APP下载

基于物联网的电梯运行安全监测系统设计与实现

2022-05-12郭显峰

机电工程技术 2022年3期
关键词:数据通信电梯准确率

郭显峰

(广州市番禺区市桥建筑工程有限公司,广州 511400)

0 引言

随着城市化进程的发展,电梯越来越普及化,但其使用量的增加带来更多的安全事故。根据国家质检总局公布的数据显示,截至2018年12月,我国电梯数量占特种设备总量的45.%以上,高达627.8万台,并且保持每年20%左右的增长幅度。然而,随着电梯使用时间的推移,很多电梯老旧严重,部分存在了安全隐患[1]。2018年2月9日,国务院办公厅针对当前电梯安全运行,下发了一系列管理意见,强调对老旧电梯安全实施评估机制,科学维护保养,并通过“物联网+维保”等新模式,利用大数据、物联网等信息技术,建立电梯运行监测体系和应急救援公共服务平台。所以要做好电梯运行数据的在线监测,及时发现电梯在运行期间是否存在故障或者隐患[2]。过去在对数据进行监测工程中,在设计在线监测系统时并未关注数据的基础收集操作,对于数据对精准度得不到保障,系统运行的整体效果不高。而物联网技术的应用,有效提高电梯安全运行管理,不仅可以对电梯的运行状态进行实时监控,还可以捕获异常情况,对电梯故障进行预测、预报,为电梯检修人员带来了更大帮助[3]。为了检验方案的可行性,本文针对当前电梯运行情况,提出了一种基于物联网的电梯在线监测系统设计。

1 硬件设计

系统硬件操作系统的整体性能会直接影响系统的整体运行效果,所以需提升其操作性能,并针对实际情况,合理划分系统硬件的各个模块,一般可以划分为数据采集、监测数据通信等几个模块,系统结构设计如图1所示。

图1 系统结构

1.1 ISM多波段数据采集模块

所选择的数据采集模块为无线数据采集模块,对于数据之间的联系进行调整,然后对数据采集模块进行设置,如图2所示。

图2 无线数据采集模块

在运行期间,该模块的实际性能较强,具有较强的接收灵敏度,抗干扰性能优良,且在系统中可以有效嵌入,能实现半双工通信功能,在选择时频率较多,而且传输速率种类较多[4],且能为系统提供ISSI信道侦测功能,确保系统在运行期间具备良好的操作环境,在对内部数据进行管理期间,效果较为理想。

1.2 监测数据通信模块

数据信号的管理在系统监测数据通信模块中稍有不同,管理操作是通过通信技能实现的,系统在操作期间能对其性能进行持续优化与完善,具体监测数据通信模块如图3所示。

图3 无线监测数据通信模块

通信模块的芯片为国产芯片,2 400~2 483 M的国际通用ISM频带中可以进行有效运行,最高调制速率为2 MB∕s。Si24R1在实际应用中性能优良,丢失的数据包可以实现自动重传,响应信号也可以自动生成。仿真需应用I∕O端口,微处理器在内部FIFO的应用,使用比较便捷,成本相对较低[5]。2 M的高速数据可以在该模块的支持下得到有效传输,发射时间有效减少,功耗较低,对于系统操作时间能得到有效控制,这样就能完成系统监测数据通信模块的设计[6]。

1.3 GPRS监测模块

GPRS监测模块主要是通过GPRS监测器完成的,如图4所示。监测器的功能比较齐全与完善,比如GPRS无线通信功能、单相交流电测量等,各项参数的监管主要包括导线温度等,数据监测系统的作用得以有效发挥。

图4 数据监测

微控制器技术的有效应用,能实现数字化,可以集合多种通信方式的优势[7],确保在现场布线期间,解决布线难点,确保操作人员的操作质量与效率,确保系统在操作期间的可靠性,系统数据排序是完成数据排序的主要方式,通过这样的方法能确保系统在运行期间的监测效果[8]。

2 软件设计

在设计软件系统时,重点是数据的监测算法,做好该设计能保障系统设计的精准性,系统软件设计流程如图5所示。电梯状态需在空间运行,参数的挑选需按照下面的公式进行:

图5 系统软件流程

式中:K为参数挑选数据;b为内部系统操作数据;m为基础信息函数;f为集中数据;n为操作数据数量。

通过这样的方式可以初步筛选数据算法,然后在数据的集中匹配下完成操作。图6所示为集中匹配图像。

图6 系统数据集中匹配

电梯数据的监测算法匹配操作是在综合数据处理下完成。匹配方程式为:

式中:p为匹配结果;a为待参照参数;K为集中处理数据;G为内部调整数据。

首先测量电梯上升距离,然后调整上升数据,重组电梯数据[9],数据重组步骤也要进行合理划分,然后对重组公式进行设置:

