專利名稱：基于嵌入式處理器的電梯監(jiān)測終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)的電梯監(jiān)測系統(tǒng)中的終端裝置，尤其是指一種基于嵌入式處理器的電梯監(jiān)測終端裝置。
背景技術(shù)：
電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控是指通過電話線路或?qū)Ｓ镁€路，有關(guān)人員通過設(shè)在電梯維修服務(wù)中心的計算機(jī)(以下簡稱服務(wù)器)對分布在各地的電梯進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)視及操作。
這些系統(tǒng)集通訊、故障診斷、微處理機(jī)為一體，工作原理為用戶端系統(tǒng)時刻監(jiān)視電梯的運行狀態(tài)；當(dāng)電梯發(fā)生故障時，用戶端系統(tǒng)對該信號進(jìn)行處理，然后通過公用電話網(wǎng)，自動撥通中心端系統(tǒng)，將故障信息在中心端系統(tǒng)監(jiān)視界面以窗口方式顯示并報警；中心端系統(tǒng)軟件對用戶端系統(tǒng)傳送來的故障信息及其它如電梯運行次數(shù)、運行時長等信息進(jìn)行分析，整理歸類提供給人員，也可由中心端系統(tǒng)對目的電梯進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控。
遠(yuǎn)程服務(wù)對用戶的受益是顯而易見的，電梯的遠(yuǎn)程監(jiān)控不僅使用戶得到一個部件，而且使用戶享受到一整套的服務(wù)。電梯遠(yuǎn)程服務(wù)中心就能時刻監(jiān)測到電梯的狀態(tài)，對電梯發(fā)生的故障明確及時進(jìn)行處理，甚至可以根據(jù)電梯運行的狀態(tài)預(yù)先得知可能出現(xiàn)的故障信息，并將其排除在發(fā)生之前。以這樣一種變被動維護(hù)為主動維護(hù)方式來維修保養(yǎng)電梯，相對于傳統(tǒng)的維保方法一方面其維修效率大大提高，電梯故障發(fā)生率將大大降低；另一方面可以大大降低電梯維保費用。
但是上面提到的一些遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)在遠(yuǎn)程呼叫時大都只是通過串行口采用modem撥號的形式通過公用電話網(wǎng)撥通中心端系統(tǒng)，話費較高，樓宇內(nèi)的管理中心一般無法獲得電梯的運行狀態(tài)信息，即使能夠獲得一些信息也是通過CAN、RS-232、RS-485等總線將微處理器組網(wǎng)，但這種網(wǎng)絡(luò)的有效半徑比較有限，有關(guān)的通信協(xié)議也比較少，并且一般是孤立于Internet以外的。
嵌入式系統(tǒng)是指操作系統(tǒng)和功能軟件集成于計算機(jī)硬件系統(tǒng)之中。簡單的說就是系統(tǒng)的應(yīng)用軟件與系統(tǒng)的硬件一體化，類似與BIOS的工作方式。具有軟件代碼小，高度自動化，響應(yīng)速度快等特點。特別適合于要求實時的和多任務(wù)的體系。從功能應(yīng)用特征上定義，嵌入式系統(tǒng)則是以應(yīng)用為中心、以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng)。
嵌入式系統(tǒng)接入INTERNET是一種必然的發(fā)展趨勢。嵌入式系統(tǒng)連接到Internet上面，可以方便、低廉地將信息傳送到幾乎世界上的任何一個地方。利用該技術(shù)，能夠?qū)nternet延伸到嵌入式系統(tǒng)，并實現(xiàn)基于Internet的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制、自動報警、上傳/下載數(shù)據(jù)文件、自動發(fā)送e-Mail等功能，為電梯遠(yuǎn)程監(jiān)測的應(yīng)用與發(fā)展提供了技術(shù)保證。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型提供了一種高效可靠、通訊費用低的電梯遠(yuǎn)程監(jiān)測終端裝置，該終端采用Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，基于嵌入式Linux開發(fā)的終端應(yīng)用軟件內(nèi)嵌與電梯控制器通訊協(xié)議和監(jiān)測中心—終端數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，并且支持網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程更新終端軟件版本。
