基于物聯網的電梯數據遠程監測應用與研究

李小珊 陳相德

（福州職業技術學院 福建省福州市 350000）

隨著經濟的發展，城市人口密度也越來越大，從而導致可利用的土地空間資源越來越少。為了解決這一問題，高層建筑越來越多，電梯成為人們出行乘坐的第一交通工具。近年來，電梯安全事故時有發生，因此電梯的安全性也被更加關注。在電梯數量不斷增加的情況下，電梯老齡化的現象也日漸凸顯，電梯零部件的磨損也可能導致電梯故障。隨著信息技術的發展，物聯網技術在電梯上的應用使得電梯遠程監控成為可能，電梯維保人員可以快速獲取所管轄電梯的運行狀態、運行數據等信息。

OneNET 是由中國移動打造的PaaS 物聯網開放平臺。平臺能夠幫助開發者輕松實現設備接入與設備連接，快速完成產品開發部署，為智能硬件、智能家居產品提供完善的物聯網解決方案。不僅可以實現終端設備的監控管理、在線調試、實時控制功能，還可以借助云平臺實現大量數據的存儲。

本課題將物聯網開放平臺作為連接和數據的中心，在線監控電梯的運行狀態信息，將采集的各類數據通過APP 信息推送方式快速地告知電梯維修人員，電梯維修人員可以根據所監測到的信息分析查找電梯故障的原因，以便更快地排除電梯故障。系統設計主要分為三大部分：終端數據采集、數據傳輸、數據處理。

1 數據采集

終端數據采集部分主要是采集電梯運行狀態信息，包括電梯位置信號、電梯運行的速度、各安全觸點電氣狀態等數據信息。電梯位置信號、轎廂內的選層信號等各種信號是由電梯控制系統與電梯外圍設備進行大量通訊獲取的。

本課題利用atmega2560 芯片的ad 接口/io 接口實現對電梯主控板的模擬量與數據量的高效采集。Arduino 單片機集成了中央處理單元CPU、隨機存儲器RAM、存儲器ROM、輸入輸出設備I/O和模擬量/數字量雙向轉換，處理器核心是Arduino Mega 2560，硬件使用和軟件編程均非常靈活，有54 路數字輸入/輸出端口，16路模擬輸入端口，4 路UART 串口，16MHz 的晶振，USB 連接口，電池接口，ICSP 頭和復位按鈕。

2 數據傳輸

采用Arduino Mega 2560 控制板將由esp8266 連接至網絡服務器中，上傳至OneNeet 平臺，對電梯運行數據信息進行監控。ESP8266 是ai-thinker 公司推出的一款無線WIFI 模塊，專為移動設備，可穿戴電子產品和物聯應用設計。ESP8266 共有三種工作模式，分別是無線接入點模式（AP）、無線終端模式（Wireless Station）以及混合模式（以上兩種模式的混合）。

2.1 無線接入點模式（AP）

圖1：接入點模式

圖2：無線終端模式

如圖1 所示，ESP8266 模塊作為熱點，允許手機或計算機直接連接到本模塊，實現串口與其他設備之間的無線（WIFI）數據轉換互傳。AP 模式下，根據不同的應用場景，可以設置TCP 服務器、TCP 客戶端，UDP 3 個子模式。

2.2 無線終端模式

如圖2 所示，模塊作為無線WIFI STA，ESP8266 模塊通過路由器連接到互聯網，實現串口與其他設備之間的無線數據轉換互傳。WIFI STA 模式下，根據不同的應用場景，可以設置TCP 服務器、TCP 客戶端，UDP 3 個子模式。

2.3 混合模式

模塊既作無線WIFI AP，又作無線STA，兩種模式的共存模式，即可以通過互聯網控制實現無縫切換。混合模式下，根據不同的應用場景，可以設置（TCP 服務器、TCP 客戶端，UDP）||（TCP 服務器、TCP 客戶端）、UDP 9 個子模式。

在本課題中，將esp8266 設為STA 模式，通過Ardunio IDE 開發環境進行程序設置，程序如下所示。

表1：默納克NICE-3000 故障代碼示例

圖3：創建電梯數據監測平臺

當網絡連接成功后，可以通過串口監視器看到esp8266 所在網絡的IP 地址，此時esp8266 便為數據的傳輸提供了網絡基礎。

3 數據處理

通過OneNet 平臺，創建電梯數據監測平臺，添加電梯運行方向、運行速度、樓層顯示等數據流，如圖3 所示，記下Msaster-APIkey，設備ID 號，利用Arduino IDE 進行設置， 以便讀取、創建數據信息。

在數據處理過程中，除了需要獲取電梯運行的相關數據信息，當電梯運行出現故障時，能及時接收到故障代碼，并將故障代碼轉化成相應文字信息反饋給維修人員，提高電梯維修效率，以蘇州默納克NICE-3000 為例，部分故障代碼如表1。

4 結語

通過物聯網技術搭建電梯運行數據監測平臺，實時監測和記錄電梯運行狀態、識別電梯故障代碼，通過準確地掌握電梯運行狀況，電梯故障現象，以提升電梯快速救援效率，通過現代科學技術手段高效管理和維護電梯的使用，為發展智慧城市助力。