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摘 要：本文主要介绍电梯远程监控系统的软件设计，当电梯出现故障时，能够实现远程监控，发现故障并在此瞬间既把故障信息自动传递到监控中心，同时又立即呼叫专业电梯维修人员来排除故障；并且系统具有能够储存电梯的日常运行数据和日常发生的故障记录的功能等。
关键词：电梯；远程监控；软件开发；设计与应用
Based on the remote elevator monitor system software design and development
Wu Hao， Xu Lin
Abstract：This paper mainly introduces the software design of remote elevator monitoring system， when the elevator when a fault occurs， the remote control can be achieved， this moment is found out the fault and the fault information automatic transmission to the monitoring center， at the same time， immediately call professional elevator repair personnel to troubleshooting； and the system has the ability to store the elevator daily operation data and daily occurrence the fault recording function
Keywords：elevator； remote monitoring；software development；design and Application
1.概述
随着现代化城市的发展，城市中以高层建筑为主的住宅小区大量出现，电梯已成为必不可少的垂直交通工具。电梯是机电一体化的高技术产品，目前国产电梯的技术水平和产品质量都已进入世界先进行列，但电梯运行中关人、夹人、蹲底、冲顶等事故时有发生，每年我国都有许多的电梯安全事故，因此电梯的质量焦点反映在运行可靠性上；由于电梯是一种非常繁忙的运输工具，最繁忙时每小时起、制动可达240次之多，电梯的运行部件（如层门等）多、操作按钮多、乘坐人员素质差异大，所以可靠性的提高更大程度上是依靠维修保养；另外，有关资料表明，近年来电梯暴力事件也呈现增长趋势。
可见，电梯自身的安全隐患正严重地危害着电梯使用者的安全，因此电梯的安全运行、故障报警、险情报警和及时维修己成为现代社会发展的一个很重要的课题；改革开放以来，我国电梯保有量迅速增长，截止到2012年底在用电梯已达240余万台，如何保证每台电梯都能够可靠运行，已成为摆在物业管理部门和行业技术监管部门面前的一个艰巨任务。作为安徽省质量技术监督局直属技术机构之一的安徽省特种设备检测院肩负着省内所有电梯的定期检验和监督检验的艰巨任务，为了更好地保障人民的生命财产安全，切实履行技术监管职能，促进行业技术的进步，本项目拟基于当前流行的GPRS/3G数据系统研究和开发出一套运行高效、成本低廉、通用性较强的新型电梯远程监控系统，以实现通过远程集中监控，能够同时监控多处、多台、多型号电梯的实时运行状态，对电梯控制柜输出信号的实时采集实现对电梯的方向、所在楼层、门接点、安全回路和开关门等运行状态的监控，及时发现并排除故障，保障电梯的正常运行；同时，通过远程监控系统，可以变被动为主动，使用户的故障停梯时间大大缩减。
2.总体设计
