[发明专利]一种施工电梯超员与超载监控系统及其应用

权利要求书

1.一种施工电梯超员与超载监控系统，包括施工电梯监控终端和远程监控平台，所述施工电梯监控终端安装在施工电梯轿厢中，远程监控平台安装在安检单位的监控服务器上；

所述施工电梯监控终端，包括电源电路、单片机、重量传感器、重量信号转换电路、键盘、LCD显示屏、读IC卡模块、输出控制模块、GPRS通信模块，其特征在于，所述施工电梯监控终端还包括超高频射频卡读卡器、超高频射频卡、施工电梯状态识别模块、音频放大电路；

所述GPRS通信模块附带TTS语音播报功能；

电源电路将220V或380V交流电源转化为施工电梯监控终端中需要的直流电源；

所述重量传感器为2个，所述2个重量传感器同时作为连接销轴分别安装在施工电梯轿厢的托板与轿厢之间左右连接板的销孔中，为重量信号转换电路提供重量检测电压信号；单片机分别与键盘、LCD显示屏、读IC卡模块、重量信号转换电路、GPRS通信模块、超高频射频卡读卡器、施工电梯状态识别模块和输出控制模块连接；所述GPRS通信模块还与音频放大电路相连；超高频射频卡安装在员工安全帽内。

2.根据权利要求1所述的一种施工电梯超员与超载监控系统，其特征在于，所述的电源电路采用现有的12V/15W开关电源模块将220V或380V交流电源转化为+12V直流电源，分别给超高频射频卡读卡器和输出控制模块供电；所述的电源电路分别利用SPX29302、SPX2945M3-3.3、MIC29300-5.0BU芯片将+12V直流电源转换为施工电梯监控终端需要的+4.0V、+3.3V及+5V供电直流电源。

3.根据权利要求1所述的一种施工电梯超员与超载监控系统，其特征在于，所述单片机为型号为STM32F107单片机。

4.根据权利要求1所述的一种施工电梯超员与超载监控系统，其特征在于，所述键盘包括四个轻触按键，通过密码保护方式设定施工电梯的核定载重量和核定乘员数量；所述LCD显示屏为具有SPI接口、128X64规格的LCD模块，用于显示实时载重量、乘员数量以及参数设定信息；所述读IC卡模块通过IIC接口与单片机连接，读取接触式IC卡中驾驶员的身份信息，要求接触式IC卡符合SLE444协议标准。

5.根据权利要求1所述的一种施工电梯超员与超载监控系统，其特征在于，所述GPRS通信模块为M50模块并配接SIM卡，通过UART接口与单片机通信，M50模块加装TTS功能程序，除了实现监控终端与监控平台之间的数据传输以外，还把文字代码转化为音频信号，由音频放大电路实现语音播报。

6.根据权利要求1所述的一种施工电梯超员与超载监控系统，其特征在于，所述音频放大电路为音频功率放大器，优选的，所述音频功率放大器的型号为WAA2890，放大GPRS通信模块输出的音频信号，驱动喇叭实现语音播报。

7.根据权利要求1所述的一种施工电梯超员与超载监控系统，其特征在于，所述重量传感器采用销轴式四线制重量传感器，优选的，3吨量程传感器MMK-3X-A，两个重量传感器作为连接销轴安装在托板与轿厢之间左右连接板的销孔中；所述重量信号转换电路选用超低噪声PGIA模数转换器CS5531或CS5532，通过SPI总线与单片机连接。

8.根据权利要求1所述的一种施工电梯超员与超载监控系统，其特征在于，所述超高频射频卡读卡器采用含有Impinj Indy R2000芯片的成品读卡器模块，通过配接圆极化天线，实现180TAG/S速率的密集寻卡操作；超高频射频卡7采用支持EPC global UHF Class1Gen2/ISO18000-6C协议的无源电子标签，每枚电子标签安装在员工安全帽内部的顶端。

9.根据权利要求1所述的一种施工电梯超员与超载监控系统，其特征在于，所述输出控制模块采用直流继电器的常闭触点接通或断开升降电梯运动控制回路，继电器可选用943-1C-12DS；施工电梯状态识别模块通过检测升降电梯运动控制回路中有、无电流判断施工电梯处于运动状态还是静止状态，当施工电梯没有上行、下行或者门处于打开状态时，光电耦合器OP1的OUT引脚为高电平，同理，施工电梯处于运行状态时OUT引脚为低电平。

10.一种如权利要求1所述施工电梯超员与超载监控系统的应用：

所述单片机利用施工电梯状态识别模块检测到施工电梯处于静止状态时，命令超高频射频卡读卡器以密集模式循环寻卡，同时命令重量信号转换电路循环转换重量信号；单片机从超高频射频卡读卡器获取轿厢中电子标签数量即员工数量，如果轿厢中员工数量超过了该施工电梯核定的承载人数即发生了超员现象，单片机利用输出控制模块切断施工电梯运行控制回路，禁止施工电梯运行，同时间隔性地向GPRS通信模块发送“电梯超员，请减员！”文字信息，GPRS通信模块把该文字信息转化为音频信号，经音频放大电路播报“电梯超员，请减员！”语音提示，直到乘员数量满足要求才接通施工电梯运行控制回路，允许施工电梯运行控制；同样，单片机从重量信号转换电路获取载重量转换结果，如果轿厢载重量超过了该施工电梯核定的载重量即发生了超载现象，单片机利用输出控制模块切断施工电梯运行控制回路，禁止施工电梯运行，同时间隔性地向GPRS通信模块发送“电梯超载，请减载！”文字信息，GPRS通信模块把该文字信息转化为音频信号，经音频放大电路播报“电梯超载，请减载！”语音提示，直到载重量满足要求才接通施工电梯运行控制回路，允许施工电梯运行控制；

所述单片机检测结果同时通过GPRS通信模块发送至远程监控平台，远程监控平台则记录、显示相应的数据。