电梯物联网硬件终端设计

发布时间：2020-08-21 15:09

【摘要】：在物联网蓬勃发展的今天,电梯物联网技术也应运而生。传统中的电梯、电缆、终端传感器、无线网路等都不再是一个个孤立的个体,它们被整合统一,成为网格化管理的基础设施。目前,市场上推行的电梯物联网解决方案,大多是在原有的电梯控制系统中添加物联网网关系统,同时在网关系统上添加网络摄像头,人体感应传感器,多媒体体播放器等终端设备组成电梯物联网系统。主要工作原理是电梯相关信息数据通过CAN Bus或者RS485通信传送给物联网网关系统,网关将这些电梯控制系统的数据信息与其本身外接的传感器采集到的数据信息整合后进行数据加密,然后通过无线网络发送到物联网服务器和政府的电梯监管数据平台。不得不承认这种电梯物联网的设计方案大大降低电梯故障发生率,大幅度提高故障处理率。确实在提高了人们乘坐电梯的安全性和舒适性的同时,也改变了人们对电梯维修保养方式,使人们对电梯管理方式变得动态化,从而更加细致。然而,这种“电梯控制系统+物联网网关”的架构仅仅在现有电梯物联网改造中有其优势,因为已经投入使用的电梯要更换具有电梯物联网功能的控制系统难度很大。但是从电梯物联网技术发展趋势来看,现有的电梯物联网架构增大了电梯安装空间和难度,还大大增加了电梯成本,不利于产品长远发展和推广。从系统稳定性来看,电梯安装现场环境比较复杂,信号噪声干扰较多,电磁干扰比较严重,导致目前的电梯物联网体统传输错误率较高,另外设备数量越多越增加了系统的不稳定性,抗干扰能力越差。因此,为追求更加稳定可靠的电梯控制系统和电梯物联网信息传输系统,需要研发一款高可靠性、安装调试简单、成本低、架构简单的电梯物联网终端。更好的利用信息化手段取代人力管理,将为建设环保社会、节约社会资源提供了有力的帮助。目前本论文研发设计的电梯物联网终端一体机AIO-E1.0,将电梯控制系统、电梯安全模块、DDR3 DRAM存储模块、4G无线通信模块、HDMI高清显示接口、网络摄像头等传感器终端集成于一体,是电梯物联网整体解决方案。AIO-E1.0板通过CAN Bus总线或者RS485总线与电梯控制装置、位置显示装置、平层装置、选层装置、4G通信模块等进行数据传输。通过电梯五方通话系统实现管理中心主机、电梯轿厢、电梯机房分机、电梯顶部、电梯井道底部五方之间的通话。电梯运行状态,主要部件使用信息和终端传感器采集数据信息等通过4G无线网络通信技术发送给电梯安全监控平台,实现对电梯的全面集中地远程监测和管理。电梯物联网终端一体机AIO-E1.0具有安装调试成本低、高可靠性、网络化、智能化等特点,将成为电梯物联网产品市场的新宠。由于本设计核心板运行速度高达1GHz,DDR3存储模块数据传送速度达到1600MGbps,HDMI高清显示电路具有5Gbps的传输带宽,本设计中涉及了AD、DA信号处理电路,所以对信号完整性的要求较高。另外电梯安装现场的电气环境比较恶劣,电磁干扰源和信号噪声比较多,更加加大了设计难度。本文主要从电梯物联网硬件终端设计中涉及到电磁兼容(EMC)、电磁干扰(EMI)和信号完整性等方面着手,从理论上分析电磁兼容产生的原理,运用公式推导找出改善方法,并通过实际验证分析改善方法的基本效果,从而开发一款稳定的电梯物联网终端系统。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU857;TP391.44;TN929.5
【图文】：

保社会、节约社会资源提供了有力的帮助。并对电梯谐社会，起到了一定作用[1]。网(Internet of Elevator&Escalator)是指按一定的通信备，如红外传感器、射频识别(RFID)设备、全球定位等装置与互联网结合，从而搭建起来的网络。电梯物器协作实施实时监测和采集针对监测对象的各种信做出相应反应，并通过无线通信网络与监管服务中网综合了传感技术、嵌入式软硬件技术、以太网、无技术等，但目前国内各大电梯企业采用的采用的电梯GatewayIoEconverterVoiceVideoCAN bus RS485TIM3TCP/IPI/OtkEC IoE sData protectionAW(Elevator ConverterData protection

硕士学位论文 信转化为 RS485 通信，然后发送给物联网网管板。同时网关体红外传感器、射频识别(RFID)设备等传感器收集相关信息发送过来的电梯相关信息，通过数据加密保护，发送企业电梯通过 API 接口或者 Web service 接口与政府电梯安全运行监测。物联网采用的电梯控制系统+物联网网关的架构，是基于旧梯实现电梯物联网功能，更换原有的电梯控制系统难度很大。只的基础上添加物联网网关设备。但从新梯安装角度来看， 这增大了电梯安装空间和难度，还大大增加了电梯成本。另外系统的不稳定性，抗干扰能力越差。由于电梯安装现场环境缆线路上噪声较多，电磁干扰比较严重，因此这种电梯控制信息传输错误率较高，为追求稳定可靠的信息传输质量，采取了设计成本和设计难度。

第 11 页图 2-1AIO-E1.0 系统架构示意图Fig.2-1 The structure of AIO-E1.0 operating system

【参考文献】

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本文编号：2799530