GSM无线报警技术在电梯监控中的应用

摘　要：介绍了结合计算机控制与远程无线通信技术于一体的电梯远程无线报警系统。通过电梯主板与数据终端，将各地的电梯运行过程中出现的故障信息通过GSM移动电话网络及时传输到监控中心和电梯维护人员，实现异地分析电梯故障功能和了解电梯故障信息，从而使电梯维护人员到达现场可以快速解决电梯故障。

关键词：电梯；远程无线报警；数据终端；故障信息；GSM

引言
     电梯是智能建筑中的重要交通工具，随着高层智能建筑的大量涌现，电梯的数量的增多，电梯在现代建筑中的重要作用日益明显。保证电梯高效、可靠、安全的运行，越来越多地引起了人们关注。经常发生的情况是:电梯出现故障，维修人员不能及时赶到故障电梯的现场；电梯内缺乏有效的通讯工具，维修部门既不了解故障现状又不能提供必要的安抚，使受困人员承受着巨大的身心压力；维修人员不能及时地获得对电梯日常运行的记录和监测资料，增加了分析与排除故障的难度，大大延长了维修的时间。如果通过巨大的电梯保养维护计划很明显已经不符合时代发展的需求，因此实现24h全天候的远程监控技术正是基于以上原因而出现的。
     GSM（Global System for Mobile Communications）中文为全球移动通讯系统，俗称"全球通"，由欧洲开发的数字移动电话网络标准，GSM系统重要特点有防盗拷能力佳、网络容量大、手机号码资源丰富、通话清晰、稳定性强不易受干扰、信息灵敏、通话死角少、手机耗电量低等。目前已建成的覆盖全国的GSM数字蜂窝移动通信网，是我国公众移动通信网的主要方式，主要提供话音、短信息、数据等多种业务。而基于GSM短消息功能可以做成及时、准确的传输各种检测、监控数据信号和控制命令的数据通信系统，从而克服传统电梯远程监控做法的缺点，并将系统运行费用将到最低。
1.电梯远程监控系统的构成
     出于系统的实用性、实时性、准确性、可靠性、可维护性等性能的考虑，本电梯远程无线报警系统架构包含电梯控制模块、与电梯控制模块连接的无线通讯模块、以及与无线通讯模块通过无线网络连接的移动通讯模块。 总体结构见图1。

     各个模块的功能为：电梯控制模块可自动侦查电梯系统的状态，与无线通讯模块通过RS485连接，如果出现电梯故障，电梯控制模块通过RS485将故障电梯项目名称、电梯编号、故障产生时间及故障名称等信息传输至无线通讯模块；无线通讯模块为GSM模块，该模块将从电梯控制模块接收到的故障电梯项目名称、电梯编号、故障产生时间及故障名称等信息通过移动通信网络传输给移动通讯模块；移动通讯模块是手机的核心部件，拥有标准的通信接口，接收/发送语音和SMS短信。
2.基于GSM的短消息发送的实现
     短信的发送需要GSM模块和处理器协作完成，GSM模块与ARM处理器通过串口连接，处理器向串口发送接收AT命令与GSM模块形成通信回路。GSM模块支持两种方式来发送和接收SMS短信息，文本模式和PDU(Protocol Description Unit)模式，文本模式只能发送普通的AscⅡ字符，要发送图片，铃声，其它编码的字符(如中文)就必须采用PDU模式。PDU模式中，可以采用三种编码方式来编码要发送的内容，分别是7bit编码，8bit编码，16bit编码，7bit编码用于发送普通的AscⅡ字符，8bit编码通常用于发送数据信息，如图片和铃声，而16bit编码用于发送Unicode字符。三种编码可以发送的最大字符分别是160，140，70，本电梯远程无线报警系统就采用的是PDU模式，流程图见图2.

