基于B/S的電梯安全監(jiān)控裝置檢測(cè)系統(tǒng)*

章國(guó)寶， 萬(wàn) 林， 黃永明, 陶 杰

(1.東南大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院，江蘇 南京 210096；2.江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院 電梯中心，江蘇 南京 210036)

基于B/S的電梯安全監(jiān)控裝置檢測(cè)系統(tǒng)*

章國(guó)寶1， 萬(wàn) 林1， 黃永明1, 陶 杰2

(1.東南大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院，江蘇 南京 210096；2.江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗(yàn)研究院 電梯中心，江蘇 南京 210036)

針對(duì)當(dāng)前電梯安全監(jiān)控裝置檢測(cè)方式效率低下、檢測(cè)記錄維護(hù)困難的難題，提出了一種電梯安全監(jiān)控裝置自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了基于ARM和嵌入式Linux的檢測(cè)儀硬件、軟件系統(tǒng)，用于對(duì)監(jiān)控裝置的自動(dòng)化檢測(cè)。設(shè)計(jì)了基于B/S的Web服務(wù)器檢測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)以太網(wǎng)技術(shù)與檢測(cè)儀進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上報(bào)檢、檢驗(yàn)信息的同步。該系統(tǒng)提高了電梯安全監(jiān)控裝置的檢測(cè)效率，實(shí)現(xiàn)了檢驗(yàn)記錄的信息化管理。

電梯安全監(jiān)控裝置; 自動(dòng)化檢測(cè); ARM; B/S模式; Web

0 引 言

電梯安全監(jiān)控裝置是一種監(jiān)控電梯運(yùn)行狀態(tài)的裝置，該裝置輸入端與安裝于電梯上的傳感器連接，可以采集電梯運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口完成數(shù)據(jù)的傳輸，使維保人員能及時(shí)獲知電梯的運(yùn)行狀態(tài)[1]。電梯監(jiān)控管理規(guī)定，新安裝的公共電梯必須有安全監(jiān)控裝置，并對(duì)其功能完備性進(jìn)行檢驗(yàn)。目前，電梯安全監(jiān)控裝置的定期檢驗(yàn)主要由電梯維護(hù)單位申請(qǐng)，由檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)派人攜帶儀器設(shè)備去現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，結(jié)果記錄在紙質(zhì)報(bào)表上，檢測(cè)完成后輸入計(jì)算機(jī)，生成檢測(cè)報(bào)告。該方式存在檢驗(yàn)效率低下、檢測(cè)記錄填寫易出錯(cuò)、檢驗(yàn)信息維護(hù)困難等問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外尚無(wú)相關(guān)電梯安全監(jiān)控裝置自動(dòng)化測(cè)試的研究。

本文研究并開發(fā)了對(duì)安全監(jiān)控裝置進(jìn)行檢測(cè)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠完成對(duì)監(jiān)控裝置的自動(dòng)化檢測(cè)、監(jiān)控裝置的網(wǎng)上報(bào)檢、檢測(cè)記錄的信息化管理等功能。

1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

系統(tǒng)由安全監(jiān)控裝置、檢測(cè)儀、Web服務(wù)器三部分構(gòu)成，如圖1所示。安全監(jiān)控裝置是被檢測(cè)的目標(biāo)。檢測(cè)儀負(fù)責(zé)檢測(cè)安全監(jiān)控裝置，檢測(cè)儀的一個(gè)RS—485接口與電梯控制器通信，模擬產(chǎn)生電梯的各種狀態(tài)和故障；另一個(gè)RS—485接口與安全監(jiān)控裝置通信，接收安全監(jiān)控裝置的狀態(tài)幀和故障幀，判斷返回幀的正確性。Web服務(wù)器向報(bào)檢單位提供報(bào)檢單申報(bào)、報(bào)告查看等功能，向檢驗(yàn)人員提供報(bào)檢單受理、檢驗(yàn)信息同步等功能。

圖1 電梯安全監(jiān)控裝置檢測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)圖

2 檢測(cè)儀設(shè)計(jì)

2.1 檢測(cè)儀硬件設(shè)計(jì)

