电梯综合安全管理中物联网技术的合理应用

摘 要电梯的安全管理关系着人们的生产生活安全，随着物联网技术的发展与进步，其在电梯安全管理中得到有效应用。文章介绍了电梯综合安全管理的发展状况，从硬件设计与软件设计两个方面分析物联网电梯综合安全管理系统的综合架构，详细的分析物联网电梯综合安全管理系统的应用效益，以期促进我国电梯综合安全管理技术的进一步发展。

【关键词】物联网 硬件设计 软件设计

1 电梯综合安全管理发展状况

近年来，随着我国经济的发展与进步，人们生活水平的不断提升，电梯在社会生产生活中作用越来越重要。随着互联网技术的发展与进步，其应用也越来越广泛，物联网、云中心技术的出现有效的促进了电梯综合安全管理方式的发展与进步，在新技术的支持下，管理部门以及维护人员能够实现对电梯状态的有效监控，从而确保电梯能够得到及时的维护与修理。

2 综合安全管理系统总体架构

物联网电梯综合安全管理系统在设计的过程中综合互联网+、云存储、物联网、GIS、GPS等一系列先进技术，通过便携式的移动终端来实现业务的对接，并且实现对云数据的及时更新与接收，管理维护人员通过便携式终端能够在第一时间了解电梯的实际状况，与电梯应急处置平台进行无缝对接。通过系统之间的对接能够实现数据的实时互通，进一步确保电梯的安全使用。系统总体框架图如图1所示。

2.1 硬件部分设计

2.1.1 红外传感器检测模块

在进行红外传感器检测模块设计的过程中，考虑到模块对于光线感应的要求，设计安装了一对红外线发射与接收管，发射管能够发射固定频率的红外线，红外线发射出以后在遇到反射面时会反射回接收管被接收管所吸收，再经过比较器电路的处理与分析，绿色的指示灯与亮起来，并且信号的输出结果会同步输出数字信号。通过电位器旋钮能够调节检测的距离，红外传感器检测模块的有效检测范围在2～30cm之间，工作时的规定电压保持在3.3V～5V。红外传感器检测模块的系统结构原理图如图2所示。

2.1.2 速度传感器模块

速度传感器模块主要是通过步进电机模块以及旋转编码模块来实现对速度的测量，系统在运行的过程中首先由步进电机驱动电梯运行，然后由旋转编码器来对电梯的运行速度进行测量，并且通过测量出的速度来测出准确的加速度。旋转编码器是由机械传动、检读器、光源以及光栅等几个部分组成的，在旋转编码器的轴带动光栅盘旋转时，模块内的发光元件会发射出光线，光线在经过光栅盘时会被光栅盘分割成多个连续的光线，这些光线会被接受元件接收到，并且產生初始信号。产生的初始信号在继电路处理后会转变成计数脉冲，计数脉冲的脉冲个数就能够用来表示具体的位移大小。旋转编码器在转动时会持续的输出脉冲，计数装置能够通过记数来获得旋转编码器的具体位置，当编码器处于静止状态时，系统内部的存储器会进行数据的缓存。在系统再次接受到电信号以后，根据之前的脉冲信号数据，系统会计算出电机运行的角速度，并且能够根据角度与线量之间的关系来计算出电梯运行的实时速度与加速度，从而准确的得出电梯的运行速度数据。

2.1.3 无线通信模块

红外传感器检测模块以及速度传感器模块将实时信息通过串口传输给电梯黑箱中的ATMEG128单片机，单片机对信息进行汇总并通过串口转Wi-Fi模块转化为Wi-Fi信号传输到网关，网关将对所有的数据传输到后台服务器。PC端对收到的数据进行分析、统计，通过相应的算法，可以得出电梯的各种参数，实时显示在后台服务器上。GSM模块与单片机相连，可以定期把电梯运行状态及时发送给工程师，极大提高了工作效率。

