基于RFID電梯遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

吳 衛(wèi)，鄭建立，孫佳新

（東華大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，上海 201620）

基于RFID電梯遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

吳 衛(wèi)，鄭建立，孫佳新

（東華大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，上海 201620）

介紹了一種基于RFID射頻識(shí)別的電梯遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，重點(diǎn)介紹了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)射頻收發(fā)數(shù)據(jù)的過程。對(duì)該遠(yuǎn)程系統(tǒng)的總體構(gòu)架進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并利用Visua1C++6.0完成了報(bào)警界面及電梯運(yùn)行狀況的顯示，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電梯的無線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和故障碼的收發(fā)。

電梯；遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)；RFID射頻識(shí)別；故障碼

隨著社會(huì)的發(fā)展和生活節(jié)奏的加快，電梯已成為人們工作和生活中不可或缺的一部分，然而，隨之而來的安全問題卻不可忽視。為了保障使用者的人身安全以及提高電梯故障的修復(fù)速度，先進(jìn)的電梯遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是必不可少的。

射頻識(shí)別技術(shù)RFID（Radio Frequency Identification）是20世紀(jì)90年代開始興起的一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，是一項(xiàng)利用射頻信號(hào)通過空間耦合（交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)）實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達(dá)到識(shí)別目的的技術(shù)。與傳統(tǒng)的識(shí)別方式相比，RFID技術(shù)無需直接接觸、光學(xué)可視和人工干預(yù)即可完成信息輸入和處理，且操作方便快捷。能夠廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、物流、交通、運(yùn)輸、醫(yī)療、防偽、跟蹤、設(shè)備和資產(chǎn)管理等需要收集和處理數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

1.1 CC2430芯片

典型的有源RFID標(biāo)簽由天線、射頻模塊、控制模塊、存儲(chǔ)器、喚醒電路和電池模塊等組成，如圖1所示。

TI公司的CC2430芯片集成了所有的無線通信系統(tǒng)部分，只需添加少數(shù)的外圍電路即可使其構(gòu)成無線通信模塊，降低了系統(tǒng)成本和簡(jiǎn)化了標(biāo)簽的設(shè)計(jì)。CC2430有32 KB、64 KB、128 KB三種不同的閃存空間，是一個(gè)真正的系統(tǒng)級(jí)芯片 （SoC）CMOS解決方案，為IEEE 802.15.4和ZigBee量身定制。這種解決方案能夠提高性能，并滿足以ZigBee為基礎(chǔ)的2.4 GHz ISM波段應(yīng)用，且成本和功耗都低。

1.2 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體架構(gòu)

此系統(tǒng)主要由節(jié)點(diǎn)板和基站板組成，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)射頻實(shí)現(xiàn)兩個(gè)不同節(jié)點(diǎn)之間的無線通信，如圖2所示。

2 不同節(jié)點(diǎn)之間無線通信的實(shí)現(xiàn)

不同節(jié)點(diǎn)間的無線通信在Cygwin和TinyOS實(shí)驗(yàn)環(huán)境下完成。

TinyOS編程中文件名一般是這樣定義的：（1）接口定義文件：FCODESend.nc；（2）模塊文件：FCODEP.nc 或者FCODEM.nc；（3）配置文件：FCODEC.nc。

2.1 模塊接口的關(guān)聯(lián)

在Cygwin和TinyOS實(shí)驗(yàn)環(huán)境下創(chuàng)建工程文件FCODESend.nc。具體過程如下：（1）啟動(dòng) Cygwin，輸入 cd/進(jìn)入TinyOS主目錄，用ls查看該目錄下的所有文件。（2）輸入命令cd/opt/atos，進(jìn)入該目錄后，用ls查看目錄下環(huán)境變量配置文件setupenv，執(zhí)行source setupenv命令，使環(huán)境變量生效。（3）輸入命令cd/apps，進(jìn)入應(yīng)用程序目錄，用ls查看該目錄下所有文件和子目錄，并用mkdir MyProject創(chuàng)建一個(gè)名為MyProject的目錄。（4）進(jìn)入新創(chuàng)建的MyProject目錄，然后在MyProject目錄下使用命令vi FCODESend.nc來創(chuàng)建工程文件FCODESend。工程文件FCODESend程序代碼的功能：