由于目前国际上电梯技术进步的侧重点已转向售后和物业服务，电梯远程监控系统的重要性也越来越引起人们的关注，为了更好的适应形势的发展，许多电梯生产企业和相关单位都在积极研制和推出自己的电梯远程监控系统，以保障电梯的正常安全运行。目前，国内外各大电梯公司和科研机构都致力于电梯远程监控系统的研制与开发，如OTIS、三菱、日立、蒂森克虏伯、上海永大电梯等。通过各自独立开发的远程监控系统，他们把自己生产或负责维修保养的电梯置于监控网络之中，当电梯出现故障时，能够在第一时间发现故障，并在此瞬间既把故障情况自动通知监控中心，同时又立即呼叫专职维修人员来排除故障；并且有些系统还具有能够储存电梯的日常运行数据和日常发生的故障记录的功能，这就使得厂家和用户对一段时间内特定电梯的运行情况有一个全面的了解。
然而，由于中国特殊的国情，这些国外大公司的远程监控系统在中国的实际应用过程中还存在着一定的局限性，具体表现在：
2.1目前国内电梯在安装上具有面广点散的分布特性，使用环境比较复杂，电梯型号多种多样，操作运行各异，不同监控设备采用不同的通讯方式、不同的硬件接口，所以只能监控本公司的电梯，而对其他公司电梯则不能兼容；
2.2使用光纤、拨号等有线传输通讯方式涉及到布线施工、建设成本、安全和可靠性等一系列问题，且对电话网络的质量要求较高；
2.3采用超短波电台发送的无线数据传输数据，必须向当地的无委会申请频点、交纳占频费，设备的前期投入成本大、后期维护繁琐；
2.4国内维护技术人员比较缺乏，且素质参差不齐，而目前国外的监控系统的软件界面多为西文，难以应用；
2.5另外目前市面上已有监控系统的价格也比较昂贵，一般用户难以承受。
国内对电梯远程监控系统的研究也有一定的发展，一些科研单位和公司尝试开发了电梯远程监控系统。比如：珠海市阿尔法有限公司研制开发了“阿尔法电梯远程监控系统”，由位于控制柜中的信号采集设备、信号传输设备和终端监控设备三部分组成，在电梯发生故障时，通过电话网络将故障信息传送给监控设备；维护人员可以在通过监控窗口可以直观地观察到任意电梯的动态运行信息，可以进行远程的故障查找或操作；并支持实时多任务操作、高级电源管理及信息自动转发、提供故障信息库、用户档案信息库和实时用户界面控制窗口。但是，实践表明，由于需要铺设专用线路，通用性较差、方式单一、可扩展性差，系统功能一般也局限于电梯内、外呼叫和门信号的实时监控和自动报警等基本功能，这种监控系统在国内并没有推广开来。 当今先进的监视监控技术是集控制、监视、管理以及决策支持等功能于一体，成为综合自动化系统，电梯远程监控系统也随着监控技术及计算机通信和网络技术的发展发生了巨大的变化，目前国内外对于电梯远程监控的研究的热点在于：以网络通讯技术、数据库技术和多媒体技术为平台对电梯控制信号、视频音频信号、报警信号进行管理和分析。因此，随着世界各国2.5G和3G网络陆续建成并投入使用，基于有线数据应用的各的电梯监测系统已经满足不了电梯公司和社会的需求了，取而代之的必然是更加先进的技术和更加科学的方式。
3.主要技术路线
3.1研究总目标：
以电梯为研究对象，开发一套包括电梯运行信号分析、信号无线数据传输和在线实时检测、诊断等功能为一体的电梯在线监控和智能诊断系统。
3.2主要研究内容：
3.2.1基于GPRS/TD技术的电梯故障实时监控硬件系统开发
拟计划采用对电梯运行中检测信号的采集，运用GPRS信号传输模块对采集的信号进行数据传输，并在监控中心进行信号的接收。开发相应的实时监控硬件系统。
3.2.2基于虚拟仪器技术的电梯实时监控系统软件系统开发
拟采用Labview软件或组态王软件进行监控软件系统的开发，通过接收GPRS发射来的信号，实现信号进行读取、处理和保存，并对发生的故障进行报警等功能 。
3.2.3基于ASP.NET和Sql Server技术的网络电梯故障诊断专家系统开发
基于ASP.NET和Sql Server软件开发一套面向网络的电梯故障诊断专家系统软件，该系统将主要是建立电梯故障专家知识库，通过对电梯运行中故障现象或故障码的判断进行电梯故障的诊断，并对其进行分析。
3.3主要经济指标：
3.3.1开发一套适用于各种电梯的在线检测系统，并进行产业化推广
3.3.2项目实施中将逐步形成特种设备（电梯）现代化检测技术研发中心。
4.采用的研究、试验方法和技术路线（包括工艺流程）
