一種電梯聽覺信號采集裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種電梯聽覺信號采集裝置，它集聽覺信號與視覺信號于一體且無需在電梯顯示裝置之外另外增加相關(guān)電子電路、設(shè)備設(shè)施的一體化裝置及其聽覺信號采集方法?？朔F(xiàn)有技術(shù)中聽覺信號采集需依賴硬件采集裝置-連接線路-外置音箱的多設(shè)施實現(xiàn)電梯語音功能的問題。它包括中央處理器，所述中央處理器與電梯通訊管理模塊連接，同時中央處理器還與Flash視覺存儲模塊和可寫入聽覺存儲模塊連接；中央處理器通過驅(qū)動模塊和語音單機，分別驅(qū)動安裝在電梯內(nèi)的液晶顯示屏和內(nèi)置揚聲器。
【專利說明】一種電梯聽覺信號采集裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種電梯聽覺信號采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電梯使用者通常希望在乘用電梯時，能夠得到視覺與聽覺的雙重信號，以感知電梯運行狀態(tài)及其位置信息。在一些特殊或緊急情況下，比如無障礙場合使用的電梯以及電梯困人情況下，具有聽覺和視覺信號是人文設(shè)計理念的重要體現(xiàn)，也是電梯所必備的安全技術(shù)措施之一。EN81-70:2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》中客梯和客貨梯特殊應(yīng)用第70部分:包括殘障人員使用的電梯的可接近性以及等同采用該標準的GB/T24477-2009《適用于殘障人員的電梯附加要求》第5章對此作了明確規(guī)定。
[0003]上述要求均涉及到電梯聽覺信號的采集。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)上述要求基本分為兩大類。
[0005]其一，在電梯設(shè)備上安裝信號采集裝置。常見的采集方法有旋轉(zhuǎn)編碼器采集、井道磁感應(yīng)或光電感應(yīng)采集、層站顯示板采集等。當電梯運行到達某位置時，感應(yīng)裝置與反射裝置或觸點發(fā)射出的光電或磁信號被安裝在井道內(nèi)固定位置的裝置所阻擋，從而產(chǎn)生開關(guān)量信號，通過物理連接電線、語音電子電路、多媒體音響設(shè)備、揚聲器等設(shè)施，聽覺信號如語音報站可發(fā)出，也可使用存儲芯片，在電梯運行過程中播放背景音樂或語音廣告。
[0006]其二，須依靠電梯控制系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家開放通訊協(xié)議。語音信號來自電梯控制系統(tǒng)的電腦主板或轎廂層站通訊端口。語音處理系統(tǒng)一般為中央處理器如ARM芯片連接驅(qū)動模塊如FPGA芯片和存儲模塊如FLASH芯片等，然后通過揚聲器輸出聽覺信息。此種情況下，如果沒有通訊協(xié)議，則語音信號的采集就必須通過第一種方法實現(xiàn)(通過破譯通訊協(xié)議，也能夠?qū)崿F(xiàn)語音信號的采集，但可能涉嫌侵犯他人的知識產(chǎn)權(quán))。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)的電梯聽覺信號采集方法及其裝置，存在以下有待改進的問題:
[0008]1.現(xiàn)有技術(shù)第一類:要有專門采集聽覺信號的硬件裝置和物理連線，隨著電梯上下運行，這些器件的運動和連線被反復撓曲極易引起短路、短路和觸點失效，由此造成電梯故障的增多甚至成為事故源。不僅給電梯運行造成安全隱患還使得電梯購置成本增加，也給維修保養(yǎng)帶來更多麻煩。
