电梯远程监控系统设计分析

辽宁省安全科学研究院　宋　帆　 左一凡

以提高电梯运行安全性为根本性目的，建立远程监控系统，对电梯运行状态进行全程实时监控，以此来减少电梯事故的发生率。电梯远程监控系统涉及到计算机技术、通讯技术以及控制技术等多项专业，通过电话线将电梯运行以及故障信息传递给远程服务中心，在电梯出现运行故障后，由监控装置自主拨号键入远程监控维修中心，然后维修人员可以及时获得故障信息并安排维修，第一时间将故障排除。

一、电梯远程监控系统特点

1.基本内容

1.1状态监测

对电梯运行状态进行监测和控制，是电梯远程监控系统的基础要求，一旦电梯出现运行故障能够自主在线报警。其中监视内容包括运行方向、启动与停止状态、所处楼层位置等。而故障检测则包括电动机、电磁制动等装置故障自动报警，且显示电梯所处位置以及故障时间、状态等[1]。另外，还包括紧急状态检测，如地震、火灾以及故障时是否关人等，在确认后立即报警。

1.2群控管理

即实现多台电梯的群控制，可以不间断的循环扫描各厅站召唤信号以及轿厢内选层信号，并结合轿厢所处位置、厢内人数、上下方向停站数灯箱信息综合分析确认客流变化，自动选择最为合适的输送方式，提高输送综合效率。同时，还可以自动分配监控区域内的电梯，将电梯调配到运行区域的不同服务区段。

1.3消防配合

高层建筑发生火灾后，人员疏散难度非常大，安全系数较低。为配合消防协同工作，一旦发生火灾，普通电梯应直驶首层、放客，然后将电梯电源切断，而消防电梯则由应急电梯供电，并在首层待命，提高消防效率[2]。

2.系统功能

2.1贮停功能

将贮停开关电锁关闭后，电梯将进入到贮停状态。如果贮停操作时电梯处于运行状态，则不对外呼梯操作进行响应，假如存在内选等级，则完成内选服务后，电梯自动返回到贮停层。假如无内选等级，电梯则会直接返回贮停层，而如果此时厢内有人，只需要按一下开门键或者内选，厢内照明恢复，开门人员离开后10s，电梯自动关门并切断内部照明。

2.2 自学功能

楼层间距为电梯起、制动运行以及楼层显示基础与依据，在完成电梯安装作业后，需要将楼层间距自学习运行完成后，才可进行其他形式的运行动作。

2.3防捣乱功能

电梯运行到地层或顶层换速时，将内选登记全部消除。假如电梯内设置有负载检测装置，如果出现轻载情况，则内选登记最多为3个，多选无效[3]。

2.4误操作消除功能

假如乘客按错楼层，且内选灯亮起完成登记，则可以在电梯处于运行状态后，再一次按该层内选按钮即可将登记取消。

二、电梯远程监控系统功需求分析

1.系统终端需求

电梯远程监控系统终端功能主要为数据采集、存储以及传输，保证能够同时对多个电梯进行监控。一般需要设计多个数据采集接口设备，以便有效采集电梯运行市局信息。另外，系统机房终端应具备向现场工作人员提供手动输入的功能，为远程查看以及维护提供保障，并通过对多项数据信息格式的分析来提供多种不同方案，满足电梯设计管理需求。对于安装设置了远程监控系统的电梯，要避免其对电梯自身性能的影响，做好两个系统之间的兼容设计。

2.控制中心需求

控制中心应保证可以对电梯各运行参数和数据进行收集以及分析处理，掌握电梯运行状态，以便及时发现存在的隐患，安排人员处理，减少故障问题的发生。在系统设计时，要求可根据需求完成任意监控点的实时监控，并对相关参数与数据进行查看，并可靠接收与处理数据采集重点设备传来的多种传感器信号参数[4]。还要求系统能够以监控终端地址代码为依据，查清确认故障电梯发生部位与地点，并给出相应提示。为降低电梯运行管理难度，系统管理软件还要求提供关键字查找与定位功能，为工作人员提供数据支持。

3.传输网络需求

系统采集终端以及监控中心采用数据传输网络的形式进行通信，只有保证传输网络的可靠性与稳定性，才能够维持电梯远程监控系统的高效运行。基于电梯自身运行特点，来确定数据传输网络布线方式，合理控制其建设周期，避免影响正常使用。监视电梯轿厢内部情况，需要传输大量的视频信息，应重点做好网络宽带传输速率的控制。并且，要提高数据传输过程的安全性与可靠性，避免因为外力因素被盗窃或者改动，为电梯运行管理提供真实可靠的信息依据。

