CN108792871A - 一种基于物联网大数据的智慧电梯监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于物联网大数据的智慧电梯监控系统，该系统包括设置于各个电梯上的数据采集监测模块和上位机、区域大数据处理服务器、监控中心；数据采集监测模块采集电梯状态数据，数据采集监测模块通过无线网络或者有线网络与上位机进行通讯，各个电梯的上位机将电梯状态数据进行分析后通过物联网发送给区域大数据处理服务器进行存储，区域大数据处理服务器通过物联网与监控中心进行通讯，并将电梯状态数据发送给监控中心，监控中心分析电梯状态数据并进行处理，从而实现电梯在无人值守状态下，能连续不间断跟踪监控，自动统计电梯的故障部位和分析故障原因。本发明能实现远程电梯故障实时监测、自动报警、互联网的困人安抚和应急救援功能。

Description

一种基于物联网大数据的智慧电梯监控系统

技术领域

本发明涉及电梯安全技术领域，特别是一种基于物联网大数据的智慧电梯监控系统。

背景技术

电梯是涉及生命安全、危险性较大的特种设备，是高层建筑广泛使用的垂直公共交通工具，是启动、停车最频繁的机电一体化设备。我国电梯品牌众多，产品质量良莠不齐，小区电梯产权为众多业主、采购为房地产商、管理为物业公司，电梯往往配置低、品牌差，许多维护管理不到位。而公共场所电梯则往往存在长期满负荷运行、鲁莽使用，并且也存在维护管理不到位的问题，这些都是造成我国电梯故障频发的原因。然而，目前的电梯运行故障发现是采取现场人工旁站守候监视检验，需要耗费大量的人力物力。而现实中常由乘客因被困才发现电梯的故障，被困时发现不及时或采取不恰当的自救援方法，导致救援时间过长，引起被困乘客恐慌，甚至造成了财产损失和人员的伤亡。

发明内容

为克服上述问题，本发明的目的是提供一种基于物联网大数据的智慧电梯监控系统，能实现远程电梯故障实时监测，缩短困人应急救援和故障维修时间。

本发明采用以下方案实现：一种基于物联网大数据的智慧电梯监控系统，所述系统包括设置于各个电梯上的数据采集监测模块和上位机、区域大数据处理服务器、监控中心；所述数据采集监测模块采集电梯状态数据，所述数据采集监测模块通过无线网络或者有线网络与上位机进行通讯，各个电梯的上位机将电梯状态数据进行分析后通过物联网发送给区域大数据处理服务器进行存储，区域大数据处理服务器通过物联网与所述监控中心进行通讯，并将电梯状态数据发送给监控中心，监控中心分析电梯状态数据并进行处理，从而实现电梯在无人值守状态下，系统能连续不间断跟踪监控，自动统计电梯的故障部位和分析故障原因。

进一步的，所述数据采集监测模块、上位机、区域大数据处理服务器、监控中心之间采用I/O通信方式进行数据共享。

进一步的，所述区域大数据处理服务器以数据库的方式集合电梯的运行参数、电梯故障缺陷严重程度、救援方式和风险降低措施的信息，用数学语言对电梯安全监测状况、故障概率和严重程度后果进行描述和分析，通过数学模型以系统安全评判为准则，通过物联网实现辖区内电梯的综合安全综合评价、风险降低、采取整改措施、故障报警和救援联动。

进一步的，所述上位机上设置报警器，所述上位机对电梯状态数据进行分析后要是发现电梯有故障，则通过报警器进行故障报警。

进一步的，所述数据采集监测模块包括红外线传感器、电流传感器、电磁感应传感器、旋转光电编码器、加速度传感器、平层感应传感器、振动传感器、以及温度传感器；将加速度传感器安装在电梯轿厢的顶部，获取电梯轿厢的加速度数据，将振动传感器安装在电机和齿轮箱上，获取电机和齿轮箱的振动数据；将电流传感器安装在电梯机房的电梯控制柜里的变频器输入端，来检测电梯载荷情况；将电磁感应传感器安装在电梯机房的曳引系统的制动器抱闸位置，来检测抱闸状态；将旋转光电编码器安装在电梯机房的曳引系统的电机输出轴位置，来检测电梯运行方向、距离、速度数据；将红外线传感器安装在轿厢内顶部，来检测轿厢内是否困人；将温度传感器分别安装在电机的绕组、减速箱内部，来检测电机、减速器部件的温度数据；将平层感应传感器安装在轿顶，通过测量轿顶与固定点的相对位置来判断电梯是否停在开门平层区域。

