近年来,随着我国电梯数量持续高速增长,电梯困人、夹人、坠梯等恶性事故被频频曝出。电梯事故对乘客的生命安全造成了巨大威胁,因此电梯安全问题受到越来越多的关注。电梯的所有权、管理权和使用权涉及到多个主体,任何一方的疏忽都有可能导致电梯发生安全事故。实际上,在绝大多数严重事故发生之前,电梯都会出现不同程度的异常状态。通过监测电梯运行状态,对电梯进行预测性维护,可极大降低电梯的故障率。因此设计并实现一种电梯故障预测系统将具有重要的研究意义和实用价值。本文从电梯安全角度出发,设计并开发了一套电梯故障预测系统,有效实现了电梯运行状态监测、故障告警、故障预测、紧急视频通话及乘客身份识别等功能,云端的自动消息推送功能为乘客、物业公司和维保单位提供了便利、高效的信息沟通渠道。本文主要工作内容如下:(1)提出了一种乘客身份识别和紧急视频通话的方案,设计并开发了一套数据采集终端。数据采集终端实现了电梯运行状态监测、乘客身份识别、边缘计算和数据传输等功能。数据采集终端上的微控制器读取传感器的数据,并通过串口将数据发送至数据采集终端上的RT5350模块。RT5350模块对数据进行实时处理,判断电梯健康状态,将处理后的数据通过HTTP协议发送到服务器。数据采集终端上的身份识别模块使用WiFi/蓝牙探针来获取乘客移动设备的MAC地址,电梯故障预测系统根据获取的MAC地址识别乘客身份。电梯发生故障时,RT5350模块自动开启WiFi使用权限,被困乘客将手机连接WiFi后可通过手机浏览器与物业人员进行视频通话。数据采集终端配有功能仿真软件,可通过软件模拟电梯运行状态和故障状态。(2)设计并开发了一套系统管理平台软件,实现了对数据采集终端的集中管理。系统管理平台接收数据采集终端上传的电梯运行数据,通过人机交互界面显示电梯实时运行状态、故障告警信息、故障预测结果,并对数据采集终端进行远程集中管理与远程统一配置。系统管理平台主要为物业提供服务,物业工作人员可以通过系统管理平台对电梯进行统一监管。电梯乘客通过物业在系统中注册个人信息后即可使用系统提供的消息推送、故障查看、身份识别和自助求救四种功能。系统管理平台保存了电梯的历史故障信息,并将实时运行数据转发至云端。(3)设计并开发了一套云平台系统。云平台依托阿里云进行开发,实现了故障预测、消息推送和数据备份功能。系统管理平台将待发送的故障告警信息上传至云平台,云平台将故障告警信息以微信或短信的方式发送给相关人员。本文还研究了一种电梯故障预测模型,可预测卡层、冲顶、蹲底、超速及开门走梯故障。故障预测模型部署在云平台上,云平台接收系统管理平台转发的电梯运行数据并通过故障预测模型预测电梯的健康状态。当云平台预测电梯将发生故障时,会及时向相关人员发送故障预警通知。