基于物联网的电梯监控系统

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摘 要：随着城市化的不断推进，电梯的保有量不断增长。电梯作为垂直方向的交通工具，其安全性、可靠性与用户的生命财产安全关系密切。文章从物联网的角度出发，介绍电梯物联网技术在实时监控、报警、维保、故障诊断等方面的应用。

关键词：电梯；远程监控；物联网

引言

随着经济的快速发展，城市化进程加快，高层建筑群越来越多，电梯的保有量也随之增长，电梯的安全问题也日益突出。传统的靠维保人员去发现故障和检测故障的方式，一方面会增加维保人员的工作强度，降低效率，另一方面也会增加企业的运营成本。

电梯物联网是综合了互联网技术、移动通信技术等多种信息技术，实现电梯、厂家、客户、维保及政府部门之间的信息共享和数据交换，提升电梯的安全性、可靠性，降低电梯故障率。

1 物联网架构

物联网技术的层次由传感层、传输层和应用层3个层次组成：

第一层：感知层。核心竞争力的网络的整体感知，以电梯NFC和RFID，传感器和其他传感器技术为基础，实现信息采集与识别，其关键在于有更准确、更全面的感知。

第二层：传输层。移动通信网络的广泛覆盖是实现网络基础设施，通过现有的互联网、通信网和各种接入网和专用网，实现数据的传输和计算，关键在于网络和应用特性的优化和改进，形成协同传感网络。

第三层：应用层。提供丰富的基于互联网的应用，如个人电脑、手机等终端设备，以及数据中心的系统或专用网络，实现了广泛的智能应用。

2 电梯物联网关键技术

2.1 物联网的概念

物联网这有两层含义：一是物联网的核心和基础仍然是互联网，网络是互联网的基础上的延伸和扩展；第二，用户终端的延伸和扩展到任何商品和物品，信息的交流和沟通是物理信息。物联网通过智能感知、识别技术和普适计算、通信和传感技术，广泛应用于网络融合，因此也被称为继计算机、互联网世界信息产业发展的第三次。物联网利用本地网络或互联网等通信技术，以传感器、控制器、机械、人员等为对象，通过新的方式连接在一起，形成人与物联网与物联网的对象，实现信息技术、远程控制和智能化管理网络化浪潮[2]。

2.2 传感器技术

电梯本身就是一个智能设备[3]，其本身就包含了多种传感器，如压力传感器、视频设备、涡流传感器、光电感应器、RFID读写设备、温度传感器。除了以上几种，还有最重要的一个感知设备，就是电梯控制系统，它相当于机器人的大脑。

2.3 接入网技术

由于电梯控制柜一般放置在机房或者井道内部，有线网络目前还是存在布线的客观困难，无线网络还是电梯物联网优先考虑的互联网接入技术。目前2G/3G/4G技术已经很成熟，覆盖也很广泛，其中4G的速率可达到几十Mbps，随着流量资费的不断下降，视频传输也可通过4G技术实现。

2.4 数据存储、挖掘技术

随着接入网带宽的提高，电梯物联网的数据量将急剧增大，数据的存储、挖掘也是电梯物联网的一个关键技术。目前，大型数据存储技术有三种典型的方式：

第一是MPP架构模型的数据库集群的使用，对于行业数据的集中，无共享架构，通过列存储、粗粒度索引和大量的数据处理技术，结合MPP架构的分布式计算模型，用于分析应用的完整支持，低成本PC服务器运行环境，因为其拥有高性能、高扩展性的特点，在课堂应用中获得了极为广泛的应用企业。

第二是基于Hadoop的技术扩展和封装，在Hadoop衍生的相关技术资料，与传统的关系型数据库处理难以处理的数据和场景，目前最典型的应用场景是通过扩展和封装Hadoop实现支持互联网数据存储和分析。

第三是一个大数据的机器。这是一个专门设计用于数据处理和分析的软件和硬件相结合的产品，由一组集成的服务器、存储设备、操作系统、数据库管理系统组成，拥有数据查询、处理、分析、优化软件等功能，各种机器的高性能数据具有良好的稳定性和纵向扩展性。

3 基于物联网的电梯监控系统方案

3.1 方案介绍

根据电梯管理和监控的需求，设计了基于物联网的电梯监控系统，为工厂、客户和政府的需求设计。该方案集成了电梯监控、抢救、诊断、报告和现场问题处理，可以有效地提高现场人员处理问题和维护效率。

3.2 系统模块功能

该方案的功能模块功能如下：

（1）电梯模块：主要利用各种传感器，采集电梯各部件的动作参数，如曳引系统电机的电流电压、门系统电机的电流电压、机房的温度等参数。

（2）通信模块：主要利用有线/无线的通讯技术，将电梯数据传输到中心服务器。

（3）存储单元：主要利用大数据的存储方式，对数据进行存储和分析。

（4）远程监控模块：实时展示电梯的运行状态。

（5）预诊断模块：对电梯部件数据进行挖掘分析，提前预判电梯部件可能出现的问题并通知现场维保人员，在下次维保时重点关注该部件。

（6）远程救援：将电梯故障通过短信、电话、微信等方式通知现场维保人员，同时通过视频、语音安抚受困人员。

（7）报表生成单元：将电梯整梯、部件的使用情况、故障情况，通过挖掘存储单元的数据，形成报表，指导厂家检讨部件的质量，同时也可作为现场维保人员的维保指引，还能让客户了解电梯的状态。

（8）现场接受、处理模块：利用平板电脑、智能手机接收中心发出的故障信息、维保指令。根据指令信息，对电梯进行维保或救援。

4 结束语

各种单一技术都有各自的特点，随着计算机技术、互联网技术的兴起，不同技术的融合、互补，将持续给电梯群控技术注入新的活力，使得电梯运行性能不断提高。基于物联网的电梯监控系统，能够及时有效的检测电梯的运行状态，并能提前预判电梯部件的故障，提前对电梯进行维保，提高了电梯的安全性和可靠性。物联网与电梯的结合，能提升电梯的管理水平，提高维保人员的工作效率，降低厂家的成本，具有良好的社会效益和经济效益。

参考文献

[1]翁小辉.基于物联网的车辆监管系统设计与实现[D].吉林大学，2009.

[2]郑松鹤，朱海云，刘鸣.电梯物联网技术的应用[J].电脑与电信，2014（4）：73-76.

作者简介：陈涛（1979-），广东湛江人，硕士研究生，日滨科技有限公司电子电气工程师。

张林丽（1983-），湖南张家界人，硕士研究生，华南理工大学实验员，研究方向为电子技术。