远程电梯监测系统设计
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电梯登录.form-divtext-align: center;margin-bottom: 40px;.form-div .form-title font-size: 1.3em; height: 210px; text-align: center; color: #1399DE;.form-title imgmargin-top: 20px;margin-bottom: 25px;width: 134px;height: 134px;.form-div .input-div height: 40px; width: 100%; margin-top: 15px;.form-div .input-div .form-inputborder: none; height: 40px; width: 70%; font-size: 1.3em; border-bottom: 1px solid #DADCDB;.form-div .form-btn-default display: inline-block; width:75%; background-color: #ACDCFD; height: 50px; margin-top:25px; text-align: center; line-height: 50px; color: #fff; border-radius: 2px; font-size:1.3em; font-weight: 100;.register-acolor: #1399DE;font-weight: 500;.bottomposition: fixed;color: #dcdcdc;bottom: 20px;width: 100%;text-align: center;.bottom spandisplay: inline-block;width: 60px;height: 1px;background-color: #d5d5d5;margin-right: 30px;margin-left: 30px;vertical-align: middle;.pwdposition: relative;.pwd imgposition: absolute;right: 15%;bottom: 0;:-moz-placeholder /* Mozilla Firefox 4 to 18 */ color: #000; opacity:0.3; font-weight: 600;:-moz-placeholder /* Mozilla Firefox 19+ */ color: #000;opacity:0.3; font-weight: 600;input:-ms-input-placeholder color: #000;opacity:0.3; font-weight: 600;input:-webkit-input-placeholder color: #000;opacity:0.3; font-weight: 600; 远程电梯监测 登录 没有账号?去注册 金陵科技学院 功能 在这里设置你的栅格布局, 栅格总数默认为12, 用空格分割每列的栅格值, 如果您需要了解更多信息,请访问Bootstrap栅格系统. 布局设置 删除 拖动 删除 拖动 删除 拖动 删除 拖动 删除 拖动 基本CSS 帮助 这里提供了一系列基本元素样式,你可以通过区块右上角的编辑按钮修改样式设置。如需了解更多信息,请访问基本CSS. 删除 拖动 编辑 对齐 默认 靠左 居中 靠右 标记 默认 禁用 警告 错误 提示 成功 标题栏 h3. 这是一套可视化布局系统. 删除 拖动 编辑 对齐 默认 靠左 居中 靠右 标记 默认 禁用 警告 错误 提示 成功 Lead 段落 Git是一个分布式的版本控制系统,最初由Linus Torvalds编写,用作Linux内核代码的管理。在推出后,Git在其它项目中也取得了很大成功,尤其是在Ruby社区中。 删除 拖动 编辑 地址 Twitter, Inc. 795 Folsom Ave, Suite 600 San Francisco, CA 94107 P: (123) 456-7890 删除 拖动 右对齐 引用块 github是一个全球化的开源社区. 关键词 开源 删除 拖动 编辑 无样式 嵌入 无序列表 删除 拖动 编辑 无样式 嵌入 有序列表 删除 拖动 编辑 竖向对齐 详细描述 Rolex 劳力士创始人为汉斯.威尔斯多夫,1908年他在瑞士将劳力士注册为商标。 Vacheron Constantin 始创于1775年的江诗丹顿已有250年历史, 是世界上历史最悠久、延续时间最长的名表之一。 IWC 创立于1868年的万国表有“机械表专家”之称。 Cartier 卡地亚拥有150多年历史,是法国珠宝金银首饰的制造名家。 删除 拖动 编辑 样式 默认 条纹 边框 鼠标指示 紧凑 表格 编号 产品 交付时间 状态 1 TB - Monthly 01/04/2012 Default 1 TB - Monthly 01/04/2012 Approved 2 TB - Monthly 02/04/2012 Declined 3 TB - Monthly 03/04/2012 Pending 4 TB - Monthly 04/04/2012 Call in to confirm 删除 拖动 编辑 嵌入 提交表单 表单项表签名这里填写帮助信息. 