基于Beacon技术的电梯自动往返两个固定楼层的系统及方法

摘要

本发明涉及电梯管控技术领域，公开了一种基于Beacon技术的电梯自动往返两个固定楼层的系统及方法，包括以下步骤，用户携带Beacon发射模块触发用户触感模块，电梯轿厢的门打开；用户携带Beacon发射模块进入电梯轿厢；Beacon发射模块发送的设定楼层的信标信号触发Beacon接收模块，Beacon接收模块触发MCU模块，MCU模块控制电梯原电路模块关闭电梯轿厢门；MCU模块控制电梯原电路模块将电梯轿厢运行至设定楼层；用户携带Beacon发射模块离开电梯轿厢到达设定楼层；用户只需携带Beacon发射模块就可以自动回到自己所属楼层或者自动去到设定的外出楼层，提高电梯使用的便捷性，同时可限制非本楼层人员流动，降低人员的流动性，控制流行性病毒的传播速度，使用方便，安装成本低，绿色环保。

说明书

技术领域

本发明涉及电梯管控技术领域，具体涉及基于Beacon技术的电梯自动往返两个固定楼层的系统及方法。

背景技术

目前，箱体升降电梯已经广泛应用于酒店、小区、写字楼等多楼层建筑，但是随着生活水平的不断提高，许多用户追求电梯使用的便捷性，尤其对于老、幼等群体，他们通常会忘记自己所属楼层，且由于酒店、小区、写字楼等多楼层建筑的人员的流动性大，不便于管控，特别容易加快流行性病毒的传播，现有技术的箱体升降电梯已无法满足人们的需求。

发明内容

为了提高电梯使用的便捷性，管控多楼层人员的流动，避免流行性病毒的加快传播，本发明提供了一种基于Beacon技术的电梯自动往返两个固定楼层的系统及方法。

为实现上述目的，本发明提出一种基于Beacon技术的电梯自动往返两个固定楼层系统，包括：

Beacon发射模块，用于向外发送信标信号；

电梯原电路模块，安装在电梯轿厢中，用于按键点亮去控制电梯轿厢运行到不同的楼层，电梯原电路模块设有内呼板按键；

MCU模块，安装在电梯轿厢中，用于存储数据、计算分析和对比信标信号，以及输出动作信号；

Beacon接收模块，用于接收信标信号然后传输到MCU模块，Beacon接收模块设置在MCU模块上；

继电器模块，用于与电梯原电路模块的内呼板按键连接，继电器模块设有多个继电器单元；

所述Beacon发射模块的信标信号中携带有待验证用户信息，MCU模块中存储有认证用户信息以及相应认证用户所绑定的自动往返固定两个楼层的信息，MCU模块与预先存储的用户信息比较，如果符合则发出动作指令给继电器模块，继电器模块获得MCU模块传来的动作信号马上接通指定继电器单元，内呼板按键对应的按键点亮，从而控制电梯轿厢上升或下降至固定楼层。

优选地，还包括继电器扩展模块，所述继电器扩展模块连接继电器模块。

优选地，所述继电器模块和继电器扩展模块中均设有继电器动作电路，所述继电器动作电路包括光电耦合器U3、电阻R111、电阻R121、电阻R131、变阻器R、三极管Q2、二极管D1、发光二极管D2；

所述光电耦合器U3的正极连接Beacon接收模块，且电阻R131接在Beacon接收模块与光电耦合器U3之间，光电耦合器U3的正极的负极连接三极管Q2的正极，电阻R111并联于电阻R121且连接在三级管Q2和光电耦合器U3之间，三极管Q2的负极分别连接变阻器R的正极、二极管D1的负极和发光二极管D2的正极，且变阻器R的正极设有接口NC1，所述变阻器R并联于二极管D1，变阻器R的负极设有接口NO1，且变阻器R的负极接地，所述发光二极管D2与变阻器R之间设有电阻R141，发光二极管D2的负极接地。

优选地，所述Beacon接收模块设有用于接收信标信号的接收端电路，所述Beacon发射模块设有与接收端电路相应的发射端电路；

所述接收端电路包括开关稳压器U1、整流桥二极管B1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电感L1、感应线圈L2、状态显示发光二极管和Vout接口；