图1　电梯远程监控系统框架

三、电梯远程监控系统设计要点

1.系统框架设计

为满足电梯远程监控系统实时、稳定以及准确采集数据信息的要求，系统设计时需要重点针对数据传输网络安全性与可靠性进行分析，并提高监控界面交互友好性，满足实际应用需求。如图1所示为系统框架结构图，可确定下位机安装于电梯控制柜内，通过标准24V电源供电，采用CAN通信与电梯主控板实现实时通信。上位机通过LabWindows/CVI开发工具、C语言编程开发设计，可实现数据监测与电梯监控操控。从功能角度来看，可以将系统分为两部分，一部分通过数据采集器完成电梯信息的解析处理，并利用以太网传输给远程监控中心，最后在监控界面上显示电梯运行状态。另一部分则是远程监控中心以电梯运行状态信息为依据，对其状态进行分析与判断，确定应该发出的操作指令，并且数据采集器能够通过以太网来接收远程监控中心的质量，最后通过CAN通信向电梯控制系统下达命令[5]。

2.硬件系统设计

对电梯远程监控系统硬件部分进行设计，需要将重点放在下位机硬件电路方面，基于ARM嵌入式系统硬件设计，从微处理器电路设计以及外围电路设计两个方面来进行。对于整个系统来讲，数据采集设备为关键设计点，决定着数据信息采集、分析处理以及传输质量，通过可靠设计，来实现现场与远程监控管理平台的可靠连接，实现电梯远程检测与控制功能。在进行设计时，需要保证数据采集器自身功能的完善性以及稳定性，不仅要针对微处理模块进行分析，还需要将电源稳定性以及通信电路可靠性作为要点，以满足实际应用需求为目的，做好细节控制。

3.软件系统设计

下位机软件设计时需要保证CAN通信收发的可靠性，对CAN通信手法、以太网通信收发以及数据解析进行编程，保证整体软件基础功能的实现。即下位机与电梯主控制板进行CAN通信，对电梯运行数据进行可靠接收，并且要对相关数据进行分析处理，最后通过以太网将处理后结果传输给上位机，管理人员便可以通过上位机的人机交互界面确认电梯实时运行状态，根据实际情况来做出相应动作。其中，经过对监控数据的分析后，管理人员可以根据需求来操作人机界面按钮，通过以太网向下位机传达操作指令，并由下位机来对数据进行解析，利用CAN通信发送到电梯主控制板，最终通过电梯主控系统完成的电梯运行指令，实现对电梯运行状态的操控。

对于下位机软件的设计，可分为三个步骤：第一，编写CAN控制器驱动与应用层初始化，打开CAN控制器中断处理，顺利接收CAN发送的数据后将其存储到数据缓存区内。第二，编写以太网控制器驱动。即以移植UIP协议的方式，完成以太网应用层的初始化，打开以太网中断，顺利接收数据后存储到缓存区内。第三，数据命令协议处理模块编写。对两个缓存区内的数据进行处理，解析后得到相应信息，并进行打包进行发送，完成远程监控界面与电梯控制系统的数据通信，按需实现电梯的实时监测与控制。

4.系统调试运行

在完成整个远程监控系统设计后，需要对硬件和软件系统分别调试，最后进行系统整体测试。即连接硬件电路与电梯主控制板，确认供电状态，存在异常需要切断电源。将模拟电梯外呼平台与电梯主控制板进行可靠连接，观察供电状态，并确定CAN通信是否存在异常。最后在PC上将上位机软件打开，软件可打开并且网络指示灯亮，判断系统正常运行。

四、结束语

对电梯远程监控系统进行设计分析，以满足实际运行需求为目的，确定系统整体框架后，对其硬件系统与软件系统进行设计，保证可以有效收集电梯运行信息，并顺利传输给控制中心，满足电梯实时监控与动态管理的要求。

[1]刘金.基于CAN通信和以太网的电梯远程监控系统研发[D].苏州大学,2014.

[2]郭新宇.基于远程数据传输的电梯监控系统的设计与实现[D].苏州大学,2014.

[3]慕伟.电梯远程监控系统研究[D].长安大学,2013.

[4]王亚婷.基于GPRS的电梯远程监控系统的设计[D].南京理工大学,2013.

[5]商晓.基于物联网的电梯远程监控系统的研建[D].北京林业大学,2012.

[6]徐行健.多电梯远程监控系统设计与实现[D].南京理工大学,2009.