基于物聯(lián)網(wǎng)的電梯監(jiān)控系統(tǒng)

摘 要：隨著城市化的不斷推進(jìn)，電梯的保有量不斷增長(zhǎng)。電梯作為垂直方向的交通工具，其安全性、可靠性與用戶的生命財(cái)產(chǎn)安全關(guān)系密切。文章從物聯(lián)網(wǎng)的角度出發(fā)，介紹電梯物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實(shí)時(shí)監(jiān)控、報(bào)警、維保、故障診斷等方面的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電梯；遠(yuǎn)程監(jiān)控；物聯(lián)網(wǎng)

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程加快，高層建筑群越來(lái)越多，電梯的保有量也隨之增長(zhǎng)，電梯的安全問(wèn)題也日益突出。傳統(tǒng)的靠維保人員去發(fā)現(xiàn)故障和檢測(cè)故障的方式，一方面會(huì)增加維保人員的工作強(qiáng)度，降低效率，另一方面也會(huì)增加企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。

電梯物聯(lián)網(wǎng)是綜合了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)等多種信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電梯、廠家、客戶、維保及政府部門(mén)之間的信息共享和數(shù)據(jù)交換，提升電梯的安全性、可靠性，降低電梯故障率。

1 物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的層次由傳感層、傳輸層和應(yīng)用層3個(gè)層次組成：

第一層：感知層。核心競(jìng)爭(zhēng)力的網(wǎng)絡(luò)的整體感知，以電梯NFC和RFID，傳感器和其他傳感器技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)信息采集與識(shí)別，其關(guān)鍵在于有更準(zhǔn)確、更全面的感知。

第二層：傳輸層。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的廣泛覆蓋是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，通過(guò)現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)、通信網(wǎng)和各種接入網(wǎng)和專用網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和計(jì)算，關(guān)鍵在于網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用特性的優(yōu)化和改進(jìn)，形成協(xié)同傳感網(wǎng)絡(luò)。

第三層：應(yīng)用層。提供豐富的基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，如個(gè)人電腦、手機(jī)等終端設(shè)備，以及數(shù)據(jù)中心的系統(tǒng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了廣泛的智能應(yīng)用。

2 電梯物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念

物聯(lián)網(wǎng)這有兩層含義：一是物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)是互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展；第二，用戶終端的延伸和擴(kuò)展到任何商品和物品，信息的交流和溝通是物理信息。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)智能感知、識(shí)別技術(shù)和普適計(jì)算、通信和傳感技術(shù)，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)融合，因此也被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次。物聯(lián)網(wǎng)利用本地網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)，以傳感器、控制器、機(jī)械、人員等為對(duì)象，通過(guò)新的方式連接在一起，形成人與物聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的對(duì)象，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)、遠(yuǎn)程控制和智能化管理網(wǎng)絡(luò)化浪潮[2]。

2.2 傳感器技術(shù)

電梯本身就是一個(gè)智能設(shè)備[3]，其本身就包含了多種傳感器，如壓力傳感器、視頻設(shè)備、渦流傳感器、光電感應(yīng)器、RFID讀寫(xiě)設(shè)備、溫度傳感器。除了以上幾種，還有最重要的一個(gè)感知設(shè)備，就是電梯控制系統(tǒng)，它相當(dāng)于機(jī)器人的大腦。

2.3 接入網(wǎng)技術(shù)

由于電梯控制柜一般放置在機(jī)房或者井道內(nèi)部，有線網(wǎng)絡(luò)目前還是存在布線的客觀困難，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)還是電梯物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)先考慮的互聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)。目前2G/3G/4G技術(shù)已經(jīng)很成熟，覆蓋也很廣泛，其中4G的速率可達(dá)到幾十Mbps，隨著流量資費(fèi)的不斷下降，視頻傳輸也可通過(guò)4G技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

2.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、挖掘技術(shù)

隨著接入網(wǎng)帶寬的提高，電梯物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)量將急劇增大，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、挖掘也是電梯物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。目前，大型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)有三種典型的方式：

第一是MPP架構(gòu)模型的數(shù)據(jù)庫(kù)集群的使用，對(duì)于行業(yè)數(shù)據(jù)的集中，無(wú)共享架構(gòu)，通過(guò)列存儲(chǔ)、粗粒度索引和大量的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，結(jié)合MPP架構(gòu)的分布式計(jì)算模型，用于分析應(yīng)用的完整支持，低成本PC服務(wù)器運(yùn)行環(huán)境，因?yàn)槠鋼碛懈咝阅堋⒏邤U(kuò)展性的特點(diǎn)，在課堂應(yīng)用中獲得了極為廣泛的應(yīng)用企業(yè)。

