基于Socket的電梯安全檢驗(yàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

劉英杰 王偉雄 李中興 王新華 林創(chuàng)魯 陳敏 黃代民

（廣州市特種機(jī)電設(shè)備檢測(cè)研究院）

0 引言

電梯是垂直運(yùn)輸?shù)闹饕煌üぞ?，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，電梯的使用不僅遍及各行各業(yè)，而且與人民的生活緊密相關(guān)。電梯安全運(yùn)行涉及生產(chǎn)、安裝、檢驗(yàn)、維護(hù)、修理等多個(gè)環(huán)節(jié)[1]。按照傳統(tǒng)的處理方法對(duì)電梯進(jìn)行檢驗(yàn)、記錄、備案、檢索已比較困難，特別是隨著電梯數(shù)量的迅速增加，人機(jī)比矛盾更加突出[2]。電梯現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)往往需要查詢被檢電梯的維護(hù)保養(yǎng)記錄、歷史檢驗(yàn)等信息，并記錄檢驗(yàn)結(jié)果。而目前常用的檢驗(yàn)方法是將歷史檢驗(yàn)和維護(hù)數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)原始記錄和檢驗(yàn)合格記錄分開(kāi)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，存在作業(yè)效率低、歷史檢驗(yàn)信息和維護(hù)信息利用率低、信息化管理不便等問(wèn)題[3]。為了提高檢驗(yàn)效率，本文提出基于Socket的電梯安全檢驗(yàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)，重點(diǎn)論述了數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程通訊方法的工作原理和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

1 數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架

電梯安全檢驗(yàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)是利用現(xiàn)代通信、物聯(lián)網(wǎng)、RFID、微電子和高精度測(cè)量等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電梯檢驗(yàn)的智能化、電梯能效檢測(cè)和管理的高效化?？紤]各子系統(tǒng)間的協(xié)同和融合，統(tǒng)一規(guī)劃[4-5]，基于 Socket的電梯安全檢驗(yàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。電梯基本信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)中心，檢驗(yàn)終端通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)遠(yuǎn)程服務(wù)器，調(diào)取電梯檢驗(yàn)記錄信息。

圖1 基于Socket的電梯安全檢驗(yàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1.1 數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)通訊

基于 Socket的電梯安全檢驗(yàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)由檢驗(yàn)終端和智能查詢服務(wù)器組成，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)挖掘機(jī)與實(shí)時(shí)通訊機(jī)實(shí)現(xiàn)客戶端與遠(yuǎn)程服務(wù)器數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸。其中，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)挖掘機(jī)負(fù)責(zé)在線監(jiān)控檢驗(yàn)終端與檢驗(yàn)智能查詢服務(wù)器的連接情況；實(shí)時(shí)通訊機(jī)負(fù)責(zé)提供檢驗(yàn)終端與檢驗(yàn)智能查詢服務(wù)器之間的通訊服務(wù)。電梯檢驗(yàn)的通訊過(guò)程具體分為：檢驗(yàn)任務(wù)分發(fā)與終端顯示、檢驗(yàn)信息回放、記錄數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)?；赟ocket的電梯安全檢驗(yàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù) 流如圖2 所示。

圖2 基于Socket的電梯安全檢驗(yàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)流

1.2 基于Socket的通訊設(shè)計(jì)

采用 Socket技術(shù)實(shí)現(xiàn)客戶端與遠(yuǎn)程服務(wù)器之間的遠(yuǎn)程通訊。其具有傳輸時(shí)間短、高可靠、加密特性、傳輸數(shù)據(jù)可自定義等特點(diǎn)。適合客戶端與遠(yuǎn)程服務(wù)器之間的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互，而且安全性能好，滿足檢測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性與可靠性要求。