式中:J为重组数据系统;S为相同的数据数量;P为数据权重参数;L为数据基础系数。

数据理论监测操作的开展要建立在数据充足的基础上,数据保护装置的合理应用[10],能帮助内部监测的有效开展,让数据在流通期间更加畅通,数据操控公式如下:

式中:N为操控参数;T为标准化处理数据;Q为安全辅助数据。

有效控制相关因素,对数据进行及时有效地监测,整体进行系统监测的相关操作,通过过滤相关数据,可以让数据的纯洁度得以提升,下面就对数据过滤公式进行介绍:

式中:MP为过滤结果;NK为调整过滤参数;L为自然整合数据。

系统软件的整体设计需通过上述数据处理完成[11]。

3 验证实验

3.1 实验目的

电梯运行数据在线监测系统是建立在物联网基础之上的,为对监测系统的设计效果进行监测,需通过实验进行判断分析。

3.2 实验参数设计

实验参数的合理设置十分关键,其中项目有数据系统、内部数据分析、处理模块数量等,数据为监测系统、实时监控分析等。

3.3 实验结果与分析

通过实验参数的对比分析,并与传统电梯运行数据在线监测系统设计的效果比较,发现该系统实际效果更好,其监测的准确率对比如图7~8所示。

图7 数据收集合格率对比

(1)数据收集合格率对比

从对比图7的分析下可得,本文所研究的在线监测系统设计,在对数据进行收集过程中,相对传统在线监测系统设计的数据收集,具有较高的合格率。在数据收集环节,数据收集力度强,可将所有数据完整录入系统,确保数据的完整性。再通过数据存储空间的提升,有效地改变了它的存储量,由此可以获得更多的有效数据,提高数据的合格率。

(2)监测准确率对比

通过图8可以发现,在实验时间为100 s时,在线监测系统设计的监测准确率为40%左右,要远远高出传统在线监测系统。在实验时间为200 s时,通过物联网电梯运行数据,系统监测准确率可达50%左右,而传统电梯运行数据在线监测的准确率仅为27%左右。

图8 监测准确率对比

数据的内部处理操作是本文研究的重点,基础数据的位置固定,是通过数据通信装置实现的,通过对数据流通方向的掌握,可以确保系统操作的便捷性[12],让系统操作时间更短,数据所处状态可以在GPRS监测操作下精准反映,干扰信号可以得到有效处理,降低其影响,系统数据也可以获得,且准确率较高,确保系统操作性能的可靠性与合理性[13]。

系统设计的监测准确率与实验时间呈正相关,且比传统系统设计效果更加优良。于软件应用程序的理论型设计在本文研究中更加注重,系统数据的解读期间,通过相关算法原理的应用进行深度操作,实现对数据的自主分析。软件程序坐标方位的转变,能确保数据基本监测的可靠性。在与传统在线监测系统的对比分析下,发现本文所研究的在线监测系统更加精准与可靠。

4 结束语

在现代科学技术的快速发展背景下,在电梯领域安全监管系统中,物联网的应用是主要方向。本文所研究的系统具有较高的智能化与信息化水平,能够为电梯的有效监测提供可靠支持。硬件设计和软件设计是本文在线监测系统的两个部分,模块化处理是硬件设计的主要方式,无线数据采集器在系统数据采集模块中的应用,数据的录入力度得到加强,初始数据的获取完整度较高,且可以对获取得到的数据进行存储,然后通过监测数据通信模块,在对于数据流通状况的分析能利用NRF24L01无线数据通信模块进行处理,寻找数据在流通中存在的信息传输问题,干扰信号的过滤可以通过系统操作实现,在系统GPRS监测模块中合理应用GPRS无线监测器,能对电梯运行数据进行有效分析,从而确保系统的整体操作能力,保证硬件设计的可靠性。软件操作算法以及程序应用方案在软件设计过程中十分关键,对整体系统的设计要通过数据的研究与操作实现,为电梯安全监管提供了新的技术支撑。

猜你喜欢

数据通信电梯准确率
乳腺超声检查诊断乳腺肿瘤的特异度及准确率分析
不同序列磁共振成像诊断脊柱损伤的临床准确率比较探讨
2015—2017 年宁夏各天气预报参考产品质量检验分析
颈椎病患者使用X线平片和CT影像诊断的临床准确率比照观察
数据通信网络维护与网络安全问题探讨
被困电梯以后
关于数据通信电源现状和高压直流供电新系统的分析
基于EDA技术的通用异步收发器设计
电梯不吃人
一种高效可靠的串行数据通信协议及处理算法