所述感应线圈L2两端分别接电容C7两端并且分别接入整理桥二极管B1的两组交流极，整流桥二极管B1的正极和负极间接有电容C8，整流桥二极管B1的负极接地，整流桥二极管B1的正极与开关稳压器U1的2引脚连接，开关稳压器U1的1引脚通过电容C2连接3引脚，开关稳压器U1的3引脚通过电感L1分别连接电阻R2、电容C5、电容C6和Vout接口的1引脚，Vout接口的2引脚接地，所述电容C5和电容C6另一端接地，开关稳压器U1的4引脚接地，开关稳压器U1的5引脚与电阻R2另一端连接并通过电阻R3接地，开关稳压器U1的6引脚接电容C4，电容C4另一端通过电阻R4接地，开关稳压器U1的7引脚通过电阻R1分别接2引脚和电容C3，电容C3另一端接地；

所述发射端电路包括无线供电芯片XKT-801、无线供电芯片XKT-1511、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、三极管Q11、二极管D11和电感L11；

无线供电芯片XKT-801的1引脚通过电阻R14连接2引脚，并且通过电容C13连接3引脚，无线供电芯片XKT-801的1引脚通过电阻R13连接三极管Q11的发射极，无线供电芯片XKT-801的5引脚接地，无线供电芯片XKT-801的6引脚连接无线供电芯片XKT-1511的1引脚，无线供电芯片XKT-801的7引脚通过电阻R15 连接8引脚，无线供电芯片XKT-801的8引脚通过电容C14接地，并且连接三极管Q11的发射极，三极管Q11的基极通过电阻R11和电阻R12连接集电极，三极管Q11的基极连接二极管D11，二极管D11另一端接地，二极管D11与电容C11并联，电阻R12连接电感L11及电容C12的正极，电容C12另一端接地，电感L11另一端接无线供电芯片XKT-1511的2引脚，无线供电芯片XKT-1511的3引脚接地，电感L11分别与电容C15及电容C16并联。

优选地，还包括用户触感模块，所述用户触感模块安装在电梯轿厢的各个出厢口并与电梯原电路模块连接，用于感应控制电梯轿厢上升或下降至用户所在的出厢口

优选地，所述用户触感模块设有距离传感器。

一种基于Beacon技术的电梯自动往返两个固定楼层的方法，包括以下步骤：

用户携带Beacon发射模块触发用户触感模块，电梯轿厢的门打开；

用户携带Beacon发射模块进入电梯轿厢；

Beacon发射模块发送的设定楼层的信标信号触发Beacon接收模块，Beacon接收模块触发MCU模块，MCU模块控制电梯原电路模块关闭电梯轿厢门；

MCU模块控制电梯原电路模块将电梯轿厢运行至设定楼层，电梯轿厢的门打开；

用户携带Beacon发射模块离开电梯轿厢到达设定楼层。

优选地，所述MCU模块通过继电器模块与电梯原电路模块连接，Beacon接收模块设有接收信标信号的接收端电路，所述Beacon发射模块设有发送信标信号的发射端电路。

优选地，所述信标信号中携带有待验证用户信息，MCU模块中存储有认证用户的信息以及相应认证用户所绑定固定往返的两个楼层的信息；

MCU模块接收到信标信号后，将信标信号中携带的待验证用户身份信息与认证用户信息进行比对，若待验证用户信息包含在认证用户信息中，则控制电梯轿厢运行至相应认证用户信息所设定的楼层，若待验证用户信息不包含在认证用户信息中，则电梯不运作。

优选地，若电梯轿厢运行方向上存在多个包含在楼层信息中的楼层，则MCU模块控制电梯轿厢运行至楼层信息中最近的楼层后，电梯轿厢的电梯门开启，待电梯轿厢关闭后，MCU模块控制电梯轿厢运行至电梯轿厢运行方向上下一包含在楼层信息中的楼层，若所处楼层为楼层信息中电梯轿厢运行方向的最终楼层，且没有其余的Beacon发射模块触发MCU模块控制电梯轿厢运行至其他楼层，则MCU模块控制电梯轿厢的电梯门开启。