进一步的，所述梯状态数据包括：加速度数据，振动数据，电梯载荷情况数据，抱闸状态数据，电梯运行方向、距离、速度数据，轿厢内是否困人数据，以及温度数据。

进一步的，所述系统中加速度传感器采集得到的即时位置和即时速度，判断电梯是否冲顶或墩底，当电梯轿厢的位置到达或超出设定的上限位置时，根据此时电梯轿厢的即时速度，判断电梯是否冲顶；当电梯轿厢的位置到达或超出设定的下限位置时，根据此时电梯轿厢的即时速度，判断电梯是否墩底；振动传感器采集电机和齿轮箱的振动数据，系统能判断电机和齿轮箱是否异常抖动；通过红外线传感器检测，来判断轿厢内是否有人长时间停留；通过电流传感器检测， 判断电梯是否非正常停止，若电梯无电流，则电梯没法正常运行，即电梯非正常停止；若电梯有电流，则电梯运行正常；通过平层感应传感器检测, 判断电梯处于非平层区域，导致电梯不能正常开关门，电梯非正常停止；通过电磁感应传感器检测制动器抱闸处于非正常工作状态导致下坠，电梯超速；其中，系统判断方式能利用预先设置的幅值警戒线，或使用长期积累的电梯安全状况趋势图进行分析判断。

进一步的，所述上位机设置有数字信号处理器，上位机通过数字信号处理器对电梯状态数据进行分析和逻辑判断数据采集监测模块中各个传感器的状态，即能判断电梯的运行状态。

本发明的有益效果在于：本发明采用数据采集监测模块对电梯的各个部件进行监测和采集数据，并将采集的数据存储在本地的上位机上，上位机发现问题能进行及时报警处理，且上位机也能将数据发送至远程的监控中心，监控中心进行监控，监控到问题能及时通知电梯公司和维保单位进行处理，缩短困人应急救援和故障维修时间。本发明将监控中心、电梯公司、维保单位、急救中心（如：110、119、120中心）联网实现数据共享形成有效的电梯监控档案，将监管、检验、维保、服务等应用融合在一个平台，进一步提升电梯日常运行监督和公共安全治理能力。

附图说明

图1是本发明系统的结构示意图。

图2是本发明数据采集监测模块的详细结构示意图。

图3是本发明系统监控的原理图。

图4是本发明的系统模型示意原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

本发明提出利用射频自动识别技术(RFID)，对每一台电梯制造与安装技术参数、检测数据、安全状态等信息采用通用的国际标准进行惟一标识，建立含有感知层、网络层、应用层、协议层和监管层的物联网网络拓扑结构，开发基于物联网技术的电梯安全运行监控系统，实现远程电梯故障实时监测、自动报警、互联网的困人安抚和应急救援功能，缩短困人应急救援和故障维修时间，实现电梯长周期可靠运行。

请参阅图1至图4所示，本发明的一种基于物联网大数据的智慧电梯监控系统，所述系统包括设置于各个电梯上的数据采集监测模块1和上位机2、区域大数据处理服务器3、监控中心4；所述数据采集监测模块1采集电梯状态数据，所述数据采集监测模块1通过无线网络或者有线网络与上位机2进行通讯，各个电梯的上位机2将电梯状态数据进行分析后通过物联网发送给区域大数据处理服务器3进行存储，区域大数据处理服务器3通过物联网与所述监控中心4进行通讯，并将电梯状态数据发送给监控中心4，监控中心4分析电梯状态数据并进行处理，从而实现电梯在无人值守状态下，系统能连续不间断跟踪监控，自动统计电梯的故障部位和分析故障原因。本发明将监控中心、电梯公司、维保单位、急救中心（如：110、119、120中心）联网实现数据共享形成有效的电梯监控档案，将监管、检验、维保、服务等应用融合在一个平台，进一步提升电梯日常运行监督和公共安全治理能力。

其中，所述数据采集监测模块1、上位机2、区域大数据处理服务器3、监控中心4之间采用I/O通信方式进行数据共享。

所述区域大数据处理服务器3以数据库的方式集合电梯的运行参数、电梯故障缺陷严重程度、救援方式和风险降低措施的信息，用数学语言对电梯安全监测状况、故障概率和严重程度后果进行描述和分析，通过数学模型以系统安全评判为准则，通过物联网实现辖区内电梯的综合安全综合评价、风险降低、采取整改措施、故障报警和救援联动。

在本发明中，所述上位机2上设置报警器21，所述上位机2对电梯状态数据进行分析后要是发现电梯有故障，则通过报警器21进行故障报警。该报警器采用RISCO RM432PK报警器。这样上位机进行处理分析数据后，能及时进行报警处理。

