基于MC35i的GPRS無(wú)線(xiàn)通信在電梯檢驗中的應用

隨著(zhù)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，電梯的數量急劇增長(cháng)，電梯檢驗的工作量也成倍增加，造成檢驗人員工作任務(wù)過(guò)于繁重，長(cháng)期以往必將影響電梯檢驗質(zhì)量。對于此現狀，除加快電梯新檢驗人員培訓工作外，重點(diǎn)是需要在檢驗工作上尋找新的技術(shù)手段來(lái)提高檢驗工作效率，降低電梯檢驗人員工作量，保障電梯檢驗質(zhì)量。

GPRS(General Paeket Radio Service)全稱(chēng)為通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)，是一種基于GSM無(wú)線(xiàn)系統的分組交換技術(shù)。GPRS是一項數據高速處理技術(shù)，它可以以最高達171Kbps的傳輸速率實(shí)現端對端的分組交換數據業(yè)務(wù)，即將需要傳輸的數據按一定的長(cháng)度分組，然后把來(lái)自不同數據源的數據分組在信道上交織地進(jìn)行傳輸。

GPRS系統包含以下優(yōu)點(diǎn)：采用開(kāi)放式結構，向GSM反向兼容;傳輸速率高，支持4種編碼方式(CS-1、CS-2、CS-3、CS-4);接入速度快，支持IP協(xié)議，因此可與其它分組數據網(wǎng)絡(luò )(如Internet網(wǎng))進(jìn)行無(wú)縫、直接連接，比電路型數據業(yè)務(wù)更快建立呼叫。本文根據GPRS無(wú)線(xiàn)通信這些特點(diǎn)，將GPRS無(wú)線(xiàn)通信應用于電梯檢驗中，簡(jiǎn)化了以往電梯檢驗中數據傳輸的繁瑣步驟，提高了電梯檢驗的效率以及檢驗質(zhì)量。

1 電梯檢驗設備系統結構

圖1為基于GPRS無(wú)線(xiàn)通信的電梯檢驗設備的系統結構。該系統主要分為7個(gè)部分：基于S3C2440的微處理器模塊;用于微處理器供電的電源管理模塊;用于時(shí)間控制的時(shí)鐘模塊;用于電梯檢驗信息顯示的液晶顯示模塊;用于存儲電梯檢驗信息的存儲器模塊;用于S3C2440處理器程序調試的軟件調試接口模塊;基于MC35i模塊的GPRS無(wú)線(xiàn)通信模塊。

該系統的工作流程：電梯檢驗設備上電工作后，首先通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)模塊從數據中心下載檢驗任務(wù)，并且顯示在液晶顯示屏上，然后根據具體檢驗任務(wù)進(jìn)行電梯檢驗，顯示檢驗結果，并且將檢驗信息存儲在存儲器中，最終通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)模塊將電梯檢驗信息上傳到數據中心。

2 系統硬件設計

2.1 微處理器選擇

S3C2440是三星公司開(kāi)發(fā)一款16/32位RISC微處理器，基于A(yíng)RM920T內核，ARM920T實(shí)現了MMU，AMBA總線(xiàn)和哈佛結構高速緩沖體系結構，這個(gè)結構具有獨立的16 kB指令高速緩存和16 kB數據高速緩存，工作頻率可以達到400 MHz。芯片內部NAND控制器，通用串行接口，2個(gè)USB host，1個(gè)USB設備，攝像頭和MMC接口。S3C2440具有130個(gè)通用I/O接口以及24個(gè)外部中斷，支持快速中斷。

S3C2440體積小，功耗低，豐富的接口資源、存儲方式等為實(shí)現電梯檢驗設備提供了低功耗和高性能的小型芯片微控制器的解決方案。

2. 2 GPRS硬件模塊

MC35i是SIEMENS(西門(mén)子)公司推出的GSM/GPRS雙模模塊，主要為語(yǔ)音傳輸、短消息和GPRS數據業(yè)務(wù)提供無(wú)線(xiàn)接口，具有很高的可靠性和易用性，適合開(kāi)發(fā)一些基于GSM/GPRS的如監控、調度、車(chē)載、遙控、遠程測量、定位等無(wú)線(xiàn)應用產(chǎn)品。

該模塊集成了完整的GSM射頻模塊和GSM的基帶處理器，基帶處理器作為MC35i的核心，主要處理GSM終端內的語(yǔ)音、數據信號，并涵蓋了蜂窩射頻設備中的所有的模擬和數字功能。

2.3 時(shí)鐘和存儲模塊

S3C2440只需要外部的一個(gè)12 MHz到20 MHz的時(shí)鐘信號就可以通過(guò)內部的PLL模塊產(chǎn)生需要的時(shí)鐘信號，本文設計時(shí)采用了一個(gè)12 MHz的無(wú)源晶振作為S3C2440的外部時(shí)鐘。

S3C2440是一個(gè)32位的嵌入式處理器，本文選用兩片16位SDRAM芯片組成32位數據總線(xiàn)。應用bank6作為SDRAM的尋址空間，采用了nGCS6作為SDRAM的片選。

S3C2440的內部有4KB左右的存儲空間。同時(shí)，S3C2440集成了FLASH控制器和SD接口。依據設計，本文采用了128MB的SDRAM、1GB的Nand Flash以及SD卡的外擴存儲器方案。

