電梯綜合安全管理中物聯網技術的合理應用

摘 要電梯的安全管理關系著人們的生產生活安全，隨著物聯網技術的發展與進步，其在電梯安全管理中得到有效應用。文章介紹了電梯綜合安全管理的發展狀況，從硬件設計與軟件設計兩個方面分析物聯網電梯綜合安全管理系統的綜合架構，詳細的分析物聯網電梯綜合安全管理系統的應用效益，以期促進我國電梯綜合安全管理技術的進一步發展。

【關鍵詞】物聯網 硬件設計 軟件設計

1 電梯綜合安全管理發展狀況

近年來，隨著我國經濟的發展與進步，人們生活水平的不斷提升，電梯在社會生產生活中作用越來越重要。隨著互聯網技術的發展與進步，其應用也越來越廣泛，物聯網、云中心技術的出現有效的促進了電梯綜合安全管理方式的發展與進步，在新技術的支持下，管理部門以及維護人員能夠實現對電梯狀態的有效監控，從而確保電梯能夠得到及時的維護與修理。

2 綜合安全管理系統總體架構

物聯網電梯綜合安全管理系統在設計的過程中綜合互聯網+、云存儲、物聯網、GIS、GPS等一系列先進技術，通過便攜式的移動終端來實現業務的對接，并且實現對云數據的及時更新與接收，管理維護人員通過便攜式終端能夠在第一時間了解電梯的實際狀況，與電梯應急處置平臺進行無縫對接。通過系統之間的對接能夠實現數據的實時互通，進一步確保電梯的安全使用。系統總體框架圖如圖1所示。

2.1 硬件部分設計

2.1.1 紅外傳感器檢測模塊

在進行紅外傳感器檢測模塊設計的過程中，考慮到模塊對于光線感應的要求，設計安裝了一對紅外線發射與接收管，發射管能夠發射固定頻率的紅外線，紅外線發射出以后在遇到反射面時會反射回接收管被接收管所吸收，再經過比較器電路的處理與分析，綠色的指示燈與亮起來，并且信號的輸出結果會同步輸出數字信號。通過電位器旋鈕能夠調節檢測的距離，紅外傳感器檢測模塊的有效檢測范圍在2～30cm之間，工作時的規定電壓保持在3.3V～5V。紅外傳感器檢測模塊的系統結構原理圖如圖2所示。

2.1.2 速度傳感器模塊

速度傳感器模塊主要是通過步進電機模塊以及旋轉編碼模塊來實現對速度的測量，系統在運行的過程中首先由步進電機驅動電梯運行，然后由旋轉編碼器來對電梯的運行速度進行測量，并且通過測量出的速度來測出準確的加速度。旋轉編碼器是由機械傳動、檢讀器、光源以及光柵等幾個部分組成的，在旋轉編碼器的軸帶動光柵盤旋轉時，模塊內的發光元件會發射出光線，光線在經過光柵盤時會被光柵盤分割成多個連續的光線，這些光線會被接受元件接收到，并且產生初始信號。產生的初始信號在繼電路處理后會轉變成計數脈沖，計數脈沖的脈沖個數就能夠用來表示具體的位移大小。旋轉編碼器在轉動時會持續的輸出脈沖，計數裝置能夠通過記數來獲得旋轉編碼器的具體位置，當編碼器處于靜止狀態時，系統內部的存儲器會進行數據的緩存。在系統再次接受到電信號以后，根據之前的脈沖信號數據，系統會計算出電機運行的角速度，并且能夠根據角度與線量之間的關系來計算出電梯運行的實時速度與加速度，從而準確的得出電梯的運行速度數據。

2.1.3 無線通信模塊

紅外傳感器檢測模塊以及速度傳感器模塊將實時信息通過串口傳輸給電梯黑箱中的ATMEG128單片機，單片機對信息進行匯總并通過串口轉Wi-Fi模塊轉化為Wi-Fi信號傳輸到網關，網關將對所有的數據傳輸到后臺服務器。PC端對收到的數據進行分析、統計，通過相應的算法，可以得出電梯的各種參數，實時顯示在后臺服務器上。GSM模塊與單片機相連，可以定期把電梯運行狀態及時發送給工程師，極大提高了工作效率。

