基于电话网络的远程电梯监测与评估系统的分析

来源:用户上传      作者: 王孜铭

　　摘要:电话网络的远程监控不但可以节约投资,也易于推广。随现在信息技术的快速发展、通讯设施的不断完善,电话网络的远程控制系统也得到了广泛的推广使用。本文介绍了远程电梯监测与评估系统其结构组成,也分析了系统的数据采集终端硬件构成极其上位PC的软件流程和通信程序。
　　关键词:电话网络;远程电梯;监测;评估
　　
　　伴随国民经济的高速发展,很多城市的高层建筑不断涌现,进而使得电梯这一设备的使用数量也在激增。电梯的使用直接关系着用户生命安全,因此国家也给予了高度的重视,每年都会有专门质量监督检测部门对电梯实行强制检测。这种传统的年检方式通常是通过派出一定的专业技术人员在现场对电梯的值班记录、各项指标等进行检验查看,这种方法既费时费力也不能对电梯使用的长期状态及性能作出客观可靠的评价。因此设计开发出一种适于进行电梯远程监测及评估的系统极为必要。
　　
　　一.电话网络远程监控的优点
　　电话网络远程控制技术是现代电子网络运用的一个热点,它可通过一定手段对一定距离的物体进行控制。它无需进行专门布线,也不占用任何无线电频率及资源,有效地避免了电磁污染。操控者可通过对各种提示音来对受控对象的相关信息情况进行准确的判断,进而决定下一步的具体操作。电话线路实行全国联网,遥控可跨省市,甚至可以跨国家进行,方便、快捷,且准确可靠。下面我们对已设计推广使用的一种基于电话网络的远程电梯监测和评估系统进行详细的分析。
　　
　　二.系统的结构组成
　　图1系统组成结构图
　　系统的结构组成见图1所示,该系统是由多台采集终端和远程上位管理计算机共同组成。每台采集终端连接着一部电梯,对电梯运行的各种状态进行实时采集,并对采集的数据进行分析、处理,最后将电梯其故障信息在非易失性存储器中进行储存;远程上位管理计算机则用于对电梯性能进行评估及管理方面,当进行年检时,只需将计算机上调制解调器接入到公共电话网络对现场的采集终端进行呼叫,便可将现场所采集的数据传送到上位机数据库中,进而完成进一步的分析与判断,得出电梯合格与否的结论。为节约电话线路资源,我们可以让范围较小的某地域的建筑群来共用一根电话线路,但只对1号的采集终端进行电话网络接入,其余采集终端和1号终端共同挂在RS2485总线上,运用软件的协议识别终端号实现和上位机的通信。
　　
　　三.采集终端设计
　　(一)采集终端硬件设计
　　电梯所需监测的各类信息如平层信号、厅门闭锁、轿门闭锁、上下极限及运行的加速度、温度、湿度等信号通过传感器电路变换或经信号调理,将标准开关量及模拟量提供给采集终端。该系统开关量输入是16路,模拟量是8路。采集终端是以8位微控制器W78E516B为其核心设计,芯片内部拥有32KB大容量的程序存储器,与此同时提供也ISP在线编程功能,给开发者的程序调试及软件的升级都提供了良好的条件。
　　其采集终端相关技术数据如下:
　　采集周期: 1 s;
　　通信速率: 2400b/s;
　　通信协议: ITU2V.22bis;
　　模拟量采集: 8路、8bit的分辨率、0～5V、转换时间10μs;
　　开关量采集: 16路、 5V/开路输入、光电隔离;
　　数据存储量: 1MB、多于1年的历史记录。
　　(二)采集终端软件设计
　　1.采集终端数据采集软件的设计
　　采集终端软件我们采用Franklin C语言进行编写,其数据采集包括对开关量与模拟量进行查询及对故障进行判断,也包括对故障按一定格式所进行的存储。数据采集部分其软件以定时查询的方式进行工作,定时时间是1s,每秒钟都对8路模拟量及16路开关量进行查询,若出现故障且符合存储条件,系统则会将该路故障其编号和时间标记共同储存到E2PROM中。
　　2.采集终端通信软件的设计
　　采集终端MODEM模块和上位管理计算机其MODEM间采用ITU-V.22bis的通信协议,其通信速率为2400b/s。采集终端MODEM模块在有被叫时工作,若有电话拨入,软件会首先对来电的号码进行一定识别,若与预先设定的远程管理部门其电话号码相匹配,系统将发送AT指令的摘机命令,并对上位机MODEM进行应答,这时双方间便成功建立了通信链路。数据传输可以将其简单地看为MCU串口和远程的PC机串口间的通信,其通信波特率为2400b/s、且无校验, 1位停止位、8位数据位。
　　采集终端和远程上位机进行数据传输时所采用的命令为应答式,即在上位机发送出特定的命令后,采集终端将回发相应信息。通信过程中所有命令均为十六进制的格式。双方通信时其数据格式,如上位机对前端实时状态的请求监测、来电自动识别电话号码的设置、模拟量上下限的设置等,也均采用此方式进行。
　　
　　四.远程上位管理机的通信软件与管理软件的设计
　　(一)远程上位管理机的通信软件设计
　　远程上位管理计算机通常会配备一台外置式MODEM,若需与下位的采集终端进行通信,我们应首先通过串口来向MODEM发送某些标准AT拨号的指令,而一旦对方的MODEM摘机响应,双方通信便实现了标准的串行通信。
　　远程上位机软件在微软Windows2000的操作系统下运行,其通信程序采用微软VC++6.0进行编写。应用VC++开发串行的通信软件当前有多种方法,该设计系统选用MSComm通信控件。
　　(二)远程上位管理机评估及管理软件设计
　　上位机评估和管理软件均采用VC++进行编写,包括管理员身份识别、故障数据录入、采集终端参数设置、数据分析和评估及其生成报表等具体的功能模块。运用SQL Server作为其数据库的管理系统,用来存储及管理数据,组成整个应用系统的后端数据库引擎。VC运用ADO的方式来连接SQL Server数据库。这样做可以使VC很方便的对前台软件进行编制,同时SQL Server也能对数据库实施高效的管理。在对软件进行评估时,首先应对录入数据库的电梯年故障记录依据故障的轻重缓急来实现等级分类,将某些严重故障规划为A类,依次为b类、C类等,最后对各类故障的个数进行数据统计,得出各故障饼形图。若B类以上的故障较多,则应直接给出该电梯不合格结论同时列出其原因,并打印输出;若故障个数及情况在允许范围内,则给出电梯合格的结论,并打印输出。
　　电梯运行过程中,拖动电机起停频繁,各类继电器经常通断,这些情况使得电磁环境极其复杂,因此应对模拟量的采集部分采取各种抗干扰措施,如运用加滤波电路,进行单点接地及加屏蔽套等措施。同时,在该系统中软件还增设了看门狗部分。通过这些措施的采用,取得了非常明显的效果。调查研究及使用结果显示,基于电话网络的远程电梯监测与评估系统其结构简单,且自动化程度较高,很好地节约了人力、物力资源,具有很高的推广使用价值。
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