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各行各業的發展都離不開電力的支持，為了保證電廠的安全生產，電廠遠程監控系統的設計與實現就非常必要。起初遠程監控功能用于PC用戶在離開辦公室的時候能訪問臺式PC硬盤中的信息，甚至可以通過其臺式PC訪問企業網絡資源。但隨著通信技術、控制技術、計算機技術的飛速發展，遠程監控技術愈來愈完善，Internet技術已經滲透到日常生活和工業生產的各個領域，包括工業控制方面，這使得電廠遠程監控成為可能。

1.熱電廠遠程監控

熱電廠實質上是一個能量轉化工廠，由于電能尚且不能大量存儲，而且熱力設備眾多、熱力系統龐大、生產過程復雜。在這個過程中，應充分發揮計算機在機組運行檢測、控制和管理上的作用，控制發電機組及其輔助設備在優良的狀態下運行，最大限度地發揮機組設計效率。由于各局部生產過程之間的狀態相互影響較大，而且各主要生產設備的動態特性之間存在很大的差異，發電機組的運行狀態控制，必須具備協調不同運行設備工作的功能。

遠程監控系統是集計算機技術、控制技術、通信技術、網絡技術為一體的產品，是指具有數據采集、監視、控制功能的計算機系統，即監控和數據采集系統，也就是人們常說的SCADA系統。具有功能強大、操作簡便和可靠性高等特點，它可以方便地用于工業裝置的生產控制和經營管理。在這個系統中，計算機直接參與被監控對象的檢測、監督和控制。由于遠程監控的對象是現場設備，這就要求整個遠程監控系統應該完備的考慮以下幾點：首先，要可靠性和容錯性，即要求在系統出現故障的情況下，能夠自動或半自動地（需人工干預）采取相應的措施，保證系統恢復正常運行。

2.系統功能分析與設計

水汽品質的遠程監控系統通過現場傳感器取得采樣值，然后經過現場控制測量設備對采樣值進行一系列的數學處理，再通過網絡把處理后的數據傳送到遠端監控站與服務器，從而使遠端監控站和遠程服務器可以對數據和狀態值進行集中的管理。

2.1 水汽系統水處理流程

圖1 發電廠水處理流程

圖1是電廠水汽系統流程圖，補給水是在原水經各種工藝處理后，補充因鍋爐汽水損失的水。由于給水直接進入鍋爐，故對其水質必須加以嚴格控制，以防止設備的結垢與腐蝕。然后進入鍋爐，在鍋爐本體蒸發系統中運行的水，則稱為爐水。給水經省煤器提高溫度后進入蒸發管（爐堂內側的上升管），然后由下降管（爐堂外測）經下聯箱進入蒸發管。在蒸發過程中，水吸熱成為水汽混合物，又返回汽包形成循環回路，這就是鍋爐的爐水系統。如爐水的水質不嚴格控制，就會導致水汽系統的結垢與腐蝕。水與汽在氣包中得到分離后，產生的飽和蒸汽經過熱器轉為過熱蒸汽進入氣輪機。整個流程是由原水經處理后->補給水經給水泵使給水進入鍋爐后，依次經過預熱段->蒸發段->過熱段->過熱蒸汽->汽輪機排汽經凝汽器->凝結水->經處理后返回給水系統。

2.2 功能分析

遠程監控系統有兩種類型，一種是在生產現場沒有現場監控系統，而是將數據采集后直接送到遠程計算機進行處理;另一種是現場監控和遠程監控并存，這里選擇采用后一種方式，即有現場監控系統。水汽品質遠程監控系統能實現以下一些功能：

1）數據傳輸與處理功能：主要是把生產過程中采集的各種模擬或數字量，通過串口和網絡傳輸到數據處理器和遠程監控站與服務器并進行相應處理，同時通過EXCEL表把數據顯示給用戶。

2）管理功能：管理人員能夠通過IE瀏覽器監測到系統的運行狀態、現場工作人員的工作記錄等。

3）存儲功能：對實時數據和歷史數據加以存儲。

4）冗余容錯技術：使用雙網、雙機熱備、冗余等技術保證系統可靠運行。

5）安全與報警功能：利用己有的有效數據、圖像、報表等對工況進行分析、故障診斷、險情預測，并以聲、光、電的形式對故障和突發事件報警。

2.3 結構設計

完整的基于Intranet的遠程監控系統可劃分現場設備層、現場監控層和遠程監控層，它們相互獨立，通過網絡技術和數據交換技術有機的結合起來，如圖2所示。

圖2 遠程監控系統拓撲分層

現場設備層是由安裝在工業現場的智能儀表、采集器等各種具有數據采集功能的智能設備以及其采用的總線和協議組成。與現場監控層采用RS-485總線進行串口傳輸，現場模塊不斷的采集現場原始數據，在它們不發送數據時處于監聽模式，主機對一個模塊發出一個帶地址的命令，然后等待模塊的相應。現場監控層從現場設備中獲取數據，完成各種控制、運行參數的監測、報警等功能，另外還包括控制組態的設計。可以說現場監控層是整個遠程監控系統的核心，由多個數據處理器子站構成，通過控制網絡與現場設備層進行數據交換。現場監控層對數據的實時性要求比較高，它要保證系統采樣的實時性以及系統對各種操作的響應時間要求，而采用RS-485串口通信可以滿足水汽品質系統對實時性的要求。遠程監控層以現場監控層為基礎的信息系統，通過通信對現場數據分類管理，并通過企業管理信息系統（MIS）數據，這一部分的實現使得遠程監控系統的功能得到延伸和完善。

3.軟件開發與可靠性研究

系統采用C/S與B/S編程模式相結合的軟件結構進行設計，它不僅能夠實現對水汽品質現場數據的采集與監控，而且能夠通過瀏覽器實現數據的遠程網絡查詢和共享。

3.1 程序設計

C/S模式的軟件設計實現的功能是：遠端用戶可以通過客戶端應用程序在線監測系統現場設備層的工作情況，實現遠程監測;遠程用戶可以通過虛擬界面向現場設備層發送控制命令，實現遠程控制。監控程序需要專門創建一個線程來處理串口數據，接收串口采集來的數據并予以顯示。系統必須對端口進行配置，以完成串口的采集。

對于遠空間距離的技術人員和廠級管理人員需要觀測遠程監控系統的數據的變化，可以通過以TCP/IP為核心協議的網絡技術來實現。基于B/S方式的遠程監控系統是以數據采集層為基礎的，而數據采集層實際上包括了設備層和監控層，前面已經對設備層和監控層進行了設計，監控層是實現對采集數據的處理、顯示，對設備層的管理、控制，同時將處理過的數據寫入數據庫中，因而監控層又是數據庫與設備層之間的橋梁。ASP技術是Browser/Server模式下編制動態網頁的一種很理想的工具，它支持ActiveX控件和動態HTML，能實現用戶的編程要求。ASP根據訪問數據庫的結果集生成HTML語言的主頁返回給瀏覽器端。利用ASP技術實現Web數據庫的數據流圖如圖3所示。

圖3 ASP技術實現Web數據庫流程

整個系統的運轉情況是：用戶通過網絡瀏覽器查詢網絡服務器提供的數據頁面并發出請求，網絡服務器根據請求查詢數據庫，并向用戶返回查詢結果。

3.2 監控系統可靠性分析

熱電廠水汽品質遠程監控系統的可靠性從總體上考慮主要是四部分，分別是系統結構的可靠性、數據傳輸網絡的可靠性、硬件的可靠性及軟件的可靠性。在未采取可靠性措施前，系統都是串聯結構的，即系統的每一個部分都相當重要，任何一部分發生故障整個系統都會受到牽連。所以我們必須采取一定的冗余措施，對系統進行備份，熱電廠水汽品質遠程監控系統系統備份可靠性框圖分別如圖4所示。

圖4 系統備份可靠性框圖

適當采取冗余措施，能大大提高系統可靠性，并且采用模塊備份能得到比系統備份更大的可靠性。除此之外，遠程監控主機部分采用雙機熱備份方式，從機與主機之間的監聽采取請求與應答的方式，從機以一定的時間間隔向主機發出請求，主機應答表示工作正常，主機如果沒有作出應答，從機將切斷主機的網絡數據傳輸，立即與現場工作站進行握手連接。

4.總結

本文論述的熱電廠水汽品質遠程監控系統是基于Intranet的遠程監控系統，它將網絡技術、數據庫技術和控制技術結合起來，進行了C/S（Client/Server）和B/S（Browser/Server）相結合的軟件設計，不僅實現了水汽品質現場數據的采集與監控，而且能夠通過瀏覽器（比如IE瀏覽器）實現數據的遠程網絡查詢和共享。同時為提高系統的可靠性，分別對系統體系結構、網絡傳輸結構、軟件及硬件這四個方面進行了可靠性設計。工作人員不必親臨現場（尤其在惡劣環境下）就可以對現場的工作情況進行監控，完成參數設置與調整，進行故障恢復等，大大提高了勞動生產率;通過遠程監控技術，可以加強企業內部合作，可以更合理的安排生產，加強企業的競爭力。

參考文獻

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中圖分類號：TP393 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1302（2014）12-00-03

0 引 言

城市照明的迅速發展在改善城市環境、完善城市功能、提高市民的生活素質發揮重要作用的同時也加大了對能源的需求和消耗，加劇了城市供用電緊張。據中國照明學會統計，由于線路損耗、夜間超負荷運行等原因，城市道路照明的電能利用率不到65%，耗電總量占中國發電總量的2%左右，節能潛力巨大[1]。除此之外普通城市照明還存在監控管理方式落后，安全性能較低等問題。

我國提出的建設資源節約型社會的目標和發展循環經濟的任務為上述問題的解決提供了很多思路。其中風力與太陽能互補路燈采用風能與太陽能為能源，無需開溝埋線，具有不受供電影響，不消耗常規電網能源，安裝簡便，綠色環保，無安全隱患等優點，是解決上述問題的一種重要解決方案，具有極高的社會效益、經濟效益和環境效益。