勾选同意提交 删除 拖动 编辑 嵌入 搜索框 查找 删除 拖动 编辑 纵向表单 邮箱 input id=inputEmail placeholder=E远程电梯监测系统设计 目录目 录摘 要IIAbstractIII1 绪 论11.1课题背景及意义11.2国内外研究进展21.3 本文研究的内容42 系统总体方案设计52.1远程电梯监测系统概述52.2系统组成52.3 系统工作原理63 系统硬件83.1 硬件电路83.2 硬件电源电路173.3 功能接口设计214 软件设计234.1 软件整体设计234.2 软件功能设计24总结33参考文献34附录35致谢36远程电梯监测系统设计 摘要远程电梯监测系统摘 要远程电梯监测系统(Remote Elevator Monitoring System,REMS),是指通过设备信息采集装置将电梯的运行状态数据进行采集后,将数据通过接口或者网关上传至物联网端,使对电梯运行状态的数据进行管理、维护、统计、分析、故障诊断及救援。其目的便是做到对电梯运行状态的远距离监测维护、故障诊断及救援、对电梯的运行性能及故障情况进行统计与分析而能更好地了解电梯的实际运行状态,也能极大的减少电梯运营的成本。目前远程电梯监测系统的监测显示多为电脑端,而随着移动互联网的发展,手机网络成为了人们越来越常使用的网络终端,本文以基于Android的远程电梯监测系统为大方向,着重开发Android手机端的监测软件与电梯上的信息采集装置软硬结合,实现用户在不同时刻都能通过手机端查看电梯运行状态。本文中使用的电梯采集装置为基于ARM的采集器一体化驱动控制器,在软件的设计上则是能够体现移动互联网的及时及地监测电梯运行状态功能,使远距离监测电梯能够做到轻量化和便携化。关键词:电梯、远程监测、Android、信息采集器II远程电梯监测系统设计 AbstractThe Remote Elevator Monitoring SystemAbstractThe Remote Elevator Monitoring System (REMS) refers to the data acquisition of the elevator through the equipment information collection device, the data through the interface or gateway upload to the Internet of things, so that the elevator running data Management, maintenance, statistics, analysis, troubleshooting and rescue. Its purpose is to do the long-distance monitoring of the elevator running maintenance, fault diagnosis and rescue, the performance of the elevator and the failure of the statistical analysis and a better understanding of the actual operation of the elevator, but also great Reduce the cost of elevator operations. At present, the monitoring of remote elevator monitoring system is mostly computer-side. With the development of mobile Internet, mobile phone network has become the network terminal which people use more and more frequently. In this paper, the remote elevator monitoring system based on Android is the big direction, Android mobile phone side of the monitoring software and the elevator on the information collection device hardware and software combination, to achieve the user at different times through the phone to view the elevator running state. In this paper, the elevator acquisition device is based on the ARM-based collector integrated drive controller, the software design is able to reflect the mobile Internet in a timely manner and to monitor the elevator running status function, so that long-distance monitoring of the elevator can be lightweight And portable.Key words:Elevator、 Remote monitoring 、Android、Information Collector远程电梯监测系统设计 1 绪论1 绪 论1.1课题背景及意义电梯是一种使用广泛的垂直升降交通工具,据不完全统计,我国2008年电梯数量为115万台,截至2014年底,我国在用电梯数量已高达350万台(如图1),显然已经成为世界上电梯拥有数量最多的国家,在我国电梯的平均分配约为每一万人就拥有24台电梯,已经与全球电梯拥有水平相接近。