物聯(lián)網技術在電梯監(jiān)測方面的應用

摘 要：文章從電梯安全檢驗系統(tǒng)的功能定位出發(fā)，構建物聯(lián)網的電梯安全檢驗網絡結構，并采用紅外線傳感器、位移檢測等設計電梯在線監(jiān)測傳感技術系統(tǒng)，實現電梯關人、超速等故障檢測。本系統(tǒng)能實現電梯傳感器信息的傳輸和安全檢驗工作，預防電梯事故的發(fā)生并提高電梯安全水平。

關鍵詞：物聯(lián)網；電梯監(jiān)測；電梯常用傳感器

目前電梯安全運行是通過維護維保單的維護保養(yǎng)與電梯檢測檢驗機構的定期檢驗。隨著電梯數量的增加，維修維護人員短缺，電梯的維護保養(yǎng)工作越難真正地做到位，而與故障的提前有效的預防更難實現。探討如何將物聯(lián)網技術應用到電梯監(jiān)查與檢測方面是十分必要的。

1 何謂物聯(lián)網及應用物聯(lián)網的電梯

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

將具備物聯(lián)網技術進行電梯安全監(jiān)測與控制的管理系統(tǒng)，成為應用物聯(lián)網的電梯；電梯需要安裝用于采集電梯運行過程、出現的故障以及維護維保信息的傳感器，傳感器的信息需要經過網絡傳送到電梯控制與管理系統(tǒng)。物聯(lián)網電梯將能實現實時監(jiān)測與監(jiān)控、故障信息存儲與判別、電梯維護保養(yǎng)、電梯困人營救方案的優(yōu)化等功能，必將提高安全性、維護保養(yǎng)的適時性、困人營救的優(yōu)化與及時性。

如何將電梯監(jiān)測系統(tǒng)及傳感器與網絡的良好地結合是核心技術，必將是電梯行業(yè)未來發(fā)展的方向。

2 如何構建電梯物聯(lián)網體系

構建基于物聯(lián)網技術的電梯監(jiān)測管理系統(tǒng)，電梯物聯(lián)網的體系架構由感知層、網絡層和應用層組成。

電梯物聯(lián)網的感知層由各種傳感器、智能管理設備構成，利用藍牙技術、ZigBee、紅外技術、工業(yè)現場總線等技術，通過有線或者無線通信的方式把采集電梯的運行狀態(tài)、運行數據信息傳送到互聯(lián)網的網絡設備。電梯物聯(lián)網的感知層需要的關鍵技術有傳感器技術、射頻識別技術、藍牙技術以及工業(yè)現場總線技術、二維碼識別技術等等。隨著技術的發(fā)展，電梯物聯(lián)網的技術必將得到更為普遍的應用。

電梯物聯(lián)網網絡層需要采集感知層的數據，并且將數據快速可靠安全地進行遠距離傳送，是電梯物聯(lián)網感知與應用層的中間層。電梯物聯(lián)網網絡層需要的關鍵技術有互聯(lián)網技術、無線網絡技術、移動互聯(lián)網技術以及無線傳感網絡技術等等。

電梯物聯(lián)網應用層需要將物聯(lián)網感知層傳感器采集的信息，經過物聯(lián)網網絡層傳送后的數據信息進行分析并處理后，進行遠程監(jiān)測與控制，并實現其智能管理。電梯物聯(lián)網應用層由兩個子層組成：分別為電梯物聯(lián)網應用程序層和電梯物聯(lián)網終端設備層。電梯物聯(lián)網應用程序層充分利用服務器，將數據儲備、分析及處理；電梯物聯(lián)網終端設備需要提供人機交互操作界面，利用終端設備監(jiān)測和處理控制物聯(lián)網各個層的設備，將獲取的信息經過服務器提供的各種靈活的應用。電梯物聯(lián)網應用層需要的關鍵技術有大數據云計算技術、大數據挖掘技術、人工智能運算技術等等。

圖1 電梯監(jiān)測系統(tǒng)原理圖

3 電梯物聯(lián)網監(jiān)測常用傳感器

若電梯發(fā)生沖頂、蹲底、關人、停機、卡門、墜落等故障時，各傳感器采集的數據立刻傳輸到平臺，并依據分級響應發(fā)出預警，將事故現場語音和視頻信息及時傳輸到遠程監(jiān)控平臺。故障電梯使用單位的管理人員、電梯維保單位的工作人員、質監(jiān)部門監(jiān)管人員的手機都會同時收到警示信息，及時實施救援和維修。

常用傳感器可探測的狀態(tài)包括：總接觸器狀態(tài)、運行接觸器狀態(tài)、安全回路狀態(tài)、運行狀態(tài)、門狀態(tài)（轎廂狀態(tài)、平層狀態(tài)、上極限、下極限、報警按鈕狀態(tài)）。可以判斷的異常情況包括：安全回路短路、長時間開門、沖頂、不平層、蹲底、報警按鈕按下、開門走梯、困人、運行超時、超速、反復開關門等。

監(jiān)測前端設備和管理服務平臺需要聯(lián)動作用，可實現的功能包括：電梯狀態(tài)實時監(jiān)測、電梯故障前運行狀態(tài)追蹤、前端設備狀態(tài)自診斷、轎廂有人探測、電梯故障主動報警、維保到場電子記錄、故障發(fā)生地GIS定位、轎廂困人安撫。前端設備信息發(fā)布、轎廂困人語音對講、維保信息統(tǒng)計與管理、轎廂困人視頻對講、電子工單、短信報警、年檢信息統(tǒng)計與管理、自動撥打電話報警。

4 電梯物聯(lián)網監(jiān)測系統(tǒng)軟件部分

電梯物聯(lián)網監(jiān)測系統(tǒng)除了硬件系統(tǒng)外，監(jiān)測系統(tǒng)軟件部分需要進行程序設計，其設計應包括電梯運行異常檢測、系統(tǒng)數據處理、中斷判斷等內部的調整。系統(tǒng)軟件編程流程圖如圖2所示。

系統(tǒng)軟件編程包括：到達目的樓層的選擇；門開關及開關到位檢測包括：目的樓層的確定，轎廂門正常關閉檢測，正常關閉轎門則啟動，未完全關閉則禁止啟動并且自動報警。若電梯正常啟動，實時采集檢測電梯運行中的距離、速度、加速度信號，將采集的信號與電梯正常安全運行的距離、速度、加速度信號進行對比，若數據有差異需要進行故障預警以及同時發(fā)送信息通知相關的部門進行及時處理。若電梯抵達到相應的樓層停止時，檢測電梯轎門是否正常開門，若超時不開門，需要自動報警并及時通知相關部門進行后續(xù)的處理，并且啟動設備對被困人員進行安撫。

電梯運行狀態(tài)需要進行異常檢測與判斷，比如層轎門開關情況監(jiān)測、門機系統(tǒng)及控制系統(tǒng)的運行速度與加速度檢測等等；若出現異常，需要立即處理并報警，同時自動發(fā)短信預警，各種信息需要在人機界面進行顯示。

圖2 基本程序流程圖

5 預期電梯物聯(lián)網的發(fā)展趨勢

目前國內外主要的電梯企業(yè)都在進行電梯物聯(lián)網的構建，隨著大數據、社會計算等信息技術的發(fā)展，普遍采用物聯(lián)網的智能電梯必將替代傳統(tǒng)的電梯。必將在運行安全系數，節(jié)約管理，更智慧化服務等方面有飛躍發(fā)展。

參考文獻

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作者簡介：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。