技术领域
[0001] 本
发明涉及电梯控制技术领域，尤其涉及一种四象限的电梯控制系统及方法。
背景技术
[0002] 当下，随着社会发展和经济
水平的提高，人们不在追求温饱，开始追求生活水平的
质量，同时，也越来越重视财产和人身的安全，因此，出现了越来越多的高档小区，大多数高档小区都是一层一户，满足居民
生活质量的同时更好的保障居民生命和财产安全，然而，尽管存在小区的
门卫，依然存在陌生人进入居民室内，进行盗窃甚至威胁居民生命安全的情况，其原因就在于陌生了解了居民基本情况后，可随意乘坐电梯到达居民楼层。
[0003] 传统的电梯只要有人按动电梯门旁边的等待按钮和电梯内的楼层按钮，就可以将人载到任意楼层，随意性较大，同时，多人同时等待电梯时，造成电梯持续运转，而传统电梯的
变频器大多采用
二极管整流器接逆变器后与交流
电机连接，这种变频器只能工作在电动状态，无法将电梯在下行过程中的
势能转换成
电能，只能通过
电阻将逆变器转换的多余电能吸收掉，造成较大的
能源浪费，且给楼层居民造成了很大的潜在危险。
[0004] 一种在中国
专利文献上公开的“居民楼电梯管理系统”，其公告号CN107500066A，其公开日2017年12月22日，包括app，所述app具有用户登录、输入居民区、输入居民房楼层与门牌号、查询电梯是 否占用、输入起始楼层、确定运行的界面选项；所述app通过无线通信连接
服务器，所述服务器连接居民楼电梯的
控制器；所述居民楼内设置若干电梯，所述电梯设有指纹识别器。该系统通过app功能，使得只有用户登录app后才能进入电梯，但是，该系统依然无法避免其他人跟随居民进入电梯去到其他楼层的可能性，同时，每次进入电梯都要登录app，较为麻烦和繁琐。
发明内容
[0005] 本发明主要解决了目前电梯随意被使用，造成居民安全性低、能源浪费的问题，提供了一种四象限的电梯控制系统及方法，节约能源，同时保障楼层居民的安全。
[0006] 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种四象限的电梯控制系统，包括控制中心，用于接收
传感器模
块传递的数据和控制交流电机的运转；四象限模块，
电流输入端与三相电源连接，电流输出端与交流电机连接；交流电机，安装在井道的顶部，交流电机的电流输入端与四象限模块连接，交流电机的控制端与控制中心连接；传感器模块，用于检测乘坐电梯的人员身份，与控制中心连接；桥厢系统，包括桥厢、若干个电梯门、绳索、井道、第一定
滑轮、第二定滑轮和
配重，所述井道两边内壁设置有
导轨，所述桥厢通过导轨安装在井道内，所述第一定滑轮固定安装在桥厢顶部，所述第二定滑轮固定安装在井道上方，所述绳索第一端与交流电机连接，所述绳索第二端绕过第一定滑轮下侧后经第二定滑轮上侧与配重连接，所述配重位于井道外壁的一侧，若干个所述电梯门分别安装在各电梯入口处；三相电源，经四象限模块后用于给交流电机供电，与四象限模块连接。传感器模块检测乘坐电梯人员的身份，将检测结果返回控制中心，控制中心控制交流电机的运转，根据电梯人员身份，控制交流电机是否运转，有效减少交流电机非必要的启动，节约能源，第一定滑轮设置在桥厢顶部，交流电机通过拉拽绳索，控制桥厢的上下运行，配重通过第二定滑轮，辅助控制桥厢的上下运动，通过定滑轮防止绳索被磨断，加强了桥厢系统的稳固性。
[0007] 作为优选，所述的控制中心包括身份识别模块、处理模块和存储模块，所述存储模块存储用户身份信息，与身份识别模块连接，所述身份识别模块输入端与传感器模块连接，所述身份识别模块的输出端与处理模块输入端连接，所述处理模块输出端与交流电机连接。处理模块将身份识别模块和存储模块的信息进行结合，并控制交流电机是否启动，合理控制电梯的运行。