我国的城市改造将持续进行,住宅建设仍未饱和在未来5年内对电梯需求依然巨大,我国电梯数量每年的增长率将维持在20%左右。图1.1 我国电梯拥有量和产量状况城市的发展,高层建筑的逐渐增多,使得人们到达自己的房间越来越不容易,电梯的使用恰恰为人们的出行带来了极大地便利,但是电梯的普遍使用也带来了新的麻烦,在电梯的运行过程中往往会因为各种原因造成电梯故障,不利于保证人们的生命安全,也为企业造成各种不同程度的经济损失,因此电梯运行安全也正逐渐成为城市安全管理工作的重要组成部分。为了确保电梯运行安全,如何利用传感器技术和传输技术的不断更新与产业结构的优化调整来监测电梯的运行状况,实现对电梯故障的及时预防和处理已经成为城市安全部门和电梯生产企业急需完成的课题。电梯的远程监测和故障报警在这种大环境下逐渐产生,利用电梯相应的远程监测系统对部分或者群体电梯进行远程安全监测,采集此时电梯的运行状态数据,并对系统采集的数据进行处理、上传,及时的反映给监测中心平台进行准确的故障报警,使维护人员可以快速的对故障进行处理和救援。目前为止,对于电梯系统来说都是工作人员在现场对设备进行维护升级和对电梯的运行进行监测的,但是随着现在社会企业信息化程度的提高,在电梯行业,对于数据的提取和分析的方式正逐步的发生变化。例如有些企业为了能在电梯发生故障时可以及时有效的将电梯的故障信息反馈给监测中心,使企业能快速的采取行动,于是就通过电话线搭建电梯与监测中心的通信桥梁,利用普及的电话网络做到信息的传输,可是电话网络传输的信息容量有限,不一定可以满足所以电梯的需求,同时电话线的布置也大大增加的机房布线的复杂程度,现场的电梯维护和电梯质量的保证还是需要依靠维护人员的工作经验。电梯,一种作为关系到人们生命安全的设备,传统的设备维护和技术监测已经远远不能满足现在社会发展的需求,为了可以更好的确保人们群众的生命财产安全,就需要找一种方法使电梯的监控更加精确有效,我们需要高效率、高安全的电梯远程监测方案。1.2国内外研究进展随着经济的发展和高层建筑的建设,我国已经逐步从电梯小国变成电梯大国,成为世界上电梯拥有量第一的国家。在这个城市和技术共同进步的时代,传统的电梯监测系统已经远远无法使用现在社会的要求,电梯故障的发生也逐步增多,调整企业自身产业结构和电梯监测技术更新已经到了不可忽视的地步,一个优秀的电梯监测系统已经不仅仅是为了城市的安全需求,更是一个电梯企业生存和发展的基石。目前,国内电梯的维护和管理主要用于传统维护电话现场维护和故障。但是,这种方法越来越不适合时代的发展要求:(1)电梯数量与维修人员数量不成正比,出现维修电梯远大于维修人员的现状。(2)电梯内部设计不合理,对于电梯内的应急及时通讯设备没有安装到位,电梯设计师与电梯乘客的之间的交互太少。(3)对于电梯运营维护的工作不够到位,常常运营日志是不存在的,这对于维修人员了解电梯实际情况增添了负担,加重了维护时间。远程电梯监测技术也正是因为以上原因而孕育出新兴前沿技术。 121国内外现状及存在问题目前,国外各大品牌电梯公司都在着力发展具有自身特色的电梯监测系统,例如欧洲、日本和美国这些发达国家,现代化的通讯手段和信息处理技术在他们的电梯监测系统中也随处可见,而往往他们都将会选择将自身所需要负责的电梯,归纳入自己的监测网络中,这样他们可以大大提高电梯的安全性,在故障发生的第一时间采取措施。这些通讯方式一般利用现在十分普及的电话线进行数据的采集和传输,再由维护人员在监测端观察电梯的运行状态。三菱电梯为了提高电梯监测的有效性,研发了REMES-II电梯远程服务系统,该系统利用电梯控制柜中的无线通信接口与电脑串口连接将电梯的运行状况数据发送给电梯远程监测界面,提高了电梯监测系统的反应速度和救援的效率。日立自主研发的电梯监测系统,在原有的监测系统中加入了无线传输技术,监测中心与电梯检测终端相互连接,当电梯发生故障时,故障信息数据将通过无线网络通知值班人员,并与电梯附近维修人员联系进行故障的排除。奥迪斯利用现在发展比较完善的互联网技术研制了一套属于自己的电梯监测系统,以互联网充当传输媒介,对系统采集的数据进行分析和处理,这个系统可以实现远距离对电梯的监测,并将监测到的异常数据信息发送给监测中心和维护人员手机。富士达公司使用的电梯监控系统,只是利用已经成形的局域网结构,利用电脑软件制作监测界面,对电梯实施监控,也可以对电梯实行各种模式控制。但由于电梯监测存在局限性,所以这些措施并不能完全应用于所以电梯系统,同时各种品牌电梯与电梯系统之间不能相互通讯,所以不适用于推广。我国电梯产业发展迅速,监测系统的应用也逐步成形,例如迅友电梯公司的“大今”远程监测系统,可以实现在电梯发生故障时,将故障信息通过网络线传输的方式发送到监测中心和维护人员手机上,使被困人员得到及时的救援,但是该系统只针对日立电梯,无法适用于其他品牌电梯,电梯使用的网络线只针对设有网络接口的机房使用,这种信息传输方式不利于机房布线。前景光电技术研制的“PROSPECT”电梯远程监测系统,在电梯监测系统的研发过程中,为系统添加了报警功能,该系统也属于网络传输数据信息系统,但数据的采集和电梯的控制是相互关联的,利用监控软件可以实现数据的直观显示,但是设备结构负责,占地面积大,也不适合推广。新时达电气公司在基于CAN的基础上,研制的电梯远程监测系统,虽然目前使用于大部分电梯品牌,但是相关监测软件安全性有待加强,传输过程中稳定性有待提高。122远程电梯监测系统的发展趋向远程电梯监测基于单电梯的远程监测,整合优化控制,是一种时间优化、能量优化的动态集成优化策略。由此,远程电梯监测系统的发展趋向是: (1)远程监测系统协议开放化采取统一开放的协议标准,可以在各种品牌的电梯中使用相同的系统,并对其实施监测,无需二次设计转换协议。