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基于GPRS网络的电梯远程监控系统 |
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一、项目建设背景
电梯是高层建筑必不可少的组成部分，是与人们生活密切相关的垂直交通工具。电梯的安全使用及管理，直接关系到人民的生命财产安全，因此，对电梯的安装和使用实现规范化、科学化管理迫在眉睫。针对电梯这一现代化交通工具的性能和特点，还要实行科学化管理。据悉，一些发达国家在十几年前就开发应用了智能化电梯安全远程监控系统。所谓智能化电梯安全远程监控系统，集地理信息、计算机控制和远程通讯技术于一体，通过设定的电梯数据采集器和信息网络系统，将分布在各处的电梯运行状况和故障信息及时传递到监控中心的监视终端，从而实现对各处电梯进行远程监视和控制。
电梯远程监控系统概述
电梯远程监控系统是当今控制领域的先进技术，这是电梯群控技术的又一大的技术进步。由上述分析可知：智能大厦中的垂直交通工具电梯，显然应是智能化的。远程监控服务系统是在远程监视系统上更进了一步，这种先进系统可以通过通信线路传递电梯的运行和故障信息到远程监控中心，具有数据实时存储、在线分析、在线预测与监控以及数据报告自动生成的功能。管理人员去处理问题。如轿厢由于发生门故障而被困于某层，远程维修中心根据故障状况判断后，则可允许厅遥控方式来打开轿门和层门。
在无维修人员到现场的惰况下，被困人员就可以离开轿厢，如有的故障只能要维修人员到现场排队的话，也可以采取“中心与现场工程师相结合”的方式处理紧急情况。为使被困人员安心，中心即刻向轿厢播放安抚语音，解除紧张心理。除了能监视运行状况外，监控维修中心可根据显示的信息作出快速的急停处理，以免发生伤害事故。远程监控中心始终监控着电梯系统，随时可以知道电梯的运行状态和发生故障的属性，维修人员或现场工程师去处理故障之前就已知道该维修的项目，减少了维修服务的成本和时间，这使得智能化大楼更具人性化。
电梯远程监控系统所独有的故障信息记录数据库功能够方便地使维保中心建立起一套电梯运行、故障及维修档案库，被保养电梯何时出现故障、维修人员何时到现场、电梯地恢复正常等数据都会记录在数据库中。所提供的数据记录不是简单的数据列表，而是标准数据库文件。维保中心的操作员可以用相关程序打开数据库，定期对数据库进行数据整理、统计、报表打印等工作。例如可以对某台电梯，或某组电梯，或某一特定时间段的电梯故障及维修情况进行统计。通过这些数据文件（不是记录列表），可以清楚了解到维保中心所管辖的电梯的运行状况以及故障状况，还可以对维修人员在电梯故障后的到位情况、维修情况科学地、有效地监督管理。
二、GPRS简介
GPRS是通用分组无线业务（General Packet Radio Service）的英文简称，是一种新的分组数据承载业务。GPRS与现有的GSM语音系统最根本的区别是，GSM是一种电路交换系统，而GPRS是一种分组交换系统。因此，GPRS特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。这一特点正适合大多数移动互联的应用。相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式，GPRS是分组交换技术，具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、“高速传输”、“自如切换”的优点。
GPRS理论带宽可达171.2Kbit/s，实际应用带宽大约在40~100Kbit/s，在此信道上提供TCP/IP连接，可以用于INTERNET连接、数据传输等应用。GPRS是一种新的移动数据通信业务，在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP或X.25服务。GPRS采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，资源被有效的利用，数据传输速率高达160Kbps。使用GPRS技术实现数据分组发送和接收，用户永远在线且按流量计费，迅速降低了服务成本。
