CN107273554A - 电梯智能监控系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电梯智能监控系统，包括数据采集模块、数据传输模块、数据接收模块、数据存储模块和后台管理模块；所述数据采集模块用于实时采集电梯运行状态的数据；所述数据传输模块用于将采集到的数据进行传输；所述数据接收模块用于对数据进行接收和多线程数据解析；所述数据存储模块用于对数据进行存储，采用NoSQL数据库和MySQL数据库完成数据存储；所述后台管理模块用于实时监测电梯运行状态。本发明还提供了一种电梯智能监控方法，包括实时采集电梯运行状态的数据；将采集到的电梯运行状态的数据进行传输；对传输的数据进行接收和多线程数据解析；对数据进行存储，采用NoSQL数据库和MySQL数据库完成；实时监测电梯运行状态。

Description

电梯智能监控系统与方法
技术领域
本发明涉及电梯监控技术领域，特别涉及一种电梯智能监控系统与方法。
背景技术
迅速发展的网络技术，特别是以Internet为代表的互联网技术正在突破以往以PC为网络节点的技术，连通性、网络化正逐渐成为各类测控装置、现场仪器仪表以及家用智能电器设计的发展方向。与此同时，电梯的监控系统的设计理念也正在向连通性、网络化的方向发展。
传统的网络应用程序通常采用关系型数据库存储数据，在数据量较小的情况下，使用关系型数据库毫无问题。但是当数据库达到一定规模时，系统将非常容易产生死锁的并发问题，导致数据库的读写性能下降非常严重，特别是在电梯运行过程中产生的大量高并发的数据，每秒往往达到上万次读写请求。虽然关系型数据库可以处理这么多次的SQL查询，但是硬盘的IO操作，往往无法承担上万次的写数据请求。因此，如何确保电梯运行过程中产生的大量高并发的数据能够高效、快速、实时的存储，仍是待解决的技术问题。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明的目的是提供一种电梯智能监控系统与方法，高效、快速、实时的对电梯运行状态的大量和高并发的数据进行存储，充分提高电梯控制系统的工作效率和安全性能。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
本发明的电梯智能监控系统，包括数据采集模块、数据传输模块、数据接收模块、数据存储模块和后台管理模块；
所述数据采集模块用于实时采集电梯运行状态的数据；
所述数据传输模块用于将采集到的电梯运行状态的数据通过传输协议进行传输；
所述数据接收模块用于对传输的数据进行接收和多线程数据解析；
所述数据存储模块用于对接收和多线程解析的数据进行存储，采用NoSQL数据库和MySQL数据库完成数据存储，在上述多线程数据解析过程中，如果电梯运行状态正常，则将所解析好的数据存储至NoSQL数据库中，利用Redis将电梯运行状态数据实时存储在所述NoSQL数据库中，并将NoSQL数据库中的数据周期性地保存到MySQL数据库中，如果发现电梯有故障，将故障电梯的信息存储至MySQL数据库中，MySQL数据库用于永久化存储电梯运行状态数据；
所述后台管理模块用于实时监测电梯运行状态，并对电梯的维保进行管理、对电梯运行状态的数据进行管理和对电梯运行状态数据的历史查询。
NoSQL是一个云计算背景下蓬勃发展的非关系型数据库系统，具有良好的可伸缩性和可扩展性，能够有效利用云计算所提供的海量数据存储管理、分布式并行计算能力，NoSQL可具体分为键值（Key-Value）存储数据库、列存储数据库、文档型数据库和图形数据库，依据这上述四种数据库的应用场景结合电梯运行过程中产生的大量高并发数据的状况。此外，Redis是一个高性能的Key-Value存储系统，具有丰富的数据结构，通常被称为数据结构服务器，Redis的数据通常以Key为索引，以Value为值存储于内存中，Value值的类型包括string(字符串)、list(链表)、set(集合)、zset(sorted set --有序集合)和hash（哈希类型），这些数据类型都支持push/pop、add/remove及取交集并集和差集及更丰富的操作，而且这些操作都是原子性的。Redis读写速度很快，读的速度是110000次/s，写的速度是81000次/s，利用Redis读取数据的高效性可以对采集到的大量并发实时的电梯运行状态数据进行实时存储，并周期性地将存储在NoSQL数据库中的数据移存至所述MySQL数据库中，用于永久化存储电梯运行状态数据。
