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5G 技术在电梯物联网中的应用探讨

发布时间:2019-07-06

编辑:标准分享网

来源:金华市特种设备检测中心赵结昂刘志刚何国军包俊仪金嵩


电梯已成为许多人日常生活中必不可少的交通 工具,随着我国科技不断发展,电梯物联网技术也 取得了极大进步,电梯逐渐进入智能化时代。5G 网络通讯技术作为新一代网络信息技术,将与物联 网深度融合,为新一轮通信技术的创新和产业革命 提供动力。在此背景下,深入系统的研究5G技术 同电梯物联网的融合发展,推动我国电梯行业的持 续稳定发展,成为了相关领域工作人员的工作重点 之一。

1.5G概述
1.15G网络技术 5G即第五代移动通信技术,随着大数据技术 的发展,4G网络技术已无法满足信息对数据传输 越来越高的要求,人们迫切需要一种速度更快、成 本更低、功耗更小、传输更为安全可靠的技术,因 此5G通信技术应运而生。与传统2G、3G、4G无 线网络相比,5G无线网络在技术等方面得到了进一 步的升级,其性能变得更加优异。作为新一代移动 通信技术,5G在设计时,就考虑了人与物、物与 物之间的互连,在与物联网的融合中扮演着极其重 要的角色。与4G网络使用率相比,5G技术提供密 集而高效的网络支持,并且在使用限制上也比4G 网络大大减少,可以更方便实现人与物的联通。5G 网络信息技术在移动通信市场上应用会给各领域带 来巨大的利益,可以说5G技术在未来的应用具有 划时代意义,它必将为人们带来更好的网络信息传 输体验,极大地丰富人们的工作生活、娱乐体验,    未来5G技术将与人们的生活与工作紧密融合。

1.25G网路技术的特点 具体来说,5G技术主要有以下几方面特点。

(1)传输速度更快:目前4G通信网络的传输 峰值速率达到每秒100M,而5G的峰值速率将达 到10Gbps以上。相对4G网络,5G传输速率提升 10~100倍,端到端时延达到ms级,用户体验速 率达到100Mbps-1Gbps,可畅快的体验移动高清、 VR/AR、及时全息投影等。

(2)极大的容量:5G网络可以使每平方公里内 相关设备连接数量达100万台,与4G网络相比, 连接设备密度增加10-100倍,流量密度提升1000 倍,频谱效率提升5-10倍,能够在500km/h的速 度下保证用户体验,其链接能力大大提升.

(3)极低的时延:LTE网络的出现使移动网络的 时延迈进了100ms的关口,使对实时性要求比较高 的应用如游戏,视频,数据电话成为可能。而5G 网络的出现,将会使网络延迟小于1ms,远低于4G 时代的50ms.

(4)超可靠性:与4G网络技术相比,5G网络 的数据通信具有更高的可靠性、安全性、灵活性的 特征,具有更强的频谱管理机制,在改善频谱效率 的同时还降低了成本。

2电梯物联网概述
物联网顾名思义,就是物物相连的互联网。电 梯物联网是物联网技术在电梯中的应用,通过分布 在电梯上的各种信息传感器实时采集电梯的相关数    据及故障信号,并利用信息技术将采集的数据接入 互联网,统计分析电梯的各个参数和电梯故障,实 现电梯与用户、物业管理单位、维保单位、制造厂商、 检验部门以及政府部门的信息与数据交换。电梯物 联网有利于加强对电梯安全性能的监管,从而解决 长期以来电梯安全监察工作中存在的电梯管理被动 后置、专业管理部门职责不明、有效监控和评价手 段缺乏的问题,提高监管前瞻性,实现风险关口前 移,保证安全监察工作的时效性,也有助于电梯安 全隐患的排查,消除事故隐患,落实企业主体责任, 提升行业管理水平,整合社会有效资源,提高电梯 运行安全性和可靠性,让群众安全乘梯、放心乘梯。

电梯物联网体系结构主要分为以下三部分:感 知层、网络层以及应用层。其中,感知层主要是借 助于一定的设备实现电梯数据的实时采集、信息捕 获和物体识别。网络层以通信网络与互联网形成的 融合网络为主,承担将感知层获取的信息进行传输 和数据分析。应用层主要是将该系统底层提供的服 务与其它一些行业结合起来,以此实现电梯物联网 与行业智能化。

电梯物联网的发展需要有完整的网络体系和通 信协议以及高度的安全性。信息要高速可靠地传输, 就要求电梯物联网具有更成熟的传感器技术、更准 确的识别能力以及更快速的数据处理能力。因此, 5G时代的到来,能有效促进电梯物联网发展,使“万 物互联”成为可能。

