1、基于物联网的电梯动态管理系统研究 摘要：随着社会发展和科技进步，人们对电梯使用量迅速增加，与之相对，电梯的管控技术发展却相对缓慢，电梯事故频发。基于此，人们越来越重视电梯的运行安全。本电梯动态管理系统以已有的物联网平台为基础，将物联网的三大技术：感知终端技术、网络传输技术与智能处理技术运用到电梯动态管理系统当中，能快速定位故障点并及时传递相关数据信息，以期尽快解决故障。 下载 关键词：物联网电梯动态管理系统数据挖掘 一、引言 随着我国经济的发展和城市化进程的加快，加之老龄化进程的加快，对电梯的需求迅速增加 ，当前，我国已经成为电梯产销量第一大国且增速明显。随着电梯数量急剧增加加之电梯年久失修，
2、近年来见诸报端的电梯事故逐渐增多，人员伤亡和财产损失巨大，而这正好反映了我国电梯监控管理系统研究的相对滞后。基于物联网技术，结合视频安防系统，以城域网作为承载，从监测、上报、反馈、解决等环节所组成的电梯动态管理系统，结合了数字音视频技术、宽带网络传输技术、物联网技术等，能够实现电梯状态监控和故障报警、电梯应急安全处理等监管功能，能够减少电梯事故的发生，节约人力和财力，使电梯运行安全监管更高效、更实用、更可靠。 二、电梯运行监控系统简介 电梯动态监控系统的发展大体经历了三个阶段： “ 黑匣 ” 阶段、有线监控阶段、远程无线监控阶段，它是在宽带网络技术、音视频监控技术和传感器技术的基础上产生的。当
3、前许多发达国家和地区的大型电梯公司，比如：奥的斯、迅达、通力、蒂森、三菱、日立、东芝、富士达等，为了能实时监控自己公司的设备运行状态，绝大部分都已经利用计算机网络技术等现代科技手段开发了各自的电梯运行监控系统，当电梯设备出现故障或异常时能够及时的察觉并做出响应，借助网络数据传输技术，相关工程技术人员在监控终端可以了解分布在 全球各个现场的设备运行情况。相对而言，我国的电梯动态管理系统起步较晚，但是近年来发展迅速，已经有不少相关机构都投入了大量的人力、财力、物力来开发设计相关监控系统，如中国移动开发的电梯卫士系统等。虽然国外电梯动态管理系统技术比较成熟，但是他们的电梯管理系统通常是面向本土企业的
4、，因此所采用的通讯技术、接口技术等都不尽相同，专用性较强，因此只能监控本公司的电梯设备，除此之外，监控系统的开发成本较高，价格昂贵，不能被般用户承受，因此开发基于中国国情的，适合般用户的电梯动态管理系统是非常有必要的。 三、基于 物联网的电梯动态管理系统简介 （）系统架构 基于物联网的电梯动态管理系统架构分为三层：终端感知层、网络传输层和应用层。其中，应用层包含数据中转模块、节点维护模块和监控模块；感知终端与电梯控制器相连，用于接收电梯运行状态数据，数据中转模块接收到数据之后进行分析处理将 SM（ Sensor Module）， SSN（ Simple SensorNode）状态数据发送给节点
5、维护模块，然后将状态数据转存到电梯监控数据库中，最终提供给 WEB终端设备或者智能手机终端进行访问查询或者操控。 （二）具 体设计 1.数据采集模块 采集的数据主要有 SM和 SSN，其中 SM进行状态数据采集、状态数据实时发送、监测设备故障数据包并进行数据解析； SSN 将电梯刷卡数据打包上传，并能进行断电检测，上传 SM 数据包到数据中转模块并能解析数据中转模块下发的数据包协议。 SSN 与数据中转模块之间通过 4G 网络进行数据通信，将邻近电梯采集节点 SM收集到的电梯状态信息汇集到同一个 SSN，再由 SSN传输到数据中转中心， SSN 每隔定时间向数据中转中心发送数据包，以确保数据链