[0008] 作为优选，还包括滤波电容、电阻R1和晶体管VT1，所述四象限模块包括整流模块和逆变模块，所述电阻R1的第一端与整流模块的正极输出端连接，所述电阻R1的第二端与晶体管VT1的基极连接，所述晶体管VT1的基极与滤波电容的第一端连接，所述滤波电容的第二端与整流模块的负极输出端连接，所述晶体管VT1的集
电极与整流模块的正极输出端连接，所述晶体管VT1的发射极与逆变模块的正极输入端连接，所述逆变模块的负极输入端与整流模块的负极输出端连接，所述整流模块和逆变模块均包括3组并联的IGBT模块，所述IGBT模块包括两个
串联的IGBT，每个IGBT反并联一个二极管。滤波电容将整流模块整流后的直流电进行滤波处理，电阻R1和晶体管VT1进一步加强了滤波电容的滤波特性，逆变模块将直流电转换成交流电，供给交流电机使用，当电梯处于下行状态时，交流电机处于发电状态，逆变模块将交流电机提供的交流电进行整流处理，整流模块将直流电进行逆变处理，将电能反馈到三相电源中，将势能转换成电能，节约能源。
[0009] 作为优选，还包括滤波电感和继电器，所述滤波电感的第一端与三相电源连接，所述滤波电感的第二端与整流模块连接，所述继电器串联在整流模块正极输出端和晶体管VT1集电极之间。滤波电感对三相电源的电流进行滤波处理，继电器起到保护作用，保障
电路安全。
[0010] 作为优选，还包括储能电源，所述储能电源的正极与滤波电容的第一端连接，所述储能电源的负极与滤波电容的第二端连接。储能电源将逆变模块转换的直流电经滤波电容后，存储到储能电源中，防止电能的浪费。
[0011] 作为优选，所述的传感器模块包括若干个红外线传感器、若干个摄像头和若干个
压力传感器，所述红外线传感器安装在桥厢门开合的一侧，与处理模块连接，所述摄像头安装在电梯门的两侧
墙壁上，与身份识别模块连接，所述
压力传感器安装在电梯门前的地板下，与处理模块连接。摄像头设置在电梯门旁边墙壁上部、中部、下部各一个，保证摄像头能拍到接近人员，将拍到的图像经身份识别模块进行识别，判断接近人员是否为该楼的楼层居民，压力传感器用于判断接近人员是否乘坐电梯，若接近人员进入压力传感器范围，则代表接近人员在等待电梯，红外线传感器判断接近人员是否已经进入电梯，方便电梯门的关闭和电梯的运行。
[0012] 作为优选，还包括
无线通信模块，所述无线通信模块与处理模块连接。当居民有亲戚朋友来访时，居民可将亲戚朋友的图像信息经无线通信模块传递到处理模块，处理模块接收到图像信息将信息传递到存储模块进行存储，方便身份识别模块进行身份识别。
[0013] 作为优选，还包括直流电机、DC/DC转换模块、
钢索、副电梯门、副井道和副桥厢，所述直流电机经DC/DC转换模块与储能电源连接，所述直流电机安装在副井道顶部，所述直流电机与钢索的第一端连接，所述钢索的第二端与副桥厢连接，所述副桥厢包括厢体、副厢门、承重地板和
驱动电机，所述厢体与钢索第二端连接，所述厢体设有用于载物的空腔，所述承重地板固定连接在厢体下方，所述副厢门固定安装在与副电梯门对应
位置的厢体上，所述桥厢门旁边的墙壁上设有按钮，所述按钮包括
开关按钮和楼层按钮，所述承重地板安装有传送带，所述传送带与驱动电机连接，所述驱动电机经DC/DC转换模块与储能电源连接，所述驱动电机安装在厢体的空腔内。在载人电梯旁边设置副电梯，副电梯用于运送外卖或快递之类的物品，快递人员到达电梯后，按动开关按钮，副电梯门打开，提示快递人员将物品放入副电梯中，按钮物品需要到达的楼层，副电梯到达楼层后，传送带启动，将物品从副电梯中缓慢推出，方便了居民快递物品的拿取，快递员不用上楼，同时进一步保障了居民的安全。
