郅治

電梯作為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡倪\(yùn)輸設(shè)備 ，承擔(dān)著建筑物內(nèi)樓層之間的運(yùn)輸工作，其實(shí)用價(jià)值高， 被廣泛應(yīng)用于各個(gè)場(chǎng)所。目前常見(jiàn)的垂直式電梯是通過(guò) 直接操作電梯按鈕控制其運(yùn)作的，而電梯按鈕一般都是 接觸式的按鈕，這就會(huì)導(dǎo)致同一天內(nèi)很多人接觸同一個(gè) 電梯按鈕，容易導(dǎo)致病菌聚集在該按鈕上，存在公共衛(wèi)生 安全隱患。尤其是在新冠疫情防控期間，多人相互接觸同 一個(gè)電梯按鈕，會(huì)導(dǎo)致疫情傳播速度加快。為了避免這種 情況的發(fā)生，各個(gè)場(chǎng)所的電梯設(shè)備也采用了各種措施，以 避免不同的人觸摸到同一個(gè)電梯按鈕。目前有人為了避免 接觸電梯按鈕，在按電梯按鈕時(shí)，會(huì)先使用酒精對(duì)電梯按 鈕進(jìn)行消毒，也有人用紙巾包裹手指后再去按電梯按鈕， 甚至還有人專門備有小棍子，用小棍子代替手指接觸電梯 按鈕等等。這些現(xiàn)象映射出一個(gè)問(wèn)題，那就是人們需要一 種非接觸式的電梯按鈕，以避免與他人的間接接觸，這也 是本文研究“紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕”的直接目的。

（一）現(xiàn)有電梯按鈕背景技術(shù)介紹

隨著科技的發(fā)展，電梯已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人們的 日常生活中，比如大型的商場(chǎng)，超市，車站，寫(xiě)字樓等場(chǎng) 所，都配備有直梯、扶梯等電梯設(shè)備。電梯是一種在建筑 物中通過(guò)電力驅(qū)動(dòng)的可代替人們步行上下樓的升降設(shè)備， 從功能角度可分為乘客電梯，載貨電梯，觀光電梯等，其 功能多樣，用途廣泛。如今電梯隨處可見(jiàn)，而常見(jiàn)的電梯 按鈕布置如下：電梯可分為轎廂內(nèi)和轎廂外，轎廂外的 按鈕比較簡(jiǎn)單，一般就是兩個(gè)按鈕：上行按鈕和下行按鈕 ;轎廂內(nèi)按鍵較多，包括有對(duì)講按鈕，警鈴按鈕，數(shù)量較 多的樓層按鈕，關(guān)門按鈕，開(kāi)門按鈕等;其中樓層按鈕， 關(guān)門按鈕，開(kāi)門按鈕是主要功能按鈕，使用頻率較高， 對(duì)講按鈕，警鈴按鈕一般是應(yīng)對(duì)緊急情況的按鈕，使用次 數(shù)較少。電梯按鈕的控制方式也很簡(jiǎn)單，就是接觸式按壓控 制。

