一种基于智能手机传感器检测电梯参数的方法技术

本发明专利技术涉及电梯检测技术领域，公开了一种基于智能手机传感器检测电梯参数的方法，包括以下步骤：获取加速度传感器内的原始电梯加速度；获取智能手机的零点加速度均值；根据所述原始电梯加速度和所述零点加速度均值，获取校准后的电梯加速度；根据校准后的电梯加速度的频率，设置适配的数字滤波器去除高频噪声，获得滤波后的电梯加速度

【技术实现步骤摘要】
一种基于智能手机传感器检测电梯参数的方法、系统及介质


[0001]本专利技术涉及电梯检测
，特别涉及一种基于智能手机传感器检测电梯参数的方法
、
系统及介质
。

技术介绍

[0002]电梯作为一种特殊设备，在现代社会中扮演着重要的角色
。
在城市化进程不断加快的今天，电梯的使用量不断增加，对电梯的安全要求也越来越高
。
电梯是一种高速运转的设备，其本身就存在着一定的安全风险
。
因此，确保电梯的正常运行是非常重要的
。
通过对电梯设备的定期检测，可以获取电梯的运行情况
、
故障
、
损耗等信息，进一步了解电梯设备的使用状况，以便及时进行维护和保养，确保电梯设备的安全性和可靠性
。
[0003]定期进行电梯检测可以发现问题和隐患，及时修复或更换部件，从而有效预防电梯事故的发生，保护乘客和电梯设备的安全
。
影响电梯安全性与舒适度的主要参数包括加减速度变化
、
振动
、
噪音
、
轿厢内照度
、
轿厢平面倾斜角度等
。
由于所需检测的参数较多，所以在现有的电梯检测方法中，电梯检测的专业人员往往需要携带大量检测设备如振动测试仪
、
环境检测器
、
梯形方向仪
、
分贝仪等
。
电梯检测仪器设备数量众多，不同的设备需要不同的维护方式和周期，维护难度较大
。
如果在检测过程中出现故障，需要及时进行修理或更换，否则会影响检测效果和数据的准确性
。
由于需要使用多种不同的设备进行检测，在检测过程中需要逐一进行，而且每个设备需要进行调试和预热，检测周期比较长
。
这会给电梯的维修和维护带来不便
。
当前电梯行业存在安全隐患和技术瓶颈，因此电梯检测方法的研究变得十分紧迫
。
[0004]Sun T.C
等人提出一种基于无线传感器网络
(WSN)
的智能电梯负载重量检测系统，该系统采用了多个无线传感器节点，通过对电梯底部的载荷和加速度进行采集和处理得到电梯检测所需的相关参数，然而该系统也存在以下缺点：传感器节点安装位置有限制，传感器节点的部署需要考虑到其安装位置，不仅会影响监测数据的准确性和全面性，还会对电梯内部空间造成一定的占用，可能会对电梯的舒适性产生影响；由于传感器节点部署需要较多的设备和维护，所以整个系统的成本相对较高
。
[0005]郝真鸣等人提出了利用嵌入式芯片加外接传感器检测电梯的方法，该方法使用加速度计
、
气压传感器
、
陀螺仪等传感器作为数据采集端，使用
STM32
作为主要数据处理芯片，可测得加速度
、
位移
、
气压
、
等电梯检测所需参数
。
虽然基于嵌入式的检测系统可对电梯特性参数进行实时采集和处理，但嵌入式系统的受众面相对较小，本质上是面向专业人士和企业客户的产品，普通用户的使用范围比较有限
。

