[发明专利]一种电梯智能语音提示系统及方法

权利要求书

1.一种电梯智能语音提示方法，其特征在于，所用的电梯智能语音提示系统包括传感器检测模块、语音提示单元和主控板，传感器检测模块，其安装在轿厢上，所述传感器检测模块用于采集所述轿厢所处高度的气压；语音提示单元，其安装在所述轿厢内；主控板，其接收所述传感器检测模块反馈的气压信息，所述主控板根据所述气压信息检测电梯的运行状态，并依次计算得到所述轿厢的海拔高度和所处楼层，所述主控板的输出端与所述语音提示单元连接，所述语音提示单元用于实时播报楼层信息以及电梯运行状态信息；所述传感器检测模块采用的是JY901B型大气压强传感器，所述主控板采用的是Raspberry Pi 3B+控制器；所述语音提示单元包括音量调节旋钮、音频功放模块和喇叭，所述音频功放模块与所述主控板连接，所述音量调节旋钮和喇叭分别与所述音频功放模块连接，所述音频功放模块接收所述主控板发出的音频信号，经放大后传输至所述喇叭中进行外放；还包括一充放电模块，其与电源模块连接，所述主控板的电源端通过所述充放电模块与所述电源模块连接；所述充放电模块还连接一电池组；还包括无线通信模块，其与所述主控板的输入输出接口连接，所述主控板通过所述无线通信模块与移动终端通信连接；

电梯智能语音提示方法包括以下步骤：

步骤一、传感器检测模块多次采集气压信息，并传送至主控板中；

步骤二、根据所述气压信息，判断电梯的运行状态，并进行语音播报；

步骤三、根据所述气压信息计算出海拔高度信息；

步骤四、记录相邻两个楼层之间的实际高度HIGH；

步骤五、记录电梯前后的气压变化差值，根据气压变化差值计算出相对高度变化值，进而计算得出电梯所处楼层，并进行语音播报；

其中，所述步骤三中，首先计算气压值，JY901B型大气压强传感器采集到气压值数据包0x55 0x55 P0 P1 P2 P3 H0 H1 H2 H3 SUM，每个数据由高字节、低字节组合成一个有符号的short类型数据，气压计算方法如式(1)：

其中，0x55 0x56是数据包选择校验，P0-H3为8位数据，P是气压，SUM是数据奇偶校验位；

所述海拔高度的计算方法如式(2)：

式中P_H为高度H时的对应气压，P_b为高度H_b时的对应气压；β是温度垂直变化率；T_b是高度H_b时的温度；g是重力加速度常数；R是空气专用气体数；

将公式(2)优化改进，先对其进行微分计算得到公式(3)：

通过计算得到系数由于在标准海平面附近，气压变化较小，所以式中系数a约等于-78.91m/kPa，根据国际标准大气压数据表计算可得海拔每升高1m，气压下降12.7Pa，进而推导出改进后的气压P与海拔高度数学模型关系式为式(4)：

根据公式(4)即可根据气压值计算出海拔高度。

2.如权利要求1所述的电梯智能语音提示方法，其特征在于，所述步骤一中，对采集的气压信息进行滤波处理：用中值滤波法和算术平均滤波法结合使用去除高频噪声，先循环获取传感器检测模块实时采集的气压值，每隔150ms取一次当前值，连续获取10次，记为D1-D10，去掉其中最大值和最小值，对剩下的数据求一次平均值记为avg1，连续循环3次得到avg1、avg2、avg3，对三次均值avg1、avg2、avg再做差值运算，得到所处位置处的实际气压值。

3.如权利要求2所述的电梯智能语音提示方法，其特征在于，所述步骤二中，至少对气压值连续进行三次采样，采集的气压值记为Pa1、Pa2、Pa3，如果Pa1Pa2Pa3，则判定为电梯在上行；如果Pa1Pa2Pa3，则判定为电梯在下行；如果Pa1、Pa2、Pa3在一定幅度波动，则判定为电梯处于停止状态；

如果计算得出电梯处于运动状态则改变电梯状态标志位run＝1，发出电梯运行信号；若计算得出处于停止状态，则修正电梯状态标志位run＝0。

4.如权利要求3所述的电梯智能语音提示方法，其特征在于，所述步骤五中，设置一个楼层计数变量count，并赋值程序开始运行时的楼层楼，默认程序在一楼复位开始检测运行，则记count＝1，当电梯开始运行时，状态位run＝1，通过串口向传感器发送指令0xFF0xAA 0x01 0x01 0x00将根据传感器气压值换算的海拔高度设置为默认值0米，获取此时气压值记为data1，当等到电梯停止run＝0时，获取当前气压值记为data2，再对data1、data2进行差值运算结果记为data_change，将data_change经过气压-海拔高度转换算法得到相对高度变化值change_H，最后计算change_H/High＝change_count，并对change_count进行取整，即可计算出当前电梯到达楼层为count+＝change_count层。