一种电梯智能语音提示系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种电梯智能语音提示系统及方法，传感器检测模块，其安装在轿厢上，所述传感器检测模块用于采集所述轿厢所处高度的气压；语音提示单元，其安装在所述轿厢内；主控板，其接收所述传感器检测模块反馈的气压信息，所述主控板根据所述气压信息检测电梯的运行状态，并依次计算得到所述轿厢的海拔高度和所处楼层，所述主控板的输出端与所述语音提示单元连接，所述语音提示单元用于实时播报楼层信息以及电梯运行状态信息。本发明专利技术解决现有语音系统安装不便、成本高、信息提示种类少、内容更新不便等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种电梯智能语音提示系统及方法
本专利技术涉及电梯
，具体涉及一种电梯智能语音提示系统及方法。
技术介绍
目前业界所有的电梯语音提示系统，都存在以下几个缺点：(1)电梯运行状态检测复杂，主要有两种方法，一是直接接入电梯自身系统获取电梯状态信息；另一种是通过在电梯井的每一层安装红外光电对射管做位置检测开关。这两种方式都不能实现独立式便携检测安装。(2)提示信息种类受限，现有语音提示系统都是基于单片机外接语音播放模块来实现语音信息的存储和播放，受容量、体积限制，它们无法提供多种信息丰富的智能提示。(3)语音提示信息更换不便，难以达到实时信息更新，不能提供播放紧急通知、人机智能对话等功能，因此智能化程度受限。(4)不能实现语音内容无线更新，一键后台更新。(5)现有语音提示系统解决方案安装成本较高，尤其对于高层建筑来说安装成本更高且极为不便。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术的目的是提供一种电梯智能语音提示系统及方法，该系统采用融合先进算法处理数据的大气压强检测传感器，去检测电梯运行状态，更加智能、迅速、准确，可以有效解决现有电梯语音提示系统的检测系统复杂；采用Python编程语言实现检测数据滤波处理、大气压强海拔换算算法，可以实现独立式电梯智能语音提示系统研发，解决现有语音系统安装不便、成本高、信息提示种类少、内容更新不便等问题。为了实现根据本专利技术的这些目的和其他优点，提供了一种电梯智能语音提示系统，包括：传感器检测模块，其安装在轿厢上，所述传感器检测模块用于采集所述轿厢所处高度的气压；语音提示单元，其安装在所述轿厢内；主控板，其接收所述传感器检测模块反馈的气压信息，所述主控板根据所述气压信息检测电梯的运行状态，并依次计算得到所述轿厢的海拔高度和所处楼层，所述主控板的输出端与所述语音提示单元连接，所述语音提示单元用于实时播报楼层信息以及电梯运行状态信息。优选的，所述传感器检测模块采用的是JY901B型大气压强传感器，所述主控板采用的是RaspberryPi3B+控制器。优选的，所述语音提示单元包括音量调节旋钮、音频功放模块和喇叭，所述音频功放模块与所述主控板连接，所述音量调节旋钮和喇叭分别与所述音频功放模块连接，所述音频功放模块接收所述主控板发出的音频信号，经放大后传输至所述喇叭中进行外放。优选的，还包括一充放电模块，其与电源模块连接，所述主控板的电源端通过所述充放电模块与所述电源模块连接；所述充放电模块还连接一电池组。优选的，还包括无线通信模块，其与所述主控板的输入输出接口连接，所述主控板通过所述无线通信模块与移动终端通信连接。一种电梯智能语音提示方法，包括以下步骤：步骤一、传感器检测模块多次采集气压信息，并传送至主控板中；步骤二、根据所述气压信息，判断电梯的运行状态，并进行语音播报；步骤三、根据所述气压信息计算出海拔高度信息；步骤四、记录相邻两个楼层之间的实际高度HIGH；步骤五、记录电梯前后的气压变化差值，根据气压变化差值计算出相对高度变化值，进而计算得出电梯所处楼层，并进行语音播报。优选的，所述步骤一中，对采集的气压信息进行滤波处理：用中值滤波法和算术平均滤波法结合使用去除高频噪声，先循环获取传感器检测模块实时采集的气压值，每隔150ms取一次当前值，连续获取10次，记为D1-D10，去掉其中最大值和最小值，对剩下的数据求一次平均值记为avg1，连续循环3次得到avg1、avg2、avg3，对三次均值avg1、avg2、avg再做差值运算，得到所处位置处的实际气压值。优选的，所述步骤二中，至少对气压值连续进行三次采样，采集的气压值记为Pa1、Pa2、Pa3，如果Pa1>Pa2>Pa3，则判定为电梯在上行；如果Pa1<Pa2<Pa3，则判定为电梯在下行；如果Pa1、Pa2、Pa3在一定幅度波动，则判定为电梯处于停止状态；如果计算得出电梯处于运动状态则改变电梯状态标志位run＝1，发出电梯运行信号；若计算得出处于停止状态，则修正电梯状态标志位run＝0。优选的，所述步骤三中，首先计算气压值，JY901B型大气压强传感器采集到气压值数据包0x550x55P0P1P2P3H0H1H2H3SUM，每个数据由高字节、低字节组合成一个有符号的short类型数据，气压计算方法如式(1)：其中，0x550x56是数据包选择校验，P0-H3为8位数据，P是气压，SUM是数据奇偶校验位；所述海拔高度的计算方法如式(2)：式中PH为高度H时的对应气压，Pb为高度Hb时的对应气压；β是温度垂直变化率；Tb是高度Hb时的温度；g是重力加速度常数；R是空气专用气体数；将公式(2)优化改进，先对其进行微分计算得到公式(3)：通过计算得到系数由于在标准海平面附近，气压变化较小，所以式中系数a约等于-78.91m/kPa，根据国际标准大气压数据表计算可得海拔每升高1m，气压下降12.7Pa，进而推导出改进后的气压P与海拔高度数学模型关系式为式(4)：根据公式(4)即可根据气压值计算出海拔高度。