摘要：為了解決信號在CAN總線中的有效傳輸距離有限的問題，提出了一種基于嵌入式ARM處理器和GPRS無線通信技術的電梯遠程監(jiān)控系統方案。該方案通過LPC2148和EM310組成的電梯終端來將電梯的運行狀況和故障信息經GPRS網絡發(fā)送到遠程監(jiān)控中心，然后對監(jiān)控中心上位機軟件進行操作來實現電梯的遠程監(jiān)控，從而解決了信號傳輸的距離問題。
關鍵詞：GPRS；電梯；信號傳輸；無線通信；遠程監(jiān)控

0 引言
    目前，我國電梯擁有量隨著高層建筑的增多而迅猛增長，為生產與生活提供了極大的便利。而如何保證每臺電梯都能夠可靠運行，及時發(fā)現故障和排除故障，已成為提高物業(yè)管理水平和電梯技術進步的關鍵所在。電梯運行質量直接由監(jiān)控系統的功能決定，目前國內電梯的集中監(jiān)控系統多采用固定傳輸或CAN總線現場數據采集，而CAN總線最大傳輸距離為10 km，要在更大范圍內實現電梯的集中監(jiān)控，就需要增加
系統硬件設備。為此本文設計了一種基于GPRS技術的遠程電梯監(jiān)測系統。無線GPRS網絡具有永遠在線和傳輸速率高等突出特點，此外在保證數據傳輸及時、準確的前提下，能將系統運行維護費用降到最低。

1 系統總體結構
    本文介紹的電梯遠程監(jiān)控系統如圖1所示。本系統由監(jiān)控站點控制部分、GPRS數據傳輸部分和遠程監(jiān)控通信服務中心等3部分組成。監(jiān)控站點通過控制模塊與GPRS Modem進行數據交互，實時地將數據發(fā)送給GPRS Modem，同時接收Modem發(fā)來的數據并完成相應的控制功能。GPRS Modem在收到控制模塊發(fā)來的數據后，會立即通過GPRS網絡轉發(fā)到遠程數據服務中心。

    監(jiān)控站點控制部分由數據采集板、控制設備及數據采集程序、監(jiān)控程序和數據通信模塊組成。數據采集板集成RS232、RS485和CAN接口，以滿足不同接口的電梯控制器需求，并以RS232接口與現場工控機相連，通過數據采集程序實時采集電梯運行狀態(tài)信息，并保存成日志文件。監(jiān)控程序則設計良好的人機界面，根據采集的狀態(tài)信息顯示電梯的運行狀況(包括上行、下行、開門、關門、所在樓層等)。數據通信模塊將從不同電梯控制器接口采集的信息封裝成統一的數據幀格式，并通過串口寫入GPRS Modem數據傳輸單元中。
    GPRS數據傳輸部分包括GPRS Modem、移動GPRS網絡、Internet和遠程服務中心的GPRS通信模塊。GPRSModem采用深圳倚天開發(fā)有限公司ETPRO-211Ai，其GPRS通信模塊采用西門子公司的MC35模塊，支持GSM GPRS900／1800MHz雙頻設計，支持數字、語音、短消息和傳真，提供SIM應用工具箱，采用GPRS分時復用的Class 8的標準，最大傳輸速率可達85．6 Kb／s，它以RS232接口與監(jiān)控站點的數據通信模塊通信。工作時需要一張中國移動的SIM卡，并且要開通GPRS服務，這樣ETPRO-211Ai就很容易地與中國移動GPRS網絡進行數據交互。移動GPRS網絡上的CGSN與Internet有通道接口，這樣移動CGSN服務器可將數據經Internet再轉發(fā)到遠程監(jiān)控中心服務器的GPRS通信模塊。GPRS通信模塊工作方式分主動工作狀態(tài)和被動工作狀態(tài)：主動工作狀態(tài)是通過給監(jiān)控站點的ETPRO-211Ai撥號，ET-PRO-211Ai響鈴兩聲后，自動掛斷，并請求與監(jiān)控中心連接，將電梯的運行狀態(tài)數據發(fā)送到監(jiān)控中心；被動工作狀態(tài)是監(jiān)控站點的電梯一旦出現故障，則立即請求與監(jiān)控中心連接，監(jiān)控中心接收連接請求后，將故障報告發(fā)送到監(jiān)控中心。
    遠程監(jiān)控服務中心實際上是一個局域網(LAN)，主要由ADSL Modem、路由器、防火墻、通信服務器、數據庫服務器、遠程監(jiān)控工作站、Internet服務器以及相應的監(jiān)控軟件、查詢軟件和數據庫管理程序等構成。通信服務器有固定的IP地址，通過ADSL Modem與Internet相連，通過編寫應用系統軟件，接收遠程發(fā)送來的數據，并轉發(fā)到數據庫服務器保存。數據庫服務器負責保存各監(jiān)控站點的數據，以供查詢。遠程監(jiān)控工作站對各地電梯運行情況進行監(jiān)控，必要時通過通信服務器對遠程電梯發(fā)出控制指令，或者發(fā)出調整電梯運行參數的指示，由電梯控制器執(zhí)行參數調整。Internet服務器建立WEB服務，電梯用戶和技術人員可以登陸WEB查詢電梯的歷史信息。

