一種基于寬帶數據通信技術的電梯物聯網系統及控制方法與流程

本發明涉及電梯物聯網領域，尤其涉及的是一種基于寬帶數據通信技術的電梯物聯網系統及控制方法。

背景技術：

隨著有線網絡及無線網絡的普及，國家大力支持和發展物聯網產業鏈，電梯生產廠家也逐漸意識到電梯的很多數據和信息同樣也可以采用物聯網的方式實現遠程管理和監測，這樣不僅降低了管理和維護成本，同時還實現了對電梯管理的網絡化、遠程化。傳統的電梯物聯網方案采用低速率的數據傳輸方案，隨著現代化終端設備的不斷涌現，現代化的電梯已不再是一個單純的服務于人們方便快捷的上下樓的功能，現代化的電梯已經轉變為一個集樓宇安全、媒體服務、廣告傳媒等于一體的網絡化、信息化的特種設備。傳統的物聯網解決方案根本無法滿足現代化電梯的大量數據和信息多樣化的傳輸要求，此外，老舊樓宇沒有有線寬帶或者新樓宇不方便鋪設有線寬帶，各個樓宇電梯之間的物聯網架構難以建立起來；現有電梯的數據傳輸可靠性不高、不夠穩定，而電梯這一特種設備對于運行的可靠性要求是相當高的。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種基于寬帶數據通信技術的電梯物聯網系統及控制方法，以解決如下技術問題：現有的物聯網解決方案無法滿足現代化電梯的大量數據和信息多樣化的傳輸要求；老舊樓宇沒有有線寬帶或者新樓宇不方便鋪設有線寬帶，各個樓宇電梯之間的物聯網架構難以建立；現有電梯的數據傳輸可靠性不高、不夠穩定。

本發明的技術方案如下：

一種基于寬帶數據通信技術的電梯物聯網系統，其中，包括

STU無線數據采集傳輸終端，采集電梯控制柜輸出的電梯運行狀態信息，并將電梯運行狀態信息封裝后進行傳輸；

TMCS后臺通信服務系統，對所述STU無線數據采集傳輸終端的相關狀態及參數進行實時的修改、管理和同步，對同步后的STU無線數據采集傳輸終端的信息進行存儲和管理；

電梯井道PLC數據傳輸裝置，為傳輸載體進行數據傳輸；

樓宇無線數據通信終端，將各樓宇連接成一個本地的無線局域網，通過無線局域網將各樓宇間的電梯數據傳輸至一個統一的對外傳輸通信口；

所述STU無線數據采集傳輸終端、TMCS后臺通信服務系統、電梯井道PLC數據傳輸裝置和樓宇無線數據通信終端之間通信連接。

所述的基于寬帶數據通信技術的電梯物聯網系統，其中，還包括呼梯系統、多媒體信息發布管理系統和多媒體信息發布終端。

所述的基于寬帶數據通信技術的電梯物聯網系統，其中，所述STU無線數據采集傳輸終端包括與電梯控制柜進行物理對接的總線接口、用于處理采集數據的ERMD模塊、HAWK應用模塊和本地局域網WEB管理模塊，所述ERMD模塊對電梯數據進行解析、加密和打包處理，所述HAWK應用模塊對ERMD模塊處理過的電梯數據包進行RDCP協議的可靠性數據包封裝，利用網絡與TMCS后臺通信服務系統建立安全數據傳輸通道通過RDCP可靠傳輸協議將數據包傳輸至TMCS后臺通信服務系統，用戶通過所述本地局域網WEB管理模塊直接對STU無線數據采集傳輸終端進行參數配置修改、狀態監測、固件升級、用戶管理、ERMD模塊參數配置和ERMD模塊狀態監測。

所述的基于寬帶數據通信技術的電梯物聯網系統，其中，所述TMCS后臺通信服務系統包括TMCS通信模塊、VOIP模塊、流媒體模塊、定位模塊和管理模塊，所述TMCS通信模塊建立及維護與所述STU無線數據采集傳輸終端之間的通信鏈路，并動態管理STU無線數據采集傳輸終端的注冊、登陸、數據傳輸、STU無線數據采集傳輸終端的心跳檢測、參數修改和設備固件升級，所述管理模塊包括Mysql數據庫，所述Mysql數據庫提供數據存儲空間。

