基于物联网技术的电梯安全智能控制系统研究

　　1、引言

　　电梯是关系到社会民生及企业安全生产的关键特种设备，其安全性能也是全社会较为关注的焦点之一。传统的电梯远程监控系统采集的信号有限，传输速度慢，信号实时性较差且资费严重。随着现代传感技术及网络技术的飞速发展，物联网技术得到了较为广泛的应用[1]，先进的信号采集模式可以采集较为详细电梯信息数据，优秀的网络平台保证了信号的实时可靠传输。

　　2、系统结构设计

　　电梯安全物联网智能控制系统依托传感网、GPRS网络将相关特种设备通过相关信息传输至中心。各级政府工作人员、检验机构工作人员可以通过GPRS、光纤、以太网络进行数据的访问。企业及公众可以通过互联网进行信息的查询，具体网络拓扑如下所示：

　　电梯安全物联网智能控制系统由多个模块实体组成，各模块根据功能分布在体系的不同层次中，下层为上层或同层的软件实体提供服务支撑，上层构件可以调用下层各个软件实体提供的功能。服务支撑或功能调用均通过接口提供。数据传输采用基于M2M、TCP/IP的网络通信协议，接口设计遵循规范化、一体化、简单化、可扩展、可持续发展的原则。

　　3、电梯信息的实时采集

　　系统的设计框图如下所示：

　　当电梯设备正常运行时，系统主要采集电梯当前的运行状态、运行楼层、运行方向、门状态、供电情况、温湿度、灯光、承载情况、门厅呼叫情况以及视频图像等信息，通过GPRS网络实时传输至动态监管平台。

　　当电梯设备发生故障，在检测到电梯运行异常、重大故障事故或困人事故后，故障报警功能会主动启动声、光、图像、文字、短信等多种形式向使用单位、管理部门、检验机构、维保单位等不同层次进行报警，实时产生紧急处理警示和应急预案。故障处理结束后，由平台生成报警记录，对故障原因、故障排除时间、故障排除后的电梯状态形成故障处理记录。

　　数据链路模块为数据传输层提供前段软、硬件支持，将已经采集好的电梯信息按照协议格式进行打包处理，并采用文件加密系统进行信息API]加密，以保障电梯信息安全。信息通过数据链路层对服务器的数据中心进行数据实时传送，并接收数据中心所传输至终端的广播信息，及时对终端电梯做出相应处理。

　　4、数据传输系统设计

　　电梯安全物联网智能控制系统采用虚拟专用网络技术对信息进行传输，VPN指的是依靠ISP和其它NSP，在公用网络中建立专用的数据通信网络的技术。虚拟专用网不是真的专用网络，但却能够实现专用网络的功能。在虚拟专用网中，任意两个节点之间的连接并没有传统专网所需的端到端的物理链路，而是利用某种公众网的资源动态组成的，当启用远程访问时，远程客户可以通过远程访问技术像直接连接到本地网络一样来使用电梯安全物联网智能控制系统本地网络中的资源。

　　5、基于云计算的电梯分析系统设计

　　5.1 云计算模式设计

　　云计算是一种新型的网络应用模式。该应用的独特性在于它是完全建立在可自我维护和管理的虚拟资源层上的。使用者可以按不同需求动态改变需要访问的资源和服务的种类和数量。这种服务可以是IT和软件、互联网相关的，也可以是任意其他的服务，它具有超大规模、虚拟化、可靠安全等独特功效。电梯安全物联网智能控制系统采用云计算应用模式，可以实现资源共享的最大化，显著提高了资源的利用率。分布式存储技术利用了云环境中多台服务器的存储资源来满足单台服务器所不能满足的存储需求，其特征是存储资源能够被抽象表示和统一的管理，并能能够保证数据读写及其相关操作的安全性、可靠性等各方面要求。分布式云计算技术使电梯的信息分析可以分成很多细粒度的子任务，这些子任务分布在多个有利计算节点上进行调度和计算，从而在整个电梯信息分析系统中获得对海量数据的处理能力。

　　5.2 电梯数据分析

　　基于物联网络技术的传感终端采集电梯设备各类基本参数、生产进度、安装进度、检验记录、运行状态、维保状况、事故记录、单位信息、作业人员信息和监察记录等，形成特种设备基本数据库。系统对采集的数据进行分析判断，按照分类监管原则，对照安全技术规范的要求，对采集信息所隐含的风险进行准确识别。系统基于识别的风险进行分析评价，采用定量或定性的方法对判断分析电梯风险发生的频率及概率、分析风险可能产生的影响并确定风险的重要性水平。根据数据分析结果对电梯设备事故及时做出应急反应和妥善处置，科学实施特种设备事故调查处理，提高风险控制和事故预防的能力与水平。

　　6、总结

　　电梯安全物联网智能控制系统是基于传感终端、GPRS传输、射频RFID等先进技术，实现设备本体的传感信息采集、身份识别认证，通过建立高效的数据传输渠道，实现各级的安全信息联网、信息共享，通过基础数据即时更新，动态掌握设备变化情况，建立科学的预警系统，设立电梯设备故障自动报警、事故预警提示等，改进安全监管水平;同时通过对数据的宏观分析，为实现电梯安全的物联网智能控制。本文在介绍系统总体设计的基础上，分别阐述了电梯信息采集模块、数据链路模块及电梯分析系统的设计。基于以上设计，选取了50台电梯进行电梯安全物联网智能控制系统的试运行，运行结果表明，该系统能够应用到多种型号的电梯系统，有效的对电梯设备进行实施的安全控制。

　　参考文献：

　　[1] Blocher A. Internet of things：talking with everyday objects[J].

　　[2] 邵昱，萧蕴诗. 基于文件过滤驱动器的加密软件设计[J].

　　[3] GORALSKI W J. Introduction to VPN networking[M].

　　[4] 郭春梅，毕学尧，杨帆. 云计算安全技术研究与趋势[J].