2.2 電梯故障碼傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)模塊

在MyProject目錄下使用命令vi FCODESendM.nc來建立模塊文件FCODESendM。

模塊文件FCODESendM程序代碼主要是用來定義調(diào)試等級(jí)以及串口和無線傳輸?shù)南嚓P(guān)接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送，節(jié)點(diǎn)板與基站板之間的無線傳輸，在終端上顯示節(jié)點(diǎn)板與基站板的地址與工作組，用以區(qū)別發(fā)送節(jié)點(diǎn)與接收節(jié)點(diǎn)，并最終顯示電梯的故障代碼。由于電梯故障代碼繁多且并不統(tǒng)一，可以利用Visua1C++6.0龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)來完成界面的設(shè)計(jì)以及故障碼的識(shí)別。

電梯故障碼收發(fā)流程圖如圖3所示。

2.3 編寫Makefile文件

用命令ls可以查看在MyProject目錄下包含了新建的FCODESend.nc和 FCODESendM.nc兩個(gè)文件，然后在MyProject目錄下用 vi Makefile命令來編寫 Makefile文件。Makefile文件的程序代碼如下所示：

Makefile文件的程序代碼主要用來開啟使用到的模塊（模塊功能默認(rèn)關(guān)閉），其中值得注意的是，為了方便起見，節(jié)點(diǎn)板和基站板的地址已固定設(shè)為01和02。

2.4 終端顯示結(jié)果

由于電梯故障碼種類繁多且各公司產(chǎn)品的故障碼并不統(tǒng)一，本文利用日立NPH電梯的部分故障碼對(duì)該系統(tǒng)不同節(jié)點(diǎn)間的無線通信做了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖4所示。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的主要功能是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，使該遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)表現(xiàn)得更為友好，實(shí)現(xiàn)電梯故障碼與電梯實(shí)際狀況的一一對(duì)應(yīng)，達(dá)到使電梯故障一目了然的效果，使電梯維修工作將更為方便、快捷。

軟件設(shè)計(jì)可以用可視化編程語(yǔ)言Visua1C++6.0來完成，利用其自身龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)報(bào)警界面的設(shè)計(jì)以及電梯運(yùn)行狀況的顯示。配合建立電梯故障碼數(shù)據(jù)庫(kù)，以便可以在第一時(shí)間全面了解電梯故障，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在電梯故障的第一時(shí)間做出相應(yīng)措施，以減少不必要的損失。

本文介紹了基于RFID電梯遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)架以及軟件設(shè)計(jì)，并對(duì)節(jié)點(diǎn)間的無線通信作了較為詳細(xì)的介紹。與有線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程無線監(jiān)測(cè)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需要極小的空間便能達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的效果，免去了有線系統(tǒng)布線的麻煩，性價(jià)比更高。與GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)在傳輸數(shù)據(jù)的速度上占有很大的優(yōu)勢(shì)，實(shí)時(shí)性更強(qiáng)。

該系統(tǒng)能滿足公共場(chǎng)所、中小型企業(yè)以及商場(chǎng)等場(chǎng)所的電梯遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的基本需要，傳輸距離約為200 m。但受CC2430無線模塊的有效距離的限制，所以在傳輸有效距離上還有待提高。通過高增益的天線或者在天線前端放置功率放大器，可大大提高數(shù)據(jù)的傳輸距離。

[1]戰(zhàn)清，蘇劍.無線射頻識(shí)別技術(shù)理論與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[2]郎為民.射頻識(shí)別技術(shù)原理與應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[3]FINKENZELLER K.射 頻 識(shí) 別（RFID）技 術(shù)（第 二 版 ）[M].陳大才譯.北京：電子工業(yè)出版社，2001.

[4]劉銳寧，宋坤.VISUAL C++從入門到精通[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.

Design and implementation of elevator remote monitoring system based on RFID

Wu Wei，Zheng Jianli，Sun Jiaxin

（School of Information Science and Technology，Donghua University，Shanghai 201620，China）

This paper describes a remote elevator monitoring system based on a radio frequency identification RFID，and then highlights the sending and receiving data process of point to point RF.It designs the overall architecture of the remote system and completes the alarm interface and the display of elevator running status by using Visua1C++6.0，realizes the elevator wireless remote monitoring and fault code transceiver.

elevator；remote monitoring；RFID radio frequency identification；fault code

TP802.4

A

1674-7720（2011）03-0092-03

2010-10-14）

吳衛(wèi)，男，1985年生，碩士研究生，主要研究方向：嵌入式系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用，數(shù)字圖像算法研究。

鄭建立，男，1982年生，副教授，主要研究方向：數(shù)字電子、圖像識(shí)別、智能機(jī)器人。

孫佳新，男，1985年生，碩士研究生，主要研究方向：嵌入式系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用，智能服裝系統(tǒng)。