淺談“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)在白云機(jī)場機(jī)電設(shè)備管理中的應(yīng)用

廣州白云空港設(shè)備技術(shù)發(fā)展有限公司 陳桂波

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淺談“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)在白云機(jī)場機(jī)電設(shè)備管理中的應(yīng)用

廣州白云空港設(shè)備技術(shù)發(fā)展有限公司 陳桂波

【摘要】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用日益廣泛，也受到各國政府和各種企業(yè)的關(guān)注，本文通過介紹物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)急的發(fā)展情況，結(jié)合白云機(jī)場的設(shè)備管理情況提出將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到日常設(shè)備管理中，并設(shè)計(jì)了設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決設(shè)備管理的問題。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；機(jī)場設(shè)備；監(jiān)測

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的情況

簡單講，物聯(lián)網(wǎng)是物與物、人與物之間的信息傳遞與控制。它被預(yù)言為繼互聯(lián)網(wǎng)之后全球信息產(chǎn)業(yè)的又一次科技與經(jīng)濟(jì)浪潮，受到各國政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)界的重視，美國、歐盟、日本等甚至將其納入國家和區(qū)域信息化戰(zhàn)略。在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中有三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

（1）傳感器技術(shù)，這也是計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)。到目前為止絕大部分計(jì)算機(jī)處理的都是數(shù)字信號(hào)，自從有計(jì)算機(jī)以來就需要傳感器把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)計(jì)算機(jī)才能處理。

（2）RFID標(biāo)簽是一種傳感器技術(shù)，RFID技術(shù)是融合了無線射頻技術(shù)和嵌入式技術(shù)為一體的綜合技術(shù)，RFID在自動(dòng)識(shí)別、物品物流管理有著廣闊的應(yīng)用前景。

（3）嵌入式系統(tǒng)技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)軟硬件、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)為一體的復(fù)雜技術(shù)。嵌入式系統(tǒng)正在改變著人們的生活，推動(dòng)著工業(yè)生產(chǎn)以的發(fā)展。

2 白云機(jī)場機(jī)電設(shè)備管理的情況

白云機(jī)場從2004年8月5日投入運(yùn)營以來，航站樓的機(jī)電設(shè)備包括電梯、空調(diào)、行李處理系統(tǒng)、旅客登機(jī)橋及橋載設(shè)備等對(duì)機(jī)場的運(yùn)營保障起到了良好的保障作用。隨著旅客流量的逐年增長，機(jī)場在2010年進(jìn)行了二期擴(kuò)建，各種機(jī)電設(shè)備數(shù)量進(jìn)一步增加，其中行李處理系統(tǒng)輸送機(jī)2000多臺(tái)，旅客登機(jī)橋87條，400Hz電源105臺(tái)，飛機(jī)地面電源79臺(tái)，電梯286臺(tái)，還有自動(dòng)門、空調(diào)設(shè)備等。各種機(jī)電設(shè)備處理行李系統(tǒng)有比較成熟的監(jiān)控系統(tǒng)以外，其他電梯、旅客登機(jī)橋及橋載設(shè)備均沒有實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的監(jiān)測，一是有部分電梯設(shè)計(jì)時(shí)有自己的系統(tǒng)，但是由于白云機(jī)場航站樓電梯之間距離較大，遍布整個(gè)航站樓的50多萬平方米范圍，導(dǎo)致原設(shè)計(jì)的監(jiān)測系統(tǒng)無法使用，且機(jī)場電梯共涉及8個(gè)不同品牌和廠家，導(dǎo)致無法集中監(jiān)控。二是旅客登機(jī)橋及橋載設(shè)備在機(jī)場建設(shè)采購階段就沒有考慮安裝監(jiān)控系統(tǒng)。所以包括電梯、旅客登機(jī)橋及橋載設(shè)備等均沒有實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)測，導(dǎo)致機(jī)場的設(shè)備管理處于比較原始的水平。

3 介紹物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在機(jī)場設(shè)備的研究和使用情況

針對(duì)白云機(jī)場的設(shè)備情況，我們首先選取直接面對(duì)旅客的旅客登機(jī)橋和電梯設(shè)備及橋載設(shè)備進(jìn)行研究，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)這些設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測。通過對(duì)BY機(jī)場登機(jī)橋和電梯等設(shè)備的工作原理、運(yùn)行維保管理等的研究，設(shè)計(jì)一套設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)由監(jiān)測機(jī)、服務(wù)器、客戶端三個(gè)部分組成，其中重點(diǎn)設(shè)計(jì)監(jiān)測機(jī)與登機(jī)橋和電梯設(shè)備、監(jiān)測機(jī)與服務(wù)器和服務(wù)器與客戶端之間的數(shù)據(jù)交互，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控人員遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測登機(jī)橋和電梯設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。通過登機(jī)橋和電梯設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，可以第一時(shí)間掌握登機(jī)橋和電梯設(shè)備的運(yùn)行情況，主動(dòng)安排維修，提高服務(wù)水平。

