物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電梯監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用

摘 要：文章從電梯安全檢驗(yàn)系統(tǒng)的功能定位出發(fā)，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的電梯安全檢驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并采用紅外線傳感器、位移檢測(cè)等設(shè)計(jì)電梯在線監(jiān)測(cè)傳感技術(shù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電梯關(guān)人、超速等故障檢測(cè)。本系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)電梯傳感器信息的傳輸和安全檢驗(yàn)工作，預(yù)防電梯事故的發(fā)生并提高電梯安全水平。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；電梯監(jiān)測(cè)；電梯常用傳感器

目前電梯安全運(yùn)行是通過(guò)維護(hù)維保單的維護(hù)保養(yǎng)與電梯檢測(cè)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的定期檢驗(yàn)。隨著電梯數(shù)量的增加，維修維護(hù)人員短缺，電梯的維護(hù)保養(yǎng)工作越難真正地做到位，而與故障的提前有效的預(yù)防更難實(shí)現(xiàn)。探討如何將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到電梯監(jiān)查與檢測(cè)方面是十分必要的。

1 何謂物聯(lián)網(wǎng)及應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的電梯

將互聯(lián)網(wǎng)、傳感器、射頻識(shí)別技術(shù)等深入融合的新一代信息技術(shù)，稱為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；作為新一代信息技術(shù)得到了迅速的發(fā)展和廣泛地應(yīng)用。

將具備物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行電梯安全監(jiān)測(cè)與控制的管理系統(tǒng)，成為應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的電梯；電梯需要安裝用于采集電梯運(yùn)行過(guò)程、出現(xiàn)的故障以及維護(hù)維保信息的傳感器，傳感器的信息需要經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到電梯控制與管理系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)電梯將能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控、故障信息存儲(chǔ)與判別、電梯維護(hù)保養(yǎng)、電梯困人營(yíng)救方案的優(yōu)化等功能，必將提高安全性、維護(hù)保養(yǎng)的適時(shí)性、困人營(yíng)救的優(yōu)化與及時(shí)性。

如何將電梯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及傳感器與網(wǎng)絡(luò)的良好地結(jié)合是核心技術(shù)，必將是電梯行業(yè)未來(lái)發(fā)展的方向。

2 如何構(gòu)建電梯物聯(lián)網(wǎng)體系

構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電梯監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，電梯物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成。

電梯物聯(lián)網(wǎng)的感知層由各種傳感器、智能管理設(shè)備構(gòu)成，利用藍(lán)牙技術(shù)、ZigBee、紅外技術(shù)、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線等技術(shù)，通過(guò)有線或者無(wú)線通信的方式把采集電梯的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行數(shù)據(jù)信息傳送到互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。電梯物聯(lián)網(wǎng)的感知層需要的關(guān)鍵技術(shù)有傳感器技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)以及工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、二維碼識(shí)別技術(shù)等等。隨著技術(shù)的發(fā)展，電梯物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)必將得到更為普遍的應(yīng)用。

電梯物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層需要采集感知層的數(shù)據(jù)，并且將數(shù)據(jù)快速可靠安全地進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送，是電梯物聯(lián)網(wǎng)感知與應(yīng)用層的中間層。電梯物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層需要的關(guān)鍵技術(shù)有互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等等。

電梯物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層需要將物聯(lián)網(wǎng)感知層傳感器采集的信息，經(jīng)過(guò)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層傳送后的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析并處理后，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制，并實(shí)現(xiàn)其智能管理。電梯物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層由兩個(gè)子層組成：分別為電梯物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序?qū)雍碗娞菸锫?lián)網(wǎng)終端設(shè)備層。電梯物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序?qū)映浞掷梅?wù)器，將數(shù)據(jù)儲(chǔ)備、分析及處理；電梯物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備需要提供人機(jī)交互操作界面，利用終端設(shè)備監(jiān)測(cè)和處理控制物聯(lián)網(wǎng)各個(gè)層的設(shè)備，將獲取的信息經(jīng)過(guò)服務(wù)器提供的各種靈活的應(yīng)用。電梯物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層需要的關(guān)鍵技術(shù)有大數(shù)據(jù)云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、人工智能運(yùn)算技術(shù)等等。