所述数据采集监测模块1包括红外线传感器11、电流传感器12、电磁感应传感器13、旋转光电编码器14、加速度传感器15、平层感应传感器16、振动传感器17、以及温度传感器18；将加速度传感器15安装在电梯轿厢的顶部，获取电梯轿厢的加速度数据，将振动传感器17安装在电机和齿轮箱上，获取电机和齿轮箱的振动数据；将电流传感器12安装在电梯机房的电梯控制柜里的变频器输入端，来检测电梯载荷情况；将电磁感应传感器13安装在电梯机房的曳引系统的制动器抱闸位置，来检测抱闸状态；将旋转光电编码器14安装在电梯机房的曳引系统的电机输出轴位置，来检测电梯运行方向、距离、速度数据；将红外线传感器11安装在轿厢内顶部，来检测轿厢内是否困人；将温度传感器18分别安装在电机的绕组、减速箱内部，来检测电机、减速器部件的温度数据；将平层感应传感器16安装在轿顶，通过测量轿顶与固定点的相对位置来判断电梯是否停在开门平层区域。在本发明中，电流传感器型号为：CHCS-HC系列电流传感器，电磁感应传感器型号为：SNS-CPC电磁感应传感器，红外线传感器采用TS318系列红外线传感器，旋转光电编码器型号为：OVW2-1024-2MHT旋转光电编码器，温度传感器采用：铂热电阻温度传感器型号为PT100，加速度传感器型号为：MMA7260QT加速度传感器，平层感应传感器型号为： YG-128平层感应传感器，振动传感器型号为：2205-01H振动传感器。所述梯状态数据包括：加速度数据，振动数据，电梯载荷情况数据，抱闸状态数据，电梯运行方向、距离、速度数据，轿厢内是否困人数据，以及温度数据。

另外，所述系统中加速度传感器15采集得到的即时位置和即时速度，判断电梯是否冲顶或墩底，当电梯轿厢的位置到达或超出设定的上限位置时，根据此时电梯轿厢的即时速度，判断电梯是否冲顶；当电梯轿厢的位置到达或超出设定的下限位置时，根据此时电梯轿厢的即时速度，判断电梯是否墩底；振动传感器17采集电机和齿轮箱的振动数据，系统能判断电机和齿轮箱是否异常抖动；通过红外线传感器11检测，来判断轿厢内是否有人长时间停留；通过电流传感器12检测， 判断电梯是否非正常停止，若电梯无电流，则电梯没法正常运行，即电梯非正常停止；若电梯有电流，则电梯运行正常；通过平层感应传感器16检测, 判断电梯处于非平层区域，导致电梯不能正常开关门，电梯非正常停止；通过电磁感应传感器13检测制动器抱闸处于非正常工作状态导致下坠，电梯超速；其中，系统判断方式能利用预先设置的幅值警戒线，或使用长期积累的电梯安全状况趋势图进行分析判断。

所述上位机2设置有数字信号处理器（如：TMS320C6748数字信号处理器能对数据进行分析从而是否进行报警），上位机2通过数字信号处理器对电梯状态数据进行分析和逻辑判断数据采集监测模块中各个传感器的状态，即能判断电梯的运行状态。

下面结合一具体实施例对本发明作进一步说明：

电梯在日常运行中，当电梯发生冲顶、蹾底、关人、停机、卡门、坠落等故障时，基于物联网大数据的智慧电梯监控系统的各传感器采集的数据信息实时传输至平台，并按照设置的分级响应级别发出预警，同时记录故障电梯现场的语音和视频信息通过物联网技术及时传输到远程监控中心。如加速度采集得到的即时位置和即时速度，判断电梯是否冲顶或 墩底。当电梯轿厢的位置到达或超出上限位置时，根据此时电梯轿厢的即时速度，判断电梯是否冲顶；当电梯轿厢的位置到达或超出下限位置时，根据此时电梯轿厢的即时速度，判断电梯是否墩底。根据电机和齿轮箱的振动数据，判断电机和齿轮箱是否异常抖动。判断方式可利用预先设置的幅值警戒线，也可使用长期积累的电梯安全状况趋势图进行分析判断。电梯关人通过红外线传感器检测,判断轿厢内是否有人长时间停留, 电梯非正常停止；停机通过的电流传感器检测，判断电梯无电流，电梯没法正常运行，电梯非正常停止；卡门通过的平层感应传感器检测，以此来判断电梯处于非平层区域，导致电梯不能正常开关，电梯非正常停止；坠落通过电磁感应传感器检测制动器抱闸处于非正常工作状态导致下坠，电梯超速。

利用上述基于物联网的电梯在线监测技术，故障电梯的管理人员、维保人员以及电梯主管部门人员的手机根据设置均会收到预警信息，以便及时实施指挥、处理、维修和救援。

电梯通过此系统实现远程电梯故障实时监测、自动报警、互联网可视的困人安抚和应急救援功能，缩短困人应急救援和故障维修时间，实现电梯长周期可靠运行。试验表明：系统运行稳定可靠，报警及时有效。