三、GPRS在电梯远程监控系统的应用实现
1、应用优势
GPRS具有“实时在线”、“快捷登录”、“高速传输”等等优点。
2、组网方式
GPRS的应用非常广泛，几乎所有行业都能用到GPRS的无线数据传输。但每种行业的实际需求和复杂的应用环境都大不相同，所以每种行业都会有自己独特的功能要求和组网方式。
在功能要求方面： 深圳倚天丰华电子有限公司公司开发的ETPro 221 GPRS DTU无线数传终端的强大综合功能将能满足绝大部分行业的需要。
在组网方式方面： 深圳倚天丰华电子有限公司拥有丰富的各行各业GPRS无线移动网络的实际组网经验，总结出以下几种可行的组网方案：
如上图所示，以下将一一对两种连接方案进行讲解：
1） 方案一：中心采用ADSL等INTELNET公网连接，采用公网固定IP或者公网动态IP+DNS解析服务。
此种方案向先INTERNET运营商申请ADSL等宽带业务。
1、 中心公网固定IP：监控点直接向中心发起连接。运行可靠稳定，推荐此种方案。
2、 中心公网动态IP+DNS解析服务：客户先与DNS服务商联系开通动态域名，监控点先采用域名寻址方式连接DNS服务器，再由DNS服务器找到中心公网动态IP，建立连接。此种方式可以大大节约公网固定IP的费用，但稳定性受制于DNS服务器的稳定，所以要寻找可靠的DNS服务商。此种方案适合小规模应用。
2） 方案二：中心采用APN专线， 所有点都采用内网固定IP（推荐）
此种方案客户中心通过一条2M APN专线接入移动公司GPRS网络，双方互联路由器之间采用私有固定IP地址进行广域连接，在GGSN与移动公司互联路由器之间采用GRE隧道。为客户分配专用的APN，普通用户不得申请该APN。用于GPRS专网的SIM卡仅开通该专用APN，限制使用其他APN。得到APN后，给所有监控点及中心分配移动内部固定IP。移动终端和服务器平台之间采用端到端加密，避免信息在整个传输过程中可能的泄漏。双方采用防火墙进行隔离，并在防火墙上进行IP地址和端口过滤。
此种方案无论时时性，安全性和稳定性较前三种方案都有大大提高，适合于安全性要求较高、数据点比较多、时时性要求较高的应用环境。在资金允许的情况下之最佳组网方式。
3、系统的组成
整个电梯远程监控系统由三部分组成：现场数据采集部分、GPRS数据传输部分、监控中心。通过控制模块完成与ETPro 221 GPRS DTU的数据交互。现场数据采集装置定时将数据发送给ETPro 221 GPRS DTU，同时现场数据采集装置实时接收DTU发来的数据完成相应控制功能。ETPro 221 GPRS DTU在收到现场数据采集装置发来的数据会立即转发到监控中心。
(1) 现场数据采集装置将电梯运行的各状态信息实时采集后，通过RS-232/485/TTL接口通信模块将数据送往ETPro 221 GPRS DTU通信模块；同时，还可通过该通信模块接收监控中心的指令。
(2) GPRS数据传输部分在对ETPro 221 GPRS DTU通信模块进行配置时，预先输入数据中心的固定IP地址或动态域名。ETPro 221 GPRS DTU通信模块收到现场数据采集装置发来的数据后，把这些数据送到前面设置的IP地址监控中心网络服务器中，通过端口映射转发到数据中心服务器。ETPro 221 GPRS DTU发送数据的过程为：数据送到China移动GPRS网络中，然后再经过Internet，最后在数据中心通过ADSL／APN进行接收。
(3) 监控中心由ADSL MODEM／APN、网络服务器、防火墙、数据中心服务器、工作站及GSM短信发送系统。数据中心服务器通过ADSL Modem／APN接收来自各电梯现场数据采集装置的数据，并对数据进行存储、历史趋势分析、报表打印等等操作。
(4) GSM短信发送系统可以应相关实际要求，可将数据中心服务器接收来自各电梯现场数据采集装置的数据，发送到指定人员手机中显示。
4、系统特点