第二是基于Hadoop的技術(shù)擴(kuò)展和封裝，在Hadoop衍生的相關(guān)技術(shù)資料，與傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)處理難以處理的數(shù)據(jù)和場(chǎng)景，目前最典型的應(yīng)用場(chǎng)景是通過(guò)擴(kuò)展和封裝Hadoop實(shí)現(xiàn)支持互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析。

第三是一個(gè)大數(shù)據(jù)的機(jī)器。這是一個(gè)專門(mén)設(shè)計(jì)用于數(shù)據(jù)處理和分析的軟件和硬件相結(jié)合的產(chǎn)品，由一組集成的服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)組成，擁有數(shù)據(jù)查詢、處理、分析、優(yōu)化軟件等功能，各種機(jī)器的高性能數(shù)據(jù)具有良好的穩(wěn)定性和縱向擴(kuò)展性。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)的電梯監(jiān)控系統(tǒng)方案

3.1 方案介紹

根據(jù)電梯管理和監(jiān)控的需求，設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)的電梯監(jiān)控系統(tǒng)，為工廠、客戶和政府的需求設(shè)計(jì)。該方案集成了電梯監(jiān)控、搶救、診斷、報(bào)告和現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題處理，可以有效地提高現(xiàn)場(chǎng)人員處理問(wèn)題和維護(hù)效率。

3.2 系統(tǒng)模塊功能

該方案的功能模塊功能如下：

（1）電梯模塊：主要利用各種傳感器，采集電梯各部件的動(dòng)作參數(shù)，如曳引系統(tǒng)電機(jī)的電流電壓、門(mén)系統(tǒng)電機(jī)的電流電壓、機(jī)房的溫度等參數(shù)。

（2）通信模塊：主要利用有線/無(wú)線的通訊技術(shù)，將電梯數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行姆?wù)器。

（3）存儲(chǔ)單元：主要利用大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。

（4）遠(yuǎn)程監(jiān)控模塊：實(shí)時(shí)展示電梯的運(yùn)行狀態(tài)。

（5）預(yù)診斷模塊：對(duì)電梯部件數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，提前預(yù)判電梯部件可能出現(xiàn)的問(wèn)題并通知現(xiàn)場(chǎng)維保人員，在下次維保時(shí)重點(diǎn)關(guān)注該部件。

（6）遠(yuǎn)程救援：將電梯故障通過(guò)短信、電話、微信等方式通知現(xiàn)場(chǎng)維保人員，同時(shí)通過(guò)視頻、語(yǔ)音安撫受困人員。

（7）報(bào)表生成單元：將電梯整梯、部件的使用情況、故障情況，通過(guò)挖掘存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)，形成報(bào)表，指導(dǎo)廠家檢討部件的質(zhì)量，同時(shí)也可作為現(xiàn)場(chǎng)維保人員的維保指引，還能讓客戶了解電梯的狀態(tài)。

（8）現(xiàn)場(chǎng)接受、處理模塊：利用平板電腦、智能手機(jī)接收中心發(fā)出的故障信息、維保指令。根據(jù)指令信息，對(duì)電梯進(jìn)行維保或救援。

4 結(jié)束語(yǔ)

各種單一技術(shù)都有各自的特點(diǎn)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起，不同技術(shù)的融合、互補(bǔ)，將持續(xù)給電梯群控技術(shù)注入新的活力，使得電梯運(yùn)行性能不斷提高。基于物聯(lián)網(wǎng)的電梯監(jiān)控系統(tǒng)，能夠及時(shí)有效的檢測(cè)電梯的運(yùn)行狀態(tài)，并能提前預(yù)判電梯部件的故障，提前對(duì)電梯進(jìn)行維保，提高了電梯的安全性和可靠性。物聯(lián)網(wǎng)與電梯的結(jié)合，能提升電梯的管理水平，提高維保人員的工作效率，降低廠家的成本，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]翁小輝.基于物聯(lián)網(wǎng)的車輛監(jiān)管系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].吉林大學(xué)，2009.

[2]鄭松鶴，朱海云，劉鳴.電梯物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用[J].電腦與電信，2014（4）：73-76.

作者簡(jiǎn)介：陳濤（1979-），廣東湛江人，碩士研究生，日濱科技有限公司電子電氣工程師。

張林麗（1983-），湖南張家界人，碩士研究生，華南理工大學(xué)實(shí)驗(yàn)員，研究方向?yàn)殡娮蛹夹g(shù)。