(2)远程监测系统节能化由静到动态电梯控制系统,其电梯能量消耗的数据经常被忽略。统计显示,电梯能耗约为建筑综合能耗的3/7,与电梯组控系统的机能直接相关。因此,节电是电梯远程监测系统必须思量的关键目标。(3)远程监测系统网络化电梯组控制系统将结合网络技术,用网络监测来实施电梯周边的远程监测。(4)监测系统产品市场化未来的电梯监测系统研究将重点关注商品系统的发展,即面向市场的需求。1.3 本文研究的内容本课题主要设计开发基于Android的远程电梯监测界面软件,通过电梯信息采集装置将电梯运行状态数据通过无线网关上传至远程服务器,再由服务器将数据发送至Android端监测软件,从而实现无时无刻的远程电梯监测技术。电梯信息采集装置终端所要实现的基本功能如下:(1)电梯运行状况信息即刻获取(方向、层站、呼梯、安全电路、运行模式、门系统、井道信号等);(2)电梯的各种故障信息即刻获取(变频器故障、门故障、安全电路故障、轴故障等);(3)电梯信息即可获取在微处理器内部进行处理,处理一定格式存储在指定区域,并进行协议转换,方便现有传输;(4)电梯信息信息采集器应当具有良好的兼容性,可兼容不同类型的电梯设备。远程电梯监测软件应具有的基本功能如下:(1)动态数据交换,通过通讯网络处理信息采集器发送电梯信息数据;(2)能够及时及地显示电梯的运营状况,包含到达层数、上下行方向、梯门开闭等;(3)实时报警、事件日志和历史趋向曲线功能:(4)用户可以远距离登录监测平台查看电梯状态。 39远程电梯监测系统设计 2 系统总体方案设计2 系统总体方案设计2.1远程电梯监测系统概述本系统所设计的远程电梯监测系统由信息采集器、平台、监测软件三部分组成。信息采集器采用信息采集一体化驱动控制器,包含RS-232接口、RS-485接口、CAN接口、以太网接口,依据不同的现场状况,实施不同的数据采集方式,将电梯的运行状态数据上传至远程服务器,再由远程服务器传送至Android客户端上进行即刻电梯监测。 图 2.1 远程电梯监测系统2.2系统组成本系统所设计的远程电梯监测系统由信息采集器、网络平台、监测软件三部分组成。信息采集器采用信息采集器一体化驱动控制器,包含RS-232接口、RS-485接口、CAN接口、以太网接口,依据不同的现场状况,实施不同的数据采集方式。网络作为一个平台是全部监测的组成,在必要通过信息采集器监测区域用以太网接口构建局域网,并负责实施协议转换功能,并且每个区域和区域都通过互联网进行数据交换,从而形成整个系统的网络系统。网络是电梯监测系统的发展趋向,电梯信息可以通过网络快速传输实现,如即刻视频信息;音频系统语音数据也通过LAN中的网络系统进行广播。为了实现网络协议系统采用硬件协议栈芯片,具有两个以太网接口,嵌入式交换机功能,采用环形网络结构提供备份路径,系统的可靠性提高。监测平台,则使用第三方监测平台星辰物联网,在信息采集器上实现信息的收集、处理;并使用可视化软件编程GUI,为不同的用户(区域监测用户、质量检验部门等)提供完整的中文、图形、动态监测界面,不同的管理权限,在不同的位置可以很容易地监测电梯的运行,以便利于随时处理故障和维护电梯。并记载报警、故障信息和数据统计,电梯的整体运行情况控制。监测系统进行远程控制的在紧急情况下。2.3 系统工作原理远程电梯监测系统的工作原理为通过状态传感器将运行信息收集传送至下位机信息采集器,再由信息采集器通过无线网关上传至远程服务器,最后由远程服务器下载至手机Android客户端监测终端。实现电梯运行信息即刻查阅。其中电梯整梯制造单位监测平台需开发与群控无线组网的接口,组成物联网远程群控系统,主要有两部分工作: 图 2.2 群控系统工作原理1、群控无线组网是多台电梯公用一个 DTU,而一般电梯整梯制造单位监测平台是一个 DTU对应一台电梯,故监测平台需开发管理DTU和电梯的相关程序,以便客户自己的监测平 台可以对接群控无线组网的硬件设备。 2、群控无线组网采用数据透明传输的方式,将监测平台发送的数据通过群控无线组网 透明传输到电梯控制器,以实现监测平台与电梯的连接。非监测平台系统可通过信交转换器接入监测平台。 此通信交换器有两种实现方案: 电梯制造单位提供: 需提供 RS232 接口以便与“发射节点”对接;监测平台提供: 提供三种接口:RS232、RS485、CANBUS; 支持 C 语言编程、PLC 编程 提供帮助:监测平台为该软件提供 C 语言编程例子或 PLC 编程例子,以便电梯公司技术人 员方便完成该软件的编制技术。 保密性:为了保证各个电梯整梯信息的保密性,转换板软件必须由电梯公司自行负责。远程电梯监测系统设计 3 系统硬件3 系统硬件3.1 硬件电路远程电梯监测系统使用了运动状态传感器将电梯的运行状态数据传入下位机及信息采集器。当中信息采集器可以作为一个微型处理器,现场分析处理传感器传入的信号。而下图则为整个系统的框架结构图。图 3.1 远程电梯监测系统构架图此监测系统采用的硬件部分分为信息采集器与电梯运动状态监测传感器两大部分。下图则为信息采集器。图 3.2 信息采集器控制回路端子图片其信息采集器主回路端子排列及功能如下:图 3.3 信息采集器控制回路端子排列图表 3.1 主回路端子的功能说明端子标号端子功能说明+ 17.5KW-22KW 可外接直流电抗器,出厂已短接22KW 以上内置电抗器,无需外接+ 2+ 1外部制动电阻连接B-直流母线负输出端子R/L1主回路交流电源输入,连接三相输入电源S/L2T/L3U/T1变频器输出,连接三相同/异步电机V/T2W/T3除了作为下位机的信息采集装置,一座电梯的运行情况信息还需要各类传感器的介入,方才能够实现运行状态的模数转换。由于实验条件的限制,本次设计模拟采集四种数据:电梯是否平层、电梯是否载人、电梯门是否关闭、电梯是否满载。