【正文】 機(jī)的編寫采用組件編程技術(shù)，用DELPHI來編寫上位機(jī)。 每個(gè)組件會提供一些標(biāo)準(zhǔn)且簡單的應(yīng)用接口，允許使用者設(shè)置和調(diào)整參數(shù)和屬性。具體的過程如圖51所示：圖51 Socket的建立過程Fig. 51 Setup Socket 監(jiān)控中心軟件設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)程序運(yùn)行于中心主機(jī)，主要包括電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)顯示、遠(yuǎn)程指令發(fā)送、數(shù)據(jù)庫管理和故障查詢等功能模塊，軟件流程框圖如圖52所示。（2）客戶端請求：由客戶端的套接字提出連接請求，要連接的目標(biāo)是服務(wù)器端的套接字。 Delphi的底層通信采用了Socket規(guī)范。TCP/IP協(xié)議是四層網(wǎng)絡(luò)模型從下到上分別為網(wǎng)絡(luò)訪問層，互連網(wǎng)層，傳輸層，應(yīng)用層。圖418 OSI模型Fig. 418 OSI model5 系統(tǒng)監(jiān)控中心的設(shè)計(jì) 網(wǎng)絡(luò)通信SOCKET規(guī)范為了減少網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)都采用分層結(jié)構(gòu)。PPP協(xié)商過程如圖417：圖417 PPP協(xié)商過程Fig. 417 PPP munication process在連接上GPRS網(wǎng)絡(luò)后得到一個(gè)IP地址，這樣終端機(jī)和監(jiān)控中心就可以進(jìn)行通信了。幀檢驗(yàn)序列FCS采用CRC 16作為整個(gè)PPP幀的校驗(yàn)碼。一旦網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議被配置好后, 該網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)報(bào)就可以被封裝在PPP幀中在鏈路上傳送了。在GPRS網(wǎng)絡(luò)中一般用到的有LCP ( 鏈路控制協(xié)議)、PAP ( 密碼驗(yàn)證協(xié)議)、CHAP ( 挑戰(zhàn)握手驗(yàn)證協(xié)議) 和IPCP 協(xié)議( PPP IP 控制協(xié)議)。這種鏈路提供全雙工操作，并按照順序傳遞數(shù)據(jù)包。因?yàn)镚PRS模塊已經(jīng)嵌入PPP協(xié)議，所以在主控芯片里沒有必要開發(fā)PPP協(xié)議棧了。SIM900A內(nèi)嵌了PPP、TCP/IP協(xié)議棧，PPP 協(xié)議負(fù)責(zé)接入 GPRS 網(wǎng)絡(luò)，并申請動態(tài) IP 地址。數(shù)據(jù)采集的程序框圖如圖414所示。0X1F是包頭，0XF1是包尾，這兩個(gè)是用來區(qū)分從終端機(jī)發(fā)過來的數(shù)據(jù)的標(biāo)識符。另外，在連接建立后，如果收到：+PDP:DEACT，則必須發(fā)送：AT+CIPSHUT，關(guān)閉場景后，才能實(shí)現(xiàn)重連。AT+CIPCLOSE，用于關(guān)閉TCP/UDP連接。在連接成功以后發(fā)送：AT+CIPSEND，模塊返回：，此時(shí)可以輸入要發(fā)送的數(shù)據(jù)，最大可以一次發(fā)送1352字節(jié)，數(shù)據(jù)輸入完后，同發(fā)短信一樣，輸入十六進(jìn)制的：1A（0X1A），啟動發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)送：AT+CLPORT=TCP,8888，即設(shè)置TCP連接本地端口號為8888。發(fā)送：AT+CGATT=1，附著GPRS業(yè)務(wù)。即，模塊支持包交換和電路交換模式，但不能同時(shí)支持。AT+CGMI：該指令用于查詢模塊制造商，如返回：SIMCOM_Ltd，說明SIM900A模塊是SIMCOM公司生產(chǎn)的。所有AT命令從語法上可以分為三類：“基礎(chǔ)類”，“S 參數(shù)類”以及“擴(kuò)展類”。AT指令是一個(gè)借口標(biāo)準(zhǔn)，其指令格式都比較固定。它適合不同層次的開發(fā)者使用，包括專業(yè)的應(yīng)用程序開發(fā)工程師和嵌入式軟件開發(fā)的入門者。