电梯轿门、层门状态检测ZigBee传送智能处理装置

文/马国鹏 刘向民 冼志标

电梯门是乘客乘坐梯的出入口，电梯除了轿厢上下移动外，门的机械运动量是最大的。由于有乘客或货物的出入，门的机械工作条件要比轿厢的机械工作条件差。电梯运行故障中，由门故障引起的要占80%。所以门的状态检测和诊断很重要。

对于以往，电梯轿门、层门通过门锁电气开关串联连接，使用门锁继电器反馈信号判断轿门、层门状态。由于轿门、层门是电梯的运行部件，在电梯使用的过程中，门的运行量最多，存在故障的机率也就最大。当轿门、层门出现异常时，或当门锁开关出现短接、粘贴、短路时，电梯控制系统无法有效、快速反馈故障点的位置，是在哪一个轿门、层门上，排查故障时间长，若不能及时维护，则会存在安全事故。如图1电梯门锁回路。

图1：电梯门锁回路

针对当前技术的不足之处，本设计方案，通过ZigBee传送智能模块和电磁传感器，点对点地，对每个电梯轿门、层门进行一对一的检测，能有效检测到电梯轿门、层门状态，并通过MCU智能模块内的软件程序对数据比较分析，判断轿门、层门状态是否存在异常，且能准确地分析出，是哪一个轿门、层门状态存在异常。

1 系统构成

智能处理装置的构成图，如图2系统构成图。

本装置分为2个部分：

图2：系统构成图

图3：MCU主控图

图4：流程图

（1）轿门、层门状态信号检测和预警部分；

（2）控制柜MCU智能模块汇总分析、记录存储部分。

1.1 轿门、层门状态检测信号预警部分

主要通过安装于电梯轿门、层门上的电磁传感器信号，接收电梯轿门、层门的状态信号，通过ZigBee传送智能模块将信号发送给机房MCU智能模块；接收MCU智能模块分析回传信号，接收到异常信号时，发出灯光和声响，警示当前楼层乘客注意安全，预防事故的发生。

1.1.1 轿门、层门状态检测

标准乘客电梯为中分开门，两个门为机械联动，轿门在其中1个门上安装1套电磁传感器，每层层门上分别安装1套电磁传感器。当电梯轿门、层门动作时，电磁传感器输出相应信号。

1.1.2 轿门、层门状态检测传输模块

轿门、层门状态检测模块的无线通讯功能是通过基于CC2630芯片的ZigBee的无线通讯模块完成的，ZigBee是一种低速传输的无线网络人上到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层（MAC）、传输层(TL)、网络层（NWK）、应用层（APL）、等。其中物理层和媒体访问控制层是符合IEEE802.15.4协议规定， ZigBee是一种可靠的无线数传网络，类似于移动网络基站，通讯距离从标准的75米到几百米，几千米，并且支持无限扩展。

ZigBee网络主要特点是低功耗、低成本、低速率、支持大量节点、支持多种网络拓扑、快速、可靠、安全。ZigBee网络中设备的可分为协调器（Coordinator）、汇聚节点（Router）、传感器节点（EndDevice）等三种角色。

本处理装置使用DC3.3V工作电压和逻辑电平，并由软件设计定对应楼层的层门地址码及轿/层门识别码。

1.2 电梯控制柜MCU智能处理装置汇总分析、记录、存储部分

电梯控制柜ZigBee传送智能处理装置，接收由轿门、层门ZigBee传送智能模块发送过来的电梯轿门、层门状态信号，并对电梯楼层信号、电梯平层信号、电梯运行信号等，通过软件算法，比较分析，判断实时的电梯轿门、层门开门、关门状态是否正常。若存在轿门、层门被异常打开，控制柜MCU智能模块，输出警示信号输送给对应的轿门、层门ZigBee传送智能模块，发出灯光和声响的危险警示。MCU智能模块并将该异常状态、异常状态次数、异常状态时间，记录到存储器SD卡上，提供相关人员查询、分析。异常信息存储时间周期为72小时，循环覆盖方式存储。可将存储数据SD从该设计上取出，在办公电脑上，通过软件分析数据，更全面的判断电梯轿门、层门异常状态原因。如图3 MCU主控图。

2 轿门、层门状态处理

2.1 轿门、层门的信号交换

通过电梯轿门、层门上的电磁传感器，以及对轿门和各层层门上的ZigBee传送智能模块识别号编码，与控制柜MCU智能模块进行信号识别匹配，交换各类信号。

2.2 轿门、层门的状态自学习

通过电梯的门机自学习，获得电梯轿门正常开门、关门的时间，将此时间做为电梯轿门、层门开门、关门基准时间。电梯在当前楼层的平层位置，轿门、层门打开上下客，到电梯关门运行，门上的电磁传感器，在接收到这两个信号的时间间隔，为电梯的实际开门、关门时间。将它与开门、关门的基准时间比对，若连续偏离基准时间，则提示给维保人员分析原因，若是判定为故障引发的，则需及时进行维护；若判定为高峰运行，则可以设置更人性化的电梯高峰时段服务。

3 流程图

通过装嵌有单片微处理器的PCB板，采用C语言，编制信号采集和控制程序生成以上1、2、3点对应程序，完成对轿门、层门状态的实时检测、异常状态的存储、预警信号的发送。

轿门、层门检测、处理、预警流程图，如图4所示的流程图。

4 结语

本文讨论一种轿门、层门状态的无线智能检测、处理，及轿门、层门状态异常时预警的技术方案，本设计方案的有益效果在于：独立于电梯原来的轿门、层门检测系统，准确地判断轿门层门状态异常信息。通过ZigBee传送智能模块，简化敷线线路，能比较容易实现检测、预警功能，解决了轿门、层门状态一对一的检测。本方案电路虽然不是电梯的安全回路，但能起到安全回路辅助功能，并起到安全预测，安全警示作用。它适应用于目前所有梯型，方便于轿门、层门异常状态时，快速的分析、判断、检修、预警。