所使用的传感器分别为电梯平层传感器、人体红外传感器、门状态传感器和压力传感器。采集信息如表3.2所示。表3.2 电梯运行信息采集表运行状况输出电梯是否平层是/否电梯是否载人是/否电梯轿厢门开关开/关电梯是否满载是/否电梯运行方向上/下电梯所在楼层总楼层/当前楼层1电梯平层传感器 当电梯即将到达呼叫楼层时,存在一个缓慢停靠的过程,这个缓慢的停靠的过程即电梯的平层过程,平层后的电梯,轿厢踏板和外部厅门踏板处于同一平面,电梯的平层有利于方便人们的出行和减少电梯不必要的损伤。在物联网电梯监测系统中判断电梯是否平层是监测电梯是否正常运行的组成部分,电梯平层传感器将监测到的电梯平层信息以开关量的形式发送给终端节点,以便数据在网络中传递。电梯平层传感器分为上下两个,分别是上平层传感器和下平层传感器,只有当两个传感器同时监测到平层信息时,才会向数据采集设备发送平层信息,如果两个平层传感器监测到的状态不一致则会向数据采集设备发送故障信息,使维护人员对电梯设备进行调整。其工作原理图如图3.3所示。图 3.4 平层传感器工作原理示意图一般平层传感器的类型有两种,一种是永磁感应器,一种是光电开关,将两者相互比较,光电开关相比永磁感应器具有更高的精度和响应速度,所以本系统选用光电开关作为物联网电梯监测系统的平层传感器。在电梯的大厅开关门的顶部安装平层插板,光电开关放置在电梯轿厢顶部,当电梯到达相应楼层时,上下两个光电传感器将依次被平层插板遮挡,使光电开关的输出发生变化,从而被终端节点采集。工作原理:光电开关其具有投光器、受光器和监测电路三个部分,投光器和受光器彼此隔离,在没有被遮挡的情况下投光器发射的光束被受光器接收,受光器内光电二极管导通,经过功率放大器进行功率放大,最后被光电开关中的监测电路接收,此时光电开关的输出为高电平,当平层插板遮挡投光器发射的光束时,受光器内部无电压输出。平层插板的材料不限于类型,可以是金属材质的物体。其工作原理图如图3.5所示。图 3.5 对射式光电开关工作原理电气连接:光电开关是由5V直流电压供电,所供电流直接加于投光器光电耦合器输入端,使投光器发光,投光器发射的光束在受光器接收到后,受光器产生光电效应激发电流,使得输出OUTPUT端产生高电压信号。其电气连接原理图如图3.5所示。图 3.6 光电开关电气连接图2门状态传感器 门开关状态也是物联网电梯监测系统的一部分,电梯门作为电梯的重要组成部分,是保障乘客安全的第一道防线,电梯门的有效闭合,可以保证所有乘客都在电梯轿厢内部,避免发生不可挽回的事故。本系统利用磁控开关来监测电梯门的开关状态,将磁控开关安装在电梯轿厢门梁处,当电梯门关闭时,电梯的金属挡板中的磁铁靠近磁控开关,传感器导通,改变传感器输出电平,判断电梯门此刻处于关闭状态,被终端节点采集。原理示意图如图3.6所示。图 3.7 门状态传感器工作原理示意图工作原理:磁控开关是由永磁体和干簧管组成,其中磁性是由永磁体提供,负责电路通断给出电信号的是干簧管,它是一种无源开关器件,其特点就是结构简单,体积小,便于电梯系统的控制。干簧管由玻璃管和簧片组成,玻璃管将簧片密封在其内部,并在玻璃管内充满惰性气体,避免两个簧片通过空气导电。簧片是由特殊材料制成,其内部附有电板,当干簧管附近没有磁性物体时,两个簧片是分开的,当永磁体靠近干簧管时,在磁铁磁场的作用下,使得两个簧片被磁化,相互吸合,使电路导通,当磁铁再次离开时,由于磁场的不断减少直至消失,导致簧片的磁性也随之减弱消失,簧片在自身的弹性作用下分开,电路断开。此磁性开关可以安装在电梯门内部,当通过电梯门靠近或者远离磁控开关时,使得电路通断,来监测电梯门的状态。磁控开关作为无源电子开关元件,直接作为开关连接在电路中,当电梯门关闭时,其门上嵌入的磁铁靠近干簧管,此时电路导通,负载动作,将电梯的数据信息发送给电梯的数据采集终端。其电气连接图如图3.8所示。图 3.8 磁控开关电气连接图3人体红外传感器 在远程电梯监测系统中,当电梯中故障发生时,电梯内是否载人,是采取措施的第一判断需求,一切以人身安全为基础,本系统利用人体红外传感器来监测运行时是否有人站在电梯附近,当人体红外传感器监测到有人时,负载将持续连通,当人走开时,负载延时关闭。其安装图如图3.9所示。图 3.9 红外人体感应器吸顶安装图在任何具有温度的性质物体上均会辐射红外线,但是红外波长的辐射是不同的。 依凭多次实验数据结构论证,人体体温所发散的红外线电磁波波长约在10000nm左右。根据人体红外波长的这一特征,人体红外传感器可以监测人体辐射的红外线,去除其他不需要的波长,从而达到人运动状况信息的监测的目的。工作原理:人体红外传感器是一种由热释电效应原理制成的感应装置。热释电红外传感器若无红外辐射则不会改变红外传感器的温度,传感器的表面电荷处于中性状态,正负电子相等,传感器无输出。当感应到人体红外线时,热释电红外传感器温升,表面电荷相应变动,传感器输出电平输出。随着时间的推移,传感器表面吸附空气离子到达中性状态,传感器输出为0。而温度回降时,电磁波波长状态复原至初始状态,电荷变化恰好是相反的过程,输出为负电平。其传感器感念连接图如图3.10所示。图 3.10 人体红外传感器电气连接图4压力传感器 在远程电梯监测系统中判断电梯是否满载也是监测电梯的重要组成部分,本系统将利用压力传感器来采集电梯重力的信息,通过电梯轿厢底部的形变来判断电梯在运行的过程中是否满载,因为电梯满载将会引起驱动曳引机的牵引力不够,往往容易发生事故或意外。压力传感器的选择关系到系统是否能在良好的环境下运行,保持系统设备良好的使用寿命,以及能源的消耗,所以对于所要选取的传感器要求精度高,抗干要能力强,可以长期稳定的运行,操作简单,易于维护。按照这些要求,该系统设计采用压力传感器型号为MIK-P300,此系列压力变送器压敏核心采用高性能硅压阻式充油芯,内部ASIC集成传感器毫伏信号为标准电压、电流或频率信号,可直接便利连接PC端接口卡、控制仪表、智能仪表或PLC等。