35G技术在电梯物联网中的应用场景
5G在电梯物联网中主要有以下几个方面的应 用:

3.1完善电梯应急救援系统 电梯物联网监控平台可以实时监控到电梯内的 任何状况,电梯上安装的智能物联终端,在遇到电 梯故障或其他紧急突发的事件时,可以及时通过物 联网设备进行消息互传。应用5G技术与云终端将 消息发送到救援中心,5G低时延的特点会让信息 的传达更快速、准确,维保人员的手机上就会第一 时间收到警报,自动识别被困人员所在楼层,从而    快速地救出被困者,使救援更加精准、快速,大大 减少事故造成的损失。

5G网络的基站不再是以往的大基站,而是很 多很多的小基站,基本上每相隔250米就会有一个 小基站,而且以前的大基站最多只有十几个天线, 而这些小基站会有上百个天线,所以天线的密度和 数量与以往相比,呈现了上百倍的增加,因此可以 做到封闭的电梯里仍然可以链接到5G信号,大大 减少了电梯智能物联终端由于信号不稳定而产生误 报、漏报的问题。

3.2电梯维修保养上的应用 电梯数量增长迅速,但政府监管人员有限,利 用电梯物联网技术,可以进行电梯维保的日历管理、 电子签到和远程监控,从而监控和管理电梯维保工 作的执行。在日常维保过程中,维保人员可以利用 5G技术的可穿戴设备平台实现远程指导现场服务、 设备检查、维护等工作。使电梯维保人员在检修过 程中得到全方位立体的建议和指导,从而使检修作 业标准化和专业化。通过使用该系统,电梯维保人 员可以进行更精确和详细的安全检查,确保每一个 经过和使用电梯的人的安全。

3.3电梯调度管理优化

在电梯调度管理方面,5G网络的高传输速率 可以实时获取大楼内安装传感器的数据,收集电梯 等待人数及楼层、载客人数、时间等信息,通过机 器学习技术对这些数据进行统计分析并得出客流量 的大概变化趋势,再根据物联网系统实时采集的数 据可以更为精确的规划调度方案,进一步提高调度 系统总体效率。5G的到来使得电梯物联网可以与 智能电网、智慧楼宇、智能交通等进行信息交互, 实现在乘客进入楼宇范围的时刻前就开始工作,允 许用户通过智能终端远程发送乘梯请求,使电梯调 度系统可以提前反应,大大减少用户等待时间。

3.4电梯的节能优化 由于5G网络通信带宽大幅提高,5G网络可以 支持海量终端接入,实现大量无线设备组网通信。

现有电梯中通过有线连接组网的设备,部分可以改

为无线组网方式,从而减少大量的布线和能耗。例 如可以通过无线组网大大减少电梯轿厢中的随行电 缆以及电梯机房中的布线,同时还可以及减少电缆 所消耗的能源。通过5G网络还可以实现轿厢的智 能照明、电梯的智能调度从而实现电梯的节能优化。

3.5使电梯更加智能安全 目前,5G的UNB-IOT技术已成功实现产品化。

UNB具有信号传输能力强、可实现广域链接、边缘 计算能力强的特点。因此可以在电梯的主要的核心 部件中植入UNB检测芯片,从而使得这些电梯部 件都可以实现智慧通讯。例如在曳引机中植入UNB 检测芯片,可以实时检测曳引机的转速、温度、抱 闸力矩等,通过长时间的大数据比对和边缘计算, 判断电梯是否处于正常运行中。限速器中植入UNB 检测芯片,可以实时获取电梯运行参数,电梯的层 门植入UNB检测芯片,那么层门是否短接,门区 是否正常等数据也是随时掌控。所有这些部件数据

的汇总,就让我们电梯实现更加的智能化,安全性 自然会极大的提高。

3.6自然灾害场景的应急应用 目前的通信基础设施在遭到台风、地震等自然 灾害破坏时,则无法为电梯应急救援系统提供通信 服务,但5G技术可以在基础设施遭到破坏的情况 下,通过单跳或多跳的端对端方式与其他5G设备 实现通讯,它也可以作为通信中继,与附近的5G 电梯智能物联终端交互信息,提高人们安全撤离的 可能性,大大降低自然灾害造成的损失。

4结束语
5G时代来临,万物互联有了通讯基础,电梯物 联网和智慧电梯必将进入实质性阶段。5G为电梯 物联网提供了更强大的功能、更灵活的应用,为电 梯物联网的发展提供了新的思路。随着5G的发展, 电梯也将朝着更高效、更智能、更安全的方向发展, 最终成为万物互联的一部分,成为智慧城市的一员。