為了保證路燈的正常使用，使路燈始終工作在最優狀態，管理機構需要對路燈的實時工作狀態進行監控管理。但是在目前通常風光互補路燈的設計中，為了簡化布線，每個路燈均為一個獨立的光伏系統[2]。圖1所示，每套路燈均由太陽能電池板、風力發電機、路燈控制器、蓄電池組、路燈燈頭以及架桿組成，各燈之間相互獨立，沒有線路連接，無法以傳統布線的方式對風光互補路燈的進行監控和管理。

針對上述問題，論文引入物聯網技術構建了一種基于ZigBee無線傳感網絡的風光互補路燈照明智能控制系統，通過在每一盞路燈的控制器安裝ZigBee節點構建ZigBee無線傳感網絡，并在管理機構搭建路燈智能監控管理平臺，將管理機構與每一桿路燈連接起來，最終實現管理機構（監管平臺）對每一盞路燈的工作狀況全方位的分布式自動/人工監視和控制，進而實現風光互補路燈照明工作狀態的最優化管理。

圖1 傳統風光互補路燈系統結構

1 系統總體方案設計

基于ZigBee的道路照明智能控制系統主要由道路照明設施、ZigBee無線監控網絡、數據通信網絡、輔助決策系統、遠程數據監控中心等幾部分組成，其總體結構如圖2所示。其中道路照明設施與ZigBee無線監控網絡為一體化裝置，其ZigBee無線監控網絡由眾多接入相應風光互補路燈智能控制器的無線傳感節點自組網形成，因此ZigBee無線監控網絡可以完成對網絡內所有風光互補道路照明設施工作狀態數據的實時采集，進而通過數據通信網絡發送至數據監控中心，完成對路燈的無線遠程狀態監視;無線監控網絡也可以向道路照明設施控制器發送從數據通信網絡接收到的監控中心相關控制命令，從而完成對路燈的無線遠程控制。

圖2 道路照明智能控制系統組成結構

輔助決策系統主要由光照度采集傳感器、GPS模塊、溫濕度傳感器、風速風向傳感器、雨雪傳感器和網絡攝像機組成，主要用作對相應區域內道路照明設施控制的決策依據。該系統可以實時的通過數據通信網絡將輔助決策數據發送至數據監控中心，數據監控中心根據當前的氣象狀態數據向相應區域內的ZigBee無線監控網絡發送控制命令，從而完成對路燈工作狀態的控制。

2 智能控制系統硬件設計

2.1 智能路燈控制器

智能路燈控制器作完成了照明系統的發電控制、蓄電池供放電控制、路燈照明開閉及亮度控制等，是道路照明智能控制系統的核心部件，對道路照明系統的工作效率和穩定性起到決定性作用。考慮到論文設計的道路照明智能控制系統的光伏及風力發電的原理、蓄電池充放電工作原理、ZigBee無線傳感網絡工作方式和道路照明的實際需求，論文設計了如圖3所示的風光互補路燈控制系統，包括了微處理器模塊、發電設備發電/充電控制管理模塊、蓄電池狀態數據采集模塊、電源控制管理模塊、負載狀態采集模塊和負載輸出驅動控制模塊等，除此之外風力發電機、太陽能電池板、蓄電池組、LED路燈燈頭和無線通信模塊與控制器相連，最終與燈桿、燈架等設備組裝后安裝于道路兩側實現道路照明功能。

智能路燈控制器能夠完成的具體功能包括：外界氣象條件達到設備發電需求時，控制發電設備發電，在經過整流、恒壓或升壓后控制向蓄電池組充電或向LED燈頭負載供電;對電池板和風機的電壓、電流進行檢測，通過MPPT算法追蹤其最大輸出功率點，使發電設備以最大輸出功率為蓄電池充電;對蓄電池組進行監測控制，并控制完成過放電保護、過充電保護、短路保護、反接保護、極性保護和風機失速剎車等;控制節點自動接入路燈ZigBee無線監控網絡，并通過網絡發送當前節點的路燈系統工作狀態數據，接收遠程監控中心的控制命令，完成LED 燈頭的開燈、關燈及亮度調節控制，太陽能電池板的朝向角度控制;對蓄電池剩余電量智能檢測，并根據風機與太陽能板的預期發電效率調整放電時間及光源亮度，盡可能延長照明時間;在發電設備發電量無法滿足LED 負載照明時，控制蓄電池放電，驅動照明。

圖3 道路照明智能控制系統功能結構

其中控制器微處理器采用德州儀器推出的ZigBee新一代SOC芯片CC2530，支持 IEEE 802.15.4標準/ZigBee/ZigBee RF4CE和能源的應用，芯片內集成了ZigBee無線模塊，結合了一個完全集成的，高性能的RF收發器與一個業界標準增強型8051MCU，8 KB的RAM， 32/64/128/256 KB閃存[3]。主要控制完成各個檢測數據的采集、太陽跟蹤算法的實現、步進電機的驅動以及相應的狀態數據的發送和控制命令的接收等路燈控制器功能。

電力拖動模塊采用的步進電機控制電池板在高度角和方位角上進行變化，并通過限位傳感器判斷電機的轉動停止位置。并配置合適的蝸輪蝸桿減速機，由于蝸桿軸向力較大，機構具有自鎖性，可實現反向自鎖，即只能由蝸桿帶動蝸輪，而不能由蝸輪帶動蝸桿，防止電池板在大風天氣下反向拖動步進電機。

2.2 ZigBee/GPRS網關

ZigBee/GPRS網關集成了ZigBee匯聚節點與GPRS網關模塊（或直接接入有線Internet網絡），主要作為ZigBee無線監控網絡與遠程監控中心的通信樞紐完成監控中心控制命令的下傳和各路燈狀態數據的上傳等工作，其結構如圖4所示。

圖4 ZigBee/GPRS網關結構設計框圖

ZigBee/GPRS網關主要是通過ZigBee無線網絡接收太陽能板的旋轉角度、發電電壓和蓄電池充放電狀態等數據，并通過GPRS網絡將相關數據上傳到遠程監控中心，完成實時監控功能;或者通過ZigBee網絡將遠程控制數據廣播到各路燈控制器節點，以完成相應的控制功能。

其中MCU+ZigBee模塊同樣采用新一代SOC芯片CC2530，E2PROM采用EEPROM24C系列存儲芯片，按鍵與顯示模塊完成人機交互。GPRS模塊采用HC-GPRS/232/T，該模塊是GPRS透明傳輸終端，內置工業級GPRS模塊，具有RS 232接口的工業設備無需更改任何軟件即可通過GPRS無線聯網，支持點對點、點對多通信。

3 智能控制系統功能設計

3.1 太陽自動追蹤策略

由于地球自轉和公轉的影響，太陽的高度角和方位角會在一年四季內按照固定的規律發生變化，而太陽光在與太陽能電池板成垂直角度照射時，電池板接收光照強度最高，發電效率最好，因此論文以路燈套件中的電力拖動模塊為基礎設計了電池板的太陽追蹤策略，構建太陽追蹤系統，保證太陽能板工作時始終處于較高的發電效率狀態[4]。考慮到實際應用需求，論文將太陽追蹤策略分為如流程圖3種工作狀態：

（1）自動回位

在日落時，風光互補路燈主要依靠風機發電，若風機發電不足則依靠蓄電池組供電照明。此時需要太陽能電池板以限位傳感器為基準旋轉到初始垂直位置，等待次日的繼續運轉。

（2）自動控制模式

當遠程監控中心通過布置于某區域的輔助決策系統監測到該區域當前的氣象條件適合電池板正常發電時，通過ZigBee無線傳感網絡向該區域各路燈控制器控制器發送控制命令，使其切換至自動控制模式。

在自動控制模式下，各路燈控制器定時通過固化于其存儲器中的自動控制策略根據當地的緯度、當前的日期時間和太陽運行規律公式計算出任意時刻的太陽高度方位角，然后通過二維極軸電力拖動模塊，控制電池板旋轉至相應的角度，實現高度角-方位角的全稱追蹤。

（3）遠程控制模式

當遠程監控中心通過某區域的輔助決策系統監測到該區域當前的氣象條件（如陰雨天氣等）無需電池板進行視日追蹤時，通過ZigBee無線傳感網絡向該區域各路燈控制器控制器發送控制命令，使其切換至遠程控制模式。

此時路燈控制器根據遠程監控中心管理系統或管理人員發出的控制命令，使電池板旋轉至相應的位置，并在氣象條件無法滿足電池板發電條件時使其開路停止發電。

3.2 ZigBee/GPRS網關的軟件設計

ZigBee/GPRS網關的軟件設計主要完成路燈ZigBee無線監控網絡與公共網絡之間的數據轉換，在采用GPRS網絡傳輸路燈狀態數據時，為了減少GPRS數據流量，在路燈狀態數據在一定范圍內處于穩定狀態時則不再實時上傳數據，而改為查詢方式，即只需要在上位機遠程監控中心需要查看當時數據時，上傳相關數據[5]。其軟件流程如圖5所示。

圖5 ZigBee/GPRS網關的軟件流程圖

4 結 語

論文設計的基于ZigBee無線傳感網絡的風光互補路燈照明智能控制系統通過無線傳感網絡及相應的管理平臺使城市照明管理機構對傳統獨立式安裝的每一盞路燈的工作狀況實現全方位的分布式自動/人工監視和控制，實現風光互補路燈照明工作狀態的最優化管理，提高了道路照明的智能化程度。

參考文獻

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中圖分類號：TP273 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2013）07-32-04

0 引言

目前我國在用電梯已突破160萬臺，電梯運行的安全性、可靠性管理已經成為一個的重要問題。電梯遠程監控系統能夠同時監控多處多臺電梯的實時運行狀態和電梯轎廂內的音視頻信號，及時發現并排除故障，保障電梯的正常運行。