[0009]2.現(xiàn)有技術(shù)第二類:因控制系統(tǒng)協(xié)議種類很多，廠家一般不開放，故此類產(chǎn)品的兼容性不好，限制了普遍推廣，這對于緊急情況下的救援或遠程監(jiān)控形成障礙。如，某小區(qū)有不同廠家制造的電梯，因通訊迥異，很難實現(xiàn)全小區(qū)電梯的智能化集中管理。由此，使用維護和管理成本高。推而廣之，若放大到更大的區(qū)域范圍，這種“信息孤島”將使電梯的社會管理成本難以估量。
[0010]現(xiàn)有技術(shù)的電梯聽覺信號采集裝置，存在以下有待改進的問題:
[0011]1.電梯設(shè)備之外，增設(shè)專門用于聽覺信號采集的裝置，使得硬件復雜、故障幾率增多。
[0012]2.電梯視覺信號與聽覺信號來自不同的源，容易導致輸出異步，混攪視聽。[0013]3.裝置的制作、安裝麻煩，需要專門的技術(shù)人員現(xiàn)場進行調(diào)試。
[0014]4.不同的采集方式方法，很難兼容和互換，不利于電梯維護和日常使用管理。
[0015]5.線路復雜、裝置多導致耗能大，安全隱患多，不利于電梯運行安全和節(jié)能環(huán)保。
實用新型內(nèi)容
[0016]本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供了一種電梯聽覺信號的采集裝置，該裝置在既有技術(shù)( 申請人:已經(jīng)授權(quán)的發(fā)明專利ZL201110090184.1公開的一種電梯故障檢測與報警裝置及其方法)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)電梯聽覺信號與視覺信號的采集與顯示一體化。該裝置無需另行設(shè)置硬件如感應(yīng)器、物理連線等連接和控制元器件，電梯運行各工況聽覺信號與視覺信號的采集可以同步實現(xiàn)，并通過語音實時播報電梯運行狀態(tài)的聽覺信號。
[0017]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0018]一種電梯聽覺信號采集裝置，它包括中央處理器，所述中央處理器與電梯通訊管理模塊連接，所述電梯通訊管理模塊與電梯運行通訊數(shù)據(jù)線連接；同時中央處理器還與Flash視覺存儲模塊和可寫入聽覺存儲模塊連接，所述Flash存儲模塊與驅(qū)動模塊連接，所述可寫入聽覺存儲模塊與語音單片機連接，所述驅(qū)動模塊和語音單片機分別驅(qū)動顯示裝置和內(nèi)置揚聲器；電梯運行時，所述中央處理器根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)向驅(qū)動模塊和語音單片機模塊同時發(fā)出指令，實現(xiàn)視覺信號與聽覺信號的同步傳送。
[0019]所述語音單片機與功率放大電路連接，通過功率放大電路驅(qū)動內(nèi)置揚聲器。
[0020]所述中央處理器與語音單片機采用三線串口時序控制進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0021]所述Flash存儲模塊與可寫入聽覺存儲模塊分別預(yù)置電梯運行狀態(tài)的視覺信息和聽覺信息。
[0022]所述中央處理器選用ARM微控制器LPCl 1C14 ;所述驅(qū)動模塊選用FPGA驅(qū)動；所述語音單片機的型號為WT588D。
[0023]所述聽覺信號的聲級在35dB (A)至65dB (A)之間。
[0024]本實用新型改變了傳統(tǒng)電梯獲取聽覺信號時需要利用外置的位置檢測裝置或信息源多重設(shè)置的問題，本實用新型直接利用電梯本身自有的通訊信號，通過獲取并檢測通訊信號的數(shù)據(jù)包，得到當前電梯的狀態(tài)，是運行、?？繕菍舆€是故障，并以此為視覺信號和聽覺信號的觸發(fā)來源，根據(jù)接收到的電梯狀態(tài)，分別顯示與播報其當前信息，從而有利于用戶的使用，也有利于電梯的維護，通過減少電梯的通信線路，可降低故障率，也減少因線路短路或開路引發(fā)的各類故障，而且其信號來源于電梯自身的監(jiān)控信號，信號更加可靠，誤報率更低。