所述的基于寬帶數據通信技術的電梯物聯網系統，其中，所述VOIP模塊用于電梯的轎廂與緊急呼叫中心之間的語音通信，轎廂內發起呼叫時通過HAWK應用模塊與TMCS通信模塊之間建立通信鏈路發送呼叫命令至所述VOIP模塊，VOIP模塊自動建立起兩端通信鏈路并維持通路；所述流媒體模塊用于建立電梯轎廂內的數字攝像頭及監控中心之間數字流媒體視頻流傳輸通道， TMCS通信模塊發送指令至指定的STU無線數據采集傳輸終端，STU無線數據采集傳輸終端接收到指令后從數字攝像頭獲取視頻流并將視頻流推送至所述流媒體模塊，流媒體模塊將視頻流轉發至客戶端；所述定位模塊用于確定STU終端設備當前的具體位置，通過返回經度和緯度的形式確定位置信息。

所述的基于寬帶數據通信技術的電梯物聯網系統，其中，所述電梯井道PLC數據傳輸裝置包括A端PLC接入設備和與所述A端PLC接入設備連接的B端PLC接入設備，所述A端PLC接入設備和B端PLC接入設備均設置有與電梯控制柜和轎廂連接的總線接口、配置管理模塊和通過載波方式將模擬信號或數字信號進行傳輸的電纜傳輸載波功能模塊，所述總線接口、配置管理模塊和電纜傳輸載波功能模塊之間通信連接，所述A端PLC接入設備和B端PLC接入設備之間設置有工作鏈路，所述A端PLC接入設備和B端PLC接入設備之間通過所述工作鏈路傳輸電梯運行數據，所述A端PLC接入設備和B端PLC接入設備之間還設置有在所述工作鏈路失效或發生故障時代替工作鏈路進行數據傳輸的保護鏈路，所述工作鏈路和保護鏈路為直流電力線。

所述的基于寬帶數據通信技術的電梯物聯網系統，其中，所述電梯井道PLC數據傳輸裝置還包括保護倒換檢測模塊，所述保護倒換檢測模塊每隔一段時間向工作鏈路發送心跳信號以確認工作鏈路是否正常運作，在工作鏈路失效或發生故障時切換到保護鏈路進行數據傳輸。

所述的基于寬帶數據通信技術的電梯物聯網系統，其中，所述多媒體信息發布管理系統用于遠程管理和發布多媒體信息，多媒體信息發布管理系統包括系統管理子系統、用戶廣告發布與管理子系統和終端管理與數據傳輸子系統；所述多媒體信息發布終端設置于各電梯轎廂內，用于展示和播放由多媒體信息發布管理系統發布的指定節目信息 ；所述呼梯系統集成于所述多媒體信息發布終端上。

一種基于寬帶數據通信技術的電梯物聯網系統的控制方法，其中，包括以下步驟：

步驟A00：注冊STU無線數據采集傳輸終端的ID，TMCS通信模塊讀取配置后獲取TMCS數據庫初始配置，應用服務器向TMCS通信模塊發出應用服務器連接請求，TMCS通信模塊給予連接回應，STU無線數據采集傳輸終端建立連接并向TMCS通信模塊發送登錄請求，TMCS通信模塊將設備相關信息寫入TMCS數據庫，TMCS通信模塊進行登陸配置同步；

步驟B00：STU無線數據采集傳輸終端向TMCS通信模塊發送在線心跳請求，TMCS通信模塊發送心跳回應；

步驟C00：TMCS通信模塊發送遠程修改STU配置請求，TMCS通信模塊同步配置到TMCS數據庫，STU無線數據采集傳輸終端向TMCS通信模塊發送修改配置回應；

步驟D00：STU無線數據采集傳輸終端向TMCS通信模塊透傳數據信息，TMCS通信模塊將數據透傳給應用服務器，TMCS通信模塊發送數據傳輸回應；

步驟E00：乘客在轎廂內發起呼叫時通過HAWK應用模塊與TMCS通信模塊之間建立的通信鏈路發送呼叫命令至VOIP模塊，VOIP模塊發出呼叫回應并自動建立起兩端通信鏈路；監控中心需要查看指定電梯的監控視頻時通過TMCS通信模塊發送指令至指定的STU無線數據采集傳輸終端，STU無線數據采集傳輸終端接收到指令后從數字攝像頭獲取視頻流并將視頻流推送至TMCS后臺通信服務系統的流媒體模塊，流媒體模塊將視頻流轉發至客戶端;

