基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電梯安全實時監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計方法淺談

金海

摘要：本文對電梯的安全監(jiān)測問題進行探究，并設(shè)計了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電梯監(jiān)測系統(tǒng)，主要由紅外人體傳感器、平層傳感器、壓力傳感器和數(shù)據(jù)收發(fā)等模塊組成，實現(xiàn)通過物聯(lián)網(wǎng)將電梯實時運行的狀況傳輸?shù)奖O(jiān)測平臺，使工作人員能夠及時了解電梯運行中的安全問題，防止電梯事故的出現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);電梯;傳感器;實時監(jiān)測

中圖分類號：TN929.5;TP391.44;TU857 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）10-0160-01

0 引言

國內(nèi)的電梯監(jiān)控技術(shù)正處于初期發(fā)展階段，大部分電梯監(jiān)控仍然采用傳統(tǒng)的人工定期維護和修理檢查，我國仍缺少自主研發(fā)的先進的智能電梯監(jiān)控系統(tǒng)。目前電梯監(jiān)控管理的現(xiàn)狀是，電梯發(fā)生故障之后由被困人員或者是物業(yè)保安人員通知，該情況會造成救援時間過長，對人員和財產(chǎn)的危害性較為嚴(yán)重。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電梯安全實時監(jiān)測系統(tǒng)的工作原理是，實時接收電梯內(nèi)發(fā)出的報警信號，并及時將報警信號傳送至電梯管理人員處，能夠有效的縮短電梯故障救援的速度，提高效率。

1 電梯安全實時監(jiān)測系統(tǒng)組成及功能

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電梯安全實時監(jiān)測系統(tǒng)共分為兩個部分，一部分是電梯轎廂內(nèi)數(shù)據(jù)收集部分，另一部分是電梯內(nèi)監(jiān)控數(shù)據(jù)收集部分。電梯轎廂內(nèi)數(shù)據(jù)收集部分負責(zé)對電梯內(nèi)報警信號進行檢測并實時將數(shù)據(jù)傳送至電梯監(jiān)控室，信號監(jiān)測主要是利用人體紅外傳感器、壓力傳感器、門狀態(tài)傳感器和平層傳感器來完成，其中平層傳感器監(jiān)測電梯是否到達正確的樓層，人體紅外傳感器監(jiān)測電梯內(nèi)是否有人員搭乘，壓力傳感器實時監(jiān)測電梯的承重量，這些傳感器會實時將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)傳輸模塊。最后利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將電梯的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送至電梯監(jiān)控室的數(shù)據(jù)接收模塊，通過信號處理之后就會實時將電梯的運行狀態(tài)顯示在監(jiān)測平臺上，以保證電梯維修管理人員能夠在第一時間了解電梯的狀況。

2 電梯安全實時監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1 傳感器模塊

傳感器模塊是整個電梯安全實時監(jiān)測系統(tǒng)中的基礎(chǔ)模塊，該模塊利用多種傳感器共同組成，對電梯運行過程中的多項數(shù)據(jù)進行檢測。例如電梯在運行過程中出現(xiàn)故障未能達到正確的樓層，導(dǎo)致電梯內(nèi)人員被困，就能夠通過平層傳感器定位電梯的位置信息。除此之外，還有門狀態(tài)傳感器，主要是負責(zé)檢測電梯門的狀態(tài)，電梯發(fā)生故障時首先需要確定的就是乘坐人員的安全情況，因此在電梯內(nèi)安裝人體紅外傳感器是十分必要的，能夠監(jiān)測電梯轎廂內(nèi)人員情況。最后，電梯在運行過程中所承載的重量大小也是電梯發(fā)生故障時必須要考慮的一個因素，所以需要在電梯轎廂內(nèi)設(shè)置壓力傳感器。

2.2 數(shù)據(jù)傳輸模塊

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電梯安全實時監(jiān)測系統(tǒng)，利用多種傳感器監(jiān)測信號之后，需要實時將采集到的數(shù)據(jù)信號傳輸至電梯監(jiān)控平臺，通過監(jiān)控平臺顯示電梯的實時運行狀態(tài)，以便于電梯維修管理人員能夠及時對電梯故障問題進行處理。電梯運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息收集是在電梯井道內(nèi)完成的，電梯井道具有空間狹小、空間密閉、環(huán)境差等特點，因此電梯井道只適用于小型設(shè)備的安裝，并且數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備需要有能夠?qū)箛?yán)苛環(huán)境條件的能力。所以電梯內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸模塊需要有結(jié)構(gòu)緊湊、堅固耐用的特點，同時也必須要有優(yōu)異的數(shù)據(jù)收集能力，電梯井道內(nèi)的結(jié)構(gòu)大部分都是由金屬構(gòu)成的，這也導(dǎo)致了電梯井道內(nèi)的溫度差異變化較大，因此數(shù)據(jù)收集模塊也必須要能夠抵抗井道內(nèi)的溫度變化范圍。該設(shè)計使用的傳感器數(shù)據(jù)采集模塊型號是NI WSN 3202，該模塊具有工業(yè)級的輸入輸出端口，結(jié)構(gòu)堅固耐用，并且對環(huán)境的接受能力極強，能夠在-40℃至70℃的環(huán)境條件下穩(wěn)定工作，該數(shù)據(jù)采集模塊具有4個模擬量輸入端口和4個數(shù)字量輸入輸出端口，并且其采集的數(shù)據(jù)可以是電壓大小或者是開關(guān)量，該設(shè)備能夠在5V至30V的電壓變化范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，采集信號的最大輸入電流為1A。

