一种基于宽带数据通信技术的电梯物联网系统及控制方法与流程

本发明涉及电梯物联网领域，尤其涉及的是一种基于宽带数据通信技术的电梯物联网系统及控制方法。

背景技术：

随着有线网络及无线网络的普及，国家大力支持和发展物联网产业链，电梯生产厂家也逐渐意识到电梯的很多数据和信息同样也可以采用物联网的方式实现远程管理和监测，这样不仅降低了管理和维护成本，同时还实现了对电梯管理的网络化、远程化。传统的电梯物联网方案采用低速率的数据传输方案，随着现代化终端设备的不断涌现，现代化的电梯已不再是一个单纯的服务于人们方便快捷的上下楼的功能，现代化的电梯已经转变为一个集楼宇安全、媒体服务、广告传媒等于一体的网络化、信息化的特种设备。传统的物联网解决方案根本无法满足现代化电梯的大量数据和信息多样化的传输要求，此外，老旧楼宇没有有线宽带或者新楼宇不方便铺设有线宽带，各个楼宇电梯之间的物联网架构难以建立起来；现有电梯的数据传输可靠性不高、不够稳定，而电梯这一特种设备对于运行的可靠性要求是相当高的。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于宽带数据通信技术的电梯物联网系统及控制方法，以解决如下技术问题：现有的物联网解决方案无法满足现代化电梯的大量数据和信息多样化的传输要求；老旧楼宇没有有线宽带或者新楼宇不方便铺设有线宽带，各个楼宇电梯之间的物联网架构难以建立；现有电梯的数据传输可靠性不高、不够稳定。

本发明的技术方案如下：

一种基于宽带数据通信技术的电梯物联网系统，其中，包括

STU无线数据采集传输终端，采集电梯控制柜输出的电梯运行状态信息，并将电梯运行状态信息封装后进行传输；

TMCS后台通信服务系统，对所述STU无线数据采集传输终端的相关状态及参数进行实时的修改、管理和同步，对同步后的STU无线数据采集传输终端的信息进行存储和管理；

电梯井道PLC数据传输装置，为传输载体进行数据传输；

楼宇无线数据通信终端，将各楼宇连接成一个本地的无线局域网，通过无线局域网将各楼宇间的电梯数据传输至一个统一的对外传输通信口；

所述STU无线数据采集传输终端、TMCS后台通信服务系统、电梯井道PLC数据传输装置和楼宇无线数据通信终端之间通信连接。

所述的基于宽带数据通信技术的电梯物联网系统，其中，还包括呼梯系统、多媒体信息发布管理系统和多媒体信息发布终端。

所述的基于宽带数据通信技术的电梯物联网系统，其中，所述STU无线数据采集传输终端包括与电梯控制柜进行物理对接的总线接口、用于处理采集数据的ERMD模块、HAWK应用模块和本地局域网WEB管理模块，所述ERMD模块对电梯数据进行解析、加密和打包处理，所述HAWK应用模块对ERMD模块处理过的电梯数据包进行RDCP协议的可靠性数据包封装，利用网络与TMCS后台通信服务系统建立安全数据传输通道通过RDCP可靠传输协议将数据包传输至TMCS后台通信服务系统，用户通过所述本地局域网WEB管理模块直接对STU无线数据采集传输终端进行参数配置修改、状态监测、固件升级、用户管理、ERMD模块参数配置和ERMD模块状态监测。

所述的基于宽带数据通信技术的电梯物联网系统，其中，所述TMCS后台通信服务系统包括TMCS通信模块、VOIP模块、流媒体模块、定位模块和管理模块，所述TMCS通信模块建立及维护与所述STU无线数据采集传输终端之间的通信链路，并动态管理STU无线数据采集传输终端的注册、登陆、数据传输、STU无线数据采集传输终端的心跳检测、参数修改和设备固件升级，所述管理模块包括Mysql数据库，所述Mysql数据库提供数据存储空间。

