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NB-IoT終端,4G路由器,GPRS DTU,Router,5G,3G,2G,CDMA,GPRS,DTU,無線數傳,LTE,串口服務器,短信服務器

東方訊科技

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NB-IoT電梯監控系統

一、概述   

相關數據顯示,全球已經有至少2000萬部電梯在運行,電梯安全無虞是很重要的需求,但是電梯事故依然在不斷上演,主要原因是維護不到位。

傳統電梯運維主要依靠人力,維護成本高,且運維時業務必須中斷。一般來說,每部電梯每月需要有2次人工巡檢,每年需要停機檢修2天。相應的,全球1500萬部電梯需每年人工巡檢4.8億次、業務中斷時間達到每年4000萬天,巨大的市場體量也意味著電梯在運營及維護方面的海量需求。

NB-IoT電梯監控系統應運而生,本系統將電梯的運行數據實時采集并回傳,后臺數據中心利用大數據的分析并與外部系統綜合決策,實現遠程管理及預測性維護,降低維護成本及電梯故障率,保障乘客安全。

二、系統特點

NB-IoT是IoT領域一個新興的技術,支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接,也被叫作低功耗廣域網(LPWA)。NBIOT具有以下優勢:

1.海量連接:每區可達10萬連接;NB-IoT比2G/3G/4G有50-100倍的上行容量提升,這也就意味著,在同一基站的情況下,NB-IoT可以比現有無線技術提供50~100倍的接入數。

2.超低功耗:電池壽命長達十年;

低功耗特性是物聯網應用一項重要指標,特別對于一些不能經常更換電池的設備和場合,如安置于高山荒野偏遠地區中的各類傳感監測設備,它們不可能像智能手機一天一充電,長達幾年的電池使用壽命是基本的需求。在電池技術無法取得突破的前提下,只能通過降低設備功耗以延長電池供電時間。通信設備消耗的能量往往與數據量或速率相關,即單位時間內發出數據包的大小決定了功耗的大小。數據量小,設備的調制解調器和功放就可以調到非常小的水平。NB-IoT聚焦小數據量、 小速率應用,因此NB-IoT設備功耗可以做到非常小,可以保障電池5年以上的使用壽命。

3.深度覆蓋:能實現比GSM高20db的覆蓋增益;

NB-IoT比LTE提升20dB增益,相當于發射功率提升了100倍,即覆蓋能力提升了100倍,就算在地下車庫、地下室、地下管道等信號難以到達的地方也能覆蓋到。

4.安全性:繼承4G網絡安全能力,支持雙向鑒權以及空口嚴格加密,確保用戶數據的安全性。

5.穩定可靠:能提供電信級的可靠 性接入,有效支撐 IoT 應用和智慧城市解決方案。

NB-IoT直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡,即可與現有網絡基站復用以降低部署成本、實現平滑升級,但是使用單獨的180KHz頻段,不占用現有網絡的語音和數據帶寬,保證傳統業務和未來物聯網業務可同時穩定、可靠的進行。以智能抄表應用為例,與采用有線PLC抄表數據回收成功率在60%左右相比,NB-IoT可以保證數據成功回收率高,可靠性大大提高。

6. 低成本

低速率低功耗低帶寬帶來的是低成本優勢。速率低就不需要大緩存,所以可以緩存小、DSP配置低;低功耗,意味著RF設計要求低,小PA就能實現;因為低帶寬,就不要復雜的均衡算法。這些因素使得NB-IoT芯片可以做得很小。芯片成本往往和芯片尺寸相關,尺寸越小,成本越低,模塊的成本也隨之變低。

集成了NB-IoT終端的電梯監控系統具有以下特點:

?百萬電梯統一連接和管理,實現業務的自動化運維?;赟DN的開放架構,具備支持基于虛擬化的分布式部署,具備無縫的擴展能力,實百萬級網關統一管理,應用統一部署和控制;同時通過標準的北向接口實現與第三方應用系統或IoT平臺快速對接。