步驟F00：STU無線數據采集傳輸終端向TMCS通信模塊發送下線請求，TMCS通信模塊發出下線回應。

本發明的有益效果：本發明通過提供一種基于寬帶數據通信技術的電梯物聯網系統及控制方法，使電梯設備網絡化，實現了遠程對電梯的運行狀態實時監控，能盡早發現電梯存在的問題，及時對故障進行檢修；PLC數據傳輸裝置利用直流電力線進行數據傳輸，大大提高了數據的傳輸效率及數據帶寬，傳輸距離長、速率高，省去了傳統電梯的控制電纜，減少了隨行電纜的數量，不但降低能耗而且節約了原材料和施工的成本；PLC數據傳輸裝置設置了兩路數據傳輸鏈路，在正常的工作數據傳輸鏈路出現故障或失效的情況下切換到備用數據傳輸鏈路繼續進行數據傳輸，確保數據傳輸鏈路的安全可靠，提高了數據的連續性和穩定性。

附圖說明

圖1是本發明中STU無線數據采集傳輸終端的結構示意圖。

圖2是本發明中TMCS后臺通信服務系統的結構示意圖。

圖3是本發明中電梯井道PLC數據傳輸裝置的結構示意圖。

圖4是本發明中多媒體信息發布管理系統的結構示意圖。

圖5是呼梯系統和多媒體信息發布終端的結構示意圖。

圖6是本發明中控制方法的流程圖。

圖7是本發明的整體結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發明進一步詳細說明。

參閱圖1至圖5和圖7，本發明提供一種基于寬帶數據通信技術的電梯物聯網系統，其中，包括

STU無線數據采集傳輸終端1，采集電梯控制柜輸出的電梯運行狀態信息，并將電梯運行狀態信息封裝后進行傳輸；

TMCS后臺通信服務系統2，對所述STU無線數據采集傳輸終端的相關狀態及參數進行實時的修改、管理和同步，對同步后的STU無線數據采集傳輸終端1的信息進行存儲和管理；

電梯井道PLC數據傳輸裝置3，為傳輸載體進行數據傳輸；

樓宇無線數據通信終端（圖中未標示），將各樓宇連接成一個本地的無線局域網，通過無線局域網將各樓宇間的電梯數據傳輸至一個統一的對外傳輸通信口，傳統的安裝處理方法是在每個電梯的機房都安裝有STU無線數據采集傳輸終端1，這種方式將提升應用成本，需要為每個STU無線數據采集傳輸終端1分配SIM卡及占用數據流量資源，本發明通過采用樓宇無線數據通信終端所有樓宇只需要一個STU無線數據采集傳輸終端1即可把有電梯的數據傳輸至后臺服務器，大大節約了安裝成本，同時通過樓宇無線數據通信終端除了可傳輸電梯的數據信息以外，還可以將樓宇的其它需要傳輸的信息數據進行網絡傳輸，真正達到了信息傳遞物聯網的效果。

STU無線數據采集傳輸終端1、TMCS后臺通信服務系統2、電梯井道PLC數據傳輸裝置3和樓宇無線數據通信終端之間通信連接，本發明還包括呼梯系統4、多媒體信息發布管理系統5和多媒體信息發布終端6。

參閱圖1，進一步地，STU無線數據采集傳輸終端1包括與電梯控制柜通過CAN總線、RS422、RJ45以太網等接口進行物理對接的總線接口100、用于處理采集數據的ERMD模塊101、HAWK應用模塊102和本地局域網WEB管理模塊103， ERMD模塊101對電梯數據進行解析、加密和打包處理，所述HAWK應用模塊102對ERMD模塊101處理過的電梯數據包進行RDCP協議的可靠性數據包封裝，利用2G\3G\4G網絡與TMCS后臺通信服務系統2建立安全數據傳輸通道通過RDCP可靠傳輸協議將數據包傳輸至TMCS后臺通信服務系統2，用戶通過本地局域網WEB管理模塊103直接對STU無線數據采集傳輸終端1進行參數配置修改、狀態監測、固件升級、用戶管理、ERMD模塊101參數配置和ERMD模塊101狀態監測，這樣，用戶就可以遠程查看STU無線數據采集傳輸終端1的參數、狀態以及做出相應修改。

