CN105366462B - 电梯信息监控***及其监控方法 - Google Patents

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本发明涉及一种电梯信息监控***，主要由加速度传感器、监控终端、服务器和客户端构成，所述加速度传感器安置在待监控电梯上，且其信号输出端接所述监控终端的信号输入端；所述监控终端与所述服务器通讯连接，服务器可以通过加速度信号的变换监控电梯是否存在安全隐患，并且可以对电梯的运行记录，诊断数据，故障信息进行统一管理，同时，为电梯维修保护、生产研发提供有效数据支持；不同等级的用户可以从客户端了解相应的电梯信息，获取电梯的安全评级，客户端还可以直接与监控终端连接，了解近期内电梯的运行信息，实时观察电梯内的情况。

Description

电梯信息监控***及其监控方法
技术领域
本发明涉及一种监控***及其监控方法，尤其是一种电梯信息监控***及其监控方法，属于智能监控技术领域。
背景技术
总线(Bus)是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束，按照计算机所传输的信息种类，计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址和控制信号。总线是一种内部结构，它是cpu、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道，主机的各个部件通过总线相连接，外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接，从而形成了计算机硬件***。在计算机***中，各个部件之间传送信息的公共通路叫总线，微型计算机是以总线结构来连接各个功能部件的。
目前电梯市场良莠不齐，大量楼宇的电梯存在使用老化，机械故障频发，维保人员修理滞后等问题。当电梯发生故障时，被困人员只能通过电话与外界联系，不能及时了解救援信息，造成心理恐慌。同时由于目前的视频监控智能不足，不能对监控的画面进行理解，致使一些乘客信息不能够及时捕捉，对进出电梯人员的监控不足。维保人员只能定期对电梯进行维保，对电梯的诊断数据不能够记录分析。
据申请人了解，目前电梯监控***通常将采集到的监控信息传递到客户端进行显示与保存，例如申请号为201010105924.X的中国发明专利(名称为“电梯监控***”)。
上述现有技术均存在以下问题：
对电梯的运行记录，诊断数据，故障信息没有统一的分析与管理，且电梯出现的故障无法进行有效的分析与判定。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种电梯监控***及其监控方法，具有高度智能化，可以对电梯存在的隐患进行自我排查，并对电梯的运行记录，诊断数据，故障信息进行统一管理，为电梯维修保护、生产研发提供有效数据支持。
为了达到以上目的，本发明的一种电梯信息监控***，一种电梯信息监控***，主要由加速度传感器、监控终端、服务器和客户端构成，所述加速度传感器安置在待监控电梯上，且其信号输出端接所述监控终端的信号输入端；所述监控终端与所述服务器通讯连接，所述服务器含有：
采集存储装置：用以采集监控终端传来的每次电梯运行预定时间间隔时刻的加速度信号并存储；
建标装置：用以将每次电梯运行过程中平稳运行阶段的时刻个数根据电梯全程运行过程中平稳运行阶段的时刻个数补满，再将补满时刻个数后的各次电梯运行过程中相同时刻的加速度信号的平均值作为该时刻对应的标准加速度值，并将各预定时间间隔时刻对应的标准加速度值用光滑曲线连接拟合为标准加速度的曲线；
比较装置：用以将采集存储装置实时采集的本次电梯运行各时刻的加速度信号分别与标准加速度的曲线上对应时刻的加速度值进行比较，当其差值的绝对值小于预定阈值时，继续实时采集并再次进行比较；当其差值的绝对值大于等于预定阈值时，启动发送装置；
发送装置：将比较结果发送至客户端。
加速度传感器通过监控终端将采集到的加速度信号发送给服务器，服务器的采集存储装置对监控终端传输的加速度信号进行实时的采集和存储后，通过建标装置、比较装置分析判断；再将分析好的数据发送至客户端。
