电梯公共服务平台物联网技术论文

1平台非功能性分析

电梯公共服务平台作为一个开放的支持和服务系统，它的非功能性需求包括系统性能、系统安全性、可靠性、可互操作性、易用性、可维护性、可移植性等多个方面[6]。系统除了涉及普通计算机以及手机、阅读器等移动设备，需要接入大量且不断增长的电梯传感器设备进行数据搜集。因此，平台运行时的高效性能以及平台安全性是其两大主要的非功能性需求。1.平台性能该平台作为公共服务平台，其性能侧重于确保服务器系统能够满足日常工作负载，并有足够剩余容量应对突发事件引起的峰值而不出现某些应用不响应甚至宕机事件发生。系统建设初期，要求该平台视频服务器软件满足2000路视频的接入，250路并发访问，64路并发存储。电梯网关服务器软件满足2000路电梯网关设备的接入服务，可查看电梯实时监管数据，接收电梯报警数据，并与视频服务器形成良好互动。2.平台安全性系统安全是指在系统生命周期内应用系统安全工程和系统安全管理方法，辨识系统中的危险源，并采取有效的控制措施使其危险性最小，从而使系统在规定的性能、时间和成本范围内达到最佳的安全程度。本平台因涉及设备及使用人员较广，因此着重于数据安全和网络安全两个方面。在实际开发应用中，主要采用以下几种方法来确保平台的安全性：1)数据传输和应用访问中，用户需有密码才能登陆，系统会对用户的密码进行加密保存。2)电梯物联网综合管理公共服务平台提供日志审计服务来记录用户操作以备查询。日志审计可以实时、准确地详细记录对平台所作的各项操作，保证中心的安全性。确保一旦出现安全性问题，有史可依，有据可查。3)给不同的用户分配不同角色，对应于不同的授权。通过认证后，用户才能进入相应平台的界面，并对其权限范围内的内容进行浏览或操作。4)系统云平台配备云级防病毒系统来抵御各种非法入侵。5)与国内几大电信运营商合作，建立专业的网络架构来保障网络安全。

2平台架构与整体结构

该平台基于B/S架构进行搭建，主要包括三个部分，分别为感知层、网络层、应用层[7]。其中，感知层由传感器、电梯数据采集器、电梯监控终端构成，感知层设备主要采集电梯运行状态和故障状态信息，并对电梯运行状态和故障状态进行逻辑运算和逻辑判断，同时向网络层中指定的服务器发送状态和故障报警信息；网络层由运营商的无线或有线网络及数据中心（IDC）服务器构成，网络层主要承载电梯运行状态信息和故障报警信息传输，并将其数据存储于数据中心服务器中；应用层由部署在数据中心服务器上的软件中间件和电梯监测软件、客户端电脑、移动智能终端等构成，应用层主要实现对物联网的终端设备的智能计算、监控和管理。平台架构如图2所示。平台基于云计算技术，采用模块式开发，各个功能模块之间是松耦合关系，不仅现有模块可以非常方便的修改，最重要的是对平台的功能扩展和模块增加完全不影响现有平台的运行，新增模块可以采用热插拔部署的方式添加到现有平台中，新功能的增加完全是即插即用形式的[8]。系统平台划分成日常监控、故障管理、维保管理、呼叫中心、电子看板、运维管理、监控中心、智能终端、综合统计等几大功能模块。平台的整体结构图如图3所示。

3平台实现的关键技术与实现效果

本项目是以RFID（RadioFrequencyIdentification，射频识别）技术、红外传感技术、流媒体技术以及3G（3rdGen-eration，第三代移动通信技术）无线技术等物联网技术为基础，采用云计算平台对城市电梯安全运行与维护进行实时监管。系统后台开发则使用.NETFramework5.0框架及开发工具VisualStudio2012和Eclipse4.2。

3.1RFID技术RFID实质上是一种近距离射频通信技术，工作原理是标签进入磁场后，如果接收到阅读器发出的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息（即PassiveTag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（即ActiveTag，有源标签或主动标签），阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。大量的事实证明，电梯维保执行不到位、不规范是产生电梯安全事故的主要原因之一，对维保企业及维保人员的有效监管是减少电梯安全隐患的一剂良方。利用RFID技术通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据的特点，本平台采用RFID技术将维保行为标准化、流程化，在电梯关键部位标识RFID电子标签，保障了在对的时间、对的地方、由对的人、检查了对的位置，杜绝维保不到位行为。

