通信与网络中的基于网络技术的多电梯远程监控系统设计方案
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2020-10-21
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通信与网络中的基于网络技术的多电梯远程监控系统设计方案通信与网络中的基于网络技术的多电梯远程监控系统设计方案
摘 要：提出了利用zigbee 无线组网技术结合高速率传输的3G 网络来实现多电梯远程监控系统的方案，重点研
究了Zigbee 技术的无线网络的硬件设计及3G 网络通信的实现，解决了目前多电梯远程监控系统存在的布线费
用高、维护困难、成本高、信息传输不畅，故障解决不及时等等问题。结果表明该方法是可行的，可以广泛应
用于多电梯故障远程监控。 伴随着城市经济的迅猛发展，电梯作为一种垂直交通工具，它的应用日益广
泛。然而电梯的故障检测和及其维护，特别是电梯远程监控的作用就显得极为重要。但是国内在用的大多数电
梯由于不能及早的预测电梯的运行故障而常常出现电梯困人、蹲底、冲顶、溜梯等突发情况。经研究发现，罪
摘 要：提出了利用zigbee 无线组网技术结合高速率传输的3G 网络来实现多电梯远程监控系统的方案，重点研究了
Zigbee 技术的无线网络的硬件设计及3G 网络通信的实现，解决了目前多电梯远程监控系统存在的布线费用高、维护困难、成
本高、信息传输不畅，故障解决不及时等等问题。结果表明该方法是可行的，可以广泛应用于多电梯故障远程监控。
伴随着城市经济的迅猛发展，电梯作为一种垂直交通工具，它的应用日益广泛。然而电梯的故障检测和及其维护，特别是
电梯远程监控的作用就显得极为重要。但是国内在用的大多数电梯由于不能及早的预测电梯的运行故障而常常出现电梯困人、
蹲底、冲顶、溜梯等突发情况。经研究发现，罪魁祸首是电梯内各种待测信号繁多，不便于布线且目前常用的2.5G 传输网络
不能满足大量数据传输的需求等原因。因此，研究并开发基于zigbee 技术+3G 传输网络的多电梯远程监控系统具有很大的工
程实际意义。
目前，zigbee 技术和3G 技术各自都广泛已经应用于很多领域，但结合利用在电梯远程监控上的研究却很少；仅文献[1]利
用zigbee 技术和2.5G 技术结合的方式来进行无线抄表系统的研究；文献[2]介绍了基于Zigbee 的无线监测系统设计与实现也
是基于2.5G通信技术，但并没有具体用3G 网络如何去实现该系统。
文献[3]是ZigBee 无线传感技术在森林火灾监测中的应用，上述大多数研究都采用zigbee 技术和2.5G 网络传输的结合在
各个行业的应用，而本文之所以采用zigbee 技术和3G 网络进行多电梯的远程监控，是因为zigbee 技术可以免去复杂的布线，
节约成本[4,5],而3G网络的传输速度快，以便多台电梯出现问题时能够及时将信息快速的传输给监控中心，进而故障能及时得
到解决。
然而，对于zigbee 技术和internet 宽带结合应用的也比较广泛，但有一定的缺陷，其网络必须要有网络上网接口，且不能
移动终端，对于本系统而言，为了能自由地从远端控制系统来查看系统的各项运行指标，采用了3G 网络作为运输载体，只要
有3G 网络覆盖到的地方，就可以实现随时随地查看电梯终端的运行结果。
针对多电梯远程监控系统的实际应用需求，在ARM9 的32 位嵌入式系统的基础上，并有效结合zigbee 技术和3G 网络技
术，主要在网络通信与数据传输控制协议实现及监控主机应用程序及接口等技术问题上做了深入研究，该方案并提出了远程客
户端采用B/S 浏览模式，这样克服了现有电梯远程监控系统的不足，具有现场数据无线采集、无线网络传输和随时远程监控的
新的多电梯远程监控系统，具有极大的经济效益，是今后电梯远程监控技术发展的方向。
1 远程监控系统的总体方案设计远程监控系统的总体方案设计
3G 网络环境下的远程监控系统分为数据采集、网络传输和远程监控共3 个部分。总体结构如图1 所示：
图1 多电梯远程监控系统结构图
当数据采集终端将采集到的电梯运行数据（包括温度、速度、加速度）先进行预处理，预处理包括A/D转换，数据压缩，
数据锁存等技术，随后zigBee 收发模块将经过处理的数据打包并传给zigBee 网络控制中心，再由中心节点通过EM560 3G 传
输模块将数据包发出；数据包通过中国移动3G 网关最终发送至监控中心，当控制中心收到报警信息后立即通过3G 网络将故
障相关信息发送给维护中心，同时该监控系统发送警示信号使故障电梯进入保护模式，直到警示信号完全解除。
远程监控系统中的每个采集节点都以TI 公司生产的CC2430 作为核心芯片，由于各个节点的功耗低，且使用寿命长（一
般两年内无需维护），同时省去复杂的布线，所以实现起来很方便。但是考虑到，各个传感器节点采集信息后汇聚到中心节点
的信息量之大，传输至远程监控中心的过程中，难免有网络延时，堵塞等情况发生，所以该系统采用了高带宽，高速率的3G
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