技术实现思路

[0006]为克服现有技术中电梯检测设备数量种类多，检测周期长，检测设备对检测人员有技术性要求的问题，本专利技术提出了一种基于智能手机传感器检测电梯参数的方法
、
系统及介质，利用智能手机自带的传感器采集电梯运行时的多个参数，并基于智能手机传感器
使用
Android studio
开发了一款用于电梯检测的手机软件对采集到的参数进行除噪，保证了检测到的数据准确性，其具体技术方案如下：
[0007]一种基于智能手机传感器检测电梯参数的方法，包括以下步骤：获取加速度传感器内的原始电梯加速度；获取智能手机的零点加速度均值；根据所述原始电梯加速度和所述零点加速度均值，获取校准后的电梯加速度；根据校准后的电梯加速度的频率，设置适配的数字滤波器去除高频噪声，获得滤波后的电梯加速度
。
[0008]进一步地，所述零点加速度均值为不同型号手机由于自身硬件设备不同而产生的不同频率与振幅的噪声的均值
。
[0009]进一步地，包括以下步骤：根据所述滤波后的电梯加速度对时间进行积分，获得电梯速度；采取梯形近似积分法，计算相邻两个数据点与时间轴所围成的梯形的面积，再将所有梯形的面积依次进行累加则可得到每个时间点的速度的值，第
n
个速度点的计算公式为：
[0010][0011]式中
V
n
表示第
n
个速度数据点的值，
An
表示第
n
个加速度数据点的值，
T
n
表示第
n
个时间数据点的值
。
[0012]进一步地，包括以下步骤：根据所述电梯速度对时间进行积分，获得电梯位移；第
n
个位移数据点的计算公式为
[0013][0014]式中
S
n
表示第
n
个位移数据点的值，
V
n
表示第
n
个速度数据点的值，
T
n
表示第
n
个时间数据点的值
。
[0015]进一步地，包括以下步骤：获取所述滤波后的电梯加速度，计算三轴加速度的矢量和，再将单轴数据与矢量和数据的比值进行反三角函数变换获得电梯倾斜角度，电梯倾斜角度的计算公式为：
[0016][0017]式中
θ
为手机相对于水平面的倾斜角度，
a
x
、a
y
、a
z
则分别对应
x
轴加速度
、y
轴加速度
、z
轴加速度的值
。
[0018]进一步地，包括以下步骤：获取智能手机环境光传感器使用权限，读取环境光传感器，获得电梯照度数据
。
[0019]进一步地，包括以下步骤：获取智能手机麦克风使用权限，麦克风开始录音并储存音频文件，获取所述音频文件中的分贝值，并根据所述分贝值获取电梯噪声；所述电梯噪声和所述分贝值满足以下关系：
[0020]L
P
＝
20
×
log
10
P/P0[0021]式中，
L
p
表示声压级，
P
表示当前声音的声压值，
P0表示给定的参考值，为常数
。
[0022]进一步地，所述数字滤波器为
10HZ
低通二阶巴特沃斯滤波器
。
[0023]一种基于智能手机传感器检测电梯参数的检测系统，包括检测单元
、
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于智能手机传感器检测电梯参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：获取加速度传感器内的原始电梯加速度；获取智能手机的零点加速度均值；根据所述原始电梯加速度和所述零点加速度均值，获取校准后的电梯加速度；根据校准后的电梯加速度的频率，设置适配的数字滤波器去除高频噪声，获得滤波后的电梯加速度
。2.
根据权利要求1所述的基于智能手机传感器检测电梯参数的方法，其特征在于，所述零点加速度均值为不同型号手机由于自身硬件设备不同而产生的不同频率与振幅的噪声的均值
。3.
根据权利要求1所述的基于智能手机传感器检测电梯参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：根据所述滤波后的电梯加速度对时间进行积分，获得电梯速度；采取梯形近似积分法，计算相邻两个数据点与时间轴所围成的梯形的面积，再将所有梯形的面积依次进行累加则可得到每个时间点的速度的值，第
n
个速度点的计算公式为：式中
V
n
表示第
n
个速度数据点的值，
A
i
表示第
i
个加速度数据点的值，
T
i
表示第
i
个时间数据点的值
。4.
根据权利要求3所述的基于智能手机传感器检测电梯参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：根据所述电梯速度对时间进行积分，获得电梯位移；第
n
个位移数据点的计算公式为式中
S
n
表示第
n
个位移数据点的值，
V
i
表示第
i
个速度数据点的值，
T
i
表示第
i
个时间数据点的值
。5.
根据权利要求4所述的基于智能手机传感器检测电梯参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：获取所述滤波后的电梯加速度，计算三轴加速度的矢量和，再将单轴数据与矢量和数据的比值进行反三角函数变换获得电梯倾斜角度，电梯倾斜角...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐跃林，叶磊，张雷，汤斌，熊治，张昆瑜，黄崧，陈卓，罗晓蓉，孙玉宇，刘俊德，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：