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        基于物聯(lián)網(wǎng)的電梯安全監(jiān)控軟件設(shè)計與實現(xiàn)

        2017-12-02 00:21:26李雪燕
        軟件導(dǎo)刊 2017年11期
        關(guān)鍵詞:序列號組態(tài)端口

        李雪燕

        摘要:電梯構(gòu)造復(fù)雜,故障風(fēng)險高,安全隱患大。實時監(jiān)控與了解電梯的工作狀態(tài),采用有線傳輸方式或GSM傳輸弊病較多,而利用GPRS信號傳輸方式進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程組態(tài)監(jiān)控效果最佳。以3臺電梯監(jiān)控為模型,DTU將傳感器信號通過GPRS信號傳送至云數(shù)據(jù)采集平臺,再將平臺數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)至組態(tài)畫面,組態(tài)動畫就能反映電梯的運(yùn)行狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn),通過GPRS信號傳輸進(jìn)行電梯遠(yuǎn)程組態(tài)監(jiān)控,硬件成本低、布局簡單、效率高,可通過PC、手機(jī)等多個終端觀察電梯工作狀態(tài),既能為電梯管理人員與維保人員提供可靠的信息,也能為乘梯者的安全提供重要保障。

        關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:

        物聯(lián)網(wǎng);電梯;組態(tài);遠(yuǎn)程監(jiān)控;GPRS

        DOIDOI:10.11907/rjdk.172919

        中圖分類號:TP319

        文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號文章編號:16727800(2017)011009803

        0引言

        電梯作為現(xiàn)代高層建筑中不可缺少的垂直交通工具,已經(jīng)深入到人們?nèi)粘I詈凸ぷ髦?。但電梯帶來方便的同時,也伴隨著各種安全隱患。由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工作頻繁,電梯品牌及其質(zhì)量參差不齊,導(dǎo)致各種問題屢見不鮮,例如:運(yùn)行速度不穩(wěn)定、運(yùn)行過程抖動、運(yùn)行過程伴隨極大噪聲、門機(jī)打不開出現(xiàn)困人現(xiàn)象、程序出錯系統(tǒng)不派梯、傳感器效能減弱或失效等。這些后果都會給乘梯者帶來極大的身心傷害。如何提高電梯系統(tǒng)可靠性,給乘梯者更好的乘梯體驗?利用多電梯實時監(jiān)控,讓電梯管理者實時了解電梯工作狀態(tài),及時預(yù)防與避免各種危險因素的發(fā)生不失為一種好辦法,同時還能讓電梯管理者及維保人員合理安排時間,優(yōu)先對故障可能性高的電梯進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)。

        1國內(nèi)現(xiàn)狀

        國內(nèi)目前對電梯監(jiān)控主要采用有線傳輸或手機(jī)短信。其中有線傳輸方式距離短、范圍小,難以實現(xiàn)大面積、大區(qū)域、大范圍的集中監(jiān)控,難以滿足全局監(jiān)控要求,且其中會產(chǎn)生大量布線工作,通訊傳輸網(wǎng)絡(luò)施工量大,通訊線纜容易因為老化短路而造成監(jiān)控信息中斷,通訊線纜的固定性也難以勝任城市布局發(fā)展要求,無論施工還是維護(hù),工作量大且可靠性不高。手機(jī)GSM短信通訊方式雖然采用無線方式,在很大程度上解決了以上問題,但信號傳輸一般都有較大的時延,若短信服務(wù)中心繁忙時甚至?xí)驗樾诺蓝氯麃G失信號,而乘梯高峰期往往也是電梯出現(xiàn)故障和危險的關(guān)鍵時期,信號丟失不利于解決電梯日常維保及維護(hù),更不利于電梯搶險。這種方式的實時監(jiān)控效率低、可靠性差,動態(tài)響應(yīng)不及時,監(jiān)控效果也不好。

        GPRS無線分組業(yè)務(wù),是一種基于GSM無線系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù),它可以實現(xiàn)終端與終端的連接,也可以通過無線IP實現(xiàn)終端與互聯(lián)網(wǎng)的連接[1]。GPRS無線信息傳輸系統(tǒng)速率高,將數(shù)據(jù)通過分組的方式在GSM信道中傳輸,省去了各種電路及線纜交換,對于多電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)來說,滿足突發(fā)性、頻繁性、實時性、數(shù)據(jù)傳輸量小等要求,且GPRS信號網(wǎng)絡(luò)范圍廣大、可靠性高,可以很方便、可靠、低成本地實現(xiàn)對多電梯的遠(yuǎn)程監(jiān)控[23]。本文以3臺電梯的小型模型系統(tǒng)為研究對象,采用GPRS信號傳輸,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)功能,實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時監(jiān)控。

