基于電話網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電梯監(jiān)測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)的分析

摘要:電話網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)控不但可以節(jié)約投資，也易于推廣。隨現(xiàn)在信息技術(shù)的快速發(fā)展、通訊設(shè)施的不斷完善，電話網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)也得到了廣泛的推廣使用。本文介紹了遠(yuǎn)程電梯監(jiān)測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)組成，也分析了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集終端硬件構(gòu)成極其上位PC的軟件流程和通信程序。

關(guān)鍵詞:電話網(wǎng)絡(luò);遠(yuǎn)程電梯;監(jiān)測(cè);評(píng)估

伴隨國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，很多城市的高層建筑不斷涌現(xiàn)，進(jìn)而使得電梯這一設(shè)備的使用數(shù)量也在激增。電梯的使用直接關(guān)系著用戶生命安全，因此國家也給予了高度的重視，每年都會(huì)有專門質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)部門對(duì)電梯實(shí)行強(qiáng)制檢測(cè)。這種傳統(tǒng)的年檢方式通常是通過派出一定的專業(yè)技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電梯的值班記錄、各項(xiàng)指標(biāo)等進(jìn)行檢驗(yàn)查看，這種方法既費(fèi)時(shí)費(fèi)力也不能對(duì)電梯使用的長期狀態(tài)及性能作出客觀可靠的評(píng)價(jià)。因此設(shè)計(jì)開發(fā)出一種適于進(jìn)行電梯遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及評(píng)估的系統(tǒng)極為必要。

一.電話網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控的優(yōu)點(diǎn)

電話網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制技術(shù)是現(xiàn)代電子網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用的一個(gè)熱點(diǎn)，它可通過一定手段對(duì)一定距離的物體進(jìn)行控制。它無需進(jìn)行專門布線，也不占用任何無線電頻率及資源，有效地避免了電磁污染。操控者可通過對(duì)各種提示音來對(duì)受控對(duì)象的相關(guān)信息情況進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，進(jìn)而決定下一步的具體操作。電話線路實(shí)行全國聯(lián)網(wǎng)，遙控可跨省市，甚至可以跨國家進(jìn)行，方便、快捷，且準(zhǔn)確可靠。下面我們對(duì)已設(shè)計(jì)推廣使用的一種基于電話網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電梯監(jiān)測(cè)和評(píng)估系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析。

二.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成

圖1系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成見圖1所示，該系統(tǒng)是由多臺(tái)采集終端和遠(yuǎn)程上位管理計(jì)算機(jī)共同組成。每臺(tái)采集終端連接著一部電梯，對(duì)電梯運(yùn)行的各種狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，最后將電梯其故障信息在非易失性存儲(chǔ)器中進(jìn)行儲(chǔ)存;遠(yuǎn)程上位管理計(jì)算機(jī)則用于對(duì)電梯性能進(jìn)行評(píng)估及管理方面，當(dāng)進(jìn)行年檢時(shí)，只需將計(jì)算機(jī)上調(diào)制解調(diào)器接入到公共電話網(wǎng)絡(luò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的采集終端進(jìn)行呼叫，便可將現(xiàn)場(chǎng)所采集的數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)數(shù)據(jù)庫中，進(jìn)而完成進(jìn)一步的分析與判斷，得出電梯合格與否的結(jié)論。為節(jié)約電話線路資源，我們可以讓范圍較小的某地域的建筑群來共用一根電話線路，但只對(duì)1號(hào)的采集終端進(jìn)行電話網(wǎng)絡(luò)接入，其余采集終端和1號(hào)終端共同掛在RS2485總線上，運(yùn)用軟件的協(xié)議識(shí)別終端號(hào)實(shí)現(xiàn)和上位機(jī)的通信。

三.采集終端設(shè)計(jì)

(一)采集終端硬件設(shè)計(jì)

電梯所需監(jiān)測(cè)的各類信息如平層信號(hào)、廳門閉鎖、轎門閉鎖、上下極限及運(yùn)行的加速度、溫度、濕度等信號(hào)通過傳感器電路變換或經(jīng)信號(hào)調(diào)理，將標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)量及模擬量提供給采集終端。該系統(tǒng)開關(guān)量輸入是16路，模擬量是8路。采集終端是以8位微控制器W78E516B為其核心設(shè)計(jì)，芯片內(nèi)部擁有32KB大容量的程序存儲(chǔ)器，與此同時(shí)提供也ISP在線編程功能，給開發(fā)者的程序調(diào)試及軟件的升級(jí)都提供了良好的條件。

其采集終端相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下:

采集周期: 1 s;

通信速率: 2400b/s;

通信協(xié)議: ITU2V.22bis;

模擬量采集: 8路、8bit的分辨率、0～5V、轉(zhuǎn)換時(shí)間10μs;

開關(guān)量采集: 16路、 5V/開路輸入、光電隔離;

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量: 1MB、多于1年的歷史記錄。

(二)采集終端軟件設(shè)計(jì)

1.采集終端數(shù)據(jù)采集軟件的設(shè)計(jì)