传输距离传输可以使用当前的输出模式。体积小、重量轻、全不锈钢密封结构,可工作在腐蚀性环境下。该传感器易于装置,具备高抗震性和抗冲击性,普及应用于进程控制、航空航天、汽车、医疗设施、暖通空调等畛域。图3.11为该系列传感器的结构示意图。图 3.11 压力传感器结构示意图工作原理:该电路使测量压力是用的电阻应变片,因为电阻应变片会由于电阻温度系数、试样材料的线膨胀系数和电阻丝材料的线性膨胀系数而导致测量结果偏差。所以在测量期间,使用四臂桥接补偿方法的测量模块安装在电阻应变片上,两个拉伸应变,两个压缩应变,两个应变方向相同的通向相对臂,构成一个全桥差分电路,当应变片感受到压力时,使桥臂电压发生变化,电阻变化,导致电压差的产生。电气原理连接:本系统采用24V直流电源为压力传感器供电,使传感器输出在15V变化的电压信号,将电压输送到数据采集模块。MIK-P300传感器的1号引脚连接12V直流电源的正极,2号引脚连接12V直流电源的负极,3号引脚连接数据采集模块,3号引脚为压力传感器的信号输出引脚。其电气连接图如图3.12所示。图 3.12 压力传感器电气连接图此压力传感器安装在电梯轿厢底部,通过监测电梯底部的形变来采集电梯所受压力,压力的数值将随着电梯内部载物重量变化而变化,但电梯的质量超过其原定承受值时,压力传感器将发出警报信息。其安装图为图3.13所示。ting图 3.13 压力传感器的安装此压力传感器安装在电梯轿厢底部,通过监测电梯底部的形变来采集电梯所受压力,压力的数3.2 硬件电源电路整个系统的电源工作电路在使用时也是需要格外注意的,这关系到系统能否正常安全工作而达到预期效果。其中电源和电缆都是极其重要的因素。321 外围设备连接注意事项1 电源电梯集成驱动控制器的额定电压必须与电源电压一致。 不用考虑三相电源接入的相序。2 断路器必须使用断路器,在电源和电梯集成驱动控制器输入端子之间。 断路器的容量应选用采集器系列电梯集成驱动控制器额定电流1.52倍的时间特性,断路器应充分考虑电梯集成驱动控制器过热保护时间特性。3 输入侧交流电抗器 可选输入侧交流电抗器,用来改进输入侧的功率因数,并削减高次谐波电流。4 输入侧干扰滤波器 可选的输入侧滋扰滤波器抑止电梯集成驱动电源线对电源的高频噪声滋扰。5 主回路输出接触器 此接触器用于控制曳引机的电流流动。电梯每次启动前吸合,泊车时开释。它应装在驱动装配和曳引电机之间。在这里这是很有必要的安全元器件。322电梯集成驱动控制器外围设备布线技术1电缆要求有四条电缆(TXV +,TXV-,TXA +,TXA-),用于井道和井道之间的通讯以及从动电缆。预防这TXV +,TXV-,TXA +,TXA四条电缆和其他电缆之间的短路是非常有必要。上电前,请务必使用万用表检查四条电缆和其他电缆之间是否有环路,特别是24V,36V,110V,220V,380V或其他电力电缆。TXV +,TXV-为每个分支点提供24 V电源点(分支点包括顶控制器,控制器和显示屏以及电话箱控制器)。需要电线直径0.75mm。TXA +,TXA - 主控制器和通讯总线之间的分支。不妨利用非屏蔽双绞线,提倡采用TXA +yellow,TXA-green。双绞线规格:特性阻抗120,许可范畴108132,绞距30mm线径 0.75mm通讯线和电源线必须严格分开路线。巷道电缆及配套电缆接地电缆和电缆注意强电线(包含门机电源、安全电路、门锁电路、照明电路等)别的分别是弱电线(涵盖通讯线、直流0V、直流24V、平簧、终止强制减速开关、终端限位开关等)。 通信线路必须是双绞线,双绞线敷设距离在2030mm之间。 有条件的话利用屏蔽双绞线,并屏蔽地面。 注意:如果强电线和弱电线平行布线,在附带的电缆中较为常见,一定要使强电线分布在一侧,弱电线分布在另一侧。 强电线和弱电线之间必须分开。图 3.14 井道及随行电缆布线示意图2召唤箱与 TXV+、TXV-、TXA+、TXA-的衔接方式 总线采取的是分支方式连接方式。保证接点处在总线与支线的接触良好,来防止电压下降。建议采用如下图接线方法。图 3.15 支线与总线接线 对于TXV+、TXV-、TXA+、TXA-与随动电缆的关联方式TXV+、TXV-、TXA+、TXA-可与其余弱信号(电压24V)电缆共用一根跟随电缆,另外超过24V的强电信号电缆使用另外一条跟随电缆。总线在接触处剥去绝缘护套,不会断裂,一端接入端子。端子另外一端接非干线的分支线。 总线规格: 总线长度500 米。分支长度3.0 米。 端接电阻,总线两头安置120端子匹配电阻(注:该端子不会降低匹配电阻而会降低抗干扰能力)。3井道开关的位置在电梯集成驱动控制系统中,开关安装在井道有两种情况。1.如果梯子速度不超过1.75M / S,则需要安装上下限井对应的限位开关,强力慢开关两者;2.如果梯形图速度超过1.75M / S小于2.5M / S,则需要在井道中安装上下限位开关,需要双层慢速慢开关。开关在井道中的具体位置如表3.1所示。 留意:减速斜坡设置不同,开关所处位置不同,减速开关的速度可以比正常减速度时的实际距离略低。表3.1减速开关在井道中的安装距离减速开关安装距离额定速度1.0m/s1.5m/s1.6m/s1.75m/s2.0m/s2.5m/s3.0m/s3.5m/s4.0m/s单层减速1.22.0m2.22.6m2.42.6m2.22.6m2.22.6m2.22.6m2.22.6m2.22.6m2.22.6m双层减速无无无无3.44.0m4.95.6m4.95.6m4.95.6m4.95.6m三层减速无无无无无无6.87.5m8.89.57.08.1m四层减速无无无无无无无无11.212m4上、下平层感应器的位置在远程电梯监测系统电梯硬件线路中,电梯的调平控制须要装置两个高低调平传感器和多个单板。 