2.2 软件部分设计

在进行系统的软件设计时，应当根据系统运行的具体过程来进行系统的设计。在电梯系统运行的过程中，首先要选择目标楼层，在乘坐人员上电梯后关闭厢门，然后向目标楼层移动，到达目标楼层后打开厢门。在这一过程中，软件系统首先要做的便是目标楼层的选择，然后在人员进入电梯后对于电梯门的关闭状态进行检查，确保电梯厢门正常的关闭。在电梯运行的过程中，系统应当时刻监视好电梯的运行状态，如果检测到系统的运行速度异常应当及时的将收集的速度信息发送到电梯安全管理中心，由管理中心采取相应的应急制动措施。在电梯到达目标楼层后，应当及时的打开厢门，软件如果检测到厢门一直不打开应当自动的报警，通知管理中心进行处理。

2.3 后台监控服务器实现

该系统的后台服务器设计使用C++语言，采用Windows Sockets API编程方式，基于TCP/IP协议，提供面向连接的服务，并在MicrosoftVisualStudio10.0下编译通过，实现可靠的通信。在网络通信的双方，均有各自的套接字，并且该套接字与特定的IP地址和端口号相关联。通常，套接字主要有两种类型，分别是流式套接字（SOCK_STREAM）和数据报套接字（SOCK_DGRAM）。其中，流式套接字专用于使用TCP协议通信的应用程序，而数据报套接字则是专门用于使用UDP协议通信的应用程序。使用流式套接字时，需要配置两端的端口号和IP地址使其一致，这样单片机就可以和PC端实现点对点通信，实时地把电梯运行状态数据显示在后台服务器上。

3 应用效益

3.1 对政府部门的价值

利用物联网电梯综合安全管理系统政府管理部门能够对不同品牌的电梯质量进行有效的监督与统计，通过这一系统能够准确检测统计出不同地区不同品牌的电梯发生故障概率及维修次数，根据相关的数据能够建立有效的电梯质量排行榜。根据这一排行榜，相关的管理人员能够制定相应的安全准入门槛，从而有效提高地区电梯的安全生产指标，确保电梯使用的安全。

3.2 对维保单位的价值

维保单位在日常的电梯维修保养中能够通过物联网电梯综合安全管理系统实现对电梯运作状态的有效检测，系统能够实时的传递电梯运行过程中的具体数据及运行状态，由系统实现对维保人员的统筹安排。

物联网电梯综合安全管理系统的应用能够有效的提高维保人员的管理效率，系统在运行的过程中能够根据相关的电梯地理位置以及维修人员的位置来合理的安排维保人员的维修路线，确保维修人员能够及时到达电梯所在位置，实现维修线路的科学规划。

3.3 对物业公司的价值

物业公司能够及时的掌握小区内电梯的运行状况，并且对于电梯的故障与维修进行准确的记录。当小区业主对电梯的运行情况产生疑问时，物业公司可以通过记录的数据来提供相应的证明，回应业主的质疑。此外，通过物联网电梯综合安全管理系统物业部门能够及时的对电梯的运行状态进行监控，及时的了解电梯故障的维修状况，质监部门也可以通过这一系统及时的对物业电梯的投诉处理流程进行全面的监督与管理，进一步确保了电梯的安全高效运行。

4 结束语

物联网技术是未来发展的重要技术，其将会推动世界经济的飞速发展，在物联网技术下开发的电梯综合安全管理系统能够实现对电梯运行状态的有效监控，并且还能够实现数据的实时交互，形成了一个高效的管理系统，确保了电梯系统能够得到全面的优化与监管，进一步确保了我国电梯的安全运行。

参考文献

[1]赖宏应，张雁董涛.物联网技术在电梯综合安全管理中的应用[J].通信与信息技术，2015，16（05）：70-74.

[2]廖志雄.探析物联网技术在电梯监测报警管理系统中的应用[J].企业技术开发，2015，11（01）：48-49.

作者简介

王央央（1984-），女，浙江省温州市苍南县人。工程师，研究生，从事特种设备检验管理工作。

作者单位

浙江省特种设备检验研究院 浙江省杭州市 310000