基于电梯GPRS系统总体的设计
摘 要：电梯远程系统的研究，采用无线通信技术以及GPRS网络技术，并通过系统硬件与软件的相关设计，实现对电梯的运行情况实时监控、故障预诊断以及能够直观的查看电梯的工作状态，及时发现电梯故障并判断引起故障的可能原因。
毕业论文网 关键词：电梯；GPRS系统；设计 Design of the elevator system based on GPRS Wang Ji—hua Xu Lin （hefei， anhui province， anhui province special equipment inspection institute， 230051） Abstract： the study of the elevator remote system， USES the GPRS wireless communication technology and network technology， and through the relevant design， system hardware and software realization of elevator‘s running status real—time monitoring， fault diagnosis and can be intuitive to check the working state of the elevator， elevator fault in time and to determine the possible cause of the failure. Keywords： the elevator； GPRS system； design ?梯远程监控系统由三大基本部分组成：现场监控模块、通信系统、监控中心。
主要功能有：实现各监控点电梯运行状态信息的采集、传输和运行控制指令。
通信系统模块的主要功能是：完成数据检测以及传输来自监控中心的指令信息。
监控中心的主要功能是：收集整理各监控系统模块上发送来的监控信息，对应监控信息发送出相应的操作指令。
本文设计的基于GPRS电梯远程监控系统包含三个组成部分：包括远程终端、数据模块以及监控模块。
远程终端具备实时获取电梯工作状况信息的功能，同时将该信息封装、发送到GPRS模块，GPRS模块负责远程终端和监控中心的数据通信和信息交换，接收远程终端发送来的数据，并将监控中心发送来的信息发送至远程终端，使得终端及时完成相应控制指令。
1.系统设计目标 本课题通过基于GPRS的电梯远程系统的研究，采用嵌入式系统、无线通信技术以及GPRS网络技术手段，并通过系统硬件与软件的相关设计，建立远程监控中心，实现对监控电梯的运行参数的实时监控，电梯信息的管理和故障预诊断，以及远程终端与监控中心之间的双向数据通信，最终实现监控中心对监控电梯的远程控制管理。
通过远程监控系统，电梯维保人员能够直观的查看电梯的工作状态，及时发现电梯故障并判断引起故障的可能原因，系统具有较强的可靠性、安全性和实用性，并有利于维护成本的降低[。
2.系统总体结构设计 基于GPRS的电梯远程监控系统主要包括远程终端、数据模块和监控中心三个组成部分。
远程终端具备实时获取电梯工作状况信息的功能，同时将该信息封装、发送到GPRS模块，GPRS模块负责远程终端和监控中心的数据通信和信息交换，接收远程终端发送来的数据，并将监控中心发送来的信息发送至远程终端，使得终端及时完成相应控制指令。
2.1系统设计特点 （1）远程监测，保障电梯安全有序运行 远程监控系统通过终端监测设备，对电梯进行数据采集，并通过信息传输至监控中心，实时的现实出监控对象的运行工况，或查询历史运行数据，系统可以对监测对象实施24小时不间断的监测，当有故障发生时，该系统会自动发送故障信息，同时将电梯的位置发送到监控中心，并在监控管理界面警报提醒，并通知给维保人员，或发送控制管理指令来实现远程控制，保障电梯的安全运行。
（2）远程管理，保证电梯运行管理高效性 远程监控系统通过监控设备对电梯运行参数的远程浏览或修改设置，包括电梯管理数据库的操作，如对数据库的链接、查询监控电梯的数据库，修改电梯管理信息及参数，查询电梯故障率及故障排除方法等，系统还能进行自我诊断，将电梯工作参数设置合理阈值。
当电梯在运行时，参数出现较大波动的时候，系统将发出故障警报，同时还会显示故障类型信息以及处理办法信息以及恢复测试，提高了电梯运行管理的效率。
（3）数据管理，为电梯发展提供科学依据 在对电梯系统进行参数配置的同时，系统对电梯运行参数进行浏览、审核，生成电梯运行管理数据库，并与以前的电梯数据档案进行联系；统计电梯的故障率、故障代码、故障类型等，为电梯制造产业进行电梯改善和发展提供了科学有效的数据。
2.2系统结构设计 本文所设计的GPRS电梯远程监控系统主要由三大功能模块构成：远程终端模块、网络通信模块、监控模块。
远程终端模块使用RS485总线与若干数量的电梯控制器进行连接，并与GPRS通信模块一起构成远程数据终端，系统的总体结构示意图详见图2.1所示。
系统主要组成部分如下： （1）电梯控制器 主要负责控制电梯的运行，并于上一级通信控制器连接。
电梯控制器上的信息采集模块直接收集电梯工作状况的基本信息，和通信控制器相连接，并向系统发送电梯工作状况参数以及电梯运行故障信息等。
