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基于ZIgBee的电梯安全监管物联网系统设计与实现

2020-06-21
来源:中国安全生产 作者:榆林神华能源有限责任公司 王德记


电梯安全监管物联网系统能够实时展现电梯黑匣子所采集的数据,统计电梯一段时间内运行的故障情况和维保情况,解决电梯监管过程中无数据可依,无数据可查的局面,解决电梯发生故障人员被困时相关责任人无法及时处理的问题。按照《电梯维保单位信用评价指标体系及评分标准》及使用单位举报、维保单位上传奖励信息、监管部门审核自动核算评定分值;自动进行信用排名;自动划分信用等级。

 

   研究现状分析

 

  近年来,互联网、大数据、云计算等先进计算机技术的快速发展和进步,有力的促进了政企单位信息化的普及和应用,取得了较为显著的应用成效。国外电梯安全监管物联网系统引入较早,系统使用非常成熟。电梯安全监管物联网系统经过多年的研究,已经诞生了许多的研究成果。在国外发达国家,目前电梯安全监管物联网系统基本上可以划分为两个类型,第一种类型时采用Java程序语言在J2EE环境下进行开发,并且引入了Oracle数据库、MySQL数据库和DB2数据库,为系统信息化加工提供支撑;第二种就是利用微软公司提出的VisualStudio集成开发环境、.NET系统设计框架、SQLServer系列数据库、Winser操作管理系统进行设计与实现。

  国内网络技术、大数据技术、移动计算技术、分布式管理服务技术发展起步较晚,因此电梯安全监管物联网系统管理系统研究成果较少,但是在国外发展的基础上,系统也引入了先进技术。国内有关专家为了提高电梯的使用方便性和管理工作效率,使用WebServiceEclipseQT等核心技术开发了一个电梯安全监管物联网系统,为系统引入了可扩展架构,一个功能完善和强大的管理系统软件,实现了电梯运行日志管理、电梯维保管理、电梯故障管理、电梯使用评价管理。因此,通过分析可以获知,目前各个电梯安全监管物联网系统在应用过程中存在以下几个方面的问题。

  系统数据格式不一致,整合难度较大。目前,电梯厂家运行管理过程中,由于电梯安装十分复杂,电梯组成部件也非常多,这些部件包括电机、吊绳、面板设备等,各个组件不同、使用的技术架构不同,因此相关设备采用不同的架构、开发语言,造成数据格式不一致,无法进行整合通信和共享信息,数据访问效率非常低。

  因此,为了能够解决上述问题,本文提出基于Android操作系统、ZigBee物联网技术、Java程序技术、API技术等构建一个强大的电梯安全监管物联网系统,并且能够实现数据库

组件是访问操作、构建强大的异构操作系统共享服务,进一步开发了一个设计院电梯安全监管物联网系统,进一步改进了系统操作处理性能。

 

   需求性能分析

 

  系统开发的目标是通过对电梯安全监管物联网系统进行操作,具体的课题研究目标包括电梯黑匣子管理、电梯维保管理、信用评价管理、报表统计管理功能四个方面。主要功能如图所示。


  电梯黑匣子管理功能用例,子用例分别是电梯黑匣子运行监控、电梯黑匣子注册管理、单位及用户管理、短信任务管理、视频广告管理。电梯维保管理功能,子功能分别是维保管理、年检管理、日志管理、参数设置。

  信用评价管理功能,子功能分别是信用审核、超期维保、信用档案、信用指标管理、期初数据、维保单位资质、公告管理、信用信息公布、数据操作日志记录、参数设置。报表统计管理功能,子功能分别是报表统计、故障报表统计、维保报表统计、报表统计日志管理。

  目前,为了电梯安全监管物联网系统开发过程中,为了能够保证系统及时响应,需要针对软件的性能约束进行分析。电梯安全监管物联网系统的操作性能要求包括以下几个方面:分别是并发线程数量、平均响应时间、Cache影响系数、用户习惯操作频率、最大并发用户数等,从而可以更好的确保电梯安全监管物联网系统的正常运行。

  电梯安全监管物联网系统的并发线程数。电梯安全监管物联网系统在运行过程中,其管理的电梯设备非常多,这些电梯设备关联的线程非常多,因此系统运行是要针对线程数进行测试,以便能够及时的查看线程请求的内容,并且及时反馈响应内容,实际用户可能应用过程中存在很大的差别,通常情况下,线程测试需要尽可能快的与用户进行联系,每一个线程测试都可以被响应,间隔越少发出的并发线程数越多,间隔时间越长发出的并发线程数越少。