[0025]本實用新型的有益效果是:
[0026]1.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本裝置實現(xiàn)了電梯聽覺信號的數(shù)字化采集與控制，無需另行設(shè)置硬件和物理連接系統(tǒng)，可大大簡化電梯的配置及制造成本，尤其是免除了專業(yè)人員到現(xiàn)場安裝調(diào)試維護的拖累(如觸點系統(tǒng)的定期清理，線路引起的斷路、短路)，這對于專業(yè)人員稀缺、人工費用日漸高啟的當下，具有積極意義。
[0027]2.本實用新型不依賴設(shè)備本身的通訊系統(tǒng)，可以實現(xiàn)更大范圍的電梯集中管理，尤其是在物聯(lián)網(wǎng)條件下，突破通訊協(xié)議迥異形成的“信息孤島”，能夠使電梯設(shè)備的集中遠程管理由根本不可能成為可能。這對于電梯運行的安全監(jiān)管、互聯(lián)互通具有深遠的社會意義。
[0028]3.本實用新型基于既有的專利技術(shù)，與顯示裝置、報警裝置一體化集成，易于實現(xiàn)批量制造和標準化生產(chǎn)，有利于市場推廣，有利于降低成本、節(jié)能減排。
[0029]4.對老電梯改造具有積極意義。電梯運行10-15年左右進入改造期，過去很多控制系統(tǒng)不同的電梯如進口電梯，尋找配型的產(chǎn)品難度很大，利用本發(fā)明，能夠避開相關(guān)的技術(shù)壁壘，這對于降低改造成本，節(jié)約利用資源，具有積極意義。
[0030]5.聽覺信號和視覺信號的電子電路及其元器件集成布置在同一個PCB板上，利用同一個裝置同時實現(xiàn)電梯視覺信號的顯示和聽覺信號的播放，有利于推廣、使用、維護、更換。
[0031]6.本實用新型的電梯信號顯示裝置，聽覺信號與視覺信號采集及輸出能夠一體化集成在一個裝置內(nèi)(一塊PCB電子電路板)，避免了現(xiàn)有技術(shù)聽覺信號采集需依賴硬件裝置，如感應(yīng)裝置+連接線路+控制裝置+揚聲器構(gòu)成語音系統(tǒng)或依賴電梯控制系統(tǒng)采集聽覺信號的弊端。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為本實用新型的系統(tǒng)架構(gòu)圖；
[0033]圖2為中央處理器電氣原理圖；
[0034]圖3(a)為電梯通訊及調(diào)試電氣原理圖；
[0035]圖3 ( b )為CAN模塊電氣原理圖；
[0036]圖4為FPGA驅(qū)動電氣原理圖；
[0037]圖5 Ca)為語音芯片及功率放大電路電氣原理圖；
[0038]圖5 (b)為USB在線下載電路；
[0039]圖6為顯示裝置電氣原理圖。
[0040]其中，1.中央處理器，2.電梯通訊管理模塊，3.Flash視覺存儲模塊，4.FPGA驅(qū)動模塊，5.語音單片機，6.可寫入聽覺存儲模塊，7.TFT液晶顯示屏，8.功率放大電路，9.內(nèi)置揚聲器。
【具體實施方式】
[0041]下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型做進一步說明。
[0042]如圖1所示，一種電梯聽覺信號采集裝置，它包括中央處理器1，所述中央處理器I與電梯通訊管理模塊2連接，同時中央處理器I還與Flash視覺存儲模塊3和可寫入聽覺存儲模塊6連接，所述電梯通訊管理模塊2與電梯運行通訊數(shù)據(jù)線連接；同時中央處理器I還與Flash視覺存儲模塊3和可寫入聽覺存儲模塊6連接，所述Flash視覺存儲模塊3與FPGA驅(qū)動模塊4連接，所述可寫入聽覺存儲模塊6與語音單片機5連接，所述FPGA驅(qū)動模塊4和語音單片機5分別驅(qū)動TFT液晶顯示屏7和內(nèi)置揚聲器9 ;中央處理器I根據(jù)接收到的電梯通訊管理模塊2的數(shù)據(jù)，調(diào)用所述Flash視覺存儲模塊3和可寫入聽覺存儲模塊6中有關(guān)電梯當前狀態(tài)的信息，向FPGA驅(qū)動模塊4和語音單片機5同時發(fā)出指令，實現(xiàn)視覺信號與聽覺信號的同步傳送。