（二）紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕研究的必要性

電梯大多時(shí)候是作為公共設(shè)備，服務(wù)于社會(huì)大 眾的，常見(jiàn)的電梯按鈕都是接觸式控制，這種方式比較直 接，簡(jiǎn)單，易操作，但由于是公共設(shè)備，電梯按鈕長(zhǎng)時(shí)間 被多人接觸，導(dǎo)致上面的細(xì)菌病毒不斷積累，容易造成細(xì) 菌病毒傳播問(wèn)題。據(jù)調(diào)查顯示，實(shí)驗(yàn)人員對(duì)乘坐的公交汽 車，手機(jī)，電梯按鈕以及馬桶坐墊進(jìn)行細(xì)菌檢測(cè)，結(jié)果顯 示：細(xì)菌病毒含量排行第一的是電梯按鈕，手機(jī)排行第二 ，公交車上的把手排行第三，馬桶坐墊排行第四，令人驚 嘆，一個(gè)不起眼的電梯按鈕竟然藏匿如此多的細(xì)菌、病毒 。另外也會(huì)專門對(duì)醫(yī)院電梯內(nèi)的病菌進(jìn)行檢測(cè)，由于醫(yī)院 電梯里有大量醫(yī)護(hù)人員、患者、陪護(hù)人員等往來(lái)，各種病 菌病毒交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)很高，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，電梯按鈕上的 病原微生物最多，遠(yuǎn)多于電梯內(nèi)地板表面和墻面等，因此 需要按時(shí)對(duì)電梯進(jìn)行消毒，防止病毒交叉感染。此次新冠 疫情對(duì)人們生活產(chǎn)生了較大的影響，各場(chǎng)所的電梯里也經(jīng) 常會(huì)放置抽紙，以及酒精、免洗手液等消毒用具，目的就 是為了減少或者避免多人直接接觸電梯按鈕，進(jìn)而有效地 防止病菌的傳播。從功能角度來(lái)講，電梯確實(shí)是十分便捷 的工具，但從公共衛(wèi)生角度來(lái)講電梯按鈕也確實(shí)存在衛(wèi) 生安全隱患，因此發(fā)明一種非接觸式電梯按鈕來(lái)代替現(xiàn)有 電梯按鈕控制電梯運(yùn)行十分必要。

（三）紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕研究意義

紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕與普通的電梯按鈕 相比，其優(yōu)點(diǎn)不言而喻，無(wú)接觸式的電梯按鈕很大程度上 能夠防止病菌的傳播。不管是針對(duì)在當(dāng)前新冠疫情防控的 嚴(yán)峻情況，還是平時(shí)防止細(xì)菌交叉感染等情況，無(wú)接觸式 的電梯按鈕對(duì)公共衛(wèi)生安全具有良好的保障作用，而且其 操作也很簡(jiǎn)單，手指靠近相應(yīng)位置就可以觸發(fā)信號(hào)，輕松 實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的控制。

（四）電梯按鈕研究的發(fā)展趨勢(shì)

電梯從最開(kāi)始的提升機(jī)構(gòu)到后來(lái)發(fā)展為電力驅(qū) 動(dòng)的升降梯，其功能性一直在發(fā)展，相應(yīng)的電梯按鈕也需 要優(yōu)化升級(jí)，這次新冠疫情也給人們敲響了警鐘，再加上 人們對(duì)于健康的要求在不斷提高，公共衛(wèi)生也成為人們關(guān) 注焦點(diǎn)，所以紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕也是電梯按鈕 的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。目前社會(huì)正朝著智能化和節(jié)能環(huán)保的方 向發(fā)展，免接觸電梯按鈕就是運(yùn)用紅外線感應(yīng)技術(shù)，進(jìn) 行智能化的改進(jìn)。今后的電梯按鈕可能還會(huì)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)更 多的智能化，例如通過(guò)語(yǔ)音控制電梯運(yùn)作等;另外，電梯 的運(yùn)行將更加節(jié)能環(huán)保，如利用人工智能技術(shù)等優(yōu)化運(yùn)行 邏輯?？偠灾?，隨著科技的發(fā)展，電梯智能化程度一定 會(huì)不斷提升，以更好的服務(wù)于大眾。

（一）紅外線感應(yīng)技術(shù)介紹

紅外線是一種頻率介于可見(jiàn)光與微波之間的一 種電磁波，屬于不可見(jiàn)光的一種，就是說(shuō)人無(wú)法通過(guò)肉眼 觀察到紅外線，但其實(shí)紅外線時(shí)刻存在于我們身邊，這是 由于紅外線具有熱效應(yīng)，即溫度高于絕對(duì)零度（- 273.15℃）的物質(zhì)都可以產(chǎn)生紅外線。隨著對(duì)紅外線性質(zhì)的進(jìn) 一步探究，其被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中，比如醫(yī)療領(lǐng)域，4 μm～14μm波段的紅外線被譽(yù)為“生育光線”，具有促 進(jìn)血液循環(huán)，活化細(xì)胞，消炎，抑菌等功能。軍事領(lǐng)域的 夜視儀，熱成像等也都是利用紅外線技術(shù)制成的。在人 們?nèi)粘Ｉ钪幸灿泻芏嗬樱邕b控器，自動(dòng)門，感應(yīng) 水龍頭，防盜裝置，安檢設(shè)備等，可見(jiàn)紅外線技術(shù)已經(jīng) 運(yùn)用到了各個(gè)領(lǐng)域，是一種很成熟的技術(shù)手段。