1.2.1 在C#中Socket的實(shí)現(xiàn)方法

基于 Socket的電梯安全檢驗(yàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是基于微軟的C# Socket網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)現(xiàn)的，使用包含豐富子程序的Net. Sockets程序包，開(kāi)發(fā)電梯檢驗(yàn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。在遠(yuǎn)程服務(wù)器與客戶端之間創(chuàng)建Socket套接字構(gòu)建通訊通道，數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收都由該通道實(shí)現(xiàn)。客戶端通過(guò)Connect與遠(yuǎn)程服務(wù)器相連，在保證客戶端與遠(yuǎn)程服務(wù)器之間有效綁定的情況下，將電梯檢驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)、檢驗(yàn)任務(wù)下發(fā)信息、檢驗(yàn)信息回傳數(shù)據(jù)等以文件流的方式發(fā)向目的終結(jié)點(diǎn)，同時(shí)在目的終結(jié)點(diǎn)處利用Listen來(lái)監(jiān)聽(tīng)Socket接口上的連接請(qǐng)求，調(diào)用Accept完成數(shù)據(jù)接收操作。在Socket通訊完成時(shí)，要使用Close和Shutdown來(lái)禁止和關(guān)閉Socket套接字。Socket的通信原理圖如圖3 所示[6-8]。為保證通訊可靠，使用 TCP三次握手通訊方式，在移動(dòng)檢驗(yàn)終端向監(jiān)控軟件發(fā)送同步序列編號(hào)后，監(jiān)控軟件響應(yīng)并應(yīng)答，移動(dòng)檢驗(yàn)終端確認(rèn)后雙方處于同步發(fā)送與接收狀態(tài)，虛連接建立。

1.2.2 通訊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為保證遠(yuǎn)程服務(wù)器與客戶端之間的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確通訊，將通訊的數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝處理，并定義多個(gè)通訊結(jié)構(gòu)體。遠(yuǎn)程服務(wù)器與客戶端之間按照約定的通訊結(jié)構(gòu)體以文件流的形式通訊，在目的終結(jié)點(diǎn)同樣以該結(jié)構(gòu)體進(jìn)行數(shù)據(jù)拆解，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離準(zhǔn)確傳輸。電梯檢驗(yàn)任務(wù)的分發(fā)和終端顯示通訊結(jié)構(gòu)體如下：

圖3 Socket通訊原理圖

1)電梯檢驗(yàn)任務(wù)的分發(fā)

2)電梯檢驗(yàn)信息的回放

3)檢驗(yàn)參數(shù)回傳

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

使用檢驗(yàn)智能查詢服務(wù)器前，需要建立電梯 ID庫(kù)，并保證檢驗(yàn)終端與電梯檢驗(yàn)智能查詢軟件通訊正常。

2.1 電梯檢驗(yàn)任務(wù)分發(fā)和終端顯示

每次檢驗(yàn)前需要檢查各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行狀況，確保現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)挖掘機(jī)能正常運(yùn)作，通過(guò)遠(yuǎn)程撥號(hào)獲取檢驗(yàn)任務(wù)信息并在檢驗(yàn)終端上顯示，檢驗(yàn)開(kāi)始。

2.2 電梯檢驗(yàn)信息的回放

檢驗(yàn)終端通過(guò)RFID讀取電梯ID號(hào)，也可以手動(dòng)輸入，并從遠(yuǎn)程服務(wù)器下載該電梯的歷史檢驗(yàn)記錄，智能移動(dòng)終端將回傳的歷史檢驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示在用戶界面上。電梯歷史檢驗(yàn)信息的回放程序設(shè)計(jì)流程如圖4所示。

圖4 電梯檢驗(yàn)信息的回放流程圖

遠(yuǎn)程服務(wù)器向客戶端以文件流形式發(fā)送歷史檢驗(yàn)記錄，存儲(chǔ)在“D:\CHECKFILE\”目錄，文件流讀取代碼如下：

2.3 原始記錄的判斷、數(shù)字化與回傳

成功登錄現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)挖掘機(jī)，檢驗(yàn)終端在線下載檢驗(yàn)任務(wù)判斷標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)各項(xiàng)檢驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行判斷，對(duì)不合格項(xiàng)生成列表清單。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)無(wú)響應(yīng)時(shí)，可通過(guò)U盤(pán)將檢驗(yàn)參數(shù)信息導(dǎo)進(jìn)電梯檢驗(yàn)智能查詢軟件，由軟件操作寫(xiě)入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

2.4 網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)

為保證檢驗(yàn)終端與遠(yuǎn)程服務(wù)器時(shí)間一致，每次登錄時(shí)需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)。檢驗(yàn)終端上傳本地時(shí)間，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)挖掘機(jī)將上傳的時(shí)間與服務(wù)器時(shí)間校對(duì)（以服務(wù)器時(shí)間為基準(zhǔn)），校對(duì)后的時(shí)間回傳給檢驗(yàn)終端。