所述的基于宽带数据通信技术的电梯物联网系统，其中，所述VOIP模块用于电梯的轿厢与紧急呼叫中心之间的语音通信，轿厢内发起呼叫时通过HAWK应用模块与TMCS通信模块之间建立通信链路发送呼叫命令至所述VOIP模块，VOIP模块自动建立起两端通信链路并维持通路；所述流媒体模块用于建立电梯轿厢内的数字摄像头及监控中心之间数字流媒体视频流传输通道， TMCS通信模块发送指令至指定的STU无线数据采集传输终端，STU无线数据采集传输终端接收到指令后从数字摄像头获取视频流并将视频流推送至所述流媒体模块，流媒体模块将视频流转发至客户端；所述定位模块用于确定STU终端设备当前的具体位置，通过返回经度和纬度的形式确定位置信息。

所述的基于宽带数据通信技术的电梯物联网系统，其中，所述电梯井道PLC数据传输装置包括A端PLC接入设备和与所述A端PLC接入设备连接的B端PLC接入设备，所述A端PLC接入设备和B端PLC接入设备均设置有与电梯控制柜和轿厢连接的总线接口、配置管理模块和通过载波方式将模拟信号或数字信号进行传输的电缆传输载波功能模块，所述总线接口、配置管理模块和电缆传输载波功能模块之间通信连接，所述A端PLC接入设备和B端PLC接入设备之间设置有工作链路，所述A端PLC接入设备和B端PLC接入设备之间通过所述工作链路传输电梯运行数据，所述A端PLC接入设备和B端PLC接入设备之间还设置有在所述工作链路失效或发生故障时代替工作链路进行数据传输的保护链路，所述工作链路和保护链路为直流电力线。

所述的基于宽带数据通信技术的电梯物联网系统，其中，所述电梯井道PLC数据传输装置还包括保护倒换检测模块，所述保护倒换检测模块每隔一段时间向工作链路发送心跳信号以确认工作链路是否正常运作，在工作链路失效或发生故障时切换到保护链路进行数据传输。

所述的基于宽带数据通信技术的电梯物联网系统，其中，所述多媒体信息发布管理系统用于远程管理和发布多媒体信息，多媒体信息发布管理系统包括系统管理子系统、用户广告发布与管理子系统和终端管理与数据传输子系统；所述多媒体信息发布终端设置于各电梯轿厢内，用于展示和播放由多媒体信息发布管理系统发布的指定节目信息 ；所述呼梯系统集成于所述多媒体信息发布终端上。

一种基于宽带数据通信技术的电梯物联网系统的控制方法，其中，包括以下步骤：

步骤A00：注册STU无线数据采集传输终端的ID，TMCS通信模块读取配置后获取TMCS数据库初始配置，应用服务器向TMCS通信模块发出应用服务器连接请求，TMCS通信模块给予连接回应，STU无线数据采集传输终端建立连接并向TMCS通信模块发送登录请求，TMCS通信模块将设备相关信息写入TMCS数据库，TMCS通信模块进行登陆配置同步；

步骤B00：STU无线数据采集传输终端向TMCS通信模块发送在线心跳请求，TMCS通信模块发送心跳回应；

步骤C00：TMCS通信模块发送远程修改STU配置请求，TMCS通信模块同步配置到TMCS数据库，STU无线数据采集传输终端向TMCS通信模块发送修改配置回应；

步骤D00：STU无线数据采集传输终端向TMCS通信模块透传数据信息，TMCS通信模块将数据透传给应用服务器，TMCS通信模块发送数据传输回应；

步骤E00：乘客在轿厢内发起呼叫时通过HAWK应用模块与TMCS通信模块之间建立的通信链路发送呼叫命令至VOIP模块，VOIP模块发出呼叫回应并自动建立起两端通信链路；监控中心需要查看指定电梯的监控视频时通过TMCS通信模块发送指令至指定的STU无线数据采集传输终端，STU无线数据采集传输终端接收到指令后从数字摄像头获取视频流并将视频流推送至TMCS后台通信服务系统的流媒体模块，流媒体模块将视频流转发至客户端;

