CN103051708A - 基于Zigbee技术的电梯物联网系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Zigbee技术的电梯物联网系统，包括至少一Zigbee个域网、监控中心以及多个客户端。每一Zigbee个域网包括至少一部电梯、设置在每部电梯中的电梯控制器、若干个Zigbee路由节点、Zigbee协调器和数据传输模块。监控中心包括Web服务器、数据库服务器和应用服务器。数据传输模块将Zigbee协调器传来的数据经由通信网络传输给应用服务器，该应用服务器将该数据传输模块发送过来的数据经由Web服务器转存至数据库服务器中。每一客户端均包括客户端计算机，客户端计算机可通过因特网访问数据库。本发明能够对多区域的电梯统一监控，并能兼容不同电梯设备和不同电梯控制系统供应商监控协议。

Description

基于Zigbee技术的电梯物联网系统

技术领域

本发明涉及一种基于Zigbee技术的电梯物联网系统。

背景技术

随着国民经济的发展，城市现代化建设不断推进，高层住宅在各大城市越来越普及。在这些小区中，电梯作为垂直运输工具，成为人们工作和生活不可缺少的一部分。在电梯数量越来越大的情况下，人们对电梯的智能控制和管理也提出了更高的要求。一般来讲，新建的大型商业区、住宅区都建立了各自的电梯控制中心，但这些被监管的电梯只占了使用电梯的很小一部分，没有被监管的电梯经常会出现长时间困人等现象，因而对电梯全面而有效的监控是电梯人性化使用的必然要求。如果按照传统方式，以各个单位、各个大楼为单位建立各自的电梯控制系统，这将造成人力、物力的极大浪费。但是如果按照一个城区来建立电梯综合监控管理系统，由于电梯位置分布比较分散，存在如何实现数据汇总和数据传输的问题。

经过调查对比，发现现有技术的电梯远程集中监控管理系统还存在以下问题：

1、系统搭建成本较高，现地级感知节点较昂贵，如每个电梯主控制器配置安装一个GPRS模块，成本较高；

2、监控管理系统移植功能较弱，系统的管理系统与现地级的主控制设备有一一对应的关系，无法方便移植，二次开发成本加大，无法适应现场设备频繁性增加以及设备种类更换，因此系统通用性、可扩展性有待改善；

3、系统监控范围有限，一般局限于一个小区或者一个区域，多区域电梯远程集中监控管理系统目前尚未出现，即使是多区域监控，采用的方法一般是将各个区域的监控计算机数据经网络汇总到监控中心，这种方法需要额外配置计算机及通讯设施，成本较高；

4、系统仅局限于电梯监控功能，没有与电梯相关企业实现数据共享。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于Zigbee技术的电梯物联网系统，其能够对多区域的电梯统一监控，并能兼容不同电梯设备和不同电梯控制系统供应商监控协议，提高系统的可移植性和通用性。

本发明所要解决的又一技术问题在于提供一种可在电梯发生故障时，获取电梯轿厢内的人员信息的电梯物联网系统。

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于Zigbee技术的电梯物联网系统，实现电梯相关企业之间的数据共享。

本发明所要解决的又一技术问题在于提供一种基于Zigbee技术的电梯物联网系统，其在Zigbee网络瘫痪的情况下，能尽快实现网络自恢复。

本发明所采用的技术方案是：一种基于Zigbee技术的电梯物联网系统，包括至少一Zigbee个域网、监控中心以及多个客户端；

每一Zigbee个域网包括至少一部电梯、设置在每部电梯中的电梯控制器、若干个Zigbee路由节点、Zigbee协调器和数据传输模块；所述的若干个Zigbee路由节点至少包括与电梯控制器的数量相等的Zigbee终端路由节点，所述的Zigbee终端路由节点一一对应地与电梯控制器耦接，并将电梯控制器传送的数据发送给Zigbee协调器；Zigbee协调器与所述的数据传输模块耦接；

