淺談“物聯網”技術在白云機場機電設備管理中的應用

廣州白云空港設備技術發(fā)展有限公司 陳桂波

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淺談“物聯網”技術在白云機場機電設備管理中的應用

廣州白云空港設備技術發(fā)展有限公司 陳桂波

【摘要】物聯網技術的發(fā)展和應用日益廣泛，也受到各國政府和各種企業(yè)的關注，本文通過介紹物聯網技術應急的發(fā)展情況，結合白云機場的設備管理情況提出將物聯網技術應用到日常設備管理中，并設計了設備狀態(tài)監(jiān)測系統，利用物聯網技術解決設備管理的問題。

【關鍵詞】物聯網；機場設備；監(jiān)測

1 物聯網技術應用發(fā)展的情況

簡單講，物聯網是物與物、人與物之間的信息傳遞與控制。它被預言為繼互聯網之后全球信息產業(yè)的又一次科技與經濟浪潮，受到各國政府、企業(yè)和學術界的重視，美國、歐盟、日本等甚至將其納入國家和區(qū)域信息化戰(zhàn)略。在物聯網應用中有三項關鍵技術。

（1）傳感器技術，這也是計算機應用中的關鍵技術。到目前為止絕大部分計算機處理的都是數字信號，自從有計算機以來就需要傳感器把模擬信號轉換成數字信號計算機才能處理。

（2）RFID標簽是一種傳感器技術，RFID技術是融合了無線射頻技術和嵌入式技術為一體的綜合技術，RFID在自動識別、物品物流管理有著廣闊的應用前景。

（3）嵌入式系統技術是綜合了計算機軟硬件、傳感器技術、集成電路技術、電子應用技術為一體的復雜技術。嵌入式系統正在改變著人們的生活，推動著工業(yè)生產以的發(fā)展。

2 白云機場機電設備管理的情況

白云機場從2004年8月5日投入運營以來，航站樓的機電設備包括電梯、空調、行李處理系統、旅客登機橋及橋載設備等對機場的運營保障起到了良好的保障作用。隨著旅客流量的逐年增長，機場在2010年進行了二期擴建，各種機電設備數量進一步增加，其中行李處理系統輸送機2000多臺，旅客登機橋87條，400Hz電源105臺，飛機地面電源79臺，電梯286臺，還有自動門、空調設備等。各種機電設備處理行李系統有比較成熟的監(jiān)控系統以外，其他電梯、旅客登機橋及橋載設備均沒有實現狀態(tài)的監(jiān)測，一是有部分電梯設計時有自己的系統，但是由于白云機場航站樓電梯之間距離較大，遍布整個航站樓的50多萬平方米范圍，導致原設計的監(jiān)測系統無法使用，且機場電梯共涉及8個不同品牌和廠家，導致無法集中監(jiān)控。二是旅客登機橋及橋載設備在機場建設采購階段就沒有考慮安裝監(jiān)控系統。所以包括電梯、旅客登機橋及橋載設備等均沒有實現設備狀態(tài)的遠程監(jiān)測，導致機場的設備管理處于比較原始的水平。

3 介紹物聯網技術在機場設備的研究和使用情況

針對白云機場的設備情況，我們首先選取直接面對旅客的旅客登機橋和電梯設備及橋載設備進行研究，利用物聯網技術實現這些設備的運行狀態(tài)遠程監(jiān)測。通過對BY機場登機橋和電梯等設備的工作原理、運行維保管理等的研究，設計一套設備運行狀態(tài)監(jiān)測系統。整個系統由監(jiān)測機、服務器、客戶端三個部分組成，其中重點設計監(jiān)測機與登機橋和電梯設備、監(jiān)測機與服務器和服務器與客戶端之間的數據交互，實現監(jiān)控人員遠程實時監(jiān)測登機橋和電梯設備的運行狀態(tài)。通過登機橋和電梯設備運行狀態(tài)監(jiān)測系統，可以第一時間掌握登機橋和電梯設備的運行情況，主動安排維修，提高服務水平。

