基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的自動(dòng)扶梯智能檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

田劉密++戴中健++趙黎明

【摘 要】本設(shè)計(jì)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段構(gòu)建自動(dòng)扶梯智能檢測系統(tǒng)，通過檢測技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，將自動(dòng)扶梯、服務(wù)管理中心、人三者連成一體，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)扶梯裝置對(duì)人、物及自身的智能識(shí)別與檢測，同時(shí)也可對(duì)維保人員到崗維修保養(yǎng)進(jìn)行監(jiān)督與管理，從而改善自動(dòng)扶梯的安全檢測、維保監(jiān)管水平，提高其穩(wěn)定性和安全性。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)扶梯 物聯(lián)網(wǎng) 智能檢測 故障報(bào)警 維保監(jiān)管

自動(dòng)扶梯內(nèi)部都是運(yùn)動(dòng)部件，一旦被卷入，碾壓和剪切傷害在所難免，幾乎無法幸存的。近年來關(guān)于自動(dòng)扶梯“咬人”、“吞人”事件頻發(fā)，其安全隱患讓人堪憂，致使人們對(duì)扶梯、電梯的安全產(chǎn)生質(zhì)疑與擔(dān)憂。有調(diào)查顯示，在諸多導(dǎo)致電梯安全隱患的因素中，電梯制造質(zhì)量問題僅僅占16%，安裝問題也只占到24%，而保養(yǎng)和使用問題比例則高達(dá)60%。目前絕大部分事故根源都集中在“維修保養(yǎng)”這一環(huán)節(jié)上，說明自動(dòng)扶梯的使用及維保管理有待加強(qiáng)。當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用，所以基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)扶梯的智能檢測與管理十分有必要。

1 系統(tǒng)組成與架構(gòu)

自動(dòng)扶梯智能檢測系統(tǒng)組成與架構(gòu)模型如圖1所示。該系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能檢測系統(tǒng)、服務(wù)管理平臺(tái)及通訊網(wǎng)絡(luò)等部分組成。

2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括傳感器與維?？记谙到y(tǒng)兩部分，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要除了自動(dòng)扶梯本身自帶的狀態(tài)傳感器外，本系統(tǒng)另增加了檢測壓力與安全距離的傳感器。系統(tǒng)要求高精度、高速度實(shí)時(shí)采集扶梯運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)傳感器信息，以滿足實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)處理和實(shí)時(shí)控制的要求。維?？记谙到y(tǒng)部分可采集指紋數(shù)據(jù)，也可采集維保人員感應(yīng)卡芯片信息。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將所采集的實(shí)時(shí)信息通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至服務(wù)管理平臺(tái)進(jìn)行離線本地保存和云端存儲(chǔ)，同時(shí)，服務(wù)管理平臺(tái)將收到的信息進(jìn)行處理分析，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控。

3 智能檢測系統(tǒng)

自動(dòng)扶梯的智能檢測部分結(jié)構(gòu)如圖2所示。智能檢測系統(tǒng)主要采用有線智能傳感器的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段，控制中心計(jì)算機(jī)到交換機(jī)的傳輸方式利用以太網(wǎng)光纖跳線進(jìn)行傳輸，輸出至終端設(shè)備則采用RS485網(wǎng)絡(luò)跳線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

3.1 壓力檢測及報(bào)警

由于自動(dòng)扶梯機(jī)械構(gòu)造復(fù)雜且運(yùn)輸客流大，所以危險(xiǎn)性大。為了使自動(dòng)扶梯能夠主動(dòng)、準(zhǔn)確地檢測到運(yùn)輸過程中的實(shí)時(shí)狀況以及周圍環(huán)境狀況，在扶手傳送帶部分設(shè)置了紅外傳感器和壓力傳感器，用以檢測自動(dòng)扶梯運(yùn)行中人或物的壓力，一旦壓力大于臨界值，壓力傳感器會(huì)立即收到信息并通過RS485網(wǎng)絡(luò)跳線進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，再由以太網(wǎng)反饋給控制中心計(jì)算機(jī)，由控制中心對(duì)收到的反饋信息進(jìn)行加工處理，然后向聲光報(bào)警器發(fā)出指令進(jìn)行聲音報(bào)警以提示乘客。其檢測原理方法如圖3所示。

