基于GPRS電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計研究

黃放

摘 要：文章通過對電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控進(jìn)行需求分析，研究設(shè)計了基于GPRS電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，并闡述了基于GPRS電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的組成，包括遠(yuǎn)程終端、通訊控制器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、遠(yuǎn)程監(jiān)控通信服務(wù)器、Internet服務(wù)器以及監(jiān)控中心等。

關(guān)鍵詞：電梯；遠(yuǎn)程監(jiān)控；GPRS

近年來，電梯事故頻發(fā)，傷亡率高，不僅給人們帶來了巨大的損失，而且加重了人們對電梯的恐懼心理。電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)開始給更多人所關(guān)注，受到了人們的青睞。學(xué)術(shù)界開始針對電梯穩(wěn)定運(yùn)行、有效維修以及故障報警系統(tǒng)展開了一系列探究。通過電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，一方面能夠促使企業(yè)以及使用者針對電梯運(yùn)行展開及時的監(jiān)控，在問題產(chǎn)生之前進(jìn)行工作，及時維修，減少事故發(fā)生的概率；另一方面加強(qiáng)了企業(yè)對產(chǎn)品資料和數(shù)據(jù)的收集和處理能力，不斷的改進(jìn)電梯設(shè)備中的存在的問題，提高技術(shù)和安全水平。

1 電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)需求分析

基于GPRS電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)要實現(xiàn)對電梯運(yùn)行狀態(tài)的實時遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程配置管理和遠(yuǎn)程故障處理等功能[1-3]。

1.1 電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控功能

電梯的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能是通過轎頂數(shù)據(jù)采集器采集電梯運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)通過短距離無線射頻通訊技術(shù)傳遞給控制柜數(shù)據(jù)傳輸器，控制柜數(shù)據(jù)傳輸器再將數(shù)據(jù)進(jìn)行打包，通過無線GSM網(wǎng)絡(luò)的GPRS方式將數(shù)據(jù)包傳送到監(jiān)控中心，通過軟件轉(zhuǎn)化為可視化的監(jiān)控界面，同時還可以在監(jiān)控界面上查詢監(jiān)控對象的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)。

1.2 電梯故障報警功能

基于GPRS電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)除了對入網(wǎng)電梯實時監(jiān)控，收集電梯日常運(yùn)行數(shù)據(jù)，如電梯門開關(guān)狀態(tài)、運(yùn)行方向、運(yùn)行速度、所到樓層外，同時可以將電梯經(jīng)常發(fā)生的問題進(jìn)行采集，比如關(guān)人、電梯沖頂和超速等這些問題。如果系統(tǒng)檢測后發(fā)現(xiàn)入網(wǎng)電梯不能夠正常工作的時候，系統(tǒng)能夠迅速響應(yīng)，通過GPRS方式發(fā)出故障處理指令，通過遠(yuǎn)程傳輸，對故障電梯進(jìn)行簡單的故障處理，如暫停運(yùn)行、故障報警、緩慢下降至一樓等。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析和存儲功能

電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對入網(wǎng)電梯實時監(jiān)控，每時每刻都在產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過GPRS技術(shù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的服務(wù)器上，形成體量龐大的數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)可以實現(xiàn)這些數(shù)據(jù)的存儲、挖掘、統(tǒng)計和分析，同時能夠和當(dāng)下的電梯管理檔案數(shù)據(jù)庫連接起來，借助于這個系統(tǒng)，能夠?qū)λ斜槐O(jiān)控的電梯數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行報表的打印，通過數(shù)據(jù)處理，如數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，統(tǒng)計分析每臺電梯的故障率，分析其故障原因。

2 電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)總體架構(gòu)

本系統(tǒng)采用GPRS技術(shù)，整個系統(tǒng)由監(jiān)控中心、基于GPRS數(shù)據(jù)傳輸部分和遠(yuǎn)程終端三大部分組成。系統(tǒng)以控制中心的方式構(gòu)架，控制中心借助于ADSL和互聯(lián)網(wǎng)連接起來，借助于GPRS通訊模塊，采用TCP/IP協(xié)議，與遠(yuǎn)程控制柜數(shù)據(jù)傳輸器交互。該系統(tǒng)運(yùn)行需要經(jīng)過如下幾個過程：

（1）系統(tǒng)監(jiān)控終端通轎頂數(shù)據(jù)采集器遠(yuǎn)采集電梯運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)通過短距離無線射頻通訊技術(shù)傳遞給控制柜數(shù)據(jù)傳輸器，接著數(shù)據(jù)，例如把模擬信號處理成數(shù)字信號，同時對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和格式化等操作；

