LED顯示屏在電梯屏中的應(yīng)用

朱成震，楊 勇，蔣甲強

(山東華宇工學(xué)院，山東 德州 253011)

1 LED顯示屏在電梯屏中的應(yīng)用

1.1 顯示操作模塊

在LED顯示屏中，顯示屏分辨率的高低、體積的大小決定了展示信息的豐富度。顯示操作模塊可以直接控制LED顯示屏上展示的信息，并支持通過更改后臺操控指令，達到信息切換的目的。例如：通過字幕滾動的形式在有限的LED顯示屏上展示更多的信息。根據(jù)操作對象、指令來源的不同，顯示操作模塊又可分成內(nèi)部控制操作和外部功能操作兩部分，前者的操作對象是系統(tǒng)開發(fā)人員，后者的操作對象是電梯使用者。

1.2 口令操作系統(tǒng)

電梯的LED顯示屏還扮演了傳遞信息的橋梁作用。乘客通過顯示屏進行操作，然后對應(yīng)的指令快速傳遞到后臺控制終端，進而做出響應(yīng)，控制電梯運行，滿足乘客的使用需求。LED顯示屏在現(xiàn)代電梯系統(tǒng)中的應(yīng)用是將電梯LED顯示屏和后臺控制系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，將信息寫入金屬或電子芯片，并經(jīng)電梯LED顯示屏的識別功能，實現(xiàn)信息的互傳、對接，以LED顯示屏作為一種信息交互模塊，結(jié)合后臺整體數(shù)字化系統(tǒng)的信息轉(zhuǎn)換和處理，對使用者的口令做出響應(yīng)，提高電梯操作的靈活性、人性化、智能化水平，也為電梯屏的功能價值擴展提供更多的可能。

1.3 十六進制的編寫

LED顯示屏在電梯屏中的應(yīng)用可以使用十六進制的信息編寫模式，對信息進行整合處理。在實際編碼過程中，基于安裝于電梯屏內(nèi)的LED顯示屏內(nèi)部的信息操作系統(tǒng)，可以快速高效地對信息資源進行編碼處理，同步實現(xiàn)數(shù)字信息結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)信息的整合，保證信息顯示、反饋的準(zhǔn)確度。在電梯LED顯示屏系統(tǒng)的十六進制編寫支持下，可以可靠地保證電梯安全。相較于傳統(tǒng)電梯屏信號顯示與信息處理，LED顯示屏應(yīng)用增強了信息跟蹤監(jiān)測與操作的功能，一旦電梯發(fā)生故障，可以快速將信號傳遞至內(nèi)部顯示屏，對電梯使用者做出提示，并向監(jiān)控室發(fā)出警報，以提高電梯運行的安全可靠性。

1.4 選擇顯示

電梯的LED顯示屏作為人機交互裝置，除了可以接收來自用戶的操控指令外，還能夠向用戶展示電梯的實時狀態(tài)，包括所在樓層、運行方向等。近年來，隨著智能控制技術(shù)的成熟及其在LED顯示屏中的應(yīng)用，可以選擇顯示的內(nèi)容也進一步增加。如電梯可載人數(shù)、可載重量、預(yù)計運行時間等都可以在顯示屏上展示，為用戶提供了便利。

2 電梯LED顯示屏的技術(shù)創(chuàng)新

2.1 問題分析

電梯的使用為人們帶來了諸多便利，但是也經(jīng)常會遇到問題：在電梯使用的高峰期，某些樓層的乘客等待了一段時間，終于到達所在的樓層后，發(fā)現(xiàn)電梯已經(jīng)滿員，嚴(yán)重浪費時間。有些乘客在當(dāng)前樓層按下上升或下降按鍵后，臨時有急事走開。但是電梯運行至該樓層后，仍然會開門，并等待數(shù)秒之后再關(guān)門，繼續(xù)向上、向下運行。在開門、關(guān)門的過程中也會浪費大概10 s的時間。對于其他等待使用電梯的乘客來說，也會延長等待時間，降低電梯的使用率。通過革新電梯LED顯示屏技術(shù)，可以解決這兩種常見的問題。