目前現有的商業化運作的電梯遠程監控系統包括三菱電梯、日立電梯、蒂森電梯等，采用計算機建立狀態數據檔案，實現24小時監控，但系統只能監控本公司的電梯，對其他公司電梯不能兼容[1]。因此國內的電梯生產企業需開發配套的電梯遠程監控系統，以提高產品的競爭力。

將監控端采集到的數據傳送到遠程監控中心，各種電梯遠程監控系統所采用的傳輸方式有多種，早期的有電話線有線傳輸[2]或者是GSM短消息通訊方式。電話線有線傳輸方式只適用于小范圍小區域的監控系統，對于大范圍的全局監控管理幾乎是不可能的；GSM短信通訊一定存在延時，容易發生阻塞，這對實時性要求較高的監控系統有很大影響，并且傳輸信息量少。隨著互聯網技術與通訊技術的發展，出現了各種采用Internet網絡、移動通訊網絡的傳輸方式。文獻[3]利用GPRS/GSM網絡實現電梯監控數據的傳輸，提高了數據傳輸的實時性，但數據傳輸費用較高；文獻[4]采用Internet網絡傳輸，降低了監控系統的數據傳輸費用；文獻[5]采用3G網絡實現數據傳輸，滿足了大數據量實時傳輸的需求。以上各種電梯遠程監控方案對電梯的實時運行狀態和轎廂內的音視頻信號采取統一的數據采集與傳輸，沒有滿足這兩類信號在傳輸數據量、實時性和傳輸可靠性的不同要求，無法兼顧數據傳輸性能與傳輸費用。

針對以上問題，本文在電梯監控端對電梯實時運行狀態和轎廂內的音視頻信號分別進行采集，并根據它們的特點與傳輸要求，兼顧數據傳輸費用，分別采用3G網絡和Internet網絡進行傳輸，既有效保證了信號采集的可靠性，又能在保證數據傳輸性能要求的基礎上降低數據傳輸費用，還可以根據電梯所處環境的不同，方便調整數據信號傳輸的方式，使電梯遠程監控系統的實施具有靈活性。

1 系統總體設計

電梯遠程監控系統對電梯內的檢測信號繁多，主要分為電梯的實時運行狀態和電梯轎廂內的音視頻信號兩大類。電梯的實時運行狀態的檢測數據具有間斷、突發、數據量少的特點，對傳輸的實時性和可靠性要求高；梯轎廂內的音視頻信號的檢測數據則有持續、數據量大的特點，對傳輸的實時性和可靠性的要求不是太高。3G移動通信技術是指支持高速數據傳輸的蜂窩移動通訊技術，速率一般在幾百kbps以上，它允許用戶在端到端分組轉移模式下發送和接收數據，不需要利用電路交換模式的網絡資源，可靠性高，不受地理位置的限制，特別適用于實時運行狀態的檢測數據的傳輸；Internet網絡傳輸費用低，適合電梯轎廂內的音視頻信號采集數據的傳輸。

為保證電梯檢測信號采集的可靠性，本系統對這兩類檢測信號分開采集。對電梯實時運行狀態信號由數據采集卡通過與電梯控制主板串行連接進行采集，通過數據總線傳輸至遠程監控終端的數據綜合和裝置進行集中與緩存，由與之相連的3G模塊進行傳輸；轎廂內的音視頻信號則由安裝在轎廂內的IPC采集，通過網絡線由TCP/IP協議傳送到遠程監控終端的交換機，再連接到Internet網絡傳輸。交換機與數據綜合和裝置連接，當遠程監控終端沒有3G網絡或Internet網絡時，系統可以采用其中任意一種網絡方式來傳輸全部監控數據，提高了系統組網的靈活性。

本系統能實現遠程訪問電梯，讀取電梯的運行參數及歷史故障記錄，通過解析電梯的運行參數，了解當前電梯的運行狀態；通過解析電梯的故障代碼，了解當前電梯發生的歷史故障；通過遠程診斷，協助維保人員更好地對電梯進行保養；通過音視頻監控電梯內的狀況并與電梯乘客通話。

遠程監控系統分為數據采集端、網絡傳輸和遠程監控端三部分。數據采集端由位于控制柜附近安裝的數據采集器、轎廂內安裝的音視頻采集模塊和機房安裝的數據綜合和裝置組成；網絡傳輸由3G網絡模塊和交換機組成；遠程監控端由終端服務器、手持或監控中心的終端設備組成。系統架構如圖1所示。

以下介紹系統主要組成部分的功能。

⑴ 數據采集器

數據采集器通過RS422通訊方式與電梯控制板連接，實現對電梯的監控、記錄并分析電梯的實時運行狀態，當電梯發生故障時，可迅速報警并上傳故障代碼到數據綜合和裝置。

⑵ 音視頻采集模塊

采用IPC設備，采集轎箱內的視頻數據及音頻數據，通過TCP/IP協議發送給交換機。

⑶ 數據綜合和裝置

接收數據采集器發送的數據，并可接收交換機發送的音視頻數據，通過本地存儲器保存數據，再通過3G發射器將數據發送出去。

⑷ 3G網絡模塊

采用3G模塊實現與3G網絡的聯通，實時把采集模塊和音視頻采集模塊采集到的數據發送到3G網絡中，并接收遠程監控中心發送的指令和網絡中的音頻數據。

⑸ 交換機

接收各個電梯的音視頻采集數據，與Internet網絡連通發送數據，并與數據綜合和裝置連通，向它發送音視頻數據，或接收它發送來的電梯運行數據。

⑹ 終端服務器

包括Web服務器、數據庫服務器和數據庫。Web服務器實時監測網絡端口，接收通訊網絡發送來的電梯實時運行數據和音視頻數據，通過數據庫服務器實時存入數據庫中，在需要時提取數據庫中的歷史數據。

⑺ 管理終端

包括各種PC機、平板電腦、手機等各種固定或移動智能終端，接收終端服務器發送來的信息，直觀地了解當前電梯的運行狀態，并向電梯控制板發送控制指令，實時查詢電梯的運行狀態，實現電梯的遠程診斷及遠程維保功能。

2 數據采集端的設計

2.1 硬件設計

⑴ 數據采集器

數據采集器采用Cortex-M0作為核心芯片，通過RS422通訊方式與電梯控制板連接，利用422電平轉換芯片進行電平轉換后與電梯主控板進行數據通信，讀取電梯的運行方向、當前層站、轎門開閉等運行參數和門區外停梯、沖頂、蹲底、運行中開門和超速等故障信息，并可對電梯主控板進行參數設置。數據采集器采用標準串行通信方式，并取電梯主控板422接口處的5V電源為采集器供電。利用485串行通訊接口通過數據總線與數據綜合和裝置進行數據通信，轉發電梯的運行參數與故障信息。RS232 console接口利用232串口與調試顯示設備進行數據通信，在進行本地調試的時候輸出調試信息供調試者觀察。RS232程序燒寫口利用232串口與ISP燒寫工具連接實現串口形式對CPU進行程序燒寫，方便程序調試和修改等操作。數據采集器的硬件模塊結構如圖2所示。

⑵ 數據綜合和裝置

數據綜合和裝置采用基于ARM920T內核的16/32位RISC嵌入式微處理器S3C2440A作為核心，綜合了RS485模塊、USB-3G功能模塊、網口模塊、蓄電池模塊、USB接口模塊和RS232 Console接口模塊等。RS485模塊以HOST模式運行，通過485總線連接多個電梯數據采集器。網口利用網絡協議接口芯片進行數據轉換后與局域網連接，收發音視頻數據。USB-3G模塊引用CPU的一對USB接口與其他輔助電路組成USB HOST模式接口，用于連接3G模塊并和其進行通訊，達到利用3G模塊發送和接收數據的效果。引用CPU的一對USB接口與其他輔助電路組成USB HOST模式接口，用于讀取作為音視頻暫存器的U盤或其他USB設備。數據綜合和裝置的模塊結構如圖3所示。

2.2 軟件設計

數據采集器、數據綜合和裝置的軟件是基于Linux操作系統的，使用C語言和keil C51開發工具進行開發[6]。

數據采集器程序主要有電梯控制信號采集子程序和串口通信子程序。電梯控制信號采集子程序針對的是公司電梯控制器主板，根據主板型號與通訊協議直接從主板獲取電梯的實時運行參數，通過RS422接口傳回數據采集器。串口通信子程序完成采集模塊與數據綜合和裝置之間的數據傳輸。

數據綜合和裝置實現IP模塊相關指令及3G模塊相關指令[7]，完成上網、建立連接、發送數據等功能。程序分為主程序、終端串口通信子程序。主程序完成3G模塊初始化與網絡連接等操作。串口通信子程序完成與數據采集器之間的數據傳輸，采用串口通信的方式控制3G模塊，通過向串口寫命令，對模塊發出控制指令，根據串口返回的信息來判斷執行情況。這個過程和Windows里面的“超級終端”工具十分相似。消息是以“AT指令”的形式發出。AT指令集有一整套完備的功能，對標準的通信模塊都予以支持，支持標準的“AT指令集”，并且提供相應的擴展指令。3G模塊支持斷線重播機制，可以實現自動連接的功能。數據綜合和裝置程序的運行流程如圖4所示。

3 遠程監控端的設計

遠程監控端設于維保單位，用于實時監測電梯的運行狀態，接收數據綜合、裝置和交換機發送的監控數據與音視頻數據，并儲存在數據庫中。同時可以主動向數據綜合和裝置發送指令，進行實時電梯狀態及故障的查詢。當電梯發生故障時，可以第一時間查看電梯運行狀態及乘客狀態，實施遠程救援，同時可以直接進行對話，了解現場情況。可通過各種移動通訊運營商的通訊網絡與各種移動通訊工具通訊，接收電梯運行狀態信息，或維護操作命令。遠程監控端的網絡拓撲結構如圖5所示。