監(jiān)測系統(tǒng)由前端監(jiān)測機(jī)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、監(jiān)控工作站客戶端組成，總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)示意圖

項(xiàng)目建成一套以白云機(jī)場登機(jī)橋和電梯設(shè)備及橋載設(shè)備為監(jiān)測對(duì)象，在每個(gè)設(shè)備上安裝檢測機(jī)，實(shí)時(shí)檢測該設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、故障信息、運(yùn)行數(shù)據(jù)、操作記錄等信息。監(jiān)測機(jī)將采集到信息通過WCDMA的無線通訊方式發(fā)送至服務(wù)器，監(jiān)控工作站的客戶端可提供可視化的圖形界面顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、故障報(bào)警提醒、短信提醒功能、用戶可查詢?cè)O(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、操作記錄及統(tǒng)計(jì)信息。

監(jiān)測機(jī)設(shè)計(jì)用友善之臂Tiny4412嵌入式開發(fā)板作為監(jiān)測機(jī)主板，該開發(fā)板以Cortex-A9核心的Exynos 4412處理器作為主控制器，該開發(fā)板自帶7寸液晶觸摸屏，同時(shí)還帶有豐富的外圍接口，如RS485、以太網(wǎng)、RS232、USB Host、SD Card、miniPCIe等接口。監(jiān)測機(jī)主板與被監(jiān)測設(shè)備或設(shè)備信號(hào)采集板之間通過基于RS485總線的Modbus協(xié)議進(jìn)行通訊。RS485一般采用終端匹配的總線型結(jié)構(gòu)，采用一條雙絞線電纜作總線，將各個(gè)節(jié)點(diǎn)串接起來，具有通訊距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。Modbus協(xié)議是一個(gè)總線上規(guī)范“一主多從”通訊方式的應(yīng)用層通訊協(xié)議。將監(jiān)測機(jī)主板、被監(jiān)測設(shè)備和設(shè)備信號(hào)采集板的RS485通訊口用屏蔽雙絞線串聯(lián)起來，利用Modbus協(xié)議，以監(jiān)測機(jī)主板作為主機(jī)，被監(jiān)測設(shè)備和設(shè)備信號(hào)采集板作為從機(jī)，以主機(jī)輪詢從機(jī)的方式，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測機(jī)主板采集各設(shè)備數(shù)據(jù)的功能。

監(jiān)測機(jī)采集到各設(shè)備的數(shù)據(jù)后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和存儲(chǔ)，當(dāng)檢測到設(shè)備狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，立即通過WCDMA通訊模塊把數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器，如圖2所示。

目前，白云機(jī)場共實(shí)現(xiàn)了對(duì)87條旅客登機(jī)橋、105 臺(tái)400Hz電源、79臺(tái)飛機(jī)地面電源和286臺(tái)電梯的狀態(tài)監(jiān)測，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，監(jiān)測系統(tǒng)提供的現(xiàn)場設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為公司設(shè)備維保和運(yùn)行保障提供了有效的數(shù)據(jù)支撐，設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)提高了設(shè)備故障處理速度，提升了機(jī)場的服務(wù)質(zhì)量。該系統(tǒng)將為白云機(jī)場T2航站樓各種設(shè)備監(jiān)控提供樣板工程。

圖2 系統(tǒng)客戶端首層監(jiān)控界面

4 展望物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的前景

工信部經(jīng)研究認(rèn)為，中國潛在的制高點(diǎn)是互聯(lián)網(wǎng)和傳統(tǒng)工業(yè)行業(yè)的融合，智能制造是較好的切入點(diǎn)和當(dāng)前的主攻方向。物聯(lián)網(wǎng)便可看作是當(dāng)前切入點(diǎn)之一。中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)總經(jīng)理劉烈宏表示，中國制造2025的一個(gè)重要升級(jí)方向，就是要探索如何運(yùn)用智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的技術(shù)，再結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和務(wù)聯(lián)網(wǎng)，在這個(gè)基礎(chǔ)上，來打造中國整個(gè)先進(jìn)制造的體系，是整個(gè)中國工業(yè)的升級(jí)版。

在產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)和投資需求擴(kuò)大的情況下，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展或?qū)⒉饺肟燔嚨馈Ｒ豢串a(chǎn)業(yè)前景。據(jù)中國物聯(lián)網(wǎng)研究發(fā)展中心預(yù)測，2015年，我國物聯(lián)網(wǎng)整體市場規(guī)模將達(dá)到7500億元，年復(fù)合增長率約為30%。二看產(chǎn)業(yè)效益。據(jù)國際權(quán)威機(jī)構(gòu)估算，未來20年，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展至少可以給中國帶來3萬億美元左右的GDP增量。物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模將會(huì)遠(yuǎn)超移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，是下一個(gè)萬億元規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。

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