所述的监控中心包括Web服务器、数据库服务器和应用服务器，所述的Web服务器分别与所述的数据库服务器和应用服务器通信连接；所述的数据传输模块将所述Zigbee协调器传来的数据经由通信网络传输给所述的应用服务器，该应用服务器将该数据传输模块发送过来的数据经由Web服务器转存至所述的数据库服务器中；

每一客户端均包括客户端计算机，所述的客户端计算机可通过因特网访问所述监控中心的Web服务器，并经由所述Web服务器访问所述的数据库服务器。 

本发明的有益效果是：

1、本发明能从感知层到监控管理层实现分散控制、集中管理，由于数据传输采用透明方式，因此可以不用考虑监控区域电梯控制系统的供应商的不同，能提高监控平台的通用性和可移植能力。而且每个监控区域只需一个互联网接入点，能节约运行成本和组网成本；

2、当电梯发生意外故障后，本发明的电梯物联网系统可以帮助电梯维保企业及时获知电梯故障信息。通过红外传感技术可判断轿厢内是否有人，如果有人，截拍的轿箱内照片经由Zigbee网络上传至监控中心，以通知维修人员及时赶赴现场，从而保障乘客生命安全；

3、电梯轿厢内采用红外人体感应技术探测应急情况下轿厢内是否有乘客被困，判断效果更好，通过电力载波技术将红外人体感应数据传输至路由节点，减少了电梯井道内布线；

4、购买方（如电梯销售公司或物业公司的用户）可以利用电梯物联网中的电梯采购功能，直接在平台内下订单，向整梯企业订购电梯。他们不仅可以实现电梯整梯和电梯配件的在线下单和订购，同时可以查询电梯整梯和配件的生产以及发货状态。电梯物联网系统配置电梯效能智能分析统计功能，联网电梯中所有电梯的运行数据都存储到后台数据库中，包括通过电梯控制器上传的运行次数、故障号，在电梯物联网系统上通过软件统计的故障次数、故障率以及故障描述等。在管理平台上开放查询功能，订购商可以查询网络中的电梯历史运行数据，为其提供选择依据。下单和订购功能的实现采用数据库技术，在数据库中配置触发器，将采购信息触发至电梯设备供应商采购平台上，并可将订单执行状态信息反触发至数据库中。借助SQL Server数据库的C/S架构，可实现监控中心的管理平台与电梯设备供应商ERP系统的无缝交互；

5、本发明的电梯物联网系统可与物流公司ERP系统有效集成，方便整梯企业、电梯销售公司、电梯安装维保企业查询整梯的发货、运输以及到货状态，同时，物联网会将电梯的相关基础数据（包括电梯的基本参数、配置等）记录到电梯物联网系统中，作为今后电梯维修和保养的重要档案文件。电梯维保企业可以在电梯物联网平台内实现电梯安装整个流程的管控，包括电梯安装涉及到的安全教育、开工交底、工程人员和工具、安装进度和节点，以及各个节点对应的应收应付款项等。上述电梯安装的信息也是质监部门电梯验收的重要依据。

附图说明

图1是本发明的电梯物联网系统的一个实施例的原理框图。

图2是本发明的电梯物联网系统的另一个实施例的原理框图。

图3是根据本发明一实施例的应用服务器的原理框图。

图4是根据本发明一实施例的Zigbee协调器和Zigbee路由节点的原理框图。

图5是本发明的电梯物联网系统进行红外人体感应的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出进一步说明。

参见图1。根据本发明一实施例的一种基于Zigbee技术的电梯物联网系统，包括至少一Zigbee个域网100、监控中心300以及多个客户端。

每一Zigbee个域网100代表一个电梯监控区域，其包括至少一部电梯11、设置在每部电梯中的电梯控制器12、若干个Zigbee路由节点、Zigbee协调器14和GPRS模块15。该若干个Zigbee路由节点至少包括与电梯控制器的数量相等的Zigbee终端路由节点13，在某些情况下，该若干个Zigbee路由节点还包括若干个Zigbee中继路由节点16。Zigbee终端路由节点13一一对应地与电梯控制器12耦接，并通过Zigbee网络将电梯控制器12传送的数据直接或者通过Zigbee中继路由节点16发送给Zigbee协调器14 。Zigbee协调器14与GPRS模块15耦接。