3 應(yīng)用測(cè)試與結(jié)論

設(shè)計(jì)中，采用基于Windows操作系統(tǒng)的檢驗(yàn)終端作為客戶端，在遠(yuǎn)程主機(jī)上內(nèi)嵌現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)挖掘機(jī)和電梯檢驗(yàn)智能查詢軟件作為遠(yuǎn)程服務(wù)器。

測(cè)試過(guò)程中，檢驗(yàn)員在檢驗(yàn)終端通過(guò)遠(yuǎn)程撥號(hào)下載遠(yuǎn)程服務(wù)器下發(fā)的電梯檢驗(yàn)任務(wù)信息，并在任務(wù)信息對(duì)應(yīng)的檢驗(yàn)界面進(jìn)行檢驗(yàn)操作，完成后將檢驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)據(jù)封裝，以文件流的形式回傳給遠(yuǎn)程服務(wù)器，由它進(jìn)行入庫(kù)處理。在檢驗(yàn)終端的界面上設(shè)置信息回放按鈕，可以查詢到歷史檢驗(yàn)記錄。

電梯現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)界面如圖5所示。其中，√表示該項(xiàng)合格；×表示該項(xiàng)不合格；空白表示無(wú)此項(xiàng)。在要求輸入具體參數(shù)的地方輸入檢測(cè)結(jié)果，由軟件自動(dòng)判定是否合格，提高了效率。

電梯檢驗(yàn)智能查詢軟件界面如圖6所示。具體包括：基本信息管理、電梯信息管理、電梯檢驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)查詢、系統(tǒng)操作四大菜單。其中，系統(tǒng)基本信息管理完成對(duì)用戶及檢驗(yàn)員信息管理；電梯信息管理完成電梯信息入庫(kù)登記操作；電梯檢驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)查詢完成檢驗(yàn)任務(wù)分發(fā)和歷史記錄回放操作；系統(tǒng)操作菜單完成基本的系統(tǒng)操作。

圖5 電梯現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)界面

圖6 電梯檢驗(yàn)智能查詢軟件界面

測(cè)試表明，采用基于 Socket電梯安全檢驗(yàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，遠(yuǎn)程服務(wù)器能正確下發(fā)電梯檢驗(yàn)任務(wù)信息，并能無(wú)差錯(cuò)地接收來(lái)自檢驗(yàn)終端的電梯檢驗(yàn)數(shù)據(jù)文件流，數(shù)據(jù)通訊正確，實(shí)時(shí)性好。在實(shí)際應(yīng)用中，可同時(shí)支持多臺(tái)檢驗(yàn)終端在線工作，服務(wù)器響應(yīng)快而穩(wěn)定，支持大數(shù)據(jù)入庫(kù)處理，滿足遠(yuǎn)程通訊要求，從而提高電梯安全檢驗(yàn)的效率與智能化水平。

[1]辛宏彬,高勇,井德強(qiáng),等.電梯檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)綜述[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化,2012,12(01):187-188.

[2]尹浩.關(guān)于電梯檢驗(yàn)案例分析[J].大觀周刊,2011,65(51):106-109.

[3]張清鵬,劉方亭.電梯檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用[J].中國(guó)儀器儀表,2009(4):83-86.

[4]胡建凱.淺談家用電梯的檢驗(yàn)方法[J].中國(guó)電梯,2012,32(9):67-68.

[5]于濤,王健.基于Socket通訊技術(shù)的上層監(jiān)控軟件的實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展,2009,19(3):243-245.

[6]何進(jìn),謝松巍.基于 Socket的 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通訊模式研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究,2001,18(8):134-135.

[7]李伯全,潘海彬,羅開(kāi)玉,等.遠(yuǎn)程測(cè)控?cái)?shù)據(jù)傳輸中Data Socket技術(shù)應(yīng)用[J].江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,25(4):64-68.

[8]蔣敏,單家芳,孔軍.基于Socket的多平臺(tái)通訊研究[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用,2005,41(36):135-137.

[9]陳勇鑫.淺析電梯的檢驗(yàn)檢測(cè)工作及檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)安全管理[J].價(jià)值工程,2011,30(12):255-257.