CN112153331A - 一种基于nb-iot无线通信的智慧电梯监控系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于NB‑IOT无线通信的智慧电梯监控系统，包括电梯状态监测装置、NB‑IOT无线通信模块、透传云服务器和服务器；所述电梯状态监测装置与电梯控制柜连接，用于采集电梯运行状态信息并将异常的电梯运行状态信息通过NB‑IOT无线通信模块传输至透传云服务器，透传云服务器将接收到的各个电梯的串口数据汇总成原始数据流后发送至服务器；所述服务器将汇总的异常的电梯数据进行计时处理，若该异常数据未在限定时间范围内达到出现次数标准，将此异常数据标记为预警信息；若该异常数据持续上报次数超过限定时间范围内所设定的阈值范围后，将异常数据标记为故障数据，进行报警。本发明在保证了及时性的情况下更加准确的判断故障，减小了监控系统的误报率。

Description

一种基于NB-IOT无线通信的智慧电梯监控系统及方法
技术领域
本发明涉及电梯技术领域，尤其涉及一种基于NB-IOT无线通信的智慧电梯监控系统及方法。
背景技术
传统维保模式：物业/业主通过电话形式上报电梯故障→运维人员根据公司架构电话通知该项目维保人员→维保人员接到电话后，前往所述地点维保。传统维保模式效率低下，往往无法及时赶到现场进行救援，而现有的电梯监控系统虽然能及时报警，但存在系统误报率高，即部分故障在发生瞬间恢复正常，不影响电梯正常运行，然而维保人员无法得知真实情况后出勤，造成工作时间大大浪费，无法保证维保服务的质量。
目前电梯远程监控系统存在问题就是误报率高，且根据实际情况，一台电梯工作一天里可能会有数条误报数据，即发生某些电梯故障后，故障在发生瞬间恢复正常，不影响电梯的正常运行，但是后台这边收到报警，不知道电梯已经恢复正常，仍派遣前往维修，费时费力。
发明内容
为解决上述问题，提供一种基于NBIOT无线通信的智慧电梯监控系统及方法。
本发明的目的是以下述方式实现的：
一种基于NB-IOT无线通信的智慧电梯监控系统，包括电梯状态监测装置、NB-IOT无线通信模块、透传云服务器和服务器；所述电梯状态监测装置与电梯控制柜连接，用于采集电梯运行状态信息并将异常的电梯运行状态信息通过NB-IOT无线通信模块传输至透传云服务器，透传云服务器将接收到的各个电梯的串口数据汇总成原始数据流后发送至服务器；所述服务器将汇总的异常的电梯数据进行计时处理，若该异常数据未在限定时间范围内达到出现次数标准，将此异常数据标记为预警信息；若该异常数据持续上报次数超过限定时间范围内所设定的阈值范围后，将异常数据标记为故障数据，进行报警。
所述电梯状态监测装置包括总线接口、数据分析模块、存储模块和NB-IOT通信接口；所述总线接口与电梯控制柜连接，通过12个霍尔电流传感器监测电梯控制柜12路电梯信号；所述数据分析模块对采集的电梯运行状态信息进行判断所采集的电梯数据是否异常，所述NB-IOT通信接口与NB-IOT无线通信模块连接；所述存储模块中存储有数据库，所述数据库中包括提前设置好的电梯故障逻辑规则。
所述的12路电梯信号分别为安全回路信号、检修信号、上行强迫减速信号、下行强迫减速信号、厅门锁信号、轿门锁信号、运行反馈信号、抱闸反馈信号、上平层信号、下平层信号、运行信号、抱闸信号和上行信号。
所述服务器还与客户端通信连接；所述客户端为电脑客户端或手机APP端。
一种基于NB-IOT无线通信的智慧电梯监控方法，所述方法包括：
S1：电梯状态监测装置通过总线接口与电梯控制柜连接，通过12个霍尔电流传感器监测电梯控制柜12路电梯信号；并根据数据库提前设置好的电梯故障逻辑规则，判断电梯是否发生异常；若检测到异常，将异常数据通过NB-IOT无线通信模块发送至透传云服务器；
S2：透传云将接收到的各个电梯的串口数据汇总成原始数据流，并发送到服务器；