有益效果：

1、用户携带Beacon发射模块进入电梯轿厢，Beacon发射模块发送设定楼层的信标信号触发Beacon接收模块，Beacon接收模块触发MCU模块，MCU模块控制电梯原电路模块关闭电梯轿厢门，MCU模块控制电梯原电路模块将电梯轿厢运行至设定楼层，电梯轿厢的门打开，用户即可到达设定楼层，提高电梯使用的便捷性，用户只需携带Beacon发射模块就可以自动回到自己所属楼层或者自动去到设定的外出楼层，同时可限制非本楼层人员流动，降低人员的流动性，控制流行性病毒的传播速度，使用方便，安装成本低，绿色环保；

2、MCU模块中存储有认证用户的信息以及相应认证用户所绑定固定往返的两个楼层的信息，同时MCU模块中还可存储相应认证用户信息的认证许可期限，通过增加认证许可期限，负责电梯管控的部门能够发放具有使用许可期限的Beacon发射模块，给予特定的用户在指定的期限内和指定的楼层间使用电梯的权限，进一步的完善电梯使用的管理。

附图说明

图1为本发明实施例中基于Beacon技术的电梯自动往返两个固定楼层系统原理框图；

图2为本发明实施例的部分模块连接示意图；

图3为本发明实施例中继电器动作电路的电路图；

图4为本发明实施例中电梯原电路模块的电路图；

图5为本发明实施例中接收端电路的电路图；

图6为本发明实施例中发射端电路的电路图；

图7为本发明实施例中MCU模块的电路图；

图8为本发明实施例中基于Beacon技术的电梯自动往返两个固定楼层的方法的流程图。

附图标号：1- Beacon发射模块，2-电梯原电路模块，3- MCU模块，4- Beacon接收模块，5-继电器模块，6-用户触感模块，7-电梯轿厢，8-内呼板按键，9-继电器扩展模块，10-继电器单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1至图7，本实施例提供一种基于Beacon技术的电梯自动往返两个固定楼层系统，包括：

Beacon发射模块1，用于向外发送信标信号，信标信号即为Beacon信号和信标信息；

电梯原电路模块2，安装在电梯轿厢7中，用于按键点亮去控制电梯轿厢7运行到不同的楼层，电梯原电路模块2设有内呼板按键8；

MCU模块3，安装在电梯轿厢7中，用于存储数据、计算分析和对比信标信号，以及输出动作信号；

Beacon接收模块4，用于接收信标信号然后传输到MCU模块3，Beacon接收模块4设置在MCU模块3上，MCU模块3通过接收Beacon发射模块1的信标信号进而控制电梯原电路模块2进而控制电梯轿厢7的运行，Beacon接收模块4专门用于定位和识别身份，且功耗低，在实际应用过程中，Beacon接收模块4通过CAN总线通信接口连接在MCU模块3上，MCU模块3采用stm32单片机，stm32单片机支持各种嵌入操作系统、功耗低、实时性强；

继电器模块5，用于与电梯原电路模块2的内呼板按键8连接，继电器模块5设有多个继电器单元10；

Beacon发射模块1的信标信号中携带有待验证用户信息，MCU模块3中存储有认证用户信息以及相应认证用户所绑定的自动往返固定两个楼层的信息，MCU模块3与预先存储的用户信息比较，如果符合则发出动作指令给继电器模块5，在实际安装过程中，MCU模块3连接在继电器模块5上，继电器模块5获得MCU模块3传来的动作信号马上接通指定继电器单元10，内呼板按键8对应的按键点亮，从而控制电梯轿厢7上升或下降至固定楼层。

具体地，用户携带Beacon发射模块1触发用户触感模块，电梯轿厢7的门打开，用户携带Beacon发射模块1进入电梯轿厢7，Beacon发射模块1发送设定楼层的信标信号触发Beacon接收模块4，Beacon接收模块4触发MCU模块3，MCU模块3控制电梯原电路模块2关闭电梯轿厢7的门，MCU模块3控制电梯原电路模块2将电梯轿厢7运行至设定楼层，电梯轿厢7的门打开，用户即可到达设定楼层，如某用户携带存储了自动往返A楼层和B楼层的Beacon发射模块1进入电梯轿厢7，Beacon接收模块4感应到该Beacon发射模块1的信标信号，A楼层和B楼层同时触发点亮，若该用户在A楼层，则电梯自动运作至B楼层并打开厢门，A楼层按键点亮自动消除；若该用户在B楼层，则电梯自动运作至A楼层并打开厢门，B楼层按键点亮自动消除，提高了电梯使用的便捷性，用户只需携带Beacon发射模块1就可以自动回到自己所属楼层或者自动去到设定的外出楼层，同时可限制非本楼层人员流动，降低人员的流动性，控制流行性病毒的传播速度，使用方便，安装成本低，绿色环保。

