一种电梯故障安全逃生系统

1.一种电梯故障安全逃生系统，包括轿厢、多种传感器和电梯控制器，其特征在于，还包括电梯故障安全逃生装置，所述电梯故障安全逃生装置包括：连接于所述轿厢和电梯控制器之间的通讯线上，用于获取轿厢上传和电梯控制器下传信息，以及获取电梯控制器运行状态和传感器数据的故障检测模块；用于接收所述故障检测模块的输出数据，设置有故障检测数据接口、模式切换控制接口、通讯网络接口、生命信息数据接口的故障安全控制模块；与所述模式切换控制接口通讯连接，用于控制轿厢上的运行模式及运行状态开关的运行模式切换模块；与所述通讯网络接口通讯连接，用于将故障信息发送给预存号码的故障信息发送模块；与所述生命信息数据接口通讯连接的生命信息检测模块；与所述故障安全控制模块相连，用于与物业管理进行通话的对讲机模块；
所述故障检测模块包括：连接于所述轿厢和电梯控制器之间的通讯线上的多路器；与所述多路器通讯连接，通过协议转换获取轿厢上传和电梯控制器下传信息，且与所述电梯控制器的控制接口通讯连接，通过协议转换获取电梯控制器运行状态和传感器数据的故障检测及诊断单片机；所述故障安全控制模块为故障安全控制单片机，所述故障安全控制单片机设置有与所述故障检测及诊断单片机连接的串行通讯接口；与所述运行模式切换模块连接的继电器控制接口；与所述故障信息发送模块连接的串行通讯接口；与所述生命信息检测模块连接的A/D转换接口；
运行切换模块包括：与所述故障安全控制模块连接的缓冲器；连接于所述缓冲器的继电器驱动；连接于所述继电器驱动的切换检修模式继电器、与维修上行开关相连的维修上行继电器和与维修下行开关相连的维修下行继电器；
所述故障信息发送模块包括：用于与故障安全控制模块的通讯网络接口相连的电平转换芯片；与所述电平转换芯片相连的通讯模块；
所述通讯模块为无线通讯模块或有线通讯模块；
所述无线通讯模块为移动通讯模块，所述有线通讯模块为互联网卡；
所述生命信息检测模块包括：热释电传感器；与所述热释电传感器的输出端相连的低噪声放大器；与所述低噪声放大器的输出端相连的阈值可调比较器；用于为所述热释电传感器、低噪声放大器和阈值可调比较器供电的电源及辅助电路；
所述传感器包括：平层传感器、安全回路传感器、称重传感器、门机传感器、曳引机光电编码传感器和防夹传感器。

一种电梯故障安全逃生系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及电梯安全设计技术领域，特别涉及一种电梯故障安全逃生系统。\n背景技术\n[0002] 现有技术中，在电梯运行故障发生时，由于轿厢内有可能载有乘客，为了防止电梯内的乘客焦躁、误操作轿厢控制盘发生安全事故，所以电梯的控制系统在设计时，为了保证乘客安全，一般会在电梯发生故障后，会自动忽略轿厢控制盘的操作，避免由于乘客恐慌误操作轿厢控制盘而发生安全事故，同时只保留呼叫按钮功能，方便乘客被困轿厢时能够向相关人员求救，电梯控制系统会锁定轿厢防止发生滑移，同时只能被动的等待外部救援，如救援及时一般不会发生恐慌，否则，容易造成一定的不良影响甚至发生事故。\n[0003] 而电梯控制系统包括不同的分系统，具有多个传感器以及运行部件，发生故障后检修人员只能对各个分系统的各个部件进行逐一检查或测试以找出故障原因，无法快速准确找出故障位置，导致电梯的维修效率不高，乘客被困电梯内的时间也随之被延长，增加了乘客发生危险的概率。\n[0004] 综上所述，如何实现在电梯发生故障时，使被困人员及时安全出梯，减少乘客被关于轿厢之中的事件发生，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的是提供一种电梯故障安全逃生系统，能够实现在电梯发生故障时，使被困人员及时安全出梯，减少乘客被关于轿厢之中的事件发生。