        1研究內(nèi)容

        1.1被控對象傳感器數(shù)據(jù)采集

        在本研究系統(tǒng)中,以3臺電梯系統(tǒng)為例,采集能反映電梯工作狀態(tài)的關(guān)鍵數(shù)據(jù),因受文章篇幅影響,在此每臺電梯采集5個數(shù)據(jù),分別為:運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行方向、門機(jī)狀態(tài)、曳引電動機(jī)工作溫度、是否困人,分別由4個開關(guān)量傳感器和一個溫度模擬量傳感器給定相關(guān)信號[4]。

        1.2DTU接受傳感器采集信號選擇

        DTU是數(shù)據(jù)終端設(shè)備(Data Terminal unit)的簡寫。廣義來說,通信時傳輸數(shù)據(jù)兩端負(fù)責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)信息的模塊單元都被稱為DTU,在它的作用下對所傳信息進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)整理校驗。狹義地講,DTU一般特指可以把傳感器/流量計/PLC/單片機(jī)等串口(RS232/RS485/TTL)設(shè)備采集的數(shù)據(jù),通過GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到指定的數(shù)據(jù)采集平臺或數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺,數(shù)據(jù)采集平臺可以對接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理、顯示、保存等操作,也可以通過DTU發(fā)送信息給遠(yuǎn)程串口設(shè)備,執(zhí)行一些動作[5]。熟悉電路、電工電子的讀者可以選購功能強(qiáng)大的GPRS芯片與嵌入式芯片自行設(shè)計、焊接DTU模塊,若受經(jīng)費(fèi)限制,可選擇市場上已有的DTU完成相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計。在此,可以選擇海創(chuàng)HC5000型DTU。

        1.3DTU通信配置

        將可以正常工作的UIM卡或SIM卡插入DTU卡座接口中,對DTU通電,并通過RS232串口線或RS232-485轉(zhuǎn)換線連接PC與DTU,此過程順利完成后,可以在配置軟件中對DTU進(jìn)行配置,如圖1所示。

        (1)連接控制器。在PC上選擇串口設(shè)置中相應(yīng)的COM端口,并點擊連接,對設(shè)備在線狀態(tài)進(jìn)行查詢,如果握手正常,軟件即可與設(shè)備建立連接。

        (2)繼電器及開關(guān)量檢查。檢查測試DTU開關(guān)量輸入及繼電器輸出是否正常,可以通過硬件接線連接、斷開DTU信號端口,觀察配置軟件中相應(yīng)端口是否獲取信息。

        (3)模擬量端口檢查。模擬量端口的檢查可以給DTU模擬量輸入端口接入一個與之對應(yīng)的模擬量,觀察配置軟件中是否獲得信號。

        (4)GPRS參數(shù)配置。對圖1中的服務(wù)器信息進(jìn)行配置,若通訊為公網(wǎng),可選擇連接方式為IP;若通訊為非公網(wǎng),可選擇連接方式為域名。在域名中填寫相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集平臺域名,在此以TLINK平臺為例,可以填寫www.tlink.io,IP與端口選擇默認(rèn),序列號一欄可以填寫在物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集平臺注冊申請到的服務(wù)序列號。APN為GPRS終端接入信號方式的名稱,移動為CMNET,聯(lián)通為3GNET。

        至此,DTU配置過程完畢。

        2云數(shù)據(jù)平臺信息配置

        2.1云數(shù)據(jù)平臺配置endprint

        進(jìn)入網(wǎng)站www.tlink.io,并登陸TLINK數(shù)據(jù)采集平臺,創(chuàng)建一個新設(shè)備,在此創(chuàng)建一個名為“多電梯狀態(tài)監(jiān)控”的設(shè)備。設(shè)備序列號選擇前面軟件配置中填寫的序列號,即在數(shù)據(jù)采集平臺注冊時獲取的序列號,注意該序列號是GPRS信號傳遞的唯一憑證,必須保持一致,若更改平臺的序列號,在DTU中需要進(jìn)行重新配置。在連接協(xié)議中選擇MB RTU。上傳周期可選擇推薦值,也可以選擇自定義,該參數(shù)決定DTU上傳傳感器信號的頻率,即多長時間傳送一次端口信號[6]。在傳感器選項點擊批量追加完成云數(shù)據(jù)平臺傳感器數(shù)據(jù)庫設(shè)置,在此項目中,理論上應(yīng)該添加12個開關(guān)量輸入及3個模擬量輸入,因HC5000硬件點數(shù)限制,在此添加4個開關(guān)量輸入、4個開關(guān)量輸出及2個模擬量輸入,添加結(jié)果如圖2所示。