进一步地，所述数据采集模块采用ZigBee与多个传感器所构建的无线传感网络，对电梯运行状态的数据进行实时采集。
进一步地，所述数据传输模块采用UDP协议进行传输，将数据发送到IP和端口上。
电梯在实际运行过程中产生的数据具有大量、高并发、实时的特点，为了满足这些特点，电梯智能监控系统的传输系统采用了无连接的UDP协议进行数据方面的传输。UDP协议是面向非连接的网络数据协议，在正式通信前不必与对方先建立连接，直接向接收方发送数据，是一种不可靠的通信协议，正是由于UDP协议不关心网络数据传输的一系列状态，使得UDP协议在数据传输过程中节省了大量的网络状态确认和数据确认的系统资源消耗，大大提高了UDP协议的传输速度，而且UDP无需连接管理，支持海量并发数据传输。
进一步地，所述数据接收模块采用Socket编程模型和数据解析程序，通过监听数据传输时的端口，分别将所传输过来的数据进行数据接收和多线程数据解析。
进一步地，所述后台管理模块包括后台管理首页和报警模块；
所述后台管理首页通过Socket编程模型对存储在所述NoSQL数据库中的数据进行实时读取，实时监测电梯的运行状态，如电梯有故障发生，则所述报警模块将故障信息弹窗至所述后台管理首页，并将故障信息及时通知相关人员，以及将故障信息存储在MySQL数据库中，所述后台管理首页还采用了Web服务程序用于查询MySQL数据库中的数据，对电梯的维保进行管理、对电梯运行状态的数据进行管理和对电梯运行状态数据的历史查询。
本发明还提供了一种电梯智能监控方法，包括如下步骤：
步骤1：实时采集电梯运行状态的数据；
步骤2：将采集到的电梯运行状态的数据通过传输协议进行传输；
步骤3：对传输的数据进行接收和多线程数据解析；
步骤4：对接收和多线程解析的数据进行存储，采用NoSQL数据库和MySQL数据库完成数据存储，在上述多线程数据解析过程中，如果电梯运行状态正常，则将所解析好的数据存储至NoSQL数据库中，利用Redis将电梯运行状态数据实时存储在所述NoSQL数据库中，并将NoSQL数据库中的数据周期性地保存到MySQL数据库中，如果发现电梯有故障，将故障电梯的信息存储至MySQL数据库中，MySQL数据库用于永久化存储电梯运行状态数据；
步骤5：实时监测电梯运行状态，并对电梯的维保进行管理、对电梯运行状态的数据进行管理和对电梯运行状态数据的历史查询。
进一步地，所述的步骤1中采用ZigBee与多个传感器所构建的无线传感网络，对电梯运行状态的数据进行实时采集。
进一步地，所述的步骤2中采用UDP协议进行传输，将数据发送到IP和端口上。
进一步地，所述的步骤3中采用Socket编程模型和数据解析程序，通过监听数据传输时的端口，分别将所传输过来的数据进行数据接收和多线程数据解析。
进一步地，所述的步骤5，具体操作方法如下：
步骤5.1：通过Socket编程模型对存储在NoSQL数据库中的数据进行实时读取，实时监测电梯的运行状态；
步骤5.2：如电梯有故障发生，将故障信息存储在MySQL数据库中；
步骤5.3：采用Web服务程序查询MySQL数据库中的数据，对电梯的维保进行管理、对电梯运行状态的数据进行管理和对电梯运行状态数据的历史查询。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1. 本发明的电梯智能监控系统与方法的数据存储模块采用了NoSQL数据库，利用Redis读取数据的高效性对数据采集模块采集到的电梯运行状态的数据进行实时存储，提高了电梯监控系统的工作效率。