如图2所示，再具体地，还包括继电器扩展模块，继电器扩展模块使用扩展专用连接线11连接继电器模块5，且继电器模块5和继电器扩展模块可共用一个电源端口12，继电器模块5通常设置32个与电梯按键相匹配的接口，若电梯按键超过32个，可以增加继电器扩展模块进行扩展。

更具体地，继电器模块5和继电器扩展模块中均设有继电器动作电路，继电器动作电路包括光电耦合器U3、电阻R111、电阻R121、电阻R131、变阻器R、三极管Q2、二极管D1、发光二极管D2；

如图2至图4所示，光电耦合器U3的正极连接Beacon接收模块4，且电阻R131接在Beacon接收模块4与光电耦合器U3之间，光电耦合器U3的正极的负极连接三极管Q2的正极，电阻R111并联于电阻R121且连接在三级管Q2和光电耦合器U3之间，三极管Q2的负极分别连接变阻器R的正极、二极管D1的负极和发光二极管D2的正极，且变阻器R的正极设有接口NC1，接口NC1连接电梯原电路模块2的内呼板按键8中的K1接口，变阻器R并联于二极管D1，变阻器R的负极设有接口NO1，接口NO1连接电梯原电路模块2的内呼板按键8中的K2接口，且变阻器R的负极接地，发光二极管D2与变阻器R之间设有电阻R141，发光二极管D2的负极接地。

需要说明的是，Beacon发射模块1设有发送信标信号的发射端电路，Beacon接收模块4设有与发射端电路相应的接收端电路。

接收端电路包括开关稳压器U1、整流桥二极管B1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电感L1、感应线圈L2、状态显示发光二极管和Vout接口；

感应线圈L2两端分别接电容C7两端并且分别接入整理桥二极管B1的两组交流极，整流桥二极管B1的正极和负极间接有电容C8，整流桥二极管B1的负极接地，整流桥二极管B1的正极与开关稳压器U1的2引脚连接，开关稳压器U1的1引脚通过电容C2连接3引脚，开关稳压器U1的3引脚通过电感L1分别连接电阻R2、电容C5、电容C6和Vout接口的1引脚，Vout接口的2引脚接地，电容C5和电容C6另一端接地，开关稳压器U1的4引脚接地，开关稳压器U1的5引脚与电阻R2另一端连接并通过电阻R3接地，开关稳压器U1的6引脚接电容C4，电容C4另一端通过电阻R4接地，开关稳压器U1的7引脚通过电阻R1分别接2引脚和电容C3，电容C3另一端接地。

发射端电路包括无线供电芯片XKT-801、无线供电芯片XKT-1511、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电容C15、电容C16、三极管Q11、二极管D11和电感L11；

无线供电芯片XKT-801的1引脚通过电阻R14连接2引脚，并且通过电容C13连接3引脚，无线供电芯片XKT-801的1引脚通过电阻R13连接三极管Q11的发射极，无线供电芯片XKT-801的5引脚接地，无线供电芯片XKT-801的6引脚连接无线供电芯片XKT-1511的1引脚，无线供电芯片XKT-801的7引脚通过电阻R15 连接8引脚，无线供电芯片XKT-801的8引脚通过电容C14接地，并且连接三极管Q11的发射极，三极管Q11的基极通过电阻R11和电阻R12连接集电极，三极管Q11的基极连接二极管D11，二极管D11另一端接地，二极管D11与电容C11并联，电阻R12连接电感L11及电容C12的正极，电容C12另一端接地，电感L11另一端接无线供电芯片XKT-1511的2引脚，无线供电芯片XKT-1511的3引脚接地，电感L11分别与电容C15及电容C16并联。

