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CN101955095B - 基于多目标卡的无线远程电梯召唤的操控系统及控制方法 - Google Patents

基于多目标卡的无线远程电梯召唤的操控系统及控制方法 Download PDF

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CN101955095B CN 200910100781 CN200910100781A CN101955095B CN 101955095 B CN101955095 B CN 101955095B CN 200910100781 CN200910100781 CN 200910100781 CN 200910100781 A CN200910100781 A CN 200910100781A CN 101955095 B CN101955095 B CN 101955095B
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Abstract

本发明涉及基于多目标卡的无线远程电梯召唤的操控系统及控制方法，操控系统包括电梯主控板、一个基站、至少两个目标卡，电梯主控板与基站通讯，并控制电梯运行及显示状态；基站包括信号发射驱动电路、信号发射天线、信号接收天线、信号接收调理电路、电梯通讯模块、主控模块、电源管理模块；目标卡包括：3D接收天线、主控模块、信号发射调制电路、信号发射天线、电池。采用本发明的技术方案，乘客无需用手去触碰按键或刷卡，只要在离电梯一定距离的范围内，乘客操作携带的目标卡，电梯便自动响应召唤动作。

Description

基于多目标卡的无线远程电梯召唤的操控系统及控制方法
技术领域
本发明属于电梯技术领域，特别涉及一种基于多目标卡的无线远程电梯召唤的操控系统及控制方法。
背景技术
目前，电梯轿厢外召设备的响应方式为主动式响应，即乘客需要用手触碰相应的按键或主动刷卡实现对电梯的操作请求，当电梯控制系统接收到客户的操作请求后，会控制电梯执行相应操作。
上述是传统的电梯轿厢召唤方式，其存在的问题是在绝大多数情况下，都是乘客在等待电梯的到来，这样便浪费了乘客的宝贵时间。
发明内容
本发明提供了一种基于多目标卡的无线远程电梯召唤的操控系统及控制方法，以解决传统电梯召唤存在的乘客等待电梯的问题，为解决此问题，本发明所采用的技术方案如下：基于多目标卡的无线远程电梯召唤的操控系统，其包括：电梯主控板、一个基站、至少两个目标卡，所述的电梯主控板与基站通讯，并控制电梯运行及显示状态；
所述的基站包括：
信号发射驱动电路：将待发送的数字信号转换成可以驱动天线的模拟信号；
信号发射天线：将经过信号发射驱动电路转换所得的模拟信号向周围空间辐射电磁场；
信号接收天线：接收目标卡发射的电磁波信号，并转换成模拟信号；
信号接收调理电路：将信号接收天线所收到的模拟信号解调成数字信号；
电梯通讯模块：实现基站与电梯主控板间的通讯，将各种电梯请求发给电梯主控板，并接收电梯主控板发来的各种操作命令；
主控模块：将信号接收调理电路转换所得的数字信号进行处理，控制信号发射驱动电路向周围空间辐射电磁场，控制电梯通讯模块执行对电梯的操作，完成程序所设定的功能；
电源管理模块：将外部输入的电压转换成各模块所需的电压；
所述的目标卡包括：
3D接收天线：由朝三个方向且相互垂直的线圈构成，可接收来自空间各个方向的电磁场，并分别转换成空间矢量相互垂直的模拟电信号；
主控模块：将3D接收天线接收的模拟电信号转换为数字信号，并得出该位置的场强，连同该目标卡的ID以及电池电量信号一起发送给基站；
信号发射调制电路：将待发送给基站的数字信号转换成可以驱动天线的模拟信号；
信号发射天线：将信号发射调制电路转换所得的模拟信号向周围空间辐射电磁场；
电池：提供电源；
当基站接收到各目标卡的信号后，基站的主控模块根据启始标记、校验位、结束标记来判断各目标卡数据的正确性，并从中获得各目标卡的ID号以及所处位置场强的数字量、电池电量；基站的主控模块根据各目标卡ID号寻找相对应的操作权限，并对电梯实施相应权限的操作。
所述的基于多目标卡的无线远程电梯召唤的操控系统，基站的主控模块包括至少一个处理器单元和一个存储器单元，其中，处理器单元用于对各模块进行控制，并实现逻辑程序功能；存储单元用于存放目标卡的ID号以及与其相对应的电梯操作权限。
