电梯智能监控系统设计【字数：12422】
摘 要城市化的发展使电梯在高层建筑中扮演越来越重要的角色，成为高层建筑中难以分割的一部分。当人们享受电梯带来的便利时，电梯也时常出现安全问题，因此电梯如何安全可靠地运行成为社会关注的焦点。本论文利用ZigBee技术设计实现了电梯智能监控系统，系统由三大部分组成，分别为采集电梯相关参数的传感器数据采集层、传输数据的网络层以及显示相关数据的用户层组成。本文结合当前较为常用的嵌入式微处理器CC2530和无线传感器，设计了数据采集终端，实时采集电梯的相关参数。另外，采用HTML+CSS+JavaScript来实现上位机监控界面的开发，该界面可以实时收集电梯的运行参数，当电梯有异常情况发生时，界面会显示相关的报警信息，以提示监控人员做出必要的回应。
目 录
1 绪论 1
1.1 课题的目的和意义 1
1.2 国内外研究现状分析 1
1.2.1 国外研究现状分析 2
1.2.2 国内研究现状分析 2
1.3 课题研究的内容 3
2 系统总体结构设计 4
2.1 系统总体结构框架 4
2.2 系统各模块工作原理 5
2.2.1 传感器数据采集层 5
2.2.2 网络层 5
2.2.3 用户层 5
3 系统硬件设计 6
3.1 无线节点硬件设计 6
3.1.1 主芯片选型 6
3.1.2 芯片的主要特征外设 7
3.1.3 无线收发器 7
3.2 终端节点硬件设计 8
3.2.1 传感器介绍 8
3.2.2 终端节点硬件电路详细设计 9
4 系统软件设计 15
4.1 软件开发环境IAR 15
4.2 ZStack协议栈开发 15
4.2.1 协调器程序设计 16
4.2.2 终端节点程序设计 17
4.3 监控界面软件设计 20
4.3.1 系统监控界面整体设计 21
4.3.2 基于JavaScript的界面设计 21
4.3.3 软件设计思路 22
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
4.3.4 监控终端的软件实现 23
5 结论与展望 27
5.1 结论 27
5.2 进一步工作的方向 27
6 社会影响 28
致谢 29
参考文献 30
绪论
课题的目的和意义
当前我国经济高速发展，城市化进程也在高速推进，像办公大楼、豪华酒店等这样的高层住宅不断涌现，这就导致了对电梯的需求与日俱增，这样电梯的安装量和使用量也随之大幅增加。城市建筑越建越高，上上下下的安全也更加重要。电梯作为一种特殊的垂直交通工具，每天要运送成千上万的乘客上上下下，人们在享受电梯带来便利的同时，电梯也时常发生故障，其造成的影响也常常轰动一时，更别说人员伤亡和财产损失。因此对电梯进行安全可靠的监控，势必成为社会关心的一大话题。
然而，当今国内在电梯管理方面与国外相比还存在很大的不足。一方面，电梯使用方主要依赖于电梯维保公司进行电梯的日常维护，但是该模式存在许多不足，比如电梯维保公司服务质量和能力参差不齐，无法对电梯进行统一高效的管理，而且需要工作人员全天候值班待命，遇到紧急情况无法及时到达现场实施救援等。另一方面，目前国内在用的电梯监控系统功能单一，需要监控人员全天候值班，然后再通过获取的信息进行决策，一旦出现突发情况，不能及时有效地解决问题。另外，很多电梯企业的巡检方式和维修保养、，都只是依靠一张纸和一支笔而已，例行保养更是往往是“打个勾、画个叉”，这些用笔和纸记录的信息无法实现快速查询、检索和分析。因此，电梯智能监控系统就显得尤为必要。
近年来，随着计算机技术、物联网技术、嵌入式技术、传感器技术、通信技术等相关技术的发展，人们都在致力于电梯监控领域方面的研究，以满足电梯行业的需求，因为传统的监控技术已不能适应新的发展需要。电梯物联网是电梯技术和物联网技术的完美结合，正扮演越来越重要的角色。电梯物联网由政府相关监管部门、电梯制造商、电梯运营部门以及电梯维保服务商等多方组成。参与各方共同进行电梯的管理。一旦某台电梯出现故障，立刻就会显示在远程监控中心的大屏上，相应地，中心服务器也会第一时间对故障进行诊断，让维修人员及时了解电梯的问题。另外，电梯也会定期地向远程监控中心报告自身的情况。电梯物联网正在改变电梯维修保养作业的模式。
国内外研究现状分析
