一种基于物联网的智能电梯管理系统的方法技术方案

本发明专利技术一种基于物联网的智能电梯管理系统的方法主要由数据采集系统、传输网络、以及控制中心三部分组成。拟使用FPGA数据采集系统和传输网络的控制器，利用FPGA高速并行处理数据的特点，使用FPGA高速并行接收各个传感器的测量数据，传感器使用包括陀螺仪感器、人体红外传感器、光电传感器、位置传感器、重力传感器模块等，检测电梯的状态。网络层FPGA会使用wifi无线通信模块与云服务器机进行通信，把数据传送云服务器上，云服务器同时与多个网络层FPGA通信。云服务器对数据分析并把分析结果发送到网络层FPGA控制器中，FPGA会控制执行机构，根据实际情况做出相应的反应。使电梯的安全运行。

A method of intelligent elevator management system based on Internet of things

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的智能电梯管理系统的方法
本专利技术涉及属于基于物联网管理
，特别是涉及一种基于物联网的智能电梯管理系统的方法。
技术介绍
随着人们生活水平的提高，厢式电梯数量的呈现高速增长，电梯遭遇停电、故障等原因引起的困人、伤人事故在多地频发，刺痛了公众的神经，引发了公众对电梯安全的高度关注。据国家质检总局在近年的排查中发现全国31个省份电梯使用和维护保养单位自查电梯共计23.6万台，发现存在安全隐患的电梯就有11.1万台。这意味着，每100台电梯就有将近50台存在隐患。电梯安全事故最主要原因电梯安全管理机制不健全、责任体系不完善、管理存在短板和漏洞等问题。而且目前行业中存在着：信息获取手段少，日常监督难度大；管理手段老化，应急处理能力不足；作业过程信息不透明；专业人员配备不足；维保市场混乱等问题。物联网是互联网基础上的延伸和扩展的网络，将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，实现在任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通。通过各种传感器采集监控对象信息，以帮助用户及时发现问题。构建高感度的监视系统基础环境，实现实时、动态、互动、融合的信息采集，传递和处理，帮助人们合理利用资源，助其更为有效的解决电梯的安全运行、管理等一系列问题，避免事故发生和人员伤亡。因此，亟待提出一种实时、动态、互动、融合的物联网电梯管理系统，对公用电梯系统进行精细化管理。在满足了日常需求的同时，使电梯的监管更为规范化、制度化和科学化，进一步的减少电梯故障的发生，加强故障发生后解决问题的速度与质量；以信息化为驱动，旨在通过先进适用技术应用和开发建设模式创新，综合运用信息科学和技术、决策和管理方法，提高电梯安全信息化管理水平，有助于建立电梯安全的应急反应体系。
技术实现思路
为了解决上述存在问题。本专利技术提供一种基于物联网的智能电梯管理系统的方法，利用物联网能够使无数设备能够有效通信的特性，以FPGA为网络层控制器，利用FPGA高速并行处理数据的能力，实时采集感知层传感器采集的电梯状态数据。网络层FPGA把接收数据通过wifi无线通信模块发送到PC机对数据进行实时分析，并把分析结果发送给网络层FPGA，网络层FPGA根据实际情况做出反应。对公共厢式电梯进行规范化、制度化和科学化管理，消除公共厢式电梯的安全隐患，为达此目的，本专利技术提供一种基于物联网的智能电梯管理系统的方法，具体步骤如下：步骤1：每栋楼的物联网网络层使用FPGA作为控制器，利用wifi无线通讯模块作为网络层和平台层的无线通信方式；步骤2：对电梯智能管理模块进行独立供电，且安装加速度感器、陀螺仪传感器、位置传感器模块、人体红外传感器、重力传感器模块等，对每栋楼电梯进行状态监控；步骤3：对电梯中安装报警模块、语音播报模块、步进电机模块作为控制器的执行机构以及用户输出键；步骤4：电梯的加速度监控数据的准确度很重要，但是由于陀螺仪就会引起倾角漂移。加速度计混叠额外的高频振动量干扰，但是漂移小，使用卡尔曼滤波对陀螺仪和加速度计测量数据进行滤波；卡尔曼滤波递推公式：Hk＝Pk'CkT(CkPk'CkT(式3)Pk'＝AkPk-1AkT+Qk-1(式4)Pk＝(I-HkCk)Pk'(式5)使用卡尔曼滤波器能够准确得加速度的预测值，测量出电梯的真实状态；使用卡尔曼滤波器能够准确得加速度的预测值，测量出电梯的真实状态。为加速度估计值，Ak为系统增益矩阵，预测的加速度值，Hk为卡尔曼增益矩阵，yk为加速度实际测量值，Ck为测量矩阵，Rk为观测噪声方差，Pk′为校正前均方误差，Pk为校正后均方误差，Qk为系统输入噪声；步骤5：检测电梯是否断电，如果断电使用人体红外模块检测电梯中是否有人；如果有人，则警报响起救人；步骤6：如果电梯没有断电，则使用加速度传感器检测电梯加速度是否正常运行，如果加速度异常，把电梯停在距离最近的一层；步骤7：如果一切电梯状态正常，则电梯正常运行。