\n[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：\n[0007] 一种电梯故障安全逃生系统，包括轿厢、多种传感器和电梯控制器，还包括电梯故障安全逃生装置，所述电梯故障安全逃生装置包括：\n[0008] 连接于所述轿厢和电梯控制器之间的通讯线上，用于获取轿厢上传和电梯控制器下传信息，以及获取电梯控制器运行状态和传感器数据的故障检测模块；\n[0009] 用于接收所述故障检测模块的输出数据，设置有故障检测数据接口、模式切换控制接口、通讯网络接口、生命信息数据接口的故障安全控制模块；\n[0010] 与所述模式切换控制接口通讯连接，用于控制轿厢上的运行模式及运行状态开关的运行模式切换模块；\n[0011] 与所述通讯网络接口通讯连接，用于将故障信息发送给预存号码的故障信息发送模块；\n[0012] 与所述生命信息数据接口通讯连接的生命信息检测模块；\n[0013] 与所述故障安全控制模块相连，用于与物业管理进行通话的对讲机模块。\n[0014] 优选的，所述故障检测模块包括：\n[0015] 连接于所述轿厢和电梯控制器之间的通讯线上的多路器；\n[0016] 与所述多路器通讯连接，通过协议转换获取轿厢上传和电梯控制器下传信息，且与所述电梯控制器的控制接口通讯连接，通过协议转换获取电梯控制器运行状态和传感器数据的故障检测及诊断单片机。\n[0017] 优选的，所述故障安全控制模块为故障安全控制单片机，所述故障安全控制单片机设置有与所述故障检测及诊断单片机连接的串行通讯接口；与所述运行模式切换模块连接的继电器控制接口；与所述故障信息发送模块连接的串行通讯接口；与所述生命信息检测模块连接的A/D转换接口。\n[0018] 优选的，与所述故障安全控制模块连接的缓冲器；连接于所述缓冲器的继电器驱动；连接于所述继电器驱动的切换检修模式继电器、与维修上行开关相连的维修上行继电器和与维修下行开关相连的维修下行继电器。\n[0019] 优选的，所述故障信息发送模块包括：用于与故障安全控制模块的通讯网络接口相连的电平转换芯片；与所述电平转换芯片相连的通讯模块。\n[0020] 优选的，所述通讯模块为无线通讯模块或有线通讯模块。\n[0021] 优选的，所述无线通讯模块为移动通讯模块，所述有线通讯模块为互联网卡。\n[0022] 优选的，所述生命信息检测模块包括：热释电传感器；与所述热释电传感器的输出端相连的低噪声放大器；与所述低噪声放大器的输出端相连的阈值可调比较器；用于为所述热释电传感器、低噪声放大器和阈值可调比较器供电的电源及辅助电路。\n[0023] 优选的，所述传感器包括：平层传感器、安全回路传感器、称重传感器、门机传感器、曳引机光电编码传感器和防夹传感器。\n[0024] 本发明所提供的电梯故障安全逃生系统，在电梯发生故障时，可以部分代替安全员的工作，故障检测模块可获取轿厢和电梯控制器之间的通讯信息和电梯控制器输出状态信息，将这些信息中的传感器状态、运行时序等信息提取出来，将故障原因精确定位，发生故障后，由故障安全控制模块接管轿厢与电梯控制器之间的通讯，确定故障发生部位，判断故障程度，若电梯轿厢处于楼层门区，可打开轿厢门并将运行模式切换为维修模式，若轿厢不在楼层门区，故障安全控制模块需根据故障程度和电梯状态，确定是否可以以检修速度运行电梯，若可以，则启动运行模式切换模块将电梯运行模式切换至维修模式，以检修速度运行至最易移动的楼层门区，到达后打开轿厢门，若轿厢不在楼层门区，且故障安全控制模块确定故障电梯无法以检修方式运行，则启动生命信息检测模块，若轿厢内确实存在生命迹象，则通过故障信息发送模块将故障信息发给接收故障信息的预留号码，以便进行及时解救，对讲机模块用于被困人员与物业管理进行通话，传达求救信号，上述系统能够实现在电梯发生故障时，使被困人员及时安全出梯，减少乘客被关于轿厢之中的事件发生。\n附图说明\n[0025] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。\n[0026] 图1是本发明的电梯故障安全逃生装置的结构框图；\n[0027] 图2是本发明的故障检测模块的硬件原理框图；\n[0028] 图3是本发明的故障检测及诊断流程图；\n[0029] 图4是本发明的故障安全控制器的硬件原理框图；\n[0030] 图5是本发明的故障安全控制器控制流程图；\n[0031] 图6是本发明的运行模式切换模块的硬件原理框图；\n[0032] 图7是本发明的故障信息发送模块的硬件原理框图；\n[0033] 图8是本发明的生命信息检测模块的硬件原理框图。