基于物联网的电梯故障监测系统的研究

基于物联网的电梯故障监测系统的研究

刘小宁

通力电梯有限公司江苏昆山215300

摘要：随着我国城市现代化的快速发展，越来越多的高层建筑不断涌现，与此同时，电梯的保有量也不断增长，电梯作为垂直方向的交通工具，它的安全性以及稳定性直接关系到人们的人身安全和财产安全，所以继续发展电梯故障的检测系统的是非常有必要的，本文就基于物联网对电梯故障检测系统进行了研究和探讨，并针对我国目前电梯检测系统的现状和问题进行了简述，希望对我国相关部门提供有价值的参考信息。

关键词：物联网；电梯；故障监测系统

目前我国电梯得到了广泛使用的同时，电梯故障造成人员伤亡以及经济损失也时有发生，所以不断的进行电梯设计方面的技术更新和产业结构的调整，不断的改善和改良目前我国电梯使用的现状是目前迫切需要解决的问题，在不断更新电梯方面技术的同时，发展电梯故障检测系统也是非常有必要的，电梯故障检测系统不但可以将事故防患于未然还能够通过物联网对电梯进行高效的监管，有效的预防各种电梯事故的发生。

1物联网技术的概述

物联网技术就是通过物联网与物理对象的连接，通过传感器。射频识别、二维码等技术实现信息交互的一种方式，我们称这种方式为物联网技术，物联网不但可以实现物联网与物理对象的信息交互还可以实现对物理对象的实时监控、智能化识别、智能定位、跟踪以及管理工作。物联网在实际的应用中可以大致分为三个阶段，第一个阶段是传感网络，主要是识别特定的物理对象，第二个阶段是传输网络，通过物联网技术实现信息的交互，通过互联网将数据传输到指定的管理系统中，第三个阶段是应用网络，这一阶段主要是物理对象信息输出的控制终端。

2目前国内电梯故障检测系统的现状

我国自改革开放以来，我国城市现代化飞速发展，尤其是建筑工程方面的不断发展，城市内部各种现代化高层建筑不断涌现，与此同时，电梯在高层建筑中的应用也是越来越广泛，电梯的安全性和稳定运行也是得到人们的高度重视，这也促使着我国电梯方面技术发展迅速。但是相比其他发达国家我国电梯方面技术实力还相对薄弱，而且电梯的安全性也有待提高，目前我国电梯方面技术的不足主要体现下一些几个方面：

（1）国外电梯的技术除了保证基础的功能之外，还注重高级技术的开发，所以在电梯的使用功能性方面就优于我国，并且国外电梯控制功能方面的系统采用的硬件配置都是指定的厂家来供应，所以软件的兼容性较好。

（2）国外电梯制造商使用的监控系统都是建立在一个安全稳定的通信网络基础之上开发和研制的，所以其流量大并且速度快，由于我国技术方面的限制，还不能达到国外电梯技术的标准。

（3）目前我国电梯方面技术对信号的采集和传输都是通过有线的方式来进行，有线方式传输就需要现场布线的设计，由于现场布线比较复杂，并且局限性较大，对周围环境要求也相对较高，所以在很大程度上就影响了电梯的适用性，我国少部分电梯通过无线进行传输，由于技术相对落后，无线的传输距离较低，这就导致很多电梯出现信号传输失真甚至失败的现场发生。

3电梯故障监测系统的组成

电梯故障监测系统主要由各种信号采集器和音视频监控系统组成，故障检测系统在设计上需要在控制室内部安装信号采集区，并且保证信号采集器与电梯内部各个传感器之间线路互联，保证数据传输的有效性，这样便可以在控制室实时监控电梯在运行时的相关参数，并将这些参数传输给音视频监控系统。并且音视频监控系统的使用还可以实时检测电梯内部的图像信息和声音信息，并将这些信息通过3G模块传输给控制室，实现对电梯内部情况的监控。