因?yàn)镽S232與TTL系統(tǒng)不兼容，一般都用電平轉(zhuǎn)換芯片來轉(zhuǎn)換，常用MAX232，電路圖如圖411所示：圖411 MAX232電路圖Fig. 411 MAX232 schedule 軟件開發(fā)環(huán)境①ARM開發(fā)工具M(jìn)DK 即RealView MDK 或MDKARM（Microcontroller Development kit），是 ARM 公司收購Keil公司以后，基于uVision界面推出的針對ARMARMCortexM0、CortexMCortexMCortexMCortexR4等ARM處理器的嵌入式軟件開發(fā)工具。EIARS232C對電氣特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規(guī)定。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)通訊設(shè)備(DCE)之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個(gè)25個(gè)腳的DB25連接器，對連接器的每個(gè)引腳的信號內(nèi)容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。圖49 SIM卡電路原理圖Fig. 49 the schedule of SIM cart③主控模塊與通信模塊的連接可以直接將STM32的串行口和SIM900A GPRS模塊串行口交叉相連，直接進(jìn)行串口通信，接口電路圖如圖410。圖48 GPRS啟動電路原理圖Fig. 48 the starting schedule of GPRSSIM卡接口GPRS模塊要連接得上網(wǎng)絡(luò)要有SIM卡，而且SIM卡要有GPRS服務(wù)。所以在輸入5v的時(shí)候。模塊內(nèi)部已經(jīng)上拉至3VnetLEDl 網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)指示RXDl 數(shù)據(jù)接收DTR已經(jīng)內(nèi)部上拉到VDD_EXTRXD如果不用需要外部上拉到VDD_EXT.其他不用的引腳保持懸空。VRTCl 當(dāng)系統(tǒng)電源VBAT沒電時(shí)，給實(shí)時(shí)時(shí)鐘提供電流輸入。圖45 GPRS模塊功能框圖Fig. 45 the functional block diagram of GPRS module表 41 SIM900A模塊特性Table 41 the feature of SIM900A module特性說明供電l 單電壓：省電l 頻段l 兩頻：EGSM 900和DCS 1800，可以自動的搜尋兩個(gè)頻段。SIM900A是SIMCOM公司專為中國大陸和印度市場設(shè)計(jì)的2頻的GSM/GPRS模塊，工作的頻率為：EGSM 900MHz和DCS 1800MHz。正因?yàn)镾TM32集成了如此眾多的片上模塊，大大的減少我們終端機(jī)對外圍模塊的設(shè)計(jì)，大大減輕了我們的硬件電路設(shè)計(jì)工作，STM32的引腳圖如圖41。所有型號的器件都包含2個(gè)12位的ADC、3個(gè)通用16位定時(shí)器和一個(gè)PWM定時(shí)器，還包含標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)的通信接口：多達(dá)2個(gè)I2C和SPI、3個(gè)USART、一個(gè)USB和一個(gè)CAN。為了滿足電梯監(jiān)控的高性能和低功耗的要求，我們選擇增強(qiáng)型的STM32系列。④故障報(bào)警當(dāng)終端機(jī)和監(jiān)控中心的連接出現(xiàn)故障或電梯出現(xiàn)意想不到的情況時(shí)，終端機(jī)會發(fā)出故障報(bào)警聲或閃爍報(bào)警，提醒維修人員維護(hù)。終端機(jī)和監(jiān)控中心連接上后就可以相互發(fā)送數(shù)據(jù)了，因?yàn)镚PRS網(wǎng)絡(luò)中如果一段時(shí)間沒有發(fā)送數(shù)據(jù)則會自動斷開終端與GPRS網(wǎng)絡(luò)的鏈接，所以還要每隔一段時(shí)間發(fā)送一次心跳包，以維持終端的永久在線。遠(yuǎn)程終端在GPRS 電梯監(jiān)控系統(tǒng)中是一個(gè)十分重要的設(shè)備。③ ARM方案實(shí)現(xiàn)ARM 是Advanced RISC Machines 的縮寫，ARM 處理器以其高性能、小體積、低功耗、緊湊代碼密度和多供應(yīng)源的結(jié)合而著稱，此類處理器有3 大特點(diǎn)：功耗低、成本低和功能強(qiáng)；16 位/32 位指令集；全球眾多合作伙伴保證芯片供應(yīng)。