本實用新型采用如下方案終端的硬件選擇高性能的嵌入式處理器(如POWER PC系列的MPC850)為核心；外接程序存儲器FLASH，用于存放內(nèi)核、應(yīng)用程序代碼及參變量等；外接數(shù)據(jù)存儲器SDRAM，用于存放臨時數(shù)據(jù)和運行程序；外接FPGA，用于數(shù)據(jù)加密；外擴(kuò)SOCKET MODEM模塊，通過PSTN電話網(wǎng)接入Internet網(wǎng)絡(luò)；外擴(kuò)以太網(wǎng)通訊模塊，直接接入Internet網(wǎng)絡(luò)；外擴(kuò)RS422通訊模塊，與多臺電梯通訊，進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)采集；外擴(kuò)RS232通訊接口，用于程序調(diào)試和維護(hù)，也可用于功能擴(kuò)展；外擴(kuò)實時時鐘，保證數(shù)據(jù)的唯一性。
軟件上采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，并使用相應(yīng)處理器的交叉編譯器開發(fā)應(yīng)用程序。在嵌入式操作系統(tǒng)上開發(fā)了終端與電梯控制器通訊的協(xié)議棧，終端與監(jiān)測中心通訊的協(xié)議棧。因此Internet網(wǎng)絡(luò)通訊僅僅使單純的通訊平臺，數(shù)據(jù)處理的協(xié)議包含在終端應(yīng)用軟件中，應(yīng)用更加靈活，功能更加強(qiáng)大。
終端與電梯控制器的通訊協(xié)議?？梢灾С侄喾N電梯控制器通訊協(xié)議，同時該協(xié)議棧具有良好的擴(kuò)展性。
終端與監(jiān)測中心的通訊協(xié)議?？梢宰远x一套協(xié)議，可以使用統(tǒng)一的接口來進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。終端通過直接連接Internet網(wǎng)絡(luò)或通過PSTN網(wǎng)絡(luò)連接Internet網(wǎng)絡(luò)與處于公網(wǎng)上的監(jiān)測中心進(jìn)行TCP/IP協(xié)議通訊。
利用遍布全球的Internet網(wǎng)絡(luò)，解決了原有電梯監(jiān)測物理距離上的限制；利用Internet進(jìn)行通訊，具有可靠性高、成本低廉、安裝配置方便等優(yōu)勢。
終端通過RS422協(xié)議與電梯控制器調(diào)試端口通訊，避免了直接對電梯控制器進(jìn)行電信號采集。在與不同廠商、不同型號的電梯控制器進(jìn)行通訊時，使用相同的通訊協(xié)議，避免了直接采集電信號時復(fù)雜的連線和配置，具有可靠性高、成本低廉、安裝配置方便等優(yōu)勢。在應(yīng)用于不支持調(diào)試端口電梯控制器時，可在終端和電梯控制器之間接入一臺終端前置器，通過終端前置器對電梯控制器進(jìn)行電信號采集，并轉(zhuǎn)換為RS422協(xié)議數(shù)據(jù)與終端通訊。
終端裝置的軟件版本遠(yuǎn)程自動更新通過Internet網(wǎng)絡(luò)傳輸版本文件來實現(xiàn)，監(jiān)測中心將新的終端版本文件按固定大小分包，并加上校驗碼打包，通過與終端建立的TCP/IP Socket連接傳輸給終端，終端接收到所有的數(shù)據(jù)包后重組，核對校驗碼正確后，自動覆蓋原有文件并重啟運行新的版本文件。采用TCP/IP協(xié)議的Socket通訊進(jìn)行終端版本軟件更新，具有速度快、可靠性高等特點。


