電梯物聯網監測系統的設計

張立紅,,

（1.河北聯合大學；2.唐山市特種設備監督檢驗所,河北 唐山 063000）

電梯物聯網監測系統的設計

張立紅1,張瑞成1,馬希旺2

（1.河北聯合大學；2.唐山市特種設備監督檢驗所,河北 唐山 063000）

電梯物聯網監控系統適應我國電梯行業的發展趨勢，該系統通過獨立的感應器，采集電梯相關運行數據，通過微處理器進行數據分析，經由3G、GPRS等方式進行數據傳輸，由中心服務器進行綜合處理，實現電梯故障報警、困人救援、日常管理等功能的綜合性電梯管理平臺。

電梯物聯網；監測；電梯數據采集

近年來電梯安全事故頻發，電梯如何做到有效監管維護的問題越來越受到公眾的關注。隨著物聯網技術的興起，電梯物聯網產品的開發運用將有效解決目前面臨的監管維護難題。

1 電梯物聯網監測系統

電梯物聯網監測系統整體框圖見圖一。監測系統由四部分構成：數據感知層、數據傳輸層，、數據處理層及數據使用層。

數據感知層：電梯數據采集儀采集各個獨立傳感器的狀態信號，進行信號處理和故障邏輯判斷，判斷電梯是否在正常運行。例如：上極限傳感器動作，電梯發生沖頂事故。

數據傳輸層：通過GPRS（3G）/Internet將電梯實時的運行數據和報警數據傳輸到中心服務器。

數據處理層：由C#和SQL Server數據庫開發的基于B/S架構的監測系統網站，在中心服務器上部署IIS并發布網站。實現只要有網絡的地方，通過有效的授權，打開瀏覽器即可通過訪問網站，查看電梯的實時運行情況和報警信息。同時，監測系統把報警信息存儲到數據庫，以便對每臺電梯進行數據分析。當收到電梯數據采集儀傳輸過來的報警信息后，給特定人員發送報警短信，以便快速的去處理。

數據使用層：通過對各個使用對象的不同授權，使之能查看電梯的狀態和報警信息，以便能及時的響應，做出處理。

2 電梯數據采集儀的軟硬件設計

2.1 軟件設計

軟件流程圖見圖二，電梯數據采集儀一上電，系統自檢，硬件初始化，包括MCU的IO口、看門狗、計時器、串口通信等，從fash存儲器中讀取系統的整體配置參數，初始化系統的全局變量。驅動GPRS模塊（或3G模塊）撥號上網，登陸到中心服務器。完成前期準備工作后，采集各個傳感器的狀態，經過邏輯推理判定，判斷出電梯的運行狀態。如果電梯發生故障，及時把故障信息上傳中心服務器，同時抓拍轎廂內的情況，存儲到SD卡，收到中心的命令后，播放安撫語音；若沒有發生故障，等待中心要實時運行的數據，收到中心服務器的命令后，將電梯實時運行的數據回傳到中心服務器。

2.2 硬件設計

硬件設計框圖見圖三，電梯數據采集儀硬件以MCU為中心，檢測開關經過光電隔離進入MCU的IO口進行采集，提高了抗干擾能力，同時配備豐富的外圍模塊，SD卡可以本地存儲報警數據。GPRS模塊或3G模塊可通過無線信號連接Internet，將數據傳輸給中心服務器。攝像頭模組可實時監控轎廂情況，發生故障時可以抓拍，為事故分析提供了證據。語音播放模組可以播放語音，以便故障發生時對乘客播放安撫語音。

3 總結

由于各個電梯廠家的通訊協議不公開，設計了依靠獨立傳感器的電梯物聯網監測系統。今后的發展趨勢，需要政府部門對電梯通訊協議進行監管，使電梯通訊協議統一化，監測系統將進一步簡化和功能加強。

圖2 軟件流程圖

圖3 硬件設計框圖

[1] GB 24476-2009[S].電梯、自動扶梯和自動人行道數據監視和記錄規范.

[2]GB 24475-2009[S].電梯遠程報警系統.