电梯遥测遥检系统中检测装置的设计与实现

发布时间：2020-05-28 02:35

【摘要】：当今社会,电梯已经成为人们日常生活中不可缺少的代步工具,电梯在给人们带来便利的同时,也存在着一些安全隐患,对人们的生命安全造成威胁。为了使电梯检测人员可以提前发现潜在的故障因素,降低电梯故障的发生频率,需要对电梯进行定期检验。本文针对现有电梯检验方式下出现的耗时长、效率低、易出错等问题,利用嵌入式技术和无线通信技术,开发用于电梯遥测遥检系统中的现场检测装置,实现电梯安全性信息的快速采集和检测结果的自动上传,提高电梯检验的客观准确性和工作效率,缓解检验人员的劳动强度。本文首先介绍了课题的研究背景以及意义,概述了国内外电梯检测系统的发展现状,并总结了本文的主要研究内容。之后,通过分析特检院和国家电梯检测标准确定了检测装置的设计需求,完成了电梯检测装置总体方案的设计和部分关键器件的选型。本文设计的电梯检测装置分为电梯检测手持终端和采集板两个部分,本文对这两个部分软硬件的设计与实现进行了详细的说明。电梯检测的手持终端以STM32F4为核心,搭载传感器用于采集电梯的温湿度信息,光照信息,平层误差,曳引机的电压电流以及扫描电梯的条形码数据,采集结束后手持终端通过GPRS通信模块将检测结果上传到检测中心的后台服务器上。手持终端的软件设计主要包括底层硬件模块的驱动,基于STemwin GUI库的界面设计以及基于UCOSIII操作系统的任务设计与管理。特别地,本文给出了基于高度差原理的非接触式平层误差检测方案,提高了平层误差的检测效率,并提出了基于地址表的改进的数据存储策略,用以提高历史记录的查询效率。采集器放置在轿厢地面上工作,同样以STM32F4单片机为核心,接受手持终端的控制,负责采集电梯的振动信息和运行声响信息,并通过蓝牙将检测结果发送到手持终端上。采集器的软件设计主要集中于对电梯振动信号和声响信号的处理与分析,本文提出了基于小波去噪原理的加速度信号处理方式,用以过滤原始信号中的高频噪声,并通过梯形积分法计算电梯的运行速度,通过最小二乘法划分电梯运行过程,结合FFT快速傅里叶变换和ISO频率计权计算电梯振动峰峰值。本文还详细介绍了对电梯运行声响信号的A计权处理过程。最后本文对电梯检测装置的检测功能,通讯功能和功耗进行了测试,结果显示检测装置满足设计的需求。
【图文】：

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) EVA625 电梯/扶梯振动和噪声分析仪 (b) 德国 ADIASYSTEM 检测系统，国内电梯智能检测装置的发展起步较晚，还没有成熟的产品面向市究的多功能智能化电梯检测装置具有重要的实用价值和应用前景。容源于江苏省科技计划支撑项目——“电梯安全性遥测遥检系统关键技项目（项目编号：BE2014728)。遥检系统是联结电梯检验现场与电梯检验中心的检验系统，包括电梯，检测结果的远程传输，检测报告的自动生成与管理以及电梯安全程度本课题的研究内容是设计一套用于电梯定期检验时采集电梯运行参数的电梯遥测遥检系统提供电梯现场的采集参数，为后期数据处理和安全状靠的数据来源。该检测装置操作简单、方便携带、功能齐全且具备数据它的工作原理是，首先扫描电梯的二维条形码，得到电梯的型号，厂商信息；再对电梯运行的各状态信息和乘坐舒适性信息进行测量，主要包温湿度信息，轿厢内不同高度的照度信息，电梯停靠站时的平层误差，速度信息，速度信息和三轴的振动信息，电梯运行时和开关门时的声响信的电压电流。采集结果以图形图表的方式直观地显示出来，并能自动上心的服务器中用于进一步地分析。

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责维护、保存和计算电梯各安全信息，分析电梯安全状态，反馈给检测装置，自动生成检测报告。本文主要负责开发用于现场操作的电梯检测装置。根据检测项目的功能需求，将检测装置设计成两部分组成：手持终端与采集器。为了方便检测人员的操作，电梯检测装置做成手持设备，配备有良好的人机交互界面，负责完成电梯温湿度、光照强度、平层误差、曳引机电压电流的检测任务以及条形码扫描的工作。而振动检测和声响检测放置在电梯采集器上完成，因为如果将振动检测和声响检测集成在手持终端上，检测人员拿着设备检测的话，人体的抖动或活动会影响测量的结果，因此采用手持终端和采集器结合的方式检测电梯所有的运行数据。手持终端配备有人机交互界面，是检测装置的核心，用于控制采集器工作，与后台服务器进行数据交互，是联系采集器和后台服务器的中继。当检测人员在现场时，首先用手持终端扫描电梯门上的条形码，用于获取当前检测电梯的信息，比如电梯的型号，厂商以及出厂日期等，，再使用手持终端配有的各传感器检测轿厢内的温湿度信息，不同高度的光照信息，电梯的平层误差和曳引机的电压电流，采集结果以数字或图表的方式在手持终端上直观地显示出来。采集器放置在电梯轿厢地板上，接收手持终端的控制，完成电梯在运行过程中的加速度，速度和振动信息的检测，以及电梯运行和开关门时的声响信息的采集，检测完成后采集器将检测结果发送给手持终端。最后手持终端将所有的检测数据打包发送到后台服务器上，并获取服务器分析出的电梯安全评估结果。此外，手持终端还支持对历史检测数据的存储和查询功能，并且具有应急照明和拍摄照片的功能。电梯检测装置总体方案设计示意图如图 2-1 所示。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU857

【参考文献】