遠程監控端軟件采用B/S架構模式[8]，開發動態Web頁面，Web服務器采用微軟公司的IIS6.0，數據庫采用SQL Server。采用Net Interface實時監測網絡端口，接收通訊網絡發送來的電梯實時運行數據和音視頻數據；中間件CTRY實現各部分數據的處理、數據緩存和數據轉換等功能，并將數據送至Web服務器進行實時監控；采用DB服務器將網絡中接收到的電梯運行的實時數據存入數據庫中，在Web服務器需要查詢時提取數據庫中的歷史數據；Web Server以監測網頁的形式將電梯的實時運行情況，以及故障報警、音視頻的信息給用戶；用戶通過Web Browser瀏覽監測中心的監測情況并可實時跟蹤。用戶還可以通過Web Page查詢電梯的歷史運行情況和歷史故障列表等信息，在故障的同時通過視頻和音頻實時監測電梯內部情況并及時和電梯內部被困人員溝通。遠程監控端的軟件架構如圖6所示。遠程監控端的監控界面如圖7所示。

4 結束語

本文設計了電梯遠程監控系統，針對兩類電梯遠程監控信號——電梯實時運行信號和轎廂音視頻信號的特點，分別進行數據采集，并由3G網絡和Internet網絡分別進行數據傳輸，不但提高了系統的可靠性和穩定性，節約了監控系統的運行費用，而且還可以根據監控終端的網絡環境調整數據傳輸方式，提高了系統的適用性。該系統作為公司開發的新一代高速電梯的一個重要組成部分，已在多個項目中得到應用，實際應用效果表明，該監控系統具有較好的適用性和推廣價值。下一步的研究是對該系統與電梯群控系統的功能做進一步整合，例如利用該系統采集的轎廂視頻信號對轎廂內的乘客人數進行視頻識別，將結果提供給電梯群控系統，提高群控調度的效果。

參考文獻：

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篇（4）

1.系統概述

最近幾年，夏季暴雨頻繁，北京、成都、廣州等地都發生過城市涵洞人、車溺水事故，主要原因在于不知涵洞水位。基于城市涵洞水位監測系統能夠對實時監測、顯示涵洞水位，當水位超過警戒線時，自動發出警報，及時提醒過往行人。本系統的開發能夠補充城市涵洞排水不夠完善的缺點，切實消除安全隱患，保證人民生命和財產安全。

2.系統總體設計

本文所設計的城市涵洞水位監測系統采用GPRS通信方式，并采取自報/應答混合的工作方式，主要由以下三部分組成：監測節點、GPRS 網絡和遠程監控中心。監測節點的主要功能是檢測涵洞水位信息，并通過 GPRS網絡與遠程監控中心實現互通。遠程監控中心的主要功能是處理涵洞數據存儲、接收等水位信息，實現實時數據顯示、歷史數據分析及查詢等。城市涵洞水位監測總體設計如圖1所示。

3.硬件設計

3.1監測節點子系統

監測節點控制子系統硬件核心為LPC2368的處理器，可以將傳感器調理電路感知到的水位信號進行處理。控制器的AD接口通過 I/V 轉換電路連接水位傳感器。控制器的 UART0 接口通過 RS232 串口通信電平接口轉換電路連接 GPRS 模塊，用以傳輸水位數據。控制器的 SPI 接口連接存儲模塊，用以存儲水位數據。水位傳感器采用 WL400 投入式壓力傳感器。量程為 10m，精度為±1%，分辨率為 1mm，工作電壓為 12V。監測節點將傳感器采集上來的水位信號轉換為水位數據信息，通過給GPRS模塊發送AT指令，使其按照一定格式發送數據給遠程監控中心。水位傳感器采集的水位信息，輸出為 4-20mA 標準電流信號，通過 I/V 轉換電路轉換成標準電壓信號后，傳輸給控制器。控制器通過對水位信號的處理后，將其轉變為數字信號存儲在存儲模塊中，當水位超過警戒線后啟動報警模塊，并通過通信模塊GPRS將數字信號傳輸給遠程監控中心。監測節點子系統硬件設計如圖2所示。

3.2 GPRS通信子系統

本系統平臺應用于城市涵洞，既要保證將釆集到的水位信息及時有效的發送到監測中心，同時又要求在系統監測節點發生故障時能夠發出報警信息，綜合各方面考慮，釆用GPRS與SMS混合通信的方式，以實現數據傳輸與報警反饋的功能。

設備的串口根據接收數據中的通道選擇命令來決定數據通過GPRS或SMS方式來發送數據，方式轉換采用虛擬串口即軟件復用串口方式，通過AT指令選擇工作在哪個通道。通信模塊釆用SIMCOM公司的雙頻GSM/GPRS SIM900A，對通信模塊的控制由MCU發出的AT指令進行控制，沒有引出語音接口，外部功能模塊主要是電源接口、SIM卡接口以及MCU相關的接口等。GPRS模塊與控制器通過串口進行收發數據，如圖3所示：

3.3遠程監控中心

遠程監控中心主要將無線基站發出的水位信息入庫，在此基礎上管理和分析水位數據。系統開發主要基于J2EE平臺，采用B/S架構的管理模式，采用分層的MVC的架構設計模式，包含實時數據顯示、報表輸出、統計分析、超標報警、系統時鐘、參數設置等功能。

4.軟件設計

本設計中選用的μC/OS-II嵌入式實時操作系統，結構簡單，主要優點有：本操作系統采用C語言和匯編語言編寫，而且其中絕大部分是C語言，易于上手，修改方便。監測節點軟件流程如圖4所示：

5.小結

本論文研究開發了一種面向城市涵洞水位監測系統。該系統以嵌入式處理器為基礎，通過GPRS無線通信技術，對城市涵洞水位信息進行采集、傳輸、報警等處理，實現了水位監測的實時性和自動化。 [科]

【參考文獻】

[1]呼娜.基于無線傳感器網絡的水質監測系統研究[D].西安建筑科技大學，2012.

篇（5）

中圖分類號：TP393.07 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 03-0000-01

Remote Monitoring Application Research and Implementation Measures in the Campus Web Server

Zhangan Feng

(Century College of Beijing University of Posts&Telecommunications,Beijing102613,China)

Abstract:The campus network has become a campus building an important part,especially in institutions of higher learning,its importance has become increasingly prominent,not only can improve the level of school information,and to the work of teachers and students learn a big help.However,some risks unique to the network need to be concerned,which requires schools to strengthen school management and supervision of the network server.Way of using remote monitoring system to monitor the network has become an important measure of network security management,how to remote control used in the management of campus web server,is this paper's main focus.

Keywords:Remote monitoring;Campus network;Server;Measures

一、校園網絡遠程監控的必要性分析

隨著整個社會網絡信息工程的更加普及，高校對校園網絡建設的工作也日益重視，在眾多的校園中，校園網絡的建設工作已經初具規模，網絡結構的構建也更加復雜，服務器的數量也越來越多，特別是我國有一些高校校園結構特殊，有下級學院或者分校，對這種情況的校園網絡進行管理，就需要一個更加科學更加靈活的管理方式。利用遠程監控對校園網絡進行監控管理，是當前比較常見的一種監控方式。那么，為什么要對校園網絡進行監控，我們從以下幾個方面來分析：

（一）網絡正常運行的管理需要

網絡雖然是一種虛擬的抽象存在，但是它同眾多的客觀事物一樣，正常規范的運行也必須依賴監督和管理。在網絡的運行中，也會出現網絡擁堵、程序癱瘓、服務器異常等情況，導致這個校園網絡的運行出現障礙。一旦網絡運行出現障礙，會對學生的學習，老師教學的展開，校園各項管理工作帶來極大地不方便，特別是當前高校中已經普遍實現了信息化管理，對網絡依賴的程度越來越高，如果不能保證網絡的通暢穩定，就會給高校各種工作的開展帶來困難。同時，這些導致網絡不穩定的狀況不具有可預測性，所以必須長期的靈活的關注，一旦出現問題立即做出反應，這是校園網絡要求利用遠程監控的一個重要原因。

（二）信息安全的管理需要

隨著高校信息化水平的提高，高校的各項數據通過網絡的方式進行存儲和傳遞的數量越來越多。信息時代的一個重要問題就是網絡安全問題，在高校的網絡運行中，安全管理工作同樣重要。保障高校網絡運行的數據安全是利用遠程監控對校園網絡服務器進行監控的一個重要原因，因為校園網絡中可能包含高校行政管理的相關方案和數據、校園發展的相關動態、學校的文獻資料、圖書資料等內容，一旦這些內容被泄露，會對高校管理的工作帶來不必要的麻煩和損失。在當前的社會中，由于對網絡安全的犯罪在法律條文和具體的執行操作上都存有弊端，所以網絡安全犯罪也屢見不鮮，惡意的網絡攻擊、數據竊取已經成為危害信息數據安全的常見案例。通過遠程監控對校園網絡安全進行管理，一是要防患與未然，做好積極的應對；二是要在情況發生以后，迅速及時的予以攔截和反擊。通過主動和被動兩種方式，來保證校園網絡的正常運行。

（三）這是校園網絡群體特征的要求

校園網絡的一個最主要群體就是高校校園中的在校學生，學生作為網絡運行的適用主體，就對整個網絡提出了更高的要求。遠程監控不但體現在監督作用上，而且還體現在管理功效。對校園網絡進行管理，這其中對于學生的學習而言就是要做好網絡運行的時間管理分配工作，避免因為學生對網絡的過于依賴導致了對學業的偏廢甚至荒廢，通過外界力量的干涉，對這種不良的行為予以克制和規制，使校園網絡更好的為學生的學習服務，盡量發揮其積極功效的一面，這是使用遠程監控對校園網絡服務器進行監管的一個重要方面。