參閱圖2，所述TMCS后臺通信服務系統2包括TMCS通信模塊200、VOIP模塊201、流媒體模塊202、定位模塊203和管理模塊204，所述TMCS通信模塊200建立及維護與所述STU無線數據采集傳輸終端1之間的通信鏈路，并動態管理STU無線數據采集傳輸終端1的注冊、登陸、數據傳輸、STU無線數據采集傳輸終端的心跳檢測、參數修改和設備固件升級，管理模塊204包括Mysql數據庫，所述Mysql數據庫提供數據存儲空間。

VOIP模塊201用于電梯的轎廂與緊急呼叫中心之間的語音通信，當轎廂內的乘客發生被困于轎廂內等突發狀況時，轎廂內發起呼叫通過HAWK應用模塊102與TMCS通信模塊200之間建立通信鏈路發送呼叫命令至所述VOIP模塊201，VOIP模塊201自動建立起兩端通信鏈路并維持通路，保證了電梯運行的安全性以及出現突發狀況時能及時救援乘客；流媒體模塊202用于建立電梯轎廂內的數字攝像頭及監控中心之間數字流媒體視頻流傳輸通道， TMCS通信模塊200發送指令至指定的STU無線數據采集傳輸終端1，STU無線數據采集傳輸終端1接收到指令后從數字攝像頭獲取視頻流并將視頻流推送至所述流媒體模塊，流媒體模塊將視頻流轉發至客戶端；定位模塊203用于確定STU終端設備當前的具體位置，通過返回經度和緯度的形式確定位置信息。

以下為STU無線數據采集傳輸終端1和TMCS后臺通信服務系統2的工作流程：

STU無線數據采集傳輸終端1上電啟動，啟動HAWK應用模塊102，連網后HAWK應用模塊102登錄TMCS后臺通信服務系統2，登陸成功后發送STU心跳包，判斷心跳正常后繼續進行數據采集和傳輸，創建基站定位服務線程后連接TMCS后臺通信服務系統2的定位模塊203，，獲取GPS經度和緯度后修改STU設備的本地經度、緯度配置數據，同步配置到TMCS通信模塊200，ERMD模塊101采集數據后對電梯數據進行解析、加密和打包處理， HAWK應用模塊102對ERMD模塊101處理過的電梯數據包進行封裝，利用2G\3G\4G網絡與TMCS后臺通信服務系統2建立安全數據傳輸通道通過RDCP可靠傳輸協議將數據包傳輸至TMCS后臺通信服務系統2，VOIP模塊201發送呼叫命令，流媒體模塊202發送視頻流命令，HAWK應用模塊監聽到上述命令后相應動作。

參閱圖3，電梯井道PLC(Power Line Carrier,即電力線通信技術)數據傳輸裝置3包括A端PLC接入設備30和與所述A端PLC接入設備30連接的B端PLC接入設備31，所述A端PLC接入設備30和B端PLC接入設備31均設置有與電梯控制柜和轎廂連接的總線接口301、配置管理模塊302和通過載波方式將模擬信號或數字信號進行傳輸的電纜傳輸載波功能模塊303，總線接口301、配置管理模塊302和電纜傳輸載波功能模塊303之間通信連接，所述A端PLC接入設備30和B端PLC接入設備31之間設置有工作鏈路32，所述A端PLC接入設備30和B端PLC接入設備31之間通過所述工作鏈路32傳輸電梯運行數據，所述A端PLC接入設備30和B端PLC接入設備31之間還設置有在所述工作鏈路32失效或發生故障時代替工作鏈路32進行數據傳輸的保護鏈路33。由于設置了保護鏈路33，工作鏈路32不能正常工作時馬上切換到保護鏈路33繼續進行數據傳輸，保證了電梯的數據傳輸過程不會因突發狀況而中斷，確保了電梯運行中數據傳輸的可靠性和連續性，提高了電梯的安全性。為了讓數據傳輸速率可以有較大提升，工作鏈路32和保護鏈路33為直流電力線，這樣，直流電力線為傳輸載體進行數據傳輸，傳輸距離可達350m，電力線上寬帶速率可達200Mbps，完全可以滿足對音視頻數據、廣告數據等大數據的傳輸需求，而且還節省了傳統的電梯控制電纜，降低了使用和安裝成本。

