基于IC卡系統(tǒng)的電梯聯(lián)動(dòng)控制

史禮迪

摘 要：現(xiàn)代建筑對智能化、自動(dòng)化的要求越來越高。非接觸式IC刷卡聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)在電梯系統(tǒng)上的應(yīng)用提高了建筑智能化水平，加強(qiáng)了樓宇系統(tǒng)安全性與便利性。本文提出一種思路，用以解決電梯與樓宇對講、門禁等系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)控制應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電梯控制器；刷卡；門禁系統(tǒng)；樓宇對講

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.128

隨著自動(dòng)控制技術(shù)、信息技術(shù)在建筑智能化上的廣泛應(yīng)用，電梯控制、樓宇對講、門禁設(shè)備系統(tǒng)集成聯(lián)動(dòng)控制成為一種趨勢。尤其是在公共建筑智能化上，便利的使用流程，安全靈活的管理方式，更是讓聯(lián)動(dòng)控制倍受青睞。

1 電梯的樓層權(quán)限管理與控制

電梯系統(tǒng)作為一種拖動(dòng)控制系統(tǒng)，本身有一套完善的控制流程。本文討論的電梯控制特指對樓層權(quán)限的管理與控制，區(qū)別于電梯系統(tǒng)本身。一般而言，最簡易的電梯使用流程如圖1.1所示。

如果使用非接觸式IC卡系統(tǒng)的電梯控制器（以下簡稱電梯控制器）對樓層進(jìn)行權(quán)限管控，則在電梯系統(tǒng)之外加入非接觸式刷卡控制環(huán)節(jié)，具體實(shí)施是在電梯樓層按鍵處接入觸點(diǎn)，該觸點(diǎn)由電梯控制器輸出。原理如圖1.2所示，呼梯之后，乘梯者進(jìn)入電梯，需刷卡驗(yàn)證，驗(yàn)證過程由電梯控制器完成，有權(quán)才能選層。可以看出，事實(shí)上，電梯控制器本身不會去控制電梯，只是通過對樓層按鍵的短接和釋放來決定電梯按鍵是否有效。現(xiàn)從權(quán)限的不同來闡述協(xié)同的原理。

（1）無權(quán)限時(shí)，電梯控制器不動(dòng)作，AC，AB均處于斷開狀態(tài)，此時(shí)即使按下電梯按鍵，由于回路被AB強(qiáng)行斷開，電梯不會響應(yīng)。

（2）單層卡，刷卡后，電梯控制器動(dòng)作，AC導(dǎo)通，按鍵直接被短接，回路導(dǎo)通，此時(shí)即使不按電梯鍵盤，電梯也會被啟動(dòng)運(yùn)行到指定樓層。

（3）多層卡，刷卡后，電梯控制器上對應(yīng)的樓層輸出繼電器的AB導(dǎo)通，電梯對應(yīng)的按鍵不被強(qiáng)行斷開，用戶按下電梯按鍵，回路就被接通了，電梯隨即動(dòng)作到按下的那一樓層。

因此，有權(quán)限才能選層乘梯；無權(quán)限，樓層按鍵無效（強(qiáng)制斷開）。這種方式需要改造電梯的樓層按鍵線路，將IC卡電梯控制器的輸出觸點(diǎn)接入按鍵線路。參考圖1.3，電梯的使用處于受控狀態(tài)，但呼梯操作不受控制。

實(shí)際上，目前部分電梯廠家一般會留有485協(xié)議與電梯控制器對接，刷卡驗(yàn)證權(quán)限后，電梯控制器通過485協(xié)議向電梯系統(tǒng)發(fā)送樓層信息，電梯系統(tǒng)才允許轎廂中的樓層按鍵有效，控制結(jié)果等效于直接的按鍵控制的效果。結(jié)構(gòu)圖如1.4所示。

電梯控制器與電梯系統(tǒng)（控制柜之間的）RS485接口協(xié)議流程可以設(shè)計(jì)為：

IC卡電梯控制器在刷卡成功后發(fā)起請求，電梯側(cè)收到即應(yīng)答并釋放對應(yīng)樓層按鍵完成授權(quán)；若電梯控制器在指定時(shí)間未收到應(yīng)答，則重發(fā)請求。這種控制方式比之前所述的繼電器輸出控制電梯按鍵更簡潔，實(shí)際應(yīng)用上更方便，利于施工與維護(hù)。