二、校園網絡遠程監控的內容分析

校園網絡的遠程監控，無論是從內容上還是功效上來看，都是一項極為復雜的工作。按照對校園網絡進行監控的目的來對遠程監控的內容進行分析，主要有以下幾個方面：

（一）對校園網絡運行的區域和時間進行監控

很顯然，校園網絡是一個覆蓋范圍較大的局域網絡，局域網絡的特征就是在特定的區域范圍內能夠正常的使用該網絡，信號或網絡連接器的設置比較特殊。對校園網絡進行遠程監控的首要內容就是對校園網絡作為一種局域網的特性進行監督，對服務器接入的范圍進行監管，將范圍控制在校園運行的范圍內，這也是保證校園網絡穩定安全運行的有一個重要內容。另外，對校園網絡的運行時間進行管理和監控，這是校園網路的特性所決定的。在當前的高校中，很多高校的信息網絡為了保證學生正常的休息時間，對網絡的運行也按照學生正常的作息時間來安排。例如一般高校在晚上十一點半以后都選擇關閉校園網絡，避免學生因為沉迷于網絡而出現的熬夜等不良現象的出現。從這點上來看，我們可以知道校園網絡的運行，也必須為校園的學習氛圍進行考量，畢竟高校是一個讓學生學習知識，強大自身的一個地方，各項工作的開展，都必須為這一主旨思想而服務，這也就決定了校園網絡監管的任務和對象。

（二）對校園網絡進行流量監管

流量監管是對網絡運行進行監管的一個比較常用的手段，流量是考察一個網絡是否穩定運行的一個重要方面。在校園網絡中，對流量的監管就更為重要。網絡作為一種校園的公共資源，同樣必須遵循的合理均衡的原則，但是在現實生活中，有很多行為非常占用流量的使用，例如利用軟件進行一些高強度的下載，玩大型網游，一些視頻播放的加速器等，這些都是非常占用流量資源的。一個網絡服務器能夠提供的能量和資源始終有限，如果這些有限的資源被某一個體高強度的占用，那么就意味著其他個體只能少用或者不用，當然，這種情況通常表現的就是網絡無法正常運行。這種資源的分配不均勻，會給他人的工作和學習帶來阻礙和困擾。當然對這種行為的規制需要靠自覺，但是我們也可以通過對流量的監控對這種現象予以應對。對于IP地址流量不正常或者說流量過于大的，管理人員可以通過技術手段對其進行限制和規制，以此來保證整個網絡的有序進行，不因某個體的行為對整個網絡的運行工作帶來困擾。

（三）對校園網絡的信息安全進行監管

這里所說的信息安全，與文中第一部分提到的信息安全有所區別，除了數據安全的內容以外，信息安全的范圍應該包含更加豐富的內容，例如信息傳播的內容和思想是否健康，是否會對學生的發展產生不良的影響。校園網絡的受眾群體就是廣大的學生，高校的學生在這一時期還處在自己的人生觀和價值觀形成的階段，而此時，也是他們獲取大量的知識來形成個人價值觀的重要時期。網絡時代是一個信息高速膨脹的社會，通過網絡可以搜索到各種各樣的新聞或者資料，積極健康的資料自然有利于學生科學價值觀的正確形成，但同時我們也應該意識到，消極不健康的信息資料在網絡上大量存在也是不爭的事實。另外，網絡論壇、BBS、SNS社區等越來越多網上交流版塊已經越來越普遍，這些已經成為高校學生交流思想的重要原地，各大學校的BBS論壇已經成為每一個高校文化獨特的風景線，但是，一些不法分子，或者說別有用心的人，正是利用這些工具散播不實信息，影響學生的判斷，故意挑起事端引導網絡上的激烈爭辯。這些現象都是校園網絡監管也應當關注的內容，通過對話題的敏感度進行篩選分析，對不良的內容和信息予以排除，以此來保證整個校園網絡的健康運行。

三、校園網絡遠程監控的措施分析

（一）基于軟件的方式

這種方式既有屬于操作系統自帶的功能，如：Windows 2000Server所支持的終端服務以及Win-dows XP 和 Windows 2003 所支持的遠程桌面等，也有一些商業軟件或第三方免費軟件，可供選擇的軟件種類繁多。但是這些功能或軟件的應用無一例外都是與操作系統本身的狀態有關，當操作系統由于種種原因停止響應，甚至崩潰死機的時候，遠程管理也就無從談起，因此這種方式更適合作為監控系統狀態、性能以及日常系統維護之用，實施常規性預防性的管理，而對于較為嚴重的系統故障和問題則無能為力。

（二）基于硬件的方式

基于硬件的遠程管理技術是通過服務器內置的硬件模塊或特殊遠程管理卡來實現，它是由專用的存儲控制器、以太網控制器以及使用單獨指令集和數據緩存的管理芯片等組成的自主管理子系統，完全獨立于服務器的操作系統，相對更為底層。這樣，無論服務器是否開機，是否安裝有操作系統或者系統是否正常運行，都可以使用標準的WEB瀏覽器通過網絡對其進行全面的控制操作，實施遠距離管理。硬件方案只需連接線材，無需逐一安裝及設定，如通常所用的KVM具備OSD工具，支持多種多計算機管理功能，再如KN9116具備畫面切割顯示的功能(Panel Array)，所以硬件方案在集群式服務器遠程控制管理上有著絕佳的優勢。

（三）iLO技術

現在許多服務器制造廠商，如：IBM、DELL、惠普等，都有各自的服務器硬件級遠程管理技術和解決方案，實現的方式和所用名稱可能各有不同，但在功能和原理上還是基本類似的。以惠普ProLiant服務器為例作一介紹。惠普ProLiant服務器的集成式遠程管理技術叫iLO（IntegratedLights-Out），按其使用功能可以分為標準功能和增值功能2種。普通ProLiant服務器缺省內置的是標準功能軟件包，而其刀片式服務器則包含完整的功能軟件包。iLO的使用非常簡便，如果局域網內存在DHCP服務器，用戶只需把網線插入服務器上的iLO網絡管理端口，使用服務器上的標簽所示出廠時初始的 DNS和密碼，就可以通過標準的WEB瀏覽器進行訪問，不需要安裝任何客戶端軟件，當然，其中部分功能需要JVM（Java Virtual Machine）的支持。若沒有DHCP服務器，則可以通過 RBSU（ROM-Based SetupUtility）來設置相關參數。在服務器啟動自檢過程中顯示“IntegratedLights-Out press [F8] toconfigure”時，按下“F8”鍵，即可進入iLO設置界面。因為iLO已經提供了工業標準的128位SSL（安全套接層）加密技術和 SSH（SecureShell）Security等一些安全措施，因此當管理員在企業外部進行遠程訪問時，既可以選擇通過防火墻端口映射或主機映射到iLO端口，也可以選擇更為安全的、通過VPN（虛擬專用網）的方式接入內部網。

參考文獻：

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一、引言

隨著網絡通信技術的發展，自動化控制系統的要求也越來越高，從過去的集散式自動化控制發展到分布式自動化控制，再發展到目前流行的現場總線自動化控制，以及逐步成為趨勢的工業以太網自動化控制，目前基于網絡實現的遠程無人值守自動化控制逐步得到了廣泛的關注、研究和應用。由于網絡帶寬的擴充，使得基于網絡的遠程無人值守成為了可能，但是這也對監控平臺提出了更高的要求，除了傳統的依靠傳感器監測機電設備的生產狀態、工作狀態之外，還必須要對整個環境實施全方位的監控，因而視頻監控也要實現基于網絡化的遠程控制。

過去傳統的視頻監控都是就近接線實現就近監控，隨著數字化管控、一體化管控概念的提出，遠程視頻監控也逐漸成為了當前安全監控、自動化監控的必然需求，因此，如何基于以太網構建遠程視頻監控系統，是當前遠程監控系統必須要解決的技術問題之一。本論文主要結合工業以太網的實際功能，對基于網絡的視頻監控平臺展開系統的分析設計與研究，以期能夠從中找到面向網絡的遠程視頻監控系統的設計應用方法，并以此和廣大同行分享。

二、基于網絡的視頻監控平臺的總體分析

2.1設計原則

基于網絡實現的遠程視頻監控平臺，在設計時除了要滿足其基本的視頻監控功能外，還必須結合實際的應用需求進行設計，確保功能滿足的同時實現最佳的經濟效益，為此，需要確立以下幾個設計原則：（1）先進性。基于網絡的視頻監控系統必須要足夠先進，要能夠滿足當前網絡系統、視頻監控設備的接口類型，整體采用性能優良的監控裝備，確保整個系統在相當一段時間內能夠保持領先的水平。（2）可靠性。從系統設計、部件選型、系統裝配、軟硬件配置等各個角度入手，都要確保系統的高可靠性，在任何惡劣環境以及網絡資源有限的情況下，監控系統都能夠穩定可靠工作。（3）方便性。整個監控管理界面應當具有良好的人機交互性，即使不具備計算機操作知識的人員依然能夠方便的實現遠程視頻監控和相關數據記錄的查閱、調取和管理，同時從系統的后期維護保養的角度來說，也要方便整個系統的維護和維修。（4）擴展性。系統除了要滿足當前的監控功能外，還必須設計一定的功能冗余，一方面要能夠實現將來新監控設備的補充，以實現新的監控功能；另一方面還要設計適當的擴容接口，以滿足系統日后的升級，包括更換更新的設備、網絡擴容以及增加其他必要的控制模塊等。