本发明的优选方案是：比较装置在继续实时采集并再次进行比较的同时，启动建标装置，将所述本次电梯运行各时刻的加速度信号与原有加速度信号的平均值对应叠加，重新拟合标准加速度曲线。便于不断地修订标准加速度的曲线，使该曲线趋于磨合运行后电梯正常运行的理想曲线。
优选地，建标装置通过函数获取各预定时间间隔时加速度信号的平均值(ai为n个时刻点中第i点的加速度，单位为m/s2，M为建立坐标的总个数)。
优选地，平稳运行阶段为采集存储装置连续预定时刻点采集到的电梯相同加速度信号的阶段。避免因为电梯到达不同楼层所用时间不同，而导致的各时刻点加速度存在差异的问题。
更优选地，比较装置通过函数ei＝ai-fs(ai,n)将本次采集的电梯运行各时刻的加速度信号分别与标准加速度的曲线上对应时刻的加速度值进行差值比较，通过作差比较获取各时刻点加速度是否存在差异，其中，ai为采集的电梯运行各时刻的加速度信号，单位为m/s2，fs(ai，n)为标准加速度的曲线上对应时刻的加速度值，单位为m/s2，n为采集的时刻次数。
比较装置的阀值e为0，当比较差值小于阀值时，比较装置将本次运行加速度信号与标准值进行递归调整，精确标准值，当比较差值大于阀值时，比较装置将数据发送到客户端。
优选地，还包括差值分析装置：用以遍历所有差值、快速查找绝对值大于等于预定阀值的差值，所述差值分析装置采用Hear小波分析方法，小波形式为采用的基函数为其中t为采样时刻的时间段长度，单位为ms，j为波长，k为采样的位置，通过对差值进行小波变换放大，其中，en为采样时刻电梯运行加速度与标准加速度的曲线上对应时刻的加速度值的差值，n为采集的时刻次数。
优选地，监控终端通过CAN总线与电梯控制器相连，CAN总线用以将电梯控制器的诊断信息通过SAEJ1939的报文格式传输给所述监控终端，所述监控终端保存电梯控制器的诊断信息后通过GPRS定时发送给所述服务器，服务器可以获取电梯运行中各项运行数据。
优选地，监控终端通过USB总线与电梯内部的视频监控摄像头、LCD显示屏、音频播放器和麦克风连接。
一种电梯信息监控***进行监控的方法，在主要由加速度传感器、监控终端、服务器和客户端构成的***中，所述加速度传感器安置在待监控电梯上，且其信号输出端接所述监控终端的信号输入端；所述监控终端与所述服务器通讯连接，其特征在于，所述服务器运行如下步骤：
第一步、采集存储步骤：采集监控终端传来的每次电梯运行预定时间间隔时刻的加速度信号并存储；
第二步、建标步骤：将每次电梯运行过程中平稳运行阶段的时刻个数根据电梯全程运行过程中平稳运行阶段的时刻个数补满，再将补满时刻个数后的各次电梯运行过程中相同时刻的加速度信号的平均值作为该时刻对应的标准加速度值，并将各预定时间间隔时刻对应的标准加速度值用光滑曲线连接拟合为标准加速度的曲线；
第三步、比较步骤：将本次采集的电梯运行各时刻的加速度信号分别与标准加速度的曲线上对应时刻的加速度值进行比较，当其差值的绝对值小于预定阈值时，返回第二步；当其差值的绝对值大于等于预定阈值时，进行下一步；
第四步、发送步骤：将比较结果发送至客户端。
优选地，比较步骤在继续实时采集并再次进行比较的同时，返回建标步骤，将所述本次电梯运行各时刻的加速度信号与原有加速度信号的平均值对应叠加，重新拟合标准加速度曲线。
本发明有益效果为：对电梯进行实时的智能化监控，服务器可以通过加速度信号的变换监控电梯是否存在安全隐患，并且可以对电梯的运行记录，诊断数据，故障信息进行统一管理，同时，为电梯维修保护、生产研发提供有效数据支持；不同等级的用户可以从客户端了解相应的电梯信息，获取电梯的安全评级，客户端还可以直接与监控终端连接，了解近期内电梯的运行信息，当电梯出现故障时，可以通过监控终端与视讯设备连接，实时观察电梯内的情况。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的硬件结构示意图。
图2为本发明的软件流程图
图3为本发明CAN终端发送数据的格式示意图。
图4为本发明电梯正常运行各阶段示意图。
图5为本发明电梯故障曲线示意图。
