基于电梯GPRS系统总体的设计

摘 要：电梯远程系统的研究,采用无线通信技术以及GPRS网络技术,并通过系统硬件与软件的相关设计,实现对电梯的运行情况实时监控、故障预诊断以及能够直观的查看电梯的工作状态,及时发现电梯故障并判断引起故障的可能原因.

关 键 词 ：电梯；GPRS系统；设计

电梯远程监控系统由三大基本部分组成：现场监控模块、通信系统、监控中心.现场监控模块又是由若干传感器、控制器和微处理器构成.主要功能有：实现各监控点电梯运行状态信息的采集、传输和运行控制指令.通信系统模块的主要功能是：完成数据检测以及传输来自监控中心的指令信息.监控中心的主要功能是：收集整理各监控系统模块上发送来的监控信息,对应监控信息发送出相应的操作指令.

本文设计的基于GPRS电梯远程监控系统包含三个组成部分：包括远程终端、数据模块以及监控模块.远程终端具备实时获取电梯工作状况信息的功能,同时将该信息封装、发送到GPRS模块,GPRS模块负责远程终端和监控中心的数据通信和信息交换,接收远程终端发送来的数据,并将监控中心发送来的信息发送至远程终端,使得终端及时完成相应控制指令.

1.系统设计目标

本课题通过基于GPRS的电梯远程系统的研究,采用嵌入式系统、无线通信技术以及GPRS网络技术手段,并通过系统硬件与软件的相关设计,建立远程监控中心,实现对监控电梯的运行参数的实时监控,电梯信息的管理和故障预诊断,以及远程终端与监控中心之间的双向数据通信,最终实现监控中心对监控电梯的远程控制管理.通过远程监控系统,电梯维保人员能够直观的查看电梯的工作状态,及时发现电梯故障并判断引起故障的可能原因,系统具有较强的可靠性、安全性和实用性,并有利于维护成本的降低[.

2.系统总体结构设计

基于GPRS的电梯远程监控系统主要包括远程终端、数据模块和监控中心三个组成部分.远程终端具备实时获取电梯工作状况信息的功能,同时将该信息封装、发送到GPRS模块,GPRS模块负责远程终端和监控中心的数据通信和信息交换,接收远程终端发送来的数据,并将监控中心发送来的信息发送至远程终端,使得终端及时完成相应控制指令.

2.1系统设计特点

（1）远程监测,保障电梯安全有序运行

远程监控系统通过终端监测设备,对电梯进行数据采集,并通过信息传输至监控中心,实时的现实出监控对象的运行工况,或查询历史运行数据,系统可以对监测对象实施24小时不间断的监测,当有故障发生时,该系统会自动发送故障信息,同时将电梯的位置发送到监控中心,并在监控管理界面警报提醒,并通知给维保人员,或发送控制管理指令来实现远程控制,保障电梯的安全运行.

（2）远程管理,保证电梯运行管理高效性

远程监控系统通过监控设备对电梯运行参数的远程浏览或修改设置,包括电梯管理数据库的操作,如对数据库的链接、查询监控电梯的数据库,修改电梯管理信息及参数,查询电梯故障率及故障排除方法等,系统还能进行自我诊断,将电梯工作参数设置合理阈值.当电梯在运行时,参数出现较大波动的时候,系统将发出故障警报,同时还会显示故障类型信息以及处理办法信息以及恢复测试,提高了电梯运行管理的效率.

（3）数据管理,为电梯发展提供科学依据

在对电梯系统进行参数配置的同时,系统对电梯运行参数进行浏览、审核,生成电梯运行管理数据库,并与以前的电梯数据档案进行联系；统计电梯的故障率、故障代码、故障类型等,为电梯制造产业进行电梯改善和发展提供了科学有效的数据.

2.2系统结构设计

本文所设计的GPRS电梯远程监控系统主要由三大功能模块构成：远程终端模块、网络通信模块、监控模块.远程终端模块使用RS485总线与若干数量的电梯控制器进行连接,并与GPRS通信模块一起构成远程数据终端,系统的总体结构示意图详见图2.1所示.

系统主要组成部分如下：

（1）电梯控制器

主要负责控制电梯的运行,并于上一级通信控制器连接.电梯控制器上的信息采集模块直接收集电梯工作状况的基本信息,和通信控制器相连接,并向系统发送电梯工作状况参数以及电梯运行故障信息等.

（2）通信控制器

通信控制器由小型单片机控制系统构成,通过控制器上的接口（如RS232、RS485等）与控制电梯组成分布式数据采集系统,该系统由通信控制器通过GPRS网络与监控中心组成监控网络.

（3）数据库怎么写作器

数据库的功能是存储整个系统的基本数据,如电梯基本参数、电梯运用单位资料、电梯工作状态信息、故障信息代码等.

（4）通信怎么写作器

远程监控系统使用通信怎么写作器连接监控对象和系统监控分站.远程监控系统是一种通信工具,将电梯和监控分站以及各个分站之间相联系.远程监控通信怎么写作器和监控分站的通信使用socket协议.

