【正文】 集電梯控制器里面的數(shù)據(jù)，然后將采集到的數(shù)據(jù)按照協(xié)議來講數(shù)打成數(shù)據(jù)包，在通過主控芯片傳到GPRS模塊，然后上傳到系統(tǒng)的監(jiān)控中心。另外，在連接建立后，如果收到：+PDP:DEACT，則必須發(fā)送：AT+CIPSHUT，關閉場景后，才能實現(xiàn)重連。AT+CIPSHUT，用于關閉移動場景。AT+CIPCLOSE，用于關閉TCP/UDP連接。AT+CIPSTATUS，用于查詢當前連接狀態(tài)。在連接成功以后發(fā)送：AT+CIPSEND，模塊返回：，此時可以輸入要發(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，輸入十六進制的：1A（0X1A），啟動發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)送：AT+CIPSTART=TCP,8086，模塊將建立一個TCP連接，連接目標地址為：，連接端口為8086，連接成功會返回：CONNECT OK。發(fā)送：AT+CLPORT=TCP,8888，即設置TCP連接本地端口號為8888。發(fā)送：AT+CIPCSGP=1,UNINET，設置為GPRS連接，接入點為”UNINET”。發(fā)送：AT+CGATT=1，附著GPRS業(yè)務。發(fā)送：AT+CGDCONT=1,IP,UNINET，設置PDP上下文標志為1，采用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP），接入點為UNINET。即，模塊支持包交換和電路交換模式，但不能同時支持。AT+CGSN：該指令用于查詢產品序列號（即IMEI號），每個模塊的IMEI號都是不一樣的，具有全球唯一性，如返回：869988012018905，說明模塊的產品序列號是：869988012018905。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公司生產的。AT+CSQ ：該指令用于查詢信號質量，返回SIM900A模塊的接收信號強度，如返回：+CSQ:30,0，表示信號強度是30（最大有效值是31）。所有AT命令從語法上可以分為三類：“基礎類”，“S 參數(shù)類”以及“擴展類”。如果SIM900A的波特率和串口的波特率不一樣的話，要首先同步波特率，即發(fā)兩次”AT”指令就可以了，這是 因為SIM900A具有自動串口波特率識別功能（識別范圍：1200~115200）。AT指令是一個借口標準，其指令格式都比較固定。因此，本系統(tǒng)中用MDK來開發(fā)。它適合不同層次的開發(fā)者使用，包括專業(yè)的應用程序開發(fā)工程師和嵌入式軟件開發(fā)的入門者。支持 ARMARM9 和最新的CortexM3/M1/M0 核處理器，自動配置啟動代碼，集成 Flash 燒寫模塊，強大的 Simulation 設備模擬，性能分析等功能，與 ARM 之前的工具包 ADS 等相比，RealView 編譯器的最新版本可將性能改善超過 20%。因為RS232與TTL系統(tǒng)不兼容，一般都用電平轉換芯片來轉換，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MDK 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。在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：信號有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）=+3V～+15V。EIARS232C對電氣特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規(guī)定。而工業(yè)控制的RS232口一般只使用RXD、TXD、GND三條線。它的全名是“數(shù)據(jù)終端設備(DTE)和數(shù)據(jù)通訊設備(DCE)之間串行二進制數(shù)據(jù)交換接口技術標準”該標準規(guī)定采用一個25個腳的DB25連接器，對連接器的每個引腳的信號內容加以規(guī)定，還對各種信號的電平加以規(guī)定。表44 GPRS工作狀態(tài)Table 44 the work status of GPRSD5D6模塊工作狀態(tài)長亮亮一秒滅一秒（快閃）模塊正在搜索網(wǎng)絡長亮亮一秒滅三秒（慢閃）模塊已搜索到網(wǎng)絡可以正常工作反復長亮幾秒滅一秒亮一秒滅一秒（快閃）電源電流或電壓不能滿足要求熄滅亮一秒滅三秒（慢閃）有電話進來了，模塊串口發(fā)出RING字符串滅一下后長亮亮一秒滅三秒（慢閃）接收到一條信息④主控模塊與電梯控制器的連接主控模塊與電梯控制器數(shù)據(jù)的傳輸是通過RS232串口線來傳輸?shù)?。