  电梯安全监管物联网系统的平均响应时间。电梯安全监管物联网系统是一个硬件关联程度较高的嵌入式软件,该软件部署服务器,与电灯设备、空调设备、冰箱设备等进行连接,实现设备通信传输功能,以便能够在某一特定环境下高速处理系统操作需求。因此,电梯安全监管物联网系统的平均响应时间非常重要,通常情况下,平均响应时间包括系统处理时间、数据传输时间、数据发送延时时间等,这些时间的处理需求不能超过12.6ms

  Cache影响系数。系统运行过程中,系统的实际数据非常分散,因此此时Cache的影响系数就显得非常重要,为了能够使CPU中的高速缓存发挥最佳的功能,需要测试出最高的处理速度,充分的考虑Cache的大小等因素,合理安排软硬件处理资源,进一步控制系统的管理功能,具有重要的作用和意义。

  用户习惯操作频率。电梯安全监管物联网系统运行过程中,不同的用户具有不同的使用习惯,因此系统需要根据家庭成员的使用情况,合理估算和计算单个用户在某一段时间操作功能的次数,并且可以使用固定的高峰期进行统计,如果有一天该用户没有操作实现高峰,则可以认为用户操作是不正常的。

数据库的容量大小。电梯安全监管物联网系统操作处理过程中,为了能够更好的计算函存储的大小,系统需要充分考虑数据库操作的稳定性,以便能够更好的实现数据库的连接和优化传播,目前许多的数据库优化方法采用了较为高级的数据挖掘模式,数据挖掘模式可以更加完善的统计每一个高峰期使用的时间内容,并且采用一天的工作量和工作时间进行统计操作。


功能详细设计

 

  电梯黑匣子管理实现的算法流程:用户首先将电梯黑匣子管理的设备集中在一起,再将这些设备的使用单位、维护单位等信息绑定到设备上,然后每天后台监控电梯黑匣子的运行状态,及时的报告电梯运行状态。

  用户可以设置电梯的维保信息情况,比如可以根据电梯每一个组成设备的使用状态或寿命安排数据,设置一个维保预警值,比如输入电梯使用规程说明书中的维护记录,按照每半个月进行一次整体检修,获取电梯的使用状态数据信息。另外,按照这个功能也可以实现电梯的维护记录管理,实现电梯的维保预警操作,进一步提高电梯的管控功能,提高电梯的操作维护能力。具体的,电梯维保管理可以实现电梯维保预警值设置,电梯维保预警值发送和维保记录操作,用户也可以输入年检信息,根据年检记录进行管理电梯。

  电梯运行信用评价开始之初,用户可以录入电梯的维保的期初数据,这些数据都是电梯正常运行的数据,然后可以录入电梯评定标准,针对电梯的维保情况进行评价,将评价结果分类保存到数据库,分类管理数据,内容包括超期维保、良好行为、不良行为等。所记录数据生成表格导出方便进行总结分析。

 

   未来发展趋势


  电梯已经成为许多商业广场、高层住宅的必备运载工具,因此如何更好的保证这些机器的正常、安全和可靠运行已经成为业内的研究热点。云计算、大数据、移动通信、智能手机的快速发展和进步为电梯设备的可靠运行提供了强大的支撑,人们利用这些技术提出了开发电梯安全监管物联网系统。电梯安全监管物联网系统的使用者也会迅速上升,系统数据处理的业务也会迅速增强,未来电梯安全监管物联网系统的发展工作包括以下几个方面。

  引入大数据技术,构建完善的电梯安全监管物联网系统应用系统,为人们提供节约能源的功能,比如预测电梯设备的闲忙时和家中空气温湿度,这样就可以更好的实现家中用电器的自动调节,集中控制电梯设备。

  引入更加智能的界面。电梯安全监管物联网系统控制系统运行过程中,许多系统依赖人工输入信息,并且仅仅可以识别手势或按钮按键,因此为了提高系统的普适性和便捷性,电梯安全监管物联网系统需要开发声音输入和识别功能,更加方便的实现电梯安全监管物联网系统的控制性。

 


【责任编辑:cheng】