摘要：现代生活中的建筑物不再只是墙壁、屋顶和砖石结构，而是充分与云技术、物联网和人工智能等新技术的结合，不断创造出更新更智慧的建筑物，是一种生命体。智能建筑的概念逐渐诞生，它的基本理念是将建筑作为一个平台，基于对各种类型知识信息的全面应用，将架构、系统、应用程序、管理和优化结合到感知、沟通、存储、推理和判断中，做出的决定具有综合智慧性，为建筑用户提供安全、高效、便捷、稳定的功能环境。
关键词：物联网；智慧电梯
引言
电梯是与生命安全相关的特殊设备，具有高风险的特征，作为一种公共交通工具被广泛用于高层建筑中。电梯一般会频繁的启动和停止，其磨损、老化、部件和保护装置的变形和松动以及控制系统的故障等问题，都容易导致一些安全事故，例如电梯关人，“打滑”，甚至是出现电梯跌落等。
1、物联网概念及其发展
随着物联网技术的发展和对其衍生产业的投资，“智能城市”实际上是作为“智能地球”的一部分被表现出来，网络数据传输和集中聚合来分析庞大的城市运营数据，它包括了智慧社区、智慧零售、智慧交通、能源、公共安全等方面的内容，实现了智慧城市的综合管理和治理，并大大的改善了人们的日常生产和生活。如图1所示，物联网允许任何人随时随地通过任何网络和服务，进行信息收集、数据交换、聚合、内容和计算等内容，将它们通过网络进行有效的连接，物联网是将真实的物理世界连接到在线虚拟世界的桥梁[1]。
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图1物联网
2、电梯监测系统发展现状
在国外的研究中，为了提高实时电梯监控设备的运行水平，发达国家的一些公司正在引入计算机网络技术来开发电梯的监控系统，在设备运行过程中出现异常情况后，监控系统可以及时检测并发出警报。在我们国家，许多的城市已经开始测试基于物联网的智能电梯，并在电梯安全监控的技术方面取得了一些进步，可以预见的是，智慧电梯在不远的将来一定会在全国范围内广泛应用，目前而言，建设主要在上海、北京、广州、杭州等地进行，并且已经建立了单个电梯应急中心，以有效降低电梯的故障率并确保电梯的运行安全[2]。
有关政府部门必须指定一些有关电梯监控和电梯安全等相关政策。这些政策主要基于当前社会旺盛的实际需求，这是一种不可逆转的趋势，即电梯监控和维护变得更加透明和智能，但是，由于电梯制造商及其相关的设施维护方不愿引入先进的技术，只追求降低成本等目标，因此需要政府的干预。随着智慧电梯等相关项目的进展，将减少乘坐电梯的安全风险并减轻公众的负担。因此，研究、开发、创建和推广基于物联网技术的智能电梯系统是很有必要的一件事。
3、系统设计
3.1、系统总体架构
基于物联网技术的智能电梯系统主要由外部检测系统、网络传输层、中央管理平台和业务处理层等几大部分内容组成。使用的设备主要包括红外摄像机（包括摄像机和电源线）、对准传感器（12 V信号电压）、对准传感器支架、门检测传感器（12 V信号电压）、门传感器偏转器、WIFI天线等等。其中，外部接口识别系统主要包括各种传感器和相应的外部设备，通过安装在电梯中的监控设备可以实时监测电梯开关情况、电梯的位置、以及相应的运行方向等，并且可以通过外部接口系统获取这些参数，这些数据通过网络传输到中央平台，结合业务处理相关要求，中央管理平台可以正确处理和分析有关数据，并提供正确的处理方案并发出命令。通过实时收集和更新相关的检测和监视数据，并在中央控制平台上使用多种智能算法和评估方法，快速发现危险状况，及时更新所有电梯的运行状态，自动通知相关电梯运行管理人员，保证能够及时的处理相关的危险状况[3]。
3.2、监控系统的组成和功能设计
