基于物聯網技術的電梯智能監控平臺感知層信號采集模塊的研究

何晨曦

摘要：物聯網技術是基于互聯網技術的縱向拓展延伸，其感知層構架主要是利用紅外傳感器、壓力傳感器、射頻識別等各類傳感器把所需監控的電梯部件與互聯網按照一定的通訊協議聯系起來，完成監控平臺感知層所需要的智能化定位、識別和追蹤功能。本文就基于物聯網技術的電梯智能監控平臺感知層信號采集模塊的設計與應用進行研究。

Abstract： The Internet of Things is a vertical expansion based on Internet technology. Its perception layer architecture mainly uses infrared sensors， pressure sensors， radio frequency identification and other sensors to connect the elevator components to be monitored with the Internet according to a certain communication protocol， so as to complete the intelligent positioning， identification and tracking functions required by the monitoring platform perception layer. This paper studies the design and application of the signal acquisition module of the perception layer of the elevator intelligent monitoring platform based on the Internet of Things.

關鍵詞：電梯;智能監控;感知層

Key words： elevator;intelligent monitoring;perception layer

中圖分類號：TP277 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）08-0205-02

0 ?引言

隨著城市化的普及和國民經濟的快速增長，電梯已經成為人們生活中不可或缺的垂直交通工具，在享受電梯給日常出行帶來便利的同時，由于非人為的電梯故障導致的人員被困、受傷的事故數量也在逐年增長。所以說，為電梯提供一套科學化、規范化、智能化的管理監控模式是一個不容忽視的議題，物聯網技術和“5G”技術的到來恰好為這一問題提供了絕佳的解決方案[1]。

電梯智能監控平臺可以采集電梯運行的實時數據和驗證信息，通過精確的處理和分析，將數據信號發送到維保人員、電梯用戶、質量監督部門的手機或者電腦監控終端，通知相關人員進行及時的處理和操作。但是電梯控制系統體積龐大，與安全相關的關鍵設備、關鍵數據繁多，數據采集困難，信號處理難度大等問題也是我們目前面臨的巨大考驗。

物聯網技術就是使用RFID、紅外線傳感器等終端感知設備將所有必要的、需要被檢測、檢測的物體與互聯網實現內在連接從而方便進行智能化管理和識別的一項新技術。物聯網從狹義上來說是把一個物體和另外的物體聯系起來可以實現識別自動化并對它們進行管理的網絡結構，它更偏重于對信號的感知。而這恰巧是電梯智能監控平臺感知層構建的重要基礎。所以物聯網技術與電梯智能監控平臺的強強聯手勢不可擋[2]。

1 ?基于物聯網技術的電梯智能監控平臺感知層系統構架

本智能監控平臺感知層終端連接電梯運行控制器，通過電梯控制中樞實時接收運行過程中的狀態、信息和數據，再由數據轉發模塊進行數據處理，并向應用層轉存。感知層系統框架如圖1所示。

作為電梯智能監控平臺中與被感知設備、元件最為接近的感知模塊，它的主要功能是獲取被測元件設備的狀態、信號以及相應的數據，并通過有線/無線網絡、RS232、RS485、藍牙、433M射頻等各類傳輸技術將所測數據傳輸進入到感知層網絡。在感知層層面，必須具備的特點有：系統功耗低、可靠性高、利于大規模推廣和應用，因為所有的電氣設備都是需要電源供電支持的;此外，要想快捷方便得實現實時數據的精確采集，感知層終端的硬件系統設計需要考慮到數據交換接口的兼容性問題[3]。其具體功能如圖2所示。

本研究系統感知層終端將傳感器模塊與電梯的控制器相連，可以進行電梯運行數據的實時和定時的發送、數據的采集、故障監測和解析下行數據;傳感器節點可以將搜集到的刷卡信息和傳感器信息打包上傳，并能夠同時進行斷電檢測，上傳傳感器模塊數據文件至傳輸層轉發模塊以及解析數據協議。

2 ?用于數據采集的傳感器節點的設計

數據采集模塊的組成主要包括傳感器模塊和單個傳感器節點兩個部分，傳感器模塊負責采集數據，發送定時和實時數據、監測故障提示以及解析下行數據;而單個傳感器節點可以對刷卡數據進行打包和上傳，同時進行斷電監測，并且還可以將傳感器模塊的數據上傳至傳輸層的數據轉換模塊[4]。

單個傳感器節點與傳輸層職教的通信主要是通過4G或者未來的5G進行，將同一群控系統下的電梯的傳感器模塊搜集到的信息匯聚到一個總的傳感器節點，再由這個傳感器節點對外進行數據轉發。其具體功能設計圖如圖3所示。

傳感器模塊的主要功能包括對電梯控制器傳達指令、統籌電梯控制器上傳的數據進行壓縮打包、與單個傳感器節點實施數據通信、采集電梯故障數據、按照定義下發報文解析和發送組網請求、進行組網交互等。其功能設計圖如圖4所示。

3 ?結束語

物聯網技術的實體應用尚處于初級階段，電梯行業范圍內，智能監控平臺系統也還處在萌芽時期，但初步的應用已經給我們的生活、工作帶來了便捷和安全。不僅僅是感知層的設計探索，數據轉換模塊、傳輸模塊、數據應用層的研究探索在未來也將如雨后春筍般不斷涌現。物聯網技術的發展最終一定會給電梯智能監控平臺帶來歷史性的革命，給人們的出行帶來無窮的便捷和保障。

參考文獻：

[1]石守印.電梯物聯網技術的應用[J].中國新技術新產品，2018（15）：38-39.

[2]張晨光，苗長云，畢長浩.基于μC/OS-II的嵌入式電梯物聯網網關的設計[J].科技創新與應用，2016（29）：89-90.

[3]商曉.基于物聯網的電梯遠程監控系統的研建[D].北京林業大學，2012.

[4]陳家焱，洪濤，劉鋼海，王國強，周娟.物聯網技術的電梯安全監控系統研究[J].中國計量學院學報，2013，24（03）：231-236.