图6为本发明电梯运行正常时加速度差值曲线图。
图7为本发明电梯存在隐患时加速度差值曲线图。
具体实施方式
实施例一
本实施例的一种电梯信息监控***如图1和图2所示，主要由加速度传感器4、监控终端2、服务器1和客户端3构成，所述加速度传感器4安置在待监控电梯上，且其信号输出端接所述监控终端2的信号输入端；所述监控终端2与所述服务器1通过wifi、蓝牙、3G/4G通讯方式连接，所述服务器2含有：
采集存储装置：用以采集监控终端传来的每次电梯运行预定时间间隔时刻的加速度信号并存储；
建标装置：用以将每次电梯运行过程的加速度信号分成加速阶段T1、平稳运行阶段T2与减速恢复阶段T3,如图4所示，并将每次电梯运行过程中平稳运行阶段的时刻个数根据电梯全程运行过程中平稳运行阶段的时刻个数补满，再将补满时刻个数后的各次电梯运行过程中相同时刻的加速度信号的平均值作为该时刻对应的标准加速度值，并将各预定时间间隔时刻对应的标准加速度值用光滑曲线连接拟合为标准加速度的曲线；
比较装置：用以将将采集存储装置实时采集的电梯运行各时刻的加速度信号分别与标准加速度的曲线上对应时刻的加速度值进行比较，当其差值的绝对值小于预定阈值时，启动建标装置；当其差值的绝对值大于等于预定阈值时，启动发送装置；
发送装置：将比较结果发送至客户端。
加速度传感器通过监控终端将采集到的加速度信号发送给服务器，服务器的采集存储装置对监控终端传输的加速度信号进行实时的采集和存储后，通过建标装置、比较装置分析判断；再将分析好的数据发送至客户端。
比较装置在继续实时采集并再次进行比较的同时，启动建标装置，将所述本次电梯运行各时刻的加速度信号与原有加速度信号的平均值对应叠加，重新拟合标准加速度曲线。便于不断地修订标准加速度的曲线，使该曲线趋于磨合运行后电梯正常运行的理想曲线。
建标装置通过函数获取各预定时间间隔时加速度信号的平均值(ai为n个时刻点中第i点的加速度，单位为m/s2，M为建立坐标的总个数)。
平稳运行阶段为采集存储装置连续预定时刻点采集到的电梯加速度信号相同的阶段。避免因为电梯到达不同楼层所用时间不同，而导致的各时刻点加速度存在差异的问题。
比较装置通过函数ei＝ai-fs(ai,n)将本次采集的电梯运行各时刻的加速度信号分别与标准加速度的曲线上对应时刻的加速度值进行差值比较，通过作差比较获取各时刻点加速度是否存在差异，其中，ai为采集的电梯运行各时刻的加速度信号，单位为m/s2，fs(ai，n)为标准加速度的曲线上对应时刻的加速度值，单位为m/s2，n为采集的时刻次数。
比较装置的阀值e为0，当比较差值小于阀值时，比较装置将本次运行加速度信号与标准值进行递归调整，精确标准值，当比较差值大于阀值时，比较装置将数据发送到客户端。
还包括差值分析装置：用以遍历所有差值、快速查找绝对值大于等于预定阀值的差值，所述差值分析装置采用Hear小波分析方法，小波形式为采用的基函数为其中t为采样时刻的时间段长度，单位为ms，j为波长，k为采样的位置，通过对差值进行小波变换放大，其中，en为采样时刻电梯运行加速度与标准加速度的曲线上对应时刻的加速度值的差值，n为采集的时刻次数。
监控终端2通过CAN总线6与电梯控制器5相连，CAN总线6用以将电梯控制器5的诊断信息通过SAEJ1939的报文格式传输给所述监控终端，所述监控终端保存电梯控制器5的诊断信息后通过GPRS定时发送给所述服务器，服务器可以获取电梯运行中各项运行数据。
监控终端2通过USB总线与电梯内部的视频监控摄像头、LCD显示屏7、音频播放器和麦克风连接。
监控终端还具有基于Android平台，具有WIFI、蓝牙和3G/4G通信功能。
重力加速度传感器4与监控终端2通过总线连接。
客户端通过所述蓝牙传输连接所述监控终端以获取电梯内部的视频监控摄像头、LCD显示屏、音频播放器和麦克风传输的信息。
一种电梯信息监控***进行监控的方法，如图所示，在主要由加速度传感器、监控终端、服务器和客户端构成的***中，所述加速度传感器安置在待监控电梯上，且其信号输出端接所述监控终端的信号输入端；所述监控终端与所述服务器通讯连接，其特征在于，所述服务器运行如下步骤：
第一步、采集存储步骤：采集监控终端传来的每次电梯运行预定时间间隔时刻的加速度信号并存储；