图1中示意性地示出了N个Zigbee个域网，每个Zigbee个域网设有若干电梯、电梯控制器和Zigbee路由节点。电梯控制器安装在机房内，Zigbee路由节点安装在机房顶部。监控中心300包括Web服务器31、数据库服务器32和应用服务器33，Web服务器31分别与数据库服务器32和应用服务器33通信连接。Zigbee终端路由节点13将实时采集到的电梯控制器12的信号反馈给Zigbee协调器14，Zigbee协调器14把本Zigbee个域网范围内的电梯信息汇总， GPRS模块15将Zigbee协调器传来的数据经由GPRS网络及因特网传输给应用服务器33，应用服务器33将该GPRS模块13发送过来的数据经由Web服务器31转存至数据库服务器33中。这样，监控中心300就能集中地监控和反馈每台电梯的状态，实现多区域电梯集中监控和管理。

多个客户端包括采购方客户端410和供应方客户端420。采购方客户端410例如可以是电梯整机或者零部件采购方等的客户端，而供应商客户端420可以是电梯整机或者零部件供应商、相关物流企业等的客户端。采购方客户端410包括采购方客户端计算机411和采购方ERP数据库412；供应方客户端420包括供应方客户端计算机421和供应方ERP数据库422。客户端计算机可通过因特网访问监控中心的Web服务器31，并经由Web服务器31访问数据库服务器32。优选地，电梯控制器12与Zigbee终端路由节点13以RS485的方式连接，数据库服务器32中的数据库为SQL Server数据库。

 将Zigbee协调器汇总的与电梯工作状况有关的数据传输给应用服务器33并不局限于图1所示的实施例。在图2所示的实施例中，Zigbee协调器14与协议转换器17耦接，协议转换器17用于将Zigbee协调器传送的数据转换成TCP/IP协议的数据，并通过因特网传送给监控中心的应用服务器33。在一具体实施方式中，协议转换器17通过RS232串口与Zigbee协调器14耦接。

如图3所示，应用服务器33包括数据接收模块331、数据转存模块332、数据分析模块333和订单处理模块334。数据接收模块331用于接收GPRS模块15或协议转换器17发送过来的数据。数据转存模块332用于将数据接收模块331接收的数据经由Web服务器31转存到数据库服务器32内。数据分析模块333可对上传到数据库服务器32中的数据进行分类和统计。上述的数据包括电梯控制器上传的电梯运行次数、电梯故障号、电梯厂商、具体型号等等，数据分析模块333可以统计电梯的故障率、每部电梯发生故障的次数等。

监控中心的数据库服务器32设有订单数据表和订单执行状态接收表，供应方ERP数据库422设有订单接收表和用于保存与订单的执行状态有关的数据的订单执行状态表。采购方客户端410可通过其客户端计算机在电梯物联网系统上提交订单，订单数据将存储到数据库服务器32中。订单处理模块334用于处理采购方提交的订单信息，并将该采购方提交的订单信息保存在上述的订单数据表上。在订单数据表上通过SQL脚本配置插入第一触发器，该第一触发器用于响应对该订单数据表的更新操作，使更新的订单数据传递并存储于供应方ERP数据库中的订单接收表。订单执行状态表通过SQL脚本配置插入第二触发器，该第二触发器用于响应对该订单执行状态表的更新操作，使更新的订单执行状态数据传递并存储于上述的订单执行状态接收表。举例来说，由于采用了上述技术手段，在电梯物联网系统中下的电梯零部件订单数据就能同步触发到电梯零部件供应商的ERP系统中，电梯零部件供应商收到此订单之后，进入订单处理流程，订单执行状态的数据能同步触发到监控中心的数据库中，以供订购者查询。从而实现电梯物联网系统与电梯相关企业之间的数据交互。