2.2功能需求分析

（1）圖像視頻監控功能。基于網絡的遠程視頻監控平臺，首要功能自然是圖像視頻監控功能，該平臺系統應當能夠提供24小時不間斷的視頻監控功能，同時自動存儲圖像視頻資料，以供后期查閱和調用管理。（2）數據管理功能。對于存儲的圖像視頻數據，應當按照時間節點自動存儲管理，通過所設計的數據庫管理軟件能夠對龐大的視頻圖像數據方便的進行直接管理，按照用戶的管理需求進行數據管理。（3）用戶安全管理功能。由于視頻監控系統實現了網絡化和遠程化，因此系統的網絡安全性必須要著重設計，確保整個網絡系統的安全，對于用戶登錄的權限，也必須加強管理，確保實現不同權限等級的用戶擁有不同的數據管理功能。

三、基于網絡的視頻監控平臺的實現

3.1系統網絡結構設計

（1）網絡介質的選擇。現在網絡鋪設的介質主要有雙絞線、同軸電纜和光纖。目前雙絞線應用的已經比較少了，同軸電纜在遠距離傳輸方面并沒有突出的優勢，而光纖目前是主流的網絡傳輸介質，一方面因為光纖傳輸速率快，失真少，更重要的是光纖傳輸尤其適合應用于遠程監控，況且視頻圖像監控所形成的視頻數據都是大流量數據，極易造成網絡的擁塞，而采用光纖作為傳輸介質，極大的避免了網絡擁塞的發生。（2）網絡拓撲結構的選擇。網絡拓撲結構一般有星型結構、樹型結構、網狀結構、環型結構以及總線型結構等。各種類型的網絡物理拓撲結構的性能對比見下表1。從表1可見，環型網絡拓撲結構適宜應用于遠程視頻監控系統，而且環形網絡由于具有鏈路冗余功能，因此能夠確保遠程視頻監控系統的穩定可靠運行。

3.2系統層次分析

基于網絡的遠程視頻監控平臺系統，從前端攝像頭到后臺控制中心，其網絡架構層次設計如下：（1）網絡攝像頭層。作為遠程視頻監控平臺的最前端，采用網絡攝像頭的最大好處是避免了因接口轉換而帶來的成本上升的問題，直接采用RJ45接口將攝像頭拍攝到的視頻圖像畫面以通用的TCP/IP網絡傳輸協議進行傳輸，簡化了網絡層次和結構。（2）網絡傳輸層。采用光纖構建的千兆工業以太網是整個遠程視頻監控平臺系統的關鍵部分，承擔著視頻圖像數據的網絡傳輸。在網絡傳輸層，網絡傳輸平臺通過環形拓撲實現控制網絡冗余連接，即控制網上任何一點的單一鏈路連接意外斷開，系統都能通過環網的反方向提供后備鏈路，保證系統可用性的同時兼顧經濟性，環網主干鏈路全部采用單模光纖，保證故障切換時間均

3.3系統軟件配置

（1）終端顯示層程序。作為遠程視頻監控平臺系統的終端，其顯示程序采用了人機交互性友好的組態軟件進行開發，能夠借助于三維圖形逼真的還原監控現場的場景；另一方面，該顯示程序除了要能夠實現不同視頻攝像頭監測畫面之間的切換，還必須要能夠對畫面進行存儲管理。下面重點分析視頻采集程序的實現。（2）視頻采集軟件子程序。視頻采集模塊主要是通過相關函數接收來自攝像頭傳輸過來的視頻信息。在程序設計中調用ReadStreamData（HANDLE hChannelHandle，void* DataBuf， DWORD*Length，int* FrameType）函數來讀取參數hChannelHandle對應的視頻通道的音視頻數據流，并按照參數Length指定的緩沖區大小，將數據流讀取到數組DataBuf中，同時返回當前讀取的數據流的幀長度。這樣系統就可以對數組中的數據流信息進行后續的處理，如本地音視頻的預覽等。

四、結語

由于圖形視頻監控具有直觀、醒目的特點，因此在現代化的自動化控制系統中逐漸凸顯出特殊的監控作用，對于確保整個生產環境的安全具有至關重要的作用。基于工業以太網實現的遠程視頻監控平臺，是將遠程測控技術和計算機網絡通信結合的又一個典型應用，本論文重點針對遠程視頻監控平臺的結構與實現，給出系統的設計和實現方案，對于其他技術領域內應用遠程視頻監控技術提供了很好的范本，是值得推廣應用的。

參考文獻

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[3]張宗念.圖像、視頻壓縮編碼方法以及網絡實時視頻監控的研究.廣州：華南理工大學博士學位論文，2000

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【關鍵詞】 控制網絡；現場總線；ControlNet；以太網；交換式；共享式；

【論文類型】 應用基礎

：49000多字的碩士論文

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Construction and implementation of the intelligent community of network monitoring and control system platform based on LonWorks

Li Yun

(Department of Urban Construction; Hunan City University; Yiyang Hunan 413000)

Abstract: Construction of the control system in the article is based on the LonWorks network.Realization of network monitoring platform capabilities into on-site control level and monitoring, the management level. The core for on-site control level is in the distribution of the individual households intelligent node,which is mainly used to receive and process the input data from sensors, executive communication and control task and control actuator operating processes. On the basis of the on-site intelligent node，and through monitoring application of the DDE server，realize the system monitoring, management, maintenance, and other information exchange between computer systems, realize integration of the control and management information. Thenetwork monitoring for control systemis divided into the PC monitoring and remote monitoring.PC monitoring use intelligent community management computer with running network monitoring tools to monitor every security signal and meter reading signal, etc. Remote monitoring is on the basis of the PC monitoring, use the Web server to monitor remote real-time data that provided by remote host through the Intemet.

Keywords: LonWorks；Intelligent Community；Upper computer monitor；remote monitoring；Monitoring platform

智能小區是現代城市住宅的發展趨勢，代表著城市住宅的發展未來，利用現代4C技術(計算機、自動控制、通訊與網絡、IC卡)，通過有效的傳輸網絡，建立的一個由安全防范、綜合信息服務、物業管理中心、家庭智能化系統組成的，集服務與管理于一體的集成系統。小區智能化系統涉及到的內容較多，本研究構建出一套智能小區的測控系統，人機統一進行監控。應用開發好的節點，實現對現場三個模塊――安全防范模塊、自動抄表模塊、智能控制模塊的測控，并能將網絡變量的更新實時上傳，實現節點對數字、開關量信號的數據采集，還有數字量、開關量及脈沖信號的輸出 [1～4]。

1監控系統結構及原理

1.1上位機監控系統結構及原理

一個LonWorks網絡由智能節點組成。智能節點使用LonTalk協議，并通過一個或多個通信信道連接，因此網絡上的節點可以相互交換信息。LNS DDE服務器是網絡監控工具，用LNS DDE服務器支持的LonWorks監控系統可以直接從節點獲取狀態，并且可以控制節點的狀態。在LonWorks設備中進行數據交換的方式有以下幾種：網絡變量、配置屬性、應用和外部幀報文。文章設計應用了ShortStack技術的智能節點，只選用網絡變量方式進行。

基于LNS DDE服務器的監控系統結構如圖1所示。

1.2遠程監控系統結構及原理

基于Internet的遠程實時監控系統構成了Internet網――企業網――現場總線三級模式不，僅可以實現異地控制，也可以實現大范圍的資源共享[5]。實現遠程監控系統結構有三個層次：LonWorks底層測控網絡；上位機中Excel應用程序與LonWorks的接口以及與數據庫的接口：Web網與數據庫的接口、底層網絡信息的。遠程監控系統結構如圖2所示[6,7]。

上圖中所示，LonWorks網絡位于底層，包括智能節點及設備；中間層包括信息數據庫、組態軟機MCGS、Excel應用程序和LNS DDE服務器；Web層包括Web服務器、Internet互聯網和遠程主機。測控系統使用i.LON1000的嵌入式Web服務器實現遠程監控，遠端通過Web瀏覽器可以直接訪問LonWorks測控網絡上的每個節點。

系統的功能包括：遠程主機(客戶)可以通過瀏覽器在線監視底層網絡設備的網絡變量；遠程主機可以通過用戶界面向底層設備命令，實現遠程控制。通過Web網頁遠程監測現場節點，主要完成一個任務：應用Asp程序編制動態網頁，并實現對數據庫的打開、連接、關閉和查詢。

2 Web數據庫的處理

ASP(Active Server Pages服務器文件或數據庫的存取以及各方面數據的運算) 以通過ADO對象(ActiveX Data Object)與SQL語法(Structured Query Language結構化查詢語言)做到存取服務器數據庫的數據。ADO主要提供～個存取數據庫的方法。ADO是ASP重要的內建對象之一，凡是由ODBC驅動程序所能提取的數據庫，都可以通過ADO對象來存取里面的數據，對這些數據做增新、修改數據的操作。ADO由ADODB對象庫與7個子對象：Connection、Command、Parameter、RecordSet、Fields、Properties、Error以及4個數據集合：parameter、fields、Properties、Error所構成，對數據庫實現簡單的打開、讀取、查詢等功能。

2.1數據庫的建立、打開與關閉連接

存取服務器端數據庫的數據時，首先要做的第一件事，就是與服務器端的數據庫建立連接，要和數據庫建立連接就要使用ADO對象中的Connection對象，其步驟如下：

第一步：產生連接對象變量：

Set newconn=Server．CreateObject(“ADODB．Connection”)

ADODB是ADO對象的對象庫，而Connection是ADO對象中的一個子對象，因此可寫成ADODB．Conncention。Connection對象可以使用Server對象的CreateObject方法來產生一個名稱為newcorln連接對象。

第二步：取得目前數據真實路徑并指定給DBPa也變量：

DBPath=Server．MapPath(“dbname”)

