基于ZigBee及GPRS通信技術的電梯遠程監控系統設計

馬媛媛 青島酒店管理職業技術學院酒店工程學院 山東省青島市 266100

0 引言

目前建筑結構復雜程度不斷提高，電梯的使用人數和頻率不斷增加，電梯的安全隱患逐漸暴露于生活中，電梯安全事故在新聞報道中屢見不鮮，預防電梯的安全隱患逐漸成為了目前諸多學者研究關注的重點[1]。在互聯網時代背景下，通信技術被廣泛應用于電梯的監控系統中，使電梯運維人員能夠及時進行電梯故障診斷與維護，保證電梯運行的安全。遠程監控系統能夠實現對監控區域內物理信息的大范圍采集和控制，節約了大量人力物力資金和資源的消耗。電梯遠程監控系統具有電梯日常管理、故障報警等功能。

ZigBee技術的通信距離較短，屬于低速率傳輸，具有成本低的特點，在數據發送時采取避障機制能夠避免信息傳輸過程中的沖突，具有可靠性，同時它具有無線網絡自愈功能，覆蓋范圍大，使用較為便捷[2]。GPRS技術適用于流量較小的傳輸業務，在一定突發情況下，還可以短暫地對大數據流量進行輸送[3]。ZigBee及GPRS通信技術能夠在長距離通訊中定位遠程監控信息，對于信息數據的輸送具有良好的效果。為此，設計了基于ZigBee及GPRS通信技術的電梯遠程監控系統。

1 電梯遠程監控系統硬件設計

電梯遠程監控系統硬件設計主要包括三個部分，首先是運用ZigBee傳感器網絡對電梯運行狀態信息數據進行采集，其次是將采集到的信息利用處理芯片進行數據分析與處理，最后通過GPRS遠程監控模型實現對信息數據的輸送與監控，具體系統服務器終端硬件設計如圖1所示。

圖1 服務器終端硬件設計圖

由圖1可知，在整個電梯遠程監控系統中，利用ZigBee協調器對采集的數據進行轉換，通過SPI通訊進行數據輸送[4]，將處理后的數據通過串口通訊到達GPRS遠程監控模型，實現對電梯運行情況的監控。

2 電梯遠程監控系統軟件設計

2.1 基于ZigBee布置數據通信節點

所提系統對ZigBee的傳感器網絡進行數據通信節點的布置，設置源位置和目的地址，將采集的數據經過數據發送和接收的通道進行輸送，初始化處理結束后將數據發送端設定為連續發送數據狀態，接收端進入接收狀態，利用ZigBee通信協議實現數據通訊，在串口調試軟件中檢查接收數據與輸入數據是否一致。利用溫度傳感器將溫度數據進行轉換，獲取溫度值并將溫度信息傳送至服務器終端顯示。協調器串口接收到信息數據后，將數據以廣播形式發送至網絡終端設備，擴展信號源，完成對ZigBee數據通信節點的布置。

2.2 建立GPRS電梯遠程監控模型

基于網絡通訊協議，建立新的GPRS電梯遠程監控模型，將模型分為4個模塊，網絡接口模塊是其他模塊的基礎，主要實現對運行網絡和監控數據的管理。網絡模塊傳送數據包到網絡接口處，能夠自動監測輸入數據包的安全情況，并傳送到傳輸層模塊，除此之外還可以對路由器進行選擇，對流量進行一定的分析與控制。傳輸模塊中具備上文的數據節點傳送功能，這一模塊在輸送數據后監測數據接收情況。應用模塊能夠實現程序之間的溝通，如電子郵件傳輸、網絡遠程訪問協議等[5]。通過GPRS電梯遠程監控模型，向數據中心發送電梯實時運行狀態信息，并接收數據中心指令。

3 應用效果分析

電梯遠程監控系統通過建立的GPRS遠程監控模型與電梯保持通訊，并將電梯現場收集的數據信息傳送到電梯遠程監控系統的數據庫中，發布到互聯網上，用戶能夠在電腦上隨時訪問。為了驗證所提系統的有效性，對遠程監控系統的服務器進行功能測試。在登錄界面，輸入用戶信息，選擇需要查詢的電梯信息，登入監控頁面，查看被監控的電梯運行信息，共選取某商場6部電梯進行監控，監測電梯異常，電梯運行情況的監視結果如表1所示。

表1 電梯運行監控情況

由表1可知，所提系統監控到3號電梯與5號電梯存在故障，經電梯運維人員實地檢查，6個電梯的監控故障監測信息與實際電梯運行情況相符，數據間能夠正常通訊，電梯運行狀態數據通過GPRS遠程監控模型可以準確輸送至服務器中，證明所提系統具有實用性。由此可知，所提系統監控功能診斷故障與實際情況一致，能夠有效監控電梯運行情況，提高電梯運行狀態監測準確性。

4 結束語

將ZigBee及GPRS通信技術結合使用，二者的通信優勢互補，在此基礎上設計電梯遠程監控系統。采用ZigBee協調器、微處理器芯片和GPRS遠程監控模型，設計系統硬件部分，通過布置ZigBee傳感器網絡數據通信節點，設計網絡接口模塊、網絡模塊、傳輸模塊以及應用模塊，構建GPRS電梯遠程監控模型，設計系統軟件部分，實現電梯遠程監控。所提系統的監控功能診斷故障與實際情況一致，電梯運行狀態監測準確性較高。