（2）通信控制器 通信控制器由小型单片机控制系统构成，通过控制器上的接口（如RS232、RS485等）与控制电梯组成分布式数据采集系统，该系统由通信控制器通过GPRS网络与监控中心组成监控网络。
（3）数据库服务器 数据库的功能是存储整个系统的基本数据，如电梯基本参数、电梯运用单位资料、电梯工作状态信息、故障信息代码等。
（4）通信服务器 远程监控系统使用通信服务器连接监控对象和系统监控分站。
远程监控系统是一种通信工具，将电梯和监控分站以及各个分站之间相联系。
（5）Internet 服务器 使用网页形式的Internet服务器，监控系统使用Windows NT提供的IIS。
（6）本地监控分站 本地监控分站有权限调用任何监控功能以及所监控的电梯，同时还能访问系统其它监控中心。
（7）远程监控分站 此部分的功能是向远程用户提供各种服务，用于数据库中明确的监控对象。
系统的具体的工作情况如下： 本次设计远程数据终端的核心处理器使用LPC2101芯片，是一种ARM嵌入式微处理器，并采用RS485总线和电梯控制器进行连接，采集到的电梯监控信息经过通讯转换协议处理和翻译，形成识别码，然后通过通信模块将这些数据传输到远程终端。
系统首先在监控对象与电梯控制器之间建立连接，为每个监控对象分配一个物理地址，形成监控终端子网络。
当终端机与通信网络相互连接之后，监控对象将和终端机享用同一个IP地址，并相应附着到网络上。
GPRS网络与监控中心之间通过公共数据网Internet进行连接，监控中心通过设置固定的IP，通过IP数据包的形式完成远程终端和监控中心的信息传输工作。
采用合理的软件功能、结构设计，监控中心端的上位机能够向用户提供一个方便易懂的程序界面，该界面具备图形化、动态化和数字化的基本特征，使得能够完成对远程终端传输过来的信息的查看和处理，方便维保人员查看电梯运行情况，了解故障信息，制定维护工作计划。
监控系统的工作过程具体如下所示： （1）电梯运行状态信息采集。
远程数据终端机首先利用核心处理器完成终端通信功能试验，检验系统通讯功能，并将检测过程中收集的数据进行存储；接着开始执行GPRS附着程序，GPRS通信模块开始进行网络登录测试，检验通讯功能是否正常，同时存储检测数据，并将该信息格式进行转换，传输到监控中心；经过前两步之后，远程数据终端开始进行数据采集工作，运行采集程序，实时地、依次地采集系统所监控的各个电梯的工作状况信息，包括电梯上下行，开关门动作以及运行当前时间等基本信息转换为识别码，发送至GPRS通信模块。
（2）监测数据传输。
监控数据传输模块主要包括远程终端机通信模块、GPRS网络、internet和监控中心的通信模块三大组成部分。
终端机使用GPRS通信模块与其通信接口完成连接，并向通信模块发送控制指令，控制通信模块进行初始化设置以及运行，会设置波特率、GPRS附着及网关以及相关激活码。
GPRS网络与Internet通过Gi接口进行连接，由通信模块发送的信息，经由GGSN服务器，从internet网络传输到监控中心。
监控中心会调用预制的网络功能模块，将接收到的信息按特定的方式进行转换，得到系统各项参数，整个系统数据采集、传输、转换过程就完成了。
GPRS通信模块处于上传状态时，会在固定的时间间隔内发送一帧数据信息到监控中心；当GPRS通信模块处于下传状态时，监控中心将发送工作指令，远程终端按照该工作指令，实时进行相应处理，并将结果反馈到监控中心。
系统的远程终端通过互联网将收集的监控数据传输到监控中心，接着监控中心所预装的程序将会对监控数据进行转化和加工，根据预先设置的分类标准，将接收到的各类信息数据进行分类操作，并在监控系统的界面进行动态显示，存储到数据库。
监控中心可使用监控界面上各类信息处理措施，可将远程指令发送到远程终端，实现远程操作，还可以进行历史数据浏览、故障率分析统计等。
2.3系统各部分功能 （1）远程终端 远程数据终端是电梯远程监控系统最为关键的设备，其主要作用是采集电梯运行工况和故障信息数据，其主要功能如下： ①通过特定的接口电路（RS485）与电梯控制器相连，进行电梯工作状态数据的采集； ②对采样数据进行处理，并将其打包封装成IP格式数据帧，发送到网络中或存储在指定区域； ③对监控中心发送来的指令进行判断、识别和解释，并执行指令操作； （2）监控中心 监控中心对远程终端传来的数据信息进行分析、处理，从而实现对被监测电梯的实行监测、故障分析、处理，是远程监控系统的核心组件，其主要功能如下： ①将远程终端传输过来的IP数据包数据进行分析、处理，生成动态显示界面，或发出报警信息； ②将电梯维保人员对远程监控电梯的操作、管理等指令，传输给终端设备，实现电梯的远程控制； ③将电梯的运行工况、历史故障信息等整理、存储，生成电梯管理数据库，方便工作人员查阅，并为电梯制造企业提供充实可靠的数据，为电梯制造的发展提供技术支撑。
总结 综上所述：上述主要是对电梯远程监控系统的设计目标进行初步分析，并明确了监控系统应当实现的基本功能和应当具备的基本特点；进行了系统总体结构框架的设计，并对系统各组成部分的功能结构、系统工作过程等进行了详细论述，最后分析了系统远程终端和监控中心的主要功能。
_____________________ 【文章编号】1006—2688（2017）08—0061—03 【作者简介】王吉华（1981—），男，安徽合肥人，大学本科，助理工程师，研究方向：机电类特种设备安全检验。