\n具体实施方式\n[0034] 本发明的核心是提供一种电梯故障安全逃生系统，能够实现在电梯发生故障时，使被困人员及时安全出梯，减少乘客被关于轿厢之中的事件发生。\n[0035] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。\n[0036] 请结合图1至8，图1是本发明的电梯故障安全逃生装置的结构框图；图2是本发明的故障检测模块的硬件原理框图；图3是本发明的故障检测及诊断流程图；图4是本发明的故障安全控制器的硬件原理框图；图5是本发明的故障安全控制器控制流程图；图6是本发明的运行模式切换模块的硬件原理框图；图7是本发明的故障信息发送模块的硬件原理框图；图8是本发明的生命信息检测模块的硬件原理框图。\n[0037] 本发明所提供的电梯故障安全逃生系统，包括轿厢、多种传感器和电梯控制器，还包括电梯故障安全逃生装置，电梯故障安全逃生装置包括：连接于轿厢和电梯控制器之间的通讯线上，用于获取轿厢上传和电梯控制器下传信息，以及获取电梯控制器运行状态和传感器数据的故障检测模块；用于接收故障检测模块的输出数据，设置有故障检测数据接口、模式切换控制接口、通讯网络接口、生命信息数据接口的故障安全控制模块；与模式切换控制接口通讯连接，用于控制轿厢上的运行模式及运行状态开关的运行模式切换模块；\n与通讯网络接口通讯连接，用于将故障信息发送给预存号码的故障信息发送模块；与生命信息数据接口通讯连接的生命信息检测模块；与故障安全控制模块相连，用于与物业管理进行通话的对讲机模块。\n[0038] 本发明所提供的电梯故障安全逃生系统，充分利用电梯系统中轿厢与电梯控制器之间的通讯信息和电梯控制器输出状态信息构建故障检测模块，通过故障检测模块获取轿厢和电梯控制器之间的通讯信息和电梯控制器输出状态信息，将这些信息中的传感器状态、运行时序等信息提取出来，在电梯运行发生故障时，将故障原因精确定位，安装在轿厢顶部控制箱内的故障安全控制模块可以获取和记录轿厢与电梯控制器之间通讯信息、轿厢平层传感器状态及动作时序、安全回路传感器状态及时序、轿箱内操作状态等信息，当电梯发生故障后，故障安全控制器接管轿厢与电梯控制器之间通讯，对记录的通讯信息、传感器状态和时序等进行核对，确定故障发生部位，判断故障程度，若电梯轿厢处于楼层门区，可打开轿厢门并将运行模式切换为维修模式，提示轿厢内人员本电梯发生故障，并发送故障信息，若轿厢不在楼层门区，故障安全控制模块需根据故障程度和电梯状态，确定是否可以以检修速度运行电梯，若可以，则启动运行模式切换模块将电梯运行模式切换至维修模式，以检修速度运行至最易移动的楼层门区，其中最易移动的楼层门区确定可根据轿厢平衡信息，到达楼层门区后打开轿厢门，若轿厢不在楼层门区，且故障安全控制模块确定故障电梯无法以检修方式运行，则启动生命信息检测模块，若轿厢内确实存在生命迹象，则通过故障信息发送模块将故障信息发给接收故障信息的预留号码，以便进行及时解救，对讲机模块用于被困人员与物业管理进行通话，传达求救信号，物业管理人员可以对被困人员进行心理安抚和操作指导，若无生命迹象则发送故障信息并切换至维修状态，上述系统能够实现在电梯发生故障时，使被困人员及时安全出梯，减少乘客被关于轿厢之中的事件发生。\n[0039] 本发明的具体实施例中，电梯故障安全逃生系统，其故障检测模块包括：连接于轿厢和电梯控制器之间的通讯线上的多路器；与多路器通讯连接，通过协议转换获取轿厢上传和电梯控制器下传信息，且与电梯控制器的控制接口通讯连接，通过协议转换获取电梯控制器运行状态和传感器数据的故障检测及诊断单片机。故障检测及诊断单片机将电梯每个分系统的传感器状态与运行时序进行分类排序，将不同分系统相互关联传感器的运行状态进行关联，可以制订出电梯正常运行时的状态图，根据此状态图和各传感器输入状态，可以判断电梯发生故障时的原因，以此对故障进行信息分类编码，将其用于精准维护的指引信息。\n[0040] 由故障检测及诊断单片机实现的故障检测及诊断流程如图3所示。\n[0041] 具体的，首先进行轿厢与电梯控制器通讯、平层传感器、安全回路传感器、称重传感器、门机传感器、曳引机光电编码传感器等信息、状态和时间获取，然后根据轿厢运行方向，对传送的信息、传感器状态变化时间和顺序、轿厢传感器状态等与正常运行时进行核对，判断是否有故障，若有，根据故障发生时刻，判定发生故障部件或部位，并对故障严重程度进行分级，若无则返回进行第一步。