楼层(a，b同一小区不同楼层)，当b住户来a住户楼层时算a住户使用电梯。数据会发送到服务器中存储。

电梯使用变得更安全(进入电梯人员必须刷已授权的卡，无授权的卡无效)；比原来刷卡的电梯变得更方便(现有方案刷卡后需要按楼层，本方案不需要；外来人员可以通过住户授权的二维码直接使用电梯)。可以根据每家使用电梯多少人次和不同楼层进行收费。

一种电梯控制系统，包括管理端和控制端，所述管理端与控制端无线连接。管理端设置在电梯上，控制端设置在物业管理中心。

所述管理端包括物业管理模块、联网模块、服务器模块和管理无线模块。所述物业管理模块、联网模块和管理无线模块均与服务器模块连接，所述服务器模块经管理无线模块与控制端连接。物业管理模块用于录入小区住户的门牌号信息、身份证信息或者手机号码信息，同时采集小区住户的人脸信息，并把录入的信息和采集的信息传给服务器模块进行存储。联网模块用于供服务器模块与外部手机互联网连接通信。物业管理模块为物业管理室内的管理电脑，电脑上安装有相应的信息录入系统和人脸采集系统，可以对小区住户的人员进行信息录入和人脸采集。联网模块为网络接口模块，使得服务器模块能够接入网，能够与小区用户手机上的特定的软件进行通信，从而完成二维码秘钥的生成。服务器模块用于存储数据和计算费用等。管理无线模块为wifi模块或者4g模块。

所述控制端包括控制器模块、视觉人脸识别模块、红外感应模块、控制无线模块、电梯门禁钥匙、感应识别装置、语音播报模块和电梯控制装置。视觉人脸识别模块、红外感应模块、控制无线模块、感应识别装置、语音播报模块和电梯控制装置均与控制器模块连接；所述控制器模块经控制无线模块与管理端连接。视觉人脸识别模块用于对进入电梯的人员进行人脸识别，并把识别的数据与管理端的服务器模块内的人脸数据进行对比，红外感应模块用于感应电梯内部的人数，所述电梯门禁钥匙用于供感应识别装置进行识别，开启需要去的楼层，所述语音播报模块用于进行语音播报电梯门禁钥匙识别成功与否，所述电梯控制装置用于根据控制器模块传入的控制信号进行运转。所述电梯门禁钥匙为射频卡或者二维码，所述感应识别装置为射频卡感应模块或者二维码识别模块。控制器模块使用stm32系列的单片机芯片，对数据进行接收处理，同时对电梯进行控制。红外感应模块安装在电梯门口，对出入的人员进行检测处理。

通过设置小区内的每个人设置一个电梯门禁钥匙，使得不是小区内的人员不能随便的进入小区的楼房内，从而使得小区内的财物安全性更高；同时外来人员需要进入时，需要小区内的户主进行授权，授权的使用次数只有一次或者两次，从而使得保证了小区内财物的安全性；通过对乘坐电梯的次数和楼层的高低进行统一的记录，根据乘坐电梯的次数和楼层的高低计算电梯的分摊费用，从而使得分摊的费用更加公平，解决现有小区电梯各楼层用户收费标准一致和小区财物安全性不高的技术问题。

以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请的范围内。