② FPGA實(shí)現(xiàn)FPGA 是Field－Programmable Gate Array 的縮寫，即現(xiàn)場可編程門陣列，是上世紀(jì)90 年代發(fā)展起來的高速可編程的大規(guī)模邏輯器件。利用電梯本身現(xiàn)有的控制設(shè)備，終端機(jī)通過串口從電梯控制器取得電梯的運(yùn)行數(shù)據(jù)，有嵌入式MCU處理成監(jiān)控中心能夠識別的信息，完成監(jiān)控系統(tǒng)的信息采集工作。當(dāng)一般有報(bào)警時(shí)，電梯設(shè)備就把要上傳的報(bào)警信息按照一定的格式打成一個(gè)數(shù)據(jù)包，因?yàn)?GPRS 模塊上網(wǎng)的模式也正是數(shù)據(jù)包的格式，正好把打好的數(shù)據(jù)包通過 GPRS 模塊上傳給監(jiān)控中心，數(shù)據(jù)包根據(jù)事先監(jiān)控中心與電梯設(shè)備規(guī)定好的數(shù)據(jù)格式打包，監(jiān)控中心收到數(shù)據(jù)包之后，對數(shù)據(jù)包進(jìn)行解包分析，分析出數(shù)據(jù)包的信息，如果是事故監(jiān)控中心就通知相應(yīng)的處理人員并把相關(guān)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲，處理人員立即就對電梯進(jìn)行事故處理。上位機(jī)(用DELPHI來編寫)主要負(fù)責(zé)在INTERNET上傳送數(shù)據(jù)和管理員的命令到GPRS通信模塊中，是一個(gè)人機(jī)的交互界面。3系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)該系統(tǒng)由前端數(shù)據(jù)采集控制裝置、GPRS數(shù)據(jù)傳輸部分和遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)中心組成。MAC層基于時(shí)隙ALOHA協(xié)議，控制移動的接入請求，進(jìn)行 沖突分解，仲裁來自不同移動臺的業(yè)務(wù)請求和進(jìn)行信道資源分配。LLC層有兩種轉(zhuǎn)發(fā)模式：確認(rèn)模式和非確認(rèn)模式。所謂隧道，是在GSN之間建立一條路由，使得所有由源GSN和目的GSN服務(wù)的分組都通過該路由進(jìn)行傳輸。GGSND檢查與目的地址相關(guān)的路由信息，確定服務(wù)目的用戶的SGSND并確定相關(guān)的隧道協(xié)議，將分組封裝后傳送給SGSND。BSS和SGSN之間的接口為Gb接口。為了能在GPRS網(wǎng)中提供SMS,SMSGMSC(支持短消息服務(wù)的網(wǎng)關(guān)MSC)和SMSIWMSC(支持短消息服務(wù)的互連MSC)也得到了加強(qiáng)，SGSN通過Gd接口可以訪問SMSGMSC和SMSIWMSC。由移動臺發(fā)出的分組被GGSN發(fā)送到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。，用于和外部網(wǎng)絡(luò)的連接。當(dāng)高層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)要在不同的GPRS網(wǎng)絡(luò)間傳遞時(shí)，源SGSN負(fù)責(zé)將PDU進(jìn)行封裝，目的SGSN負(fù)責(zé)解封裝和還原PDU。SGSN的工作是對移動終端進(jìn)行定位和跟蹤，并發(fā)送和接收移動終端的分組。③對于圖像傳輸不可靠。⑤提供豐富的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS 網(wǎng)絡(luò)的核心是一個(gè)支持IP分組的網(wǎng)絡(luò)，它可以和其他的分組網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無縫的連接。因此，GPRS技術(shù)非常適合于本身具有突發(fā)、間斷、頻繁和量少的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，也可適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)膽?yīng)用情況。通過在GSM網(wǎng)的基礎(chǔ)上增加幾個(gè)功能實(shí)體和在現(xiàn)有的基站系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)封包的方式傳輸，所以說它是GSM的升級。