基于物联网技术的电梯安全实时监测系统设计方法浅谈

金海

摘要：本文对电梯的安全监测问题进行探究，并设计了基于物联网技术的电梯监测系统，主要由红外人体传感器、平层传感器、压力传感器和数据收发等模块组成，实现通过物联网将电梯实时运行的状况传输到监测平台，使工作人员能够及时了解电梯运行中的安全问题，防止电梯事故的出现。

关键词：物联网技术;电梯;传感器;实时监测

中图分类号：TN929.5;TP391.44;TU857 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）10-0160-01

0 引言

国内的电梯监控技术正处于初期发展阶段，大部分电梯监控仍然采用传统的人工定期维护和修理检查，我国仍缺少自主研发的先进的智能电梯监控系统。目前电梯监控管理的现状是，电梯发生故障之后由被困人员或者是物业保安人员通知，该情况会造成救援时间过长，对人员和财产的危害性较为严重。基于物联网技术的电梯安全实时监测系统的工作原理是，实时接收电梯内发出的报警信号，并及时将报警信号传送至电梯管理人员处，能够有效的缩短电梯故障救援的速度，提高效率。

1 电梯安全实时监测系统组成及功能

基于物联网技术的电梯安全实时监测系统共分为两个部分，一部分是电梯轿厢内数据收集部分，另一部分是电梯内监控数据收集部分。电梯轿厢内数据收集部分负责对电梯内报警信号进行检测并实时将数据传送至电梯监控室，信号监测主要是利用人体红外传感器、压力传感器、门状态传感器和平层传感器来完成，其中平层传感器监测电梯是否到达正确的楼层，人体红外传感器监测电梯内是否有人员搭乘，压力传感器实时监测电梯的承重量，这些传感器会实时将监测到的数据传送至数据传输模块。最后利用物联网技术将电梯的运行状态数据传送至电梯监控室的数据接收模块，通过信号处理之后就会实时将电梯的运行状态显示在监测平台上，以保证电梯维修管理人员能够在第一时间了解电梯的状况。

2 电梯安全实时监测系统硬件设计

2.1 传感器模块

传感器模块是整个电梯安全实时监测系统中的基础模块，该模块利用多种传感器共同组成，对电梯运行过程中的多项数据进行检测。例如电梯在运行过程中出现故障未能达到正确的楼层，导致电梯内人员被困，就能够通过平层传感器定位电梯的位置信息。除此之外，还有门状态传感器，主要是负责检测电梯门的状态，电梯发生故障时首先需要确定的就是乘坐人员的安全情况，因此在電梯内安装人体红外传感器是十分必要的，能够监测电梯轿厢内人员情况。最后，电梯在运行过程中所承载的重量大小也是电梯发生故障时必须要考虑的一个因素，所以需要在电梯轿厢内设置压力传感器。

2.2 数据传输模块

基于物联网技术的电梯安全实时监测系统，利用多种传感器监测信号之后，需要实时将采集到的数据信号传输至电梯监控平台，通过监控平台显示电梯的实时运行状态，以便于电梯维修管理人员能够及时对电梯故障问题进行处理。电梯运行状态的数据信息收集是在电梯井道内完成的，电梯井道具有空间狭小、空间密闭、环境差等特点，因此电梯井道只适用于小型设备的安装，并且数据传输设备需要有能够对抗严苛环境条件的能力。所以电梯内的数据传输模块需要有结构紧凑、坚固耐用的特点，同时也必须要有优异的数据收集能力，电梯井道内的结构大部分都是由金属构成的，这也导致了电梯井道内的温度差异变化较大，因此数据收集模块也必须要能够抵抗井道内的温度变化范围。该设计使用的传感器数据采集模块型号是NI WSN 3202，该模块具有工业级的输入输出端口，结构坚固耐用，并且对环境的接受能力极强，能够在-40℃至70℃的环境条件下稳定工作，该数据采集模块具有4个模拟量输入端口和4个数字量输入输出端口，并且其采集的数据可以是电压大小或者是开关量，该设备能够在5V至30V的电压变化范围内稳定工作，采集信号的最大输入电流为1A。

2.3 数据接收模块

基于物联网技术的电梯安全监测系统需要在工作人员的监控室内设置数据采集模块，该模块的主要作用是接收电梯轿厢内传感器数据采集模块所反馈的数据信号，和电梯轿厢内部的数据采集模块的终端节点互相作用，从而达到基于物联网的电梯实时监测系统的数据接收和发送需求。该系统所使用的数据接收模块型号是NI 9795，该模块能够同时和36个WSN测量节点进行通讯，利用物联网监测之后对测量节点的数据信号进行采集，将电梯的故障问题信息发送至电梯监控室，电量电梯系统的故障指示灯，提示电梯维修管理人员，及时处理电梯故障。

3 电梯安全实时监测系统软件设计

在基于物联网的电梯监测系统中软件设计是使用LABVIEW软件进行系统监测和人机交互，工作人员可以登录上位机对电梯的实时运行状态了解。电梯实时监测软件通过对数据采集模块反馈过来的信号信息进行处理，并且在上位机显示界面上表示出相关传感器的工作状态信息，然后将数据信息与正常工作状态的电梯信息进行对比，并判断出电梯是否处于正常运行状态。

（1）在电梯运行的过程中，若监测到电梯的限位开关处于打开状态，此时如果门状态传感器反馈的数据信息表明电梯门处于打开状态，则表示电梯门出现故障，需要电梯维修管理人员及时查看，防止电梯意外的发生。（2）例如当电梯在运行过程中监测电梯是否处在相关限位开关位置，在限位开关位置则表明电梯在正确楼层，此时对电梯是否运行进行判断，若电梯在运行过程，则表示电梯还未达到平层并不是电梯故障，如果此时电梯已经停止运行则检测电梯是否已经达到平层，如果未平层则表示电梯出现故障，不能够安全乘坐。（3）如果电梯在运行过程中突然停止，此时首先应该检测的是电梯内部是否有人员乘坐，如果人体红外传感器反馈的信号检测到电梯内部有人，则表示目前电梯内部有人员遇困，需要工作人员采取对应的紧急措施及时救援。如果传感器反馈的信号表示电梯内部没有人员被困，则此时电梯仅仅为出现故障停运，此时的处理方式可以是封锁电梯。

4 结语

电梯是现代工作楼盘和住宅楼房中主要的代步设备，电梯的稳定运行是乘坐人员生命安全的重要保障，设计基于物联网技术的电梯安全实时监测系统能够有效的对电梯运行过程中的故障进行预防，大大降低事故问题的发生率，提高电梯使用的安全系数，该设计具有直接的现实意义。近几年来电梯事故的发生数量日趋严重，然而国内市场上并没有合适有效的检测系统，本设计不仅仅能够提高电梯的运行安全系数，同时还能够节省以往在电梯维护方面的费用，所以该电梯安全监测系统开发具有广阔的发展前景。

参考文献

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