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摘要：电梯与人们的日常生活息息相关，电梯运行和保养的实时监控是一个很有社会意义的研究课题。本文的工作是研究开发一个电梯安全管理系统，系统主要由两大部分构成：电梯数据采集传输模块和数据中心平台设计。文章介绍了电梯综合安全管理的发展状况，从硬件设计与软件设计两个方面分析物联网电梯综合安全管理系统的综合架构，详细的分析物联网电梯综合安全管理系统的应用效益，以期促进我国电梯综合安全管理技术的进一步发展。
关键词：物联网技术；电梯安全；管理；设计
1导言
自改革开发以来，我国的科学技术在一直不断地进步，很多新兴技术被发明创造出来，为人们提供了高质量的生活。物联网技术是当下新兴技术其中的一种，它在电梯的安全管理系统中应用十分广泛。随着我国城镇化建设地快速发展，高层建筑和大型商场不断涌现，垂直升降电梯和手扶梯的使用已是承载人们日常生活出行的重要交通工具。然而电梯事故频发，给电梯乘客造成恐慌心理，严重影响人们日常出行。在加大电梯生产、安装、维保相关企业安全管理力度的同时，开发一套基于物联网技术的电梯安全管理系统来加强电梯日常管理和维护就非常有意义，对维护社会稳定，保护乘客人身和财产安全也有一定的现实意义。
2物联网技术的基本原理
物联网技术的含义是：通过射频识别(RadioFrequencyIdentification,简称RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备.按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。通俗点来解释物联网技术也就是，将互联网技术应用到各种各样的物品上，物联网技术背后真正关键技术其实就是互联网技术，通过对互联网技术进行全方位地扩展，从而形成一种可以作用于各种物质上的技术。在物联网技术当中，传感器技术是其中最为重要的技术之一，它在物联网技术的实施中，发挥着至关重要的作用。物联网的工作流程是：首先是对于作用的物体需要进行属性采集，物体属性又分为静态属性以及动态属性，静态属性比较简单，可以直接将其保存于标签当中，但是针对动态属性就比较复杂，需要利用传感器，将对物体动态属性进行实时地监测，在获取到物体的属性后，需要将其传递到网络之中去，但是不能够直接传递，在传递之前需要对物体属性进行数据格式的转换，满足网络可以识别以及传输的数据格式。接着网络会将物体的属性传递到信息处理中心，其可能为电脑、手机等，多种形式的存在，到达信息处理中心后，将会对物体属性进行一系列的处理。在网联网技术中主要的包含的技术有以下几种：传感网。传感网的主要作用是运用各种各样的传感器，例如RFID或其他一些小型以及微型末端，对物体的属性进行搜集，形成一个物体现象的网络。其中传感器所探测的物体属性有温度、湿度、压力、速度等等。
控制区的移动终端。包含M2M、工业信息化以及自动化融合系统中的各种末端和设施。M2M是机器对机器通信的简称。对于M2M而言，目前的工作要点在于机器对机器无线通信，其方式有机器对机器、机器对移动电话以及移动电话对机器。M2M这项技术使用起来比较灵活，因为其融合了无线通信以及信息技术，并且M2M技术可以进行双向地信息传递。由于M2M技术的灵活性，其应用比较广泛，可以进行安全监测、自动售货机以及货物跟踪等。
3基于物联网技术的电梯安全管理系统设计
3.1数据采集和数据传输设计
传感器是人们获取外界的信息，特别是现代自动化工业生产过程中的参数与状态信息的最重要工具，它在推动基础学科研究，社会经济的发展作用是十分明显的。传感器的功能和人类的味觉、嗅觉、听觉、视觉类似，可以感受外界被测量物体的物理量信号通过内部的转换电路变成模拟信号以满足物理数据信息的存储、传输、控制和显示。通过与资深电梯工程师的深度沟通和对现场电梯井道结构、轿厢、机房位置的勘测，确定用霍尔和光电传感器实现电梯运行数据的采集，同时在电梯轿厢内部安装人体感应器来判断轿厢内部是否有乘客，并在电梯机房安装IC读卡器进行电梯维保技术人员签到管理的电梯现场数据采集方案。DTU是数据通信的客户端，数据中心是通信的服务端，安装有TCP协议的DTU客户端的SOCKET通过设置好的IP地址和端口号对服务器发起通信请求，服务器端的SOCKET接受连接请求，并发送应答信息，然后保持数据双向通信。