在一个优选的实施方式中，本发明的Zigbee协调器具有在意外故障或更换情况下实现Zigbee网络自恢复的功能。如图4所示，其中，每一Zigbee协调器14包括广播单元141和协调器重启单元142。广播单元141用于周期性地向Zigbee个域网中各个Zigbee路由节点发送广播信号。协调器重启单元142用于每隔一预定的时间（例如，每隔1ms）捕获当前通信的个域网标示（PANID），并将捕获的个域网标示与预先配置给该Zigbee协调器的个域网标示进行比较，若相等，则说明该Zigbee协调器没有脱离原先的网络，若不相等则判断该Zigbee协调器已经处于断网状态，在处于断网状态的计时达到预设的时间后重启该Zigbee协调器。

Zigbee路由节点能检测当前网络中的Zigbee协调器14，Zigbee路由节点收到Zigbee协调器14的周期性广播信号时确定Zigbee协调器存在，如果检测不到Zigbee协调器发送的广播信号，经过一确认流程后，Zigbee路由节点将退出网络，退网成功之后，将在设定的时间之后重启。具体地，每一Zigbee路由节点包括检测单元131、计数单元132、路由节点退网单元133和路由节点重启单元134。检测单元131用于检测Zigbee协调器14发送的广播信号，在检测不到该广播信号时，则重新开始检测。计数单元132用于对检测单元131在检测不到广播信号后重新开始检测的次数的进行计数，在达到设定的次数时发送一退网信号给路由节点退网单元133。例如，检测的次数可设定为3次，当3次都检测不到Zigbee协调器发送的广播信号，便认为Zigbee协调器确实已断网，并发送退网信号给路由节点退网单元133。路由节点退网单元133用于在接收到所述的退网信号时，使Zigbee路由节点退出其所在的Zigbee个域网，并在退网后开始计时，计时达到预设的时间时发送一重启信号给路由节点重启单元134。路由节点重启单元134用于在接收到该重启信号时重启该Zigbee路由节点。

参考图5。每一Zigbee个域网包括设置在每部电梯的轿厢中的红外感应传感器111、与红外感应传感器111的数量相等的电力载波调制模块112及电力载波解调模块113。红外感应传感器111的输出端与电力载波调制模块112的输入端耦接，电力载波调制模块112的输出端与电梯的电缆线耦接。电力载波解调模块113的输入端与电梯的电缆线耦接，电力载波解调模块113的输出端与Zigbee终端路由节点13耦接。在一具体实施例中，电力载波调制模块112由一块电力载波调制电路板构成，电力载波解调模块113一块电力载波解调电路板构成。

利用红外人体感应技术，在电梯意外故障时可以更准确地检测电梯内是否有人，然后通过电力载波和随行电缆传输的方式把检测信息传输给Zigbee终端路由节点13，再上传至Zigbee协调器14，通过通信网络把信息传输给监控中心。通过截拍轿厢内的人员情况照片，上传至监控中心，用于判断轿箱内人员种类及数量情况，监控中心可远程发控制命令实现就近平层，并及时派遣救援人员赶到现场。

Claims (10)

1.一种基于Zigbee技术的电梯物联网系统，其特征在于，包括至少一Zigbee个域网、监控中心以及多个客户端；

每一Zigbee个域网包括至少一部电梯、设置在每部电梯中的电梯控制器、若干个Zigbee路由节点、Zigbee协调器和数据传输模块；所述的若干个Zigbee路由节点至少包括与电梯控制器的数量相等的Zigbee终端路由节点，所述的Zigbee终端路由节点一一对应地与电梯控制器耦接，并将电梯控制器传送的数据发送给Zigbee协调器；Zigbee协调器与所述的数据传输模块耦接；

所述的监控中心包括Web服务器、数据库服务器和应用服务器，所述的Web服务器分别与所述的数据库服务器和应用服务器通信连接；所述的数据传输模块将所述Zigbee协调器传来的数据经由通信网络传输给所述的应用服务器，该应用服务器将该数据传输模块发送过来的数据经由Web服务器转存至所述的数据库服务器中；