S3：服务器将汇总的异常数据进行计时处理，若该异常数据未在限定时间范围内达到出现次数标准，将此异常数据标记为预警信息；当异常数据持续上报次数超过限定时间内所设定的阈值范围后，将异常数据标记为故障数据，进行报警同时向该电梯预设的维保小组下达应急召修/救援指令，将预警信息和故障数据按照国家标准算法自动生成电梯运行数据报告存储至服务器内部档案模块，并将电梯运行数据报告发送至客户端；
S4：客户端根据发生故障电梯预先配置的位置信息，将电梯运行数据推送至相关维保小组，维保小组对预警信息和故障数据进行维保。
所述异常数据是将12路电梯信号和信号持续时间与设定的故障出现时长和限定时长内出现次数进行比较后进行故障判定的；判定标准为：满足或超出该时间范围内出现的次数时为异常数据。
本发明的有益效果：相对于现有技术，本发明在保证了及时性的情况下更加准确的判断故障，减小了监控系统的误报率，提高了救援效率，保证维保服务质量，实现对电梯的智能化分析管理。本发明可以将一些不影响电梯正常运行的故障，或者发生故障瞬间后又经过系统重启动恢复正常的数据标记为预警信息，提醒维保人员日后介入。当电梯发生故障后，系统自动实时上传故障报警信息，维保人员收到报警后迅速到现场展开救援，提高维保效率。
本发明采用的NB-IOT无线通信模块与大多数现有监控系统中GPRS无线通信模块相比，低功耗、低成本，提供50倍~100倍的接入数，提供了更加海量的节点，符合目前电梯数量多、节点数量要求。目前电梯环境复杂，信号差，对通信信号质量要求比较高而NB-IOT通信组网覆盖范围比GPRS增强20db，且能穿透地下、墙壁，适应各种复杂的环境。
附图说明
图1是本发明基于NB-IOT无线通信的智慧电梯监控系统架构图。
图2是本发明基于NB-IOT无线通信的智慧电梯监控方法流程图。
图3是本发明基于NB-IOT无线通信的智慧电梯监控系统的电梯状态监测装置原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
应该指出，以下详细说明都是例式性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的技术含义相同。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，一种基于NB-IOT无线通信的智慧电梯监控系统，包括电梯状态监测装置、NB-IOT无线通信模块、透传云服务器和服务器；所述电梯状态监测装置与电梯控制柜连接，用于采集电梯运行状态信息并将异常的电梯运行状态信息通过NB-IOT无线通信模块传输至透传云服务器，透传云服务器将接收到的各个电梯的串口数据汇总成原始数据流后发送至服务器；所述服务器将透传云服务器汇总的异常的电梯运行状态数据进行计时处理，若该异常数据未在限定时间范围内达到出现次数标准，将此异常数据标记为预警信息；若该异常数据持续上报次数超过限定时间范围内所设定的阈值范围后，将异常数据标记为故障数据，进行报警。
所述电梯状态监测装置包括总线接口、数据分析模块、存储模块和NB-IOT通信接口；总线接口直接与电梯控制柜连接，用于采集电梯运行状态信息，采集到信息为电梯原始信息，真实可靠。电梯状态监测装置通过设置好的电梯故障逻辑规则，对采集到的信息进行分析，当电梯运行数据正常时，选择不发送数据，减小服务器压力。当其检测到数据异常时，通过主板搭载的NBIOT通信模块，将异常数据通过串口直接上传至透传云服务器，服务器获取透传云服务器汇总的异常的电梯数据进行进一步分析处理。所述的12路电梯信号分别为安全回路信号、检修信号、上行强迫减速信号、下行强迫减速信号、厅门锁信号、轿门锁信号、运行反馈信号、抱闸反馈信号、上平层信号、下平层信号、运行信号、抱闸信号和上行信号。
电梯运行状态信息包括十二路电梯信号。所述十二路电梯信号包括但不限于安全回路信号、检修信号、上行强迫减速信号、下行强迫减速信号、厅门锁信号、轿门锁信号、运行反馈信号、抱闸反馈信号、上平层信号、下平层信号、运行信号、抱闸信号、上行信号，为电梯原始二进制串口数据，电梯状态监测装置通过12个霍尔传感器来实时监测这十二路开关信号，根据电梯状态监测装置的本地存储模块内部设置好的故障逻辑规则判断所采集的电梯数据是否异常，并通过NB IOT无线通信模块传输至透传云服务器。透传云服务器针对从无线通信模块传输的电梯状态信息建立数据库，并将数据发送至服务器，服务器内部对数据进行进一步分析处理之后，发送到电脑客户端或者手机APP端，实现对故障的自动分析报警。
