基于B/S的电梯安全监控装置检测系统*

章国宝， 万 林， 黄永明, 陶 杰

(1.东南大学 自动化学院，江苏 南京 210096；2.江苏省特种设备安全监督检验研究院 电梯中心，江苏 南京 210036)

基于B/S的电梯安全监控装置检测系统*

章国宝1， 万 林1， 黄永明1, 陶 杰2

(1.东南大学 自动化学院，江苏 南京 210096；2.江苏省特种设备安全监督检验研究院 电梯中心，江苏 南京 210036)

针对当前电梯安全监控装置检测方式效率低下、检测记录维护困难的难题，提出了一种电梯安全监控装置自动化检测系统。设计了基于ARM和嵌入式Linux的检测仪硬件、软件系统，用于对监控装置的自动化检测。设计了基于B/S的Web服务器检测系统。通过以太网技术与检测仪进行通信，实现网上报检、检验信息的同步。该系统提高了电梯安全监控装置的检测效率，实现了检验记录的信息化管理。

电梯安全监控装置; 自动化检测; ARM; B/S模式; Web

0 引 言

电梯安全监控装置是一种监控电梯运行状态的装置，该装置输入端与安装于电梯上的传感器连接，可以采集电梯运行时的数据，并通过网络接口完成数据的传输，使维保人员能及时获知电梯的运行状态[1]。电梯监控管理规定，新安装的公共电梯必须有安全监控装置，并对其功能完备性进行检验。目前，电梯安全监控装置的定期检验主要由电梯维护单位申请，由检验机构派人携带仪器设备去现场测试，结果记录在纸质报表上，检测完成后输入计算机，生成检测报告。该方式存在检验效率低下、检测记录填写易出错、检验信息维护困难等问题。国内外尚无相关电梯安全监控装置自动化测试的研究。

本文研究并开发了对安全监控装置进行检测的系统，该系统能够完成对监控装置的自动化检测、监控装置的网上报检、检测记录的信息化管理等功能。

1 系统总体架构

系统由安全监控装置、检测仪、Web服务器三部分构成，如图1所示。安全监控装置是被检测的目标。检测仪负责检测安全监控装置，检测仪的一个RS—485接口与电梯控制器通信，模拟产生电梯的各种状态和故障；另一个RS—485接口与安全监控装置通信，接收安全监控装置的状态帧和故障帧，判断返回帧的正确性。Web服务器向报检单位提供报检单申报、报告查看等功能，向检验人员提供报检单受理、检验信息同步等功能。

图1 电梯安全监控装置检测系统架构图

2 检测仪设计

2.1 检测仪硬件设计

检测仪硬件设计是在ARM平台下实现的，检测仪硬件由ARM最小系统、电源模块、存储模块、以太网模块、串口模块组成，如图2所示。ARM最小系统负责系统的运行管理、控制和通信工作，该系统采用W90P950芯片，该芯片为32位，处理速度200 MHz，自带8 kB的指令缓存和8 kB的数据缓存以及MMU单元[2]。电源模块采用12 V的适配器作为输入电源，之后系统通过DC/DC电源转换芯片输出5 V的电压，稳压芯片选用TI的开关电源转换芯片TPS5430，输出的5 V电压给RS—485通信电路、触摸显示屏、USB供电。存储模块用于对系统进行存储扩展，由于W90P950的片上存储空间无法满足系统需求，通过W90P950带有的外部总线接口EBI，本设计扩展了2 M×2 块×16 bit的SDRAM用于运行程序；扩展了2 M×16 bit的Nor Flash用作内存；扩展了128 M×8 bit的Nor Flash用于历史数据的存储；同时扩展了外部存储SD卡，用于存储的备份。以太网模块用于与Web服务器进行通信，W90P950内部内置了以太网MAC控制器，因此只需考虑物理层即可，物理层接口芯片选用了一种兼容IEEE 802.3/802.3u标准的快速以太网收发器IP101ALF。串口通信模块用于与触摸显示屏、电梯控制器和安全监控装置通信，触摸显示屏通过RS—232串口与检测仪进行通信，电梯和安全监控装置分别通过两路RS—485和检测仪通信，RS—485接口电路如图3所示。

图2 检测仪硬件结构图

图3 RS—485接口电路

2.2 检测仪软件设计

检测仪软件是在嵌入式Linux系统平台上实现的，Linux是一种以UNIX 为基础发展而成的操作系统，在应用于嵌入式系统方面，为实时系统而开发的RT Linux(real-time Linux)，可以让Linux支持硬实时任务[3]。根据检测仪软件需求分析，软件总体设计分为5个模块，分别是主控制程序、RS—485收发数据处理程序、RS—232收发数据处理程序、网络通信程序、数据存储程序，其软件总体框图如图4所示。

