基于ZigBee及GPRS通信技術(shù)的電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

馬媛媛 青島酒店管理職業(yè)技術(shù)學院酒店工程學院 山東省青島市 266100

0 引言

目前建筑結(jié)構(gòu)復雜程度不斷提高，電梯的使用人數(shù)和頻率不斷增加，電梯的安全隱患逐漸暴露于生活中，電梯安全事故在新聞報道中屢見不鮮，預防電梯的安全隱患逐漸成為了目前諸多學者研究關(guān)注的重點[1]。在互聯(lián)網(wǎng)時代背景下，通信技術(shù)被廣泛應用于電梯的監(jiān)控系統(tǒng)中，使電梯運維人員能夠及時進行電梯故障診斷與維護，保證電梯運行的安全。遠程監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對監(jiān)控區(qū)域內(nèi)物理信息的大范圍采集和控制，節(jié)約了大量人力物力資金和資源的消耗。電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)具有電梯日常管理、故障報警等功能。

ZigBee技術(shù)的通信距離較短，屬于低速率傳輸，具有成本低的特點，在數(shù)據(jù)發(fā)送時采取避障機制能夠避免信息傳輸過程中的沖突，具有可靠性，同時它具有無線網(wǎng)絡(luò)自愈功能，覆蓋范圍大，使用較為便捷[2]。GPRS技術(shù)適用于流量較小的傳輸業(yè)務，在一定突發(fā)情況下，還可以短暫地對大數(shù)據(jù)流量進行輸送[3]。ZigBee及GPRS通信技術(shù)能夠在長距離通訊中定位遠程監(jiān)控信息，對于信息數(shù)據(jù)的輸送具有良好的效果。為此，設(shè)計了基于ZigBee及GPRS通信技術(shù)的電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)。

1 電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計

電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計主要包括三個部分，首先是運用ZigBee傳感器網(wǎng)絡(luò)對電梯運行狀態(tài)信息數(shù)據(jù)進行采集，其次是將采集到的信息利用處理芯片進行數(shù)據(jù)分析與處理，最后通過GPRS遠程監(jiān)控模型實現(xiàn)對信息數(shù)據(jù)的輸送與監(jiān)控，具體系統(tǒng)服務器終端硬件設(shè)計如圖1所示。

圖1 服務器終端硬件設(shè)計圖

由圖1可知，在整個電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)中，利用ZigBee協(xié)調(diào)器對采集的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，通過SPI通訊進行數(shù)據(jù)輸送[4]，將處理后的數(shù)據(jù)通過串口通訊到達GPRS遠程監(jiān)控模型，實現(xiàn)對電梯運行情況的監(jiān)控。

2 電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計

2.1 基于ZigBee布置數(shù)據(jù)通信節(jié)點

所提系統(tǒng)對ZigBee的傳感器網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)通信節(jié)點的布置，設(shè)置源位置和目的地址，將采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的通道進行輸送，初始化處理結(jié)束后將數(shù)據(jù)發(fā)送端設(shè)定為連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)，接收端進入接收狀態(tài)，利用ZigBee通信協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊，在串口調(diào)試軟件中檢查接收數(shù)據(jù)與輸入數(shù)據(jù)是否一致。利用溫度傳感器將溫度數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，獲取溫度值并將溫度信息傳送至服務器終端顯示。協(xié)調(diào)器串口接收到信息數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)以廣播形式發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，擴展信號源，完成對ZigBee數(shù)據(jù)通信節(jié)點的布置。

2.2 建立GPRS電梯遠程監(jiān)控模型

基于網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，建立新的GPRS電梯遠程監(jiān)控模型，將模型分為4個模塊，網(wǎng)絡(luò)接口模塊是其他模塊的基礎(chǔ)，主要實現(xiàn)對運行網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控數(shù)據(jù)的管理。網(wǎng)絡(luò)模塊傳送數(shù)據(jù)包到網(wǎng)絡(luò)接口處，能夠自動監(jiān)測輸入數(shù)據(jù)包的安全情況，并傳送到傳輸層模塊，除此之外還可以對路由器進行選擇，對流量進行一定的分析與控制。傳輸模塊中具備上文的數(shù)據(jù)節(jié)點傳送功能，這一模塊在輸送數(shù)據(jù)后監(jiān)測數(shù)據(jù)接收情況。應用模塊能夠?qū)崿F(xiàn)程序之間的溝通，如電子郵件傳輸、網(wǎng)絡(luò)遠程訪問協(xié)議等[5]。通過GPRS電梯遠程監(jiān)控模型，向數(shù)據(jù)中心發(fā)送電梯實時運行狀態(tài)信息，并接收數(shù)據(jù)中心指令。

3 應用效果分析

電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)通過建立的GPRS遠程監(jiān)控模型與電梯保持通訊，并將電梯現(xiàn)場收集的數(shù)據(jù)信息傳送到電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)上，用戶能夠在電腦上隨時訪問。為了驗證所提系統(tǒng)的有效性，對遠程監(jiān)控系統(tǒng)的服務器進行功能測試。在登錄界面，輸入用戶信息，選擇需要查詢的電梯信息，登入監(jiān)控頁面，查看被監(jiān)控的電梯運行信息，共選取某商場6部電梯進行監(jiān)控，監(jiān)測電梯異常，電梯運行情況的監(jiān)視結(jié)果如表1所示。

表1 電梯運行監(jiān)控情況

由表1可知，所提系統(tǒng)監(jiān)控到3號電梯與5號電梯存在故障，經(jīng)電梯運維人員實地檢查，6個電梯的監(jiān)控故障監(jiān)測信息與實際電梯運行情況相符，數(shù)據(jù)間能夠正常通訊，電梯運行狀態(tài)數(shù)據(jù)通過GPRS遠程監(jiān)控模型可以準確輸送至服務器中，證明所提系統(tǒng)具有實用性。由此可知，所提系統(tǒng)監(jiān)控功能診斷故障與實際情況一致，能夠有效監(jiān)控電梯運行情況，提高電梯運行狀態(tài)監(jiān)測準確性。

4 結(jié)束語

將ZigBee及GPRS通信技術(shù)結(jié)合使用，二者的通信優(yōu)勢互補，在此基礎(chǔ)上設(shè)計電梯遠程監(jiān)控系統(tǒng)。采用ZigBee協(xié)調(diào)器、微處理器芯片和GPRS遠程監(jiān)控模型，設(shè)計系統(tǒng)硬件部分，通過布置ZigBee傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信節(jié)點，設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接口模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、傳輸模塊以及應用模塊，構(gòu)建GPRS電梯遠程監(jiān)控模型，設(shè)計系統(tǒng)軟件部分，實現(xiàn)電梯遠程監(jiān)控。所提系統(tǒng)的監(jiān)控功能診斷故障與實際情況一致，電梯運行狀態(tài)監(jiān)測準確性較高。