NAND Flash存儲器是一種不易失且可重寫(xiě)的存儲器，即使在系統掉電后也不會(huì )丟失信息，一般用于存放程序代碼、用戶(hù)數據等。S3C2440集成了8位/16位的NAND Flash控制器，支持512/1024/2048個(gè)字節的NAND Flash頁(yè)面大小。NAND Flash采用非標準總線(xiàn)形式的地址和數據傳輸方式，需要專(zhuān)門(mén)的NAND Flash控制器來(lái)完成對其尋址和數據讀寫(xiě)，具體電路連接如圖4所示。

3 系統軟件設計

電梯檢驗設備系統軟件主要包括GPRS模塊控制程序、電梯檢驗設備主程序兩部分。系統啟動(dòng)后自動(dòng)運行軟件程序，完成通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)通信從數據中心下載電梯檢驗任務(wù)、完成檢驗任務(wù)、使用GPRS模塊無(wú)線(xiàn)通信實(shí)時(shí)上傳檢驗結果數據到數據中心。

3.1 GPRS模塊軟件設計

電梯檢驗設備中使用的GPRS模塊為西門(mén)子公司生產(chǎn)的MC35i，該設備支持AT指令控制，處理器通過(guò)串口與MC35i模塊進(jìn)行數據傳輸。該模塊軟件主要包括模塊初始化、指令和數據發(fā)送、數據接收處理，這3部分操作都通過(guò)串口與MC35i數據通信完成。串口數據發(fā)送和接收調用串口模塊的通用接口函數即可實(shí)現，這部分編程不詳細介紹，本文重點(diǎn)介紹MC35i控制編程。

電梯檢驗設備進(jìn)行GPRS無(wú)線(xiàn)通信，首先需要與服務(wù)器建立GPRS連接，即實(shí)現GPRS登陸。在登陸前需要使用AT指令對無(wú)線(xiàn)通信模塊MC35i進(jìn)行初始化設置，設置內容包括連接方式、服務(wù)類(lèi)型、接入點(diǎn)名稱(chēng)、服務(wù)器地址及端口。初始化完成后即可開(kāi)啟網(wǎng)絡(luò )服務(wù)，模塊會(huì )自動(dòng)登錄到服務(wù)器的相應端口上，登陸完成后就可以進(jìn)行數據通信了。MC35i模塊初始化程序流程圖如圖5所示。

3. 2 電梯檢驗設備主程序設計

S3C2440處理器通過(guò)RS232串口和GPRS無(wú)線(xiàn)模塊進(jìn)行通信。首先處理器通過(guò)串口向MC35i模塊發(fā)送指令從數據中心下載檢驗任務(wù)，然后通過(guò)串口接收MC35i無(wú)線(xiàn)模塊發(fā)送過(guò)來(lái)的數據，獲取電梯檢驗任務(wù)并顯示在顯示屏上，電梯檢驗結束后經(jīng)過(guò)數據分析處理器將檢驗結果通過(guò)串口發(fā)送給MC35i無(wú)線(xiàn)模塊，最后由MC35i無(wú)線(xiàn)模塊將檢驗結果發(fā)送給數據中心，電梯檢驗設備軟件設計流程圖如圖6所示。

4 系統運行結果

基于MC35i的電梯檢驗設備應用效果測試工作是對整個(gè)電梯檢驗管理系統運行情況的徹底檢查，主要目的是測試電梯檢驗設備應用到檢驗工作的效果。

測試工作制定了測試方案，對測試的范圍、流程、方法及要求作出了具體的規定。測試工作包括了從檢驗任務(wù)受理開(kāi)始，一直到檢驗報告生成等系統涉及的所有環(huán)節。測試工作選取了6個(gè)檢驗小組，12名檢驗人員(其中有檢驗師6名)分別采用傳統檢驗管理系統和基于GPRS無(wú)線(xiàn)通信的檢驗設備對226臺電梯設備進(jìn)行了檢驗。

通過(guò)測試，統計分析了檢驗信息輸入的時(shí)間及準確性，檢驗記錄及檢驗報告處理時(shí)間及信息的準確性等要素。具體測試結果如下：

注：記錄及報告準確性特指檢驗原始記錄與檢驗報告信息不一致的情況。

5 結束語(yǔ)

本文主要是研究利用基于MC35i的GPRS無(wú)線(xiàn)通信實(shí)現電梯、檢驗人員及檢驗業(yè)務(wù)系統三者之間信息交互，從而優(yōu)化電梯檢驗工作業(yè)務(wù)流程，提高檢驗效率及檢驗質(zhì)量，減輕檢驗人員工作負擔，降低電梯檢驗風(fēng)險。

本文設計的基于GPRS無(wú)線(xiàn)通信的電梯檢驗設備已通過(guò)實(shí)際應用測試，信息輸入時(shí)間以及檢驗報告出具時(shí)間是傳統信息檢驗系統的1/3，并且信息輸入準確性和檢驗報告準確性比傳統信息檢驗系統高，差錯率幾乎為0，因此基于GPRS無(wú)線(xiàn)通信的電梯檢驗設備能很好的提高電梯檢驗效率，具有良好的應用前景。