电梯门状态监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电梯门状态监测系统，属于电梯监测技术领域，所述电梯门状态监测系统包括数据采集器和与数据采集器通过CAN总线通讯连接的总控器，其中：数据采集器包括第一微控制器，第一微控制器通过AD转换电路连接有门开关状态采集电路，第一微控制器还连接有门扇状态采集电路、楼层编码电路、第一声光报警电路和第一CAN总线通讯电路；总控器包括第二微控制器，第二微控制器用于连接电梯主控板，第二微控制器连接有串口屏、第二声光报警电路和第二CAN总线通讯电路。本发明专利技术实现了对电梯门状态的实时监测，能够及时发现门的故障类型和故障楼层，有效的解决了人为因素造成门开关功能失效的问题，并极大地提高了人员排查门故障的效率。的效率。的效率。

【技术实现步骤摘要】
电梯门状态监测系统


[0001]本专利技术涉及电梯监测
，特别是指一种电梯门状态监测系统。

技术介绍

[0002]随着城市建设的高速发展，城镇化的快速推进，电梯成为人们日常生活中必不可少的垂直运输交通工具，电梯的安全可靠性越来越多的受到人们的关注和重视。证实门处于锁紧和关闭状态的电气安全装置(以下简称“门开关”)的可靠性是避免发生人员坠落、剪切和挤压事故的有效措施。然而，门开关失效一直是造成电梯事故的高发区。根据国家市场监督管理总局特种设备事故调查处理中心发布的数据显示，在2002
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2016年期间，曳引与强制驱动电梯涉及门锁故障引发的事故共发生64起，其中验证门闭合的电气安全装置失效造成的电梯事故就有50余起，占门锁故障的78.13％，也是位居电梯总事故数的首位。造成电梯门开关失效的主要原因主要有：(1)电梯门开关工作频繁，为了降低门锁故障，人为旁路门开关；(2)门开关信号线绝缘性能降低或破损以及门开关所处的井道环境潮湿，造成门开关发生短路现象。一旦门开关处于人为旁路和短路状态，控制系统无法正常判断电梯门的开关状态，很容易发生电梯事故。
[0003]电梯门开关的主要故障类型有：断路、短路和人为旁路故障。为了排查上述故障，通常会将门回路与控制系统脱离，人为将控制系统上的门回路检测信号短接，再逐层排查故障点，该排查方案不仅效率低下，而且存在安全风险。为了避免人的不安全因素导致事故的发生，2022年7月1日实施的新的国家标准《电梯制造与安装安全规范第1部分：乘客电梯和载货电梯》增加了层门和轿门旁路装置、门触点故障时防止电梯正常运行的要求，但对于检修运行使用旁路功能时门开着的情况以及对于检查层门关闭位置的单个触点的短接情况是无法监测的。因此，对电梯门状态的全方位监测显得十分重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种能够实时对门的各种状态进行监测，并能精确定位门发生故障楼层的电梯门状态监测系统。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供技术方案如下：
[0006]一种电梯门状态监测系统，包括数据采集器和与所述数据采集器通过CAN总线通讯连接的总控器，其中：
[0007]所述数据采集器包括第一微控制器，所述第一微控制器通过AD转换电路连接有门开关状态采集电路，所述第一微控制器还连接有门扇状态采集电路、楼层编码电路、第一声光报警电路和第一CAN总线通讯电路；
[0008]所述总控器包括第二微控制器，所述第二微控制器用于连接电梯主控板，所述第二微控制器连接有串口屏、第二声光报警电路和第二CAN总线通讯电路。
[0009]本专利技术具有以下有益效果：
[0010]本专利技术的电梯门状态监测系统，实现了对电梯门状态的实时监测，通过对门开关
电压和电流的实时数据采集，并与电梯主控器的参数进行对比分析，能够及时发现门的故障类型和故障楼层，有效的解决了人为因素造成门开关功能失效的问题，并极大地提高了人员排查门故障的效率。
附图说明