4监测系统硬件方面的选择

4.1红外传感器监测模块

本次电梯内部故障监测系统的设计使用的红外传感器检测模块使用的是TAD-K218D-12DC红外人体感应开关，它的感应速度快，并且精确度较高，TAD-K218D-12DC红外人体感应开关本身的基本参数是，工作的电压是12VDC，本身功率小于0.03W，感应有效距离小于7米，感应有效角度在140度圆锥角。拓安达TAD-K218D-12DC红外人体感应开关可以在人体进入检测范围内之后，就开始对人体进行红外光谱的检测，它在工作时开关的延迟最低可以设置为0.5秒。

4.2速度传感器模块

目前我国电梯运行的速度为每秒2.5米，它曳引轮直径为790毫米，齿轮箱速比i=47/2，通过这些参数可以计算得出曳引轮转速为1.008r/s，电机转速为23.688r/s。由于电梯运行速度不快，所以可以使用磁开关来实时的检测电梯的运行速度是否出现异常，并且可以在速度发生异常时及时发出警报信号给控制中心，并且磁开关在安装以及使用时非常的方便，强磁的性能可以时传感器仅仅的贴附在牵引滑轮上。但是磁开关的使用的安全温度在零下5摄氏度到零上40摄氏度之间，所以使用也存在着一些局限性。

4.3无线通信模块

无线通信模块可以将红外传感器模块和速度传感器模块收集到的信息传输带互联网，通过网络将信息传递给服务器，服务器接收到指令，返还给具体的操作，具体实现办法是红外和速度传感器将采集到的信息通过串口的传递给电内部的ATMEG128单片机，之后单片机对信息进行进一步的处理之后将处理好的信息通过工业级的串口转WIFE模块之后转化为WIFE信号传输给网关，网关可以将数据信息传递给制定的服务器。数据到达服务器端后，经过计算机的相关计算得到电梯运行状态的具体信息，工程师得到这些信息后便可以实时的检测电梯是否存在故障和安全隐患。

5监测系统软件方面介绍

电梯故障检测系统是以电梯检测系统为基础慢慢发展衍生出来的新的软件系统，它可以实现对电梯运行参数的实时监测，并且可以对电梯事故进行有效的预测和预报，包括电梯运行速度、电梯承重的参数。一旦电梯运行过程中出现故障，不仅可以在控制室产生报警信号，还可以对电梯故障进行及时的抢修，将电梯的运行事故造成的损失降到最低。在电梯故障监测系统问世之前，建筑内部电梯管理部门对电梯的监测质量和管理质量非常低，当电梯出现问题时，管理部门无法第一时间知晓，并进行及时的修理，而电梯故障检测系统的广泛应用可以有效的解决这一问题，为人们的出行安全提供保障。

电梯故障监测系统的后台服务器我们采用的是C++语言进行设计和编写的，采用的是WindowsSocketsAPI编程的方式，基于TCP/IP的协议，提供面向连接的服务，并在MicrosofeVisualStudio10.0的编译环境下通过编译，最终实现稳定可靠的通信传输。C++语言编写的故障监测系统稳定性较高。

电梯故障监测系统软件在数据库方面使用oracle数据库，软件可以自动采集各个电梯的运行参数，并将这些参数定期的存储到数据库上，建立档案和日志，当参数出现异常，出现故障时，就通过邮件或者短信通知到电梯管理人员，实现了对整个电梯结构的管理和快速反应，软件在设计方面主要实现了5大模块的功能，它们分别是：用户管理、站点管理、信息采集与比对、记录管理以及数据库管理。

6结束语

综上所述，电梯运行过程中的安全性和稳定性直接关系到人们日常生活出行的安全，所以基于物联网技术对电梯运行过程中出现的故障进行及时的监测是非常有必要的，他可以极大地提高我国电梯管理的水平，并且具有极高的社会效益和经济效益，目前我国针对电梯故障监测方面的技术相比其他发达国家还相对比较落后，所以加强对这方面技术的研究，让我国高层建筑内的电梯运行更加的稳定和安全是我国未来首要需要解决的问题。

参考文献：

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