CN104355218B - 一种自动扶梯的物联监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于物联监控技术领域，公开了一种自动扶梯的物联监控系统，其中，自动扶梯安全网关采集并传输自动扶梯的运行状态和故障，传输自动扶梯的负载功率和音视频数据，与所述的物联监控平台通信。音视频一体化装置采集、存储视频数据，以及语音的输入输出。三相智能电能表采集自动扶梯电动机的负载功率。拥挤提示器用于扶梯拥挤时播放语音和文字提示。物联监控平台提供所有接入的自动扶梯的运行状态的实时监控，事故分析处理及日常信息管理。本发明系统对自动扶梯进行监控，使自动扶梯的日常维保有更好的针对性，在事故发生时，极大的缩短了应急处置的时间，避免了次生事故的发生，并能更准确的定位和分析事故的原因。

Description

一种自动扶梯的物联监控系统

技术领域

本发明属于物联监控技术领域，涉及一种物联监控系统，具体为一种自动扶梯的物联监控系统。

背景技术

自动扶梯广泛地应用于各类人员聚集公共场所，一旦发生事故，社会影响较大。因此如何持续保持自动扶梯的安全性能和质量，提高对故障自动扶梯应急救援的能力已成为全社会关心的问题。现有的自动扶梯的监控系统主要分成两类：一类侧重于自动扶梯运行状态的直观展示，故障信号的传送，进行远程扶梯状态及故障的监控与记录，无音视频传输，远程控制现场的功能欠缺。一类侧重于视频监控自动扶梯现场，进行视频的记录，无自动扶梯的数据传输，无法与自动扶梯故障联动。无论是哪类系统，都不能很好的解决自动扶梯发生事故时的现场取证、远程应急处置、事故原因分析等多方需求。另外对于人流量密集的场所，自动扶梯的健康度，与自动扶梯的累计运行时间、负载运行的时间长短及负载量有较大的关联。长时间高负荷的工作，会缩短自动扶梯的使用寿命。现有的自动扶梯的监控系统对自动扶梯的运行状态的采集，不能反映自动扶梯的负载变化，无法对自动扶梯的健康度进行预警。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的技术缺陷，提供一种自动扶梯的物联监控系统，能实时监控和记录自动扶梯的状态、负载及故障，故障自动报警，故障录像联动，远程视频监控，远程语音对讲，自动扶梯健康度预警，很好的解决背景技术中所涉及的技术问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种自动扶梯的物联监控系统，包括自动扶梯安全网关、音视频一体化装置、三相智能电能表、拥挤提示器、物联监控平台，自动扶梯安全网关与自动扶梯控制主板相连，音视频一体化装置、三相智能电能表、拥挤提示器、物联监控平台分别与自动扶梯安全网关连接；

自动扶梯安全网关采集自动扶梯的运行状态、故障及异常数据并转发至物联监控平台；

三相智能电能表输入端连接自动扶梯的电动机的三相电源，实时采集自动扶梯的电动机负载功率并输出给自动扶梯安全网关；

自动扶梯安全网关比较负载功率值与电动机负载功率曲线，当负载功率值超过设定值后发送信号给拥挤提示器；

音视频一体化装置实时采集并存储自动扶梯的现场音频、视频，并按指令输出给自动扶梯安全网关；

物联监控平台接收并处理自动扶梯安全网关发送或反馈的数据，提供用户访问，自动或根据用户指令下发控制指令或音频数据；

自动扶梯安全网关转发物联监控平台的音频数据到音视频一体化装置播放。

所述的自动扶梯安全网关，包括：

自动扶梯数据采集模块，通过CAN或RS485或RS232的接口与自动扶梯控制主板相连，用于采集自动扶梯的运行状态、故障及异常数据；

三相智能电能表通信模块，通过RS485接口与三相智能电能表相连，用于实时获取三相智能电能表的负载功率值；

拥挤分析模块，通过RS485接口与拥挤提示器相连，用于比较负载功率值与电动机负载功率曲线，当负载功率值超过设定值后发送信号给拥挤提示器，还可以分析计算自动扶梯高负荷运行的时间长度，并结合自动扶梯累计运行时间，对自动扶梯的健康度进行预警；

音视频一体化装置通信模块，通过有线网络接口与音视频一体化装置相连，用于实时获取音视频一体化装置采集的视频及音频数据，并将物联监控平台下发的音频数据实时转发给音视频一体化装置，控制音视频一体化装置开启故障录像备份；