基于IC卡的電梯控制系統(tǒng)簡易結(jié)構(gòu)見圖1.6。本文的討論僅限于設(shè)備展開，不涉及上位機(jī)部分。

2 群控電梯的聯(lián)動(dòng)派梯

多部電梯往往使用群控機(jī)制。用戶在電梯廳呼梯面板進(jìn)行呼梯操作，由電梯群控系統(tǒng)處理呼梯信號并分配一部電梯。在公共建筑中使用群控電梯，為了安全便捷地引導(dǎo)用戶使用電梯，有效的管控電梯權(quán)限，不僅僅是通過IC卡電梯控制器對樓層權(quán)限（按鍵）進(jìn)行控制，還可以同時(shí)通過電梯廳非接觸式IC卡門禁控制器對呼梯進(jìn)行聯(lián)動(dòng)引導(dǎo)。原理參考下圖2.1。使用流程為：乘梯者進(jìn)入候梯廳，要通過人行通道閘機(jī)，刷卡驗(yàn)證權(quán)限后，通道閘放行，乘梯者進(jìn)入候梯廳，選層器（主機(jī)）通過RS485協(xié)議向門禁控制器（從機(jī)）查詢獲得持卡人樓層信息。電梯群控系統(tǒng)根據(jù)選層器獲得的樓層信息完成群控派梯，乘梯者在候梯廳無需操作呼梯面板，也無需做其他呼梯操作。且基于1中的梯控權(quán)限管理機(jī)制，持卡人還可自動(dòng)獲得樓層權(quán)限，在轎廂中無需刷卡。此過程不僅完成刷卡過閘機(jī)聯(lián)動(dòng)群控派梯，且實(shí)現(xiàn)樓層權(quán)限管理。

電梯選層器以主機(jī)方式定時(shí)查詢獲得的樓層信息與在選層面板上獲取的樓層信息是等效的。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，候梯廳即便沒有閘機(jī)控制，為了實(shí)現(xiàn)便捷引導(dǎo)乘梯與樓層權(quán)限管控，也可以在選層面板安裝IC卡控制設(shè)備，通過樓宇I(lǐng)C卡刷卡系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)便捷乘梯。

上述群控電梯的聯(lián)動(dòng)控制方式并非唯一選擇。有些群控電梯提供基于TCP協(xié)議的主機(jī)服務(wù)，向第三方系統(tǒng)提供接口。IC卡系統(tǒng)可以在上位機(jī)軟件對接群控主機(jī)，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)的在線梯控權(quán)限管理與派梯聯(lián)動(dòng)。

3 樓宇對講與電梯聯(lián)動(dòng)

對于住宅小區(qū)建筑，樓宇對講系統(tǒng)較好的解決了這種用戶集中，容量大的安保管控需求。在此場景下，我們提出一種聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，用以解決住宅業(yè)主與訪客在電梯使用中的權(quán)限管控。結(jié)構(gòu)如下圖3.1所示。在此引入一種新的設(shè)備，集控器，實(shí)現(xiàn)RS485協(xié)議處理轉(zhuǎn)發(fā)。集控器從門口機(jī)、IC卡門禁控制器獲取樓層信息轉(zhuǎn)發(fā)給電梯控制器。而后電梯控制完成對電梯的控制。（控制方式參考1所述）

實(shí)際應(yīng)用場景分為三種：業(yè)主入戶乘梯、訪客拜訪乘梯與不同樓層業(yè)主拜訪。

業(yè)主乘梯。業(yè)主進(jìn)入單元門前，刷卡，IC卡門禁控制器（內(nèi)嵌在門口機(jī)，因?yàn)橐话愣詷怯铋T口機(jī)不帶IC卡門禁功能）開門，同時(shí)門禁控制器通過約定的485協(xié)議經(jīng)集控器控制電梯控制器釋放業(yè)主所在樓層的電梯按鈕并呼叫電梯。

訪客乘梯（訪客是無卡的）。訪客在對講門口機(jī)呼叫業(yè)主，業(yè)主在室內(nèi)分機(jī)向門口機(jī)給出開門指令，對講門口機(jī)通過約定的485協(xié)議經(jīng)集控器處理后控制電梯控制器釋放對應(yīng)的電梯按鈕供訪客乘梯。

不同樓層業(yè)主互訪。樓宇對講系統(tǒng)的門口機(jī)將樓層信息經(jīng)集控器處理后控制電梯控制器釋放對應(yīng)的電梯按鈕。

4 總結(jié)

利用基于IC卡技術(shù)的門禁控制與電梯控制，討論了電梯使用中的一些流程，涉及引導(dǎo)呼梯、樓層權(quán)限管控等環(huán)節(jié)。從應(yīng)用場景的不同分別描述了群控聯(lián)動(dòng)與樓宇對講聯(lián)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方式。但在工程實(shí)踐中，還需具體考慮使用環(huán)境和需求，例如本文在討論樓宇對講聯(lián)動(dòng)時(shí)，并未考慮乘梯者中途等待延時(shí)及總線的實(shí)際通訊效果對系統(tǒng)的可靠性影響等。

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