?四重安全保障,消除安全攻擊,為梯聯網保駕護航

?OS級:系統本身包含安全組件,保障終端安全芯片級:專用TPM

?安全芯片保證設備安全啟動和數據安全傳輸

?管道級:構建安全VPN通道,確保數據傳輸安全

?平臺級:設備接入認證和分權分域管理

?邊緣計算可本地預分析,端云協同實現預測性維護

?網關開放靈活搭載電梯行業應用或第三方應用,實時處理分析,故障實時預警

?云端大數據深度學習,人工智能故障識別及健康度評估,實現預測性維護

?降低運維成本50%。自動化的電梯運營管理,降低人工巡檢次數,管理效率提升。

?業務中斷時間降低90%。從被動等待到主動上報,從人員現場排除到在線提前分析,故障排除更及時。

?前瞻性維護提升安全性。智能的電梯平臺及網絡服務,構建部署智能應用,提前對電梯健康度評估并及時保養,將安全隱患消除于萌芽,延長電梯壽命和保障乘客安全。

?開放架構,集成效率提升60%,便于電梯廠商提供廣告、視頻等增值業務,為電梯廠商提供了一種新的商業模式。

三、系統組成

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本系統主要有監控管理軟件、電梯控制器、NB-IoT無線通信終端構成。

1、電梯控制器

電梯控制器集成在電梯內部,具有RS232等標準通信接口,與NB-IoT終端連接,主要完成數據的采集和處理、控制輸出和進行數據通信、報警、接收遠程命令、開關等功能。

2、NB-IoT無線通信終端(DTU)

DTU是指數據終端設備(Data Terminal unit),可以理解為下位NB-IoT發射終端,在進行通信時,在它的作用下對所傳信息進行格式轉換和數據整理校驗。

NB-IoT無線通信終端功能及特點

  • 支持中國三大運營商NB-IoT網絡;

  • 支持多種上下線出發模式,定時上下線、串口數據觸發上下線模式;

  • 支持根據IP地址和端口訪問中心;

  • 內嵌標準的UDP/COAP協議棧,支持透明數據傳輸

  • 支持2路串口(232或485可選),波特率可達230400;

  • 支持2路4~20mA模擬量輸入(可選);

  • 板載溫度監測裝置;

  • 溫濕度一體傳感器(可選);

  • 內置多星座 GNSS 接收機(GPS+GLONASS),滿足對快速、精準定位的需求(可選);

  • 掉線自動重撥機制(采用自有的狀態機算法);

  • 支持6個中心端,可做數據備份;

  • 多種工作模式選擇(透明和非透明);

  • 軟硬件多重看門狗機制;

  • 內嵌完備的PPP,TCP/IP協議棧;

  • DTU 指令控制,通過指令查詢,控制設備通信;

  • 可升級固件程序;

  • 嵌入式處理器,支持高速處理協議和大量數據;

  • 穩定性:365×24小時不間斷工作;

  • 硬件恢復出廠設置。

  • 供電:寬電壓+6V-35V;

  • 耗電:通信模塊12V供電、通信狀態<15mA

  • 工作溫度:-40℃ ~ +85℃;

  • 防護等級:IP33;

3、數據監控中心

監控中心由監控主機、人機接口、相關外設及與無線數據通信網接口等部分組成。對各遠端監控點采用輪詢或并行詢問方式,完成監測、控制、采集、預警等多重任務。

監控系統軟件是集電梯的監控、數據采集、數據處理與一體,并通過群控或組控實現對不同的監控終端進行控制的系統軟件。具有數據存儲、數據采集、報警處理、報表打印、圖形人機界面、系統安全性控制、自動巡測終端、報警及多種時間表等眾多功能。

四、可靠性

本系統需要很高的系統安全保障和穩定性。安全保障主要是防止來自系統內外的有意和無意的破環,網絡安全防護措施包括信道加密、信源加密、登錄防護、訪問防護、接入防護、防火墻等。穩定是指系統能夠7×24小時不間斷運行,即使出現硬件和軟件故障,系統也不能中斷運行。

數據中心通過公網使用https接入物聯網平臺,從認證到數據傳送整個過程得到了加密保護,安全性比較高,可充分保障速度和網絡服務質量。

五、總結

隨著時代的發展,城市現代化建設步伐不斷加快,對電梯安全要求越來越高,智能電梯監控的應用將越來越廣泛。


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