每一客户端均包括客户端计算机，所述的客户端计算机可通过因特网访问所述监控中心的Web服务器，并经由所述Web服务器访问所述的数据库服务器。

2.如权利要求1所述的电梯物联网系统，其特征在于，所述的数据传输模块为 GPRS模块，所述的通信网络包括GPRS网络和因特网；

所述的GPRS模块使用GPRS网络通过因特网与所述监控中心的应用服务器通信连接。

3.如权利要求1所述的电梯物联网系统，其特征在于，所述的数据传输模块为协议转换器，所述的通信网络为因特网；

所述的协议转换器与所述的Zigbee协调器耦接，用于将Zigbee协调器传送的数据转换成TCP/IP协议的数据，并通过因特网传送给监控中心的应用服务器。

4.如权利要求3所述的电梯物联网系统，其特征在于，所述的协议转换器通过RS232串口与所述的Zigbee协调器耦接。

5.如权利要求1至4中任何一项所述的电梯物联网系统，其特征在于，每一Zigbee个域网包括设置在每部电梯的轿厢中的红外感应传感器、与红外感应传感器的数量相等的电力载波调制模块及电力载波解调模块；所述红外感应传感器的输出端与所述电力载波调制模块的输入端耦接，电力载波调制模块的输出端与电梯的电缆线耦接；所述电力载波解调模块的输入端与所述电梯的电缆线耦接，电力载波解调模块的输出端与所述的Zigbee终端路由节点耦接。

6.如权利要求1所述的电梯物联网系统，其特征在于，所述的应用服务器包括：

数据接收模块，用于接收数据传输模块发送过来的数据；

数据转存模块，用于将所述数据接收模块接收的数据经由Web服务器转存到所述的数据库服务器内；

数据分析模块，用于对上传到所述数据库服务器中的数据进行分类和统计。

7.如权利要求1或6所述的电梯物联网系统，其特征在于，所述的多个客户端包括采购方客户端和供应方客户端；所述的采购方客户端包括采购方客户端计算机和采购方ERP数据库；所述的供应方客户端包括供应方客户端计算机和供应方ERP数据库；

所述监控中心的数据库服务器设有订单数据表，所述的供应方ERP数据库设有订单接收表；

所述的应用服务器包括订单处理模块，该订单处理模块用于处理所述采购方提交的订单信息，并将该采购方提交的订单信息保存在所述的订单数据表上；在所述的订单数据表上设有第一触发器，该第一触发器用于响应对该订单数据表的更新操作，使更新的订单数据传递并存储于供应方ERP数据库中的订单接收表。

8.如权利要求7所述的电梯物联网系统，其特征在于，所述的供应方ERP数据库设有订单执行状态表，用于保存与订单的执行状态有关的数据；

所述监控中心的数据库服务器设有订单执行状态接收表；

所述的订单执行状态表设有第二触发器，该第二触发器用于响应对该订单执行状态表的更新操作，使更新的订单执行状态数据传递并存储于所述的订单执行状态接收表。

9.如权利要求1所述的电梯物联网系统，其特征在于，每一所述的Zigbee路由节点包括检测单元、计数单元、路由节点退网单元和路由节点重启单元，其中：

检测单元，用于检测所述Zigbee协调器发送的广播信号，在检测不到该广播信号时，则重新开始检测； 

计数单元，用于对所述检测单元在检测不到广播信号后重新开始检测的次数的进行计数，在达到设定的次数时发送一退网信号给所述的路由节点退网单元；

路由节点退网单元，用于在接收到所述的退网信号时，使所述的Zigbee路由节点退出其所在的Zigbee个域网，并在退网后开始计时，计时达到预设的时间时发送一重启信号给所述的路由节点重启单元；

路由节点重启单元，用于在接收到所述的重启信号时重启该Zigbee路由节点。

10.如权利要求1或9所述的电梯物联网系统，其特征在于，每一Zigbee协调器包括广播单元和协调器重启单元，其中：

广播单元，用于周期性地向Zigbee个域网中各个Zigbee路由节点发送所述的广播信号；

协调器重启单元，用于每隔一预定的时间捕获当前通信的个域网标示，并将捕获的个域网标示与预先配置给该Zigbee协调器的个域网标示进行比较，若不相等则判断该Zigbee协调器已经处于断网状态，在处于断网状态的计时达到预设的时间后重启该Zigbee协调器。

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