2.2 軟件部分設計

在進行系統的軟件設計時，應當根據系統運行的具體過程來進行系統的設計。在電梯系統運行的過程中，首先要選擇目標樓層，在乘坐人員上電梯后關閉廂門，然后向目標樓層移動，到達目標樓層后打開廂門。在這一過程中，軟件系統首先要做的便是目標樓層的選擇，然后在人員進入電梯后對于電梯門的關閉狀態進行檢查，確保電梯廂門正常的關閉。在電梯運行的過程中，系統應當時刻監視好電梯的運行狀態，如果檢測到系統的運行速度異常應當及時的將收集的速度信息發送到電梯安全管理中心，由管理中心采取相應的應急制動措施。在電梯到達目標樓層后，應當及時的打開廂門，軟件如果檢測到廂門一直不打開應當自動的報警，通知管理中心進行處理。

2.3 后臺監控服務器實現

該系統的后臺服務器設計使用C++語言，采用Windows Sockets API編程方式，基于TCP/IP協議，提供面向連接的服務，并在MicrosoftVisualStudio10.0下編譯通過，實現可靠的通信。在網絡通信的雙方，均有各自的套接字，并且該套接字與特定的IP地址和端口號相關聯。通常，套接字主要有兩種類型，分別是流式套接字（SOCK_STREAM）和數據報套接字（SOCK_DGRAM）。其中，流式套接字專用于使用TCP協議通信的應用程序，而數據報套接字則是專門用于使用UDP協議通信的應用程序。使用流式套接字時，需要配置兩端的端口號和IP地址使其一致，這樣單片機就可以和PC端實現點對點通信，實時地把電梯運行狀態數據顯示在后臺服務器上。

3 應用效益

3.1 對政府部門的價值

利用物聯網電梯綜合安全管理系統政府管理部門能夠對不同品牌的電梯質量進行有效的監督與統計，通過這一系統能夠準確檢測統計出不同地區不同品牌的電梯發生故障概率及維修次數，根據相關的數據能夠建立有效的電梯質量排行榜。根據這一排行榜，相關的管理人員能夠制定相應的安全準入門檻，從而有效提高地區電梯的安全生產指標，確保電梯使用的安全。

3.2 對維保單位的價值

維保單位在日常的電梯維修保養中能夠通過物聯網電梯綜合安全管理系統實現對電梯運作狀態的有效檢測，系統能夠實時的傳遞電梯運行過程中的具體數據及運行狀態，由系統實現對維保人員的統籌安排。

物聯網電梯綜合安全管理系統的應用能夠有效的提高維保人員的管理效率，系統在運行的過程中能夠根據相關的電梯地理位置以及維修人員的位置來合理的安排維保人員的維修路線，確保維修人員能夠及時到達電梯所在位置，實現維修線路的科學規劃。

3.3 對物業公司的價值

物業公司能夠及時的掌握小區內電梯的運行狀況，并且對于電梯的故障與維修進行準確的記錄。當小區業主對電梯的運行情況產生疑問時，物業公司可以通過記錄的數據來提供相應的證明，回應業主的質疑。此外，通過物聯網電梯綜合安全管理系統物業部門能夠及時的對電梯的運行狀態進行監控，及時的了解電梯故障的維修狀況，質監部門也可以通過這一系統及時的對物業電梯的投訴處理流程進行全面的監督與管理，進一步確保了電梯的安全高效運行。

4 結束語

物聯網技術是未來發展的重要技術，其將會推動世界經濟的飛速發展，在物聯網技術下開發的電梯綜合安全管理系統能夠實現對電梯運行狀態的有效監控，并且還能夠實現數據的實時交互，形成了一個高效的管理系統，確保了電梯系統能夠得到全面的優化與監管，進一步確保了我國電梯的安全運行。

參考文獻

[1]賴宏應，張雁董濤.物聯網技術在電梯綜合安全管理中的應用[J].通信與信息技術，2015，16（05）：70-74.

[2]廖志雄.探析物聯網技術在電梯監測報警管理系統中的應用[J].企業技術開發，2015，11（01）：48-49.

作者簡介

王央央（1984-），女，浙江省溫州市蒼南縣人。工程師，研究生，從事特種設備檢驗管理工作。

作者單位

浙江省特種設備檢驗研究院 浙江省杭州市 310000