當(dāng)檢測系統(tǒng)檢測到故障時(shí)，電梯里面的系統(tǒng)將通過網(wǎng)絡(luò)及時(shí)通知遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，中心就會根據(jù)故障信息及時(shí)通知維保人員去維修。當(dāng)監(jiān)控的電梯出現(xiàn)故障時(shí),電梯里面的通信模塊將主動向監(jiān)控中心發(fā)送報(bào)告，監(jiān)控中心根據(jù)故障信息向當(dāng)?shù)鼐S保人員發(fā)出維修命令，維修人員及時(shí)趕到故障現(xiàn)場進(jìn)行維修，及時(shí)解決問題。該系統(tǒng)實(shí)施分級檢測策略，并提供了故障數(shù)據(jù)庫，用戶數(shù)據(jù)庫和用戶界面的實(shí)時(shí)控制窗口，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程的故障實(shí)時(shí)顯示，具有電梯故障自動報(bào)警功能。該系統(tǒng)主要由三部分組成：①信號采集單元?！半娞菪l(wèi)士”通過安裝一系列的傳感器來采集電梯運(yùn)行、故障和維保數(shù)據(jù)，經(jīng)過 GPRS無線通信模塊將將數(shù)據(jù)傳到 M2M電梯管理中心，實(shí)現(xiàn)物業(yè)、維保和政府管理部門對電梯的信息化管理和電梯故障的及時(shí)處理?，F(xiàn)在很多成熟的工業(yè)組態(tài)軟件，均具有此遠(yuǎn)程監(jiān)控功能?，F(xiàn)有的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，都是按照兩種不同的方向去發(fā)展的[89]：（1）關(guān)注對圖像信息的采集與播放，在控制端以視頻的形式再現(xiàn)。（2） 從系統(tǒng)的數(shù)字式監(jiān)測與控制，發(fā)展到與視頻監(jiān)控相結(jié)合，對監(jiān)控對象的信息的采集與處理也在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上增加視頻和音頻。1電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展監(jiān)控技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)過程控制、軍事自動化、電力自動化、金融自動化、高速公路集中監(jiān)視、環(huán)境自動觀測、水情遙測、大型輸水工程自動監(jiān)控等[4]。比如三菱的SMOSII系統(tǒng)。為了提高電梯的服務(wù)水平，增強(qiáng)企業(yè)行業(yè)競爭力，國內(nèi)外的眾多電梯生產(chǎn)企業(yè)和有關(guān)研究單位都在積極地參與研究開發(fā)和推出各自的電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[2]產(chǎn)品。 DELPHI。本文通過分析電梯的發(fā)展現(xiàn)狀和對傳輸媒介的討論，得出最好選擇利用GPRS來實(shí)現(xiàn)電梯的遠(yuǎn)程監(jiān)控的結(jié)論。但是有各個(gè)電梯廠家的標(biāo)準(zhǔn)不相互兼容，導(dǎo)致電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的開放性和兼容性能都很差。由于計(jì)算機(jī)、控制和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)一步融合，國內(nèi)外的電梯公司都嘗試著通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程來監(jiān)控電梯的運(yùn)行情況。監(jiān)控中心利用DELPHI的組件編程來實(shí)現(xiàn)。 elevator remote monitoring。而人們對電梯的期望已經(jīng)不僅僅局限于制造堅(jiān)固、裝潢考究、乘搭舒適這些東西了，電梯的安全可靠才是人民真正所關(guān)心的[1]。此外，還有一些系統(tǒng)是基于有線方式的。而且GPRS僅按數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)，減少了系統(tǒng)運(yùn)營成本，保證系統(tǒng)能夠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，同時(shí)在開放性和普遍性方面有進(jìn)一步的發(fā)展。