图4 检测仪软件总体框图

主程序控制整个系统程序的运作，首先完成系统的初始化工作，主要包括RS—232串行通信初始化、RS—485串行通信初始化、计时器初始化、缓存区域初始化、网络配置等。主程序通过监控RS—232接口是否有数据来判断触摸屏是否正在操作，根据触摸显示屏命令信息完成参数设置、系统操作控制和显示控制等内容。主控制程序流程图如图5所示。RS—485收发数据处理程序负责与电梯控制器和安全监控装置的通信，根据选择的测试项，依次向电梯控制器发送相应信息，控制电梯产生各种状态，电梯控制器完成相应控制后，向测试仪发送应答帧[4]。测试仪接收到应答帧后，等待接收来自另一路RS—485的由监控装置发出的帧信息，并解析该帧，判断是否与设置的内容相同。RS—232收发数据处理程序负责与触摸屏的通信。网络通信处理程序跟服务器进行通信，一方面完成任务单的下载，另一方面将运行监测的数据进行上传，系统采用有线以太网卡接入，有线网卡具有更高的实时性和稳定性，网络通信模块通过基于TCP/IP协议的Socket通信来完成。数据存储程序负责与SQLite数据库的交互， SQLite数据库是一个小型的C语言开发的嵌入式关系数据库[5]。检测仪测试界面如图6所示。

图5 检测仪软件流程图

3 Web服务器软件设计

Web服务器采用面向 TCP/IP协议的Socket通信机制的B/S架构，采用C#语言编写，主要功能是侦听Socket请求并建立网络连接，将接收到的数据存储到服务器的数据库中[6]。数据库使用SQLserver2005数据库，实现对实时数据的存储和管理。整个系统的业务流程主要如下：报检公司登录网站后，进行信息的管理，管理的信息包括监控装置信息、电梯信息、制造单位信息、使用单位信息。报检公司根据目前已有的各类信息填写生成报检单，生成报检单后，特检院管理员查看到各个公司申报的报检单，并确认是否接受检验任务，特检院管理员可以给每个已受理报检单指派检验员，特检院检验员领取到任务单后，开始进行检验工作，主要包括初检、同步任务信息到检测仪、通过检测仪完成现场检验，将检验结果同步回服务器。完成检验工作后，可以打印生成报表，特检院审核员对报表进行审核，审核通过，等待报检公司用户进行报检费用的支付，费用支付完成的报表进入批准阶段，特检院批准员通过后，报检公司可以在网上查看检验报告，系统的业务流程如图7所示。服务器检测系统的主界面如图8所示。

图7 服务器检测系统流程图

图8 服务器检测系统主界面

4 结束语

该系统基于ARM嵌入式技术，设计了检验电梯安全监控装置的测试仪，并利用广泛的以太网资源，连接到Visual Studio 2010平台下开发的Web检测系统，实现快速对安全监控装置进行检测，并对检验记录进行管理，同时建立了报检单位网上申报检验单的功能，大大提高了电梯安全监控装置的检测效率，为电梯监控装置安全性检测提供新的方向。

[1] 金新峰.电梯实时监控与故障报警系统设计研究[D].杭州：浙江大学,2012.

[2] 郭国法,王 宁,张开生.基于ZigBee的高速公路限速系统研究[J].微电子学与计算机，2014,31(5):147-150.

[3] 孟秀菊.基于Linux的嵌入式电气火灾监控系统的设计与研究[J].自动化与仪器仪表,2012(5):22- 23.

[4] 盛 男,王鸿建.矿用硫化氢传感器设计[J].传感器与微系统,2013,32(6):101-103.

[5] 吴晓燕,虞启凯,焦玉成.基于ARM11的智能仪表电磁流量计[J].仪表技术与传感器,2013(4):18-21.

[6] 张国军,郑丽媛,张 俊.基于物联网的瓦斯监控系统[J].传感器与微系统,2013,32(1):125-127.

Inspection system for elevator safety monitoring device based on B/S*

ZHANG Guo-bao1, WAN Lin1, HUANG Yong-ming1, TAO Jie2

(1.School of Automation,Southeast University,Nanjing 210096,China;2.Center of Elevator,Special Equipment Safety Supervision Inspection Institute of Jiangsu Province,Nanjiang 210036,China)

Aiming at problem that the inspection efficiency is low and maintaining inspection record is difficult of current inspection of.An automatic inspection system for elevator safety monitoring device is developed.Hardware system based on ARM and software system based on embedded Linux are designed for monitoring device.Web server inspection system based on B/S is designed.The system communicates with inspection instrument through Ethernet technology,and realizes the function of check information synchronization.The system improves the inspection efficiency of elevator safety monitoring device,and realizes information management of inspection records.

elevator safety monitoring device; automatic inspection; ARM; B/S model; Web

10.13873/J.1000—9787(2017)02—0121—03

2016—03—21

国家自然科学基金青年基金资助项目(61503081)；江苏省科技支撑计划资助项目(BE2014728); 江苏省自然科学基金青年基金资助项目(BK20140649)

TP 277

A

1000—9787(2017)02—0121—03

章国宝(1965-)，男，博士后，教授，主要从事检测技术和嵌入式开发工作。