基于物聯(lián)網(wǎng)的電梯數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)應(yīng)用與研究

李小珊 陳相德

（福州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 福建省福州市 350000）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市人口密度也越來(lái)越大，從而導(dǎo)致可利用的土地空間資源越來(lái)越少。為了解決這一問(wèn)題，高層建筑越來(lái)越多，電梯成為人們出行乘坐的第一交通工具。近年來(lái)，電梯安全事故時(shí)有發(fā)生，因此電梯的安全性也被更加關(guān)注。在電梯數(shù)量不斷增加的情況下，電梯老齡化的現(xiàn)象也日漸凸顯，電梯零部件的磨損也可能導(dǎo)致電梯故障。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電梯上的應(yīng)用使得電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控成為可能，電梯維保人員可以快速獲取所管轄電梯的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行數(shù)據(jù)等信息。

OneNET 是由中國(guó)移動(dòng)打造的PaaS 物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放平臺(tái)。平臺(tái)能夠幫助開(kāi)發(fā)者輕松實(shí)現(xiàn)設(shè)備接入與設(shè)備連接，快速完成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)部署，為智能硬件、智能家居產(chǎn)品提供完善的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。不僅可以實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備的監(jiān)控管理、在線調(diào)試、實(shí)時(shí)控制功能，還可以借助云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

本課題將物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放平臺(tái)作為連接和數(shù)據(jù)的中心，在線監(jiān)控電梯的運(yùn)行狀態(tài)信息，將采集的各類(lèi)數(shù)據(jù)通過(guò)APP 信息推送方式快速地告知電梯維修人員，電梯維修人員可以根據(jù)所監(jiān)測(cè)到的信息分析查找電梯故障的原因，以便更快地排除電梯故障。系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要分為三大部分：終端數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理。

1 數(shù)據(jù)采集

終端數(shù)據(jù)采集部分主要是采集電梯運(yùn)行狀態(tài)信息，包括電梯位置信號(hào)、電梯運(yùn)行的速度、各安全觸點(diǎn)電氣狀態(tài)等數(shù)據(jù)信息。電梯位置信號(hào)、轎廂內(nèi)的選層信號(hào)等各種信號(hào)是由電梯控制系統(tǒng)與電梯外圍設(shè)備進(jìn)行大量通訊獲取的。

本課題利用atmega2560 芯片的ad 接口/io 接口實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯主控板的模擬量與數(shù)據(jù)量的高效采集。Arduino 單片機(jī)集成了中央處理單元CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、存儲(chǔ)器ROM、輸入輸出設(shè)備I/O和模擬量/數(shù)字量雙向轉(zhuǎn)換，處理器核心是Arduino Mega 2560，硬件使用和軟件編程均非常靈活，有54 路數(shù)字輸入/輸出端口，16路模擬輸入端口，4 路UART 串口，16MHz 的晶振，USB 連接口，電池接口，ICSP 頭和復(fù)位按鈕。

2 數(shù)據(jù)傳輸

采用Arduino Mega 2560 控制板將由esp8266 連接至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，上傳至OneNeet 平臺(tái)，對(duì)電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)控。ESP8266 是ai-thinker 公司推出的一款無(wú)線WIFI 模塊，專為移動(dòng)設(shè)備，可穿戴電子產(chǎn)品和物聯(lián)應(yīng)用設(shè)計(jì)。ESP8266 共有三種工作模式，分別是無(wú)線接入點(diǎn)模式（AP）、無(wú)線終端模式（Wireless Station）以及混合模式（以上兩種模式的混合）。

2.1 無(wú)線接入點(diǎn)模式（AP）

圖1：接入點(diǎn)模式

圖2：無(wú)線終端模式

如圖1 所示，ESP8266 模塊作為熱點(diǎn)，允許手機(jī)或計(jì)算機(jī)直接連接到本模塊，實(shí)現(xiàn)串口與其他設(shè)備之間的無(wú)線（WIFI）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換互傳。AP 模式下，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，可以設(shè)置TCP 服務(wù)器、TCP 客戶端，UDP 3 個(gè)子模式。

2.2 無(wú)線終端模式

如圖2 所示，模塊作為無(wú)線WIFI STA，ESP8266 模塊通過(guò)路由器連接到互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)串口與其他設(shè)備之間的無(wú)線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換互傳。WIFI STA 模式下，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，可以設(shè)置TCP 服務(wù)器、TCP 客戶端，UDP 3 個(gè)子模式。

2.3 混合模式

模塊既作無(wú)線WIFI AP，又作無(wú)線STA，兩種模式的共存模式，即可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)控制實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換?；旌夏Ｊ较?，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，可以設(shè)置（TCP 服務(wù)器、TCP 客戶端，UDP）||（TCP 服務(wù)器、TCP 客戶端）、UDP 9 個(gè)子模式。

在本課題中，將esp8266 設(shè)為STA 模式，通過(guò)Ardunio IDE 開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行程序設(shè)置，程序如下所示。

表1：默納克NICE-3000 故障代碼示例

圖3：創(chuàng)建電梯數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)平臺(tái)

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)連接成功后，可以通過(guò)串口監(jiān)視器看到esp8266 所在網(wǎng)絡(luò)的IP 地址，此時(shí)esp8266 便為數(shù)據(jù)的傳輸提供了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。

3 數(shù)據(jù)處理

通過(guò)OneNet 平臺(tái)，創(chuàng)建電梯數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，添加電梯運(yùn)行方向、運(yùn)行速度、樓層顯示等數(shù)據(jù)流，如圖3 所示，記下Msaster-APIkey，設(shè)備ID 號(hào)，利用Arduino IDE 進(jìn)行設(shè)置， 以便讀取、創(chuàng)建數(shù)據(jù)信息。

在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，除了需要獲取電梯運(yùn)行的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，當(dāng)電梯運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，能及時(shí)接收到故障代碼，并將故障代碼轉(zhuǎn)化成相應(yīng)文字信息反饋給維修人員，提高電梯維修效率，以蘇州默納克NICE-3000 為例，部分故障代碼如表1。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)搭建電梯運(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)平臺(tái)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄電梯運(yùn)行狀態(tài)、識(shí)別電梯故障代碼，通過(guò)準(zhǔn)確地掌握電梯運(yùn)行狀況，電梯故障現(xiàn)象，以提升電梯快速救援效率，通過(guò)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段高效管理和維護(hù)電梯的使用，為發(fā)展智慧城市助力。