所述的基于多目标卡的无线远程电梯召唤的操控系统，目标卡的主控模块包括：
处理器：用于协调控制各模块之间的工作；
A/D转换单元：进行数字信号和模拟信号之间的转换；
定时器单元：进行时序设定和辅助控制；
存储单元：用于存储采样数值及各运算结果数据。
所述的基于多目标卡的无线远程电梯召唤的操控系统，目标卡的信号发射天线采用单独的一根导线，或者采用线路板上的一段走线。
一种基于多目标卡的无线远程电梯召唤的控制方法，其按如下步骤进行：
a、基站的主控模块控制信号发射驱动电路通过信号发射天线向周围空间周期性的辐射电磁场；
b、基站的信号发射天线在一段时间内连续发射信号，此段时间记为T1；然后在一段时间内停止发送信号，此段时间记为T2；若在时间T2内基站未能接收到目标卡发射的信号时，基站则继续发送时间T1的信号；
若在时间T2内基站通过接收到了被唤醒的目标卡发射的信号，则基站的信号发射天线保持不发送状态，直到基站的信号接收天线持续一段时间内没有接收到信号，此段时间记为T3，此时基站再次开始发送信号；
d、当基站保持不发送信号状态时，所有被唤醒的目标卡都通过各自的信号发射天线开始发送自己的数据包，同时也在接收电磁场信号并转换数据位；
若目标卡发送的数据位与接收的数据位相同，则继续发送下一个数字位；
若目标卡发送的数据位与接收的数据位不相同，则该目标卡进入暂停发送状态，但仍然处于接收状态；
若该目标卡数据包的数据位都发送完毕，且发送的数据位与接收的数据位都相同，则进入挂起状态，不再发送任何数据；
e、当基站接收到所有数据位后，基站的主控模块根据启始标记、校验位、结束标记来判断各目标卡发来数据的正确性，并从中获得各目标卡的ID号以及所处位置的电磁场强度、电池电量；
基站的主控模块根据各目标卡ID号从存储器中寻找相对应的操作权限，并确定楼层响应权限；
f、基站将所有目标卡身份和楼层响应权限发送信号给电梯主控板，电梯主控板对电梯进行控制和状态显示。
所述基于多目标卡的无线远程电梯召唤的控制方法，被唤醒的目标卡的3D接收天线在接收到基站的电磁场信号后，通过主控制芯片转换为电磁场强度，并将电磁场强度、目标卡的ID号、电池电量打包成数据包发送给基站；该数据包包含起始标记、所有的数据内容、校验位以及结束标记。
所述基于多目标卡的无线远程电梯召唤的控制方法，被唤醒的目标卡在发送自己的数据包给基站时若处于暂停发送状态，当该目标卡接收到其他目标卡发送的结束标记或者在一段时间内没有接收到其他目标卡发送的任何数据，此段时间记为T4，T4＜T3，则该目标卡重新启动发送过程。
所述基于多目标卡的无线远程电梯召唤的控制方法，目标卡若不处于所述的电磁场范围内，则保持休眠模式。
本发明基于多目标卡的无线远程电梯召唤的操控系统具有以下优点：
本发明将原本需要乘客参与的主动式电梯召唤操控方式，将其改成被动式基站自动识别并响应的操控方式，即乘客无需用手去触碰按键或刷卡，只要在离电梯一定距离的范围内，乘客操作携带的目标卡，电梯便自动响应召唤动作；当客户进入电梯轿厢后，还可自动相应目标楼层的操作，开辟了无线远程遥控电梯的新领域。
被动式无线远程电梯召唤的操控系统的技术方案存在一个技术难点是，如果有多个持卡人分别携带各自的目标卡靠近电梯，即出现多个目标卡在不同位置同时召唤电梯，在此情况下电梯召唤会出现冲突现象。本发明基于多目标卡的无线远程电梯召唤的操控系统便解决了此技术难题，本发明的技术方案在通信方式上增加了协议层，来解决多目标卡冲突问题，实现基站的选卡功能。
附图说明
图1为本发明基站的功能模块框图。
图2为本发明目标卡的功能模块框图。
图3是本发明基站主控模块的框图。
图4是本发明目标卡主控模块的框图。
图5是本发明基站控制方法流程图。
图6是本发明目标卡控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
本发明基于多目标卡的无线远程电梯召唤的操控系统包括基站、目标卡及电梯主控板。
如图1所示，基站由电源直接供电，在设定频率上载波数据信号，并对目标卡发出的数据进行解析，判断目标卡的有效性能，根据设定执行相应电梯控制操作。
基站由7部分构成：信号发射驱动电路、信号发射天线、信号接收天线、信号接收调理电路、电梯通讯模块、主控模块、电源管理模块，主控模块与电源管理模块、电梯通讯模块、信号发射驱动电路、信号接收调理电路相连，信号发射驱动电路又与信号发射天线相连，信号接收调理电路又与信号接收天线相连，电梯通讯模块又与电梯控制系统即电梯主控板相连。