还需要说明的是，还包括用户触感模块6，电梯轿厢通常设置有内呼板按键和外呼板按键，内呼板按键通常设置在电梯轿厢的内部，外呼板按键通常设置在电梯轿厢的各个出厢口，用户触感模块6安装在电梯轿厢的各个出厢口并与外呼板按键连接，用于感应控制电梯轿厢上升或下降至用户所在的出厢口，用户触感模块6设有距离传感器等无触摸式传感器，距离传感器可以为红外线距离传感器，当用户靠近距离传感器时，电梯轿厢7运作至用户所在楼层并开门。

如图8所示，基于Beacon技术的电梯自动往返两个固定楼层的方法，包括以下步骤：

用户携带Beacon发射模块1触发用户触感模块6，电梯轿厢7的门打开；用户携带Beacon发射模块1进入电梯轿厢7；Beacon发射模块1发送的设定楼层的信标信号触发Beacon接收模块4，Beacon接收模块4触发MCU模块3，MCU模块3控制电梯原电路模块2关闭电梯轿厢7的门，MCU模块3控制电梯原电路模块2将电梯轿厢7运行至设定楼层，电梯轿厢7的门打开；用户携带Beacon发射模块1离开电梯轿厢7到达设定楼层，提高电梯使用的便捷性，用户只需携带Beacon发射模块1就可以自动回到自己所属楼层或者自动去到设定的外出楼层，同时可限制非本楼层人员流动，每个用户的Beacon发射模块1仅可进入每个用于相应的楼层，降低人员的流动性，控制流行性病毒的传播速度，同时在相应的人行楼梯口的出口也设置相应的门卡，只有携带对应的Beacon发射模块1才能打开门卡进入该楼层，相对于人脸识别、语音控制或者是空中成像技术实现电梯的无接触控制电梯运作，固定发放Beacon发射模块1更为简便，无需花时间录入相关信息即可使用。

进一步地，Beacon接收模块4通过继电器模块5与电梯原电路模块2连接，Beacon接收模块4设有接收信标信号的接收端电路，Beacon发射模块1设有发送信标信号的发射端电路，在电梯轿厢7内单独设置一个Beacon接收模块4，Beacon接收模块4接收到信标信号后，根据信标信号触发MCU模块3控制电梯原电路模块2上的相应楼层按键接通2-3秒，从而模拟人工触按对应的楼层按键、MCU模块3控制电梯轿厢7运行至相应的楼层，采用此种方式在实施时，无需了解电梯的运行逻辑，仅需对电梯轿厢7的电梯原电路模块2进行改装，在针对现有电梯的进行升级改造时更加便捷，并且成本更低。

再进一步地，信标信号中携带有待验证用户信息，MCU模块3中存储有认证用户的信息以及相应认证用户所绑定固定往返的两个楼层的信息，同时MCU模块3中还可存储相应认证用户信息的认证许可期限，通过增加认证许可期限，负责电梯管控的部门能够发放具有使用许可期限的Beacon发射模块1，给予特定的用户在指定的期限内和指定的楼层间使用电梯的权限，进一步的完善电梯使用的管理；

MCU模块3接收到信标信号后，将信标信号中携带的待验证用户身份信息与认证用户信息进行比对，若待验证用户信息包含在认证用户信息中，则控制电梯轿厢7运行至相应认证用户信息所设定的楼层，若待验证用户信息不包含在认证用户信息中，则电梯不运作。

更进一步地，若电梯轿厢7运行方向上存在多个包含在楼层信息中的楼层，即多个Beacon发射模块1进入电梯轿厢7，且每个Beacon发射模块1仅存储设定的两个楼层的信息，则MCU模块3控制电梯轿厢7运行至楼层信息中最近的楼层后，电梯轿厢7的电梯门开启，待电梯轿厢7关闭后，MCU模块3控制电梯轿厢7运行至电梯轿厢7运行方向上下一包含在楼层信息中的楼层，若所处楼层为楼层信息中电梯轿厢7运行方向的最终楼层，且没有其余的Beacon发射模块1触发MCU模块3控制电梯轿厢7运行至其他楼层，则MCU模块3控制电梯轿厢7的电梯门开启，如某用户的认证用户信息绑定的楼层为负一楼和五楼，另一用户的认证用户信息绑定的楼层为负一楼和六楼，若在电梯上行过程中，两用户均在负一楼进入电梯轿厢7，则电梯轿厢7在运行至五楼后开启电梯门，若电梯轿厢7的电梯门关闭后，电梯轿厢7继续运行至六楼并开启电梯门。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。