第二步、建标步骤：用以将每次电梯运行过程的加速度信号分成加速阶段T1、平稳运行阶段T2与减速恢复阶段T3,如图4所示，并将每次电梯运行过程中平稳运行阶段的时刻个数根据电梯全程运行过程中平稳运行阶段的时刻个数补满，再将补满时刻个数后的各次电梯运行过程中相同时刻的加速度信号通过函数(ai为n个时刻点中第i点的加速度，单位为m/s2)获取该时刻加速度信号的平均值作为该时刻对应的标准加速度值，并将各预定时间间隔时刻对应的标准加速度值用光滑曲线连接拟合为标准加速度的曲线；
第三步、比较步骤：将本次采集的电梯运行各时刻的加速度信号分别与标准加速度的曲线上对应时刻的加速度值通过函数ei＝ai-fs(ai,n)进行比较，当其差值的绝对值小于预定阈值e＝0时，本次的加速度信号存入数据库后，返回第二步；当其差值的绝对值大于等于预定阈值e＝0时，本次的加速度信号存入数据库后，进行下一步；
第四步、发送步骤：若比较结果为偶发性故障则存储后继续监控，若比较结果为常发性故障(相同结果发生三次以上)则通知***报警并联系维保人员，最后将比较结果发送至客户端。
比较步骤中包括差值分析：用以遍历所有差值、快速查找绝对值大于等于预定阀值的差值，所述差值分析采用Hear小波分析方法，小波形式为采用的基函数为通过对差值进行小波变换放大，以便更快，更准确的查找出绝对值大于等于预定阈值的差值。
比较步骤在继续实时采集并再次进行比较的同时，返回建标步骤，将所述本次电梯运行各时刻的加速度信号与原有加速度信号的平均值对应叠加，重新拟合标准加速度曲线。
如图5所示，曲线a为电梯在平时或匀速运行时，重力加速度为g(＝9.8m/s2)，上升时，加速度变大，即将到达目的楼层时，加速度变小，然后逐渐恢复正常。曲线b为当电梯的某处发生不明显的变化时，往往会产生故障的隐患，此时电梯的加速度会偏离正常值。
服务器1将本次电梯运行的加速度与加速度标准值进行比较，当电梯正常运行时如图6所示，e的值应在0左右，当电梯存在隐患时，如轿厢与门梢相碰，或电机突发性抖动，如图7所示，e的值会有一个尖峰情况。
SAEJ1939的报文格式如图3所示，采用29标示符分配表，其中优先级为3位可以有8个优先级；R和DP一般固定为0；8位的PF为报文的代码；8位的PS为目标地址或组扩展；8位的SA为发送此报文的源地址。应答报文固定为8个字节。
报文1
报文2
报文3
服务器收到这些数据后，将数据存储，然后进行数据分析，存储的电梯信息表格：
电梯项目 含义
电梯编号 给每个电梯分配的ID号
电梯安装位置 记录电梯装载的建筑物位置，GPS坐标
安装日期 记录电梯安装并投入运行的日期
层数 建筑物层数
电梯维保公司及负责人 负责人的信息
电梯的日常诊断信息会定期发给中央服务器，中央服务器会记录这些信息到数据库里，电梯故障信息表格：
服务器统计归类电梯运行信息，将存储的电梯厂家代码fact，维护保修公司代码Qos，故障代码N_fail和出故障的时间t通过的函数关系求得电梯出故障的次数f：
f＝f(fact,N_fail,Qos,t)；
统计各个生产厂家各自的电梯总数Nfact，服务器通过函数获取各个生产厂家的电梯故障比率，其中Nfact是该公司的电梯总数。ffact的比率越低，则该生产厂家的信用评级越高；
统计各个维护保修公司负责的电梯总数NQos，通过函数获取各个维修保护公司的故障比率，fQos的比率越低，则该维护保修公司的信用评级越高；
服务器1将上述数据通过传输至手机APP客户端3，通过用户级别设置可阅览和使用的数据量，技监部门等级可以对辖区内所有电梯的运行信息进行判断跟踪，维保部门等级可以对所负责的电梯运行情况进行跟踪，普通用户等级可以查询电梯的安全评级和预约电梯服务。
本实施例的优点在于对电梯进行实时的智能化监控，服务器可以通过加速度信号的变换监控电梯是否存在安全隐患，并对电梯的运行记录，诊断数据，故障信息进行统一管理，同时，为电梯维修保护、生产研发提供有效数据支持；不同等级的用户可以从客户端了解相应的电梯信息，获取电梯的安全评级，客户端还可以直接与监控终端连接，了解近期内电梯的运行信息，当电梯出现故障时，可以通过监控终端与视讯设备连接，实时观察电梯内的情况。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电梯信息监控***，主要由加速度传感器、监控终端、服务器和客户端构成，所述加速度传感器安置在待监控电梯上，且其信号输出端接所述监控终端的信号输入端；所述监控终端与所述服务器通讯连接，其特征在于，所述服务器含有：