⑴先进性
系统采用GPRS无线数传装置，此装置加电后，即自动登录到GPRS网络，并能在断线后自动重新登录，可保证长期附着在GPRS网络上。
该装置具有非常好的实时性，可通过网络实时的向监控中心发送电梯的运行状态信息。
GPRS模块具有语音功能， 乘客可以和维护保养中心通话。
GPRS模块可以传输图像，可以把现场所拍摄的照片传输给中心。
系统支持多个点同时上传数据到监控中心。
监控中心也可以和远程电梯监控终端进行通信，在遇到特殊情况时，监控中心可以控制电梯停止运行。
(2) 高可靠性
与传统的无线电台传输相比，GPRS网的数据传输抗干扰能力更强，且通讯覆盖范围远远强于前者；
(3) 高应用灵活性
产品提供了丰富的指令集，用户直接调用即可进行二次开发，定制个性化需要；
(4) 优良的开放性
① TCP/IP协议是目前开放性最好的协议，可以轻松进行系统扩展；
② 本公司产品已与各大组态软件提供商有合作，各厂商都已提供对本公司产品的驱动支持。
四、结束语
该方案实现了对远程电梯数据采集部分运行参数的集中监视、控制，与老系统相比，可以大量的减少维护人员，还可以实现无人值守，提高企业的经济效益。随着电梯技术的开发研究，高效、高速、智能化控制的电梯一定会提供优质良好的服务；实践表明：电梯远程监控系统作为电梯企业进行技术服务及市场竞争的重要手段，相信这种远程电梯监控方案将在未来智能化大楼中得到更大范围应用。
附录一：移动资费标准
该业务包括开户费、安装调试费、GPRS专网使用费以及使用GPRS 产生流量的资费。
1）专网开户费以及安装调试费(专网应用)
2）服务器端GPRS专网使用费(专网应用)
3）终端GPRS 流量资费（终端应用）
月租费（元） 赠送的免费流量数（MB） 超过赠送流量后的流量费（元/KB）
自由套餐 0 0 0.03
经济套餐 20 1 0.01
时尚套餐 100 20 0.01
商务套餐 200 不限量使用
全国各地移动公司资费的优惠政策各不一样，请电话咨询当地移动公司数据部，可协商包月费用。
附录二：ETPro 221GPRS DTU主要功能特性介绍
深圳倚天丰华电子有限公司ETPro-221 GPRS DTU产品，它采用了业界公认为最稳定的西门子公司的MC35i做为核心模块，并内嵌了TCP/IP协议栈模块，且简化了接口设计。屏蔽了MC35i的复杂接口方式和接口协议栈，取而代之的是通用的 RS-232接口 或者RS-485接口或TTL电平接口，更适合于工业现场应用。
特点参数
宽电压应用 提供5V-25V 宽电源供电，满足不同场合的应用需求
全功能接口 20PIN 双列直插接口，包括串口、语音、 SIM 卡外接线、指示灯、内部电源和电源接口等多种信号，方便对系统状态的监控和控制；其中可以根据客户的要求来订制接口（如
RS-232、RS-485、TTL等）
功能强大 自动拨号上线功能；断线自动重拨功能；完全透明传输数据功能；支持动太域名解析；自动复位重启功能；远程电话复位功能等等
配置灵活 用户可通过窗口界面的配置软件自由切换选择透明传输模式和非透明传输模式，并可对产品的相关参数，根据自身项目需求灵活配置。
体积小巧 产品体积小巧，设计时考虑到不同环境下的应用，既可以作嵌入式使用，也可以外置使用
升级方便 ETPro-221系列具有 Firmware 在线升级功能，用户可以方便的升级到更高版本。
抗干扰性强 外壳采用冷轧板，坚固耐用，可以有效地抵御各种恶劣环境；抗强电磁干扰及高、低温能力强，能够在恶劣的环境下稳定工作
工作温度 -30-60℃，湿度范围：≤90%
TCP/IP协议栈 ETPro-221系列内嵌了完整的 TCP/IP 协议族，包括 TCP、 UDP、 FTP、 PPP、TELNET、
HTTP、 Web Server等。内嵌的 TCP/IP 使 ETPro-221系列有了访问Internet 的能力。
本文摘自深圳倚天丰华电子www.forwellwireless.com |
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