檢測(cè)儀硬件設(shè)計(jì)是在ARM平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)的，檢測(cè)儀硬件由ARM最小系統(tǒng)、電源模塊、存儲(chǔ)模塊、以太網(wǎng)模塊、串口模塊組成，如圖2所示。ARM最小系統(tǒng)負(fù)責(zé)系統(tǒng)的運(yùn)行管理、控制和通信工作，該系統(tǒng)采用W90P950芯片，該芯片為32位，處理速度200 MHz，自帶8 kB的指令緩存和8 kB的數(shù)據(jù)緩存以及MMU單元[2]。電源模塊采用12 V的適配器作為輸入電源，之后系統(tǒng)通過(guò)DC/DC電源轉(zhuǎn)換芯片輸出5 V的電壓，穩(wěn)壓芯片選用TI的開關(guān)電源轉(zhuǎn)換芯片TPS5430，輸出的5 V電壓給RS—485通信電路、觸摸顯示屏、USB供電。存儲(chǔ)模塊用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)擴(kuò)展，由于W90P950的片上存儲(chǔ)空間無(wú)法滿足系統(tǒng)需求，通過(guò)W90P950帶有的外部總線接口EBI，本設(shè)計(jì)擴(kuò)展了2 M×2 塊×16 bit的SDRAM用于運(yùn)行程序；擴(kuò)展了2 M×16 bit的Nor Flash用作內(nèi)存；擴(kuò)展了128 M×8 bit的Nor Flash用于歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；同時(shí)擴(kuò)展了外部存儲(chǔ)SD卡，用于存儲(chǔ)的備份。以太網(wǎng)模塊用于與Web服務(wù)器進(jìn)行通信，W90P950內(nèi)部?jī)?nèi)置了以太網(wǎng)MAC控制器，因此只需考慮物理層即可，物理層接口芯片選用了一種兼容IEEE 802.3/802.3u標(biāo)準(zhǔn)的快速以太網(wǎng)收發(fā)器IP101ALF。串口通信模塊用于與觸摸顯示屏、電梯控制器和安全監(jiān)控裝置通信，觸摸顯示屏通過(guò)RS—232串口與檢測(cè)儀進(jìn)行通信，電梯和安全監(jiān)控裝置分別通過(guò)兩路RS—485和檢測(cè)儀通信，RS—485接口電路如圖3所示。

圖2 檢測(cè)儀硬件結(jié)構(gòu)圖

圖3 RS—485接口電路

2.2 檢測(cè)儀軟件設(shè)計(jì)

檢測(cè)儀軟件是在嵌入式Linux系統(tǒng)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)的，Linux是一種以UNIX 為基礎(chǔ)發(fā)展而成的操作系統(tǒng)，在應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)方面，為實(shí)時(shí)系統(tǒng)而開發(fā)的RT Linux(real-time Linux)，可以讓Linux支持硬實(shí)時(shí)任務(wù)[3]。根據(jù)檢測(cè)儀軟件需求分析，軟件總體設(shè)計(jì)分為5個(gè)模塊，分別是主控制程序、RS—485收發(fā)數(shù)據(jù)處理程序、RS—232收發(fā)數(shù)據(jù)處理程序、網(wǎng)絡(luò)通信程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序，其軟件總體框圖如圖4所示。

圖4 檢測(cè)儀軟件總體框圖

主程序控制整個(gè)系統(tǒng)程序的運(yùn)作，首先完成系統(tǒng)的初始化工作，主要包括RS—232串行通信初始化、RS—485串行通信初始化、計(jì)時(shí)器初始化、緩存區(qū)域初始化、網(wǎng)絡(luò)配置等。主程序通過(guò)監(jiān)控RS—232接口是否有數(shù)據(jù)來(lái)判斷觸摸屏是否正在操作，根據(jù)觸摸顯示屏命令信息完成參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)操作控制和顯示控制等內(nèi)容。主控制程序流程圖如圖5所示。RS—485收發(fā)數(shù)據(jù)處理程序負(fù)責(zé)與電梯控制器和安全監(jiān)控裝置的通信，根據(jù)選擇的測(cè)試項(xiàng)，依次向電梯控制器發(fā)送相應(yīng)信息，控制電梯產(chǎn)生各種狀態(tài)，電梯控制器完成相應(yīng)控制后，向測(cè)試儀發(fā)送應(yīng)答幀[4]。測(cè)試儀接收到應(yīng)答幀后，等待接收來(lái)自另一路RS—485的由監(jiān)控裝置發(fā)出的幀信息，并解析該幀，判斷是否與設(shè)置的內(nèi)容相同。RS—232收發(fā)數(shù)據(jù)處理程序負(fù)責(zé)與觸摸屏的通信。網(wǎng)絡(luò)通信處理程序跟服務(wù)器進(jìn)行通信，一方面完成任務(wù)單的下載，另一方面將運(yùn)行監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳，系統(tǒng)采用有線以太網(wǎng)卡接入，有線網(wǎng)卡具有更高的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性，網(wǎng)絡(luò)通信模塊通過(guò)基于TCP/IP協(xié)議的Socket通信來(lái)完成。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序負(fù)責(zé)與SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)的交互， SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)小型的C語(yǔ)言開發(fā)的嵌入式關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)[5]。檢測(cè)儀測(cè)試界面如圖6所示。