[0043]所述語音單片機5與功率放大電路8連接，通過功率放大電路8驅(qū)動內(nèi)置揚聲器90
[0044]所述中央處理器1與語音單片機5采用三線串口時序控制進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0045]所述Flash視覺存儲模塊3與可寫入聽覺存儲模塊6分別預(yù)置電梯運行的視覺信息如數(shù)字、文字、圖形和聽覺信息如背景音樂、語音報站等。
[0046]具體工作原理如下:
[0047]中央處理器1按照一定規(guī)則與電梯運行工況各節(jié)點建立約束關(guān)系，預(yù)先確定樓層位置和方向的標定參數(shù)，電梯運行時，中央處理器1接收來自電梯通訊管理模塊2的通訊數(shù)據(jù)，電梯通訊數(shù)據(jù)與標定參數(shù)通過數(shù)據(jù)自學習的方法進行標定，使通訊數(shù)據(jù)與標定參數(shù)建立對應(yīng)關(guān)系；中央處理器按即時工況調(diào)用所述Flash視覺存儲模塊3和可寫入聽覺存儲模塊6中有關(guān)電梯當前狀態(tài)的信息，向FPGA驅(qū)動模塊4和語音單片機5同時發(fā)出指令，實現(xiàn)視覺信息的顯示和聽覺信息的播放。
[0048]中央處理器1與語音單片機5采用三線串口時序控制進行數(shù)據(jù)交流，當接收到電梯通訊數(shù)據(jù)的變化特征參數(shù)為停層或故障時，中央處理器1同時發(fā)出兩條指令，一條指令用于控制視覺信號，一條指令用于控制聽覺信號。TFT液晶顯示屏7在顯示停層數(shù)字或方向箭頭視覺信號的同時，內(nèi)置揚聲器9播報到站和方向語音信號；遇有故障停機，TFT液晶顯示屏7可顯示故障狀態(tài)信號和救援等待中的撫慰語音信號。
[0049]具體工況情況如下:
[0050]工況1:電梯正常運行時，中央處理器1按照預(yù)定的模式將系統(tǒng)設(shè)定為正常運行狀態(tài)，中央處理器1調(diào)用Flash視覺存儲模塊3當中關(guān)于電梯當前狀態(tài)的視覺信息以及可寫入聽覺存儲模塊6當中的聽覺信息如背景音樂，并向FPGA驅(qū)動模塊4發(fā)出指令，F(xiàn)PGA驅(qū)動模塊4驅(qū)動TFT液晶顯示屏7工作，完成電梯位置和運行方向的顯示；同時，中央處理器1按照預(yù)定的規(guī)則向語音單片機5發(fā)出指令，通過功率放大電路8驅(qū)動內(nèi)置揚聲器9。
[0051]工況2:電梯到達某層并停站，設(shè)定為事件1發(fā)生；此時，系統(tǒng)的正常運行模式被打斷，轉(zhuǎn)入停層模式。此時，按照預(yù)定規(guī)則(某標定參數(shù)轉(zhuǎn)換為電信號)，中央處理器1調(diào)用Flash視覺存儲模塊3當中關(guān)于電梯當前狀態(tài)的視覺信息，并向FPGA驅(qū)動模塊4發(fā)出指令，驅(qū)動TFT液晶顯示屏7完成電梯?？课恢煤瓦\行方向的顯示；同時，中央處理器按照預(yù)定的規(guī)則向語音單片機5模塊發(fā)出指令，驅(qū)動內(nèi)置揚聲器9根據(jù)對應(yīng)的1P地址碼發(fā)出語音信息，如“2樓，到，上行”。電梯完成關(guān)門動作后，中央處理器恢復正常運行，轉(zhuǎn)入工況1狀態(tài)。