步骤F00：STU无线数据采集传输终端向TMCS通信模块发送下线请求，TMCS通信模块发出下线回应。

本发明的有益效果：本发明通过提供一种基于宽带数据通信技术的电梯物联网系统及控制方法，使电梯设备网络化，实现了远程对电梯的运行状态实时监控，能尽早发现电梯存在的问题，及时对故障进行检修；PLC数据传输装置利用直流电力线进行数据传输，大大提高了数据的传输效率及数据带宽，传输距离长、速率高，省去了传统电梯的控制电缆，减少了随行电缆的数量，不但降低能耗而且节约了原材料和施工的成本；PLC数据传输装置设置了两路数据传输链路，在正常的工作数据传输链路出现故障或失效的情况下切换到备用数据传输链路继续进行数据传输，确保数据传输链路的安全可靠，提高了数据的连续性和稳定性。

附图说明

图1是本发明中STU无线数据采集传输终端的结构示意图。

图2是本发明中TMCS后台通信服务系统的结构示意图。

图3是本发明中电梯井道PLC数据传输装置的结构示意图。

图4是本发明中多媒体信息发布管理系统的结构示意图。

图5是呼梯系统和多媒体信息发布终端的结构示意图。

图6是本发明中控制方法的流程图。

图7是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

参阅图1至图5和图7，本发明提供一种基于宽带数据通信技术的电梯物联网系统，其中，包括

STU无线数据采集传输终端1，采集电梯控制柜输出的电梯运行状态信息，并将电梯运行状态信息封装后进行传输；

TMCS后台通信服务系统2，对所述STU无线数据采集传输终端的相关状态及参数进行实时的修改、管理和同步，对同步后的STU无线数据采集传输终端1的信息进行存储和管理；

电梯井道PLC数据传输装置3，为传输载体进行数据传输；

楼宇无线数据通信终端（图中未标示），将各楼宇连接成一个本地的无线局域网，通过无线局域网将各楼宇间的电梯数据传输至一个统一的对外传输通信口，传统的安装处理方法是在每个电梯的机房都安装有STU无线数据采集传输终端1，这种方式将提升应用成本，需要为每个STU无线数据采集传输终端1分配SIM卡及占用数据流量资源，本发明通过采用楼宇无线数据通信终端所有楼宇只需要一个STU无线数据采集传输终端1即可把有电梯的数据传输至后台服务器，大大节约了安装成本，同时通过楼宇无线数据通信终端除了可传输电梯的数据信息以外，还可以将楼宇的其它需要传输的信息数据进行网络传输，真正达到了信息传递物联网的效果。

STU无线数据采集传输终端1、TMCS后台通信服务系统2、电梯井道PLC数据传输装置3和楼宇无线数据通信终端之间通信连接，本发明还包括呼梯系统4、多媒体信息发布管理系统5和多媒体信息发布终端6。

参阅图1，进一步地，STU无线数据采集传输终端1包括与电梯控制柜通过CAN总线、RS422、RJ45以太网等接口进行物理对接的总线接口100、用于处理采集数据的ERMD模块101、HAWK应用模块102和本地局域网WEB管理模块103， ERMD模块101对电梯数据进行解析、加密和打包处理，所述HAWK应用模块102对ERMD模块101处理过的电梯数据包进行RDCP协议的可靠性数据包封装，利用2G\3G\4G网络与TMCS后台通信服务系统2建立安全数据传输通道通过RDCP可靠传输协议将数据包传输至TMCS后台通信服务系统2，用户通过本地局域网WEB管理模块103直接对STU无线数据采集传输终端1进行参数配置修改、状态监测、固件升级、用户管理、ERMD模块101参数配置和ERMD模块101状态监测，这样，用户就可以远程查看STU无线数据采集传输终端1的参数、状态以及做出相应修改。