2. 本发明的电梯智能监控系统与方法的数据存储模块还采用了MySQL数据库，将NoSQL数据库中的数据周期性地保存到MySQL数据库中，以实现数据永久化保存，不仅提高了电梯监控系统的工作效率，同时也提升了电梯的安全性能。
3. 本发明的电梯智能监控系统与方法的数据采集模块采用ZigBee与多个传感器所构建的无线传感网络，对大量、高并发的电梯运行状态的数据进行实时采集，用无限网络取代有线网络，节约了成本。
附图说明
图1是本发明电梯智能监控系统的结构示意图之一。
图2是本发明电梯智能监控方法的流程示意图之一。
图3是本发明电梯智能监控系统的结构示意图之二。
图4是本发明电梯智能监控方法的流程示意图之二。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步陈述，但并非是对本发明保护范围的限定。
实施例1
如图1所示，本发明的一种电梯智能监控系统，包括数据采集模块101、数据传输模块102、数据接收模块103、数据存储模块104和后台管理模块105；
所述数据采集模块101将电梯运行状态的数据进行采集；
所述数据传输模块102用于传输所述数据采集模块101采集到的数据；
所述数据接收模块103对所述数据传输模块102传输的数据进行数据接收和解析；
所述数据存储模块104对接收和解析的数据进行存储；
所述后台管理模块105负责实时监测电梯的运行状态、电梯的维保管理、数据管理和历史查询。
实施例2
如图2所示，本发明的一种电梯智能监控方法，包括如下步骤：
步骤S201：实时采集电梯运行状态的数据；
步骤S202：将采集到的电梯运行状态的数据通过传输协议进行传输；
步骤S203：对传输的数据进行接收和多线程数据解析；
步骤S204：对接收和多线程解析的数据进行存储，采用NoSQL数据库和MySQL数据库完成数据存储，在上述多线程数据解析过程中，如果电梯运行状态正常，则将所解析好的数据存储至NoSQL数据库中，利用Redis将电梯运行状态数据实时存储在所述NoSQL数据库中，并将NoSQL数据库中的数据周期性地保存到MySQL数据库中，如果发现电梯有故障，将故障电梯的信息存储至MySQL数据库中，MySQL数据库用于永久化存储电梯运行状态数据；
步骤S205：实时监测电梯运行状态，并对电梯的维保进行管理、对电梯运行状态的数据进行管理和对电梯运行状态数据的历史查询。
实施例3
如图3所示，本发明的另一种电梯智能监控系统，包括数据采集模块301、数据传输模块302、数据接收模块303、数据存储模块304和后台管理模块中的后台管理首页305和后台管理模块中的报警模块306。
数据采集模块301，将电梯运行状态的数据进行采集，采用ZigBee与多个传感器所构建的无线传感网络，对电梯运行状态的数据进行实时采集。
数据传输模块302，用于传输所述数据采集模块301采集到的数据，采用UDP协议进行传输，将数据发送到IP和端口上。
数据接收模块303，对所述数据传输模块302传输的数据进行数据接收和解析，采用Socket编程模型和数据解析程序，通过监听数据传输时的端口，分别将所传输过来的数据进行数据接收和多线程数据解析。
数据存储模块304，对接收和解析的数据进行存储，数据存数模块304采用NoSQL数据库和MySQL数据库完成数据存储，在上述多线程数据解析过程中，如果电梯正常，则将所解析好的数据存储至NoSQL数据库中，利用Redis将电梯运行状态数据实时存储在所述NoSQL数据库中，并将NoSQL数据库中的数据周期性地保存到MySQL数据库中，如果发现电梯有故障，则将故障信息及时通知相关人员，并将故障电梯的信息存储至MySQL数据库中，MySQL数据库用于永久化存储电梯运行状态数据。