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，直接進行串口通信，接口電路圖如圖410。表43 SIM卡引腳描述Table 43 the description of SIM cart引腳描述備注SIM_VDDl SIM卡電源SIM卡的所有信號線都應該通過TVS二極管來做靜電保護。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)絡要有SIM卡，而且SIM卡要有GPRS服務。圖47 SIM900A電源電路圖Fig. 47 the power schedule of SIM900A模塊啟動電路圖48為模塊的啟動電路圖，設置為上電啟動。所以在輸入5v的時候。本設計中只用到天線接口，SIM卡接口，串口和電源接口。模塊內部已經上拉至3VnetLEDl 網(wǎng)絡狀態(tài)指示RXDl 數(shù)據(jù)接收DTR已經內部上拉到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。需要接后備電池或電容VDD_EXTl 電源輸出如果不用保持懸空GDN l 接地PWRKEYl 通過拉低PWRKEY并保持至少1秒然后釋放，可以開啟模塊。VRTCl 當系統(tǒng)電源VBAT沒電時，給實時時鐘提供電流輸入。GPRS數(shù)據(jù)特性l GPRS 數(shù)據(jù)下行傳輸：l GPRS 數(shù)據(jù)上行傳輸：l 編碼格式：CS1,CS2,CS3和CS4l 支持通常用于PPP連接的PAP（密碼驗證協(xié)議）協(xié)議串口l 支持標準的全功能串口l 傳輸速率支持從1200bps到115200bpsl 可以通過串口發(fā)送AT命令和數(shù)據(jù)l 支持RTS/CTS硬件流控，并且可以通過軟件打開或者關閉流控功能l 支持符合GSM ll 支持從1200bps到57600bps的自動波特率檢測功能圖46 GPRS的整體電路圖Fig. 46 the whole schedule of GPRS 如表42列出了SIM900A的引腳的各個功能。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頻段。SIM900A采用省電技術。SIM900A是SIMCOM公司專為中國大陸和印度市場設計的2頻的GSM/GPRS模塊，工作的頻率為：EGSM 900MHz和DCS 1800MHz。穩(wěn)壓電路~，而外部輸入電壓為5V，所以還要在最小系統(tǒng)板里面用一個降壓電路，電路圖如圖43所示。正因為STM32集成了如此眾多的片上模塊，大大的減少我們終端機對外圍模塊的設計，大大減輕了我們的硬件電路設計工作，STM32的引腳圖如圖41。C至+105176。所有型號的器件都包含2個12位的ADC、3個通用16位定時器和一個PWM定時器，還包含標準和先進的通信接口：多達2個I2C和SPI、3個USART、一個USB和一個CAN。CortexM3為了滿足電梯監(jiān)控的高性能和低功耗的要求，我們選擇增強型的STM32系列。STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設計的ARM CortexM內。④故障報警當終端機和監(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，終端機會發(fā)出故障報警聲或閃爍報警，提醒維修人員維護。②操作權限碼：為了保證安全需要為每個終端機設置一個權限碼，監(jiān)控中心要在控制終端機時發(fā)送一串權限碼，只有權限碼正確了，才能得到對終端機的控制權。終端機和監(jiān)控中心連接上后就可以相互發(fā)送數(shù)據(jù)了，因為GPRS網(wǎng)絡中如果一段時間沒有發(fā)送數(shù)據(jù)則會自動斷開終端與GPRS網(wǎng)絡的鏈接，所以還要每隔一段時間發(fā)送一次心跳包，以維持終端的永久在線。終端機的微處理器利用其串行通信接口的功能進行數(shù)據(jù)通訊的信號傳送，把微處理器的一路串口經過RS232電平轉換電路連接到電梯控制器，進行電梯運行數(shù)據(jù)的采集，并對所采集的數(shù)據(jù)進行處理，按預定格式把處理后的數(shù)據(jù)打包；另一路串口則與GPRS 通信模塊相連接在一起，在微處理器與GPRS 同模塊之間以串行通信的方式實現(xiàn)信息的雙向交換傳送，微處理器把打包后的數(shù)據(jù)經GPRS通信模塊發(fā)送到監(jiān)控中心，GPRS 通信模塊則把接收到的監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)傳送到微處理器以待處理。遠程終端在GPRS 電梯監(jiān)控系統(tǒng)中是一個十分重要的設備。