基于物联网技术的自动扶梯智能检测系统设计

田刘密++戴中健++赵黎明

【摘 要】本设计采用物联网技术手段构建自动扶梯智能检测系统，通过检测技术和网络通信技术，将自动扶梯、服务管理中心、人三者连成一体，以实现自动扶梯装置对人、物及自身的智能识别与检测，同时也可对维保人员到岗维修保养进行监督与管理，从而改善自动扶梯的安全检测、维保监管水平，提高其稳定性和安全性。

【关键词】自动扶梯 物联网 智能检测 故障报警 维保监管

自动扶梯内部都是运动部件，一旦被卷入，碾压和剪切伤害在所难免，几乎无法幸存的。近年来关于自动扶梯“咬人”、“吞人”事件频发，其安全隐患让人堪忧，致使人们对扶梯、电梯的安全产生质疑与担忧。有调查显示，在诸多导致电梯安全隐患的因素中，电梯制造质量问题仅仅占16%，安装问题也只占到24%，而保养和使用问题比例则高达60%。目前绝大部分事故根源都集中在“维修保养”这一环节上，说明自动扶梯的使用及维保管理有待加强。当前，物联网技术得到越来越广泛的应用，所以基于物联网技术实现自动扶梯的智能检测与管理十分有必要。

1 系统组成与架构

自动扶梯智能检测系统组成与架构模型如图1所示。该系统主要由数据采集系统、智能检测系统、服务管理平台及通讯网络等部分组成。

2 数据采集系统

数据采集系统包括传感器与维保考勤系统两部分，根据系统设计需要除了自动扶梯本身自带的状态传感器外，本系统另增加了检测压力与安全距离的传感器。系统要求高精度、高速度实时采集扶梯运行时的状态传感器信息，以满足实时采集、实时处理和实时控制的要求。维保考勤系统部分可采集指纹数据，也可采集维保人员感应卡芯片信息。数据采集系统将所采集的实时信息通过通信网络传输至服务管理平台进行离线本地保存和云端存储，同时，服务管理平台将收到的信息进行处理分析，实现现场监控。

3 智能检测系统

自动扶梯的智能检测部分结构如图2所示。智能检测系统主要采用有线智能传感器的网络技术手段，控制中心计算机到交换机的传输方式利用以太网光纤跳线进行传输，输出至终端设备则采用RS485网络跳线进行数据交换。

3.1 压力检测及报警

由于自动扶梯机械构造复杂且运输客流大，所以危险性大。为了使自动扶梯能够主动、准确地检测到运输过程中的实时状况以及周围环境状况，在扶手传送带部分设置了红外传感器和压力传感器，用以检测自动扶梯运行中人或物的压力，一旦压力大于临界值，压力传感器会立即收到信息并通过RS485网络跳线进行数据转换，再由以太网反馈给控制中心计算机，由控制中心对收到的反馈信息进行加工处理，然后向声光报警器发出指令进行声音报警以提示乘客。其检测原理方法如图3所示。

3.2 安全距离检测及报警

安全距离检测与报警模拟结构示意图如图4所示。扶梯在运行中的时候，扶梯上平行梯级与下平行梯级部分的传送带会继续传送，如果人们的手未及时撤离传送带便极易发生“绞手”的情况，进而威胁到人生安全。我们在扶手处设有多出温度传感器和激光雷达传感器等。温度传感器主要用于检测人体的温度，温度传感器一旦检测到温度会立即将信息通过RS485以及以太网的方式传送到控制中心，控制中心将收到的信息进行加工处理反馈至激光雷达传感器进行安全距离检测。另外，我们将扶梯传送帶快到达平行位置和恰好到达平行位置时设为安全距离段的“最大安全距离”和“最小安全距离”，并在此处和传送带平行位置处设有激光雷达传感器和语音提示报警器，以检测“人的手”或“物”的安全，如果人们的手过了安全距离还未离开扶手带，扶梯便会发出语音警报提示当事人直至将手撤离为止。

3.3 现场维保考勤系统

由于目前绝大部分事故根源都集中在“维修保养”这一环节上，所以为了提高自动扶梯维保工作人员的责任心和积极性，及时消除隐患，防患于未然。在自动扶梯上安装迷你现场维保考勤系统并与物联网技术相结合的联网考勤系统，通过维保考勤系统，可实时采集各台自动扶梯现场的保养维修、例检及相关维保人员的考勤信息，也可对被锁定人员是否正常到岗进行跟踪监管，加强人员管理力度，以实现对现场维保人员的考勤数据进行定期采集和到岗率核定，从而提高自动扶梯的维保质量，消除安全隐患。

4 服务管理平台

服务管理平台包括云平台服务管理与人工维保服务管理中心。自动扶梯的智能检测功能不能全都通过云端实现，需要云端与本地做一个合理的划分，确保在网络出现异常的情况下，依旧能够完成基本基本的检测和监管功能。同时，数据处理也是如此，需优化本地和云端的储存和管理。云平台服务管理通过互联网与该系统连接，Internet将中央计算机收集到的信息和大数据进一步传送至云平台进行综合管理。人工维保服务管理中心主要也是通过Internet进行数据传输，其终端和后端数据传输也可选择GPRS/3G/4G网络、Wi-Fi、以太网的方式完成，统一接入到政府M2M公共物联网平台。

5 结语

本设计是将“物”、“人”、“网”三方有效的结合在一起，实现自动扶梯的智能检测、维保管理于一体，解决了维保考勤难和扶梯安全检测的问题，对于规范管理、提高工作效率、提高维保质量、提升自动扶梯的技术服务与管理，具有非常积极的意义和价值。

参考文献：

[1]祝常红，彭坚，屈圭，周力田.数据采集与处理技术[M].北京：电子工业出版社，2008.3.

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