盡管各種系統(tǒng)應(yīng)用的場合和完成的任務(wù)不同，但他們在系統(tǒng)級上，大致都有著以下一些特點(diǎn)和發(fā)展趨勢[56]：（1）系統(tǒng)的功能綜合化，在監(jiān)控方式方面從單一的集中監(jiān)控、現(xiàn)場監(jiān)控發(fā)展到分散式、分布式的監(jiān)控。遠(yuǎn)程監(jiān)控是指本地計(jì)算機(jī)通過類似于因特網(wǎng)[7]這樣的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對位于離監(jiān)控遠(yuǎn)處的工業(yè)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，完成對處于離散狀態(tài)的工業(yè)設(shè)備的集中控制，這樣就能集中的進(jìn)行監(jiān)控和管理了。（2）關(guān)注對控制信息的交互，在控制端以仿真的手段實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，此模式的優(yōu)點(diǎn)是控制效率較高、數(shù)據(jù)傳輸量小，但是直觀性不強(qiáng)，操作不夠直接。（1）中國移動建立的電梯監(jiān)控系統(tǒng)如電梯衛(wèi)士。（2）由珠海市阿爾法有限公司開發(fā)的電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)如“阿爾法電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)”。當(dāng)現(xiàn)場設(shè)備檢測到有電梯故障的信號，監(jiān)控中心就會收到現(xiàn)在設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)將故障反饋的信息。相對來說，以下的公司是比較有影響力的：（1）日立電梯公司的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控的電梯的運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示，會建立起一個(gè)對電梯工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)庫并能動態(tài)的維護(hù)和更新，這樣就可以利用電梯數(shù)據(jù)庫里面的數(shù)據(jù)來有效的防范電梯的故障，及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，延長電梯的使用壽命。當(dāng)電梯里面的設(shè)備檢測到電梯運(yùn)行效率降低或預(yù)測到電梯將要出現(xiàn)問題時(shí)，系統(tǒng)就會給電梯的乘坐人員提前發(fā)出警告。GPRS是數(shù)據(jù)分組交換網(wǎng)，它與GSM網(wǎng)只提供電路連接的方式不同，它是基于數(shù)據(jù)分組的, 是以封包（Packet）的方式來傳輸?shù)?，因此用戶的費(fèi)用可以以其傳輸流量來計(jì)算，并非以使用整個(gè)頻道計(jì)費(fèi)，從當(dāng)時(shí)的理論上來說較為便宜。②小流量數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)處理，允許每分鐘多次突發(fā)數(shù)據(jù)的出現(xiàn)，可以頻繁的傳輸數(shù)據(jù)；③偶爾的大流量的業(yè)務(wù)。②網(wǎng)絡(luò)的接入速度快。④。②相對于3G來說會有很嚴(yán)重的延時(shí)。 GPRS基本的體系結(jié)構(gòu)將現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)改造為能提供GPRS業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)需要增加兩個(gè)主要單元：SGSN(GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn))和GGSN(GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn))[10]。圖 21 GPRS網(wǎng)絡(luò)的邏輯結(jié)構(gòu)Fig. 21 the logical structure of GPRS net 信令和數(shù)據(jù)傳輸接口 注：PDN=分組數(shù)據(jù)網(wǎng) 信令接口SMS:短消息服務(wù) SMSC:短消