3.2 安全距離檢測及報(bào)警

安全距離檢測與報(bào)警模擬結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。扶梯在運(yùn)行中的時(shí)候，扶梯上平行梯級(jí)與下平行梯級(jí)部分的傳送帶會(huì)繼續(xù)傳送，如果人們的手未及時(shí)撤離傳送帶便極易發(fā)生“絞手”的情況，進(jìn)而威脅到人生安全。我們?cè)诜鍪痔幵O(shè)有多出溫度傳感器和激光雷達(dá)傳感器等。溫度傳感器主要用于檢測人體的溫度，溫度傳感器一旦檢測到溫度會(huì)立即將信息通過RS485以及以太網(wǎng)的方式傳送到控制中心，控制中心將收到的信息進(jìn)行加工處理反饋至激光雷達(dá)傳感器進(jìn)行安全距離檢測。另外，我們將扶梯傳送帶快到達(dá)平行位置和恰好到達(dá)平行位置時(shí)設(shè)為安全距離段的“最大安全距離”和“最小安全距離”，并在此處和傳送帶平行位置處設(shè)有激光雷達(dá)傳感器和語音提示報(bào)警器，以檢測“人的手”或“物”的安全，如果人們的手過了安全距離還未離開扶手帶，扶梯便會(huì)發(fā)出語音警報(bào)提示當(dāng)事人直至將手撤離為止。

3.3 現(xiàn)場維?？记谙到y(tǒng)

由于目前絕大部分事故根源都集中在“維修保養(yǎng)”這一環(huán)節(jié)上，所以為了提高自動(dòng)扶梯維保工作人員的責(zé)任心和積極性，及時(shí)消除隱患，防患于未然。在自動(dòng)扶梯上安裝迷你現(xiàn)場維?？记谙到y(tǒng)并與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的聯(lián)網(wǎng)考勤系統(tǒng)，通過維保考勤系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)采集各臺(tái)自動(dòng)扶梯現(xiàn)場的保養(yǎng)維修、例檢及相關(guān)維保人員的考勤信息，也可對(duì)被鎖定人員是否正常到崗進(jìn)行跟蹤監(jiān)管，加強(qiáng)人員管理力度，以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場維保人員的考勤數(shù)據(jù)進(jìn)行定期采集和到崗率核定，從而提高自動(dòng)扶梯的維保質(zhì)量，消除安全隱患。

4 服務(wù)管理平臺(tái)

服務(wù)管理平臺(tái)包括云平臺(tái)服務(wù)管理與人工維保服務(wù)管理中心。自動(dòng)扶梯的智能檢測功能不能全都通過云端實(shí)現(xiàn)，需要云端與本地做一個(gè)合理的劃分，確保在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常的情況下，依舊能夠完成基本基本的檢測和監(jiān)管功能。同時(shí)，數(shù)據(jù)處理也是如此，需優(yōu)化本地和云端的儲(chǔ)存和管理。云平臺(tái)服務(wù)管理通過互聯(lián)網(wǎng)與該系統(tǒng)連接，Internet將中央計(jì)算機(jī)收集到的信息和大數(shù)據(jù)進(jìn)一步傳送至云平臺(tái)進(jìn)行綜合管理。人工維保服務(wù)管理中心主要也是通過Internet進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，其終端和后端數(shù)據(jù)傳輸也可選擇GPRS/3G/4G網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi、以太網(wǎng)的方式完成，統(tǒng)一接入到政府M2M公共物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。

5 結(jié)語

本設(shè)計(jì)是將“物”、“人”、“網(wǎng)”三方有效的結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)扶梯的智能檢測、維保管理于一體，解決了維保考勤難和扶梯安全檢測的問題，對(duì)于規(guī)范管理、提高工作效率、提高維保質(zhì)量、提升自動(dòng)扶梯的技術(shù)服務(wù)與管理，具有非常積極的意義和價(jià)值。

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