后台管理模块负责实时监测电梯的运行状态、电梯的维保管理、数据管理和历史查询，包括后台管理首页305和报警模块306，后台管理首页305通过Socket编程模型对存储在所述NoSQL数据库中的数据进行实时读取，实时监测电梯的运行状态，如电梯有故障发生，则报警模块306将电梯故障信息弹窗至后台管理首页305，并将故障信息及时通知相关人员，以及将故障信息存储在MySQL数据库中，所述后台管理首页还采用了Web服务程序用于查询MySQL数据库中的数据，对电梯的维保进行管理、对电梯运行状态的数据进行管理和对电梯运行状态数据的历史查询。
实施例4
如图4所示，本发明的另一种电梯智能监控方法，包括如下步骤：
步骤S401：采用ZigBee与多个传感器所构建的无线传感网络，对电梯运行状态的数据进行实时采集；
步骤S402：将采集到的数据通过UDP协议进行传输，并将数据发送到IP和端口上；
步骤S403：采用Socket编程模型和数据解析程序，通过监听数据传输时的端口，分别将所传输过来的数据进行数据接收和多线程数据解析；
步骤S404：对接收和多线程解析的数据进行存储，采用NoSQL数据库和MySQL数据库完成数据存储，在上述多线程数据解析过程中，如果电梯运行状态正常，则将所解析好的数据存储至NoSQL数据库中，利用Redis将电梯运行状态数据实时存储在所述NoSQL数据库中，并将NoSQL数据库中的数据周期性地保存到MySQL数据库中，如果发现电梯有故障，将故障电梯的信息存储至MySQL数据库中，MySQL数据库用于永久化存储电梯运行状态数据；
步骤S405：通过Socket编程模型对存储在NoSQL数据库中的数据进行实时读取，实时监测电梯的运行状态；
步骤S406：如电梯有故障发生，将故障信息存储在MySQL数据库中；
步骤S407：采用Web服务程序查询MySQL数据库中的数据，对电梯的维保进行管理、对电梯运行状态的数据进行管理和对电梯运行状态数据的历史查询。
作为一种可实施的方式，本实施例中，数据传输时，发送的命令为：“CONFUDP:”+IP地址（C0A8000B）+端口号（1F40），将其翻译成16进制为：43 4F 4E 46 55 44 50 3A C0 A800 0B 1F 40。如果设置成功，则返回数据串{‘S’, ‘E’, ‘T’, ‘S’, ‘B’, ‘E’, ‘O’, ‘K’,0x0d, 0x0a}，当串口接收到这个数据串的时候便就开始发送数据包，当数据采集模块得到数据后按照申请到的目标IP和端口传输此数据包。
作为一种可实施的方式，本实施例中，对数据的接收是利用Socket编程模型，实时监听UDP协议传输数据的端口，其调用的函数为udpServerSocket.receive()，对接收到的数据通过调用ServiceImpl类，开启多线程数据解析，解析后的数据保存至map集合中。
作为一种可实施的方式，本实施例中，NoSQL数据库的保存格式分为两种：
a. 采用hash类型的Key-Value键值对，其中Key为电梯的编号，Value为电梯的运行数据，该存储格式方便根据电梯编号直接查找数据；
b. 采用队列链表格式，方便将Redis缓存的数据写入MySQL数据库中。
本实施例中，NoSQL数据库向MySQL数据库中移存的具体方法是：在Socket编程模型实时监听UDP协议传输数据的端口时，开启监听Redis中链表中的数据，当等待10秒或链表数满足100条数据，则将存储在NoSQL数据库中的数据移存至MySQL数据库中，以实现数据永久化的保存。
作为一种可实施的方式，本实施例中，判断电梯发生故障的具体方法如下：
a. 如果解析后的数据保存的map集合中ecode字段不为00，则说明电梯发生了故障，并开启一个新线程用于处理电梯的故障信息，根据电梯编号查找故障电梯的具体信息；
b. 将电梯的故障信息发送至本发明的电梯智能监控系统中后台管理模块中，由该模块中的报警模块将故障信息以短信的方式及时通知相关人员；
c. 将电梯的故障信息存储至MySQL数据库中，完成故障处理。
以上内容是结合具体的优选实施例对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电梯智能监控系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据传输模块、数据接收模块、数据存储模块和后台管理模块；