电源管理模块，用于将220V交流输入电源转换成12V的直流电后，输出给自动扶梯安全网关的其余模块、后备电源、音视频一体化装置和拥挤提示器；

物联监控通信模块，通过网络连接物联监控平台，用于将自动扶梯的状态、负载、故障以及音视频数据发送给物联监控平台，接收物联监控平台下发的控制和音频数据。

所述的音视频一体化装置，包括用于采集自动扶梯的实时视频视频采集模块、录像存储模块、用于播放声音和采集声音的语音对讲模块、网络通信模块。

所述的录像存储模块包括用于循环存储视频录像的第一分区，和用于存储故障录像的第二分区，录像存储模块将视频采集模块采集的实时视频数据循环存入第一分区，并根据自动扶梯安全网关命令复制一部分视频数据到第二分区；

所述的语音对讲模块，包含功率放大器、回音处理器、喇叭、咪头。功率放大器接收自动扶梯安全网关下发的音频数据（输入端与自动扶梯安全网关的音视频一体化装置通信模块连接）并输出到回音处理器和喇叭，咪头采集原始音频输入，并输出到回音处理器。回音处理器对比原始音频输入和功率放大器输出端信号，抑制原始音频输入中与功率放大器输出端信号相近的信号，然后输出给自动扶梯安全网关；

所述网络通信模块通过有线网络接口，与自动扶梯安全网关音视频一体化装置通信模块相连，接收自动扶梯安全网关的控制命令、以及自动扶梯安全网关下发的视频及音频数据，将视频数据、音频数据发送给自动扶梯安全网关。

所述的三相智能电能表输入端连接电动机的三相电源，用于实时采集自动扶梯的电动机负载功率三相智能电能表的三相电压检测接口分别于电动机的三相电源相连，三相电流检测接口通过电流互感器分别于电动机的三相电源相连。

所述的拥挤提示器接收自动扶梯安全网关的拥挤信号，播放提示语音和/或显示提示文字。

所述的物联监控平台，用于接收并处理自动扶梯安全网关发送或反馈的数据，提供用户访问，自动或根据用户指令下发控制指令或音频数据。

所述的物联监控平台，包括接入服务器模块、状态服务器模块、流媒体服务器模块、存储服务器模块、数据库服务器模块、WEB服务器模块、短信服务器模块。其中：

所述的接入服务器模块，用于保持自动扶梯安全网关与物联监控平台的连接，保持转发和接收指令的通路；

所述的状态服务器模块，用于接收自动扶梯的实时状态、故障告警和负载功率；

所述的流媒体服务器模块，用于接收和转发视频和语音数据，支持多用户并发访问同一个自动扶梯视频；

所述的存储服务器模块，用于接收前端自动扶梯处音视频一体化装置所存储的故障录像，并进行存储供用户访问和/或下载；

所述的数据库服务器模块，用于系统资料的管理，包括用户资料、自动扶梯资料、信息注册资料、运行数据资料、故障数据资料、自动扶梯安全网关资料等所有的数据相关资料存储；

所述的WEB服务器模块，用于支持客户端的浏览；

所述的短信服务器模块，用于自动扶梯故障时的短信提醒，根据设置的维保人员或物业人员号码，自动发送报警短信。

使用上述监控系统，当自动扶梯正常运行时，自动扶梯安全网关每隔一段时间将自动扶梯的运行状态和负载功率，发送给物联监控平台，音视频一体化装置一直循环录制自动扶梯现场的视频。三相智能电能表通过互感方式采集自动扶梯负载功率，自动扶梯安全网关检测到自动扶梯的负载功率超过电动机负载曲线的某个设定值后，拥挤提示器通过语音与文字提示行人安全乘坐自动扶梯。

当自动扶梯发生故障后，自动扶梯安全网关立即将此故障上报给物联监控平台，音视频一体化装置启动故障录像备份。物联监控平台收到自动扶梯故障报警后，自动发送短信给该台自动扶梯的维保人员或物业人员，监控人员可通过物联监控平台打开远程视频和远程语音对讲，看到现场自动扶梯和人员的情况，与现场人员进行对讲。

监控人员可通过物联监控平台远程获取自动扶梯的故障录像，结合自动扶梯故障前后的运行数据，定位分析故障的原因。物联监控平台根据自动扶梯的累计运行时间和负载功率时间长度，分析计算维保周期，并对亚健康的自动扶梯预警提示。