[0052]工況3:電梯發(fā)生故障，進入報警狀態(tài)。關(guān)于故障的定義:電梯出現(xiàn)故障且停在非開鎖區(qū)域(電梯故障停在開鎖區(qū)域內(nèi)，因轎廂地板與樓層地面的垂直距離小，一般人能夠容易的出去，故電梯設(shè)計標準允許在此情況下，人員從轎廂內(nèi)可以開門逃生。EN81 -1:1998第3章定義，3.32條開鎖區(qū)域指，(電梯)“停層地面上、下延伸的一段區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)轎廂能使該層的層門開鎖”。第7.7.1:(電梯)“在正常運行時，應(yīng)不能打開層門，除非轎廂在該層門的開鎖區(qū)域內(nèi)已停止或在停站位置。開鎖區(qū)域不應(yīng)超過層站地面上下0.2m”。鑒于此，本發(fā)明以電梯故障停梯且停在非開鎖區(qū)域為報警啟動的設(shè)計輸入)。
[0053]電梯發(fā)生故障，設(shè)定為事件2發(fā)生，進入報警狀態(tài)。此時，中央處理器1中斷正常運行狀態(tài)，按照預(yù)定的規(guī)則，調(diào)用Flash視覺存儲模塊3當中關(guān)于電梯當前狀態(tài)的視覺信息，并向FPGA驅(qū)動模塊4發(fā)出指令，F(xiàn)PGA驅(qū)動模塊4驅(qū)動TFT液晶顯示屏7工作，完成電梯故障狀態(tài)的顯示；同時，中央處理器1按照預(yù)定的規(guī)則向語音單片機5發(fā)出指令，通過功率放大電路8驅(qū)動內(nèi)置揚聲器9播送聽覺信號，如“電梯故障，請保持鎮(zhèn)定，救援人員馬上來到您的身邊”。
[0054]事件1、事件2解除后,系統(tǒng)自動恢復正常運行狀態(tài)。
[0055]其中，聽覺信號的聲級在35dB (A)至65dB (A)之間(距離聲源Im處測量)。
[0056]語音數(shù)據(jù)采集分析及標定處理實例如下表所示:
[0057]
【權(quán)利要求】
1.一種電梯聽覺信號采集裝置，其特征是，它包括中央處理器，所述中央處理器與電梯通訊管理模塊連接，所述電梯通訊管理模塊與電梯運行通訊數(shù)據(jù)線連接；同時中央處理器還與Flash視覺存儲模塊和可寫入聽覺存儲模塊連接，所述Flash存儲模塊與驅(qū)動模塊連接，所述可寫入聽覺存儲模塊與語音單片機連接，所述驅(qū)動模塊和語音單片機分別驅(qū)動顯示裝置和內(nèi)置揚聲器；電梯運行時，所述中央處理器根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)向驅(qū)動模塊和語音單片機模塊同時發(fā)出指令，實現(xiàn)視覺信號與聽覺信號的同步傳送。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電梯聽覺信號采集裝置，其特征是，所述語音單片機與功率放大電路連接，通過功率放大電路驅(qū)動內(nèi)置揚聲器。
3.如權(quán)利要求1所述的一種電梯聽覺信號采集裝置，其特征是，所述中央處理器與語音單片機采用三線串口時序控制進行數(shù)據(jù)傳輸。
4.如權(quán)利要求1所述的一種電梯聽覺信號采集裝置，其特征是，所述Flash存儲模塊與可寫入聽覺存儲模塊分別預(yù)置電梯運行狀態(tài)的視覺信息和聽覺信息。
5.如權(quán)利要求1所述的一種電梯聽覺信號采集裝置，其特征是，所述中央處理器選用ARM微控制器LPCl 1C14 ;所述驅(qū)動模塊選用FPGA驅(qū)動；所述語音單片機的型號為WT588D。
6.如權(quán)利要求1所述的一種電梯聽覺信號采集裝置，其特征是，所述聽覺信號的聲級在 35dB (A)至 65dB (A)之間。
【文檔編號】B66B3/02GK203699584SQ201320652710
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】范然, 范威, 崔世坤, 周鴻萍, 范奉和 申請人:范奉和, 山東百斯特電梯有限公司