4.1电梯故障实时监控硬件系统开发
实时监控硬件系统部分由数据采集板、数据通讯控制器及GPRS数据传输设备组成。通信控制器集成RS232、RS485接口，以满足不通接口的电梯控制器需求，以RS232接口与前端电梯控制器相连，通过数据采集程序实时采集电梯运行状态信息。数据通讯模块将从不同电梯控制器接口采集的信息通过串口写入GPRS数据传输单元中。监控中心主要通过通讯服务器上的固定的IP地址，与Internet相连，通过编写应用系统软件，接收远程发送来的数据，并转发到数据库服务器保存。监控中心对各地电梯运行情况进行监控，设计良好的人机界面，根据采集的状态信息显示电梯的运行状况（包括上行、下行、开门、关门、所在楼层等）。
4.2基于虚拟仪器技术的电梯故障实时监控软件系统开发
电梯故障实时监控软件系统拟采用C/S编程模式，该系统主要包括：通讯模块、监控模块、数据维护模块和系统管理模块四大功能模块。通讯模块主要用于连接监控电梯和信号的接收；监控模块主要是对接收的信号进行处理分析、监控电梯和显示电梯运行状况和发生故障时报警等功能；数据维护模块和系统管理模块主要是对监控的数据保存以及用户管理等相关辅助功能，具体功能结构图如下：
电梯故障实时监控软件功能结构图
4.3基于ASP.NET和Sql Server开发平台的电梯故障诊断专家系统开发
为了实现网络化的电梯故障诊断管理，拟开发面向网络平台的电梯故障诊断专家系统，首先基于网络数据库知识，建立一个统一的数据库；其次运用计算机技术开发网络设计平台，该平台能够查询各种故障数据、交互故障数据、在线诊断电梯故障、发布相关信息和数据维护等功能；最终形成一套网络化电梯故障诊断专家系统。
拟计划采用Sql Server软件进行数据库的开发工具，采用ASP.NET 2.0（C#语言）软件开发网络设计平台，采用角色权限技术进行用户管理。
具体系统结构如下图所示：（面向网络的电梯故障诊断专家系统结构图）
综上所述，本远程监控系统以硬件、软件、实时监控为基础，配有专用故障储存与分析软件，具有操作简单，运行稳定，检测精度高，智能化程度高等优点。本项目的设计和实现，将为行业在用电梯实现远程监控的检测提供一个有益的思路和途径。
关键词：电梯；远程监控；软件开发；设计与应用
Based on the remote elevator monitor system software design and development
Wu Hao， Xu Lin
Abstract：This paper mainly introduces the software design of remote elevator monitoring system， when the elevator when a fault occurs， the remote control can be achieved， this moment is found out the fault and the fault information automatic transmission to the monitoring center， at the same time， immediately call professional elevator repair personnel to troubleshooting； and the system has the ability to store the elevator daily operation data and daily occurrence the fault recording function
Keywords：elevator； remote monitoring；software development；design and Application
1.概述