基于物联网技术的电梯安全监控系统由感知层、网络层、应用层、协议层和控制层组成，网络拓扑如图2所示。其中的系统架构分为五个级别：第一层是感知层，主要用于物联网接口来收集有关传感器操作的信息，使用传感器技术来收集音频信息和视频监视系统；第二层主要由移动公用网络或无线专用网络组成的网络级别，由系统范围的运营商负责提供；第三层是应用层，基本上代表电梯公司相应的应用系统，例如电梯用户、维修部门、应急救援系统；第四层是协议层，它为数据提供了开放标准的传输协议。每个公司的接口，应用程序均根据标准数据协议在控制级别执行数据交换；第五层是电梯控制单元用户的控制级别，主要是日常业务请求、电梯拒绝请求统计、紧急救援请求统计、决策支持系统、电梯安全控制等内容。因此，为确保电梯安全运行而开发的智能大数据分析系统主要实现以下功能：（1）实时监控：实时监控电梯的当前状态，并以文本和图像格式显示当前楼层、上下方向、人员到位、电梯速度、机房温度等。（2）故障信息的及时发现和传递：电梯及其控制系统的各种状况，例如电梯的当前楼层，工作方向，是否超载等，如果电梯发生故障，可以及时的记录故障，记录的数据可以用作故障原因的分析。（3）警报和预警：预警信息功能通过对数据库数据的统计分析来指示操作员可能发生的故障，并提醒更换过期的电梯组件。如果有人被困在电梯中，传感器可以检测到电梯很长一段时间没有运行，并且如果电梯中有人，电梯就可以自动呼叫救援中心，系统也将自动启动报警功能并报警，并记录处理过程。（4）大数据统计分析：根据电梯故障类型、电梯类型、品牌、服务单位、故障类型等内容自动计算故障信息，方便电梯质量维护部门进行故障处理[4]。
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图2物联网智能监测系统网络拓扑结构图
3.3、可视化管理
主管可以通过网络摄像机实时监视电梯内部的状态，所有者可以通过移动电话应用程序检查电梯内部的状态，海康威视的长期视频监控技术可以提供7 * 24小时的视频录制，可以随时调用。如果有人被困在电梯中，监督员将及时了解内部情况并开始语音问询，将被困人的视频发送到救援单位，制定并及时调整救援的策略。发生事故，可以调出视频以跟踪事故，并且确定事故的责任和原因，并建议电梯制造厂提高电梯质量并避免安全隐患。基智能算法的电梯运行行为智能分析有助于更有效地管理电梯运行情况，同时还可以防止由于电梯不规则移动而导致的电梯事故，并且及时警告电梯的异常行为，并防止发生二次事故[5]。
3.4、网络传输系统
网络传输的水平主要取决于不同运营商的网络，这些网络使用有线（宽带/ VPN）和无线（WIFI / 2G / 3G）方法传输视频、音频和数据信息。智能电梯物联网系统对数据可用性、实时传输、通道稳定性和网络安全性提出了很高的要求。考虑到电梯及其竖井的信号屏蔽问题，通常使用特殊的无线传输设备，例如数据网关、中继站、接收站等，以确保系统数据的可靠传输，连接到网络的有线终端等。如果无线传输设备的位置布置不方便，但移动信号较好，就可以使用移动数据卡传输重要数据，确保系统要求的所有类型的数据均不丢失，并且可以随时通过有线或者无线网络发送出去，通过网络传输到中央平台。
结束语
物联网技术已经在一些垂直行业中实现了详细应用，通过用于电梯的物联网技术可以将电梯行业引向更广阔、更光明的发展天地，现在物联网技术已成为社会各界关注的问题，在电梯制造、维修服务等环节中，已经实现了良性循环。
参考文献：
[1]解文鹏.浅析电梯检验过程中控制系统的常见问题及对策[J].信息记录材料,2019,20(02):185-186.
[2]柴行锋.智慧电梯系统—云梯智能平台的研究与应用[D].湖北工业大学,2018.
[3]郑祥盘,伏喜斌,唐晓腾.基于物联网技术的智慧电梯监管系统研究与应用[J].机电技术,2018(04):36-37+71.
[4]郑祥盘,伏喜斌,钟舜聪,陈瑞品.基于物联网的智慧电梯大数据分析系统开发[J].电子制作,2018(15):58-59+90.
[5]本刊讯.物联网时代的跨越——旺龙发布新品“云电梯”助力国际电梯展[J].中国电梯,2018,29(13):74.
论文作者:沈国华
论文发表刊物:《电力设备》2019年第23期
论文发表时间:2020/4/13
标签：电梯论文; 系统论文; 数据论文; 智慧论文; 智能论文; 技术论文; 网络论文; 《电力设备》2019年第23期论文;