如果你必须打开门或打开门的平整功能,必须添加两个传感器和磁分隔板的要求见表3.3门传感器。 表3.2感应器和隔磁板的具体要求类别平层感应器提前开门门区感应器隔磁板类型、材质可以是永磁感应器,也可以是光电开关,为响应精度高,提倡用光电开关。永磁感应器铁板厚度1.5mm数量2个2个没有特殊要求,为楼层的层数高度、长度、深度上下感应器的上下两端面高度为 200 左右两个门区感应期在同一水平线上,保证同时动作隔磁板的长度为 220,插入光电开关或磁开关超过 2/3 深度,建议隔磁板的长度不小于 220注意事项接地处理接地处理安装位置轿顶轿顶井道5门状态传感器的位置电梯一般有两层门。按照常理来说,负责驱动门开关的是里面的门,带动外面的门开关。这样,感应器安装在里层门的外侧,就是安装在里层门上,但是是在里外层之间。它感受得到人体的红外温度,到达一定的临界值时,就会发出信号,提醒电梯控制系统目前有人通过电梯,不能关门。6人体红外传感器的位置人体红外传感器应安装在电梯内侧轿顶正中,以方便全方位无死角的感应到电梯内部的乘客人员。7压力传感器的位置压力传感器的安置位置应为电梯梯箱底部,当乘客人员站在电梯之中,底部的压力传感器即可感应出位于电梯中的压力大小而判断是否超重。3.3 功能接口设计信息采集器的重要功能之一是协议的转换。由于不同类型的电梯采用电梯控制器的不同接口,收集的数据采集方式多样,如电梯PLC的早期控制使用RS232或RS485接口进行数据通信,近年来,基于现场总线接口如CAN,这些不同的接口设备不能统一通信,不能形成网络,使监测平台实现监测。该系统主要是将不同的协议接口设备数据收集到TCP / IP协议中发送到监测平台。根据目前的电梯控制器设备,主要接口类型和未来的通信接口发展趋势,使信息采集器具有更好的通用性,本信息采集器设计了RS232功能接口。RS232接口设计RS232是一个基本的通信接口,许多电梯控制器设备如PLC都采用RS232接口通信,所以在信息采集器设计中的RS232接口是至关重要的。 另外采集器 ISP下载通过RS232接口实现。 采集器内置四个UART,在系统设计中将UART0和UART2作为通用的RS232接口,需要数据接收RXD,TXD数据和地GND三线可以实现基本通信。由于主芯片输出为3.3V TTL电平,而RS232接口采用EIA级别,两级之间不匹配,需要进行电平转换。 图3.16 RS232接口的设计电路本信息采集器串E1支援波特率9600-115200bps,数据位5678位,停止位12位,支持奇偶校验。而对于信息采集器的IO的端口的配置经过测试如如下表:表3.3信息采集器IO的端口配置端口序号端口说明端口序号端口说明1AI 010DIO 02AI GND11D GND3AI 112DIO 14AI GND13D GND5AI 214DIO 26AI GND15D GND7AI 316DIO 38AI GND17D GND9SEN PWR18DIO PWR远程电梯监测系统设计 4 软件设计4 软件设计4.1 软件整体设计对于远程电梯监测软件设计其选用的SDK为SDK19,因为其占用比重份额的SDK版本。在此基础上开发的Android监测终端可以最大的程度上的兼容市面上的Android版本。而监测终端需要做到的功能便是能够通过WLAN或者GSM从远程服务器端获取之前信息采集器上传至服务器的电梯运行状态信息。但信息采集器获取的信息都是以高低电平输出代表0、1的数字信号,需通过应用底层的信号转换来达成最终的显示电梯运行状态,从而实现远距离的实时监测电梯运行状况。如图4.1。图4.1 远程电梯监测软件运行结构流程图在应用层面上使用的人机交互界面采用图形界面GUI,这样能更简易直观地表达电梯运行状态,而不是繁琐的代码,这也是科技发展的趋势。而在人机交互界面则是使用的是material design设计的交互方式,这也是google力推的规范化软件交互设计,并且十分美观直白,也能在日后软件的推广上更容易推广。而整个软件则是基于JAVA7的语法编程运行在Android的Dalvik虚拟机上,之所以不是ART运行机制,也是为了能够更好的兼容现有的各Android版本。其软件运行层次框图如图4.2所示:图4.1 远程电梯监测软件运行结构流程图4.2 软件功能设计作为一个可以连接物联网进行远距离实时监测电梯运行状态数据的软件,它必须具备以下几点功能模块,如下图4.2:图4.2 远程电梯监测软件功能模块图1、用户登录界面功能模块,因为对于不同的电梯信息采集设备,拥有不同的平台服务器,所以首先就要通过不同平台的账号进行登陆,这样才能与信息采集器相对应的远程服务器进行数据传递。因此缺少这个功能模块的话,就直接导致软件终端与远程服务器平台直接失去了联系。此用户登录界面的设计采用简洁的淡蓝色material design设计元素,让用户第一眼见到软件界面有一种简洁直观的体验。为了凸显出独创性,在界面正上方添加了学校的LOGO来表示为本次毕业设计所制作的软件终端。编辑过程如下图4.3所示,其中的编辑代码为: 远程电梯监测图4.3 远程电梯登录界面编程代码在登录键的下方有一个URL超链接,可以对没有监测平台的用户进行平台账号注册,在输入账号信息后下方的URL超链接则跳为无法登录的URL,可以方便用户直接找回账号以及密码。没有账号?去注册经过设计最终图形界面如下图4.4所示:图4.4 远程电梯监测软件用户登录界面2、远程电梯监测软件的第二大功能模块也是其核心功能模块之一的实时监测功能,这个功能也是开发此软件的最初目的能够实时对远距离的电梯运行状态进行监测,了解到电梯的运行状况,如电梯到达层数位置,电梯运行方向是向上运行亦或是向下运行,再者是电梯门锁的开闭情况。