本发明的有益效果：1、很好的解决了自动扶梯监控方式单一，远程对现场控制欠缺，事故分析数据不足的问题。在自动扶梯发生事故时，可以及时向物联监控平台报警并备份故障视频，确保第一时间的现场取证。物联监控平台在接到报警后，通过远程视频和语音对讲，可以第一时间向现场了解情况，并且指导应急救援，大大缩短了救援的时间，并且避免了次生事故的发生。通过对故障前后的录像及自动扶梯状态、负载、故障数据的分析，能更准确的定位事故的原因。2、对自动扶梯的累计运行时间和负载功率的采集，为自动扶梯建立了健康病例，使自动扶梯的监控不再局限于故障报警，而可以对亚健康的状态进行预警，使自动扶梯的日常维保有更好的针对性，把事故消灭在萌芽阶段。另外在人流量密集的场合，通过拥堵提示器的提醒，行人能更有依据的选择稍加等待当前自动扶梯空闲，或是选择乘坐其余的自动扶梯，或是走楼梯，使自动扶梯避免长时间高负荷的工作，延长了自动扶梯的使用寿命。3、整个系统采用物联网的典型架构，可以支持城市级范围内自动扶梯的统一监控，前端设备内部采用高聚合的结构，前端设备和物联监控平台之间采用低耦合的网络结构，使整个系统布置十分灵活，支持可持续性的发展。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图。

图2是本发明的前端设备安装位置示意图，其中，1、音视频一体化装置，2、拥挤提示器，3、自动扶梯，4、上部机房，5、三相智能电能表，6、自动扶梯安全网关。

图3是本发明的自动扶梯安全网关接线示意图。

图4是本发明的音视频一体化装置接线示意图。

图5是本发明的三相智能电能表接线示意图。

图6是本发明的拥挤提示器接线示意图。

图7是本发明的自动扶梯信号处理示意图。

图8是本发明的音视频信号处理示意图。

图9是本发明的录像存储处理示意图。

图10是本发明的拥挤提示处理示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图与实施例，对本发明作进一步的说明。

参见图1的系统结构示意图，系统由前端设备和平台两部分组成，两部分之间通过广域网进行连接，前端设备包括自动扶梯安全网关、音视频一体化装置、三相智能电能表、拥挤提示器，平台为物联监控平台。前端设备的数据在自动扶梯安全网关处进行汇总，通过有线网络、3G、WIFI等多种方式，直连或者经过局域网连接到广域网上。物联监控平台通过广域网，与每个前端设备进行通信，从物联监控平台看来，每个前端设备抽象成一个点，新增或者删除一个前端设备不影响其余前端设备的工作。由此构成的系统为高内聚低耦合的结构，系统的布置十分灵活，并支持可持续的发展。

参见图2的前端设备安装位置示意图，其中：自动扶梯安全网关安装在自动扶梯的上部机房，采集并传输自动扶梯的运行状态和故障，传输自动扶梯的负载功率和音视频数据。音视频一体化装置安装在自动扶梯下部出入口，采集、存储视频数据，以及语音对讲的输入输出。三相智能电能表安装在自动扶梯的上部机房，采集自动扶梯电动机的负载功率。拥挤提示器安装在自动扶梯上下部出入口，用于扶梯拥挤时播放语音和文字提示。

参见图3的自动扶梯安全网关接线示意图，自动扶梯安全网关作为前端设备的汇总点，与各个设备均有连接。其中：电源输入接口V_IN、CAN接口与自动扶梯控制柜相连；一路RS485接口与三相智能电能表相连；一路RS485接口和一路电源输出接口V_OUT与拥挤提示器相连；一路网口和一路电源输出接口V_OUT与音视频一体化装置相连；一路网口接入广域网与物联监控平台相连。自动扶梯安全网关由自动扶梯侧供电，将220V交流输入电源转换成12V的直流电，给后备电源充放电管理，同时将此12V直流电输出给音视频一体化装置和拥挤提示器。自动扶梯安全网关输入电源停电后，由后备电源供电，使前端设备继续工作至少两小时。

参见图4的音视频一体化装置接线示意图，其中：音视频一体化装置由自动扶梯安全网关供电，并通过网口与自动扶梯安全网关相连。

参见图5的三相智能电能表接线示意图，其中：三相智能电能表由自动扶梯电动机电源供电，按照三相四线制的方式与电动机电源连接。三相智能电能表每一相的电流输入通过电流互感器与电动机电源的每一相相连。RS485接口与自动扶梯安全网关相连。