（2）控制柜數(shù)據(jù)傳輸器再將數(shù)據(jù)進(jìn)行打包，通過串口將數(shù)據(jù)發(fā)送到GPRS Modem上；

（3）GPRS Modem終端將接收到的數(shù)據(jù)打成IP包，包含了監(jiān)控中心IP地址和端口號；

（4）借助于GPRS空中接口將數(shù)據(jù)發(fā)送至GPRS網(wǎng)絡(luò)；

（5）數(shù)據(jù)借助于GGSN和GPRS DTU連接在一起，進(jìn)一步數(shù)據(jù)被輸入到因特網(wǎng)或者監(jiān)控中心內(nèi)部；

（6）數(shù)據(jù)借助于工internet各網(wǎng)關(guān)以及路由到達(dá)監(jiān)控中心和各移動監(jiān)控；

（7）監(jiān)控中心軟件將IP包解包，還原數(shù)據(jù)，進(jìn)行處理并返回確認(rèn)信息。通過軟件轉(zhuǎn)化為可視化的監(jiān)控界面，同時還可以在監(jiān)控界面上查詢監(jiān)控對象的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)。

3 電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

為了能夠滿足電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控要求，就要結(jié)合軟件和硬件來展開設(shè)計，對實現(xiàn)的過程加以分析。

3.1 系統(tǒng)遠(yuǎn)程終端

遠(yuǎn)程終端由轎頂數(shù)據(jù)采集器和控制柜數(shù)據(jù)傳輸器兩部分構(gòu)成，電梯工作信息被數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)搜集，同時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和上級通信控制器連接在一起，將所采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行上級傳輸。

3.2 系統(tǒng)通信控制器

電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的通信控制器是一個小型的單片機(jī)控制系統(tǒng)，其核心采用一個MSC-51系列的單片機(jī)，與電梯的遠(yuǎn)程終端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)聯(lián)合使用。為了能夠滿足各種型號電梯遠(yuǎn)程終端接口需求，筆者在通信控制器擴(kuò)展上選擇了RS232串口、RS485和CAN串口，來提升系統(tǒng)的通用性。借助于各個接口和小區(qū)內(nèi)部的各個電梯形成一個分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程終端的主要構(gòu)成部分是GPRS網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控中心。另外各個通信控制器中的ID號是唯一的，方便和監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。

3.3 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器

在電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上安裝有ORACLE 8i數(shù)據(jù)庫軟件。在該數(shù)據(jù)庫軟件中，主要作用是保存各種資料，比如客戶資料，電梯故障，電梯運(yùn)行資料等。

3.4 遠(yuǎn)程監(jiān)控通信服務(wù)器

通過電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控通信服務(wù)器，電梯和監(jiān)控工作站之間的得以聯(lián)系，服務(wù)器面向電梯和監(jiān)控工作站給出通信工具，實現(xiàn)彼此的數(shù)據(jù)傳輸。遠(yuǎn)程監(jiān)控通信服務(wù)器和每個監(jiān)測工作站上有著協(xié)議，其中被用作Socket Server的是遠(yuǎn)程監(jiān)控通信服務(wù)器，被用作Socket Client的是各個監(jiān)測工作站。

3.5 Internet服務(wù)器

電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控中心接入互聯(lián)網(wǎng)，Internet服務(wù)器提供DNS和Web Server服務(wù)。Internet服務(wù)器能夠訪問遠(yuǎn)程工作站和現(xiàn)場調(diào)試檢測工作的相關(guān)資料，一般是借助于網(wǎng)頁的方式進(jìn)行資料數(shù)據(jù)訪問。系統(tǒng)通過Windows NT集成的IIS C Internet Information Server），它是一種Web服務(wù)器。

3.6 監(jiān)控中心及遠(yuǎn)程工作站

電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)控制中心工作站能夠?qū)λ械谋O(jiān)控功能進(jìn)行利用，同時可以對其他監(jiān)控中心進(jìn)行訪問，監(jiān)控對象可以是所有的連接點。遠(yuǎn)程用戶是電子遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)工作站的主要使用者，它只能對數(shù)據(jù)庫中指定的對象進(jìn)行監(jiān)控。

4 結(jié)束語

本文對基于GPRS電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)的做了需求分析，然后對系統(tǒng)作了總體構(gòu)架設(shè)計，整個系統(tǒng)由監(jiān)控中心、基于GPRS數(shù)據(jù)傳輸部分和遠(yuǎn)程終端三大部分組成，并闡述了基于GPRS電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計，包括遠(yuǎn)程終端、通訊控制器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、遠(yuǎn)程監(jiān)控通信服務(wù)器、Internet服務(wù)器以及監(jiān)控中心等的設(shè)計過程。

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