基于GPRS電梯遠程監控系統設計研究

黃放

摘 要：文章通過對電梯遠程監控進行需求分析，研究設計了基于GPRS電梯遠程監控系統，并闡述了基于GPRS電梯遠程監控系統的組成，包括遠程終端、通訊控制器、數據庫服務器、遠程監控通信服務器、Internet服務器以及監控中心等。

關鍵詞：電梯；遠程監控；GPRS

近年來，電梯事故頻發，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。電梯遠程監控系統開始給更多人所關注，受到了人們的青睞。學術界開始針對電梯穩定運行、有效維修以及故障報警系統展開了一系列探究。通過電梯遠程監控系統，一方面能夠促使企業以及使用者針對電梯運行展開及時的監控，在問題產生之前進行工作，及時維修，減少事故發生的概率；另一方面加強了企業對產品資料和數據的收集和處理能力，不斷的改進電梯設備中的存在的問題，提高技術和安全水平。

1 電梯遠程監控系統需求分析

基于GPRS電梯遠程監控系統要實現對電梯運行狀態的實時遠程監控、遠程配置管理和遠程故障處理等功能[1-3]。

1.1 電梯遠程監控功能

電梯的遠程監控功能是通過轎頂數據采集器采集電梯運行狀態數據，并將采集到的數通過短距離無線射頻通訊技術傳遞給控制柜數據傳輸器，控制柜數據傳輸器再將數據進行打包，通過無線GSM網絡的GPRS方式將數據包傳送到監控中心，通過軟件轉化為可視化的監控界面，同時還可以在監控界面上查詢監控對象的歷史運行數據。

1.2 電梯故障報警功能

基于GPRS電梯遠程監控系統除了對入網電梯實時監控，收集電梯日常運行數據，如電梯門開關狀態、運行方向、運行速度、所到樓層外，同時可以將電梯經常發生的問題進行采集，比如關人、電梯沖頂和超速等這些問題。如果系統檢測后發現入網電梯不能夠正常工作的時候，系統能夠迅速響應，通過GPRS方式發出故障處理指令，通過遠程傳輸，對故障電梯進行簡單的故障處理，如暫停運行、故障報警、緩慢下降至一樓等。

1.3 數據統計、分析和存儲功能

電梯遠程監控系統對入網電梯實時監控，每時每刻都在產生大量的數據，這些數據通過GPRS技術傳輸到監控中心的服務器上，形成體量龐大的數據庫。系統可以實現這些數據的存儲、挖掘、統計和分析，同時能夠和當下的電梯管理檔案數據庫連接起來，借助于這個系統，能夠對所有被監控的電梯數據庫中的數據進行報表的打印，通過數據處理，如數據挖掘技術，統計分析每臺電梯的故障率，分析其故障原因。

2 電梯遠程監控系統總體架構

本系統采用GPRS技術，整個系統由監控中心、基于GPRS數據傳輸部分和遠程終端三大部分組成。系統以控制中心的方式構架，控制中心借助于ADSL和互聯網連接起來，借助于GPRS通訊模塊，采用TCP/IP協議，與遠程控制柜數據傳輸器交互。該系統運行需要經過如下幾個過程：

（1）系統監控終端通轎頂數據采集器遠采集電梯運行狀態數據，并將采集到的數通過短距離無線射頻通訊技術傳遞給控制柜數據傳輸器，接著數據，例如把模擬信號處理成數字信號，同時對數據進行加密和格式化等操作；

（2）控制柜數據傳輸器再將數據進行打包，通過串口將數據發送到GPRS Modem上；

（3）GPRS Modem終端將接收到的數據打成IP包，包含了監控中心IP地址和端口號；

（4）借助于GPRS空中接口將數據發送至GPRS網絡；

（5）數據借助于GGSN和GPRS DTU連接在一起，進一步數據被輸入到因特網或者監控中心內部；

（6）數據借助于工internet各網關以及路由到達監控中心和各移動監控；

（7）監控中心軟件將IP包解包，還原數據，進行處理并返回確認信息。通過軟件轉化為可視化的監控界面，同時還可以在監控界面上查詢監控對象的歷史運行數據。

3 電梯遠程監控系統設計

為了能夠滿足電梯遠程監控要求，就要結合軟件和硬件來展開設計，對實現的過程加以分析。

3.1 系統遠程終端

遠程終端由轎頂數據采集器和控制柜數據傳輸器兩部分構成，電梯工作信息被數據采集系統搜集，同時數據采集系統和上級通信控制器連接在一起，將所采集到的數據進行上級傳輸。

3.2 系統通信控制器

電梯遠程監控系統的通信控制器是一個小型的單片機控制系統，其核心采用一個MSC-51系列的單片機，與電梯的遠程終端數據采集系統聯合使用。為了能夠滿足各種型號電梯遠程終端接口需求，筆者在通信控制器擴展上選擇了RS232串口、RS485和CAN串口，來提升系統的通用性。借助于各個接口和小區內部的各個電梯形成一個分布式數據采集系統。在該系統中，遠程終端的主要構成部分是GPRS網絡和監控中心。另外各個通信控制器中的ID號是唯一的，方便和監控中心進行數據的傳輸。

3.3 數據庫服務器

在電梯遠程監控系統數據庫服務器上安裝有ORACLE 8i數據庫軟件。在該數據庫軟件中，主要作用是保存各種資料，比如客戶資料，電梯故障，電梯運行資料等。

3.4 遠程監控通信服務器

通過電梯遠程監控系統的遠程監控通信服務器，電梯和監控工作站之間的得以聯系，服務器面向電梯和監控工作站給出通信工具，實現彼此的數據傳輸。遠程監控通信服務器和每個監測工作站上有著協議，其中被用作Socket Server的是遠程監控通信服務器，被用作Socket Client的是各個監測工作站。

3.5 Internet服務器

電梯遠程監控系統監控中心接入互聯網，Internet服務器提供DNS和Web Server服務。Internet服務器能夠訪問遠程工作站和現場調試檢測工作的相關資料，一般是借助于網頁的方式進行資料數據訪問。系統通過Windows NT集成的IIS C Internet Information Server），它是一種Web服務器。

3.6 監控中心及遠程工作站

電梯遠程監控系統控制中心工作站能夠對所有的監控功能進行利用，同時可以對其他監控中心進行訪問，監控對象可以是所有的連接點。遠程用戶是電子遠程監控系統工作站的主要使用者，它只能對數據庫中指定的對象進行監控。

4 結束語

本文對基于GPRS電梯遠程監控系統系統的做了需求分析，然后對系統作了總體構架設計，整個系統由監控中心、基于GPRS數據傳輸部分和遠程終端三大部分組成，并闡述了基于GPRS電梯遠程監控系統設計，包括遠程終端、通訊控制器、數據庫服務器、遠程監控通信服務器、Internet服務器以及監控中心等的設計過程。

參考文獻

[1]梁嘉俊，黃展杰，黃偉全.電梯遠程安全監測故障報警系統的研究[J].電子世界，2014，16：34.

[2]周小波，李光輝，阮紅麗，等.基于GPRS數據傳輸的無線遠程控制灌溉系統研究[J].四川農業與農機，2015，02：36-37.

[3]劉寶迅，周慧娟.電梯遠程監控系統研究進展[J].自動化儀表，2014，03：12-16.