6、路不会中断。每台电梯至少需要安装个 SM 来采集运行 状态数据，然后传输给 SSN，一片区域内的多个 SM由一个 SSN统管理。一个 SSN所管理区域内的所有电梯在服务器端注册后，就可以及时进行电梯故障的处理、状态数据上传和数据库数据更新等操作。移动感知节点 SM 通电后会迅速搜索附近的 SSN，然后注册到最近的感知节点，一个 SM只能在一个 SSN上注册；SSN 完成 SM 注册表的更新之后将自己节点下的 SM 组网信息上传到服务器。 数据中转模块通过接收到的电梯状态监控平台服务器发送的连接请求，存储连接指令， SSN 发送数据包来检查前端网页指令，在规定的响应时间内每隔几秒向 SM 请求电
7、梯实时状态数据信息并把数据发送到数据中转模块，监控平台把数据中转中心转发的数据存储到状态数据库中，客户通过前端网页查看数据库中数据。前端网页每隔几秒发送连接请求指令， SSN 源源不断地上传电梯状态数据，如果连接诘求时间超常，终止监控，电梯状态数据不再上传。 2.数据中转模块 在电梯动态管理系统中，数据中转模块首先解析接收到的数据包中的目标端口号，然后将数据转发给电梯管理应用程序，该程序从数据包中的用户数据部分解析出电梯的实时运行状态信息。在判定电梯故障类型时，规定协议信息数据区中的 两个字节来标示电梯可能出现的故障类型：蹲底、冲顶、停电关人等，电梯状态数据包被直接传送到监控平台显示，电梯故障
8、包通过比对故障代码来确定故障类型。 数据中转模块可以在系统中的应用层区分外部的数据，如果该数据与传感节点管理和维护相关则将就会被转存到节点的运行维护模块中，如果是具体的电梯应用数据，则根据数据包信息把数据转存到电梯应用服务器中。数据中转模块的功能主要包括 lD 身份核查，节点运维数据发送，电梯应用数据发送，行业用户指令发送等。 3.节点运维模块 通过传感器采集大量电梯实时状 态数据，随着应用范围的扩大，传感器的数量大幅增加，因此开发专门的节点运维平台非常重要，此模块遵照标准为物联网中的每个终端设备提供唯标识，能够监测到物品的在线实时运行状态参数，从而定位物品，进而把用户终端和传感器节点的数据传
9、输到数据中心，然后按照网络协议进行解析，用户通过查询终端了解其运营状况。此运维模块平台还能够远程配置 SSN， SM等传感节点，使用户可以远程修正异常参数，远程配置传感器节点，系统能够验证用户身份，防止非法用户的操作，保证节点安全，不被非法利用，监测网络故障并做出相应的反应，缩短排除故障的时间 ，从而提高服务质量。 4.系统监控平台 系统监控平台采用 B/S架构。当前 Internet迅速发展，因为 B/S架构具有很强的可共享性，并且开发运行维护简单，使其逐渐流行，它具有典型的三层结构：表示层、处理层、数据层。其中，表示层中的浏览器通过超文本格式浏览和输入信息，但是不能够处理具体业务，功能层服
10、务器不仅能够存储管理页面，也能够处理逻辑业务，通过相应的应用程序来响应用户终端发送的任务请求，数据库服务器通过执行增、删、改、查等操作进行数据处理，然后把处理结果提交给服务器。 B/S 结构的优势是 ：使用简单、维护升级方便、维护成本低；在任何地方只需要台能上网的 PDA设备，比如智能手机，在获得系统管理员的授权之后，在本地不需要下载任何应用程序，只需要通过浏览器这个客户端就可以进行操作；系统进行维护升级等操作时不需要考虑其它因素的干扰，比如用户规模扩大、分支机构增多等，服务器接入专网之后，在异地工程技术人员就可进行操作，也可以十分方便地对服务器进行升级和维护操作；另外， B/S 结构在系统配置和性能要求方面没有过高的要求，可运行于多种操作系统和浏览器，用户选择多样化。 四、结束语 近年来 ，电梯数量猛增，虽然台电梯产生的状态数据并不多，但个地区的所有电梯加起来，其监控系统所需的数据量就太大了，在如此大规模的数据上进行各种智能分析、数据挖掘，需要新技术的不断出现，比如云计算、并行计算的处理平台等。基于物联网的电梯动态管理系统可以利用终端感知层数据采集节点实时监测到电梯故障信息并上传到监控中心，及时通知相关人员，极大的提高维保效率，应用层监控平台可以为维保单位、物业单位、相关政府部门提供电梯运行状态数据，更好地维护电梯运行安全。
