基于GPRS的電梯在線(xiàn)監控系統的設計

摘要：由于信號在CAN總線(xiàn)中有效傳輸距離有限，為此對采用CAN總線(xiàn)技術(shù)的電梯遠程監控系統，提出了一種基于嵌入式ARM處理器和GPRS無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的電梯遠程監控系統的方案。通過(guò)由LPC2148和EM310組成的電梯終端將電梯的運行狀況和故障信息經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò )及時(shí)發(fā)送到遠程監控中心，然后經(jīng)由監控中心上位機軟件的操作，實(shí)現了電梯的遠程監控。解決了信號傳輸距離的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：遠程監控；GPRS；AT指令；EM310

目前我國電梯擁有量隨著(zhù)高層建筑的增多而迅猛增長(cháng)，為生產(chǎn)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(shí)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(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵所在。電梯運行質(zhì)量直接由監控系統的功能決定，目前國內電梯的集中監控系統多采用固定傳輸或CAN總線(xiàn)現場(chǎng)數據采集，而CAN總線(xiàn)最大傳輸距離為10 km，要在更大范圍內實(shí)現電梯的集中監控，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(shù)的遠程電梯監測系統。由于無(wú)線(xiàn)GPRS網(wǎng)絡(luò )具有永遠在線(xiàn)和傳輸速率高等突出特點(diǎn)，此外能在保證數據傳輸及時(shí)、準確的前提下，能將系統運行維護費用降低到最低。

1 GPRS簡(jiǎn)介
GPRS是通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一種基于GSM系統的無(wú)線(xiàn)分組交換技術(shù)，提供端到端的、廣域的無(wú)線(xiàn)IP連接。GPRS在GSM系統中引入兩個(gè)新的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)(GPRS服務(wù)支持節點(diǎn)SGSN和GPRS網(wǎng)關(guān)支持節點(diǎn)GGSN)并作軟件升級，能夠在終端設備和掛接在Internet上的服務(wù)器之間建立一條數據通信的鏈路。GPRS網(wǎng)絡(luò )的技術(shù)優(yōu)勢主要體現在兩個(gè)方面，用戶(hù)數據與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )資源的結合和基于IP協(xié)議的數據透明傳送。與原有的GSM比較，GPRS在數據業(yè)務(wù)的承載和支持上具有明顯的優(yōu)勢：1)通過(guò)多個(gè)GSM時(shí)隙的復用，支持的數據傳輸的速率更高，理論峰值達17 Kbps；2)不同的網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)共享同一組GPRS信道，但只有當某一個(gè)用戶(hù)需要發(fā)送或接收數據時(shí)才會(huì )占用信道資源。這樣，通過(guò)多用戶(hù)的業(yè)務(wù)復用，更有效地利用了信道資源，特別適合突發(fā)性、頻繁的小流量數據傳輸，很好地適應數據業(yè)務(wù)的突發(fā)性特點(diǎn)；3)GPRS計費方式更加靈活，支持按流量計費；4)與無(wú)線(xiàn)應用協(xié)議(WAP)技術(shù)不同，GPRS能夠隨時(shí)為用戶(hù)提供透明的IP通道，可直接訪(fǎng)問(wèn)Internet中的所有站點(diǎn)和資源；5)采用信道復用技術(shù)，每一個(gè)GPRS用戶(hù)都能夠實(shí)現永遠在線(xiàn)；另外，GPRS還能支持在進(jìn)行數據傳輸的同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音通話(huà)等。

2 系統組成和原理
2．1 系統組成原理
基于GPRS的電梯監控系統翻的組成結構如圖1所示。系統由本地PLC、信息獲取終端、GPRS數據傳輸和遠程監控中心組成。

首先由終端設備的嵌入式微控制器與本地PLC進(jìn)行數據通信，獲得電梯的運行狀態(tài)參數，把獲得的這些數據進(jìn)行處理，然后通過(guò)串口把處理結果以協(xié)議數據幀的格式通過(guò)GPRS模塊發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò )中。由于GPRS網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)都是基于IP協(xié)議的，且是互相連接的，終端的數據處理結果經(jīng)由GPRS網(wǎng)絡(luò )透明地傳送到遠程監控中心。監控中心主機接入Internet，有一個(gè)固定IP地址，先由終端登陸GPRS，獲得IP地址，然后將這個(gè)IP地址發(fā)給主機監控中心。由于終端機的IP地址是GPRS內網(wǎng)的IP地址，所以要經(jīng)過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )的NAT服務(wù)器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )地址轉換，才能實(shí)現主機和終端機之間的雙向通信。當主機監控中心接收到終端機發(fā)送過(guò)來(lái)的IP地址，終端機和監控中心的網(wǎng)絡(luò )就已連接通，監控中心的查詢(xún)命令或控制命令也就可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和GPRS網(wǎng)發(fā)送到GPRS模塊中，再由GPRS模塊傳送到終端設備，對它們進(jìn)行操作，從而在嵌入式平臺上實(shí)現對電梯的遠程監控。