[0014] 本发明还提供一种四象限的电梯控制方法，包括以下步骤：步骤s1：当有人员从一楼接近电梯门时，摄像头对接近人员进行拍照并识别接近人员身份；步骤s2：若接近人员为居民时，获取电梯位置和接近人员居住的楼层，若电梯处于其他楼层且其他楼层无人员接近时，电梯从该楼层往一楼下行，当接近人员位于压力传感器所处地板上方且电梯已经到达一楼时，电梯门和桥厢门打开，红外线传感器检测到到接近人员进入电梯后，电梯直接上行到该人员居住的楼层；步骤s3：若接近人员为非居民时，判断是否有居民通过无线通信模块发送的该接近人员图像信息，若有，则电梯门打开，接送该人员到达发送图像的居民楼层，若无，则电梯不产生动作；步骤s4：当有人员从某一楼层接近电梯门时，判断是否有其他楼层有人接近电梯门，若其他楼层没有人接近电梯门，则电梯运行到有人员接近的楼层，当该人员位于压力传感器所处地板上且电梯已经到达该楼层时，电梯门打开，若其他楼层还有人员接近电梯，则从上到下接送各楼层人员。摄像头对接近人员进行拍照后，将图像传递给身份识别模块，根据存储模块存储的居民图像信息，识别出接近人员是否为居民，当居民进入电梯时，电梯内不设置楼层按钮，电梯直接根据居民存储在存储模块中的居住信息，将居民运送到居民居住楼层。
[0015] 作为优选，所述的步骤s1中，若接近人员为多人时，识别每个人的身份信息，若其中有一人为居民，则控制电梯门打开并运送所有人员到该居民楼层，若有多人为居民时，根据楼层从下到上依次运送居住民，若有接近人员按动副桥厢电梯门旁边的开关按钮时，打开副桥厢的电梯门，该人员按动副桥厢电梯门旁边楼层按钮，副桥厢运载物品到达该楼层。当有快递到达时，快递人员按动墙壁上的按钮，副电梯门打开，快递人员按动墙壁上的楼层按钮，副电梯运送快递物品直接到达该楼层，若有多件物品，按照最上层楼先放入，最下层楼最后放入，物品不重叠，依次放入副电梯，物品到达楼层后，传送带依次将物品推出。
[0016] 本发明的有益效果是：（1）通过摄像头进行人员识别，防止非居民使用电梯，加强居民安全保障；（2）通过压力传感器控制电梯门的开合，减少非必要的电梯运转，节约能源；（3）通过红外线传感器判断居民是否进入电梯，防止电梯门夹人的情况发生，增加安全性；
（4）设置四象限模块，将电梯下行的势能转换成电能，节约能源；（5）设置副电梯，方便居民拿取邮包和物品，增加居民安全性和便携性。
附图说明
[0017] 图1是本发明的一种桥厢系统示意图。
[0018] 图2是本发明的一种副桥厢的厢体示意图。
[0019] 图3是本发明的一种电路连接原理图。
[0020] 图4是本发明的控制方法的一种流程示意图。
[0021] 图中1.控制中心，2.交流电机，3.第二定滑轮，4.绳索，5. 第一定滑轮，6.配重，7.桥厢，8.井道，9.直流电机，10.钢索，11.副井道，12.副桥厢，13.按钮，14.空腔，15.传送带，16.三相电源，17.滤波电感，18.整流模块，19.继电器，20.电阻R1，21.晶体管VT1，22.滤波电容，23.逆变模块，24.驱动电机，25.DC/DC转换模块，26.储能电源。
具体实施方式
[0022] 下面通过