圖5 檢測(cè)儀軟件流程圖

3 Web服務(wù)器軟件設(shè)計(jì)

Web服務(wù)器采用面向 TCP/IP協(xié)議的Socket通信機(jī)制的B/S架構(gòu)，采用C#語(yǔ)言編寫，主要功能是偵聽Socket請(qǐng)求并建立網(wǎng)絡(luò)連接，將接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)中[6]。數(shù)據(jù)庫(kù)使用SQLserver2005數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理。整個(gè)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程主要如下：報(bào)檢公司登錄網(wǎng)站后，進(jìn)行信息的管理，管理的信息包括監(jiān)控裝置信息、電梯信息、制造單位信息、使用單位信息。報(bào)檢公司根據(jù)目前已有的各類信息填寫生成報(bào)檢單，生成報(bào)檢單后，特檢院管理員查看到各個(gè)公司申報(bào)的報(bào)檢單，并確認(rèn)是否接受檢驗(yàn)任務(wù)，特檢院管理員可以給每個(gè)已受理報(bào)檢單指派檢驗(yàn)員，特檢院檢驗(yàn)員領(lǐng)取到任務(wù)單后，開始進(jìn)行檢驗(yàn)工作，主要包括初檢、同步任務(wù)信息到檢測(cè)儀、通過(guò)檢測(cè)儀完成現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，將檢驗(yàn)結(jié)果同步回服務(wù)器。完成檢驗(yàn)工作后，可以打印生成報(bào)表，特檢院審核員對(duì)報(bào)表進(jìn)行審核，審核通過(guò)，等待報(bào)檢公司用戶進(jìn)行報(bào)檢費(fèi)用的支付，費(fèi)用支付完成的報(bào)表進(jìn)入批準(zhǔn)階段，特檢院批準(zhǔn)員通過(guò)后，報(bào)檢公司可以在網(wǎng)上查看檢驗(yàn)報(bào)告，系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程如圖7所示。服務(wù)器檢測(cè)系統(tǒng)的主界面如圖8所示。

圖7 服務(wù)器檢測(cè)系統(tǒng)流程圖

圖8 服務(wù)器檢測(cè)系統(tǒng)主界面

4 結(jié)束語(yǔ)

該系統(tǒng)基于ARM嵌入式技術(shù)，設(shè)計(jì)了檢驗(yàn)電梯安全監(jiān)控裝置的測(cè)試儀，并利用廣泛的以太網(wǎng)資源，連接到Visual Studio 2010平臺(tái)下開發(fā)的Web檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)快速對(duì)安全監(jiān)控裝置進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)檢驗(yàn)記錄進(jìn)行管理，同時(shí)建立了報(bào)檢單位網(wǎng)上申報(bào)檢驗(yàn)單的功能，大大提高了電梯安全監(jiān)控裝置的檢測(cè)效率，為電梯監(jiān)控裝置安全性檢測(cè)提供新的方向。

[1] 金新峰.電梯實(shí)時(shí)監(jiān)控與故障報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D].杭州：浙江大學(xué),2012.

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Inspection system for elevator safety monitoring device based on B/S*

ZHANG Guo-bao1, WAN Lin1, HUANG Yong-ming1, TAO Jie2

(1.School of Automation,Southeast University,Nanjing 210096,China;2.Center of Elevator,Special Equipment Safety Supervision Inspection Institute of Jiangsu Province,Nanjiang 210036,China)

Aiming at problem that the inspection efficiency is low and maintaining inspection record is difficult of current inspection of.An automatic inspection system for elevator safety monitoring device is developed.Hardware system based on ARM and software system based on embedded Linux are designed for monitoring device.Web server inspection system based on B/S is designed.The system communicates with inspection instrument through Ethernet technology,and realizes the function of check information synchronization.The system improves the inspection efficiency of elevator safety monitoring device,and realizes information management of inspection records.

elevator safety monitoring device; automatic inspection; ARM; B/S model; Web

10.13873/J.1000—9787(2017)02—0121—03

2016—03—21

國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金資助項(xiàng)目(61503081)；江蘇省科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目(BE2014728); 江蘇省自然科學(xué)基金青年基金資助項(xiàng)目(BK20140649)

TP 277

A

1000—9787(2017)02—0121—03

章國(guó)寶(1965-)，男，博士后，教授，主要從事檢測(cè)技術(shù)和嵌入式開發(fā)工作。