圖1為本實用新型的硬件框圖；圖2為本實用新型的一個實施例示意圖；圖3為終端與電梯控制器數(shù)據(jù)采集通訊流程圖；圖4為終端與電梯控制器參數(shù)設(shè)置通訊流程圖；圖5為終端與監(jiān)測中心的通訊流程圖；圖6為終端版本軟件自動更新的流程圖。
其中，1為電梯，2為終端，3為PSTN電話網(wǎng)，4為Internet網(wǎng)絡(luò)，5為監(jiān)測中心，6為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。
具體實施方式
如圖1所示，一種基于嵌入式處理器的電梯監(jiān)測終端，以嵌入式處理器MPC850為核心，外接大容量的非易失性程序存儲器FLASH，用于存放內(nèi)核、應(yīng)用程序代碼及參變量等，終端抄得的數(shù)據(jù)可以存儲在本地數(shù)據(jù)庫中，進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，方便監(jiān)測中心的補(bǔ)抄和歷史數(shù)據(jù)查詢；外接數(shù)據(jù)存儲器SDRAM，用于存放臨時數(shù)據(jù)和運行程序；外接FPGA，用于數(shù)據(jù)加密；外擴(kuò)SOCKET MODEM模塊，通過PSTN電話網(wǎng)接入Internet網(wǎng)絡(luò)；外擴(kuò)以太網(wǎng)通訊模塊，直接接入Internet網(wǎng)絡(luò)；外擴(kuò)RS422串口通訊模塊，與多臺電梯通訊，進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)采集；外擴(kuò)RS232串口通訊模塊，用于程序調(diào)試和維護(hù)，也可用于功能擴(kuò)展；外擴(kuò)實時時鐘，保證數(shù)據(jù)的唯一性。
嵌入式處理器還外擴(kuò)有系統(tǒng)復(fù)位模塊以及各種按鍵和指示燈。
圖2所示為本實用新型的一個實施例，終端2通過RS422串口通訊線下掛多個電梯控制器1，同時通過PSTN網(wǎng)絡(luò)3連接Internet網(wǎng)絡(luò)4或直接連接Internet網(wǎng)絡(luò)4與位于公網(wǎng)Internet網(wǎng)絡(luò)4的監(jiān)測中心5進(jìn)行通訊，監(jiān)測中心5接收到的終端2的采集數(shù)據(jù)，保存到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器6上。
終端2采用RS422協(xié)議與電梯控制器1調(diào)試端口通訊，避免了直接對電梯控制器1進(jìn)行電信號采集；在與不同廠商、不同型號的電梯控制器1進(jìn)行通訊時，使用相同的通訊協(xié)議，避免了直接采集電信號時復(fù)雜的連線和配置，具有可靠性高、成本低廉、安裝配置方便等優(yōu)勢；在應(yīng)用于不支持調(diào)試端口電梯控制器1時，可在終端2和電梯控制器1之間接入一臺終端前置器，通過終端前置器對電梯控制器1進(jìn)行電信號采集，并轉(zhuǎn)換為RS422協(xié)議數(shù)據(jù)與終端2通訊。
終端2與監(jiān)測中心5進(jìn)行通訊時，由終端2嵌入式操作系統(tǒng)下的應(yīng)用程序進(jìn)行協(xié)議解析，PSTN網(wǎng)絡(luò)3和Internet網(wǎng)絡(luò)4僅作為一個通訊平臺，協(xié)議解析模塊基于嵌入式操作系統(tǒng)開發(fā)，靈活性和獨立性比較強(qiáng)。
網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)流的走向終端2通過PSTN電話網(wǎng)3連接Internet網(wǎng)絡(luò)4或直接通過Internet網(wǎng)絡(luò)4接收到監(jiān)測中心5的數(shù)據(jù)采集命令或參數(shù)設(shè)置命令，利用終端2應(yīng)用程序中采用的中心—終端通訊協(xié)議進(jìn)行命令解析進(jìn)行相應(yīng)操作；終端2根據(jù)監(jiān)測中心5命令采集電梯控制器1數(shù)據(jù)，并按照中心—終端通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)包組合，數(shù)據(jù)包通過PSTN電話網(wǎng)3傳輸給Internet網(wǎng)絡(luò)4或者直接通過Internet網(wǎng)絡(luò)4發(fā)送給具有公網(wǎng)IP的監(jiān)測中心5。
