基于物联网的智慧电梯监控系统研究

基于物联网的智慧电梯监控系统研究

方华平王冰唐王富

浙江省特种设备检验研究院浙江杭州310000

摘要：目前，各电梯生产厂家提供的监控系统都依赖于自己的设备，不同品牌的电梯由于自身的硬件和接口之间存在着巨大差异，没有对外提供开放、标准的接口，所以各厂家的监控系统不具备良好的普适性，造成营区内的电梯难以有效进行集中监管，出现故障时不能及时准确地预警和定位，存在严重的安全隐患。本文从物联网技术出发，介绍电梯物联网技术及远程监控以及电梯使用上的应用。

关键词：物联网；电梯物联网；远程监控

物联网是新一代信息技术的高度集成和综合运用，是我国战略性新兴产业的重要组成部分。标准先行，是利用物联网技术建设智慧城市的重要思路与原则，同样在城市电梯物联网安全监控领域发挥着先导作用。当前电梯物联网应用标准化的工作重点还应放在采集终端的功能、性能、接口标准，网络传输通信协议标准、数据分析处理标准、应用服务标准，示范工程建设标准等急需标准上。

1物联网技术在电梯监控领域的推广

作为战略性新兴高技术产业，物联网技术要达到全面的推广应用，服务民生，目前尚有诸多瓶颈亟待突破。标准体系的建立正是其中难点之一。缺乏统一的标准规范，将导致电梯物联网监控推广工作如下：

1.1数据融合共享难。电梯物联网安全运行监管系统与平台目前均由各地各部门各自开发，各自为战，信息格式、传输方式不尽相同，基础数据不能实现“互联互通互操作”，数据融合价值难以体现。

1.2未能形成有效的系统建设推广模式。标准的缺失使得电梯物联网安全运行监控系统及各级监管平台的建设，从生产、安装、检测及维护几大环节缺乏统一技术平台，尚未有效协同组合，其规模化发展依然缺乏重要条件。

1.3基础设施发展不平衡。由于各地对电梯物联网工程建设的理解和认知水平参差不齐，在基础设施建设投入和信息化开发能力等方面还存在较大差异。

2电梯物联网技术

电梯物联网的体系架构，电梯物联网同样采用感知层、网络层和应用层3层体系架构。现在电梯普遍采用微控制器来控制，电梯本身就是一个智能设备。因此，电梯控制器是电梯物联网感知层的重要组成部分。感知层除了电梯控制器外，还包括压力传感器、涡流传感器、视频传感器、红外传感器、RFID标签和读写器，用于检测电梯运行状态、轿厢的乘客。这些传感器或直接与网络路由器连接；或与电梯控制器连接后，再由电梯控制器把数据传输到数据采集通信器。考虑到电梯控制柜放置于机房或者井道，接入Internet网存在布线的困难，电梯物联网网络层优先考虑使用2G/3G无线互联网接入技术。无线互联网接入技术不仅能够缩短前期安装及后期维保成本，还能解决在用电梯快速、便利接入的问题。但视频的数据量大，使用2G/3G无线接入则费用高、速度慢，故视频数据可以考虑使用有线以太网传输。应用层通过对电梯静态数据、运行动态数据的分析处理，利用网络管理技术、WEB服务技术、智能手机技术、人工智能技术，向上层用户提供困人应急处理、电梯维保、远程监控、预约用梯、自动召梯等应用。

3电梯物联网监控系统应用分析

3.1电梯物联网感知层的总体设计。电梯物联网感知层由各种检测开关、传感器、电梯控制器和数据采集通信器等组成。电梯控制系统本身包括各种检测开关、传感器，用于电梯控制器控制电梯运行。电梯控制器利用这些检测装置，可以得知电梯的位置、运行速度、运行振动、开关门状态、乘客数量、乘客身份等信息。电梯控制器把检测开关、传感器的信息采集和处理后，经过RS485串行通信，把数据传给无线通信器，再由无线通信器经过2G/3G无线网络把数据传给后台服务器。视频传感器是独立于电梯控制系统的，主要用于小区监控中心视频监视轿厢情况。由于视频的数据量大，可以通过小区的现场总线传到小区监控中心以太网路由器，再通过以太网把数据传到后台服务器。

