基于GPRS电梯远程监控系统设计研究

黄放

摘 要：文章通过对电梯远程监控进行需求分析，研究设计了基于GPRS电梯远程监控系统，并阐述了基于GPRS电梯远程监控系统的组成，包括远程终端、通讯控制器、数据库服务器、远程监控通信服务器、Internet服务器以及监控中心等。

关键词：电梯；远程监控；GPRS

近年来，电梯事故频发，伤亡率高，不仅给人们带来了巨大的损失，而且加重了人们对电梯的恐惧心理。电梯远程监控系统开始给更多人所关注，受到了人们的青睐。学术界开始针对电梯稳定运行、有效维修以及故障报警系统展开了一系列探究。通过电梯远程监控系统，一方面能够促使企业以及使用者针对电梯运行展开及时的监控，在问题产生之前进行工作，及时维修，减少事故发生的概率；另一方面加强了企业对产品资料和数据的收集和处理能力，不断的改进电梯设备中的存在的问题，提高技术和安全水平。

1 电梯远程监控系统需求分析

基于GPRS电梯远程监控系统要实现对电梯运行状态的实时远程监控、远程配置管理和远程故障处理等功能[1-3]。

1.1 电梯远程监控功能

电梯的远程监控功能是通过轿顶数据采集器采集电梯运行状态数据，并将采集到的数通过短距离无线射频通讯技术传递给控制柜数据传输器，控制柜数据传输器再将数据进行打包，通过无线GSM网络的GPRS方式将数据包传送到监控中心，通过软件转化为可视化的监控界面，同时还可以在监控界面上查询监控对象的历史运行数据。

1.2 电梯故障报警功能

基于GPRS电梯远程监控系统除了对入网电梯实时监控，收集电梯日常运行数据，如电梯门开关状态、运行方向、运行速度、所到楼层外，同时可以将电梯经常发生的问题进行采集，比如关人、电梯冲顶和超速等这些问题。如果系统检测后发现入网电梯不能够正常工作的时候，系统能够迅速响应，通过GPRS方式发出故障处理指令，通过远程传输，对故障电梯进行简单的故障处理，如暂停运行、故障报警、缓慢下降至一楼等。

1.3 数据统计、分析和存储功能

电梯远程监控系统对入网电梯实时监控，每时每刻都在产生大量的数据，这些数据通过GPRS技术传输到监控中心的服务器上，形成体量庞大的数据库。系统可以实现这些数据的存储、挖掘、统计和分析，同时能够和当下的电梯管理档案数据库连接起来，借助于这个系统，能够对所有被监控的电梯数据库中的数据进行报表的打印，通过数据处理，如数据挖掘技术，统计分析每台电梯的故障率，分析其故障原因。

2 电梯远程监控系统总体架构

本系統采用GPRS技术，整个系统由监控中心、基于GPRS数据传输部分和远程终端三大部分组成。系统以控制中心的方式构架，控制中心借助于ADSL和互联网连接起来，借助于GPRS通讯模块，采用TCP/IP协议，与远程控制柜数据传输器交互。该系统运行需要经过如下几个过程：

（1）系统监控终端通轿顶数据采集器远采集电梯运行状态数据，并将采集到的数通过短距离无线射频通讯技术传递给控制柜数据传输器，接着数据，例如把模拟信号处理成数字信号，同时对数据进行加密和格式化等操作；

（2）控制柜数据传输器再将数据进行打包，通过串口将数据发送到GPRS Modem上；

（3）GPRS Modem终端将接收到的数据打成IP包，包含了监控中心IP地址和端口号；

（4）借助于GPRS空中接口将数据发送至GPRS网络；

（5）数据借助于GGSN和GPRS DTU连接在一起，进一步数据被输入到因特网或者监控中心内部；

（6）数据借助于工internet各网关以及路由到达监控中心和各移动监控；

（7）监控中心软件将IP包解包，还原数据，进行处理并返回确认信息。通过软件转化为可视化的监控界面，同时还可以在监控界面上查询监控对象的历史运行数据。

3 电梯远程监控系统设计

为了能够满足电梯远程监控要求，就要结合软件和硬件来展开设计，对实现的过程加以分析。

3.1 系统远程终端

远程终端由轿顶数据采集器和控制柜数据传输器两部分构成，电梯工作信息被数据采集系统搜集，同时数据采集系统和上级通信控制器连接在一起，将所采集到的数据进行上级传输。

3.2 系统通信控制器

电梯远程监控系统的通信控制器是一个小型的单片机控制系统，其核心采用一个MSC-51系列的单片机，与电梯的远程终端数据采集系统联合使用。为了能够满足各种型号电梯远程终端接口需求，笔者在通信控制器扩展上选择了RS232串口、RS485和CAN串口，来提升系统的通用性。借助于各个接口和小区内部的各个电梯形成一个分布式数据采集系统。在该系统中，远程终端的主要构成部分是GPRS网络和监控中心。另外各个通信控制器中的ID号是唯一的，方便和监控中心进行数据的传输。

3.3 数据库服务器

在电梯远程监控系统数据库服务器上安装有ORACLE 8i数据库软件。在该数据库软件中，主要作用是保存各种资料，比如客户资料，电梯故障，电梯运行资料等。

3.4 远程监控通信服务器

通过电梯远程监控系统的远程监控通信服务器，电梯和监控工作站之间的得以联系，服务器面向电梯和监控工作站给出通信工具，实现彼此的数据传输。远程监控通信服务器和每个监测工作站上有着协议，其中被用作Socket Server的是远程监控通信服务器，被用作Socket Client的是各个监测工作站。

3.5 Internet服务器

电梯远程监控系统监控中心接入互联网，Internet服务器提供DNS和Web Server服务。Internet服务器能够访问远程工作站和现场调试检测工作的相关资料，一般是借助于网页的方式进行资料数据访问。系统通过Windows NT集成的IIS C Internet Information Server），它是一种Web服务器。

3.6 监控中心及远程工作站

电梯远程监控系统控制中心工作站能够对所有的监控功能进行利用，同时可以对其他监控中心进行访问，监控对象可以是所有的连接点。远程用户是电子远程监控系统工作站的主要使用者，它只能对数据库中指定的对象进行监控。

4 结束语

本文对基于GPRS电梯远程监控系统系统的做了需求分析，然后对系统作了总体构架设计，整个系统由监控中心、基于GPRS数据传输部分和远程终端三大部分组成，并阐述了基于GPRS电梯远程监控系统设计，包括远程终端、通讯控制器、数据库服务器、远程监控通信服务器、Internet服务器以及监控中心等的设计过程。

参考文献

[1]梁嘉俊，黄展杰，黄伟全.电梯远程安全监测故障报警系统的研究[J].电子世界，2014，16：34.

[2]周小波，李光辉，阮红丽，等.基于GPRS数据传输的无线远程控制灌溉系统研究[J].四川农业与农机，2015，02：36-37.

[3]刘宝迅，周慧娟.电梯远程监控系统研究进展[J].自动化仪表，2014，03：12-16.