基于RFID电梯远程监测系统的设计与实现

吴 卫，郑建立，孙佳新

（东华大学 信息科学与技术学院，上海 201620）

基于RFID电梯远程监测系统的设计与实现

吴 卫，郑建立，孙佳新

（东华大学 信息科学与技术学院，上海 201620）

介绍了一种基于RFID射频识别的电梯远程监测系统，重点介绍了点对点射频收发数据的过程。对该远程系统的总体构架进行了设计，并利用Visua1C++6.0完成了报警界面及电梯运行状况的显示，实现了对电梯的无线远程监测和故障码的收发。

电梯；远程监测；RFID射频识别；故障码

随着社会的发展和生活节奏的加快，电梯已成为人们工作和生活中不可或缺的一部分，然而，随之而来的安全问题却不可忽视。为了保障使用者的人身安全以及提高电梯故障的修复速度，先进的电梯远程监测系统是必不可少的。

射频识别技术RFID（Radio Frequency Identification）是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。与传统的识别方式相比，RFID技术无需直接接触、光学可视和人工干预即可完成信息输入和处理，且操作方便快捷。能够广泛应用于生产、物流、交通、运输、医疗、防伪、跟踪、设备和资产管理等需要收集和处理数据的应用领域。

1 系统结构简介

1.1 CC2430芯片

典型的有源RFID标签由天线、射频模块、控制模块、存储器、唤醒电路和电池模块等组成，如图1所示。

TI公司的CC2430芯片集成了所有的无线通信系统部分，只需添加少数的外围电路即可使其构成无线通信模块，降低了系统成本和简化了标签的设计。CC2430有32 KB、64 KB、128 KB三种不同的闪存空间，是一个真正的系统级芯片 （SoC）CMOS解决方案，为IEEE 802.15.4和ZigBee量身定制。这种解决方案能够提高性能，并满足以ZigBee为基础的2.4 GHz ISM波段应用，且成本和功耗都低。

1.2 远程监测系统总体架构

此系统主要由节点板和基站板组成，点对点射频实现两个不同节点之间的无线通信，如图2所示。

2 不同节点之间无线通信的实现

不同节点间的无线通信在Cygwin和TinyOS实验环境下完成。

TinyOS编程中文件名一般是这样定义的：（1）接口定义文件：FCODESend.nc；（2）模块文件：FCODEP.nc 或者FCODEM.nc；（3）配置文件：FCODEC.nc。

2.1 模块接口的关联

在Cygwin和TinyOS实验环境下创建工程文件FCODESend.nc。具体过程如下：（1）启动 Cygwin，输入 cd/进入TinyOS主目录，用ls查看该目录下的所有文件。（2）输入命令cd/opt/atos，进入该目录后，用ls查看目录下环境变量配置文件setupenv，执行source setupenv命令，使环境变量生效。（3）输入命令cd/apps，进入应用程序目录，用ls查看该目录下所有文件和子目录，并用mkdir MyProject创建一个名为MyProject的目录。（4）进入新创建的MyProject目录，然后在MyProject目录下使用命令vi FCODESend.nc来创建工程文件FCODESend。工程文件FCODESend程序代码的功能：

2.2 电梯故障码传输的实现模块

在MyProject目录下使用命令vi FCODESendM.nc来建立模块文件FCODESendM。

模块文件FCODESendM程序代码主要是用来定义调试等级以及串口和无线传输的相关接口，实现数据的接收与发送，节点板与基站板之间的无线传输，在终端上显示节点板与基站板的地址与工作组，用以区别发送节点与接收节点，并最终显示电梯的故障代码。由于电梯故障代码繁多且并不统一，可以利用Visua1C++6.0庞大的数据库来完成界面的设计以及故障码的识别。

电梯故障码收发流程图如图3所示。

2.3 编写Makefile文件

用命令ls可以查看在MyProject目录下包含了新建的FCODESend.nc和 FCODESendM.nc两个文件，然后在MyProject目录下用 vi Makefile命令来编写 Makefile文件。Makefile文件的程序代码如下所示：

Makefile文件的程序代码主要用来开启使用到的模块（模块功能默认关闭），其中值得注意的是，为了方便起见，节点板和基站板的地址已固定设为01和02。

2.4 终端显示结果

由于电梯故障码种类繁多且各公司产品的故障码并不统一，本文利用日立NPH电梯的部分故障码对该系统不同节点间的无线通信做了测试，测试结果如图4所示。

3 系统软件设计

系统软件设计的主要功能是实现人机交互，使该远程监测系统表现得更为友好，实现电梯故障码与电梯实际状况的一一对应，达到使电梯故障一目了然的效果，使电梯维修工作将更为方便、快捷。

软件设计可以用可视化编程语言Visua1C++6.0来完成，利用其自身庞大的数据库，实现远程监测系统报警界面的设计以及电梯运行状况的显示。配合建立电梯故障码数据库，以便可以在第一时间全面了解电梯故障，实现实时监测，在电梯故障的第一时间做出相应措施，以减少不必要的损失。

本文介绍了基于RFID电梯远程监测系统的构架以及软件设计，并对节点间的无线通信作了较为详细的介绍。与有线监测系统相比，该系统实现了远程无线监测，系统结构简单，只需要极小的空间便能达到远程监测的效果，免去了有线系统布线的麻烦，性价比更高。与GPRS远程监测系统相比，该系统在传输数据的速度上占有很大的优势，实时性更强。

该系统能满足公共场所、中小型企业以及商场等场所的电梯远程监测的基本需要，传输距离约为200 m。但受CC2430无线模块的有效距离的限制，所以在传输有效距离上还有待提高。通过高增益的天线或者在天线前端放置功率放大器，可大大提高数据的传输距离。

[1]战清，苏剑.无线射频识别技术理论与应用[M].北京：电子工业出版社，2004.

[2]郎为民.射频识别技术原理与应用[M].北京：机械工业出版社，2006.

[3]FINKENZELLER K.射 频 识 别（RFID）技 术（第 二 版 ）[M].陈大才译.北京：电子工业出版社，2001.

[4]刘锐宁，宋坤.VISUAL C++从入门到精通[M].北京：清华大学出版社，2008.

Design and implementation of elevator remote monitoring system based on RFID

Wu Wei，Zheng Jianli，Sun Jiaxin

（School of Information Science and Technology，Donghua University，Shanghai 201620，China）

This paper describes a remote elevator monitoring system based on a radio frequency identification RFID，and then highlights the sending and receiving data process of point to point RF.It designs the overall architecture of the remote system and completes the alarm interface and the display of elevator running status by using Visua1C++6.0，realizes the elevator wireless remote monitoring and fault code transceiver.

elevator；remote monitoring；RFID radio frequency identification；fault code

TP802.4

A

1674-7720（2011）03-0092-03

2010-10-14）

吴卫，男，1985年生，硕士研究生，主要研究方向：嵌入式系统开发应用，数字图像算法研究。

郑建立，男，1982年生，副教授，主要研究方向：数字电子、图像识别、智能机器人。

孙佳新，男，1985年生，硕士研究生，主要研究方向：嵌入式系统开发应用，智能服装系统。