电梯智能监控系统是将传感器安装在电梯的各个关键位置，采集电梯的各项数据，通过微处理器进行数据分析、数据融合、数据处理，经由局域网、广域网、互联网等多种网络传输方式将数据实时传送到云平台，用户可以通过移动终端，计算机客户端或浏览器实时查看相关数据，并能实现远程控制、故障报警等功能的综合性电梯管理平台。
近些年，人们在通信技术和互联网技术领域不断有着新的突破和成就。已滲透到各个领域。许多企业和电梯公司也都投入了大量的资金和技术，积极推动电梯监控系统的研发和应用。
国外研究现状分析
作为机电一体化产品之一，电梯监控技术的发展离不开计算机技术、传感器技术、嵌入式技术、通信技术和物联网技术的发展。国外在这些方面的技术一直保持在领先水平，因此他们在监控方面的技术远比于我们国内成熟。
放眼目前国外的电梯行业，电梯公司基本上都在致力于研究和开发电梯监控系统，例如美国的奥的斯，芬兰的通力，德国的蒂森克虏伯，日本的日立等，并且他们在这一方面都有比较成熟可靠的技术应用于他们的产品。
美国奥的斯公司开发的Otis ONE物联网服务平台是相当先进的系统，具有很强的技术性与革新性。Otis ONE数码平台汇聚奥的斯30多年遥距监察经验，以及最先进的云端技术、机器学习及物联网技术。它通过提供设备的实时运作资料和预测设备潜在的故障问题，为客户、乘客和奥的斯专业的技术人员带来全新的互联体验。在这个全新的数码互联生态系统中，奥的斯可通过智能感应器直接收集电梯的数据，并发送至云端分析，然后把资讯实时传送至客户及奥的斯的专业服务团队。同时，Otis ONE更会利用超过30万个互联设备的数据编制预测分析，为客户提供更主动的服务方案。此外，客户可以受惠于掌握设备的实时运作数据，通过Otis ONE Campus View，只须一个按钮便可以即时了解所有互联奥的斯设备的整体情况；Otis ONE亦可根据客户的需要和喜好，提供设备表现的实时资料。而奥的斯服务团队可以借助Otis ONE为客户带来更迅速和高效的服务。这个平台能把客户设备的数据转为预测分析，以便奥的斯服务团队在电梯发生潜在问题前采取适当措施，使设备运作更顺畅，以让乘客有更安全和可靠的乘搭体验。另一方面，当设备需要保养维修时， OTISLINE客户服务代表将主动联络客户，而技术人员亦会掌握相关资料并带备所须零件到达现场，使设备得以更快恢复正常运作。Otis ONE的智能互联功能不仅让客户的设备可运作时间更长，为乘客带来更舒适便捷的乘搭体验，亦能提供更迅速高效的服务。
目 录
1 绪论 1
1.1 课题的目的和意义 1
1.2 国内外研究现状分析 1
1.2.1 国外研究现状分析 2
1.2.2 国内研究现状分析 2
1.3 课题研究的内容 3
2 系统总体结构设计 4
2.1 系统总体结构框架 4
2.2 系统各模块工作原理 5
2.2.1 传感器数据采集层 5
2.2.2 网络层 5
2.2.3 用户层 5
3 系统硬件设计 6
3.1 无线节点硬件设计 6
3.1.1 主芯片选型 6
3.1.2 芯片的主要特征外设 7
3.1.3 无线收发器 7
3.2 终端节点硬件设计 8
3.2.1 传感器介绍 8
3.2.2 终端节点硬件电路详细设计 9
4 系统软件设计 15
4.1 软件开发环境IAR 15
4.2 ZStack协议栈开发 15
4.2.1 协调器程序设计 16
4.2.2 终端节点程序设计 17
4.3 监控界面软件设计 20
4.3.1 系统监控界面整体设计 21
4.3.2 基于JavaScript的界面设计 21
4.3.3 软件设计思路 22
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
4.3.4 监控终端的软件实现 23
5 结论与展望 27
5.1 结论 27
5.2 进一步工作的方向 27
6 社会影响 28
致谢 29
参考文献 30
绪论
课题的目的和意义
当前我国经济高速发展，城市化进程也在高速推进，像办公大楼、豪华酒店等这样的高层住宅不断涌现，这就导致了对电梯的需求与日俱增，这样电梯的安装量和使用量也随之大幅增加。城市建筑越建越高，上上下下的安全也更加重要。电梯作为一种特殊的垂直交通工具，每天要运送成千上万的乘客上上下下，人们在享受电梯带来便利的同时，电梯也时常发生故障，其造成的影响也常常轰动一时，更别说人员伤亡和财产损失。因此对电梯进行安全可靠的监控，势必成为社会关心的一大话题。