3.2电梯物联网应用层总体设计。电梯物联网应用层是基于WindowsVisualStudio平台，采用C#语言开发的。电梯物联网的用户包括物业管理单位、维保单位、检验单位、监督单位、制造厂家、乘客用户。他们在电梯应急处理、维保、远程监控、自动识别召梯和电梯分配调度等方面有使用需求。根据用户需求，电梯物联网应用层设计包括应急处理模块、维保模块、远程监控模块、自动识别召梯模块和电梯分配调度模块五大模块。应急处理模块满足用户在电梯困人时，紧急救人处理方面的需求。维保模块满足用户维修、保养电梯方面的需求。远程监控模块满足用户监控电梯、收集电梯数据、跟踪和处理故障方面的需求。自动识别召梯模块和电梯分配调度模块满足用户在乘坐使用电梯方面的需求。

3.3物联网技术在电梯应用。电梯应急处理是建立在电梯监控和紧急呼叫系统的基础上的。通过物联网技术，把出现困人或者有紧急呼叫的电梯的位置信息，通过短信的方式告知维保人员，调度距离需紧急处理电梯最近的维保人员前往救援。同时电梯显示屏显示电梯状态信息、播放安抚被困人员的语音提示，避免被困人员惊慌，或者擅自打开轿门寻求逃生。

3.4物联网技术在电梯维保上的应用。电梯作为特种设备，需要每15天进行一次维保，以保证电梯的安全运行。但是如今的电梯维保市场混乱，缺乏有效的管理和监督，不少维保单位或维保人员没有严格按规定对电梯进行维保，直接导致电梯困人、甚至伤人事故的发生。利用电梯物联网维保日历管理、电子签到和远程监控应用，能够管理、监督电梯维保的执行。后台服务器把各个联网电梯的数据录入，生成电梯维保日历，结合电梯位置信息、维保人员信息，每天生成维保工作清单表，发到维保人员智能手机终端上。维保人员根据维保工作清单表对电梯维保，需要和电梯控制器通信连接签到、对电梯部件的二维码扫描确认。物业单位、监督单位可以通过电脑、手机等终端查看电梯的维保情况。

3.5物联网技术在电梯远程监控上的应用。电梯物联网把电梯静态数据、运行动态数据传输到后台服务器，通过WEB服务技术、移动终端技术，物业单位、维保单位、监督单位通过电脑、手机监控电梯的运行情况。当发生故障时，电梯通过物联网把故障信息传到后台服务器，后台通过短信的方式通知物业管理人员、维保人员。应用程序服务器故障专家处理系统进一步收集故障电梯信息，分析电梯故障部件和原因，把分析结果及解决故障建议发给维保人员，以帮助维保人员到达现场后能够迅速解决故障，恢复电梯运行。

3.6物联网技术在电梯使用上的应用。物联网技术在电梯使用上的应用包括自动识别召梯、大楼电梯分配调度等方面。电梯物联网监控、分析电梯使用情况，通过服务器“云计算”合理调配大楼电梯、疏导乘客，缩短用户候梯时间。如果用户随身携带RFID射频识别钥匙，用户进入大楼的瞬间，电梯便自动到达基站开门等候。待用户进入电梯后，无需用户按键，自动将用户送至目标层。

由于电梯物联网的应急处理、电梯维保、远程监控应用，已在我司大客户推广使用。经过使用，有效地缩短了电梯困人救援时间，提高了维保效率和质量，降低了电梯故障发生率。在自动识别召梯、大楼电梯分配调度等应用方面，处于应用技术研究阶段。物联网在电梯行业应用推广虽然存在市场动力不足、移动通信数据业务收费较高等困难，但是应用前景广阔，是行业发展的热点与方向。

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