[0011]图1为本专利技术的电梯门状态监测系统的整体架构示意图；
[0012]图2为图1中数据采集器的电源电路的示意图，其中(a)为5V电源电路图，(b)为3.3V电源电路图；
[0013]图3为图1中门开关状态采集电路的示意图；
[0014]图4为图1中AD转换电路的示意图；
[0015]图5为图1中门扇状态采集电路的示意图；
[0016]图6为图1中楼层编码电路的示意图；
[0017]图7为图1中数据采集器的声光报警电路的示意图；
[0018]图8为图1中数据采集器的微控制器电路的示意图；
[0019]图9为图1中数据采集器的CAN总线通讯电路的示意图；
[0020]图10为图1中4G模块的电源电路的示意图；
[0021]图11为图1中4G模块电路的示意图；
[0022]图12为图1中总控器的RS485总线电路的示意图；
[0023]图13为图1中总控器的RS232串口电路的示意图；
[0024]图14为图1中总控器的微控制器电路的示意图；
[0025]图15为图1所示电梯门状态监测系统的工作流程示意图。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0027]本专利技术提供一种电梯门状态监测系统，下面分别从系统整体架构设计、硬件设计和软件设计三个方面进行逐一介绍。
[0028]1系统整体架构设计
[0029]如图1所示，本专利技术的电梯门状态监测系统包括数据采集器1和与数据采集器1通过CAN(控制器域网)总线通讯连接的总控器2，其中：
[0030]数据采集器1包括第一微控制器11，第一微控制器11通过AD(数模转换)转换电路12连接有门开关状态采集电路13，第一微控制器11还连接有门扇状态采集电路14、楼层编码电路15、第一声光报警电路16和第一CAN总线通讯电路(图1中未示出)；
[0031]总控器2包括第二微控制器21，第二微控制器21用于电梯主控板22，第二微控制器21连接有串口屏23、第二声光报警电路24和第二CAN总线通讯电路(图1中未示出)。
[0032]工作时，数据采集器1用于负责采集电梯门的开关状态，通过传感器采集的信息(即门开关状态采集电路13、门扇状态采集电路14和楼层编码电路15采集的信息)进行分析并判断当前电梯门是否存在故障，并通过CAN总线与总控器2进行通讯；总控器2用于将采集到的数据信息与电梯主控板22的数据进行对比，来确定电梯门状态是否处于正常状态，当
监测到数据异常时，进行报警，并且还可以通知责任人员进行修理。
[0033]本专利技术的电梯门状态监测系统，实现了对电梯门状态的实时监测，通过对门开关电压和电流的实时数据采集，并与电梯主控器的参数进行对比分析，能够及时发现门的故障类型和故障楼层，有效的解决了人为因素造成门开关功能失效的问题，并极大地提高了人员排查门故障的效率。
[0034]2 硬件设计
[0035]2.1 数据采集器的设计
[0036]数据采集器1由电源电路、门开关状态采集电路13、AD转换电路12、门扇状态采集电路14、楼层编码电路15、第一声光报警电路16、第一CAN总线通讯电路、第一微控制器11等组成。门开关状态采集电路13将采集到的门状态信号经AD转换电路12传输至第一微控制器11，与第一微控器11采集到的门扇状态信号、楼层编码信号进行数据处理，当监测到异常时进行声光报警，同时将数据信息经CAN总线通信传输至总控器2。
[0037]2.1.1电源电路
[0038]电梯提供的供电电源一般为12V，因各芯片所需要的电压不同，需要对电源进行转换，整个系统需要12V、5V和3.3V三路工作电源。因此，数据采集器1还可以包括电源电路，如图2所示，电源电路包括用于对第一CAN总线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电梯门状态监测系统，其特征在于，包括数据采集器和与所述数据采集器通过CAN总线通讯连接的总控器，其中：所述数据采集器包括第一微控制器，所述第一微控制器通过AD转换电路连接有门开关状态采集电路，所述第一微控制器还连接有门扇状态采集电路、楼层编码电路、第一声光报警电路和第一CAN总线通讯电路；所述总控器包括第二微控制器，所述第二微控制器用于连接电梯主控板，所述第二微控制器连接有串口屏、第二声光报警电路和第二CAN总线通讯电路。