信号发射驱动电路将待发送信息的数字信号转换成可以驱动天线的模拟信号，此电路可采用常规小功率发射电路，因此未对其作详细说明。信号发射驱动电路向信号发射天线传输模拟信号。
信号发射天线将模拟信号向天线周围的空间辐射，形成电磁场。
信号接收天线接收目标卡发送天线发出的模拟磁波信号，并将其转换成模拟电信号传输至信号接收天线调理电路。
信号接收调理电路将接收天线所收到的电信号进行解调，获得具有含义的数字信号。此电路可采用常规小功率接收模块，如UHF接收模块。
电梯通讯模块实现基站与电梯主控板间的通讯，将各种电梯请求信号发送给电梯主控板，并接收电梯主控板发来的各种操作命令，此模块可选用485或CAN通讯方式等。
主控模块用于将信号接收调理电路转换后的数字信号进行处理，控制信号发射驱动电路向空间辐射电磁场，控制电梯通讯模块执行对电梯的操作，完成程序设定的功能。参见图3，该模块至少包括1个处理器单元和1个存储器单元，其中，处理器单元用于对各模块进行控制，并实现逻辑程序功能，处理器单元可选用51系列芯片或ARM芯片等；存储单元用于存放目标卡的ID号以及与其相对应的电梯操作权限，存储单元可以选用EEPROM、FLASH等。
电源管理模块将基站外部输入的电压转换成内部各模块所需要的电压，以及为系统提供抗干扰能力，其采用本领域常规的电源管理模块，提供3V or 5V直流电源。
如图2所示，目标卡由钮扣电池供电，正常情况下处于待机状态，当接收到基站发来的激活信号后从待机状态唤醒，接收基站发出的数据，并可获得基站信号场强大小，与电池电量信息、目标卡ID一并回传给基站模块。
目标卡有7部分构成：3D接收天线、主控模块、电池、信号发射调制电路、信号发射天线、信号接收天线、信号接收调理电路，主控模块与3D接收天线、电池、信号发射调制电路、信号接收调理电路相连，信号发射调制电路与信号发射天线相连，信号接收调理电路与信号接收天线相连。
电池为目标卡的各个模块提供电源。
3D接收天线由朝三个方向且相互垂直的线圈构成，可接收来自空间各个方向的电磁场，并分别转换成空间矢量相互垂直的模拟电信号。
信号接收调理电路将收到的电信号进行解调，获得具有含义的数字信号。此电路可采用常规小功率接收模块，如UHF接收模块。
主控模块将3D接收天线接收的模拟电信号转换为数字量并得出该位置处的真实场强，连同该目标卡的唯一ID以及电池电量信号等信息一起返回给基站。
参见图4，该主控模块包括：
处理器：用于协调控制各模块之间的工作；
A/D转换单元：进行数字信号和模拟信号之间的转换；
定时器单元：进行时序设定和辅助控制；
存储单元：用于存储采样数值及各运算结果数据。
上述各模块单元均采用本领域的常用模块，因此，未作详细说明。
信号发射调制电路将待返回给基站的数字信号转换成可以驱动天线的模拟信号，其可采用常规小功率发射电路，如UHF发射电路。
信号发射天线可以采用单独的一根导线，也可以是线路板上的一段走线，其作用是将信号发射调制电路转换后的模拟信号向周围的空间辐射电磁场。
电梯主控板用于在接收到基站发来的请求信号后，对电梯的运行进行基本命令控制和状态显示。
通过基站与目标卡进行数据交换，基站可获得进入场强范围的卡ID、电池电量、距离信息(可从电场强度获得)以及其他信息；基站在获得这些信息后，可进行一系列的电梯操作，比如厅外召唤、相应授权楼层的相应等等。
参见如图3、4，本发明还公开了一种多目标卡的无线远程电梯召唤的控制方法，通过该方法，基站与目标卡进行数据交换，基站模块可获得进入场强范围的卡ID、电池电量、距离信息(可从电场强度得获得)，以及其他信息；基站模块在获得这些信息后，可进行一系列的电梯操作，比如厅外召唤、相应授权楼层的相应等等，该方法的具体步骤如下：
a、基站的主控模块控制信号发射驱动电路通过信号发射天线向天线周围的空间周期性的辐射电磁场。
b、基站信号发射天线连续发射T1时间的信号，然后停止发送；如果信号停止发射T2时间内基站未能通过信号接收天线接收到目标卡发来的信号时，基站则继续发送T1时间的信号，如此循环；如果在T2时间内基站通过信号接收天线接收到了目标卡发来的信号，则基站信号发射天线保持不发送状态，直到基站信号接收天线持续T3时间没有信号被接收到，此时基站再次开始发送T1时间的信号，如此循环。
c、目标卡的3D接收天线接收到来自基站发射天线的电磁场信号，通过主控制芯片转换为电磁场强度的数值，连同该目标卡的ID号、电池电量等信息一起打包成一个数据包；该数据包包含启始标记、所有的数据内容、校验位、还有结束标记。
