基于网络技术的多电梯远程监控系统设计方案

进行传感器信号的数据的采集。该开发板的性能比较稳定，排除了相关的不稳定因素。而本次运用的软件系统是嵌入式Linux 系统。它具有内核孝安全性高、源代码免费、微内核支持网络等优点，并且可应用于多种平台，尤其是在ARM 平台上的应用已经相当成熟且能提供强大的管理功能，因此完全可以满足数据采集的需求。

2.2 数据采集

数据采集终端部分的功能主要是由TI 公司生产的CC2430 作为核心芯片来完成的，该芯片CC2430采用的是全球通用频段（2.4 GHz）通信[9],且拥有1 个8位8051MCU, 8KB 的RAM,还包含模拟数字转换器、几个定时器、看门狗定时器、32 kHz 晶振的休眠模式定时器、上电复位电路、以及21 个可编程I/O 引脚，并且已固化了全球先进的ZigBee 协议栈、工具包和参考设计，目前已广泛运用在汽车电子，通信等各个领域[10].

以某小区的电梯群为研究对象，在每个电梯终端上都装一个ZigBee 模块和相应传感器来当作一个终端节点，用它来实时监控各个电梯的状态，并把采集到的电梯运行数据信号以无线方式发给ZigBee 控制中心，因此ZigBee 控制中心和各个电梯终端就组成了一个无线连接的星型结构的多电梯监控网络。

其中数据采集结构框图如下所示：

图2 数据采集终端结构图

　　3 3G网络传输及其接口协议
3.1 S3c2440A 与EM560 的通信

当数据采集终端在完成了数据的采集后将数据包无线发送给zigbee 网络控制中心，再由华为公司生产的3G 无线模块EM560 将数据发送。该模块支持通用串行总线（USB）、移动通信（TD-SCDMA/HSPA）等技术，同时，它还具有丰富的接口包括UART、USB2.0、GPIO、GPS、摄像头传感器和内嵌SIM 卡等，目前已经广泛运用于远程监控，无线传输等等各个领域中。

该模块将ARM9 开发板的通用串行口和数据采集终端进行无线链接，经系统测试，其数据传输的下行和上行速率分别可达到2.8Mbps 和384Kbps.经分析，嵌入式控制器采用的S3C2440A 处理器芯片与EM560无线传输模块的I/O 电均为3.3 V,所以，本监控系统为实现数据采集和3G 无线网络的传输欲采用S3C2440A 处理器的UART 口与EM560 的UART 口连接的方式，如图3 所示。

图3 S3c2440A 与EM560 的连接图

3.2 接口协议的通信

由于在对电梯数据信息采集备进行监控时，所使用的接口协议具有一定的相关性，所以将图片、视频或其它信息量比较大的数据上传时，3G 网络与控制中心平台之间可采用标准应用层信令控制协议进行信息认证等，通过认证即可以建立用户数据包协议（UDP）连接完成数据传送，但是由于数据量的对实时性的要求较高，所以采用UDP 连接协议实现数据传送。

在浏览终端进行查看和控制指令发送时，浏览器和通信服务器之间的接口可使用简化了的实时流传输协议的标准接口，进而来够满足实时性的要求，即远程客户端可以随时随地的查看服务器所存储的电梯相关指标及其他状态信息。

　　4 软件设计及远程监控端设计
4.1 zigbee 网络设计

802.15.4 协议的网络拓扑结构有3 种类型：星型结构、网格状结构和簇状结构。数据采集主要是采用星型传感器网络将数据进行采集，因为星型网络需要的中心控制器少，这样可以大大降低监测网络群体的总体功耗。而多电梯远程监控系统中的zigbee 网络采用是星型拓扑结构，zigbee 网络结构中含有：中心节点、采集节点和转发节点。整个zigbee 网络的控制中心节点和采集节点详细工作流程图如下图所示。

图4 中心节点流程图

图4 中，中心控制节点主要将远程监控终端发送的指令信息通过ZigBee 网络发送到子节点，并对ZigBee 网络中的每个子节点进行管理，除此之外，还可以接收各个子节点的数据信息并返回给监控终端以便通过浏览器进行查阅和数据库保存。中心控制节点通过数据帧中的节点ID 进行数据通信，利用Switch语句做相应的处理。

switch（node ID） {

case node1:…

case node2:…

图5 采集节点流程图

图5 中，采集节点是多电梯远程监控系统的中电梯数据采集和控制电梯盒的重要机构，它主要是接收控制中心节点的控制指令，对电梯内各个传感器进行信息采集，并对被控电梯进行操作。部分代码如下所示：

typedef NER_ADDR unsigned short;

typedef NER _DATA unsigned char;

void main（）

{

Init_zigbee（）；

NER _ADDR addr=inst[2];

NER _DATA

set_psw（PSW_Pispar （data））；

data=read（addr,NER_INT_RAM）；

write（A_ADDR,MEM_INT_RAM,data）；

4.2 Zigbee 网络系统测试

对Zigbee 网络进行了系统测试，主要测试了节点与节点之间的通信距离、通信延时测试、组网延时、节点重入及灵敏度测试等，其