电梯物联网信息采集的技术特征及其应用

电梯物联网信息采集的技术特征及其应用摘要：电梯运行数据信息体系包括基础数据的信息采集系统、端到端的智能物联体系以及信息传送和数据处理系统。电梯基础数据的信息采集包括电梯运行信息、维护保养信息、故障报警和救援信息等电梯使用过程中基本信息的采集，是电梯物联的感知环节，也是其基础。本文对电梯物联网信息采集的技术特征及其应用进行探讨。关键词：电梯物联网；信息采集；技术特征1问题的提出电梯实现基于互联网技术的智能物联，是建设智慧城市的需要，也是电梯成为物联时代智能节点的象征。物联互通、智能化是运用大数据、云计算等信息技术从而实现数据信息互通、分析预测结果的载体和平台，而数据信息的采集则是源头感知，是实现电梯物联目的的基础。2015年，国家发文要求推进重要产品追溯体系建设（国办发〔2015〕95号文），其中指出特种设备应以电梯等为重点推进追溯数据的互联互通；2018年，国家又专门对电梯质量安全工作提出要求（国办发〔2018〕8号文），其中明确指出"运用大数据、物联网等信息技术，构建电梯安全公共信息服务平台，建立以故障率、使用寿命为主要指标的电梯质量安全评价体系，逐步建立电梯全寿命周期质量安全追溯体系，实现问题可查、责任可追，发挥社会监督作用〃。截至2018年底，我国在用电梯已超过600万台，电梯安全质量已经成为全社会高度关注的焦点之一，也是电梯行业动能转换、产品结构调整的终极目标。故此，建立并完善以电梯质量安全评价体系、安全追溯体系为核心的电梯物联信息系统对于电梯行业的持续发展和创新驱动具有重要意义。电梯安全运行数据信息体系对于企业而言，能够用于本企业电梯产品远程安全监测应用平台的数据信息处理，接收设备的故障、事件、报警数据或者查询设备实时运行状态、统计信息等；对于监管机构或部门而言，能够用于以保障公共安全为目的所设立的对设备进行安全监督管理的应用平台，通过企业应用平台接收或查询标准规定的数据信息。电梯安全运行数据信息体系包括基础数据的信息采集系统、端到端的智能物联体系以及信息传送和数据处理系统。电梯基础数据的信息采集则包括电梯运行信息、维护保养信息、故障报警和救援信息等电梯使用过程中基本信息的采集。2电梯物联网数据信息的采集方式和其技术特征2.1通讯协议方式采用制造厂家通讯协议作为电梯物联数据相关信息的采集、识别和处理的方式常用于制造厂自身产品或者由其授权的使用者，此类方法安全可靠、裁量自由，但往往仅适用于某类产品或品牌电梯。GB/T24476-2017《电梯、自动扶梯和自动人行道物联网的技术规范》第5.14条规定，设备制造商应通过设备制造商应用平台向电梯安全运行监管平台提供本标准规定的信息，或者设置符合5.2规定的类型为RS-485的公共输出端口。在应用范围中该标准规定，本标准不适用于涉及音频、视频、图像等信号的采集与传输。可见，采用制造厂家通讯协议的相关数据信息作为电梯物联数据信息的采集、识别和处理的方式一般不具备普适性。2.2传感器数据信息采集方式传感技术是一种用于从信息源获取信息，并对之进行处理、转换和识别的技术。从物联网技术的角度来看，传感器、计算机、通讯并称为信息产业的三大支柱。像人体5大类感觉器官一样，传感器大致也分为视觉传感、听觉传感、嗅觉传感、味觉传感和触觉传感。可用于电梯物联的传感器包括应变式传感器，感应式传感器，光电传感器，电磁传感器，声、光、热和振动传感器以及新型人工智能识别传感等。传感器方式作为电梯物联数据信息的采集装置在目前具有一定的应用场合。首先，现代电梯一般采用计算机控制技术，其信号控制采用通讯方式，而厂牌的多样性和厂家对其数据安全性的考虑，数据信息的采集往往难以实现；再者，在用电梯当中，仍然有相当数量电梯采用继电器-接触器或PLC控制。