优选的，所述步骤五中，设置一个楼层计数变量count并赋值程序开始运行时的楼层楼，默认程序在一楼复位开始检测运行，则记count＝1，当电梯开始运行时，状态位run＝1，通过串口向传感器发送指令0xFF0xAA0x010x010x00将根据传感器气压值换算的海拔高度设置为默认值0米，获取此时气压值记为data1，当等到电梯停止run＝0时，获取当前气压值记为data2，再对data1、data2进行差值运算结果记为data_change，将data_change经过气压-海拔高度转换算法得到相对高度变化值change_H，最后计算change_H/High＝change_count，并对change_count进行取整，即可计算出当前电梯到达楼层为count+＝change_count层。与现有技术相比，本专利技术包含的有益效果在于：1、基于稳定性高、抗干扰强的RPI控制板和JY901B大气压强传感器，可以实现电梯运行状态的精准检测，无需接入电梯自身运行系统或在电梯井安装红外光电对管去获取电梯运行信息，极大的降低成本，实现独立便携安装，系统整体体积小，真正实现了智能化、实时化。2、可以通过手机APP，电脑等设备，通过WIFI或3G网络，远程登录系统终端，对每个设备进行实时在线内容更新。3、可以为不同楼层定制个性语音信息、楼层简介、播放语音广告、播放紧急通知等信息。4、可以在电梯故障时切换自带电源播放安抚语音，开启紧急对话系统。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1是本专利技术系统硬件框图；图2是本专利技术语音提示方法的流程图；图3是实施例中的测试图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明文字能够据以实施。如图1所示，本专利技术提供了一种电梯智能语音提示系统，系统由如下组成：RaspberryPi3B+、大气压强传感器、1865电池组、5W小喇叭、音频功放模块、全网通3G模块、手机端APP、5V电源。系统硬件设计：系统硬件由JY901B大气压强传感器、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电梯智能语音提示系统，其特征在于，包括：传感器检测模块，其安装在轿厢上，所述传感器检测模块用于采集所述轿厢所处高度的气压；语音提示单元，其安装在所述轿厢内；主控板，其接收所述传感器检测模块反馈的气压信息，所述主控板根据所述气压信息检测电梯的运行状态，并依次计算得到所述轿厢的海拔高度和所处楼层，所述主控板的输出端与所述语音提示单元连接，所述语音提示单元用于实时播报楼层信息以及电梯运行状态信息。

【技术特征摘要】
1.一种电梯智能语音提示系统，其特征在于，包括：传感器检测模块，其安装在轿厢上，所述传感器检测模块用于采集所述轿厢所处高度的气压；语音提示单元，其安装在所述轿厢内；主控板，其接收所述传感器检测模块反馈的气压信息，所述主控板根据所述气压信息检测电梯的运行状态，并依次计算得到所述轿厢的海拔高度和所处楼层，所述主控板的输出端与所述语音提示单元连接，所述语音提示单元用于实时播报楼层信息以及电梯运行状态信息。2.如权利要求1所述的电梯智能语音提示系统，其特征在于，所述传感器检测模块采用的是JY901B型大气压强传感器，所述主控板采用的是RaspberryPi3B+控制器。3.如权利要求2所述的电梯智能语音提示系统，其特征在于，所述语音提示单元包括音量调节旋钮、音频功放模块和喇叭，所述音频功放模块与所述主控板连接，所述音量调节旋钮和喇叭分别与所述音频功放模块连接，所述音频功放模块接收所述主控板发出的音频信号，经放大后传输至所述喇叭中进行外放。4.如权利要求3所述的电梯智能语音提示系统，其特征在于，还包括一充放电模块，其与电源模块连接，所述主控板的电源端通过所述充放电模块与所述电源模块连接；所述充放电模块还连接一电池组。5.如权利要求4所述的电梯智能语音提示系统，其特征在于，还包括无线通信模块，其与所述主控板的输入输出接口连接，所述主控板通过所述无线通信模块与移动终端通信连接。6.一种电梯智能语音提示方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、传感器检测模块多次采集气压信息，并传送至主控板中；步骤二、根据所述气压信息，判断电梯的运行状态，并进行语音播报；步骤三、根据所述气压信息计算出海拔高度信息；步骤四、记录相邻两个楼层之间的实际高度HIGH；步骤五、记录电梯前后的气压变化差值，根据气压变化差值计算出相对高度变化值，进而计算得出电梯所处楼层，并进行语音播报。7.如权利要求6所述的电梯智能语音提示方法，其特征在于，所述步骤一中，对采集的气压信息进行滤波处理：用中值滤波法和算术平均滤波法结合使用去除高频噪声，先循环获取传感器检测模块实时采集的气压值，每隔150ms取一次当前值，连续获取10次，记为D1-D10，去掉其中最大值和最小值，对剩下的数据求一次平均值记为avg1，连续循环3次得到avg1、avg2、avg3，对三次均值avg1、avg2、avg再做差值运算，得到所处位置处的实际气压值。8.如权利要求7所述的电梯智能语音提示...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗维平，陈军，马双宝，张学成，徐洋，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42