3.2红外传感技术红外传感技术，即利用红外应答器识别和传输物体信息，从而实现远程监控。在电梯厢外壁采用外加传感器的方式对电梯运行状态进行全程监测。与其他方式相比，外加传感器方式可以兼容新旧电梯，项目推广难度低，实施简便；对电梯生产企业无特殊要求；对电梯运行不会产生影响，无安全隐患。

3.3流媒体技术该平台在电梯内部引入了双向实时流媒体技术。所谓流媒体技术就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放上网站服务器,让用户一边下载一边观看、收听，而不要等整个压缩文件下载到自己的计算机上才可以观看的网络传输技术。该技术使得在满足轿厢终端传感器采传输的基础上，实现了同步H264视频流媒体播放、H264/MJPEG双码流视频编码，在电梯运行过程中对现场画面录像，并滚动保存。轿厢多媒体终端屏可播放RSTP、HTTP、H323等多种协议的实时码流以及本地多媒体文件，通过场景响应引擎在困梯、正常、通信等不同情况下选择播放内容。为支持城域级超过2000台电梯以上规模的同步视频播放，本平台设计了P2P架构的服务器直播系统。能够将实时码流通过直播服务器、转播服务器和P2P分发服务器向全部的电梯设备推送视频。

3.4无线技术平台涉及电梯数量众多且不断增长，因此为了满足海量数据正常传输要求，主要采用当下流行且稳定、高速运行的3G无线通信技术。该技术可通过光纤EPON或者3G网络终端将数据实时上传，其采用小波自适应多模数据压缩算法可实现海量、多节点传感器数据的冗余消除和高效率传输；采用分布式实时内存数据库在广域网上保存电梯运行状态，并应用分布式关系数据库实现历史数据保存；通过呼叫中心的H.323协议，在电梯轿厢嵌入式终端移植并实现支持音视频同步通信的H323嵌入式软件，当发生困梯和故障的时候可以联系呼叫中心、质监局和运营单位、维保单位实现多方通话，对受困人员进行安抚与解困指导。

3.5平台开发技术.NETFramework5.0是用于Windows的新托管代码编程模型，其强大功能与新技术结合起来，用于构建具有视觉上引人注目的用户体验的应用程序，实现跨技术边界的无缝通信，同时提供一个将软件部署和编译代码执行环境，并大幅提高软件运行的并行计算能力[12]。VisualStudio2010作为基于.NETFramework运行环境的开发软件，目前正拥有庞大的客户群，其集成开发环境（IDE）的界面被重新设计和组织，不仅适合专业人员进行开发，对于非专业人员，简单实用也非常简洁明了，并且支持开发面向Windows7的应用程序。在实现高速运转的服务器平台的同时，系统还需要通过可移动终端将维保操作记录同步到电梯云计算平台，实现对维保工作的规范性和准确性进行远程管理。因此借助广泛存在且应用的Android手机平台建立维保客户端，系统采用较新的Eclipse4.2进行开发，其作为功能完整且较为成熟开源式软件，允许嵌入Android编译环境进行开发，提升的基于模型的用户接口框架，为开发者提供更灵活的界面设计；提供面向服务的编程模型，使维保客户端与服务器实现无缝连接。

4结论

电梯伴随社会经济发展和城市化建设而快速增长，是城市垂直运输的最主要交通工具，电梯与城市百姓的工作、学习、生活息息相关。电梯公共服务平台作为城市化信息建设的一部分，对电梯相关数据进行深入的数据挖掘，并以此为基础提供增值服务，实现准公益性质平台的持续良性发展。本文以某政府主导的电梯公共服务平台为实例，收集了实际运行的数据。通过测试数据说明，该平台实现将维保管理、电梯运行监管、紧急事件响应、故障发现和处理、公众信息服务、音视频电子传媒等业务系统用云计算技术统一集成，形成了可服务电梯、维保公司、质监部门、物业公司、企业服务平台运营商等多角色多实体的物联网运营体系。构建一个既能体现电梯运行安全监管职能，又能与城市应急救援指挥中心联动，且能保障人民群众生命财产安全的公共服务平台。

作者：徐守辉杨律青单位：厦门信达物联科技有限公司厦门大学软件学院