然而，当今国内在电梯管理方面与国外相比还存在很大的不足。一方面，电梯使用方主要依赖于电梯维保公司进行电梯的日常维护，但是该模式存在许多不足，比如电梯维保公司服务质量和能力参差不齐，无法对电梯进行统一高效的管理，而且需要工作人员全天候值班待命，遇到紧急情况无法及时到达现场实施救援等。另一方面，目前国内在用的电梯监控系统功能单一，需要监控人员全天候值班，然后再通过获取的信息进行决策，一旦出现突发情况，不能及时有效地解决问题。另外，很多电梯企业的巡检方式和维修保养、，都只是依靠一张纸和一支笔而已，例行保养更是往往是“打个勾、画个叉”，这些用笔和纸记录的信息无法实现快速查询、检索和分析。因此，电梯智能监控系统就显得尤为必要。
近年来，随着计算机技术、物联网技术、嵌入式技术、传感器技术、通信技术等相关技术的发展，人们都在致力于电梯监控领域方面的研究，以满足电梯行业的需求，因为传统的监控技术已不能适应新的发展需要。电梯物联网是电梯技术和物联网技术的完美结合，正扮演越来越重要的角色。电梯物联网由政府相关监管部门、电梯制造商、电梯运营部门以及电梯维保服务商等多方组成。参与各方共同进行电梯的管理。一旦某台电梯出现故障，立刻就会显示在远程监控中心的大屏上，相应地，中心服务器也会第一时间对故障进行诊断，让维修人员及时了解电梯的问题。另外，电梯也会定期地向远程监控中心报告自身的情况。电梯物联网正在改变电梯维修保养作业的模式。
国内外研究现状分析
电梯智能监控系统是将传感器安装在电梯的各个关键位置，采集电梯的各项数据，通过微处理器进行数据分析、数据融合、数据处理，经由局域网、广域网、互联网等多种网络传输方式将数据实时传送到云平台，用户可以通过移动终端，计算机客户端或浏览器实时查看相关数据，并能实现远程控制、故障报警等功能的综合性电梯管理平台。
近些年，人们在通信技术和互联网技术领域不断有着新的突破和成就。已滲透到各个领域。许多企业和电梯公司也都投入了大量的资金和技术，积极推动电梯监控系统的研发和应用。
国外研究现状分析
作为机电一体化产品之一，电梯监控技术的发展离不开计算机技术、传感器技术、嵌入式技术、通信技术和物联网技术的发展。国外在这些方面的技术一直保持在领先水平，因此他们在监控方面的技术远比于我们国内成熟。
放眼目前国外的电梯行业，电梯公司基本上都在致力于研究和开发电梯监控系统，例如美国的奥的斯，芬兰的通力，德国的蒂森克虏伯，日本的日立等，并且他们在这一方面都有比较成熟可靠的技术应用于他们的产品。
美国奥的斯公司开发的Otis ONE物联网服务平台是相当先进的系统，具有很强的技术性与革新性。Otis ONE数码平台汇聚奥的斯30多年遥距监察经验，以及最先进的云端技术、机器学习及物联网技术。它通过提供设备的实时运作资料和预测设备潜在的故障问题，为客户、乘客和奥的斯专业的技术人员带来全新的互联体验。在这个全新的数码互联生态系统中，奥的斯可通过智能感应器直接收集电梯的数据，并发送至云端分析，然后把资讯实时传送至客户及奥的斯的专业服务团队。同时，Otis ONE更会利用超过30万个互联设备的数据编制预测分析，为客户提供更主动的服务方案。此外，客户可以受惠于掌握设备的实时运作数据，通过Otis ONE Campus View，只须一个按钮便可以即时了解所有互联奥的斯设备的整体情况；Otis ONE亦可根据客户的需要和喜好，提供设备表现的实时资料。而奥的斯服务团队可以借助Otis ONE为客户带来更迅速和高效的服务。这个平台能把客户设备的数据转为预测分析，以便奥的斯服务团队在电梯发生潜在问题前采取适当措施，使设备运作更顺畅，以让乘客有更安全和可靠的乘搭体验。另一方面，当设备需要保养维修时， OTISLINE客户服务代表将主动联络客户，而技术人员亦会掌握相关资料并带备所须零件到达现场，使设备得以更快恢复正常运作。Otis ONE的智能互联功能不仅让客户的设备可运作时间更长，为乘客带来更舒适便捷的乘搭体验，亦能提供更迅速高效的服务。
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