d、当基站天线停止发送(目标卡不再接收到基站发来的信号)的那一刻开始，所有目标卡都通过各自的信号发射天线开始发送自己的数据包；
每个目标卡发送每个数据位的同时也在通过接收天线接收电磁场信号并转换位接收数据位，如果发送的数据位与接收的数据位相同，则继续发送下一个数字位；如果发送的数据位与接收的数据位不相同将该目标卡进入暂停发送状态(不再发送其它的数据位，但仍然处于接收状态)；如果该目标卡数据包的所有数据位(包括启始标记、所有的数据内容、还有结束标记)都正常发送(发送的数据位与接收的数据位相同)，则该目标卡进入挂起状态(不再发送任何数据)；当处于暂停发送状态的目标卡接收到其他目标卡发送的结束标记或者T4(T4＜T3)时间内没有接收到其他目标卡发送的任何数据，则该目标卡重新启动发送过程。如此一来，所有的目标卡都能够把自己的数据包正确地发送出去，当基站接收完最后一个目标卡发过来的结束标记并延迟T3时间后，基站开始通过信号发射天线发送下一轮的射频信号(基站继续发送T1时间的信号后，等待所有目标卡的数据回传)，如此循环。
e、当基站接收到所有数据位后，基站的主控模块根据启始标记、校验位、结束标记来判断各段目标卡发来的数据的正确性，并从中获得各目标卡的ID号以及所处位置场强的数字量、电池电量等信息；基站的主控模块根据各目标卡ID号从存储器中寻找相对应的操作权限，并对电梯实施相应权限的操作。
f、基站最终确认所有目标卡身份和位置，发送信号给电梯控制系统，电梯控制系统对电梯进行控制和状态显示。
当目标卡离开了基站信号发射天线发出的电磁场范围，该目标卡自动进入休眠模式，以节省电量。
以上对本发明的优选实施方式进行了详细说明，但并不应理解为对本发明的限制。本领域的普通技术人员依据本发明提供的技术方案，在本发明具体的实施方式和应用范围上均会有改变之处，这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于多目标卡的无线远程电梯召唤的控制方法，其按如下步骤进行：
a、基站的主控模块控制信号发射驱动电路通过信号发射天线向周围空间周期性的辐射电磁场；
b、基站的信号发射天线在一段时间内连续发射信号，此段时间记为T1；然后在一段时间内停止发送信号，此段时间记为T2；若在时间T2内基站未能接收到目标卡发射的信号时，基站则继续发送时间T1的信号；
若在时间T2内基站通过接收到了被唤醒的目标卡发射的信号，则基站的信号发射天线保持不发送状态，直到基站的信号接收天线持续一段时间内没有接收到信号，此段时间记为T3，此时基站再次开始发送信号；
d、当基站保持不发送信号状态时，所有被唤醒的目标卡都通过各自的信号发射天线开始发送自己的数据包，同时也在接收电磁场信号并转换数据位；
若目标卡发送的数据位与接收的数据位相同，则继续发送下一个数据位；
若目标卡发送的数据位与接收的数据位不相同，则该目标卡进入暂停发送状态，但仍然处于接收状态；
若该目标卡数据包的数据位都发送完毕，且发送的数据位与接收的数据位都相同，则进入挂起状态，不再发送任何数据；
所述被唤醒的目标卡在发送自己的数据包给基站时若处于暂停发送状态，当该目标卡接收到其他目标卡发送的结束标记或者在一段时间内没有接收到其他目标卡发送的任何数据，此段时间记为T4，T4<T3，则该目标卡重新启动发送过程；
e、当基站接收到所有数据位后，基站的主控模块根据启始标记、校验位、结束标记来判断各目标卡发来数据的正确性，并从中获得各目标卡的ID号以及所处位置的电磁场强度、电池电量；
基站的主控模块根据各目标卡ID号从存储器中寻找相对应的操作权限，并确定楼层响应权限；
f、基站将所有目标卡身份和楼层响应权限发送信号给电梯主控板，电梯主控板对电梯进行控制和状态显示。
2.如权利要求1所述基于多目标卡的无线远程电梯召唤的控制方法，其特征在于，所述被唤醒的目标卡的3D接收天线在接收到基站的电磁场信号后，通过主控制芯片转换为电磁场强度，并将电磁场强度、目标卡的ID号、电池电量打包成数据包发送给基站；该数据包包含起始标记、所有的数据内容、校验位以及结束标记。
3.如权利要求1所述基于多目标卡的无线远程电梯召唤的控制方法，其特征在于，所述目标卡若不处于所述的电磁场范围内，则保持休眠模式。
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