2.2 方案內(nèi)容

方案一：在電梯內(nèi)增加一個智能稱量模塊，整個裝置由靈敏電子秤、壓電傳感器、信號放大器及顯示屏等組成。當(dāng)電梯內(nèi)有人或物時，產(chǎn)生的重力會經(jīng)過壓電傳感器將壓力信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。同時，電信號經(jīng)過信號放大器的處理，提高了識別精度?？刂葡到y(tǒng)還可以自動對比電梯的實時重量變化，用額定載重減去實時重量，將可搭載重量通過顯示屏進行展示。這樣乘客就可以通過電梯外置顯示屏了解可以搭載的最大重量，根據(jù)實際情況確定是否滿足乘坐本次電梯的需求。例如，電梯LED顯示屏上顯示“可搭載重量50 kg”，如果等待人員體重為70 kg，會造成電梯超重，就可以選擇其他電梯或是樓梯，避免浪費等待時間。

方案二：將電梯門外的一定區(qū)域，劃定為“等候區(qū)”。然后在每個樓層的電梯門框上安裝紅外線掃描儀。當(dāng)有人進入等候區(qū)時，紅外線掃描儀會自動感知人體發(fā)射出的紅外信號，判斷是否有人以及有多少人在等待，同時將這些信號實時反饋給電梯控制中心。如果最新的反饋信號顯示某個樓層等候區(qū)的紅外信號消失，說明該樓層沒有等候乘梯的人員。即便是該樓層的上升或下降按鈕被按下，電梯也不會在該樓層停止。這樣就可以解決電梯開門卻無人等候的情況，避免了無效等待的情況。

2.3 技術(shù)要求

要想對電梯LED顯示屏進行改良，需要應(yīng)用許多新技術(shù)、新設(shè)備，如數(shù)據(jù)采集技術(shù)、紅外線掃描技術(shù)、人臉識別技術(shù)等。

電梯容量采集。在電梯底部安裝高靈敏度的電子秤。同時，在電梯外部放置一塊LED顯示屏，顯示內(nèi)容與電子秤保持一致。對電子秤進行改良，將采集到的壓力數(shù)值不直接對外顯示，而是利用單片機進行一個簡單的數(shù)值運算，即“電梯額定載重-當(dāng)前載重”，將計算結(jié)果在LED顯示屏上對外展示。各樓層等候電梯的人員可以根據(jù)自己的體重判斷能否搭乘電梯，決定是否繼續(xù)等待。

電梯運行不停機。在各個樓層的電梯門框上安裝檢測裝置，可以實時判斷等候區(qū)域是否有人。若檢測到某樓層的按鈕按下，但是等候區(qū)卻無人時，電梯在該樓層不會停止。為了避免有乘客從掃描區(qū)域路過而干擾判斷的情況，將電梯按鍵命令的優(yōu)先級設(shè)置為“高”，而紅外掃描命令的優(yōu)先級設(shè)置為“低”。在檢測技術(shù)上有三種檢測裝置可供選擇，其特點各不相同，其中光幕裝置的造價較低，技術(shù)研發(fā)比較成熟，設(shè)備運行的能耗較低，可以保證檢測的靈敏度。但是后期運行維護的成本較高，且安裝使用的條件有一定的限制。超聲波感應(yīng)裝置采用了信號發(fā)射、接收一體化設(shè)計，保證了運行穩(wěn)定性，對外界環(huán)境因素的抗干擾能力強，后期維護方便。但是總體造價較高，且檢測范圍有限，檢測角度通常只有30°，實際運行中可能會導(dǎo)致等候區(qū)有人，但是因為沒有處于檢測范圍內(nèi)而造成誤判的情況。人臉識別裝置是近年來較為流行的檢測技術(shù)，其優(yōu)點是安裝使用和運維保養(yǎng)較為方便，具有較大的覆蓋范圍。缺點是造價較高，且識別過程中容易受到外界光線等因素干擾，識別的精度也會受到影響。

2.4 應(yīng)用效果

經(jīng)過技術(shù)改良后的LED顯示屏在電梯屏中進行了試點應(yīng)用，結(jié)合應(yīng)用效果來看，其核心優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：其一，減少了電梯無效等待時間，避免了時間浪費。正常情況下，電梯在每個樓層完成開門-等待-關(guān)門動作，需要7 s左右的時間。同時，在靠近停留樓層前，需要提前減速，在關(guān)門后需要加速，相比正常運行要額外多出3 s的時間。假設(shè)某高層建筑電梯每天空停20次，那么經(jīng)過LED顯示屏的技術(shù)改良后，電梯每往返運行一次，就可以節(jié)約200 s的時間。其二，根據(jù)計算，電梯每空停-啟動20次，相比于正常運行要額外消耗6～8°的電量，在一些比較繁華的商業(yè)圈，以電梯安裝量100部計算，每天至少節(jié)約的電量為600°電。