（二）紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕構(gòu)成

紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕的構(gòu)成是比較復(fù)雜 的，下面對(duì)照?qǐng)D1進(jìn)行說(shuō)明。圖1是我們?cè)诔俗娞輹r(shí)常見(jiàn) 的按鈕面板，叫做選層器，其包括顯示器，相應(yīng)的電梯按 鈕，操作箱。然而這些只是表面上看到的，遠(yuǎn)不能實(shí)現(xiàn)免 接觸的功能，也不具備紅外線感應(yīng)功能。實(shí)際上在按鈕的 外表面還有發(fā)射裝置，接收裝置，提示裝置，這些才是實(shí) 現(xiàn)紅外線感應(yīng)的主要裝置。發(fā)射裝置實(shí)質(zhì)是貼片式的紅外 線發(fā)射管，結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括環(huán)形的金屬支架，中 間為接收芯片封裝在第一薄片膠體內(nèi)，通過(guò)正，負(fù)支腳架 與金屬支架連接。接收裝置為貼片式的紅外線接收管，其 結(jié)構(gòu)與發(fā)射裝置類似，如圖3所示。提示裝置為聲光提示 器，包括發(fā)聲器和發(fā)光二極管。操作箱內(nèi)設(shè)有微處理器和 電源。

（三）紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕工作原理

發(fā)射裝置，接收裝置，聲光提示裝置和微處理 器均與電源相連接，微處理器同時(shí)與控制柜連接。其工作 原理如下：紅外線發(fā)射管會(huì)發(fā)射紅外線光束，接收器接收 到紅外線光束，會(huì)形成一個(gè)信號(hào)傳輸給微處理器，當(dāng)人用 手指靠近按鈕時(shí)，接收器接收到的紅外線信號(hào)會(huì)發(fā)生改變 ，形成新的信號(hào)，稱為第一信號(hào)傳輸給微處理器;同時(shí)紅 外線感應(yīng)器會(huì)感應(yīng)到人發(fā)出的紅外線信號(hào)，形成第二信號(hào) 傳輸給微處理器，當(dāng)處理器同時(shí)接到這兩個(gè)信號(hào)后反饋 給控制柜，也會(huì)將信號(hào)傳輸給聲光提示裝置，則會(huì)有語(yǔ)音 播報(bào)樓層號(hào)，相應(yīng)按鈕會(huì)變亮，方便人們核實(shí)所選樓層 是否正確，此時(shí)控制柜會(huì)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，電梯開(kāi)始 運(yùn)作。

（四）紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕與普通電梯按鈕對(duì)比

圖1 選層器結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 紅外線接收管結(jié)構(gòu)示意圖

紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕與普通電梯按鈕相比結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，普通的電梯按鈕可能僅有按壓發(fā)光或者 警示作用的相關(guān)功能裝置，而紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕 為實(shí)現(xiàn)免接觸功能，增加了紅外線發(fā)射裝置，接收裝置， 感應(yīng)裝置和用于接收和反饋信號(hào)的微處理器。紅外線感應(yīng) 免接觸電梯按鈕的功能更加全面且可以替代普通電梯按鈕 。