采集存储装置：用以采集监控终端传来的每次电梯运行预定时间间隔时刻的加速度信号并存储；
建标装置：用以将每次电梯运行过程中平稳运行阶段的时刻个数根据电梯全程运行过程中平稳运行阶段的时刻个数补满，再将补满时刻个数后的各次电梯运行过程中相同时刻的加速度信号的平均值作为该时刻对应的标准加速度值，并将各预定时间间隔时刻对应的标准加速度值用光滑曲线连接拟合为标准加速度的曲线；
比较装置：用以将采集存储装置实时采集的本次电梯运行各时刻的加速度信号分别与标准加速度的曲线上对应时刻的加速度值进行比较，当其差值的绝对值小于预定阈值时，继续实时采集并再次进行比较；当其差值的绝对值大于等于预定阈值时，启动发送装置；
发送装置：将比较结果发送至客户端。
2.根据权利要求1所述的电梯信息监控***，其特征在于：所述比较装置在继续实时采集并再次进行比较的同时，启动建标装置，将所述本次电梯运行各时刻的加速度信号与原有加速度信号的平均值对应叠加，重新拟合标准加速度曲线。
3.根据权利要求1所述的电梯信息监控***，其特征在于：所述建标装置通过函数获取各预定时间间隔时加速度信号的平均值（a i 为n个时刻点中第i点的加速度，单位为m/s2）。
4.根据权利要求1所述的电梯信息监控***，其特征在于：所述平稳运行阶段为所述采集存储装置连续预定时刻点采集到的电梯相同加速度信号的阶段。
5.根据权利要求1所述的电梯信息监控***，其特征在于：所述比较装置通过函数将本次采集的电梯运行各时刻的加速度信号分别与标准加速度的曲线上对应时刻的加速度值进行差值比较。
6.根据权利要求1所述的电梯信息监控***，其特征在于：还包括差值分析装置：用以遍历所有差值、快速查找绝对值大于等于预定阀值的差值，所述差值分析装置采用Hear小波分析方法，小波形式为，采用的基函数为，通过对差值进行小波变换放大。
7.根据权利要求1所述的电梯信息监控***，其特征在于：所述监控终端通过CAN总线与电梯控制器相连，所述CAN总线用以将电梯控制器的诊断信息通过SAEJ1939的报文格式传输给所述监控终端，所述监控终端保存电梯控制器的诊断信息后通过GPRS定时发送给所述服务器。
8.根据权利要求1或7所述的电梯信息监控***，其特征在于：所述监控终端通过USB总线与电梯内部的视频监控摄像头、LCD显示屏、音频播放器和麦克风连接。
9.一种电梯信息监控***进行监控的方法，在主要由加速度传感器、监控终端、服务器和客户端构成的***中，所述加速度传感器安置在待监控电梯上，且其信号输出端接所述监控终端的信号输入端；所述监控终端与所述服务器通讯连接，其特征在于，所述服务器运行如下步骤：
第一步、采集存储步骤：采集监控终端传来的每次电梯运行预定时间间隔时刻的加速度信号并存储；
第二步、建标步骤：将每次电梯运行过程中平稳运行阶段的时刻个数根据电梯全程运行过程中平稳运行阶段的时刻个数补满，再将补满时刻个数后的各次电梯运行过程中相同时刻的加速度信号的平均值作为该时刻对应的标准加速度值，并将各预定时间间隔时刻对应的标准加速度值用光滑曲线连接拟合为标准加速度的曲线；
第三步、比较步骤：将实时采集的电梯运行各时刻的加速度信号分别与标准加速度的曲线上对应时刻的加速度值进行比较，当其差值的绝对值小于预定阈值时，返回第二步；当其差值的绝对值大于等于预定阈值时，进行下一步；
第四步、发送步骤：将比较结果发送至客户端。
10.根据权利要求9所述的电梯信息监控的方法，其特征在于，所述比较步骤在继续实时采集并再次进行比较的同时，返回建标步骤，将所述本次电梯运行各时刻的加速度信号与原有加速度信号的平均值对应叠加，重新拟合标准加速度曲线。
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