3.PDU模式下常用的格式与设置指令
     PDU模式是把短信正文经十六进制编码后被传送，其编码总体上分为三个部分：服务中心号、接收方手机号、短信内容，电梯信息传送长度可参照表1、发送方与接收方信息格式参见表2。
     表1电梯信息传送长度参照表

     为了说明发送短信息的过程，特举例如下: 向号码为 +8613891724908手机发送一条内容为"Test"的SMS，PDU串是0031000D91683198714209F80000A704D4F29C0E，它的长度是20个八位位组，而最左方的 00 位组是PDU串中的短消息服务中心字段，AT+CMGS=<length>指令的<length>不将其计算在内，所以首先应该发送AT+CMGS=19<cr>。
4.电梯远程报警系统的界面与功能
     每台电梯只需要安装一个GSM无线通讯模块，通过CAN总线与电梯微机主板的CAN接口连接，电梯控制模块就拥有了电梯故障无线远程报警功能，另外还需要维保人员的手机卡保证开通短信功能以接受故障报警短信，短信包含故障电梯项目名称，电梯编号，故障产生时间及故障名称。GSM无线通讯模块与维保人员手机则依托公众移动通信网络进行通讯，覆盖范围大，保证信息传输的及时性、完整性、可靠性。正常供电的情况下，电梯控制模块会自动侦测系统状态，一旦出现了故障关人、故障停梯等事件，电梯控制模块会立即通过无线通讯模块发送相应的短信息至电梯维保人员的移动通讯装置，维保人员能够及时知道，并及时处理。电梯无线远程报警装置有后备电源支持，电梯控制系统智能识别电梯的运行状态，电梯轿厢内操纵箱上的报警按钮也只有在电梯停电时呼叫才激活无线报警功能，使电梯使用更加安全。
     电梯远程监控系统所独有的故障信息记录数据库功能够方便地使维保中心建立起一套电梯运行、故障及维修档案库（见图3），被保养电梯何时出现故障、维修人员何时到现场、电梯地恢复正常等数据都会记录在数据库中。所提供的数据记录不是简单的数据列表，而是标准数据库文件（比如，微软access97所用的.mdb文件）。维保中心的操作员可以用相关程序打开数据库 ，定期对数据库进行数据整理、统计、报表打印等工作。例如可以对某台电梯，或某组电梯，或某一特定时间段的电梯故障及维修情况进行统计。通过这些数据文件（不是记录列表），可以清楚了解到维保中心所管辖的电梯的运行状况以及故障状况，还可以对维修人员在电梯故障后的到位情况、维修情况科学地、有效地监督管理；同时拥有安全保障体系，采集数据时进行一些必要加密<->解密处理，既确保了电梯运行信息、故障信息的准确性，也在硬件设备防偷、防损坏时提供一些依据。
5.结束语
     今后电梯的远程监控系统可以开发出自我管理功能、智能分析等功能。自我管理功能就是能从电梯系统自身特点出发，对每个功能模块进行自我检查和测试，及时发现可能存在病症，找出病因，提醒维护人员予以解决；智能分析功能则是采用专家系统、模糊控制、神经网络等人工智能技术，来模拟人的思维，对电梯运行过程中相关的知识和以往的处理方法进行学习，以优化设备性能，减免维护工作量。据了解，电梯远程监测技术已与3G手机相结合，电梯使用单位、维保单位、监管部门可以随时用3G手机监视电梯的运行状况。一旦发生紧急情况，还可以用3G手机与电梯中的乘客通话，安抚他们的情绪，目前，这一技术已在部分政府办公楼开始试点。
     随着电梯技术的开发研究，高效、高速、智能化控制的电梯一定会提供优质良好的服务；实践表明：电梯远程监控系统作为电梯企业进行技术服务及市场竞争的重要手段，已经从幕后走向了前台。因此不断改良远程电梯监控系统，使其保持技术先进、成本低廉是非常必要的，这也是我国电梯行业迈向世界化的坚实脚步。
参考文献：
刘明，朱明富.基于GPRS的电梯远程监控系统设计.计算机技术与发展.2006.16(11)201-203