ARM 平臺的硬件和軟件資源都有大量的技術支持，ARM 相技術資料豐富，使得設計開發(fā)工作變得相對容易。③ ARM方案實現(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源的結合而著稱，此類處理器有3 大特點：功耗低、成本低和功能強；16 位/32 位指令集；全球眾多合作伙伴保證芯片供應。隨著技術的發(fā)展，F(xiàn)PGA 因其豐富的片上資源，數(shù)據(jù)處理的高速性能，使得它很適合于高速數(shù)字系統(tǒng)的應用。② FPGA實現(xiàn)FPGA 是Field－Programmable Gate Array 的縮寫，即現(xiàn)場可編程門陣列，是上世紀90 年代發(fā)展起來的高速可編程的大規(guī)模邏輯器件。在單片機應用系統(tǒng)中，常用的有51 系列和PIC 系列的單片機作為核心芯片，優(yōu)勢在于系統(tǒng)的技術成熟、結構簡單和可擴展性強。利用電梯本身現(xiàn)有的控制設備，終端機通過串口從電梯控制器取得電梯的運行數(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。圖 32 總的方案示意圖Fig. 32 the schematic of whole plan4 系統(tǒng)遠程終端設計 系統(tǒng)遠程終端硬件設計 系統(tǒng)遠程終端硬件設計方案遠程終端是系統(tǒng)對監(jiān)控電梯的數(shù)據(jù)采集的前端接口，是整個系統(tǒng)運行的基礎。當一般有報警時，電梯設備就把要上傳的報警信息按照一定的格式打成一個數(shù)據(jù)包，因為 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)控中心就通知相應的處理人員并把相關的數(shù)據(jù)信息進行存儲，處理人員立即就對電梯進行事故處理。每一臺的電梯設備用的是 GPRS 模塊，GPRS 模塊采用的是 SIM 卡來進行上網(wǎng)身份的確定和收取服務費，每一張 SIM 卡的卡號都是唯一的，為了實現(xiàn)遠程的智能監(jiān)控，因此必須是監(jiān)控中心的一臺計算機可以同時監(jiān)控多臺電梯設備，多臺電梯設備之間的區(qū)別正是設備的設備號。上位機(用DELPHI來編寫)主要負責在INTERNET上傳送數(shù)據(jù)和管理員的命令到GPRS通信模塊中，是一個人機的交互界面。圖 31 系統(tǒng)組成框圖Fig. 31 Block Diagram of System Composition單片機系統(tǒng)由 STM32 單片機最小系統(tǒng)組成，主要負責對GPRS通信模塊的控制和數(shù)據(jù)通信，以及通過RS232串口線與電梯控制器進行數(shù)據(jù)傳輸和控制(控制命令由上位機發(fā)出，經GPRS通信模塊傳到單片機再傳到電梯控制器)。3系統(tǒng)總體方案設計該系統(tǒng)由前端數(shù)據(jù)采集控制裝置、GPRS數(shù)據(jù)傳輸部分和遠程監(jiān)控服務中心組成。LLC在BSS處分為兩段，BSS的功能稱為LLC橋接（LLC Relay ）。MAC層基于時隙ALOHA協(xié)議，控制移動的接入請求，進行 沖突分解，仲裁來自不同移動臺的業(yè)務請求和進行信道資源分配。RLC/MAC層通過GPRS無線接口物理層提供信息傳輸服務，它定義了多個用戶共享信道的步驟。LLC層有兩種轉發(fā)模式：確認模式和非確認模式。在SGSN和MS之間，依賴子網(wǎng)的匯聚協(xié)議（SNDCP，Subnetwork Dependt Convergence Protocol）將網(wǎng)絡層的協(xié)議映射到下面的邏輯鏈路控制（LLC）層，提供網(wǎng)絡層業(yè)務的復接、加密、分段、壓縮等功能。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服務的分組都通過該路由進行傳輸。 GPRS的協(xié)議GPRS的協(xié)議體系如圖23.圖 23 GPRS的協(xié)議體系Fig. 23 the protocol system of GPRSGPRS隧道協(xié)議(GTP，GPRS Tunneling Protocol)用來在GPRS支出節(jié)點（GSN）（GSN是GGSN和SGSN的統(tǒng)稱）之間傳送數(shù)據(jù)和信令。GGSND檢查與目的地址相關的路由信息，確定服務目的用戶的SGSND并確定相關的隧道協(xié)議，將分組封裝后傳送給SGSND。圖 22 一個簡單 的GPRS網(wǎng)絡之間的路由過程Fig. 22 the process of the routing in a simple GPRS net源移動臺的SGSN封裝移動臺(MS)