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原文传递一种基于UWB检测的智能电梯控制系统

专利名称：	一种基于UWB检测的智能电梯控制系统
摘要：	本发明公开了一种基于UWB检测的智能电梯控制系统，属于智能电梯控制领域。本发明包括UWB雷达传感器组、信号处理模块、存储模块、通信模块、智能决策模块、执行与显示模块、电梯运行上位机系统、电梯故障报警模块、电源模块；本发明利用UWB雷达探测出各电梯已乘人数、各楼层候乘区候乘人数并结合当前各电梯运行状况，由决策算法制定出最佳的运行方案形成指令控制各电梯的运行，不间断检测，智能调度，达到节约用户时间、避免电梯低效运行从而提高电梯使用寿命的目的。本系统不受环境明亮影响，且因不涉及人像识别，将提供良好的用户使用体验。在电梯发生故障时，能够在第一时间将故障电梯中人员情况发送至电梯运行上位机系统，将人员伤害降到最低。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	东南大学
发明人：	李世华;陈玉豪;胡海阳;孙振兴;杨俊;王翔宇
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-12T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201910630383.3
公开号：	CN110329857A
代理机构：	南京众联专利代理有限公司
代理人：	李雪萍
分类号：	B66B1/06(2006.01);B;B66;B66B;B66B1
申请人地址：	210096 江苏省南京市玄武区四牌楼2号
主权项：	1.一种基于UWB检测的智能电梯控制系统，其特征在于：所述系统包括UWB雷达传感器组(1)、存储模块(2)、信号处理模块(3)、通信模块(4)、智能决策模块(5)、执行与显示模块(6)、电梯运行上位机系统(7)、电梯故障报警模块(8)、电源模块(9)；所述UWB雷达传感器组(1)包括各电梯里的UWB雷达传感器、各楼层电梯候乘区的UWB雷达传感器；每个UWB雷达传感器包括天线、片上系统，其中UWB雷达天线用于发射和接收UWB信号，片上系统包括模数转换器、微控制器；所述存储模块(3)用于存储各UWB雷达接收到的回波信号；所述通信模块(4)用于各模块之间的数据、指令的传输；所述执行与显示模块(6)执行相应电梯的运行指令，并把各电梯将在各楼层的停靠信息显示出来，用于提示等候人群相应电梯运行情况；所述电梯运行上位机系统(7)为管理员提供各电梯运行状态，以及电梯出现故障时，能够及时通知管理员并显示故障电梯的受困人数；同时允许管理员对各电梯运行有最高操作权；所述电梯故障报警模块(8)用于警报管理员以及候乘人员具体电梯运行出现故障；所述电源模块(9)用于为UWB雷达传感器组(1)、信号处理模块(2)、存储模块(3)、智能决策模块(5)、执行与显示模块(6)供电。 2.如权利要求1所述的一种基于UWB检测的智能电梯控制系统，其特征在于：信号处理模块(2)对UWB雷达传感器接收到的信号进行预处理，信号处理方法包含以下处理步骤： Step1.利用回波与杂波在相关性上的差异，用信号相关处理算法提高信噪比； Step2.用基于最小均方算法的自适应滤波来去除背景信号； Step3.利用脉冲多普勒频移原理分离出人体的微动信号； Step4.由信号特征提取算法提取出处理后信号的幅值、相位、收发时间间隔特征数据；并将这些特征数据传送至智能决策模块(5)。 3.如权利要求1或2所述的一种基于UWB检测的智能电梯控制系统，其特征在于：智能决策模块(5)包括两部分：人数统计子模块(51)以及电梯决策子模块(52)；智能决策模块(5)的智能决策包含以下步骤： Step1.人数统计子模块(51)对特征数据先由最近邻联合概率数据关联算法处理，然后由人数统计算法I得到各时刻各电梯里已乘人数以及各楼层候乘人数； Step2.对步骤1中的人数信息由人数统计算法II作出最终的电梯里和候乘区人数识别； Step3.所述电梯决策子模块(52)先由电梯状态识别算法判断当前各电梯的运行方向以及各电梯当前所在的楼层； Step4.根据人数和电梯运行情况由决策算法作出决策，制定出最佳运行方案，形成指令传输至执行与显示模块。 4.如权利要求3所述的一种基于UWB检测的智能电梯控制系统，其特征在于：人数统计算法I由信号处理模块的特征数据，确定出人体与雷达的距离，根据实验中采集的0到N人特征数据，建出实现0到N人检测的模糊推理集模型，然后在实时检测中，对于接收到的任一时刻信号，由信号处理模块获取该时刻的信号的特征数据，然后由模糊推理集模型估计出该时刻的人数信息，由此得到各楼层候乘人数Num1(t1,i)(t1＝0,..,T1，i＝1,...N1)以及各时刻各电梯里已乘人数Num2(t1,j)(t1＝0,..,T1，j＝1,...N2)。 5.如权利要求4所述的一种基于UWB检测的智能电梯控制系统，其特征在于：人数统计算法II，由人数统计算法I获取的t1＝0,..,T1时刻人数，取众数作为最终评估的当前各楼层候乘人数Num_T1(i)(i＝1,..,N1)，以及当前电梯已乘人数Num_T2(j)(j＝1,..,N2)。 6.如权利要求3所述的一种基于UWB检测的智能电梯控制系统，其特征在于：电梯状态识别算法根据电梯中的UWB雷达和候乘区雷达间的收发信号时间变化情况，判断出当前各电梯的运行情况flag(i＝1,...,N2)以及各电梯当前所在的楼层Floor(j),j＝1,..,N2。 7.如权利要求1所述的一种基于UWB检测的智能电梯控制系统，其特征在于：基于UWB检测的智能电梯控制系统包括以下操作步骤： Step1.UWB雷达传感器组发出UWB信号，并接收反射回来的信号；将反射回来的信号传输给存储模块(3)存储，若电梯运行出现故障，转Step5；若无，则当存储一段时间的数据后，再将存储的回波信号传送至信号处理模块； Step2.信号处理模块将接收到的反射信号滤波，降噪，作背景信号消除预处理；然后，由信号特征提取算法提取出预处理后信号的幅值、相位、收发时间间隔特征数据，并传输至智能决策模块； Step3.在智能决策模块中：首先，人数统计子模块对特征数据由最近邻联合概率数据关联算法处理，再由人数统计算法I得到各时刻各电梯里已乘人数以及各楼层候乘人数；然后对这些人数信息，由人数统计算法II最终评估出当前各楼层候乘人数以及电梯已乘人数；同时由电梯状态识别算法，确定当前各电梯的运行情况，包括每一电梯的运转方向以及每一电梯所处的楼层；最后，决策算法根据四个数据作出决策，制定出最佳运行方案，形成指令传输至执行与显示模块。 Step4.电梯按指令运行，并把各电梯将在各楼层的停靠信息显示出来，用于提示等候人群相应电梯运行情况，同时把电梯运行状态传送至电梯运行上位机系统，转Step1； Step5.电梯出现运行故障时，电梯故障报警模块发出警报并提示候乘人员电梯运行出现故障，同时将故障电梯里的受困人数传送至电梯运行上位机系统，供安全员查看。
所属类别：	发明专利