参阅图2，所述TMCS后台通信服务系统2包括TMCS通信模块200、VOIP模块201、流媒体模块202、定位模块203和管理模块204，所述TMCS通信模块200建立及维护与所述STU无线数据采集传输终端1之间的通信链路，并动态管理STU无线数据采集传输终端1的注册、登陆、数据传输、STU无线数据采集传输终端的心跳检测、参数修改和设备固件升级，管理模块204包括Mysql数据库，所述Mysql数据库提供数据存储空间。

VOIP模块201用于电梯的轿厢与紧急呼叫中心之间的语音通信，当轿厢内的乘客发生被困于轿厢内等突发状况时，轿厢内发起呼叫通过HAWK应用模块102与TMCS通信模块200之间建立通信链路发送呼叫命令至所述VOIP模块201，VOIP模块201自动建立起两端通信链路并维持通路，保证了电梯运行的安全性以及出现突发状况时能及时救援乘客；流媒体模块202用于建立电梯轿厢内的数字摄像头及监控中心之间数字流媒体视频流传输通道， TMCS通信模块200发送指令至指定的STU无线数据采集传输终端1，STU无线数据采集传输终端1接收到指令后从数字摄像头获取视频流并将视频流推送至所述流媒体模块，流媒体模块将视频流转发至客户端；定位模块203用于确定STU终端设备当前的具体位置，通过返回经度和纬度的形式确定位置信息。

以下为STU无线数据采集传输终端1和TMCS后台通信服务系统2的工作流程：

STU无线数据采集传输终端1上电启动，启动HAWK应用模块102，连网后HAWK应用模块102登录TMCS后台通信服务系统2，登陆成功后发送STU心跳包，判断心跳正常后继续进行数据采集和传输，创建基站定位服务线程后连接TMCS后台通信服务系统2的定位模块203，，获取GPS经度和纬度后修改STU设备的本地经度、纬度配置数据，同步配置到TMCS通信模块200，ERMD模块101采集数据后对电梯数据进行解析、加密和打包处理， HAWK应用模块102对ERMD模块101处理过的电梯数据包进行封装，利用2G\3G\4G网络与TMCS后台通信服务系统2建立安全数据传输通道通过RDCP可靠传输协议将数据包传输至TMCS后台通信服务系统2，VOIP模块201发送呼叫命令，流媒体模块202发送视频流命令，HAWK应用模块监听到上述命令后相应动作。

参阅图3，电梯井道PLC(Power Line Carrier,即电力线通信技术)数据传输装置3包括A端PLC接入设备30和与所述A端PLC接入设备30连接的B端PLC接入设备31，所述A端PLC接入设备30和B端PLC接入设备31均设置有与电梯控制柜和轿厢连接的总线接口301、配置管理模块302和通过载波方式将模拟信号或数字信号进行传输的电缆传输载波功能模块303，总线接口301、配置管理模块302和电缆传输载波功能模块303之间通信连接，所述A端PLC接入设备30和B端PLC接入设备31之间设置有工作链路32，所述A端PLC接入设备30和B端PLC接入设备31之间通过所述工作链路32传输电梯运行数据，所述A端PLC接入设备30和B端PLC接入设备31之间还设置有在所述工作链路32失效或发生故障时代替工作链路32进行数据传输的保护链路33。由于设置了保护链路33，工作链路32不能正常工作时马上切换到保护链路33继续进行数据传输，保证了电梯的数据传输过程不会因突发状况而中断，确保了电梯运行中数据传输的可靠性和连续性，提高了电梯的安全性。为了让数据传输速率可以有较大提升，工作链路32和保护链路33为直流电力线，这样，直流电力线为传输载体进行数据传输，传输距离可达350m，电力线上宽带速率可达200Mbps，完全可以满足对音视频数据、广告数据等大数据的传输需求，而且还节省了传统的电梯控制电缆，降低了使用和安装成本。