总之，本发明将采集的电梯状态数据进行交互和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理。该电梯监控系统可实时远程对电梯的运行状况进行监控和故障报警，方便电梯管理人员与维修保养人员随时了解、掌握电梯的运行状况，便于电梯安全管理部门有效加强规范管理，实时监测电梯的运行状态，缩短困人应急救援和故障维修时间，实现电梯长周期可靠运行。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种基于物联网大数据的智慧电梯监控系统，其特征在于：所述系统包括设置于各个电梯上的数据采集监测模块和上位机、区域大数据处理服务器、监控中心；所述数据采集监测模块采集电梯状态数据，所述数据采集监测模块通过无线网络或者有线网络与上位机进行通讯，各个电梯的上位机将电梯状态数据进行分析后通过物联网发送给区域大数据处理服务器进行存储，区域大数据处理服务器通过物联网与所述监控中心进行通讯，并将电梯状态数据发送给监控中心，监控中心分析电梯状态数据并进行处理，从而实现电梯在无人值守状态下，系统能连续不间断跟踪监控，自动统计电梯的故障部位和分析故障原因。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网大数据的智慧电梯监控系统，其特征在于：所述数据采集监测模块、上位机、区域大数据处理服务器、监控中心之间采用I/O通信方式进行数据共享。

3.根据权利要求1所述的一种基于物联网大数据的智慧电梯监控系统，其特征在于：所述区域大数据处理服务器以数据库的方式集合电梯的运行参数、电梯故障缺陷严重程度、救援方式和风险降低措施的信息，用数学语言对电梯安全监测状况、故障概率和严重程度后果进行描述和分析，通过数学模型以系统安全评判为准则，通过物联网实现辖区内电梯的综合安全综合评价、风险降低、采取整改措施、故障报警和救援联动。

4.根据权利要求1所述的一种基于物联网大数据的智慧电梯监控系统，其特征在于：所述上位机上设置报警器，所述上位机对电梯状态数据进行分析后要是发现电梯有故障，则通过报警器进行故障报警。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网大数据的智慧电梯监控系统，其特征在于：所述数据采集监测模块包括红外线传感器、电流传感器、电磁感应传感器、旋转光电编码器、加速度传感器、平层感应传感器、振动传感器、以及温度传感器；将加速度传感器安装在电梯轿厢的顶部，获取电梯轿厢的加速度数据，将振动传感器安装在电机和齿轮箱上，获取电机和齿轮箱的振动数据；将电流传感器安装在电梯机房的电梯控制柜里的变频器输入端，来检测电梯载荷情况；将电磁感应传感器安装在电梯机房的曳引系统的制动器抱闸位置，来检测抱闸状态；将旋转光电编码器安装在电梯机房的曳引系统的电机输出轴位置，来检测电梯运行方向、距离、速度数据；将红外线传感器安装在轿厢内顶部，来检测轿厢内是否困人；将温度传感器分别安装在电机的绕组、减速箱内部，来检测电机、减速器部件的温度数据；将平层感应传感器安装在轿顶，通过测量轿顶与固定点的相对位置来判断电梯是否停在开门平层区域。

6.根据权利要求5所述的一种基于物联网大数据的智慧电梯监控系统，其特征在于：所述梯状态数据包括：加速度数据，振动数据，电梯载荷情况数据，抱闸状态数据，电梯运行方向、距离、速度数据，轿厢内是否困人数据，以及温度数据。

7.根据权利要求5所述的一种基于物联网大数据的智慧电梯监控系统，其特征在于：所述系统中加速度传感器采集得到的即时位置和即时速度，判断电梯是否冲顶或墩底，当电梯轿厢的位置到达或超出设定的上限位置时，根据此时电梯轿厢的即时速度，判断电梯是否冲顶；当电梯轿厢的位置到达或超出设定的下限位置时，根据此时电梯轿厢的即时速度，判断电梯是否墩底；振动传感器采集电机和齿轮箱的振动数据，系统能判断电机和齿轮箱是否异常抖动；通过红外线传感器检测，来判断轿厢内是否有人长时间停留；通过电流传感器检测， 判断电梯是否非正常停止，若电梯无电流，则电梯没法正常运行，即电梯非正常停止；若电梯有电流，则电梯运行正常；通过平层感应传感器检测, 判断电梯处于非平层区域，导致电梯不能正常开关门，电梯非正常停止；通过电磁感应传感器检测制动器抱闸处于非正常工作状态导致下坠，电梯超速；其中，系统判断方式能利用预先设置的幅值警戒线，或使用长期积累的电梯安全状况趋势图进行分析判断。

8.根据权利要求1所述的一种基于物联网大数据的智慧电梯监控系统，其特征在于：所述上位机设置有数字信号处理器，上位机通过数字信号处理器对电梯状态数据进行分析和逻辑判断数据采集监测模块中各个传感器的状态，即能判断电梯的运行状态。