2.根据权利要求1所述的电梯门状态监测系统，其特征在于，所述数据采集器还包括电源电路，所述电源电路包括用于对所述第一CAN总线通讯电路和AD转换电路提供电源的5V电源电路和用于对所述第一微控制器提供电源的3.3V电源电路，其中：所述5V电源电路包括第一稳压器，所述第一稳压器的输入端连接12V电源，输出端用于输出5V电源，接地端接地，所述第一稳压器的输入端和输出端均经滤波电容接地；所述3.3V电源电路包括第二稳压器，所述第二稳压器的输入端连接5V电源，输出端用于输出3.3V电源，接地端接地，所述第二稳压器的输入端和输出端均经滤波电容接地。3.根据权利要求1所述的电梯门状态监测系统，其特征在于，所述门开关状态采集电路包括电流传感器、电压互感器和运算放大器，其中：所述电流传感器的待测电流流入端和待测电流流出端分别连接被监测门开关的两端，电源端接5V电源，接地端接地，输出端经RC滤波后输入所述AD转换电路；所述电压互感器的一次绕组的两端分别连接被监测门开关的两端，二次绕组的两端中其中一端经二极管和电阻后接至另一端同时接地，所述电阻的两端并联有电容，该二极管和电阻之间的连接点经电阻连接至所述运算放大器的同相输入端；所述运算放大器的正电源端接5V电源，负电源端接地，反相输入端经电阻后接地，输出端经电阻后连接所述运算放大器的反相输入端，输出端还经RC滤波后输入所述AD转换电路。4.根据权利要求3所述的电梯门状态监测系统，其特征在于，所述AD转换电路包括AD转换芯片和电压基准芯片，其中：所述AD转换芯片的模拟电源供电端连接5V电源，模拟接地端和负参考输入端接地，模拟输入端分别接收所述电流传感器和运算放大器的输出信号，SPI接口、数据有效信号端、同步端、重置端均连接至所述第一微控制器，两晶振连接端之间连接有时钟电路且两晶振连接端分别经电容后接地，数字电源供电端连接3.3V电源，数字接地端接地；所述电压基准芯片的输入端连接5V电源，输出端连接所述AD转换芯片的正参考输入端，接地端接地。5.根据权利要求1所述的电梯门状态监测系统，其特征在于，所述门扇状态采集电路包括光电传感器，所述光电传感器的电源正极接5V电源，电源负极接地，开关信号输出端经电阻后一路经稳压二极管接地，另一路连接至所述第一微控制器；和/或，所述楼层编码电路包括6位编码开关，所述6位编码开关的一端均接地，另一端一路分别经电阻连接3.3V电源，另一路分别连接至所述第一微控制器；和/或，所述第一声光报警电路包括声报警子电路和光报警子电路，所述声报警子电路包括三极管，该三极管的基极经电阻连接至所述第一微控制器，发射极连接3.3V电源，集电
极经蜂鸣器接地；所述光报警子电路包括发光二极管，该发光二极管的正极经电阻连接3.3V电源，负极连接至所述第一微控制器。6.根据权利要求1所述的电梯门状态监测系统，其特征在于，所述第一微控制器采用STM32F103C8T6芯片，其中：所述第一微控制器的两晶振连接端之间连接有提供8MHz时钟信号的时钟电路；所述第一微控制器的复位端连接有复位电路，所述复位电路包括电阻和电容，3.3V电源经该电阻和电容后接地，该电阻和电容之间的连接点连接所述第一微控制器的复位端。7.根据权利要求1所述的电梯门状态监测系统，其特征在于，所述第一CAN总线通讯电路包括CAN收发器芯片和CAN总线接口，其中：所述CAN收发器芯片的数据发送端和数据接收端分别连接至所述第一微控制器，电源端连接5V电源，接地端接地；所述CAN收发器芯片的高电平CAN总线连接端经电阻后一路连接至所述CAN总线接口，另一路经电容接地，低电平CAN总线连接端经电阻后一路连接至所述CAN总线接口，另一路经电容接地；所述CAN总线接口与所述高电平C...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭贝，郭涛，李欣朔，陈洁，
申请(专利权)人：淄博东升电梯工程有限公司，
类型：发明
国别省市：