圖3、4所示為終端與電梯控制器的通訊流程，終端與電梯控制器之間的通訊分為數(shù)據(jù)采集方式和參數(shù)設(shè)置方式。數(shù)據(jù)采集方式下，終端根據(jù)電梯控制器的通訊協(xié)議通過422串口向電梯控制器發(fā)送控制命令，讀取命令的回應(yīng)數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行解析和相應(yīng)的操作處理。參數(shù)設(shè)置方式下，終端可通過具體的控制命令設(shè)置電梯控制器的參數(shù)，實現(xiàn)對電梯的部分控制功能。
如圖3所示，終端在與電梯控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集通訊時，向電梯控制器發(fā)送電梯監(jiān)控命令M-1-1-1，該命令用于監(jiān)控轎廂的狀態(tài)，操作模式，運動狀態(tài)，門狀態(tài)，內(nèi)外呼的數(shù)目，以及負(fù)載狀態(tài)。電梯控制器收到該命令后不斷回應(yīng)電梯轎箱狀態(tài)數(shù)據(jù)。終端對讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效判斷，若數(shù)據(jù)無效，則重收數(shù)據(jù)；若無效次數(shù)超過一定次數(shù)，則重新向電梯控制器發(fā)送控制命令；若數(shù)據(jù)有效，則依據(jù)電梯控制器協(xié)議進(jìn)行解析，提取狀態(tài)信息，其中電梯的操作模式是十分重要的參數(shù)，通過該參數(shù)，終端可判斷電梯是否處于異常狀態(tài)，并根據(jù)異常的不同級別通過通訊子系統(tǒng)向監(jiān)測中心發(fā)送報警，由監(jiān)測中心進(jìn)行相應(yīng)的報警事件處理，其中包括監(jiān)測中心通過終端向電梯控制器發(fā)送需要的控制命令并讀取命令回應(yīng)數(shù)據(jù)，進(jìn)行電梯異常的診斷和進(jìn)一步處理。
如圖4所示，終端在對電梯控制器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置時，通過422串口向電梯控制器發(fā)送相應(yīng)的控制命令，讀取電梯控制器的命令回應(yīng)碼，通過對命令回應(yīng)碼的解析判斷設(shè)置是否成功。若設(shè)置失敗，則重新設(shè)置。
圖5所示為終端與監(jiān)測中心的通訊流程，終端可以以多種網(wǎng)絡(luò)連接方式接入Internet，和監(jiān)測中心進(jìn)行協(xié)議和數(shù)據(jù)通訊。連接方式包括PSTN，Ethernet，ADSL等。網(wǎng)絡(luò)設(shè)置方式可依據(jù)終端的實際的網(wǎng)絡(luò)接入條件動態(tài)改變。
終端與監(jiān)測中心的通訊符合一套自定義的協(xié)議，通訊包分為命令包，數(shù)據(jù)包和協(xié)議應(yīng)答包。不同的包有不同的結(jié)構(gòu)定義。凡數(shù)據(jù)發(fā)送方都按協(xié)議將數(shù)據(jù)打包，接收數(shù)據(jù)方按協(xié)議解包，保證數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳送的正確性和解析的正確性。
終端一旦與監(jiān)測中心建立Socket連接后，監(jiān)測中心就可以對終端進(jìn)行一系列操作，包括終端參數(shù)設(shè)置，終端參數(shù)查詢，版本更新，電梯實時監(jiān)測，電梯即時監(jiān)測和周期監(jiān)測(電梯轉(zhuǎn)發(fā)類命令)等。終端根據(jù)協(xié)議定義解析監(jiān)測中心發(fā)送的數(shù)據(jù)包，進(jìn)行相應(yīng)的操作。如果需要和電梯控制器進(jìn)行通訊的，則終端將控制命令轉(zhuǎn)發(fā)給電梯控制器，抄送電梯控制器返回的數(shù)據(jù)，根據(jù)通訊協(xié)議將數(shù)據(jù)打包上送給監(jiān)測中心。