实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0023] 实施例一：一种四象限的电梯控制系统，如图1所示，包括控制中心1，用于接收传感器模块传递的数据和控制交流电机2的运转，控制中心1包括身份识别模块、处理模块和存储模块，存储模块存储用户身份信息，与身份识别模块连接，身份识别模块输入端与传感器模块连接，身份识别模块的输出端与处理模块输入端连接，处理模块输出端与交流电机2连接；四象限模块，电流输入端与三相电源16连接，电流输出端与交流电机2连接，四象限模块包括整流模块18和逆变模块23，整流模块18和逆变模块23均包括3组并联的IGBT模块， IGBT模块包括两个串联的IGBT，每个IGBT反并联一个二极管；交流电机2，安装在井道8的顶部，交流电机2的电流输入端与四象限模块连接，交流电机2的控制端与控制中心1连接；传感器模块，用于检测乘坐电梯的人员身份，与控制中心1连接，传感器模块包括若干个红外线传感器、若干个摄像头和若干个压力传感器，红外线传感器安装在桥厢7门开合的一侧，与处理模块连接，摄像头安装在电梯门的两侧墙壁上，与身份识别模块连接，压力传感器安装在电梯门前的地板下，与处理模块连接；桥厢7系统，包括桥厢7、若干个电梯门、绳索4、井道8、第一定滑轮5、第二定滑轮3和配重6，井道8两边内壁设置有导轨，桥厢7通过导轨安装在井道8内，第一定滑轮5固定安装在桥厢7顶部，第二定滑轮3固定安装在井道8上方，绳索4第一端与交流电机2连接，绳索4第二端绕过第一定滑轮5下侧后经第二定滑轮3上侧与配重6连接，配重6位于井道8外壁的一侧，若干个电梯门分别安装在各电梯入口处；三相电源16，经四象限模块后用于给交流电机2供电，与四象限模块连接。
[0024] 如图3所示，还包括滤波电容22、电阻R120、晶体管VT121、滤波电感17、继电器19、储能电源26、无线通信模块、直流电机9、DC/DC转换模块25、钢索10、副电梯门、副井道118和副桥厢12，电阻R120的第一端与整流模块18的正极输出端连接，电阻R120的第二端与晶体管VT121的基极连接，晶体管VT121的基极与滤波电容22的第一端连接，滤波电容22的第二端与整流模块18的负极输出端连接，晶体管VT121的集电极与整流模块18的正极输出端连接，晶体管VT121的发射极与逆变模块23的正极输入端连接，逆变模块23的负极输入端与整流模块18的负极输出端连接，滤波电感17的第一端与三相电源16连接，滤波电感17的第二端与整流模块18连接，继电器19串联在整流模块18正极输出端和晶体管VT121集电极之间，储能电源26的正极与滤波电容22的第一端连接，储能电源26的负极与滤波电容22的第二端连接，无线通信模块与处理模块连接，直流电机9经DC/DC转换模块25与储能电源26连接，直流电机9安装在副井道118顶部，直流电机9与钢索10的第一端连接，钢索10的第二端与副桥厢12连接，如图2所示，副桥厢12包括厢体、副厢门、承重地板和驱动电机24，厢体与钢索10第二端连接，厢体设有用于载物的空腔14，承重地板固定连接在厢体下方，副厢门固定安装在与副电梯门对应位置的厢体上，桥厢7门旁边的墙壁上设有按钮13，按钮13包括开关按钮13和楼层按钮13，承重地板安装有传送带15，传送带15与驱动电机24连接，驱动电机24经DC/DC转换模块25与储能电源26连接，驱动电机24安装在厢体的空腔14内。
