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原文传递一种防控病毒感染的智能电梯安全按键输入装置及其方法

专利名称：	一种防控病毒感染的智能电梯安全按键输入装置及其方法
摘要：	一种防控病毒感染的智能电梯安全按键输入装置及其方法，包括电梯安全按键，电梯安全按键内部设置有控制电路，控制电路由微控制器及外围子电路构成，电梯安全按键内部设置光强检测电路，光强检测电路在微控制器的控制下记忆当前环境光强并转化为电压信号储存在记忆电容中，反射式光电传感器接收器用于将反射进入安全按键内部的总光强转化为电压信号，经过同相缓冲器后输入到电压比较器中，与记忆电压比较后向微控制器传输信号，微控制器检测到用户所要使用的按键后，输出信号控制安全按键驱动电路，经过光电耦合器、三极管Q4驱动后，控制继电器常开触点闭合，实现电梯安全按键自动按下，本发明可以有效防止病毒通过轿厢式电梯按键进行传播。
专利类型：	发明专利
申请人：	陕西科技大学
发明人：	张开生;秦博;张晨静;张蓉蓉
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN202010125733.3
公开号：	CN111204628A
代理机构：	西安智大知识产权代理事务所
代理人：	王晶
分类号：	B66B1/46;B66B1/34;G05B19/042;B;G;B66;G05;B66B;G05B;B66B1;G05B19;B66B1/46;B66B1/34;G05B19/042
申请人地址：	710021 陕西省西安市未央区大学园区陕西科技大学
主权项：	1.一种防控病毒感染的智能电梯安全按键输入装置，其特征在于，包括电梯安全按键(9)，所述的电梯安全按键(9)内部设置有控制电路，所述的控制电路由微控制器(1)及外围子电路构成，外围子电路包括反射式光电传感器接收器(2)、反射式光电传感器发射器(6)、三极管Q，同相缓冲器(3)，电压比较器(4)，光电耦合器(7)，二极管D，继电器(8)，安全按键(9)，LED显示装置(10)以及必要的电阻电容，电梯安全按键(9)内部设置光强检测电路，光强检测电路在微控制器(1)的控制下记忆当前环境光强并转化为电压信号储存在记忆电容(5)中，反射式光电传感器接收器(2)用于将反射进入安全按键(9)内部的总光强转化为电压信号，经过同相缓冲器(3)后输入到电压比较器(4)中，与记忆电压比较后向微控制器(1)传输信号，微控制器(1)检测到用户所要使用的按键后，输出信号控制安全按键驱动电路，经过光电耦合器(7)、三极管Q4驱动后，控制继电器(8)常开触点闭合，用于实现电梯安全按键(9)自动按下。 2.根据权利要求1所述的一种防控病毒感染的智能电梯安全按键输入装置，其特征在于，所述微控制器(1)与反射式光电传感器接收器(2)、反射式光电传感器发射器(6)、电压比较器(4)和光电耦合器(7)以及LED显示装置(10)直接相连，所述微控制器(1)为低功耗嵌入式微控制器LPC2103，所述反射式光电传感器的发射器(6)受微控制器(1)控制，所述电压比较器(4)将光强变化对应的电信号比较后输出给微控制器(1)，微控制器(1)处理信号后向所述光电耦合器(7)输出低电平控制安全按键驱动电路，所述LED显示装置(10)用于辅助管理员进行电梯参数设置。 3.根据权利要求1所述的一种防控病毒感染的智能电梯安全按键输入装置，其特征在于，所述的所述三极管Q在每个安全按键控制电路中设置有四个，四个三极管Q1、Q2、Q3、Q4均受控于微控制器1并控制其他器件，Q1、Q2、Q3处于光强检测电路中，Q1用于控制反射式光电传感器的发射器6工作，Q2用于控制记忆电容5的充电，Q3用于控制电压比较器4的工作，Q4处于安全按键驱动电路中，将光电耦合器(7)输出的电流放大后驱动继电器(8)工作。 4.根据权利要求1所述的一种防控病毒感染的智能电梯安全按键输入装置，其特征在于，所述反射式光电传感器接收器(2)、反射式光电传感器发射器(6)处于光强检测电路中，反射式光电传感器发射器(6)的供电受由微控制器(1)控制的三极管Q1控制。 5.根据权利要求1所述的一种防控病毒感染的智能电梯安全按键输入装置，其特征在于，所述同相缓冲器(3)由运算放大器连接构成，其输入接反射式光电传感器的接收器(2)输出端。 6.