随着现代化城市的发展，城市中以高层建筑为主的住宅小区大量出现，电梯已成为必不可少的垂直交通工具。电梯是机电一体化的高技术产品，目前国产电梯的技术水平和产品质量都已进入世界先进行列，但电梯运行中关人、夹人、蹲底、冲顶等事故时有发生，每年我国都有许多的电梯安全事故，因此电梯的质量焦点反映在运行可靠性上；由于电梯是一种非常繁忙的运输工具，最繁忙时每小时起、制动可达240次之多，电梯的运行部件（如层门等）多、操作按钮多、乘坐人员素质差异大，所以可靠性的提高更大程度上是依靠维修保养；另外，有关资料表明，近年来电梯暴力事件也呈现增长趋势。
可见，电梯自身的安全隐患正严重地危害着电梯使用者的安全，因此电梯的安全运行、故障报警、险情报警和及时维修己成为现代社会发展的一个很重要的课题；改革开放以来，我国电梯保有量迅速增长，截止到2012年底在用电梯已达240余万台，如何保证每台电梯都能够可靠运行，已成为摆在物业管理部门和行业技术监管部门面前的一个艰巨任务。作为安徽省质量技术监督局直属技术机构之一的安徽省特种设备检测院肩负着省内所有电梯的定期检验和监督检验的艰巨任务，为了更好地保障人民的生命财产安全，切实履行技术监管职能，促进行业技术的进步，本项目拟基于当前流行的GPRS/3G数据系统研究和开发出一套运行高效、成本低廉、通用性较强的新型电梯远程监控系统，以实现通过远程集中监控，能够同时监控多处、多台、多型号电梯的实时运行状态，对电梯控制柜输出信号的实时采集实现对电梯的方向、所在楼层、门接点、安全回路和开关门等运行状态的监控，及时发现并排除故障，保障电梯的正常运行；同时，通过远程监控系统，可以变被动为主动，使用户的故障停梯时间大大缩减。
2.总体设计
由于目前国际上电梯技术进步的侧重点已转向售后和物业服务，电梯远程监控系统的重要性也越来越引起人们的关注，为了更好的适应形势的发展，许多电梯生产企业和相关单位都在积极研制和推出自己的电梯远程监控系统，以保障电梯的正常安全运行。目前，国内外各大电梯公司和科研机构都致力于电梯远程监控系统的研制与开发，如OTIS、三菱、日立、蒂森克虏伯、上海永大电梯等。通过各自独立开发的远程监控系统，他们把自己生产或负责维修保养的电梯置于监控网络之中，当电梯出现故障时，能够在第一时间发现故障，并在此瞬间既把故障情况自动通知监控中心，同时又立即呼叫专职维修人员来排除故障；并且有些系统还具有能够储存电梯的日常运行数据和日常发生的故障记录的功能，这就使得厂家和用户对一段时间内特定电梯的运行情况有一个全面的了解。
然而，由于中国特殊的国情，这些国外大公司的远程监控系统在中国的实际应用过程中还存在着一定的局限性，具体表现在：
2.1目前国内电梯在安装上具有面广点散的分布特性，使用环境比较复杂，电梯型号多种多样，操作运行各异，不同监控设备采用不同的通讯方式、不同的硬件接口，所以只能监控本公司的电梯，而对其他公司电梯则不能兼容；
2.2使用光纤、拨号等有线传输通讯方式涉及到布线施工、建设成本、安全和可靠性等一系列问题，且对电话网络的质量要求较高；
2.3采用超短波电台发送的无线数据传输数据，必须向当地的无委会申请频点、交纳占频费，设备的前期投入成本大、后期维护繁琐；
2.4国内维护技术人员比较缺乏，且素质参差不齐，而目前国外的监控系统的软件界面多为西文，难以应用；
2.5另外目前市面上已有监控系统的价格也比较昂贵，一般用户难以承受。
国内对电梯远程监控系统的研究也有一定的发展，一些科研单位和公司尝试开发了电梯远程监控系统。比如：珠海市阿尔法有限公司研制开发了“阿尔法电梯远程监控系统”，由位于控制柜中的信号采集设备、信号传输设备和终端监控设备三部分组成，在电梯发生故障时，通过电话网络将故障信息传送给监控设备；维护人员可以在通过监控窗口可以直观地观察到任意电梯的动态运行信息，可以进行远程的故障查找或操作；并支持实时多任务操作、高级电源管理及信息自动转发、提供故障信息库、用户档案信息库和实时用户界面控制窗口。但是，实践表明，由于需要铺设专用线路，通用性较差、方式单一、可扩展性差，系统功能一般也局限于电梯内、外呼叫和门信号的实时监控和自动报警等基本功能，这种监控系统在国内并没有推广开来。 当今先进的监视监控技术是集控制、监视、管理以及决策支持等功能于一体，成为综合自动化系统，电梯远程监控系统也随着监控技术及计算机通信和网络技术的发展发生了巨大的变化，目前国内外对于电梯远程监控的研究的热点在于：以网络通讯技术、数据库技术和多媒体技术为平台对电梯控制信号、视频音频信号、报警信号进行管理和分析。因此，随着世界各国2.5G和3G网络陆续建成并投入使用，基于有线数据应用的各的电梯监测系统已经满足不了电梯公司和社会的需求了，取而代之的必然是更加先进的技术和更加科学的方式。