3.2硬件部分设计
3.2.1红外传感器检测模块
在进行红外传感器检测模块设计的过程中，考虑到模块对于光线感应的要求，设计安装了一对红外线发射与接收管，发射管能够发射固定频率的红外线，红外线发射出以后在遇到反射面时会反射回接收管被接收管所吸收，再经过比较器电路的处理与分析，绿色的指示灯与亮起来，并且信号的输出结果会同步输出数字信号。通过电位器旋钮能够调节检测的距离，红外传感器检测模块的有效检测范围在2~30cm之间，工作时的规定电压保持在3.3V~5V。红外传感器检测模块的系统结构原理图如图1所示。
图1：红外传感器模块原理图
3.2.2速度传感器模块
速度传感器模块主要是通过步进电机模块以及旋转编码模块来实现对速度的测量，系统在运行的过程中首先由步进电机驱动电梯运行，然后由旋转编码器来对电梯的运行速度进行测量，并且通过测量出的速度来测出准确的加速度。旋转编码器是由机械传动、检读器、光源以及光栅等几个部分组成的，在旋转编码器的轴带动光栅盘旋转时，模块内的发光元件会发射出光线，光线在经过光栅盘时会被光栅盘分割成多个连续的光线，这些光线会被接受元件接收到，并且产生初始信号。产生的初始信号在继电路处理后会转变成计数脉冲，计数脉冲的脉冲个数就能够用来表示具体的位移大小。旋转编码器在转动时会持续的输出脉冲，计数装置能够通过记数来获得旋转编码器的具体位置，当编码器处于静止状态时，系统内部的存储器会进行数据的缓存。在系统再次接受到电信号以后，根据之前的脉冲信号数据，系统会计算出电机运行的角速度，并且能够根据角度与线量之间的关系来计算出电梯运行的实时速度与加速度，从而准确的得出电梯的运行速度数据。
3.3故障管理
在电梯安全管理系统中，可以对电梯发生的一系列的故障进行信息记录，为电梯的管理单位、物业单位在对电梯安全管理时提供有效的依据，能够查看到电梯发生故障时相关的详细信息，从中能够找到导致故障发生的原因，然后可以有针对性地采取应对措施，防止后期出现同样的电梯故障。
3.4数据中心系统设计
基于物联网技术的电梯安全管理的业务应用层（数据中心平台）是物联网架构的最高层，是系统所有数据的汇集中心，是系统业务运行的核心，是系统用户与电梯交互的接口。数据中心的功能要实现与安装分布在不同地区的电梯机房内DTU进行不间断的通信，接收数据采集器发送回来的电梯运行状态信息，并为系统不同用户提供电梯查询和增删改操作，以及对电梯的维保、年检、故障提供预警等功能。根据功能需求系统设计了系统配置、用户管理、电梯管理、故障管理等功能模块。根据系统用户的特点，同时方便系统部署、开发、维护和使用，WEB服务器采用MVC三层架构进行应用开发。MVC是业界流行的软件设计典范，是基于（Mod?el-View-Controller)模型的开发过程，控制器根据用户输入的指令和数据传递给业务模型，模型进行业务逻辑判断、数据库存取，根据业务逻辑选择不同的识图将结果反馈给用户的工作过程。在系统分析的过程中，发现最复杂也最重要的对象是电梯，它在系统中有多种事件发生，不同的用户都可以操作它，而且存在不同的状态，接下来用活动图描述电梯的监控流程，这样可以更清晰地看到电梯对象在不同状态下的执行者。本系统完全独立于电梯品牌，不受电梯厂家技术和电梯安装地理位置地限制，通过安装在电梯现场机房和轿厢的不同类型传感器采集发送回来的信号，在服务器端对数据信号的处理，分析电梯运行的故障类型提出电梯预警和报警机制，同时对电梯维保公司的维保技术人员的维修保养任务进行签到作业管理。
结束语
综上所述，基于物联网技术的电梯安全管理系统平台能够改变电梯行业的现有管理模式，通过推进电梯管理的数据化、网络化、系统化，全面提升电梯管理水平，强化电梯安装维保的过程管理，实现电梯故障的实时处理，并且还能够实现数据的实时交互，形成了一个高效的管理系统，确保了电梯系统能够得到全面的优化与监管，进一步确保了我国电梯的安全运行。
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