為了可以實時監測到工作鏈路32的運行狀況，在本實施例中，電梯井道PLC數據傳輸裝置3還包括保護倒換檢測模塊34，保護倒換檢測模塊34每隔一段時間向工作鏈路32發送心跳信號以確認工作鏈路32是否正常運作，若工作鏈路32正常工作則會返回回應信號，若工作鏈路32無返回回應信號則說明工作鏈路32失效或發生故障，這時切換到保護鏈路33進行數據傳輸。進一步地，若保護倒換檢測模塊34向工作鏈路32發送心跳信號的間隔時間太長則導致反應時間過長而起不到監測的作用，經技術人員通過反復試驗，保護倒換檢測模塊34每隔0.5s向工作鏈路32發送心跳信號最為適宜。

參閱圖4，多媒體信息發布管理系統5用于遠程管理和發布多媒體信息，多媒體信息發布管理系統5包括系統管理子系統500、用戶廣告發布與管理子系統501和終端管理與數據傳輸子系統502。

參閱圖5，所述多媒體信息發布終端6設置于各電梯轎廂內，用于展示和播放由多媒體信息發布管理系統發布的指定節目信息，多媒體信息發布終端6利用電梯井道內PLC設備鋪設的高速通道獲取或下載廣告資源，多媒體信息發布終端6采用Android系統平臺，支持播放圖片、視頻、文字等功能，支持本地外插SD卡存儲播放功能。呼梯系統4為觸摸按鍵式呼梯系統，通過觸摸屏觸發事件，并通過RS232/RS485接口將呼梯事件傳送給電梯控制柜，替換了傳統的物理按鍵式呼梯方式，集成于所述多媒體信息發布終端6上，智能化程度高，操作更為簡便快捷。

參閱圖6，本發明還提供一種基于寬帶數據通信技術的電梯物聯網系統的控制方法，其中，包括以下步驟：

步驟A00：注冊STU無線數據采集傳輸終端1的ID，TMCS通信模塊200讀取配置后獲取TMCS數據庫初始配置，應用服務器向TMCS通信模塊200發出應用服務器連接請求，TMCS通信模塊200給予連接回應，STU無線數據采集傳輸終端1建立連接并向TMCS通信模塊200發送登錄請求，TMCS通信模塊200將設備相關信息寫入TMCS數據庫，TMCS通信模塊200進行登陸配置同步；

步驟B00：STU無線數據采集傳輸終端1向TMCS通信模塊200發送在線心跳請求，TMCS通信模塊200發送心跳回應，確保通信傳輸暢通；

步驟C00：TMCS通信模塊200發送遠程修改STU配置請求，TMCS通信模塊200同步配置到TMCS數據庫，STU無線數據采集傳輸終端1向TMCS通信模塊200發送修改配置回應；

步驟D00：STU無線數據采集傳輸終端1向TMCS通信模塊200透傳數據信息，TMCS通信模塊200將數據透傳給應用服務器，TMCS通信模塊200發送數據傳輸回應；

步驟E00：乘客在轎廂內發起呼叫時通過HAWK應用模塊102與TMCS通信模塊200之間建立的通信鏈路發送呼叫命令至VOIP模塊201，VOIP模塊201發出呼叫回應并自動建立起兩端通信鏈路；監控中心需要查看指定電梯的監控視頻時通過TMCS通信模塊200發送指令至指定的STU無線數據采集傳輸終端1，STU無線數據采集傳輸終端1接收到指令后從數字攝像頭獲取視頻流并將視頻流推送至TMCS后臺通信服務系統2的流媒體模塊202，流媒體模塊202將視頻流轉發至客戶端;

步驟F00：STU無線數據采集傳輸終端1向TMCS通信模塊200發送下線請求，TMCS通信模塊200發出下線回應。

本發明通過提供一種基于寬帶數據通信技術的電梯物聯網系統及控制方法，使電梯設備網絡化，實現了遠程對電梯的運行狀態實時監控，能盡早發現電梯存在的問題，及時對故障進行檢修；PLC數據傳輸裝置利用直流電力線進行數據傳輸，大大提高了數據的傳輸效率及數據帶寬，傳輸距離長、速率高，省去了傳統電梯的控制電纜，減少了隨行電纜的數量，不但降低能耗而且節約了原材料和施工的成本；PLC數據傳輸裝置設置了兩路數據傳輸鏈路，在正常的工作數據傳輸鏈路出現故障或失效的情況下切換到備用數據傳輸鏈路繼續進行數據傳輸，確保數據傳輸鏈路的安全可靠，提高了數據的連續性和穩定性。

應當理解的是，本發明的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。