参见图6的拥挤提示器接线示意图，其中：拥挤提示器由自动扶梯安全网关供电，并通过RS485接口与自动扶梯安全网关相连。

参见图7的自动扶梯信号处理示意图。自动扶梯正常运行时，自动扶梯安全网关每隔设定的时间n秒，采样一次自动扶梯的负载功率，以及自动扶梯的运行状态：方向（上行、下行、停止）、速度（高速、低速、无）、累计运行时间，然后上报给物联监控平台，由物联监控平台为每台接入的自动扶梯建立健康病例。物联监控平台根据设置的自动扶梯周期维保时间和平均负载功率，比较上报的累计运行时间和负载功率，自动生成亚健康的预警和对应的维保周期。自动扶梯发生故障或异常时，自动扶梯安全网关立即上报，包括超速、逆转、梯级塌陷、以及其它故障或异常引起的急停。物联监控平台收到自动扶梯故障或异常后，会根据设置的维保人员或物业人员号码，自动发送报警短信。

参见图8的音视频信号处理示意图。自动扶梯发生故障或异常时，可以通过物联监控平台打开视频监控，查看现场实时视频，此时视频通过自动扶梯安全网关发送给物联监控平台。发生事故时，除了打开视频监控，还可以通过物联监控平台打开语音对讲，与现场第一时间进行沟通，获得事故的详细信息，并指导应急救援。由于自动扶梯现场一般比较嘈杂，因此语音的输入和输出作了特殊的处理。咪头采集原始音频输入，输出到回音处理器。回音处理器同时捕获到功率放大器的语音输出信号，和原始音频输入，对两者的信号进行处理，对回音进行一定程度的抑制，然后生成语音输入信号。语音输出信号通过功率放大器后输出到喇叭。通过这种方式使语音对讲既能覆盖一定的范围，又避免了回音导致的啸叫和声音模糊。

参见图9的录像存储处理示意图。音视频一体化装置在其内部将存储区域划分成两块：一块用来存储日常的视频录像，另一块用来存储自动扶梯故障或异常的视频录像。循环存储区域一直处于录像状态，每段录像为m分钟，当这块区域录像录满后，自动删除最早录制的那一段录像，进行循环更替。故障存储区域在自动扶梯正常工作时不进行录像，当自动扶梯发生故障或异常后，将循环录像区域内在故障或异常发生前的若干时间的录像复制到故障存储区域，避免故障录像被日常录像覆盖，同时故障存储区域也开始进行录像，直到故障恢复或者到设定的录像时间。通过物联监控平台，可以获取故障前后的录像，进行现场取证和故障分析。

参见图10的拥挤提示处理示意图。为了及时提示自动扶梯的拥挤，并且使拥挤提示具有一定的时效性，避免状态提示在短时间内来回切换。设计的自动扶梯的拥挤检测算法如下：自动扶梯安全网关每隔n秒检测自动扶梯的负载功率W1，比较设定的功率值W0，如果连续在n*N秒内检测到的W1均大于W0，则生成拥挤提示。如果在n*N秒内检测到一次W1小于等于W0，则重新开始进行计数。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种自动扶梯的物联监控系统，其特征在于，包括自动扶梯安全网关、音视频一体化装置、三相智能电能表、拥挤提示器、物联监控平台；

所述的自动扶梯安全网关，包括：

自动扶梯数据采集模块，与自动扶梯控制主板相连，用于采集自动扶梯的运行状态、故障及异常数据，

三相智能电能表通信模块，通过RS485接口与三相智能电能表相连，用于实时获取三相智能电能表的负载功率值，

拥挤分析模块，通过RS485接口与拥挤提示器相连，用于比较负载功率值与电动机负载功率曲线，当负载功率值超过设定值后发送信号给拥挤提示器，分析计算自动扶梯高负荷运行的时间长度，并结合自动扶梯累计运行时间，对自动扶梯的健康度进行预警，

音视频一体化装置通信模块，通过有线网络接口与音视频一体化装置相连，用于实时获取音视频一体化装置采集的视频及音频数据，并将物联监控平台下发的音频数据实时转发给音视频一体化装置，控制音视频一体化装置开启故障录像备份，

电源管理模块，用于将220V交流输入电源转换成12V的直流电后，输出给自动扶梯安全网关的其余模块、后备电源、音视频一体化装置和拥挤提示器，

物联监控通信模块，通过网络连接物联监控平台，用于将自动扶梯的状态、负载、故障以及音视频数据发送给物联监控平台，接收物联监控平台下发的控制和音频数据；

所述的音视频一体化装置，包括用于采集自动扶梯的实时视频视频采集模块、录像存储模块、用于播放声音和采集声音的语音对讲模块、网络通信模块，

所述的录像存储模块包括用于循环存储视频录像的第一分区，和用于存储故障录像的第二分区，录像存储模块将视频采集模块采集的实时视频数据循环存入第一分区，并根据自动扶梯安全网关命令复制一部分视频数据到第二分区，