監(jiān)測系統由前端監(jiān)測機、數據庫服務器、監(jiān)控工作站客戶端組成，總體架構如圖1所示。

圖1 系統示意圖

項目建成一套以白云機場登機橋和電梯設備及橋載設備為監(jiān)測對象，在每個設備上安裝檢測機，實時檢測該設備運行狀態(tài)、故障信息、運行數據、操作記錄等信息。監(jiān)測機將采集到信息通過WCDMA的無線通訊方式發(fā)送至服務器，監(jiān)控工作站的客戶端可提供可視化的圖形界面顯示設備運行狀態(tài)、故障報警提醒、短信提醒功能、用戶可查詢設備運行數據、操作記錄及統計信息。

監(jiān)測機設計用友善之臂Tiny4412嵌入式開發(fā)板作為監(jiān)測機主板，該開發(fā)板以Cortex-A9核心的Exynos 4412處理器作為主控制器，該開發(fā)板自帶7寸液晶觸摸屏，同時還帶有豐富的外圍接口，如RS485、以太網、RS232、USB Host、SD Card、miniPCIe等接口。監(jiān)測機主板與被監(jiān)測設備或設備信號采集板之間通過基于RS485總線的Modbus協議進行通訊。RS485一般采用終端匹配的總線型結構，采用一條雙絞線電纜作總線，將各個節(jié)點串接起來，具有通訊距離遠、抗干擾能力強的特點。Modbus協議是一個總線上規(guī)范“一主多從”通訊方式的應用層通訊協議。將監(jiān)測機主板、被監(jiān)測設備和設備信號采集板的RS485通訊口用屏蔽雙絞線串聯起來，利用Modbus協議，以監(jiān)測機主板作為主機，被監(jiān)測設備和設備信號采集板作為從機，以主機輪詢從機的方式，實現監(jiān)測機主板采集各設備數據的功能。

監(jiān)測機采集到各設備的數據后，對數據進行分析和存儲，當檢測到設備狀態(tài)發(fā)生改變時，立即通過WCDMA通訊模塊把數據發(fā)送到服務器，如圖2所示。

目前，白云機場共實現了對87條旅客登機橋、105 臺400Hz電源、79臺飛機地面電源和286臺電梯的狀態(tài)監(jiān)測，系統運行穩(wěn)定，監(jiān)測系統提供的現場設備的實時數據為公司設備維保和運行保障提供了有效的數據支撐，設備遠程監(jiān)測系統提高了設備故障處理速度，提升了機場的服務質量。該系統將為白云機場T2航站樓各種設備監(jiān)控提供樣板工程。

圖2 系統客戶端首層監(jiān)控界面

4 展望物聯網技術的前景

工信部經研究認為，中國潛在的制高點是互聯網和傳統工業(yè)行業(yè)的融合，智能制造是較好的切入點和當前的主攻方向。物聯網便可看作是當前切入點之一。中國電子信息產業(yè)集團總經理劉烈宏表示，中國制造2025的一個重要升級方向，就是要探索如何運用智能化、網絡化、數字化的技術，再結合物聯網和務聯網，在這個基礎上，來打造中國整個先進制造的體系，是整個中國工業(yè)的升級版。

在產業(yè)技術升級和投資需求擴大的情況下，物聯網發(fā)展或將步入快車道。一看產業(yè)前景。據中國物聯網研究發(fā)展中心預測，2015年，我國物聯網整體市場規(guī)模將達到7500億元，年復合增長率約為30%。二看產業(yè)效益。據國際權威機構估算，未來20年，工業(yè)互聯網的發(fā)展至少可以給中國帶來3萬億美元左右的GDP增量。物聯網規(guī)模將會遠超移動互聯網，是下一個萬億元規(guī)模的產業(yè)。

參考文獻

[1]陳軍物聯網中安全問題研究[J].電子世界,2012(6).

[2]王瑩物聯網與信息發(fā)展[J].科協論壇(下半月),2011(2).

[3]胡曉剛.機場旅客登機橋管理信息系統的展望[J].江蘇航空,2011.