作为本专利技术进一步改进，所述网络层的控制器使用altera公司的CycloneIV系列FPGA芯片。本专利技术提供一种基于物联网的智能电梯管理系统的方法，具体设计如下：1.使用物联网系统，使传感设备能够有效通信对公共电梯状态进行实时监控与科学化管理。2.该方法可根据电梯的实时状态，做出智能处理，不需要专有人员对电梯实时监视，对避免了资源浪费。3.使用云平台可以同时监控多栋楼的电梯系统管理，极大便利了用户，节省了成本。4.传感器均为独立的，系统的二次开发简单。附图说明图1是基于物联网的智能电梯管理系统结构图；图2是基于物联网的智能电梯管理系统框图；图3是基于物联网的智能电梯管理系统流程图。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述：本专利技术提供一种基于物联网的智能电梯管理系统的方法，利用物联网能够使无数设备能够有效通信的特性，以FPGA为网络层控制器，利用FPGA高速并行处理数据的能力，实时采集感知层传感器采集的电梯状态数据。网络层FPGA把接收数据通过wifi无线通信模块发送到PC机对数据进行实时分析，并把分析结果发送给网络层FPGA，网络层FPGA根据实际情况做出反应。对公共厢式电梯进行规范化、制度化和科学化管理，消除公共厢式电梯的安全隐患。本专利技术是基于物联网的智能电梯管理系统的方法，主要包括感知识别层、网络构建层和平台管理层以及执行机构，系统结构图如图1。公共大楼的电梯安装传感器和执行机构，网络层FPGA使用wifi模块与监控室的云平台进行通信，系统框图如图2，传感器包括加速度感器、陀螺仪传感器、位置传感器模块、人体红外传感器、重力传感器模块等，电梯的加速度监控数据的准确度很重要，但是由于陀螺仪就会引起倾角漂移。加速度计混叠额外的高频振动量干扰，但是漂移小。使用卡尔曼滤波对陀螺仪和加速度计测量数据进行滤波。卡尔曼滤波递推公式：Hk＝Pk'CkT(CkPk'CkT(式3)Pk'＝AkPk-1AkT+Qk-1(式4)Pk＝(I-HkCk)Pk'(式5)使用卡尔曼滤波器能够准确得加速度的预测值，测量出电梯的真实状态。电梯厢中安装执行机构，监控室装在书房里，执行机构包括装报警模块、语音播报模块、步进电机模块。在网络层，包括各栋大楼的第一系统，每栋大楼的电梯系统作为一个网络层节点，每个网络层节点接收由多个传感器节点数据，各个网络层节点相互独立，每个电梯的传感器组作为网络层的一个节点。每个节点接收到数据会把数据打包成数据格式为：帧头、地址、有效数据、校验位、帧尾，然后把数据通过wifi无线通讯模块发送给云平台。网络层的控制器使用altera公司的CycloneIV系列FPGA芯片，其性能高价格低，且可以通过并发和流水两种技术实现数据的高速并行处理。网络层的功能主要包括利用wifi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网的智能电梯管理系统的方法，具体步骤如下，其特征在于：/n步骤1：每栋楼的物联网网络层使用FPGA作为控制器，利用wifi无线通讯模块作为网络层和平台层的无线通信方式；/n步骤2：对电梯智能管理模块进行独立供电，且安装加速度感器、陀螺仪传感器、位置传感器模块、人体红外传感器、重力传感器模块等，对每栋楼电梯进行状态监控；/n步骤3：对电梯中安装报警模块、语音播报模块、步进电机模块作为控制器的执行机构以及用户输出键；/n步骤4：电梯的加速度监控数据的准确度很重要，但是由于陀螺仪就会引起倾角漂移。加速度计混叠额外的高频振动量干扰，但是漂移小，使用卡尔曼滤波对陀螺仪和加速度计测量数据进行滤波；/n卡尔曼滤波递推公式：/n

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的智能电梯管理系统的方法，具体步骤如下，其特征在于：
步骤1：每栋楼的物联网网络层使用FPGA作为控制器，利用wifi无线通讯模块作为网络层和平台层的无线通信方式；
步骤2：对电梯智能管理模块进行独立供电，且安装加速度感器、陀螺仪传感器、位置传感器模块、人体红外传感器、重力传感器模块等，对每栋楼电梯进行状态监控；
步骤3：对电梯中安装报警模块、语音播报模块、步进电机模块作为控制器的执行机构以及用户输出键；
步骤4：电梯的加速度监控数据的准确度很重要，但是由于陀螺仪就会引起倾角漂移。加速度计混叠额外的高频振动量干扰，但是漂移小，使用卡尔曼滤波对陀螺仪和加速度计测量数据进行滤波；
卡尔曼滤波递推公式：






Hk＝Pk'CkT(CkPk'CkT(式3)
Pk'＝AkPk-1AkT+Qk-1(式4)
Pk＝(I-HkC...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳，胡兴柳，余振中，王逸之，陈丽换，杨忠，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32