所述的语音对讲模块，包含功率放大器、回音处理器、喇叭、咪头；功率放大器接收自动扶梯安全网关下发的音频数据并输出到回音处理器和喇叭，咪头采集原始音频输入，并输出到回音处理器，回音处理器对比原始音频输入和功率放大器输出端信号，抑制原始音频输入中与功率放大器输出端信号相近的信号，然后输出给自动扶梯安全网关，

所述网络通信模块通过有线网络接口，与自动扶梯安全网关音视频一体化装置通信模块相连，接收自动扶梯安全网关的控制命令、以及自动扶梯安全网关下发的视频及音频数据，将视频数据、音频数据发送给自动扶梯安全网关；

所述的三相智能电能表输入端连接电动机的三相电源，用于实时采集自动扶梯的电动机负载功率；

所述的拥挤提示器接收自动扶梯安全网关的拥挤信号，播放提示语音和/或显示提示文字；

所述的物联监控平台，用于接收并处理自动扶梯安全网关发送或反馈的数据，提供用户访问，自动或根据用户指令下发控制指令或音频数据。

2.根据权利要求1所述的自动扶梯的物联监控系统，其特征在于，所述的物联监控平台包括接入服务器模块、状态服务器模块、流媒体服务器模块、存储服务器模块、数据库服务器模块、WEB服务器模块、短信服务器模块，其中：

所述的接入服务器模块，用于保持自动扶梯安全网关与物联监控平台的连接，保持转发和接收指令的通路；

所述的状态服务器模块，用于接收自动扶梯的实时状态、故障告警和负载功率；

所述的流媒体服务器模块，用于接收和转发视频和语音数据；

所述的存储服务器模块，用于接收前端自动扶梯处音视频一体化装置所存储的故障录像，并进行存储供用户访问和/或下载；

所述的数据库服务器模块，用于系统资料的管理，包括用户资料、自动扶梯资料、信息注册资料、运行数据资料、故障数据资料、自动扶梯安全网关资料的存储；

所述的WEB服务器模块，用于支持客户端的浏览；

所述的短信服务器模块，用于自动扶梯故障时的短信提醒，根据设置的维保人员或物业人员号码，自动发送报警短信。

3.根据权利要求1所述的自动扶梯的物联监控系统，其特征在于，自动扶梯数据采集模块与自动扶梯控制主板通过CAN或RS485或RS232的接口相连。

4.根据权利要求2所述的自动扶梯的物联监控系统，其特征在于，所述的流媒体服务器模块，支持多用户并发访问同一个自动扶梯视频。

5.根据权利要求1所述的自动扶梯的物联监控系统，其特征在于，自动扶梯正常运行时，自动扶梯安全网关每隔一段时间将自动扶梯的运行状态和负载功率，发送给物联监控平台，音视频一体化装置一直循环录制自动扶梯现场的视频。

6.根据权利要求1所述的自动扶梯的物联监控系统，其特征在于，自动扶梯正常运行时，三相智能电能表通过互感方式采集自动扶梯负载功率，自动扶梯安全网关检测到自动扶梯的负载功率超过电动机负载曲线的某个设定值后，拥挤提示器通过语音与文字提示行人安全乘坐自动扶梯。

7.根据权利要求1所述的自动扶梯的物联监控系统，其特征在于，自动扶梯发生故障后，自动扶梯安全网关立即将此故障上报给物联监控平台，音视频一体化装置启动故障录像备份。

8.根据权利要求1所述的自动扶梯的物联监控系统，其特征在于，物联监控平台收到自动扶梯故障报警后，自动发送短信给该台自动扶梯的维保人员或物业人员，监控人员可通过物联监控平台打开远程视频和远程语音对讲，看到现场自动扶梯和人员的情况，与现场人员进行对讲。

9.根据权利要求1所述的自动扶梯的物联监控系统，其特征在于，通过物联监控平台远程获取自动扶梯的故障录像，结合自动扶梯故障前后的运行数据，定位分析故障的原因。

10.根据权利要求1所述的自动扶梯的物联监控系统，其特征在于，自动扶梯安全网关安装在自动扶梯的上部机房，音视频一体化装置安装在自动扶梯下部出入口，三相智能电能表安装在自动扶梯的上部机房，拥挤提示器安装在自动扶梯上下部出入口。