通過Server對象的MapPath方法取得連接數據庫所在的真實路徑，并將取得的真實路徑指定給DBPath字符串變量，其中dbname為數據庫文件的路徑名稱。

第三步：開啟指定的連接數據庫：

newconn．Open“driver={dbdrvname}；dbq=”&DBPath

newconn參數是第一步延續過來的連接對象。Dbdrvname參數指所使用數據庫的驅動程序名稱必須和第二步的“dbname”相同類型。其對照表如表1所示。

2.2數據庫的數據取得

Recordset對象也是ADO對象的子對象，當數據庫的連接打丌后，就可以使用Recordset對象來選取儲存在數據庫內的數據。Recordset對象也可以是執行一個SQL命令中的Select語句來傳回符合條件的數據集合。在Connection對象中提供了Execute方法，讓我們可以對目前所連接的數據庫做查詢以及執行SQL命令等動作，并將查詢結果放入所指定的Recordset對象變量中，其語法如下：

Set RS=newconn．Excecute(SQLcol|tblname)

Newconn參數為Connection對象變量，由上面Server．CreateObject得到；RS參數為Recordset所需，以此當Recordset對象變量的可讀性較高；SQLcomd命令會根據Select的條件式尋找出符合條件的數據放入RS對象變量內；tbName參數代表數據表名稱，則通過Execute方法取得該數據表的所有記錄，放入RS對象變量中，同時產生了一個記錄指針指到該數據表的第一筆記錄；數據輸出完成后，可以使用Close方法將Recordset對象關閉。

2.3數據查詢

上面使用的Execute方法來取得數據表中的數據，以便將數據表的數據輸出，但是無法做到查詢等功能，通過使用SQL中的Select命令可以完成查詢所要數據的功能。其語法如下：

Select fieldname，fieldname2，???fieldnameN Fromtbhame

Where condition Order By fieldname Desc

Select后面所連接的fieldname，fieldname2，…fieldnameN是指定哪些字段的數據要做輸出，字段名稱之問必須以逗號隔開；From后面所連接的tblIlame是欲查詢數據的數據表名稱；若查詢的數據是由條件的篩選，就必須加上Where子句。Where子句后面的condition參數是一個條件式，它會將符合條件的所有記錄輸出；Order By后面所連接的字段名字是以此字段數據來作排序，若省略Desc參數則數據由小排到大，若加上則數據由大排到小,。

3測控系統的網絡監控平臺

3.1上位機監控平臺

上位機監控平臺對測控系統的安防模塊和自動抄表模塊進行監控。步驟如下：

第一步：使用LonMaker對測控網絡進行組網，并生成LNS網絡數據庫。

第二步：用Excel接收網絡變量更新[8]。

(1)在LNS DDE服務器環境中的文件夾頁，查找網絡變量；

(2)右擊要監視的網絡變量并且在工具欄中選擇“CopyLink”；

(3)在Excel中，右擊Excel表格中的一個單元格，從工具欄中選擇“paste”。這將復制與下列格式相同的一個公式：=application｜topic!Item。此時Excel將接收來自LNS DDE服務器的變量更新。例如：

=LNS DDE’Networkl．subsysteml．LMNV．’!’N-1．nviFire’

這樣可以實現excel單元格與應用程序LNS DDE，網絡Networkl子系統subsysteml的LonMark類型，設備名為N-1，網絡變量為nviFire的動態連接。

第三步：MCGS通過DDE與Excel的交互MCGS和Excel以DDE方式建立數據交換的過程。將Excel表單內網絡變量的數據輸送到MCGS數據對象中。

首先要在MCGS的“實時數據庫”窗口內進行變量定義工作，然后在MCGS組態環境的“工具”菜單中選取“DDE連接管理”菜單項，把變量設置為DDE輸入，同時對服務節點進行配置，這樣，當進入MCGS運行環境后，MCGS數據對象的值就顯示出Excel表單中網絡變量的值了從，而通過MCGS的監控界面就能直接對現場的網絡變量進行監控了。

上位機就是控制每一個節點的工作，它是構建LonWorks總線之上的，測控的重點放在住戶家庭設施方面，以每個住戶單元作為一個節點進行控制，并由小區物業統一監控管理。每戶的測控節點進行了設計，主處理器使用的是美國德州儀器公司推出的16位單片機MSP430F149。測控對象主要由三個模塊構成：安全防范模塊，自動抄表模塊，智能控制模塊，測控系統的結構如圖3所示。本文主要實現MSP430F149對三個模塊的信號采集及控制。

3.2遠程監控平臺

遠程監控平臺對自動抄表模塊進行遠程監控。在上位機監控系統中，文章已經使用Excel建立了一個小型的數據庫，擴展名為*．xls，本節使用HTML語言‘和ASP編制動態網頁，遠程主機通過Web瀏覽器對數據庫的內容進行監控[9,10]。

對數據庫的處理程序部分代碼如下：

Set newconD．=Server.CreateObject(“ADODB.Cormeetion，’、

DBPath=Server.MapPath(“xj.xls”)

Newconn.Open”driver={Microsoft Excel Driver(*.xls)1 dN=”&DBPaht

SQLcom=:Select*From STOCK Where Ttype=”’&name&””’

Set RS=.newconn.Execute(SQLcom)

IF RS.EOF Then

DO While Not RS.EOF

For 1=0 To RS.Fields.Count_1

Response.Write RS(i).Value

Next

RS.MoveNext

Loop

RS.close

Newconn.Close

End IF

％>

4智能小區測控系統

構建出一套智能小區的測控系統，包括安全防范模塊、自動抄表模塊和智能控制模塊。然后給出智能節點與各模塊中設備的通信接口，并編制節點對各設備的信號采集及控制的流程圖。實現了節點對數字、開關量信號的數據采集，還有數字量、開關量及脈沖信號的輸出。對安全防范模塊及自動抄表模塊實現上位機監控，包括使用LonMaker for Windows進行組網，使用LNS DDEServer建立數據庫，供Excel調用，應用MCGS組態軟件建立一個用戶界面并調用Excel內數據，完成現場實時監控。然后在上位機監控的基礎上實現對自動抄表模塊的遠程監控，使用iLonl000內嵌的Web服務器，在網頁上嵌入實時“三表”數據，供遠程主機通過Internet進行訪問，對測控系統實現網絡監控[11-13]。智能小區測控系統的網絡監控平臺整體結構如下圖3所示。

5結論

（1）構建了智能小區測控系統的網絡監控平臺，設計了監控系統，能夠對現場設備進行現場監控和遠程監控，智能小區管理計算機通過MCGS組態軟件對各戶的“三防”、“三表”系統進行監控；

（2）智能小區管理計算機通過Web服務器，提供遠程主機對現場“三表”系統進行遠程監控，實現了智能小區測控系統的網絡監控平臺的構建；

（3）基于LonWorks網絡技術，可以向網上添加節點，不需改變整個網絡結構，便于測控系統以后的擴展。

參考文獻

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篇（9）

參考文獻:

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篇（10）

 

一、電氣火災的原因和危害性

我國的電氣火災大部分都是因漏電和短路而引發的，在低壓配電系統中，電氣線路的漏電和短路是導致電氣火災發生的根源和重要原因之一，并對國家經濟和人民生命財產構成了很大的威脅，應引起大家高度的警惕和重視。

當電氣線路和電氣設備的絕緣受到損傷而導致接地故障，主要是指相線對地或與地有聯系的導電體之間的短路，包括相線與大地、PE線、PEN線、配電和用電設備的金屬外殼、敷線鋼管、橋架線槽、建筑物金屬構件、上下水和采暖、通風等管道以及金屬屋面、水面等之間的短路。科技論文，火宅。當發生接地短路時在接地故障持續的時間內，與它有關聯的電氣設備和管道的外露可導電部分對地和裝置外的可導電部分間存在故障電壓。此電壓可使人身遭受電擊，也可因對地的電弧或火花引起火災或爆炸，造成嚴重的經濟和生命財產損失。

電氣短路主要包括金屬性短路和接地電弧性短路兩種：金屬性短路是由導體間直接接觸，如相與相之間、相與N線之間短路，其短路電流大，短路點往往被高溫熔焊，金屬線芯產生高溫以至熾熱，絕緣被劇烈氧化而自燃，火災危險甚大，但金屬性短路產生的大短路電流能使斷路器瞬時動作切斷電源，火災往往得以避免；接地電弧性短路是因短路電流受阻抗影響，電弧長時間延續，而電弧引起的局部溫度可高達2000℃以上，足以引燃附近可燃物質引起火災，但由于接地故障引起的短路電流較小，不足以使一般斷路器動作跳閘切斷電源，可見接地電弧性短路引起的火災危險遠遠大于金屬性短路。科技論文，火宅。電氣短路以單相接地故障居多，電氣火災的危險則以接地電弧性短路為最嚴重。另外不論是TN系統還是TT系統，接地故障回路的阻抗都大于帶電導體短路回路的阻抗，這也是形成接地電弧性短路的一個重要原因。

通過分析電氣火災的原因，在低壓電氣線路上加裝防火漏電報警就是一種行之有效的防范措施。通過防火漏電報警系統，能夠準確地監控電氣線路的故障和異常狀態，提早預警發現電氣火災的隱患，及時報警提醒人員去消除這些隱患，避免火災給國家經濟和人民生命財產造成巨大損失，把電氣引發火災消滅在萌芽狀態。

二、防火漏電報警的內容組成及功能特點

防火漏電報警以帶激勵脫扣器的塑殼式斷路器為主開關，另外配備各種采集、記憶、通訊等元器件，集漏電、短路、過載、過壓、欠壓、防雷、防誤合閘、故障類型識別、強制斷電等各種保護功能于一體，并具有來電顯示、聲光報警和本機自檢功能。防火漏電報警主要作為剩余電流式電氣火災監控探測器使用，并通過防火漏電報警系統。對電氣線路的故障和異常狀態進行實時監控，使被動防火變為主動防火，實現集中監控和管理的目標。其主動性功能特點如下：

1）系統啟動后首先對電氣線路進行全面運行檢測，以便及時發現和消除電氣火災隱患。當不存在電氣火災隱患時才允許開關合閘接通，若存在電氣故障時提前預警并可以斷開回路，未排除電氣故障前拒絕合閘接通，確保低壓配電系統安全可靠運行。

