CN109368455A - 电梯可见光室内定位系统与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电梯可见光室内定位系统，包括灯具和可见光信号接收与解调装置；所述灯具能够发射包含灯具地址编码信息的可见光；各灯具的地址编码与其安装位置一一对应；所述可见光信号接收与解调装置配置为用于接收包含水平方向、倾斜方向在内多个不同方向灯具发出的可见光，并获取光照强度最大的可见光信号中的地址编码信息。各灯具相互间隔的安装在电梯井道的井道壁上，呈纵向布设；可见光信号接收与解调装置安装在电梯轿厢外侧壁，朝向安装有灯具的井道壁方向；灯具与可见光信号接收与解调装置呈可见光发射与接收方式。本发明同时实现了电梯轿厢位置定位与电梯井道照明。
Description
技术领域
本发明涉及电梯技术领域，尤其是一种电梯可见光室内定位系统。
背景技术
随着时代的发展，越来越多的电梯被应用到公共建筑中，电梯安全及救援效率逐渐成为大家选择电梯的首要标准。
当前的技术，电梯因停电而造成关人的情况下，一般只能通过电梯紧急呼叫系统与外界救援人员联系并现场确认关人楼层位置。
同时，电梯因断电而停梯后，即使重新来电，电梯仍需要重新学习楼层位置。目前，电梯厂家为了解决该问题一般需要加装额外的编码器，而这样无疑增加了电梯的系统繁杂度及生产设计成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种电梯可见光室内定位系统与方法，可以实时定位电梯轿厢的楼层位置，解决了电梯救援楼层位置确认复杂、电梯及系统生产设计成本高的问题。本发明采用的技术方案是：
一种电梯可见光室内定位系统，包括灯具和可见光信号接收与解调装置；
所述灯具能够发射包含灯具地址编码信息的可见光；各灯具的地址编码与其安装位置一一对应；
所述可见光信号接收与解调装置配置为用于接收包含水平方向、倾斜方向在内多个不同方向灯具发出的可见光，并获取光照强度最大的可见光信号中的地址编码信息。
进一步地，各灯具相互间隔的安装在电梯井道的井道壁上，呈纵向布设；
可见光信号接收与解调装置安装在电梯轿厢外侧壁，朝向安装有灯具的井道壁方向；灯具与可见光信号接收与解调装置呈可见光发射与接收方式。
进一步地，所述灯具包括编码模块、MCU、信号调制器；
所述编码模块用于给灯具进行唯一地址编码；各灯具的地址编码与其安装位置一一对应；
所述MCU用于将地址编码完成的灯具设定相应的具有地址编码信息的PWM脉冲或PFM脉冲并发送至信号调制器；
所述信号调制器用于将包含地址编码信息的PWM脉冲或PFM脉冲信号加载至灯具的驱动电源，使得驱动电源驱动灯具发射含有该灯具地址编码信息的可见光；
所述可见光信号接收与解调装置包括含光照强度感应模块、比较模块及解码模块；
所述光照强度感应模块用于接收灯具发出的可见光并转换成相应的电信号；光照强度感应模块配置为包含水平方向、倾斜方向在内多个不同方向的感应面；
所述比较模块用于将光照强度感应模块接收的包含水平方向、倾斜方向在内多个方向的可见光信号进行光照强度比较；将光照强度最大值对应的灯具确定为距离最近的灯具；
所述解码模块用于对接收到的光照强度最大的可见光信号对应的电信号进行解码，获取光照强度最大的可见光信号中的地址编码信息，得到距离最近的灯具的地址编码。
本发明还提出一种电梯可见光室内定位方法，包括：
在电梯井道内井道壁上纵向间隔地布设灯具；在电梯轿厢侧壁上朝向安装有灯具的井道壁方向安装可见光信号接收与解调装置；
通过灯具发射包含地址编码信息的可见光，各灯具的地址编码与其安装位置一一对应；
通过可见光信号接收与解调装置从包含水平方向、倾斜方向在内多个不同方向接收灯具发出的可见光，将光照强度最大值对应的灯具确定为距离最近的灯具；对接收到的光照强度最大的可见光信号进行光电信号转换和解码，获取光照强度最大的可见光信号中的地址编码信息，得到距离最近的灯具的地址编码；根据灯具的地址编码与其安装位置确定该灯具位置，从而确定电梯轿厢位置。
本发明的优点在于：
1）降低电梯轿厢位置定位建造成本，提高电梯救援效率。
2）降低电梯轿厢位置定位设计成本，减少电梯系统繁杂度。
3）灯具同时兼备照明与定位的功能，节能环保。
附图说明
图1为本发明的结构组成示意图。
图2为本发明的安装示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明提出的一种电梯可见光室内定位系统，包括灯具2和可见光信号接收与解调装置3；电梯井道1内通常都需要安装井道灯，本发明中的灯具2可采用LED灯具，既起到了电梯井道内的照明作用，又起到了定位作用。
如图2所示，各灯具2相互间隔的安装在电梯井道1的井道壁101上，呈纵向布设；通常，每个楼层高度可安装1～3个灯具2，灯具安装的密集程度可决定电梯定位精度；
可见光信号接收与解调装置3安装在电梯轿厢4外侧壁，朝向安装有灯具2的井道壁方向；灯具2与可见光信号接收与解调装置3呈可见光发射与接收方式；