[0025] 在具体应用中，当有人员接近电梯门2米内时，位于电梯门旁边墙壁上的摄像头对接近人员进行拍照，将拍照后的图像信息传递给身份识别模块，身份识别模块结合存储模块存储的居民信息对接近人员进行身份识别，经过识别后，若接近人员为居民，控制中心1的处理模块控制交流电机2启动，交流电机2通过拉拽绳索4带动桥厢7上的第一定滑轮5运动，与第一定滑轮5固定连接的桥厢7被连带着运动，当桥厢7到达一楼时，检测接近人员是否位于电梯门前的地板上，电梯门前的地板具有一定的弹性，压力传感器安装在电梯门前的地板下，当有人站在电梯门前的地板上时，该地板被往下压，压力传感器检测到有人站在地板上，并将信息传递给处理模块，处理模块判断有人在等待电梯，将电梯门打开，接近人员进入电梯，在经过桥厢7门时，安装在桥厢7门开合两侧的红外线传感器检测到有人经过，并将信息传递给处理模块，处理模块判断有人进入电梯，控制电梯门和桥厢7门闭合，控制交流电机2运行，直接将电梯运行到居民居住的楼层，不需要居民按动楼层按钮13。
[0026] 交流电机2通过三相电源16供电或通过市电供电，三相电源16经过滤波电感17对交流电进行滤波处理，减少三相电源16电流的
波动性，经整流模块18将交流电转换成直流电，通过滤波电容22对整流后的直流电进行滤波处理，将为整流干净的交流电去除，通过电阻和晶体管将电容的滤波作用进行放大，提高电容的滤波作用，经过滤波处理的直流电经逆变模块23将直流电逆变成交流电，给交流电机2供电，在整流模块18和逆变模块23之间设置继电器19，防止在整流过程或逆变过程出现电流过大烧坏电路的情况，对电路起到保护作用，将储能电源26连接在滤波电容22的两端，让储能电源26在整流模块18进行整流或逆变模块23进行整流的过程中，吸收部分电能，保障储能电源26具有足够的电源带动直流电机9和驱动电机24的运转。
[0027] 当摄像头检测到有人员接近且身份识别模块已经识别出该接近人员不是居民时，若该人员按动副电梯门旁边墙壁上的按钮13，副电梯门打开，位于副电梯门上方设有标识指示灯，指示灯为蓝色或者红色，同时设有语音系统，提示该人员将物品放入副电梯中，若有多件物品，按照最上层楼先放入，最下层楼最后放入，物品不重叠，提示接近人员依次放入副电梯，物品到达楼层后，传送带15依次将物品推出，当物品被推出时，位于该居民楼层的副电梯门上的指示灯亮，提示居民拿取物品。
[0028] 实施例二，如图4所示，一种四象限的电梯控制方法，适用于一种四象限的电梯控制系统，包括以下步骤：步骤s1：当有人员从一楼接近电梯门时，摄像头对接近人员进行拍照并识别接近人员身份；步骤s2：若接近人员为居民时，获取电梯位置和接近人员居住的楼层，若电梯处于其他楼层且其他楼层无人员接近时，电梯从该楼层往一楼下行，当接近人员位于压力传感器所处地板上方且电梯已经到达一楼时，电梯门和桥厢7门打开，红外线传感器检测到到接近人员进入电梯后，电梯直接上行到该人员居住的楼层；步骤s3：若接近人员为非居民时，判断是否有居民通过无线通信模块发送的该接近人员图像信息，若有，则电梯门打开，接送该人员到达发送图像的居民楼层，若无，则电梯不产生动作；步骤s4：当有人员从某一楼层接近电梯门时，判断是否有其他楼层有人接近电梯门，若其他楼层没有人接近电梯门，则电梯运行到有人员接近的楼层，当该人员位于压力传感器所处地板上且电梯已经到达该楼层时，电梯门打开，若其他楼层还有人员接近电梯，则从上到下接送各楼层人员。
[0029] 若接近人员为多人时，识别每个人的身份信息，若其中有一人为居民，则控制电梯门打开并运送所有人员到该居民楼层，若有多人为居民时，根据楼层从下到上依次运送居住民，若有接近人员按动副桥厢12电梯门旁边的开关按钮13时，打开副桥厢12的电梯门，该人员按动副桥厢12电梯门旁边楼层按钮13，副桥厢12运载物品到达该楼层。
[0030] 以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出
权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