        2.2傳感器數(shù)據(jù)配置

        點擊平臺左側(cè)設(shè)備按鈕進(jìn)入設(shè)備列表,完成所有傳感器數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)配置。在設(shè)置連接中對應(yīng)協(xié)議標(biāo)簽,由于選擇了MB RTU協(xié)議,因此配置協(xié)議標(biāo)簽如圖3所示。

        3組態(tài)應(yīng)用與信息發(fā)布

        3.1組態(tài)應(yīng)用

        數(shù)據(jù)創(chuàng)建及關(guān)聯(lián)后,進(jìn)行組態(tài)畫面的設(shè)計。一般物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)平臺會提供一定的組態(tài)設(shè)計功能,雖畫面不及PC端組態(tài)界面細(xì)膩和功能強(qiáng)大,但對一般系統(tǒng)監(jiān)控也可以勝任,在此可使用平臺自帶的組態(tài)功能,省去很多開發(fā)成本。

        繪制3個電梯的界面,每個界面中添加運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行方向、門機(jī)狀態(tài)、電機(jī)溫度及困人援救5個字段信息。每個字段后可添加一個指示燈或開關(guān)反映其狀態(tài),若感覺指示燈開關(guān)表信息不直觀,也可通過自定義按鈕上傳自己DIY的功能顯示。例如:筆者利用Flash將閃爍的字段“正常工作”、“停止運(yùn)行”保存為GIF圖片,作為運(yùn)行狀態(tài)的顯示開關(guān)量。點擊選擇正常工作圖片,完成與傳感器數(shù)據(jù)的連接(見圖4)。

        3.2組態(tài)信息發(fā)布

        連接完所有組態(tài)界面的數(shù)據(jù)信息之后,可以點擊發(fā)布功能,完成組態(tài)信息的發(fā)布,在所有可以連入互聯(lián)網(wǎng)的PC端口就可訪問并監(jiān)控3臺電梯的運(yùn)行狀態(tài)。同時,也可以使用手機(jī)移動端口訪問組態(tài)信息的監(jiān)控畫面,此3臺電梯的GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)控組態(tài)手機(jī)監(jiān)控畫面如圖5所示。

        圖53臺電梯的GPRS遠(yuǎn)程監(jiān)控組態(tài)手機(jī)監(jiān)控畫面

        4結(jié)語

        隨著自動化、計算機(jī)與通信水平的不斷提高,電梯遠(yuǎn)程組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用,日趨網(wǎng)絡(luò)化和智能化。采用GPRS無線信號傳輸通訊方法解決遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能問題,在現(xiàn)階段比其它方式有著不可比擬的優(yōu)越性,無論是硬件成本,還是軟件實現(xiàn)的難易性,采用GPRS無線物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程組態(tài)監(jiān)控都有極其優(yōu)秀的表現(xiàn)[78]。研究證實,該方式監(jiān)控遠(yuǎn)程電梯成本低,實現(xiàn)容易,能快速準(zhǔn)確地為電梯管理者與維保人員提供有效、準(zhǔn)確的電梯狀態(tài)信號,電梯使用安全,值得應(yīng)用和推廣。

        參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn):

        [1]劉明.基于GPRS的電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究[D].武漢:華中科技大學(xué),2006.

        [2]劉明,米明富.基于GPRS的電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].計算機(jī)技術(shù)與發(fā)展,2006,16(11):201203.

        [3]龔靜雯.基于Internet的智能電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)研究[D].武漢:武漢理工大學(xué),2006.

        [4]季寶杰,劉美琪,袁超,等.基于UDP/IP的溫室生態(tài)監(jiān)控平臺通信機(jī)制的研究[J].工業(yè)儀表與自動化裝置,2009(5):5556.

        [5]劉載文,彭莉萍,張遠(yuǎn)峰.電梯實時遠(yuǎn)程計算機(jī)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)與故障診斷專家系統(tǒng)[J].電氣傳動,1998(6):2630.

        [6]封松林,葉甜春.物聯(lián)網(wǎng)/傳感網(wǎng)發(fā)展之路初探[J].后IP時代與物聯(lián)網(wǎng),2010(1):107112.

        [7]黃濤.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展的探討[J].信息通信技術(shù),2010,4(2):913.

        [8]李明輝.電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].電子應(yīng)用技術(shù),2009,35(8):97103.

        責(zé)任編輯(責(zé)任編輯:何麗)endprint

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