（一）安全性

紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕與普通電梯按鈕相 比最大的優(yōu)點(diǎn)就是安全性較高，這種新型按鈕操作時(shí)不需 要人手直接接觸電梯按鈕就可以控制電梯，降低電梯按鈕 表面藏匿病菌的可能性。在當(dāng)今疫情防控的背景下，人們 出行都需注意衛(wèi)生安全問(wèn)題，而電梯是人們出行經(jīng)常乘坐 的電器設(shè)備之一，在乘坐電梯時(shí)更要多加注意衛(wèi)生安全。 紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕廣泛應(yīng)用后，人們就無(wú)需擔(dān)心 接觸電梯按鈕會(huì)導(dǎo)致交叉感染等危及公共衛(wèi)生安全的問(wèn)題 。這種紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕可應(yīng)用于住宅電梯、 車站電梯、辦公樓電梯內(nèi)等各種人員密集的公共場(chǎng)所，可 以保障人們乘坐電梯出行的安全。

（二）便捷性

便捷性是紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕的另一大 優(yōu)點(diǎn)，對(duì)比免接觸電梯按鈕與普通按鈕的結(jié)構(gòu)，免接觸電 梯按鈕的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，其應(yīng)用了紅外線感應(yīng)技術(shù)，人們 無(wú)需接觸按鈕就可以操縱電梯，方便人們對(duì)電梯的控制。 而當(dāng)乘坐電梯的人員較多時(shí)，其響應(yīng)更快、操作更方便。 另外電梯配備了聲光提示裝置，聲音提示會(huì)播報(bào)乘梯人所 選的樓層號(hào)，光提示則是在人們選擇樓層后電梯按鈕會(huì)發(fā)光，以便于乘梯人核對(duì)樓層信息，避免乘坐錯(cuò)誤樓層的情 況。另外電梯內(nèi)的顯示屏上也會(huì)顯示相關(guān)信息，讓人們能 夠直觀了解電梯的運(yùn)行情況，提高人們的乘梯體驗(yàn)。同時(shí) 電梯還具備應(yīng)急提示功能，以應(yīng)對(duì)緊急情況的發(fā)生，保障 人們的乘梯安全。

（三）環(huán)保性

環(huán)保性也是紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕具有的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，普通按鈕是接觸式的按鈕，每天被按壓很多次 ，再加上有些乘梯人員按壓力度過(guò)重等不規(guī)范、不道德的行為，容易導(dǎo)致按鈕不同程度的受損，需要更換、維修。 然而紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕就可以避免這種情況的發(fā)生。

（四）智能性

智能控制可以說(shuō)是紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕最大的亮點(diǎn)，也是實(shí)現(xiàn)免接觸功能的直接途徑，通過(guò)聲光 電各種信號(hào)的綜合控制，最后達(dá)到控制電梯運(yùn)行的目的。 運(yùn)用紅外線感應(yīng)技術(shù)，將對(duì)應(yīng)的紅外線信號(hào)作出處理轉(zhuǎn)換 為電信號(hào)，然后將電信號(hào)傳輸給處理器，最后通過(guò)控制柜 發(fā)出相應(yīng)的控制命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的精細(xì)控制。

紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕是對(duì)普通電梯按鈕的改良升級(jí)，是基于新冠疫情防控背景下，滿足人們對(duì)在 公共場(chǎng)合中少接觸、避免接觸的需求。因此，研究出的新 型電梯按鈕保障了公共衛(wèi)生安全，與現(xiàn)有的電梯按鈕相比 ，紅外線感應(yīng)免接觸電梯按鈕更加的安全、便捷、環(huán)保、 智能。未來(lái)隨著科技的發(fā)展，電梯按鈕可能會(huì)變得更加智 能、環(huán)保。在今后，基于人們的各種需求，對(duì)于電梯的控 制和運(yùn)行也會(huì)出現(xiàn)更多具有創(chuàng)新性、實(shí)用性、高效性的設(shè) 計(jì)方案，例如通過(guò)語(yǔ)音控制使用電梯，或者通過(guò)改善電 梯的運(yùn)行邏輯使其更加的節(jié)能環(huán)保等，讓人們的出行能有 更加安全良好的體驗(yàn)。