为了可以实时监测到工作链路32的运行状况，在本实施例中，电梯井道PLC数据传输装置3还包括保护倒换检测模块34，保护倒换检测模块34每隔一段时间向工作链路32发送心跳信号以确认工作链路32是否正常运作，若工作链路32正常工作则会返回回应信号，若工作链路32无返回回应信号则说明工作链路32失效或发生故障，这时切换到保护链路33进行数据传输。进一步地，若保护倒换检测模块34向工作链路32发送心跳信号的间隔时间太长则导致反应时间过长而起不到监测的作用，经技术人员通过反复试验，保护倒换检测模块34每隔0.5s向工作链路32发送心跳信号最为适宜。

参阅图4，多媒体信息发布管理系统5用于远程管理和发布多媒体信息，多媒体信息发布管理系统5包括系统管理子系统500、用户广告发布与管理子系统501和终端管理与数据传输子系统502。

参阅图5，所述多媒体信息发布终端6设置于各电梯轿厢内，用于展示和播放由多媒体信息发布管理系统发布的指定节目信息，多媒体信息发布终端6利用电梯井道内PLC设备铺设的高速通道获取或下载广告资源，多媒体信息发布终端6采用Android系统平台，支持播放图片、视频、文字等功能，支持本地外插SD卡存储播放功能。呼梯系统4为触摸按键式呼梯系统，通过触摸屏触发事件，并通过RS232/RS485接口将呼梯事件传送给电梯控制柜，替换了传统的物理按键式呼梯方式，集成于所述多媒体信息发布终端6上，智能化程度高，操作更为简便快捷。

参阅图6，本发明还提供一种基于宽带数据通信技术的电梯物联网系统的控制方法，其中，包括以下步骤：

步骤A00：注册STU无线数据采集传输终端1的ID，TMCS通信模块200读取配置后获取TMCS数据库初始配置，应用服务器向TMCS通信模块200发出应用服务器连接请求，TMCS通信模块200给予连接回应，STU无线数据采集传输终端1建立连接并向TMCS通信模块200发送登录请求，TMCS通信模块200将设备相关信息写入TMCS数据库，TMCS通信模块200进行登陆配置同步；

步骤B00：STU无线数据采集传输终端1向TMCS通信模块200发送在线心跳请求，TMCS通信模块200发送心跳回应，确保通信传输畅通；

步骤C00：TMCS通信模块200发送远程修改STU配置请求，TMCS通信模块200同步配置到TMCS数据库，STU无线数据采集传输终端1向TMCS通信模块200发送修改配置回应；

步骤D00：STU无线数据采集传输终端1向TMCS通信模块200透传数据信息，TMCS通信模块200将数据透传给应用服务器，TMCS通信模块200发送数据传输回应；

步骤E00：乘客在轿厢内发起呼叫时通过HAWK应用模块102与TMCS通信模块200之间建立的通信链路发送呼叫命令至VOIP模块201，VOIP模块201发出呼叫回应并自动建立起两端通信链路；监控中心需要查看指定电梯的监控视频时通过TMCS通信模块200发送指令至指定的STU无线数据采集传输终端1，STU无线数据采集传输终端1接收到指令后从数字摄像头获取视频流并将视频流推送至TMCS后台通信服务系统2的流媒体模块202，流媒体模块202将视频流转发至客户端;

步骤F00：STU无线数据采集传输终端1向TMCS通信模块200发送下线请求，TMCS通信模块200发出下线回应。

本发明通过提供一种基于宽带数据通信技术的电梯物联网系统及控制方法，使电梯设备网络化，实现了远程对电梯的运行状态实时监控，能尽早发现电梯存在的问题，及时对故障进行检修；PLC数据传输装置利用直流电力线进行数据传输，大大提高了数据的传输效率及数据带宽，传输距离长、速率高，省去了传统电梯的控制电缆，减少了随行电缆的数量，不但降低能耗而且节约了原材料和施工的成本；PLC数据传输装置设置了两路数据传输链路，在正常的工作数据传输链路出现故障或失效的情况下切换到备用数据传输链路继续进行数据传输，确保数据传输链路的安全可靠，提高了数据的连续性和稳定性。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。