所述数据采集模块用于实时采集电梯运行状态的数据；
所述数据传输模块用于将采集到的电梯运行状态的数据通过传输协议进行传输；
所述数据接收模块用于对传输的数据进行接收和多线程数据解析；
所述数据存储模块用于对接收和多线程解析的数据进行存储，采用NoSQL数据库和MySQL数据库完成数据存储，在上述多线程数据解析过程中，如果电梯运行状态正常，则将所解析好的数据存储至NoSQL数据库中，利用Redis将电梯运行状态数据实时存储在所述NoSQL数据库中，并将NoSQL数据库中的数据周期性地保存到MySQL数据库中，如果发现电梯有故障，将故障电梯的信息存储至MySQL数据库中，MySQL数据库用于永久化存储电梯运行状态数据；
所述后台管理模块用于实时监测电梯运行状态，并对电梯的维保进行管理、对电梯运行状态的数据进行管理和对电梯运行状态数据的历史查询。
2.如权利要求1所述的电梯智能监控系统，其特征在于，所述数据采集模块采用ZigBee与多个传感器所构建的无线传感网络，对电梯运行状态的数据进行实时采集。
3.如权利要求1所述的电梯智能监控系统，其特征在于，所述数据传输模块采用UDP协议进行传输，将数据发送到IP和端口上。
4.如权利要求1所述的电梯智能监控系统，其特征在于，所述数据接收模块采用Socket编程模型和数据解析程序，通过监听数据传输时的端口，分别将所传输过来的数据进行数据接收和多线程数据解析。
5.如权利要求1所述的电梯智能监控系统，其特征在于，所述后台管理模块包括后台管理首页和报警模块；
所述后台管理首页通过Socket编程模型对存储在所述NoSQL数据库中的数据进行实时读取，实时监测电梯的运行状态，如电梯有故障发生，则所述报警模块将故障信息弹窗至所述后台管理首页，并将故障信息及时通知相关人员，以及将故障信息存储在MySQL数据库中，所述后台管理首页还采用了Web服务程序用于查询MySQL数据库中的数据，对电梯的维保进行管理、对电梯运行状态的数据进行管理和对电梯运行状态数据的历史查询。
6.一种电梯智能监控方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：实时采集电梯运行状态的数据；
步骤2：将采集到的电梯运行状态的数据通过传输协议进行传输；
步骤3：对传输的数据进行接收和多线程数据解析；
步骤4：对接收和多线程解析的数据进行存储，采用NoSQL数据库和MySQL数据库完成数据存储，在上述多线程数据解析过程中，如果电梯运行状态正常，则将所解析好的数据存储至NoSQL数据库中，利用Redis将电梯运行状态数据实时存储在所述NoSQL数据库中，并将NoSQL数据库中的数据周期性地保存到MySQL数据库中，如果发现电梯有故障，将故障电梯的信息存储至MySQL数据库中，MySQL数据库用于永久化存储电梯运行状态数据；
步骤5：实时监测电梯运行状态，并对电梯的维保进行管理、对电梯运行状态的数据进行管理和对电梯运行状态数据的历史查询。
7.如权利要求6所述的电梯智能监控方法，其特征在于，包括：
所述的步骤1中采用ZigBee与多个传感器所构建的无线传感网络，对电梯运行状态的数据进行实时采集；
所述的步骤2中采用UDP协议进行传输，将数据发送到IP和端口上；
所述的步骤3中采用Socket编程模型和数据解析程序，通过监听数据传输时的端口，分别将所传输过来的数据进行数据接收和多线程数据解析；
所述的步骤5，具体操作方法如下：
步骤5.1：通过Socket编程模型对存储在NoSQL数据库中的数据进行实时读取，实时监测电梯的运行状态；
步骤5.2：如电梯有故障发生，将故障信息存储在MySQL数据库中；
步骤5.3：采用Web服务程序查询MySQL数据库中的数据，对电梯的维保进行管理、对电梯运行状态的数据进行管理和对电梯运行状态数据的历史查询。
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