3.主要技术路线
3.1研究总目标：
以电梯为研究对象，开发一套包括电梯运行信号分析、信号无线数据传输和在线实时检测、诊断等功能为一体的电梯在线监控和智能诊断系统。
3.2主要研究内容：
3.2.1基于GPRS/TD技术的电梯故障实时监控硬件系统开发
拟计划采用对电梯运行中检测信号的采集，运用GPRS信号传输模块对采集的信号进行数据传输，并在监控中心进行信号的接收。开发相应的实时监控硬件系统。
3.2.2基于虚拟仪器技术的电梯实时监控系统软件系统开发
拟采用Labview软件或组态王软件进行监控软件系统的开发，通过接收GPRS发射来的信号，实现信号进行读取、处理和保存，并对发生的故障进行报警等功能 。
3.2.3基于ASP.NET和Sql Server技术的网络电梯故障诊断专家系统开发
基于ASP.NET和Sql Server软件开发一套面向网络的电梯故障诊断专家系统软件，该系统将主要是建立电梯故障专家知识库，通过对电梯运行中故障现象或故障码的判断进行电梯故障的诊断，并对其进行分析。
3.3主要经济指标：
3.3.1开发一套适用于各种电梯的在线检测系统，并进行产业化推广
3.3.2项目实施中将逐步形成特种设备（电梯）现代化检测技术研发中心。
4.采用的研究、试验方法和技术路线（包括工艺流程）
4.1电梯故障实时监控硬件系统开发
实时监控硬件系统部分由数据采集板、数据通讯控制器及GPRS数据传输设备组成。通信控制器集成RS232、RS485接口，以满足不通接口的电梯控制器需求，以RS232接口与前端电梯控制器相连，通过数据采集程序实时采集电梯运行状态信息。数据通讯模块将从不同电梯控制器接口采集的信息通过串口写入GPRS数据传输单元中。监控中心主要通过通讯服务器上的固定的IP地址，与Internet相连，通过编写应用系统软件，接收远程发送来的数据，并转发到数据库服务器保存。监控中心对各地电梯运行情况进行监控，设计良好的人机界面，根据采集的状态信息显示电梯的运行状况（包括上行、下行、开门、关门、所在楼层等）。
4.2基于虚拟仪器技术的电梯故障实时监控软件系统开发
电梯故障实时监控软件系统拟采用C/S编程模式，该系统主要包括：通讯模块、监控模块、数据维护模块和系统管理模块四大功能模块。通讯模块主要用于连接监控电梯和信号的接收；监控模块主要是对接收的信号进行处理分析、监控电梯和显示电梯运行状况和发生故障时报警等功能；数据维护模块和系统管理模块主要是对监控的数据保存以及用户管理等相关辅助功能，具体功能结构图如下：
电梯故障实时监控软件功能结构图
4.3基于ASP.NET和Sql Server开发平台的电梯故障诊断专家系统开发
为了实现网络化的电梯故障诊断管理，拟开发面向网络平台的电梯故障诊断专家系统，首先基于网络数据库知识，建立一个统一的数据库；其次运用计算机技术开发网络设计平台，该平台能够查询各种故障数据、交互故障数据、在线诊断电梯故障、发布相关信息和数据维护等功能；最终形成一套网络化电梯故障诊断专家系统。
拟计划采用Sql Server软件进行数据库的开发工具，采用ASP.NET 2.0（C#语言）软件开发网络设计平台，采用角色权限技术进行用户管理。
具体系统结构如下图所示：（面向网络的电梯故障诊断专家系统结构图）
综上所述，本远程监控系统以硬件、软件、实时监控为基础，配有专用故障储存与分析软件，具有操作简单，运行稳定，检测精度高，智能化程度高等优点。本项目的设计和实现，将为行业在用电梯实现远程监控的检测提供一个有益的思路和途径。