物联网技术在电梯监测方面的应用

物联网技术在电梯监测方面的应用

文章从电梯安全检验系统的功能定位出发，构建物联网的电梯安全检验网络结构，并采用红外线传感器、位移检测等设计电梯在线监测传感技术系统，实现电梯关人、超速等故障检测。本系统能实现电梯传感器信息的传输和安全检验工作，预防电梯事故的发生并提高电梯安全水平。

标签：物联网；电梯监测；电梯常用传感器

目前电梯安全运行是通过维护维保单的维护保养与电梯检测检验机构的定期检验。随着电梯数量的增加，维修维护人员短缺，电梯的维护保养工作越难真正地做到位，而与故障的提前有效的预防更难实现。探讨如何将物联网技术应用到电梯监查与检测方面是十分必要的。

1 何谓物联网及应用物联网的电梯

将互联网、传感器、射频识别技术等深入融合的新一代信息技术，称为物联网技术；作为新一代信息技术得到了迅速的发展和广泛地应用。

将具备物联网技术进行电梯安全监测与控制的管理系统，成为应用物联网的电梯；电梯需要安装用于采集电梯运行过程、出现的故障以及维护维保信息的传感器，传感器的信息需要经过网络传送到电梯控制与管理系统。物联网电梯将能实现实时监测与监控、故障信息存储与判别、电梯维护保养、电梯困人营救方案的优化等功能，必将提高安全性、维护保养的适时性、困人营救的优化与及时性。

如何将电梯监测系统及传感器与网络的良好地结合是核心技术，必将是电梯行业未来发展的方向。

2 如何构建电梯物联网体系

构建基于物联网技术的电梯监测管理系统，电梯物联网的体系架构由感知层、网络层和应用层组成。

电梯物联网的感知层由各种传感器、智能管理设备构成，利用蓝牙技术、ZigBee、红外技术、工业现场总线等技术，通过有线或者无线通信的方式把采集電梯的运行状态、运行数据信息传送到互联网的网络设备。电梯物联网的感知层需要的关键技术有传感器技术、射频识别技术、蓝牙技术以及工业现场总线技术、二维码识别技术等等。随着技术的发展，电梯物联网的技术必将得到更为普遍的应用。

电梯物联网网络层需要采集感知层的数据，并且将数据快速可靠安全地进行远距离传送，是电梯物联网感知与应用层的中间层。电梯物联网网络层需要的关键技术有互联网技术、无线网络技术、移动互联网技术以及无线传感网络技术等

等。

电梯物联网应用层需要将物联网感知层传感器采集的信息，经过物联网网络层传送后的数据信息进行分析并处理后，进行远程监测与控制，并实现其智能管理。电梯物联网应用层由两个子层组成：分别为电梯物联网应用程序层和电梯物联网终端设备层。电梯物联网应用程序层充分利用服务器，将数据储备、分析及处理；电梯物联网终端设备需要提供人机交互操作界面，利用终端设备监测和处理控制物联网各个层的设备，将获取的信息经过服务器提供的各种灵活的应用。电梯物联网应用层需要的关键技术有大数据云计算技术、大数据挖掘技术、人工智能运算技术等等。

图1 电梯监测系统原理图

3 电梯物联网监测常用传感器

若电梯发生冲顶、蹲底、关人、停机、卡门、坠落等故障时，各传感器采集的数据立刻传输到平台，并依据分级响应发出预警，将事故现场语音和视频信息及时传输到远程监控平台。故障电梯使用单位的管理人员、电梯维保单位的工作人员、质监部门监管人员的手机都会同时收到警示信息，及时实施救援和维修。

常用传感器可探测的状态包括：总接触器状态、运行接触器状态、安全回路状态、运行状态、门状态（轿厢状态、平层状态、上极限、下极限、报警按钮状态）。可以判断的异常情况包括：安全回路短路、长时间开门、冲顶、不平层、蹲底、报警按钮按下、开门走梯、困人、运行超时、超速、反复开关门等。

监测前端设备和管理服务平台需要联动作用，可实现的功能包括：电梯状态实时监测、电梯故障前运行状态追踪、前端设备状态自诊断、轿厢有人探测、电梯故障主动报警、维保到场电子记录、故障发生地GIS定位、轿厢困人安抚。前端设备信息发布、轿厢困人语音对讲、维保信息统计与管理、轿厢困人视频对讲、电子工单、短信报警、年检信息统计与管理、自动拨打电话报警。

4 电梯物联网监测系统软件部分

电梯物联网监测系统除了硬件系统外，监测系统软件部分需要进行程序设计，其设计应包括电梯运行异常检测、系统数据处理、中断判断等内部的调整。系统软件编程流程图如图2所示。

系统软件编程包括：到达目的楼层的选择；门开关及开关到位检测包括：目的楼层的确定，轿厢门正常关闭检测，正常关闭轿门则启动，未完全关闭则禁止启动并且自动报警。若电梯正常启动，实时采集检测电梯运行中的距离、速度、加速度信号，将采集的信号与电梯正常安全运行的距离、速度、加速度信号进行对比，若数据有差异需要进行故障预警以及同时发送信息通知相关的部门进行及时处理。若电梯抵达到相应的楼层停止时，检测电梯轿门是否正常开门，若超时不开门，需要自动报警并及时通知相关部门进行后续的处理，并且启动设备对被

困人员进行安抚。

电梯运行状态需要进行异常检测与判断，比如层轿门开关情况监测、门机系统及控制系统的运行速度与加速度检测等等；若出现异常，需要立即处理并报警，同时自动发短信预警，各种信息需要在人机界面进行显示。

图2 基本程序流程图

5 预期电梯物联网的发展趋势

目前国内外主要的电梯企业都在进行电梯物联网的构建，随着大数据、社会计算等信息技术的发展，普遍采用物联网的智能电梯必将替代传统的电梯。必将在运行安全系数，节约管理，更智慧化服务等方面有飞跃发展。

参考文献

[1]李中兴，林创鲁，邱东勇，等.基于STM32的电梯实时监测系统[J].自动化与信息工程，2012，33（1）：43-45.

[2]张德民，李莲.基于CANBus的电梯物联网监控系统设计[J].自动化与仪表，2012，27（8）：38-41.

作者简介：窦岩（1980-），女，江苏苏州人，硕士，副教授，研究方向：电梯控制系统研究。