基于Zigbee技术的电梯远程监控系统实现

基于Zigbee技术的电梯远程监控系统实现

摘要:本文利用Zigbee无线传输技术实现电梯监控设备的远程组网,实现电梯运行状态参数的采集与监控,在保证信号稳定传输的前提下,提出来一种系统运营费用较低的电梯远程监控系统实施方案关键词:Zigbee 电梯远程监控

1 引言

随着社会的进步,经济的快速发展,我国电梯的保有量呈现爆发式增长的局势。截至2010年底,我国电梯的数量达到160万台左右,并且还在以每年20%以上的速度快速增长。电梯作为特种设备之一,在人们日常生活中发挥着越来越重要的作用。但由于种种原因,电梯的安全事故不断发生,如北京“7.5”北京地铁自动扶梯事故,使得电梯安全问题越来越受到社会各方面的广泛关注。作为电梯的监管部门,如何找到经济有效的技术手段,对电梯实施安全监管,成为摆在监管部门面前的一个重要课题。

2 Zigbee技术简介

ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。

简单的说,Zigbee是一种高可靠的无线数传网络,类似于CDMA和GSM网络。Zigbee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里,并且支持无限扩展。Zigbee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台,在整个网络范围内,每一个Zigbee网络数传模块之间可以相互通信,每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是,Zigbee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立,因而,它必须具有简单,使用方便,工作可靠,价格低的特点。而移动通信网主要是为语音通信而建立,每个基站价值一般都在百万元人民币以上,而每个Zigbee“基站”却不到1000元人民币。每个Zigbee 网络节点不仅本身可以作为监控对象,例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控,还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。除此之外,每一个Zigbee网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内,和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(RFD)无线连接。

Zigbee网络通常由三种节点构成:Coordinator:用来创建一个Zigbee网络,并为最初加入网络的节点分配地址,每个Zigbee网络需要且只需要一个Coordinator;Router:也称为Zigbee全功能节点,可以转发数据,起到路由的作用,也可以收发数据,当成一个数据节点,还能保持网络,为后加入的节点分配地址;End Device:终端节点,通常定义为电池供电的低功耗设备,通常只周期性发送数据,不接收数据。

3 Zigbee技术在电梯远程监控中的应用

如上图1所示,电梯远程监控选用串口转无线的Zigbee数据传输模块DRF1605H,其无线传输视距最大可达1.6公里。该模块可以自由设置为从模块或主模块,从模块用于从电梯终端设备采集数据并通过Zigbee方式发送至主模块,主模块用于接收数据。主模块接收的数据通过RS232转TCP/IP模块进入互联网,监控中心通过互联网访问联网电梯设备状态信息,从而实现电梯的远程监控。

4 监控数据的传输

电梯远程监控的信息由电梯运行信息、层站信息、安全回路状态信息、故障状态信息、消防状态信息等。Zigbee的数据传输有透明传输和点对点传输两种方式,这里选择用点对点传输方式。此方式适用于任意节点间数据传输:数据传输的格式为: 0xFD + 数据长度+ 目标地址+ 数据。如发送:FD0A14 3E01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 其中,FD:数据传输指令

0A:数据区数据长度,共10 个字节

14 3E:目标地址

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10:数据

接收数据格式:0x FD+长度+目标地址+数据+源地址

如接收到的数据为:FD0A14 3E01 02 03 04 05 06 07 08 09 1050 F5

其中,FD:数据传输指令

0A:数据区数据长度,共10 个字节

14 3E:发送方的目标地址,接收方本身地址

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10:数据

50 F5:发送方源地址

5 结语

随着物联网技术应用的日益普及,Zigbee已经成为一种廉价可靠的无线传输技术,每台无线传输的硬件成本在100~150元之间。Zigbee 无线传输技术组网方案,可将一个小区的所有电梯运行状态参数汇聚到一条有线宽带上传输到互联网,从而将整个小区的电梯远程监控运行费用降到很低的水平,且小区的电梯数量越多,平均到每台电梯上的运营费用越低。通过本文所述方案,可以实现电梯运行状态参数的低成本有效远程监控。

参考文献

[1] 瞿雷,刘盛德,胡咸斌.ZigBee技术及应用.北京航空航天大学出版社,2007.9.

[2] 金纯.ZigBee技术基础及案例分析.国防工业出版社,2008,1.