系统采用透传云，用于接收来自NBIOT通信模块的电梯运行数据流，并向服务器发送。
服务器：服务器异常数据分析模块负责将透传云接收到的异常电梯运行状态数据、进行进一步分析处理，如若该电梯在设定时间阈值范围内持续判断出报警，则判定该电梯发生故障，向后台发生报警并存储报警信息。若该电梯在设定的时间阈值范围仅报警一次，之后运行正常。则默认电梯在发生故障后通过重启恢复正常运行，或者该故障不影响电梯正常运行，存储相关异常数据供日后保养人员查看，但默认不报警。
电梯状态监测装置连接有供电模块，供电模块负责为电梯状态监测装置提供5V的稳定电压，同时供电模块设置有TP5400锂电池电源管理电路作为电梯状态监测装置的备用应急电源。当检测到主板断电后，可以在停电后自动启用锂电池电源，保证电梯状态监测装置正常工作，避免了停电后电梯困人而监控系统不报警的情况发生，充满电的锂电池备用电源可以稳定为电梯状态监测装置供电6~8小时，当停电恢复后，系统自动为锂电池充电，此时主板由供电模块的外界电源提供。
一种基于NB-IOT无线通信的智慧电梯监控方法，所述方法包括：
S1：电梯状态监测装置通过总线接口与电梯控制柜连接，通过12个霍尔电流传感器监测电梯控制柜12路电梯信号；并根据数据库提前设置好的电梯故障逻辑规则，判断电梯是否发生异常；若检测到异常，将异常数据通过NB-IOT无线通信模块发送至透传云服务器；
S2：透传云将接收到的各个电梯的串口数据汇总成原始数据流，并发送到服务器；
S3：服务器将汇总的异常数据进行计时处理，若该异常数据未在限定时间范围内达到出现次数标准，将此异常数据标记为预警信息；当异常数据持续上报次数超过限定时间内所设定的阈值范围后，将异常数据标记为故障数据，进行报警同时向该电梯预设的维保小组下达应急召修/救援指令，将预警信息和故障数据按照国家标准算法自动生成电梯运行数据报告存储至服务器内部档案模块，并将电梯运行数据报告发送至客户端；
S4：客户端根据发生故障电梯预先配置的位置信息，将电梯运行数据推送至相关维保小组，维保小组对预警信息和故障数据进行维保。
所述电梯故障判定规则是将电梯故障时12路电梯信号和信号持续时间与设定的故障 出现时长和限定时长内出现次数进行比较后进行故障判定的；判定标准为：未在限定时间范 围内达到出现次数标准，将此异常数据标记为预警信息；若该异常数据持续上报次数超过限 定时间范围内所设定的阈值范围后，将异常数据标记为故障数据，进行报警；
当电梯发生故障时，本领域的技术人员可根据12路电梯信号与电梯逻辑规则判断出电梯故 障，如下表电梯故障说明所示，电梯逻辑规则为对应的电梯故障会有对应设置的12路信号 的0/1状态，所述电梯故障包括：电梯停电、电梯冲顶、电梯蹲底、安全回路断开、电梯检 修回路异常、上强迫换速异常动作、下强迫换速异常动作、厅门不通(自闭不良)、运行中厅门锁断开、轿门不通(轿门关不上)、运行中轿门锁断开、运行接触器反馈异常(停车时 反馈触点未复位)、运行接触器反馈异常(运行中反馈触点异常动作)、抱闸检测异常(停车 时检测开关未复位)、抱闸检测异常(运行中检测开关异常动作)、上平层异常、下平层异 常、打滑保护(电梯轿厢意外移动)1、打滑保护(电梯轿厢意外移动)2、打滑保护(电梯轿厢意外移动)3、长时间未关门(挡门、消防、光幕或触板故障等)等，如下表所示，是设定好的 日立牌电梯的故障逻辑规则。
Figure RE-GDA0002797154290000061