故此，电梯物联采用传感器采集数据信息还是有不小的市场机会。2.3图像识别技术图像识别技术是人工智能技术的一个重要应用领域。其主要研究内容是，通过对设定目标或场景的图像进行识别，经过“算法+芯片+云〃的处理过程，相关图像能够实现二维/三维或A/D（模数转换）转换。图像识别技术在物联电梯信号采集方面的技术特征和应用范围叙述如下。在电梯轿厢、机房、井道等位置设置图像识别设备（视觉传感器），对这些部位的人、物、行为以及场景在动作时进行图像识别，系统软件采用对比法与预先定义的要素进行匹配。预先定义的要素可采用贝叶斯法则：p（A/B）=p（B/A）xp（A）/p（B）。公式表示：在B事件发生的条件下A事件发生的条件概率，等于A事件发生条件下B事件发生的条件概率乘以A事件的概率，再除以B事件发生的概率。算法模型的基本原理是：（1）从基于经验和知识的假设出发，找出可能性概率；（2）通过定义和匹配，找出可能性的多少。图像识别技术用于物联电梯的数据信号采集和处理能够实现"接受设备的故障、事件、报警数据或者查询设备实时运行状态、统计信息等（GB/T24476-2017中的第3.2条广，其经过处理的数据能够用于"运用大数据、物联网等信息技术，构建电梯安全公共信息服务平台，建立以故障率、使用寿命为主要指标的电梯质量安全评价体系（国办发〔2015〕95号文广，以及电梯全寿命周期质量安全追溯体系，实现问题可查、责任可追的社会监督作用。图像识别用于物联电梯的信号采集，具有"与设备本身的电气线路无任何连接〃且无关通讯的特点。与外加传感器形式相比，图像采集技术具有如下特点：⑴避免了与设备本身的电气线路包括部件关联可能产生的电气故障或机械故障；（2）数据信号采集简单，可设置为仅在标定的行为或动作时采集，简化了硬件成本；（3）计算机算法模数转换，有利于云平台、大数据的应用；（4）可同时生成二维/三维图像，出现纠纷时其可作为证据。缺点是：（1）对图像现场有光线、环境等要求，使用场景受到一定限制；（2）受到前期“条件概率〃和“模型要素〃的假定，可能需要通过技术迭代逐渐成熟；（3）专用芯片和系统架构的设计开发目前只能借用其他行业的成熟产品等。图像识别技术目前在其他领域已经得到成熟应用，如采用高斯架构的图像识别处理器能够完成编码为1080画质、每秒30帧的图像处理要求，三维抓拍识别技术已经成熟地应用于人脸识别、人体识别、姿态判断和精准搜索，成为智慧城市、智能物联的有效技术手段，相关技术和手段完全能够直接用于图像识别技术的电梯运行信号采集和处理。图像识别技术用于电梯信号采集也应该注意相关标准的要求，如：GB/T24476-2017《电梯、自动扶梯和自动人行道物联网的技术规范》第5.2.1条规定："监测终端应与设备之间采取隔离措施，监测终端不能影响设备的正常运行”；第5.2.3条规定："如果为非制造商提供的检测终端，其电源应取自设备供电电源开关的前端〃。图像识别技术的感知端也是一种传感器，也应该注意前面所述的传感器采集电梯信号的相关问题以及应用场合。另外，为了使信号采集装置对电梯设备产生最小干扰的电磁发射水平和保证适当的电磁抗扰度水平，在设计图像识别系统时，应考虑GB/T24807-2009《电磁兼容电梯、自动扶梯和自动人行道的产品系列标准发射》与GB/T4808-2009《电磁兼容电梯、自动扶梯和自动人行道的产品系列标准抗扰度》的相关要求。2019两会期间，国家提出"智能+”，这是继2015年国家提出"互联网+”，2017年提出"数字经济〃之后的又一次有关信息技术革命的倡导。作为一切信息的感知层也是万物互联基础的数据采集技术，其重要性不言而喻。结束语运用大数据、云平台、物联