2.3 數(shù)據(jù)接收模塊

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電梯安全監(jiān)測系統(tǒng)需要在工作人員的監(jiān)控室內(nèi)設(shè)置數(shù)據(jù)采集模塊，該模塊的主要作用是接收電梯轎廂內(nèi)傳感器數(shù)據(jù)采集模塊所反饋的數(shù)據(jù)信號，和電梯轎廂內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集模塊的終端節(jié)點互相作用，從而達到基于物聯(lián)網(wǎng)的電梯實時監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送需求。該系統(tǒng)所使用的數(shù)據(jù)接收模塊型號是NI 9795，該模塊能夠同時和36個WSN測量節(jié)點進行通訊，利用物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測之后對測量節(jié)點的數(shù)據(jù)信號進行采集，將電梯的故障問題信息發(fā)送至電梯監(jiān)控室，電量電梯系統(tǒng)的故障指示燈，提示電梯維修管理人員，及時處理電梯故障。

3 電梯安全實時監(jiān)測系統(tǒng)軟件設(shè)計

在基于物聯(lián)網(wǎng)的電梯監(jiān)測系統(tǒng)中軟件設(shè)計是使用LABVIEW軟件進行系統(tǒng)監(jiān)測和人機交互，工作人員可以登錄上位機對電梯的實時運行狀態(tài)了解。電梯實時監(jiān)測軟件通過對數(shù)據(jù)采集模塊反饋過來的信號信息進行處理，并且在上位機顯示界面上表示出相關(guān)傳感器的工作狀態(tài)信息，然后將數(shù)據(jù)信息與正常工作狀態(tài)的電梯信息進行對比，并判斷出電梯是否處于正常運行狀態(tài)。

（1）在電梯運行的過程中，若監(jiān)測到電梯的限位開關(guān)處于打開狀態(tài)，此時如果門狀態(tài)傳感器反饋的數(shù)據(jù)信息表明電梯門處于打開狀態(tài)，則表示電梯門出現(xiàn)故障，需要電梯維修管理人員及時查看，防止電梯意外的發(fā)生。（2）例如當(dāng)電梯在運行過程中監(jiān)測電梯是否處在相關(guān)限位開關(guān)位置，在限位開關(guān)位置則表明電梯在正確樓層，此時對電梯是否運行進行判斷，若電梯在運行過程，則表示電梯還未達到平層并不是電梯故障，如果此時電梯已經(jīng)停止運行則檢測電梯是否已經(jīng)達到平層，如果未平層則表示電梯出現(xiàn)故障，不能夠安全乘坐。（3）如果電梯在運行過程中突然停止，此時首先應(yīng)該檢測的是電梯內(nèi)部是否有人員乘坐，如果人體紅外傳感器反饋的信號檢測到電梯內(nèi)部有人，則表示目前電梯內(nèi)部有人員遇困，需要工作人員采取對應(yīng)的緊急措施及時救援。如果傳感器反饋的信號表示電梯內(nèi)部沒有人員被困，則此時電梯僅僅為出現(xiàn)故障停運，此時的處理方式可以是封鎖電梯。

4 結(jié)語

電梯是現(xiàn)代工作樓盤和住宅樓房中主要的代步設(shè)備，電梯的穩(wěn)定運行是乘坐人員生命安全的重要保障，設(shè)計基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電梯安全實時監(jiān)測系統(tǒng)能夠有效的對電梯運行過程中的故障進行預(yù)防，大大降低事故問題的發(fā)生率，提高電梯使用的安全系數(shù)，該設(shè)計具有直接的現(xiàn)實意義。近幾年來電梯事故的發(fā)生數(shù)量日趨嚴(yán)重，然而國內(nèi)市場上并沒有合適有效的檢測系統(tǒng)，本設(shè)計不僅僅能夠提高電梯的運行安全系數(shù)，同時還能夠節(jié)省以往在電梯維護方面的費用，所以該電梯安全監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)具有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻

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