基于多传感器信息融合的电梯监控系统设计与实现
发布时间：2021-07-22 13:13
随着社会的进步和城市的发展,高层建筑和智能楼宇日益增多。虽然电梯在高层楼宇中的普遍应用方便了人们的出行,但是安全隐患也随之增加。目前,国内大多数的电梯维保公司仅仅在固定日期安排维保人员对电梯进行检查和维修,无法做到实时电梯安全隐患的实时检测。为了减少意外的发生以及更大程度的保障电梯安全运行,社会对电梯监控系统的需求也越来越大。本文设计了一套电梯监控系统,该系统可以实时监控电梯运行状态并及时发现电梯安全隐患,预防事故的发生。本文主要研究与开发工作的内容如下:（1）分析了电梯维保公司的现状,设计了一套基于多传感器信息融合的电梯监控系统,并介绍了该系统设计实现过程中所使用的时间序列以及视频数据处理的算法原理。（2）设计了电梯监控系统的总体结构和功能框架。针对监控系统中的每一个模块,对其硬件部分以及具体功能进行了分析介绍。同时设计了各个模块之间的数据通信和网络传输功能,并给出了电梯监控系统检测电梯运行状态以及判断电梯故障的方案。（3）完成了电梯监控系统的算法设计以及嵌入式开发板的软硬件实现。针对电梯上的多种传感器,完成了数据采集、矫正、滤波等预处理工作,并通过信息融合和算法设计,实现了对电梯实...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
傅里叶变换立体图
浙江大学硕士学位论文第2章电梯传感器功能以及算法基础12FFT具有多种变体，其中一种变体离散傅里叶变换（DFT）通过将采样得到的数据信号从时域转换到频域，进而可以对采样数据的频谱结构进行分析。FFT是其具体实现方式，该方式计算效率较高，可以将时间复杂度从原来的(2)降低至(log)。假设有一个波形，其公式如2.7所示：=2cos(100t)+3cos(200πt)（2.7）上式可以看出，该波形由两个谐波组成，一个是频率为50Hz，幅值为2的余弦波，另一个是频率为100，幅值为3的余弦波。现在给上述波形加入方差、均值都为1的正态分布噪声，其时域波形如下图所示：图2.2信号时域波形图该波形由多个谐波构成，并且加入了噪声，它的时域波形已经较为复杂，无法直观的从时域波形图当中看出其主要组成部分。对该波形进行FFT之后，可得到图2.3，从图中可以看出，加入的高斯噪声对其频谱图几乎没有影响，可以清晰看出该波形的主要组成部分以及两个主要谐波的幅值比。图2.3信号频域波形图
浙江大学硕士学位论文第2章电梯传感器功能以及算法基础12FFT具有多种变体，其中一种变体离散傅里叶变换（DFT）通过将采样得到的数据信号从时域转换到频域，进而可以对采样数据的频谱结构进行分析。FFT是其具体实现方式，该方式计算效率较高，可以将时间复杂度从原来的(2)降低至(log)。假设有一个波形，其公式如2.7所示：=2cos(100t)+3cos(200πt)（2.7）上式可以看出，该波形由两个谐波组成，一个是频率为50Hz，幅值为2的余弦波，另一个是频率为100，幅值为3的余弦波。现在给上述波形加入方差、均值都为1的正态分布噪声，其时域波形如下图所示：图2.2信号时域波形图该波形由多个谐波构成，并且加入了噪声，它的时域波形已经较为复杂，无法直观的从时域波形图当中看出其主要组成部分。对该波形进行FFT之后，可得到图2.3，从图中可以看出，加入的高斯噪声对其频谱图几乎没有影响，可以清晰看出该波形的主要组成部分以及两个主要谐波的幅值比。图2.3信号频域波形图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于振动分析的电梯状态监测技术研究[J]. 徐金海,徐雷,汪宏,郑波,唐波. 机电工程. 2019(03)
[2]基于STM32F103ZET6的自定义通信协议电梯监控系统设计[J]. 王恩亮,华驰,陈洁. 中国安全生产科学技术. 2016(12)
[3]基于物联网的电梯监控系统设计[J]. 高林林,宋克柱,郭晓天. 电子测量技术. 2016(12)
[4]高速曳引式电梯振动分析及控制策略[J]. 施巍. 机电信息. 2016(27)
[5]物联网远程电梯监控系统关键技术研究与实现[J]. 曾宪权. 中国测试. 2015(02)
[6]基于人脸检测的人数统计系统[J]. 钱鹤庆,陈刚,申瑞民. 计算机工程. 2012(13)
[7]STFT时频分析算法研究及其在列车振动分析中的应用[J]. 王晓华,彭程,梁静. 噪声与振动控制. 2011(01)