圖1 電梯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)原理圖

3 電梯物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)常用傳感器

若電梯發(fā)生沖頂、蹲底、關(guān)人、停機(jī)、卡門、墜落等故障時(shí)，各傳感器采集的數(shù)據(jù)立刻傳輸?shù)狡脚_(tái)，并依據(jù)分級(jí)響應(yīng)發(fā)出預(yù)警，將事故現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音和視頻信息及時(shí)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)。故障電梯使用單位的管理人員、電梯維保單位的工作人員、質(zhì)監(jiān)部門監(jiān)管人員的手機(jī)都會(huì)同時(shí)收到警示信息，及時(shí)實(shí)施救援和維修。

常用傳感器可探測(cè)的狀態(tài)包括：總接觸器狀態(tài)、運(yùn)行接觸器狀態(tài)、安全回路狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)、門狀態(tài)（轎廂狀態(tài)、平層狀態(tài)、上極限、下極限、報(bào)警按鈕狀態(tài)）?？梢耘袛嗟漠惓Ｇ闆r包括：安全回路短路、長(zhǎng)時(shí)間開門、沖頂、不平層、蹲底、報(bào)警按鈕按下、開門走梯、困人、運(yùn)行超時(shí)、超速、反復(fù)開關(guān)門等。

監(jiān)測(cè)前端設(shè)備和管理服務(wù)平臺(tái)需要聯(lián)動(dòng)作用，可實(shí)現(xiàn)的功能包括：電梯狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、電梯故障前運(yùn)行狀態(tài)追蹤、前端設(shè)備狀態(tài)自診斷、轎廂有人探測(cè)、電梯故障主動(dòng)報(bào)警、維保到場(chǎng)電子記錄、故障發(fā)生地GIS定位、轎廂困人安撫。前端設(shè)備信息發(fā)布、轎廂困人語(yǔ)音對(duì)講、維保信息統(tǒng)計(jì)與管理、轎廂困人視頻對(duì)講、電子工單、短信報(bào)警、年檢信息統(tǒng)計(jì)與管理、自動(dòng)撥打電話報(bào)警。

4 電梯物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件部分

電梯物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)除了硬件系統(tǒng)外，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件部分需要進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)應(yīng)包括電梯運(yùn)行異常檢測(cè)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理、中斷判斷等內(nèi)部的調(diào)整。系統(tǒng)軟件編程流程圖如圖2所示。

系統(tǒng)軟件編程包括：到達(dá)目的樓層的選擇；門開關(guān)及開關(guān)到位檢測(cè)包括：目的樓層的確定，轎廂門正常關(guān)閉檢測(cè)，正常關(guān)閉轎門則啟動(dòng)，未完全關(guān)閉則禁止啟動(dòng)并且自動(dòng)報(bào)警。若電梯正常啟動(dòng)，實(shí)時(shí)采集檢測(cè)電梯運(yùn)行中的距離、速度、加速度信號(hào)，將采集的信號(hào)與電梯正常安全運(yùn)行的距離、速度、加速度信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，若數(shù)據(jù)有差異需要進(jìn)行故障預(yù)警以及同時(shí)發(fā)送信息通知相關(guān)的部門進(jìn)行及時(shí)處理。若電梯抵達(dá)到相應(yīng)的樓層停止時(shí)，檢測(cè)電梯轎門是否正常開門，若超時(shí)不開門，需要自動(dòng)報(bào)警并及時(shí)通知相關(guān)部門進(jìn)行后續(xù)的處理，并且啟動(dòng)設(shè)備對(duì)被困人員進(jìn)行安撫。

電梯運(yùn)行狀態(tài)需要進(jìn)行異常檢測(cè)與判斷，比如層轎門開關(guān)情況監(jiān)測(cè)、門機(jī)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)的運(yùn)行速度與加速度檢測(cè)等等；若出現(xiàn)異常，需要立即處理并報(bào)警，同時(shí)自動(dòng)發(fā)短信預(yù)警，各種信息需要在人機(jī)界面進(jìn)行顯示。

圖2 基本程序流程圖

5 預(yù)期電梯物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)

目前國(guó)內(nèi)外主要的電梯企業(yè)都在進(jìn)行電梯物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建，隨著大數(shù)據(jù)、社會(huì)計(jì)算等信息技術(shù)的發(fā)展，普遍采用物聯(lián)網(wǎng)的智能電梯必將替代傳統(tǒng)的電梯。必將在運(yùn)行安全系數(shù)，節(jié)約管理，更智慧化服務(wù)等方面有飛躍發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：竇巖（1980-），女，江蘇蘇州人，碩士，副教授，研究方向：電梯控制系統(tǒng)研究。