这些数据的掌握对于现今在超高层建筑工作的用户来说是不可或缺的,现今的超高层建筑中的电梯每一次向上运行就必须等待数分钟,将所有需去往上层的人们运送完再向下。这对于快节奏的都市化生活的人们则可以通过远程电梯监测软件预见性的查看电梯运行状态从而更好的安排时间。因为监测功能模块作为核心功能模块之一,所以在用户登录软件后的人机交互的主界面上直接直观的显示了电梯实时运行状态。在运行状态的的右边则是故障问题这样的线框导航按钮,方便用户来回切换电梯运行状态与故障监测的图形界面,实现代码则为: 线框实时状态故障问题 这样也能将软件最简化,减少冗余不必要的代码,使整个软件轻量化。而简洁直观的电梯运行监测交互界面也可以使使用用户更好的了解电梯运行状态。电梯监测功能模块主要包含了显示电梯所停靠到达的层数位置,以及电梯门锁的开闭情况,在这里电梯显示图形通过以下方式显示: 其功能交互界面如下图4.5所示:图4.5 软件监测电梯实时状态电梯停靠层数及门锁开闭电梯监测功能模块也包含了电梯实时运行方向的监测功能,如图4.6所示:图4.6 软件监测电梯实时状态电梯运行方向3、远程电梯监测软件的另一个核心功能模块便是监测电梯日常运营是否存在故障问题。这也是整个系统设计之初的主要思想来源。因为现今很多电梯的日常检查维护都不是很及时,并且维护起来困难十分大,现在则可以通过设计软件的故障监测功能模块实时监测电梯运营的故障问题,方便维护人员及时维护,降低运营维护的成本。也可以使使用用户提前了解故障问题,从而避免时间耽误。而对于故障问题监测功能模块交互界面的设计采用的则是通过文字与图形相结合的交互方式来表示电梯运行时的故障问题。这样则能清楚直观得表达电梯的故障症结所在,方便维护人员的及时维修。首先第一个重要的设计点在于显示电梯有无故障问题,这里交互界面加入一个警告符号,当电梯一切正常运行时,该警告符号隐藏不显示,但一旦出现故障问题立即显示警告的三角感叹号标志, 电梯状态: 电梯正常 界面如下图4.7所示:图4.7 软件监测电梯故障问题电梯运行是否正常接下来就是对于详细的故障问题的显示,这里故障问题的交互界面采用文字来表达,这样能让维护人员清楚了解故障问题的原因,其中就设计了当电梯门锁闭合不上或闭合锁死不能打开的两种故障,如下图4.8所示:图4.8 软件监测电梯故障问题门锁故障除了门锁故障问题的交互显示,电梯的故障问题还包含了,电机转速过快或过慢导致电梯上行跃层未能达到指定层级亦或是下行跃层。除此之外也有电机过热导致电机烧毁,这样也可能致使电梯急停。使得电梯无法正常工作。对于这种情况,也相应设计了故障问题显示的交互界面,能使维护人员详细的了解故障症结所在,而在界面的右下角有一个紫色的小飞机按钮,这个设计则是为了方便维护人员和使用用户可以及时向远程服务器发送电梯故障报告,也能让维护人员对故障电梯采取紧急制动措施,防止电梯故障问题的严重化,从而降低电梯事故,以及降低电梯的维护成本。 远程电梯监测软件的电机故障问题交互显示设计如下图4.9所示,详细展示了四种情况,直观的表示了问题的所在,将问题细化,减轻了维护人员的工作量。对于还需要现场实地勘察的方法,这样的远程监测故障问题显得显而易见无所遁形了。图4.9 软件监测电梯故障问题电机故障除此之外远程电梯监测软件的还设计了电梯超重的交互界面显示。以及对问题反馈界面的设计,在问题反馈界面可以让用户和维护人员对于电梯现场问题而未显示的问题进行提交至远程监测平台服务器进行修正和电梯监测软件的不足提出要求进行改进从而提高体验效果。 问题反馈 电梯运行遇到的问题 超重故障界面与信息反馈界面如图4.10所示:图4.10 软件监测超重与信息反馈界面远程电梯监测系统设计 总结 总结1总结本系统旨在基于物联网平台,通过Android客户端对远程电梯运行状态进行实时监测,着重开发Android手机端的监测软件与电梯上的信息采集装置软硬结合,实现用户在不同时刻都能通过手机端查看电梯运行状态。使用的电梯采集装置为基于ARM的采集器一体化驱动控制器,在软件的设计上则是能够体现移动互联网的及时及地监测电梯运行状态功能,使远距离监测电梯能够做到轻量化和便携化。 2可改进方面本系统还存在一些可考虑改进的方面:(1)信息采集器的开放性可进一步深入,可扩展Profibus、Modem 总线等接,丰富和完善转换协议。(2)监测软件的开发,本系统使用了网页JAVA加壳生成的软件从而缩短了开发周期,对于真正的Android的软件而言其开发不规范性还是有很多问题,对于不同Android版本SDK的兼容性等等。3展望未来电梯系统对电梯的智能化提出了很高的要求,主要表现在以下几个方面:高层次快速电梯组控制调度,远程监测系统研究,可编程选择,串行通信研究;电梯多计算机模块化,网络控制装置,电梯故障自诊断装置,远程电梯监测装置,虚拟环境,智能电梯组控制装置。远程电梯监测系统之一可具有以下特点:(1)以人为本的通用设计理念。对于电梯设计,考虑到残疾人和老年人使用电梯的便利性,并将该设计理念应用于远程监测系统,同时考虑到每位乘客的平等服务。(2) 统一设计的趋势。不同电梯制造商的电梯控制器标准,协议不尽相同,相互通信也难以实现,系统是基于信息收集器的开发,用于收购不同厂家的电梯控制器数据。未来,电梯控制器,远程电梯监测系统统一,多功能性将成为研究的重点,本设计与传统电梯监测系统相比,更加积极,可扩展。(3) 应对突发灾难(地震,停电等)的能力。当灾难突然发生时,电梯控制系统可以首次监测到信息并发出报警信息,远程监测系统具有同时接收多台电梯报警的能力。远程电梯监测系统设计 参考文献 参考文献1刘杰,余雷,王富东. 电梯物联网远程监测系统的设计与实现J. 仪器仪表与分析监测,2016,(04):12-14. 2田茂军. 电梯物联网的架构设计和发
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