2 遠程監(jiān)控系統軟件
    遠程監(jiān)控系統軟件可采用C++Builder編寫，一般由客戶端軟件和服務器端軟件組成。
2．1 客戶端軟件的實現
    客戶機通過串口通信的方式控制GPRS模塊，通過向串口寫命令，對模塊發(fā)出控制指令，根據串口返回的信息判斷執(zhí)行的情況。這個過程和Windows里面的“超級終端”工具十分相似。消息是以AT指令的形式發(fā)出。AT指令集有一整套完備的功能，標準的通信模塊都予以支持。本項目使用的GPRS通信模塊是西門子公司的MC35模塊，支持標準的AT指令集，并且提供相應的擴展指令。GPRS模塊支持斷線重播機制，可以實現自動連接的功能?？蛻魴C端首先建立一個Socket，向具有固定IP地址的服務器發(fā)送一個連接請求：AT+iSTCP：<host>，<port>。<host>是服務器端的主機名或IP地址，<port>是端口號，范圍0～655 35。連接成功后，將電梯運行狀態(tài)數據或故障信息打包成固定數據幀格式，通過GPRS Mo-dem發(fā)送到遠程監(jiān)控中心服務器：AT+iSSND：<hn>，<sz>，<stream>。<hn>為Socket連接句柄，<sz>為數據字節(jié)數，<stream>為8位字節(jié)流。發(fā)送完成后，發(fā)送指令：AT+iSCLS：<hn>，結束Socket連接。
2．2 服務器端軟件的實現
    在服務器端，服務器始終處于監(jiān)聽狀態(tài)。當有連接請求時，驗證客戶身份，返回應答連接請求和連接句柄，并生成一個單獨的線程來接收數據。數據接收完成后，釋放線程。數據傳輸的格式是將基本信息頭和數據放在一起，定義為如下的結構類型：
    typedef struct{
    DWORD m-client／／客戶機代號CCID
    BYTE m-type／／傳輸的數據類型
    WORD m-length／／傳輸數據的長度
    BYTE m-data[128]∥傳輸的數據內容
    }Data
    客戶端在發(fā)送數據前先自動填寫相應的信息，服務器收到后分離出相應的信息，根據傳輸的不同數據類型進行相應的處理。服務器會將收到的數據存儲在數據庫中。當需要這些數據時，公司技術人員可以通過登陸Internet服務器連接到數據庫服務器讀取或查詢需要的數據，客戶端軟件會對數據進行處理，還原成現場設備運行的狀態(tài)圖，供公司的技術人員調用、參考，為電梯客戶提供服務。

3 結語
    本設計的創(chuàng)新點主要包括數據采集系統的研制和在、離線檢測技術等。GPRS作為新一代無線通信方式，覆蓋面廣可靠性高，投入、維護運行成本低，數據傳輸延遲短、擴展性強。通過基于GPRS無線電梯遠程監(jiān)控系統，客戶端可利用Socket連接到已知IP的公網中的服務器，從而使公網中的服務器對客戶的連接進行監(jiān)聽；并可隨時對電梯運行狀態(tài)進行監(jiān)控，及時處理故障報警。這套系統的應用，不但可以解決因復雜地理環(huán)境使得數據無法傳輸及設備監(jiān)控問題，而且可以達到節(jié)約運行費用、提高數據應用率及監(jiān)控服務水平的目的。