本发明在保证了及时性的情况下更加准确的判断故障，减小了监控系统的误报率，提高了救援效率，保证维保服务质量，实现对电梯的智能化分析管理。本发明可以过滤掉一些不影响电梯正常运行的故障，或者发生故障瞬间后又经过系统重启动恢复正常的数据，减小系统误报率。当电梯发生故障后，系统自动实时上传故障报警信息，维保人员收到报警后迅速到现场展开救援，提高维保效率。
本发明采用的NB-IOT无线通信模块与大多数现有监控系统中GPRS无线通信模块相比，低功耗、低成本，提供50倍~100倍的接入数，提供了更加海量的节点，符合目前电梯数量多、节点数量要求。目前电梯环境复杂，信号差，对通信信号质量要求比较高而NB-IOT通信组网覆盖范围比GPRS增强20db，且能穿透地下、墙壁，适应各种复杂的环境。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (6)

1.一种基于NB-IOT无线通信的智慧电梯监控系统，其特征在于：包括电梯状态监测装置、NB-IOT无线通信模块、透传云服务器和服务器；所述电梯状态监测装置与电梯控制柜连接，用于采集电梯运行状态信息并将异常的电梯运行状态信息通过NB-IOT无线通信模块传输至透传云服务器，透传云服务器将接收到的各个电梯的串口数据汇总成原始数据流后发送至服务器；所述服务器将汇总的异常的电梯数据进行计时处理，若该异常数据未在限定时间范围内达到出现次数标准，将此异常数据标记为预警信息；若该异常数据持续上报次数超过限定时间范围内所设定的阈值范围后，将异常数据标记为故障数据，进行报警。
2.如权利要求1所述的基于NB-IOT无线通信的智慧电梯监控系统，其特征在于：所述电梯状态监测装置包括总线接口、数据分析模块、存储模块和NB-IOT通信接口；所述总线接口与电梯控制柜连接，通过12个霍尔电流传感器监测电梯控制柜12路电梯信号；所述数据分析模块对采集的电梯运行状态信息进行判断所采集的电梯数据是否异常，所述NB-IOT通信接口与NB-IOT无线通信模块连接；所述存储模块中存储有数据库，所述数据库中包括提前设置好的电梯故障逻辑规则。
3.如权利要求2所述的基于NB-IOT无线通信的智慧电梯监控系统，其特征在于：所述的12路电梯信号分别为安全回路信号、检修信号、上行强迫减速信号、下行强迫减速信号、厅门锁信号、轿门锁信号、运行反馈信号、抱闸反馈信号、上平层信号、下平层信号、运行信号、抱闸信号和上行信号。
4.如权利要求1所述的基于NB-IOT无线通信的智慧电梯监控系统，其特征在于：所述服务器还与客户端通信连接；所述客户端为电脑客户端或手机APP端。
5.一种基于NB-IOT无线通信的智慧电梯监控方法，所述方法适用于如权利要求1至4任意一项所述的基于NB-IOT无线通信的智慧电梯监控系统，其特征在于：所述方法包括：
S1：电梯状态监测装置通过总线接口与电梯控制柜连接，通过12个霍尔电流传感器监测电梯控制柜12路电梯信号；并根据数据库提前设置好的电梯故障逻辑规则，判断电梯是否发生异常；若检测到异常，将异常数据通过NB-IOT无线通信模块发送至透传云服务器；
S2：透传云将接收到的各个电梯的串口数据汇总成原始数据流，并发送到服务器；
S3：服务器将汇总的异常数据进行计时处理，若该异常数据未在限定时间范围内达到出现次数标准，将此异常数据标记为预警信息；当异常数据持续上报次数超过限定时间内所设定的阈值范围后，将异常数据标记为故障数据，进行报警同时向该电梯预设的维保小组下达应急召修/救援指令，将预警信息和故障数据按照国家标准算法自动生成电梯运行数据报告存储至服务器内部档案模块，并将电梯运行数据报告发送至客户端；
S4：客户端根据发生故障电梯预先配置的位置信息，将电梯运行数据推送至相关维保小组，维保小组对预警信息和故障数据进行维保。
6.如权利要求5所述的基于NB-IOT无线通信的智慧电梯监控方法，其特征在于：所述异常数据是将12路电梯信号和信号持续时间与设定的故障出现时长和限定时长内出现次数进行比较后进行故障判定的；判定标准为：满足或超出该时间范围内出现的次数时为异常数据。
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