根据权利要求1所述的一种防控病毒感染的智能电梯安全按键输入装置，其特征在于，所述安全按键(9)采用透光硬质玻璃材料，所述安全按键(9)的两端并联有消抖电容。 7.一种利用防控病毒感染的智能电梯安全按键输入方法，其特征在于，包括以下步骤；用户只需将手放在安全按键(9)的正前方而不必接触，短暂延时T2后微控制器(1)会控制对应按键(9)自动按下；如用户想要前往负楼层(如地下二层)，则将手依次放在“—”和“2”安全按键正前方，短暂延时T2后安全按键(9)会自动闭合；若用户想要输入两位数楼层如12层，则同理将手依次放在按键“1”和“2”正前方，微控制器(1)短暂延时T2确保用户输入完毕，接着控制继电器(8)自动按下对应安全按键(9)，启动电梯；当用户处于轿厢外想要上下楼层时，只需要将手靠近“△”或“▽”按键，微控制器(1)便会控制对应按键(9)自动按下；通过微控制器(1)输出的控制信号来控制环境光强的采集以及按键(9)反射光强对应电压量的比较，微控制器(1)先发出低电平控制信号并持续时间T1，此时反射式光电传感器的发射器(6)不工作，其反射式光电传感器接收器(2)仅接受环境光强，输出对应电信号，并保存在记忆电容(5)中，作为环境光强基准电压；微控制器1的短暂延时T1能保证环境光强充分采集、记忆电容(5)电压稳定，然后再输出一个高电平并短暂延时T2，反射式光电传感器的发射器(6)发出红外光，经过安全按键(9)正前方的手反射后，增强的光线被反射式光电传感器接收器(2)接收并输出为对应的电压量，经过同相缓冲器(3)后输入到电压比较器(4)的同相输入端，记忆电容(5)将之前采集到的环境基准电压输入到电压比较器(4)的反相输入端，电压比较器(4)输出低电平信号给微控制器(1)；微控制器(1)接收到电压比较器(4)发出的第一个低电平信号后，通过延时T2来判断用户是否还接触其他数字按键，从而明确用户是想要前往一位数的楼层还是两位数的楼层，T2延时结束后，若用户前往一位数楼层，则驱动继电器(8)自动按下该安全按键(9)；若用户前往两位楼层，则继电器(8)自动按下对应两位按键，进而以最少的安全按键实现高层电梯的功能。 8.根据权利要求7所述的一种利用防控病毒感染的智能电梯安全按键输入方法，其特征在于，所述微控制器(1)与LED显示装置(10)相连，主要用于管理员操作系统，管理员用手靠近安全按键(9)中的“F”键2s，LED显示装置(10)会提示密码认证，正确后，进入电梯参数设定模式，依次进行“环境光强采集时间T1”、“按键信号暂存时间T2”、“楼层上限”、“楼层下限”的参数设定，设置完成后装置会自动保存。如果出现错误，管理员再次将手放在“F”键正前方2s可以进行重置清零，即重新进行上述参数的设定，具体数值根据不同地区安装环境的实际情况而定；其中，“环境光强采集时间T1”保证记忆电容(5)能充分充电至电压稳定状态，其电压能准确表示出当前环境光强，T1一般不超过1ms，“按键信号暂存时间T2”主要用于用户想要前往两位数楼层或地下层的情况：当微控制器(1)检测到用户输入的第一个按键时，并不会立即响应，而是产生短暂的T2延时，目的是给用户充足的时间进行第二位数字的输入，一般情况下T2设置2s即可，“楼层上限”和“楼层下限”组成有效按键范围，根据建筑物实际楼层数设定，超出范围的输入即为无效量，不会启动按键驱动电路。 9.根据权利要求7所述的一种利用防控病毒感染的智能电梯安全按键输入方法，其特征在于，所述的电梯初始化后，可以由管理员通过密码认证来进行电梯参数重设，也可以沿用上一次的设定值，接着微控制器(1)发出控制信号，先输出持续T1时间的低电平控制，使反射式光电传感器的发射器(6)不工作，其接收器(2)仅接收环境光强，转化为电压量储存在记忆电容(5)中，若没有用户使用电梯，则不断更新并记忆电梯轿厢内环境光强的变化，如果用户使用电梯按键，则微控制器(1)发出高电平控制信号，使反射式光电传感器的发射器(6)工作，此时接收器(2)接收环境光强和反射光强，转化为对应电压量并送入电压比较器(4)，电压比较器(4)进行比较后输出信号给微控制器(1)，微控制器1暂存信号，等待T2时间内是否还有其他安全按键要使用，然后微控制器(1)将用户要使用的安全按键(9)对应的信号发送给相应的光电耦合器(7)，输出经过三极管Q4放大后驱动继电器(8)，实现安全按键(9)不用接触即可自动按下的功能。
所属类别：	发明专利