圖6所示為本發(fā)明終端軟件版本自動更新的流程，監(jiān)測中心發(fā)送版本更新命令包，其中包括整個要發(fā)送版本軟件的長度。終端接收到命令后返回準(zhǔn)備好回應(yīng)，接著終端開始和監(jiān)測中心進(jìn)行版本接收流程的通訊工作。終端逐個接收新版本文件數(shù)據(jù)包，并根據(jù)數(shù)據(jù)包中的相應(yīng)標(biāo)記判斷是否是最后一個包，若不是則返回繼續(xù)接收回應(yīng)并繼續(xù)接收，若是則返回接收完畢回應(yīng)。終端將接收到所有數(shù)據(jù)包組合，判斷長度是否正確，若正確則將內(nèi)存中的新版本數(shù)據(jù)寫入臨時文件，將臨時文件寫入flash，覆蓋原來的版本內(nèi)容。最后系統(tǒng)重啟，重啟后的系統(tǒng)從flash指定地址讀取可執(zhí)行文件并運行。
實現(xiàn)終端的軟件版本更新需要用接收到的正確的新版本軟件覆蓋原終端軟件，嵌入式Linux操作系統(tǒng)提供了等同于硬盤方式的文件讀寫操作，同時為了系統(tǒng)運行的安全性，進(jìn)行了軟件的備份，出現(xiàn)版本更新失敗時可以恢復(fù)原有版本。
權(quán)利要求1.一種基于嵌入式處理器的電梯監(jiān)測終端，位于電梯遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，通過RS422串口通訊接口下掛多個電梯控制器，同時通過Internet網(wǎng)絡(luò)或者通過PSTN電話網(wǎng)連接Internet網(wǎng)絡(luò)與位于Internet網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測中心進(jìn)行通訊，其特征在于所述的終端以嵌入式處理器為核心，外接程序存儲器FLASH、數(shù)據(jù)存儲器SDRAM和FPGA，外擴(kuò)SOCKET MODEM模塊、以太網(wǎng)通訊模塊、RS422串口通訊模塊和RS232串口通訊模塊，各模塊上設(shè)有相應(yīng)的接口與外部通訊；所述的終端采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于嵌入式處理器的電梯監(jiān)測終端，其特征在于所述的嵌入式處理器還外擴(kuò)有系統(tǒng)復(fù)位模塊、實時時鐘以及按鍵和指示燈。
3.如權(quán)利要求1所述的基于嵌入式處理器的電梯監(jiān)測終端，其特征在于所述的終端采用RS422協(xié)議與電梯控制器調(diào)試端口通訊，終端與電梯控制器之間接入終端前置器。
專利摘要本實用新型公開了一種基于嵌入式處理器的電梯監(jiān)測終端，位于電梯遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，通過RS422串口通訊接口下掛多個電梯控制器，同時通過Internet網(wǎng)絡(luò)或者通過PSTN電話網(wǎng)連接Internet網(wǎng)絡(luò)與位于Internet網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測中心進(jìn)行通訊，終端以嵌入式處理器為核心，外接程序存儲器FLASH、數(shù)據(jù)存儲器SDRAM和FPGA，外擴(kuò)SOCKET MODEM模塊、以太網(wǎng)通訊模塊、RS422串口通訊模塊和RS232串口通訊模塊，各模塊上設(shè)有相應(yīng)的接口與外部通訊；終端采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)。本實用新型高效可靠、通訊費用低，適應(yīng)電梯監(jiān)測系統(tǒng)的迫切需要。
文檔編號B66B3/00GK2851205SQ20052001320
公開日2006年12月27日 申請日期2005年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月13日
發(fā)明者陳耀武 申請人:浙江大學(xué)