（5）Inter 怎么写作器

使用网页形式的Inter怎么写作器,监控系统使用Windows NT提供的IIS.

（6）本地监控分站

本地监控分站有权限调用任何监控功能以及所监控的电梯,同时还能访问系统其它监控中心.

（7）远程监控分站

此部分的功能是向远程用户提供各种怎么写作,用于数据库中明确的监控对象.

系统的具体的工作情况如下：

本次设计远程数据终端的核心处理器使用LPC2101芯片,是一种ARM嵌入式微处理器,并采用RS485总线和电梯控制器进行连接,采集到的电梯监控信息经过通讯转换协议处理和翻译,形成识别码,然后通过通信模块将这些数据传输到远程终端.

系统首先在监控对象与电梯控制器之间建立连接,为每个监控对象分配一个物理地址,形成监控终端子网络.当终端机与通信网络相互连接之后,监控对象将和终端机享用同一个IP地址,并相应附着到网络上.GPRS网络与监控中心之间通过公共数据网Inter进行连接,监控中心通过设置固定的IP,通过IP数据包的形式完成远程终端和监控中心的信息传输工作. 采用合理的软件功能、结构设计,监控中心端的上位机能够向用户提供一个方便易懂的程序界面,该界面具备图形化、动态化和数字化的基本特征,使得能够完成对远程终端传输过来的信息的查看和处理,方便维保人员查看电梯运行情况,了解故障信息,制定维护工作计划.

监控系统的工作过程具体如下所示：

（1）电梯运行状态信息采集.远程数据终端机首先利用核心处理器完成终端通信功能试验,检验系统通讯功能,并将检测过程中收集的数据进行存储；接着开始执行GPRS附着程序,GPRS通信模块开始进行网络登录测试,检验通讯功能是否正常,同时存储检测数据,并将该信息格式进行转换,传输到监控中心；经过前两步之后,远程数据终端开始进行数据采集工作,运行采集程序,实时地、依次地采集系统所监控的各个电梯的工作状况信息,包括电梯上下行,开关门动作以及运行当前时间等基本信息转换为识别码,发送至GPRS通信模块.

（2）监测数据传输.监控数据传输模块主要包括远程终端机通信模块、GPRS网络、inter和监控中心的通信模块三大组成部分.终端机使用GPRS通信模块与其通信接口完成连接,并向通信模块发送控制指令,控制通信模块进行初始化设置以及运行,会设置波特率、GPRS附着及网关以及相关激活码.GPRS网络与Inter通过Gi接口进行连接,由通信模块发送的信息,经由GGSN怎么写作器,从inter网络传输到监控中心.监控中心会调用预制的网络功能模块,将接收到的信息按特定的方式进行转换,得到系统各项参数,整个系统数据采集、传输、转换过程就完成了.GPRS通信模块处于上传状态时,会在固定的时间间隔内发送一帧数据信息到监控中心；当GPRS通信模块处于下传状态时,监控中心将发送工作指令,远程终端按照该工作指令,实时进行相应处理,并将结果反馈到监控中心.

（3）监控中心数据转换.系统的远程终端通过互联网将收集的监控数据传输到监控中心,接着监控中心所预装的程序将会对监控数据进行转化和加工,根据预先设置的分类标准,将接收到的各类信息数据进行分类操作,并在监控系统的界面进行动态显示,存储到数据库.监控中心可使用监控界面上各类信息处理措施,可将远程指令发送到远程终端,实现远程操作,还可以进行历史数据浏览、故障率分析统计等.

2.3系统各部分功能

（1）远程终端

远程数据终端是电梯远程监控系统最为关键的设备,其主要作用是采集电梯运行工况和故障信息数据,其主要功能如下：

①通过特定的接口电路（RS485）与电梯控制器相连,进行电梯工作状态数据的采集；

②对采样数据进行处理,并将其打包封装成IP格式数据帧,发送到网络中或存储在指定区域；

③对监控中心发送来的指令进行判断、识别和解释,并执行指令操作；

（2）监控中心

监控中心对远程终端传来的数据信息进行分析、处理,从而实现对被监测电梯的实行监测、故障分析、处理,是远程监控系统的核心组件,其主要功能如下：

①将远程终端传输过来的IP数据包数据进行分析、处理,生成动态显示界面,或发出报警信息；

②将电梯维保人员对远程监控电梯的操作、管理等指令,传输给终端设备,实现电梯的远程控制；

③将电梯的运行工况、历史故障信息等整理、存储,生成电梯管理数据库,方便工作人员查阅,并为电梯制造企业提供充实可靠的数据,为电梯制造的发展提供技术支撑.

总结

综上所述：上述主要是对电梯远程监控系统的设计目标进行初步分析,并明确了监控系统应当实现的基本功能和应当具备的基本特点；进行了系统总体结构框架的设计,并对系统各组成部分的功能结构、系统工作过程等进行了详细论述,最后分析了系统远程终端和监控中心的主要功能.