基于電話網絡的遠程電梯監測與評估系統的分析

摘要:電話網絡的遠程監控不但可以節約投資，也易于推廣。隨現在信息技術的快速發展、通訊設施的不斷完善，電話網絡的遠程控制系統也得到了廣泛的推廣使用。本文介紹了遠程電梯監測與評估系統其結構組成，也分析了系統的數據采集終端硬件構成極其上位PC的軟件流程和通信程序。

關鍵詞:電話網絡;遠程電梯;監測;評估

伴隨國民經濟的高速發展，很多城市的高層建筑不斷涌現，進而使得電梯這一設備的使用數量也在激增。電梯的使用直接關系著用戶生命安全，因此國家也給予了高度的重視，每年都會有專門質量監督檢測部門對電梯實行強制檢測。這種傳統的年檢方式通常是通過派出一定的專業技術人員在現場對電梯的值班記錄、各項指標等進行檢驗查看，這種方法既費時費力也不能對電梯使用的長期狀態及性能作出客觀可靠的評價。因此設計開發出一種適于進行電梯遠程監測及評估的系統極為必要。

一.電話網絡遠程監控的優點

電話網絡遠程控制技術是現代電子網絡運用的一個熱點，它可通過一定手段對一定距離的物體進行控制。它無需進行專門布線，也不占用任何無線電頻率及資源，有效地避免了電磁污染。操控者可通過對各種提示音來對受控對象的相關信息情況進行準確的判斷，進而決定下一步的具體操作。電話線路實行全國聯網，遙控可跨省市，甚至可以跨國家進行，方便、快捷，且準確可靠。下面我們對已設計推廣使用的一種基于電話網絡的遠程電梯監測和評估系統進行詳細的分析。

二.系統的結構組成

圖1系統組成結構圖

系統的結構組成見圖1所示，該系統是由多臺采集終端和遠程上位管理計算機共同組成。每臺采集終端連接著一部電梯，對電梯運行的各種狀態進行實時采集，并對采集的數據進行分析、處理，最后將電梯其故障信息在非易失性存儲器中進行儲存;遠程上位管理計算機則用于對電梯性能進行評估及管理方面，當進行年檢時，只需將計算機上調制解調器接入到公共電話網絡對現場的采集終端進行呼叫，便可將現場所采集的數據傳送到上位機數據庫中，進而完成進一步的分析與判斷，得出電梯合格與否的結論。為節約電話線路資源，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1號的采集終端進行電話網絡接入，其余采集終端和1號終端共同掛在RS2485總線上，運用軟件的協議識別終端號實現和上位機的通信。

三.采集終端設計

(一)采集終端硬件設計

電梯所需監測的各類信息如平層信號、廳門閉鎖、轎門閉鎖、上下極限及運行的加速度、溫度、濕度等信號通過傳感器電路變換或經信號調理，將標準開關量及模擬量提供給采集終端。該系統開關量輸入是16路，模擬量是8路。采集終端是以8位微控制器W78E516B為其核心設計，芯片內部擁有32KB大容量的程序存儲器，與此同時提供也ISP在線編程功能，給開發者的程序調試及軟件的升級都提供了良好的條件。

其采集終端相關技術數據如下:

采集周期: 1 s;

通信速率: 2400b/s;

通信協議: ITU2V.22bis;

模擬量采集: 8路、8bit的分辨率、0～5V、轉換時間10μs;

開關量采集: 16路、 5V/開路輸入、光電隔離;

數據存儲量: 1MB、多于1年的歷史記錄。

(二)采集終端軟件設計

1.采集終端數據采集軟件的設計

采集終端軟件我們采用Franklin C語言進行編寫，其數據采集包括對開關量與模擬量進行查詢及對故障進行判斷，也包括對故障按一定格式所進行的存儲。數據采集部分其軟件以定時查詢的方式進行工作，定時時間是1s，每秒鐘都對8路模擬量及16路開關量進行查詢，若出現故障且符合存儲條件，系統則會將該路故障其編號和時間標記共同儲存到E2PROM中。

2.采集終端通信軟件的設計

采集終端MODEM模塊和上位管理計算機其MODEM間采用ITU-V.22bis的通信協議，其通信速率為2400b/s。采集終端MODEM模塊在有被叫時工作，若有電話撥入，軟件會首先對來電的號碼進行一定識別，若與預先設定的遠程管理部門其電話號碼相匹配，系統將發送AT指令的摘機命令，并對上位機MODEM進行應答，這時雙方間便成功建立了通信鏈路。數據傳輸可以將其簡單地看為MCU串口和遠程的PC機串口間的通信，其通信波特率為2400b/s、且無校驗， 1位停止位、8位數據位。

采集終端和遠程上位機進行數據傳輸時所采用的命令為應答式，即在上位機發送出特定的命令后，采集終端將回發相應信息。通信過程中所有命令均為十六進制的格式。雙方通信時其數據格式，如上位機對前端實時狀態的請求監測、來電自動識別電話號碼的設置、模擬量上下限的設置等，也均采用此方式進行。

四.遠程上位管理機的通信軟件與管理軟件的設計

(一)遠程上位管理機的通信軟件設計

遠程上位管理計算機通常會配備一臺外置式MODEM，若需與下位的采集終端進行通信，我們應首先通過串口來向MODEM發送某些標準AT撥號的指令，而一旦對方的MODEM摘機響應，雙方通信便實現了標準的串行通信。

遠程上位機軟件在微軟Windows2000的操作系統下運行，其通信程序采用微軟VC++6.0進行編寫。應用VC++開發串行的通信軟件當前有多種方法，該設計系統選用MSComm通信控件。

(二)遠程上位管理機評估及管理軟件設計

上位機評估和管理軟件均采用VC++進行編寫，包括管理員身份識別、故障數據錄入、采集終端參數設置、數據分析和評估及其生成報表等具體的功能模塊。運用SQL Server作為其數據庫的管理系統，用來存儲及管理數據，組成整個應用系統的后端數據庫引擎。VC運用ADO的方式來連接SQL Server數據庫。這樣做可以使VC很方便的對前臺軟件進行編制，同時SQL Server也能對數據庫實施高效的管理。在對軟件進行評估時，首先應對錄入數據庫的電梯年故障記錄依據故障的輕重緩急來實現等級分類，將某些嚴重故障規劃為A類，依次為b類、C類等，最后對各類故障的個數進行數據統計，得出各故障餅形圖。若B類以上的故障較多，則應直接給出該電梯不合格結論同時列出其原因，并打印輸出;若故障個數及情況在允許范圍內，則給出電梯合格的結論，并打印輸出。

電梯運行過程中，拖動電機起停頻繁，各類繼電器經常通斷，這些情況使得電磁環境極其復雜，因此應對模擬量的采集部分采取各種抗干擾措施，如運用加濾波電路，進行單點接地及加屏蔽套等措施。同時，在該系統中軟件還增設了看門狗部分。通過這些措施的采用，取得了非常明顯的效果。調查研究及使用結果顯示，基于電話網絡的遠程電梯監測與評估系統其結構簡單，且自動化程度較高，很好地節約了人力、物力資源，具有很高的推廣使用價值。

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