韓云飛

摘 要：電梯運(yùn)行的安全性是使用者十分關(guān)注的議題，有必要采用有效的方式來(lái)進(jìn)行監(jiān)控。在信息技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)今社會(huì)，無(wú)線通信技術(shù)在電梯安全監(jiān)控中也得到了十分廣泛的應(yīng)用。文章從ZigBee技術(shù)視角出發(fā)，首先探討了基于ZigBee技術(shù)的電梯安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的發(fā)展，進(jìn)而分析了基于ZigBee技術(shù)的電梯安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)劃。

關(guān)鍵詞：無(wú)線通信；電梯；安全監(jiān)控；ZigBee技術(shù)

1 基于ZigBee技術(shù)的電梯安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的發(fā)展

近幾年來(lái)，無(wú)線通訊技術(shù)不管是在通訊協(xié)定、硬件、軟件等方面都獲得了長(zhǎng)足發(fā)展，或取得較一致的標(biāo)準(zhǔn)，這使得原本許多無(wú)線通訊的應(yīng)用概念，陸續(xù)得到具體的實(shí)現(xiàn)。例如，許多無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用私有標(biāo)準(zhǔn)建構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。但最近的趨勢(shì)是逐漸向標(biāo)準(zhǔn)化的低功耗無(wú)線通訊發(fā)展，而基于802.15.4規(guī)格的ZigBee就是一種用于無(wú)線檢測(cè)和控制的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前安全控管成為房屋購(gòu)買者在購(gòu)買房子時(shí)的考慮選項(xiàng)之一，而電梯自然是安全控管的重要窗口之一。因此本專題想要設(shè)計(jì)一套注重安全性的電梯管理系統(tǒng)，借助ZigBee技術(shù)，讓管理人員能夠隨時(shí)監(jiān)控電梯故障所在，以隨時(shí)進(jìn)行安全管理。ZigBee具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括可以實(shí)現(xiàn)多跳路由和資料發(fā)送的網(wǎng)格協(xié)定、安全規(guī)格和針對(duì)應(yīng)用層互通性的整套參數(shù)設(shè)置，ZigBee針對(duì)微控器應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員提供了管理網(wǎng)絡(luò)以及連接其他節(jié)點(diǎn)的更高抽象層次。因此，基于ZigBee的無(wú)線通訊協(xié)定被廣泛應(yīng)用作為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳感器（WSN）系統(tǒng)的通訊標(biāo)準(zhǔn)，而這在電梯安全管控中，更是得到了十分廣泛的應(yīng)用。另外，由于微軟針對(duì).NET技術(shù)的發(fā)表，使基于因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用得到蓬勃的發(fā)展，利用ASP.NET技術(shù)，網(wǎng)頁(yè)程序的設(shè)計(jì)從單純的信息傳遞與瀏覽，也擴(kuò)展到電梯安全運(yùn)行監(jiān)控中應(yīng)用。

2 基于ZigBee技術(shù)的電梯安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)劃

2.1 系統(tǒng)的硬件規(guī)劃

在硬件規(guī)劃方面，文章以ZigBee無(wú)線微控器與電梯的管理做結(jié)合，依此建構(gòu)低成本的電梯信息管理與監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)無(wú)線模塊，管理者可以有效取得電梯運(yùn)行的信息，其中實(shí)體的硬件架構(gòu)規(guī)劃上，無(wú)線控制器采用TI的ZigBee-CC2430模塊。CC2430微控器，它是由TI公司收購(gòu)無(wú)線單片機(jī)公司CHIPCON后推出的ZigBee無(wú)線單晶片，而CC2430也是一個(gè)真正符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的晶片系統(tǒng)，ZigBee-CC2430除了包括RF收發(fā)器外，還內(nèi)建加強(qiáng)型8051MCU、32/64/128KB的Flash、8KB的RAM以及ADC、DMA等。CC2430可工作在2.4GHz頻段，2.4G頻段為所謂的ISM頻段，為專門提供給工業(yè)、科學(xué)與醫(yī)學(xué)使用的免費(fèi)頻段，此外，CC2430采用低電壓（2.0～3.6V）供電，且功耗很低（接收數(shù)據(jù)時(shí)為27mA，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)為25mA），最大傳送速率為250kbps。本系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線模塊CC2430的結(jié)合，可減少電路元件的使用，對(duì)于開(kāi)發(fā)低功耗的無(wú)線相關(guān)產(chǎn)品有很大的幫助。系統(tǒng)的Master端與Client端之間使用2.4GHz無(wú)線通訊模塊ZigBee-CC2430作為彼此連線的傳輸界面，Master端的無(wú)線微控器模塊一方面以無(wú)線通訊的方式接收來(lái)自Client端的信息；另一方面則通過(guò)RS-232與電腦串列通訊埠連接，再經(jīng)由程序的設(shè)計(jì)，PC端便可取得輸出入的信息。至于Client端則以無(wú)線傳輸?shù)姆绞街芷谛园l(fā)送電梯運(yùn)行信息給Master端。對(duì)于用戶端而言，主要是要通過(guò)瀏覽器，經(jīng)因特網(wǎng)取得電梯信息或進(jìn)行電梯系統(tǒng)的管理（系統(tǒng)管理者）。