[8]基于膨胀腐蚀算法的数字信号处理技术[J]. 齐鑫. 自动化技术与应用. 2010(10)
[9]分布式电梯监控系统设计[J]. 杨利彬,陈少波,郑志丹. 信息技术. 2009(07)
[10]基于滚动导靴-导轨接触模型的高速曳引电梯振动分析[J]. 梅德庆,杜小强,陈子辰. 机械工程学报. 2009(05)
硕士论文
[1]基于物联网的电梯监控系统设计[D]. 高林林.中国科学技术大学 2016
[2]窗函数特性及加窗插值FFT算法的研究[D]. 杨阳.郑州大学 2010
本文编号：3297220
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
傅里叶变换立体图
浙江大学硕士学位论文第2章电梯传感器功能以及算法基础12FFT具有多种变体，其中一种变体离散傅里叶变换（DFT）通过将采样得到的数据信号从时域转换到频域，进而可以对采样数据的频谱结构进行分析。FFT是其具体实现方式，该方式计算效率较高，可以将时间复杂度从原来的(2)降低至(log)。假设有一个波形，其公式如2.7所示：=2cos(100t)+3cos(200πt)（2.7）上式可以看出，该波形由两个谐波组成，一个是频率为50Hz，幅值为2的余弦波，另一个是频率为100，幅值为3的余弦波。现在给上述波形加入方差、均值都为1的正态分布噪声，其时域波形如下图所示：图2.2信号时域波形图该波形由多个谐波构成，并且加入了噪声，它的时域波形已经较为复杂，无法直观的从时域波形图当中看出其主要组成部分。对该波形进行FFT之后，可得到图2.3，从图中可以看出，加入的高斯噪声对其频谱图几乎没有影响，可以清晰看出该波形的主要组成部分以及两个主要谐波的幅值比。图2.3信号频域波形图
浙江大学硕士学位论文第2章电梯传感器功能以及算法基础12FFT具有多种变体，其中一种变体离散傅里叶变换（DFT）通过将采样得到的数据信号从时域转换到频域，进而可以对采样数据的频谱结构进行分析。FFT是其具体实现方式，该方式计算效率较高，可以将时间复杂度从原来的(2)降低至(log)。假设有一个波形，其公式如2.7所示：=2cos(100t)+3cos(200πt)（2.7）上式可以看出，该波形由两个谐波组成，一个是频率为50Hz，幅值为2的余弦波，另一个是频率为100，幅值为3的余弦波。现在给上述波形加入方差、均值都为1的正态分布噪声，其时域波形如下图所示：图2.2信号时域波形图该波形由多个谐波构成，并且加入了噪声，它的时域波形已经较为复杂，无法直观的从时域波形图当中看出其主要组成部分。对该波形进行FFT之后，可得到图2.3，从图中可以看出，加入的高斯噪声对其频谱图几乎没有影响，可以清晰看出该波形的主要组成部分以及两个主要谐波的幅值比。图2.3信号频域波形图
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于振动分析的电梯状态监测技术研究[J]. 徐金海,徐雷,汪宏,郑波,唐波. 机电工程. 2019(03)
[2]基于STM32F103ZET6的自定义通信协议电梯监控系统设计[J]. 王恩亮,华驰,陈洁. 中国安全生产科学技术. 2016(12)
[3]基于物联网的电梯监控系统设计[J]. 高林林,宋克柱,郭晓天. 电子测量技术. 2016(12)
[4]高速曳引式电梯振动分析及控制策略[J]. 施巍. 机电信息. 2016(27)
[5]物联网远程电梯监控系统关键技术研究与实现[J]. 曾宪权. 中国测试. 2015(02)
[6]基于人脸检测的人数统计系统[J]. 钱鹤庆,陈刚,申瑞民. 计算机工程. 2012(13)
[7]STFT时频分析算法研究及其在列车振动分析中的应用[J]. 王晓华,彭程,梁静. 噪声与振动控制. 2011(01)
[8]基于膨胀腐蚀算法的数字信号处理技术[J]. 齐鑫. 自动化技术与应用. 2010(10)
[9]分布式电梯监控系统设计[J]. 杨利彬,陈少波,郑志丹. 信息技术. 2009(07)
[10]基于滚动导靴-导轨接触模型的高速曳引电梯振动分析[J]. 梅德庆,杜小强,陈子辰. 机械工程学报. 2009(05)
硕士论文
[1]基于物联网的电梯监控系统设计[D]. 高林林.中国科学技术大学 2016
[2]窗函数特性及加窗插值FFT算法的研究[D]. 杨阳.郑州大学 2010
本文编号：3297220
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