2）在低壓配電系統中，對電氣線路的運行狀況實行全天候在線自動安全監控，自動跟蹤診斷電氣故障，分析和識別故障類型，并發出聲光和語音報警，通知電氣維護人員及時排除故障，把電氣火災隱患消滅在萌芽狀態。真正做到“智能監控，防患于未然”。科技論文，火宅。

3）防火漏電報警采用了微電腦(PIC單片機)自動控制技術，取代了傳統被動式機械熱效應控制技術，全面實現升級換代，分斷速度更快，實測數據只有0.04秒，比傳統開關動作速度縮短了數倍，分斷速度越快，所產生的電氣火花就越小，一旦發生故障能快速切斷，增強了安全可靠性。

4）系統具備“黑匣子”記憶功能。通過一臺電腦在5km范圍之內，可對多臺防火漏電報警實現遠程監控。隨時可關斷或接通用戶供電線路，隨時可查詢用戶供電線路安全用電情況，隨時調閱每臺防火漏電報警當前或歷史運行情況，一旦發生漏電、過載、短路等故障時能準確在電腦界面上顯示出發生故障的供電線路具置和發生故障的時間。使故障發生的原因一目了然，便于維護和管理。

5）系統采用智能化網絡管理。采用RS485／RS422四線制全雙工通訊模式，傳輸距離在5km以內。科技論文，火宅。同時可與煙感、溫感或可燃氣體探測器及火災自動報警系統中心實行聯動控制，把配電與消防系統有機結合起來，實現雙重報警和控制功能，大大提高了對漏電火災監控的可靠性和保護性，從根本上解決了電氣火災誤報和漏報現象，全面主動防御電氣火災事故的發生。科技論文，火宅。

6）系統實行多功能全面保護，除傳統的漏電、過載、短路保護外，又增加了防止過壓、欠壓、雷電感應和誤操作等防護措施，以避免對電氣設備的損壞，造成不必要的經濟損失。

三、防火漏電報警系統的實際應用

防火漏電報警系統由防火漏電報警、集線器、中繼器、轉換器、臺式監控主機或電腦等設備組成。系統以防火漏電報警作為剩余電流式電氣火災監控探測器使用，集各種保護功能為―體，擔負起各種電氣故障的實時檢測、采集和發送任務，并具有來電顯示、聲光報警和本機自檢功能，對過電流、剩余動作電流、動作與延時時間等各種參數值進行現場或實測后設定。采用先進的動態閾值檢測和自動判斷技術、高靈敏度剩余電流探測、新型故障數學模擬算法和現場總線技術，為智能遠程監控的實施起到了重要的作用。

系統對電氣線路的運行狀況實行全天候在線自動安全監控，隨時檢查各用戶安全用電情況，可接通或分斷用戶電源，并具備“黑匣子”記憶功能。準確報出故障線路地址，監視故障點的變化，滿足了《新高規》中，“儲存各種故障和操作試驗信號，信息存儲時間不應少于12個月；切斷漏電線路上的電源，并顯示其狀態；顯示系統電源狀態”等要求。

系統可實現獨立監控，監控主機單獨設置在值班室或消防控制室內。也可采用通訊接口與火災自動報警系統聯網運行，實現雙重報警和控制功能，監控主機可與消防系統設備共用，設置在消防控制室內，達到集中監控和管理的目的。

四、總結

篇（11）

 

隨著科學技術的發展、城市現代化進程的突飛猛進,電梯作為一種高效、迅捷、安全、可靠的垂直運輸設備,成為了人們不可缺少的運輸工具。論文參考網。目前電梯廣泛應用的控制系統是由PLC控制的,其優點在于邏輯控制能力強、程序設計簡單、運行可靠性能高,但也存在人機交互能力有限、故障檢測不易處理等缺點。而本文所提供的是實際應用方案就是利用MCGS實現電梯的實時運行監控及遠程監控,大大提高人機交互能力,該方案通過RS485/RS232通信接口采集到PLC控制的模擬電梯的實時運行數據,利用MCGS在計算機構件電梯運行動畫,從而直觀、準確的反映電梯實時運行狀況,并在電梯運行遇到故障、或電梯內乘客發出求救信號時發出報警,而且MCGS的實時數據將為電梯的故障檢測提供有效、快捷的幫助,縮短維修時間。

一、系統方案設計

（一）系統總體設計

在PLC中編入四層電梯的控制程序,使四層電梯實物教學模型能正常運行,并能夠檢測到電梯狀態的信息。實時監控端通帶RS232/RS485轉換器的PPI/PC串口線讀取PLC的信息,并可以將所需改變的信息寫入到PLC中去,并通過組態軟件實現實時監控,遠程計算機通過Internet實現對電梯的遠程監控。

（二）PLC控制電梯模塊的設計

1、四層電梯模型的部件功能

模擬電梯部件功能:電梯外部有四層,其中一層只有上呼叫按鈕,四層只有下呼叫按鈕,二、三層既有上呼叫按鈕也有下呼叫按鈕,以實現乘客在電梯外的呼叫要求;電梯內有層數呼叫按鈕,開關門呼叫按鈕,緊急情況求救按鈕,以實現乘客在電梯內的呼叫要求。

2、PLC控制程序的設計

為實現其一般功能,PLC所設計的程序有:電梯在任何一層的內部呼叫、外部呼叫程序以及其指示燈程序,電梯的開關門程序以及其指示程序,電梯上下行條件程序、上下行程序以及其指示燈程序,呼叫電梯時的關門延時程序。為實現電梯緊急求救及電梯與建筑消防聯動功能,需要求救按鈕程序,報警及消防聯動、指示程序,管理室解除報警程序。

（三）MCGS實時監控模塊的設計

MCGS是為工業過程控制和實時監測領域服務的通用計算機系統軟件,具有功能完善、操作簡便、可視性好、可維護性強的突出特點。MCGS組態軟件由“組態環境”和“運行環境”兩個系統組成。

1、四層電梯的監控設計方案

MCGS對四層電梯監控總體實現過程:模擬電梯中的PLC各個輸入輸出點的信號通過數據采集設備傳送到計算機內,再將數據傳送到MCGS中的實時數據庫,與MCGS用戶界面建立了動畫連接,如模擬電梯的位置發生變化時,通過設備驅動程序將變化的數據采集到實時數據庫的變量中,該變量是與動畫屬性相關的變量,數值的變化使組態用戶界面的電梯圖形的狀態產生相應的上下變化,從而產生逼真的動畫效果,用戶也可編寫程序來控制動畫界面,經過數據的傳送從而對模擬電梯的運行實現控制,以達到滿意的實時監控效果。

2、MCGS實現監控的設計過程

1)用戶窗口的建立:用戶窗口是由用戶定義的用來構成MCGS圖形界面的窗口,所有的圖形界面都是由一個或多個用戶窗口組合而成的。在本次方案設計中,將電梯的整置,電梯門,電梯內外的呼叫按鈕制作成動畫,在整個監控系統完成之后,用戶可以在該界面上看到電梯的運行情況,并且可以在該界面上實現對模擬電梯的控制。

2)實時數據庫的建立:MCGS用數據對象來表述系統中的實時數據,把用數據庫技術管理的所有數據對象的集合稱為實時數據庫。論文參考網。本次方案設計中,在實時數據庫中將所需要的數據增加進去,包括控制數據和指示數據,再依次將所有需要定義的數據進行編輯、定義,其中“門位置”、“電梯位置”、“樓層顯示”等為數值型,定義好后進行保存。

3) MCGS與PLC通信的建立:設備窗口負責建立系統與外部硬件設備的連接,使得MCGS能從外部設備讀取數據并控制外部設備的工作狀態,實現對應外部運行過程的實時監控。本次設計中,在MCGS設備窗口中選擇PLC-{西門子S7-200PPI},將PLC程序中的輸入輸出點與MCGS中實時數據庫中的數據相對應,建立有效地連接。

4)運行策略的建立:運行策略的建立,使系統能夠按照設定的順序和條件,操作實時數據庫,控制用戶窗口的打開、關閉以及設備構件的工作狀態,從而實現對系統工作過程精確控制及有序調度管理的目的。本次設計,需要建立“一層內呼”、“二層內呼”、“開門”等一系列的運行策略。

5)監視畫面的設定與動畫連接:包括四種動畫連接的設置,一是上下位置的設置,如電梯轎廂的運動,二是左右位置的設置,如電梯門的開關,三是指示燈顯示的設置,四是層數數值顯示的設置。

二、系統調試

系統調試:在PLC模塊與MCGS組態軟件建立好通信后,根據控制要求,在調試過程中,根據功能分為4個模塊分別進行調試:①呼梯信號指示;②電梯開門,關門程序;電梯上行,下行程序;③電梯內的求救按鈕及消防聯動信號,管理室的解除求救按鈕的設定;④通信模塊的調試。

細節處理:①延時處理:模擬實驗過程中,運行原始程序,有呼梯信號,電梯馬上響應,這與實際電梯運行狀況不符。于是在電梯上、下行的程序中加入了呼梯信號響應延時2秒;另外一種情況就是當電梯門開后,電梯門過5秒鐘左右再關閉,這樣方便在這個時間內要出入電梯的乘客;②報警處理:在乘客按下求救按鈕或發生火災產生消防聯動時,此時,電梯的動作應該先要運行到一樓,管理室接到求救信號后,管理員進行處理,再解除求救信號。論文參考網。

三、結論

本實際應用系統硬件上實現了對模擬四層電梯較好的控制,并實現PLC與計算機上MCGS組態軟件的通信,通過調試,實現了在計算機上對電梯運行的監視與控制,并在乘客求救以及消防聯動時會產生相應的報警聯動效果,達到了設計要求。

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