2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)規(guī)劃

首先，用戶端（可以是駕駛?cè)藛T，也可以是系統(tǒng)管理者）可以使用任何可上網(wǎng)的裝置（如智能型手機(jī)、PDA或電腦）連上服務(wù)器，電梯乘客可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)查看目前電梯是否安全運(yùn)行，而管理者則可經(jīng)用戶端瀏覽頁(yè)面里的驗(yàn)證身份（帳號(hào)密碼）登入至服務(wù)器管理者頁(yè)面監(jiān)控目前電梯狀況、設(shè)定、查看資料等。因此，軟件設(shè)計(jì)分成三個(gè)部分：無(wú)線通訊部分、伺服端的PC監(jiān)控系統(tǒng)及伺服端的網(wǎng)絡(luò)瀏覽程序。

以下針對(duì)各部分的軟件設(shè)計(jì)的功能與內(nèi)容分別加以說(shuō)明：一是在無(wú)線通訊設(shè)計(jì)方面。Master無(wú)線模塊的主要功能為收集各個(gè)Client端（電梯運(yùn)行端）的電梯運(yùn)行信息，由于每個(gè)Client端的無(wú)線模塊均設(shè)定了唯一的ID，因此，Master端的無(wú)線模塊可以將具備ID的Client端信息送至PC加以處理。至于Client端無(wú)線模塊的功能則是周期性的將電梯運(yùn)行的即時(shí)電梯運(yùn)行狀態(tài)送至Master端。Master端也可以看成是一個(gè)無(wú)線的服務(wù)器，它能與多個(gè)Client端連線。Master端在啟動(dòng)后會(huì)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，若Client端發(fā)送信息時(shí)，便會(huì)將所收到的數(shù)值傳回PC端作監(jiān)控。二是在服務(wù)器端監(jiān)控設(shè)計(jì)方面。PC端的功能為電梯的資料匯整處理與監(jiān)控，無(wú)論是電梯是否安全運(yùn)行，都通過(guò)PC端進(jìn)行監(jiān)控，并將所取得的信息存入資料庫(kù)中。此外，監(jiān)控端還設(shè)計(jì)了其他實(shí)用功能。各功能簡(jiǎn)單說(shuō)明如下：（1）趨勢(shì)圖：該功能讓管理者查詢到在一日、一周、一年所進(jìn)出的電梯運(yùn)行狀況。（2）安全隱患明細(xì)表：該功能可以讓管理者查詢電梯安全隱患出現(xiàn)的時(shí)間與對(duì)應(yīng)的原因。（3）故障查詢：該功能是讓管理者得知是否存在故障。三是在伺服端的網(wǎng)頁(yè)瀏覽程序設(shè)計(jì)方面。該部分設(shè)計(jì)是要使管理者通過(guò)瀏覽頁(yè)面呈現(xiàn)目前電梯的即時(shí)狀況，網(wǎng)頁(yè)的基本信息包括：Master端CC2430目前連線PC端狀況、電梯安全狀況、乘客數(shù)量顯示。使用者通過(guò)服務(wù)器上的網(wǎng)頁(yè)瀏覽程序直接讀取資料庫(kù)的內(nèi)容，以呈現(xiàn)電梯的即時(shí)狀況，其中呈現(xiàn)的頁(yè)面以每秒掃描的方式進(jìn)行資料的更新。瀏覽程序設(shè)計(jì)也結(jié)合AJAX控制項(xiàng)，該控制項(xiàng)的主要功能為在掃描更新電梯信息時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生因刷新整個(gè)網(wǎng)頁(yè)畫面造成的閃爍情況，提供較舒適的網(wǎng)頁(yè)閱讀環(huán)境。另一方面，為區(qū)分網(wǎng)頁(yè)提供的功能，另增設(shè)身份驗(yàn)證登入，除一般用戶可獲得電梯信息外，管理者則可直接在網(wǎng)頁(yè)上進(jìn)行日期方式讀取資料庫(kù)檔案及搜尋范圍等。

3結(jié)束語(yǔ)

隨著科技的進(jìn)步與人類源源不絕的創(chuàng)意發(fā)想，無(wú)線微控器的應(yīng)用越來(lái)越多元化，不僅是在工業(yè)上的應(yīng)用日趨普及，乃至于與生活上結(jié)合，也越來(lái)越多。在高可靠性、高效能、低功耗、體積小、低成本的基礎(chǔ)上，許多設(shè)施逐步走向自動(dòng)化。本研究將無(wú)線微控制器應(yīng)用在電梯安全的管理上，無(wú)線微控器負(fù)責(zé)資料的搜集與傳遞，大幅降低實(shí)體配線的成本，并可取得即時(shí)的信息。另一方面，整合網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控程序的設(shè)計(jì)，可以提供使用者即時(shí)的電梯安全運(yùn)行信息。另外，文章也希望在日后可針對(duì)該系統(tǒng)強(qiáng)化，增設(shè)各種傳感器以記錄電梯故障時(shí)的各種狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)電梯故障信息，以作為電梯廠商故障分析及改善依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]李長(zhǎng)征，楊潔明，沈大偉.基于ZigBee的無(wú)線監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)[J].機(jī)電工程技術(shù)，2008（09）.

[2]赫樹(shù)開(kāi)，黃春，吳艷敏，等.基于ZigBee的氫冷發(fā)電機(jī)系統(tǒng)無(wú)線監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)[J].鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010（05）.

[3]邢航，陳安.嵌入式系統(tǒng)在智能電梯中的應(yīng)用[J].電氣時(shí)代，2006（02）.endprint