\n[0042] 其中传感器包括：平层传感器、安全回路传感器、称重传感器、门机传感器、曳引机光电编码传感器和防夹传感器。\n[0043] 轿厢上传信息包括轿厢向电梯控制器发送的内招楼层信息、平层传感器状态及时序信息、轿厢门操作信息、称重信息等，电梯控制器下传信息包括运行方向信息、到达楼层信息、安全回路传感器状态和时序信息等。\n[0044] 故障安全控制模块采用可靠性较高故障安全控制单片机，除了支持单片机运行与调试的辅助电路，如石英晶体、电源、程序调试接口等，故障安全控制单片机还设置有与故障检测及诊断单片机连接的串行通讯接口，如UART；与运行模式切换模块连接的继电器控制接口，如I/O控制接口；与故障信息发送模块连接的串行通讯接口，如UART；与生命信息检测模块连接的A/D转换接口。\n[0045] 由故障安全控制单片机实现的故障安全控制流程如图5所示。\n[0046] 具体的，首先通过串行通讯接口读取故障检测模块的故障信息，判断是否有故障，若无，返回第一步，若有，则根据故障程度和故障部件决定采取的处理措施，判断故障是否严重，若无严重故障，则切换到维修状态，以检修速度运行到门区，开门放人，然后向售后、物业和维护人员发送故障信息，转入停用状态，若故障严重，曳引电机无法驱动，电梯门无法打开，则判断轿厢内是否有人，若有人，向售后、物业和维护人员发送求救信息，转入求救状态，若无人，向售后、物业和维护人员发送故障信息，转入停用状态。\n[0047] 运行切换模块包括：与故障安全控制模块连接的缓冲器；连接于缓冲器的继电器驱动；连接于继电器驱动的切换检修模式继电器、与维修上行开关相连的维修上行继电器和与维修下行开关相连的维修下行继电器。当故障安全控制模块接管轿厢控制后，通过该模块将轿厢上的运行模式开关由正常模式切换为维修模式，切换动作通过模式切换模块上的继电器切换，此时电梯控制系统进入维修运行状态，利用模式切换模块上的其它继电器控制维修上行、维修下行开关，可实现电梯以检修速度低速上行或下行，至目标楼门区。\n[0048] 故障信息发送模块包括：用于与故障安全控制模块的通讯网络接口相连的电平转换芯片；与电平转换芯片相连的通讯模块，其中通讯模块可以为无线通讯模块或有线通讯模块，优选的，无线通讯模块为移动通讯模块，有线通讯模块为互联网卡。由于数据通讯网络接口一般采用LVCMOS串行通讯接口，而故障安全控制单片机的电平一般为TTL电平，因此，两者之间需要电平转换芯片，如74LVC2T45，进行连接，具体的，若采用无线通讯模块一般需要独立的电源，如果采用3G/4G移动通讯模块，还需要SIM卡和天线等辅助电路。在故障信息发送模块的控制下可以向预存的公司售后服务号码、物业管理呼叫号码和电梯维护号码发送故障信息，请求及时安排人员进行电梯维修。\n[0049] 生命信息检测模块包括：热释电传感器；与热释电传感器的输出端相连的低噪声放大器；与低噪声放大器的输出端相连的阈值可调比较器；用于为热释电传感器、低噪声放大器和阈值可调比较器供电的电源及辅助电路。利用热释电传感器对生物体敏感的探测能力，可有效检测出轿厢内活动的生物体，其输出的微弱信号经过低噪声放大和阈值可调比较器后，可以有效滤除环境噪声，精确发现生命特征，将其作为消除虚警和意外关人的校验传感器，能进一步提高本发明装置的可靠性。\n[0050] 本发明利用轿厢与电梯控制器之间通讯信息，能够以较低的成本获取轿厢运行方向、平层传感器状态及动作时序、安全回路传感器状态及动作时序、称重传感器数据和下一停泊门区位置等信息，还可获得轿厢操作和状态信息(如开门操作、关门操作、门机传感器故障、防夹传感器故障)，将这些信息与电梯控制器状态信息结合，可以获得电梯系统运行时精确的故障诊断信息，这些信息对于电梯精准维修，提高维护效率极为有用，利用故障安全控制模块操作电梯，能够使被困人员及时脱困，可大大减少电梯故障关人事件发生；采用生命信息检测模块可减少呼救虚警和意外将人锁入轿厢的悲剧。\n[0051] 以上对本发明所提供的一种电梯故障安全逃生系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。