文献综述(或调研报告):
电梯的运行状态直接关系到公众的生命财产安全。因此,电梯的运行安全性已得到各行各业的重视。如今,早期安装的电梯逐渐进入了已经老化的电梯设计生命周期的中后期。随着零部件的磨损,运行可靠性逐渐下降,平均故障间隔时间大大缩短,并且随着时间的流逝,进入老化阶段的电梯数量不断增加。电梯事业的不断发展,直接导致近年来电梯事故频发,严重危害人民群众的生命财产安全。随着电梯老化数量的不断增加,电梯的安全运行,故障监控,故障报警和电梯维护也受到了电梯制造商和其他人们的关注。2013到2017年间,国内电梯台数由300万以接近线性的趋势升至560万,每年电梯事故数量在50至100起内震荡 [1-5]。
近年来,远程跟踪以进行维护的智能电梯系统正在开发。基于物联网和云计算,远程状态监测和预警系统正在逐步发展,具有实时监控能力。云服务器和物联网使系统能够在处理大数据的同时分析大量数据中的电梯运行问题,以便维护人员可以正确处理问题。系统通过对信息的快速分析和处理,可以在电梯发生故障时迅速做出反应,并及时反馈给计算机,维护人员可以在最短的时间内对电梯进行维修。该检测系统由前端传感器检测终端,云服务器,大数据识别和分析算法组成。电梯监控系统基本的流程为:电梯状态采集器通过传感器采集电梯运行数据,经采集器内部微处理器进行数据分析,通过通信模块或各种通信方式把数据传输到综合管理平台,平台根据采集到的数据进行分析[6]。文献指出,在电梯管理、维护和服务等方面,物联网可以实现运行环境监控、预测性维修、远程诊断和故障排除、实时报警、设备管理等功能,将管理方、维修人员、使用方和 用户等联系起来,进行高质量的沟通[7][8]。
物联网的应用中,有系统设计结合了两种主要的物联网技术:GPRS无线远程传输和RFID技术[9]。监控终端使用一组独立的传感器来收集电梯的运行状态信息,根据收集到的数据和汇总的判断标准来识别故障的类型,并在设计中加入RFID技术来收集维护信息。GSM / GPRS模块使用SMS或GPRS连接Internet来传输电梯的状态参数。语音通信可实现被困人员与救援人员之间的全双工对讲。备用电源和相应的电源管理功能应添加到监视终端,以确保系统长时间稳定运行,实时监视电梯的运行状态。
在通信方式上,目前常用的无线通信技术包括:短距离无线通信技术,如 WiFi、 Bluetooth、ZigBee、NFC 等与广域网无线通信技术。短距离无线通信技术是指通信双方通过无线电波传输数据,并且传输距离在较近的范围内,其应用范围非常广泛。远距离无线传输技术中目前偏远地区广泛应用的无线通讯技术主要有 GPRS/CDMA、数传 电台、扩频微波、无线网桥及卫星通信、短波通信技术等。它主要使用在较为偏远或不宜铺 设线路的地区,如:煤矿、海上、有污染或环境较为恶劣地区等。 实际在电梯系统中使用NFC,Zigbee等短距离无线通信技术的较多[10]。
在收集传感器的数据上,一般采用单片机收集传感器的数据并做初步的处理,通过 CAN 节点接收信息并采用通用协议格式对其进行重新编码。常用的控制芯片主要是 STM32F 系列 的单片机。如利用微控制器 STM32 进行数据收集,连接摄像机和通讯模块[11]。
在电梯的故障检测算法方面,方法则多种多样,如决策树方法[6], 神经网络 [12]和蚁群算法[13]。在软件开发上,有基于Android平台的[14-16],基于Linux的[17],基于AppCan的,基于以太网[18]的等等。各类平台分布广泛。
参考文献:
[1] 质检总局关于 2017 年全国特种设备安全状况情况的通报[J].中国特种设 备安全,2018,34(05):1-4.
[2] 质检总局关于 2016 年全国特种设备安全状况情况的通报[J].中国特种设备安 全,2017,33(04):1-5.
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