灯具2包括编码模块21、MCU22、信号调制器23；以及LED灯和LED灯的驱动电源；
所述编码模块21用于给灯具2进行唯一地址编码；各灯具的地址编码与其安装位置一一对应；在电梯井道1内的各灯具均具有唯一地址编码；地址编码可采用二进制编码；
所述MCU22用于将地址编码完成的灯具设定相应的具有地址编码信息的PWM脉冲或PFM脉冲并发送至信号调制器；
所述信号调制器23用于将包含地址编码信息的PWM脉冲或PFM脉冲信号加载至灯具的驱动电源，使得驱动电源驱动灯具2发射含有该灯具地址编码信息的可见光；
可见光信号接收与解调装置3包括含光照强度感应模块31、比较模块32及解码模块33；
所述光照强度感应模块31用于接收灯具2发出的可见光并转换成相应的电信号；光照强度感应模块配置为包含多个不同方向的感应面，以接收水平方向、倾斜方向、垂直方向的可见光；
比较模块32，用于将光照强度感应模块接收的多个方向的可见光信号进行光照强度比较；其实际是根据与接收的可见光信号对应的电信号，比较各电信号的强度；在一个简单的实验例中，光照强度感应模块包括三个感应面，分别朝向水平方向，45度斜上方向，45度斜下方向；感应面越多，电梯定位的精度越高；比较模块将光照强度最大值对应的灯具确定为距离最近的灯具；通过该距离最近的灯具的地址编码确定安装位置，也就确定了电梯轿厢4的位置；该比较模块具体可采用微处理器实现，比较数路采样的电信号大小即可；
解码模块33，对接收到的光照强度最大的可见光信号对应的电信号进行解码，获取光照强度最大的可见光信号中的地址编码信息，得到距离最近的灯具的地址编码；
如图2所示，电梯轿厢4停靠在第三层时，安装在电梯轿厢外侧壁的可见光信号接收与解调装置3中的光照强度感应模块31可以从多个方向接收多个灯具2发出的包含地址编码信息的可见光；比较模块32经过比较后得到灯具c的光照强度最大，灯具c就是距离电梯轿厢最近的灯具，解码模块33对灯具c发出的可见光，也就是光照强度最大的可见光信号进行解码，得到其中的地址编码信息，获得距离最近的灯具c的地址编码；从一张灯具安装位置表中，得到电梯轿厢位置，从而完成电梯轿厢定位。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种电梯可见光室内定位系统，其特征在于，包括灯具和可见光信号接收与解调装置；
所述灯具能够发射包含灯具地址编码信息的可见光；各灯具的地址编码与其安装位置一一对应；
所述可见光信号接收与解调装置配置为用于接收包含水平方向、倾斜方向在内多个不同方向灯具发出的可见光，并获取光照强度最大的可见光信号中的地址编码信息。
2.如权利要求1所述的电梯可见光室内定位系统，其特征在于，
各灯具相互间隔的安装在电梯井道的井道壁上，呈纵向布设；
可见光信号接收与解调装置安装在电梯轿厢外侧壁，朝向安装有灯具的井道壁方向；灯具与可见光信号接收与解调装置呈可见光发射与接收方式。
3.如权利要求1或2所述的电梯可见光室内定位系统，其特征在于，
所述灯具包括编码模块、MCU、信号调制器；
所述编码模块用于给灯具进行唯一地址编码；各灯具的地址编码与其安装位置一一对应；
所述MCU用于将地址编码完成的灯具设定相应的具有地址编码信息的PWM脉冲或PFM脉冲并发送至信号调制器；
所述信号调制器用于将包含地址编码信息的PWM脉冲或PFM脉冲信号加载至灯具的驱动电源，使得驱动电源驱动灯具发射含有该灯具地址编码信息的可见光；
所述可见光信号接收与解调装置包括含光照强度感应模块、比较模块及解码模块；
所述光照强度感应模块用于接收灯具发出的可见光并转换成相应的电信号；光照强度感应模块配置为包含水平方向、倾斜方向在内多个不同方向的感应面；
所述比较模块用于将光照强度感应模块接收的包含水平方向、倾斜方向在内多个方向的可见光信号进行光照强度比较；将光照强度最大值对应的灯具确定为距离最近的灯具；
所述解码模块用于对接收到的光照强度最大的可见光信号对应的电信号进行解码，获取光照强度最大的可见光信号中的地址编码信息，得到距离最近的灯具的地址编码。
4.一种电梯可见光室内定位方法，其特征在于，包括：
在电梯井道内井道壁上纵向间隔地布设灯具；在电梯轿厢侧壁上朝向安装有灯具的井道壁方向安装可见光信号接收与解调装置；
通过灯具发射包含地址编码信息的可见光，各灯具的地址编码与其安装位置一一对应；
通过可见光信号接收与解调装置从包含水平方向、倾斜方向在内多个不同方向接收灯具发出的可见光，将光照强度最大值对应的灯具确定为距离最近的灯具；对接收到的光照强度最大的可见光信号进行光电信号转换和解码，获取光照强度最大的可见光信号中的地址编码信息，得到距离最近的灯具的地址编码；根据灯具的地址编码与其安装位置确定该灯具位置，从而确定电梯轿厢位置。
5.如权利要求4所述的电梯可见光室内定位方法，其特征在于，
所述灯具包括编码模块、MCU、信号调制器；
所述编码模块用于给灯具进行唯一地址编码；各灯具的地址编码与其安装位置一一对应；
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