电梯物联网监测系统的设计

张立红,,

（1.河北联合大学；2.唐山市特种设备监督检验所,河北 唐山 063000）

电梯物联网监测系统的设计

张立红1,张瑞成1,马希旺2

（1.河北联合大学；2.唐山市特种设备监督检验所,河北 唐山 063000）

电梯物联网监控系统适应我国电梯行业的发展趋势，该系统通过独立的感应器，采集电梯相关运行数据，通过微处理器进行数据分析，经由3G、GPRS等方式进行数据传输，由中心服务器进行综合处理，实现电梯故障报警、困人救援、日常管理等功能的综合性电梯管理平台。

电梯物联网；监测；电梯数据采集

近年来电梯安全事故频发，电梯如何做到有效监管维护的问题越来越受到公众的关注。随着物联网技术的兴起，电梯物联网产品的开发运用将有效解决目前面临的监管维护难题。

1 电梯物联网监测系统

电梯物联网监测系统整体框图见图一。监测系统由四部分构成：数据感知层、数据传输层，、数据处理层及数据使用层。

数据感知层：电梯数据采集仪采集各个独立传感器的状态信号，进行信号处理和故障逻辑判断，判断电梯是否在正常运行。例如：上极限传感器动作，电梯发生冲顶事故。

数据传输层：通过GPRS（3G）/Internet将电梯实时的运行数据和报警数据传输到中心服务器。

数据处理层：由C#和SQL Server数据库开发的基于B/S架构的监测系统网站，在中心服务器上部署IIS并发布网站。实现只要有网络的地方，通过有效的授权，打开浏览器即可通过访问网站，查看电梯的实时运行情况和报警信息。同时，监测系统把报警信息存储到数据库，以便对每台电梯进行数据分析。当收到电梯数据采集仪传输过来的报警信息后，给特定人员发送报警短信，以便快速的去处理。

数据使用层：通过对各个使用对象的不同授权，使之能查看电梯的状态和报警信息，以便能及时的响应，做出处理。

2 电梯数据采集仪的软硬件设计

2.1 软件设计

软件流程图见图二，电梯数据采集仪一上电，系统自检，硬件初始化，包括MCU的IO口、看门狗、计时器、串口通信等，从fash存储器中读取系统的整体配置参数，初始化系统的全局变量。驱动GPRS模块（或3G模块）拨号上网，登陆到中心服务器。完成前期准备工作后，采集各个传感器的状态，经过逻辑推理判定，判断出电梯的运行状态。如果电梯发生故障，及时把故障信息上传中心服务器，同时抓拍轿厢内的情况，存储到SD卡，收到中心的命令后，播放安抚语音；若没有发生故障，等待中心要实时运行的数据，收到中心服务器的命令后，将电梯实时运行的数据回传到中心服务器。

2.2 硬件设计

硬件设计框图见图三，电梯数据采集仪硬件以MCU为中心，检测开关经过光电隔离进入MCU的IO口进行采集，提高了抗干扰能力，同时配备丰富的外围模块，SD卡可以本地存储报警数据。GPRS模块或3G模块可通过无线信号连接Internet，将数据传输给中心服务器。摄像头模组可实时监控轿厢情况，发生故障时可以抓拍，为事故分析提供了证据。语音播放模组可以播放语音，以便故障发生时对乘客播放安抚语音。

3 总结

由于各个电梯厂家的通讯协议不公开，设计了依靠独立传感器的电梯物联网监测系统。今后的发展趋势，需要政府部门对电梯通讯协议进行监管，使电梯通讯协议统一化，监测系统将进一步简化和功能加强。

图2 软件流程图

图3 硬件设计框图

[1] GB 24476-2009[S].电梯、自动扶梯和自动人行道数据监视和记录规范.

[2]GB 24475-2009[S].电梯远程报警系统.