胡凯 陈栋栋 陈健
浙江省特种设备检验研究院 浙江省 杭州市 310012
摘要：伴随互联网+、移动互联网、物联网、二维码等技术的蓬勃发展，正逐步渗透世界的每个角落，也渐渐改变了我们的生活和工作，颠覆了思维模式。这种颠覆主要体现在三方面：首先是基于智能终端（PAD和智能手机）的广泛应用在生产生活中；其次是移动互联网和传统行业的融合呈现新的特点；再次是移动互联网商业模式多样化。随着移动互联网的快速发展，企业不断开辟着新的盈利模式。而已经到来的5G时代，在宽带传输速率和传输质量得到改善和提高的同时，也必将催生包括电梯行业的业务模式及方式的改变，推动新的盈利模式和增长的创新。电梯作为特殊的交通工具，电梯安全时刻在影响着人们生产生活。截至2014年底，全国电梯总量达到360万台，并保持以每年20%左右的速度增长，我国电梯的年产量、保有量、年增长量均为世界第一。
关键词：电梯；安全管理；物联网；应用；分析
引言：电梯与日常生活密切相关，电梯安全涉及民生保障，电梯事故层出不穷，日益引起社会的极大关注。电梯的安全运行管理已经成为了一个不容忽视的重要问题。因此，根据我国现实情况，需要设计一套提高电梯安全运行及管理的全生命周期、全产业链的维保实时监管平台系统。通过新技术（物联网、云中心、二维码等）的运用强化系统的监督功能，通过政府主管部门以及维保公司监督维保人员定期对电梯进行维护，最大程度的降低电梯事故发生率。此外，政府监管部门可通过本系统的大数据分析统计，实时监控辖区内所有电梯的运行状态、电梯的日常维护等状况，并可以对电梯故障按品牌、故障类型、故障时间、故障频次等多维度进行统计分析，有助于建立电梯安全管理的应急体系。
1.综合安全管理系统总体架构
1.1硬件部分设计
1.1.1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。
1.1.2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，并且产生初始信号。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。
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1.2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。
1.3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Microsoft Visual Studio10.0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。
2.应用效益
2.1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。
2.2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。
2.3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。
总结：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。
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论文作者:胡凯,陈栋栋,陈健
论文发表刊物:《防护工程》2018年第13期
论文发表时间:2018/10/30
标签：电梯论文; 系统论文; 管理系统论文; 安全管理论文; 模块论文; 互联网论文; 编码器论文; 《防护工程》2018年第13期论文;