采集終端軟件我們采用Franklin C語言進(jìn)行編寫，其數(shù)據(jù)采集包括對(duì)開關(guān)量與模擬量進(jìn)行查詢及對(duì)故障進(jìn)行判斷，也包括對(duì)故障按一定格式所進(jìn)行的存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)采集部分其軟件以定時(shí)查詢的方式進(jìn)行工作，定時(shí)時(shí)間是1s，每秒鐘都對(duì)8路模擬量及16路開關(guān)量進(jìn)行查詢，若出現(xiàn)故障且符合存儲(chǔ)條件，系統(tǒng)則會(huì)將該路故障其編號(hào)和時(shí)間標(biāo)記共同儲(chǔ)存到E2PROM中。

2.采集終端通信軟件的設(shè)計(jì)

采集終端MODEM模塊和上位管理計(jì)算機(jī)其MODEM間采用ITU-V.22bis的通信協(xié)議，其通信速率為2400b/s。采集終端MODEM模塊在有被叫時(shí)工作，若有電話撥入，軟件會(huì)首先對(duì)來電的號(hào)碼進(jìn)行一定識(shí)別，若與預(yù)先設(shè)定的遠(yuǎn)程管理部門其電話號(hào)碼相匹配，系統(tǒng)將發(fā)送AT指令的摘機(jī)命令，并對(duì)上位機(jī)MODEM進(jìn)行應(yīng)答，這時(shí)雙方間便成功建立了通信鏈路。數(shù)據(jù)傳輸可以將其簡單地看為MCU串口和遠(yuǎn)程的PC機(jī)串口間的通信，其通信波特率為2400b/s、且無校驗(yàn)， 1位停止位、8位數(shù)據(jù)位。

采集終端和遠(yuǎn)程上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)所采用的命令為應(yīng)答式，即在上位機(jī)發(fā)送出特定的命令后，采集終端將回發(fā)相應(yīng)信息。通信過程中所有命令均為十六進(jìn)制的格式。雙方通信時(shí)其數(shù)據(jù)格式，如上位機(jī)對(duì)前端實(shí)時(shí)狀態(tài)的請(qǐng)求監(jiān)測(cè)、來電自動(dòng)識(shí)別電話號(hào)碼的設(shè)置、模擬量上下限的設(shè)置等，也均采用此方式進(jìn)行。

四.遠(yuǎn)程上位管理機(jī)的通信軟件與管理軟件的設(shè)計(jì)

(一)遠(yuǎn)程上位管理機(jī)的通信軟件設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)程上位管理計(jì)算機(jī)通常會(huì)配備一臺(tái)外置式MODEM，若需與下位的采集終端進(jìn)行通信，我們應(yīng)首先通過串口來向MODEM發(fā)送某些標(biāo)準(zhǔn)AT撥號(hào)的指令，而一旦對(duì)方的MODEM摘機(jī)響應(yīng)，雙方通信便實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的串行通信。

遠(yuǎn)程上位機(jī)軟件在微軟Windows2000的操作系統(tǒng)下運(yùn)行，其通信程序采用微軟VC++6.0進(jìn)行編寫。應(yīng)用VC++開發(fā)串行的通信軟件當(dāng)前有多種方法，該設(shè)計(jì)系統(tǒng)選用MSComm通信控件。

(二)遠(yuǎn)程上位管理機(jī)評(píng)估及管理軟件設(shè)計(jì)

上位機(jī)評(píng)估和管理軟件均采用VC++進(jìn)行編寫，包括管理員身份識(shí)別、故障數(shù)據(jù)錄入、采集終端參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)分析和評(píng)估及其生成報(bào)表等具體的功能模塊。運(yùn)用SQL Server作為其數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng)，用來存儲(chǔ)及管理數(shù)據(jù)，組成整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的后端數(shù)據(jù)庫引擎。VC運(yùn)用ADO的方式來連接SQL Server數(shù)據(jù)庫。這樣做可以使VC很方便的對(duì)前臺(tái)軟件進(jìn)行編制，同時(shí)SQL Server也能對(duì)數(shù)據(jù)庫實(shí)施高效的管理。在對(duì)軟件進(jìn)行評(píng)估時(shí)，首先應(yīng)對(duì)錄入數(shù)據(jù)庫的電梯年故障記錄依據(jù)故障的輕重緩急來實(shí)現(xiàn)等級(jí)分類，將某些嚴(yán)重故障規(guī)劃為A類，依次為b類、C類等，最后對(duì)各類故障的個(gè)數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，得出各故障餅形圖。若B類以上的故障較多，則應(yīng)直接給出該電梯不合格結(jié)論同時(shí)列出其原因，并打印輸出;若故障個(gè)數(shù)及情況在允許范圍內(nèi)，則給出電梯合格的結(jié)論，并打印輸出。

電梯運(yùn)行過程中，拖動(dòng)電機(jī)起停頻繁，各類繼電器經(jīng)常通斷，這些情況使得電磁環(huán)境極其復(fù)雜，因此應(yīng)對(duì)模擬量的采集部分采取各種抗干擾措施，如運(yùn)用加濾波電路，進(jìn)行單點(diǎn)接地及加屏蔽套等措施。同時(shí)，在該系統(tǒng)中軟件還增設(shè)了看門狗部分。通過這些措施的采用，取得了非常明顯的效果。調(diào)查研究及使用結(jié)果顯示，基于電話網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程電梯監(jiān)測(cè)與評(píng)估系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)簡單，且自動(dòng)化程度較高，很好地節(jié)約了人力、物力資源，具有很高的推廣使用價(jià)值。

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