基于以太网的电梯远程监控系统设计-本科毕业论文.doc

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南　京　工　业　大　学

毕　业　设　计

题　　目：

基于以太网的电梯远程监控系统设计

2012年6月

III

基于以太网的电梯远程监控系统设计

摘　要

实现对基于以太网的电梯远程监控的目标，但长期以来并没有得到很好的实现。

本课题利用现场数据采集器采集电梯的运行状态信息为基础，采用以太网将数据进行远程传输和利用LabVIEW软件编写的远程界面，开展在远程终端对电梯运行状态显示的测试，实现了对通过以太网传输的电梯现场的运行状态信息在远程监控端的直观显示，从而达到了远程监控的目的。

本文以计算机技术和网络技术的发展为课题背景，论述了利用虚拟仪器对基于以太网的电梯远程监控系统的开发过程，主要完成课题中利用带有TCP/IP协议的接口进行数据传输、数据校验、数据库数据管理和远程监控界面设计。

首先介绍了电梯远程监控系统的应用现状和发展趋势、以太网进行数据传输的特点和应用和虚拟仪器在系统开发中的特点和优势。

其次，介绍了该监控系统的功能、需要解决的问题和相应的解决方案。

另外，本文还介绍了利用网络进行数据收发的实现过程，介绍了利用CRC对数据进行校验、数据库对数据管理和远程监控界面的设计方案。

本文最后提出了设计中的一些不足之处和对今后的一些要求。

论文结尾附有系统相关程序框图的截图。

关键词：

以太网　LabVIEW　远程监控　CRC校验数据库

DesignofRemoteElevatorMonitoringSystemBasedonEthernet

Abstract

ThegoalofremoteelevatormonitoringsystembasedonEthernethasnotbeenachievedforalongtime.ThetopicbasedontheelevatorrunningstatusinformationcollectedbydataacquisitionsystemviaEthernetforremotetransmission.RemotereceiverterminalhasremotemonitoringinterfacewrittenbyLabVIEWtoshowtheelevatorrunningstatusinformationreceivedbyEthernetinordertoachievethegoalofremotemonitoring.

Inthesubjectbackgroundofthedevelopmenttrendofthecomputerandnetworktechnology,thisthesisintroducesthedevelopmentprocessofremoteelevatormonitoringsystembasedonEthernetusingvirtualinstrument,mainlycompletesdatatransmissionviatheinterfacewithTCP/IPprotocol、datavalidation、databasedatamanagementandthedesignofremotemonitoringinterface.Firstly,thisthesisintroducesapplicationstatusanddevelopmenttrendsofremoteelevatormonitoring、Ethernetdatatransmissioncharacteristicsandapplicationsandthefeaturesandadvantagesofthevirtualinstrumentinthesystemdevelopment.Secondly,thisthesisincludesthatthemonitoringsystemneedstosolveproblemsandcorrespondingsolutions.Inaddition,thisthesisdescribestheuseofInternetdatatransceiver,alsodescribesthespecificdesignofusingCRCdatavalidation、databasemanagementandremoteelevatormonitoringinterface.Thispaperfinallyputsforwardthedesignofsomeofthedeficienciesandsomeoftherequirementsforthefuture.Therearesomerelatedscreenshotsofblockdiagramsintheendofthepaper.

Keywords:

Ethernet;LabVIEW;Remotemonitoring;CRCCheck;Database

目　　录

摘　要 I

Abstract II

第一章绪论 1

1.1概述 1

1.2以太网数据传输技术的介绍和应用 2

1.3虚拟仪器介绍 4

1.4基于以太网的电梯远程监控系统应用前景 5

1.5本文的主要工作 5

第二章电梯远程监控系统硬件概述 7

2.1系统总体概述 7

2.2系统硬件组成 7

2.2.1电梯PLC控制器 7

2.2.2电梯运行信息数据采集器 7

2.2.3安装在轿箱顶部的各种传感器 8

2.2.4远程监控端 8

2.3系统功能 8

第三章电梯远程监控系统软件设计 9

3.1系统软件总体功能 9

3.2系统软件总体结构 9

3.3系统子程序流程 10

3.2.1系统初始化子程序 10

3.2.2网络连接程序 11

3.2.3数据结构介绍 14

3.2.4数据库操作程序 14

3.2.5数据校验程序 18

3.2.6基于云计算的安全问题解决对策 25

3.2.7数据处理和显示 26

第四章系统调试 31

4.1系统调试方案设计 31

4.1.1模拟网络连接方案设计 31

4.1.2模拟数据校验方案设计 32

4.1.3模拟数据接收显示方案设计 32

4.1.4实际数据接收显示方案设计 33

4.2系统调试与结果 33

4.2.1虚拟网络连接调试结果 33

4.2.2模拟数据校验调试结果 34

4.2.3模拟数据接收显示调试结果 35

4.2.4实际数据接收显示调试结果 36

4.3系统调试中遇到的问题和解决方案 37

结语 39

参考文献 40

致谢 42

附录1：

VI层次结构 43

南京工业大学本科生毕业设计（论文）

第一章绪论

1.1概述

高层建筑的大量涌现，带动了电梯行业的飞速发展，电梯也日益深入到人们的日常生活当中，作为重要的交通工具得到了广泛的应用。

电梯属于特种设备，结构复杂，安全运行可靠性要求高[1]。

保证电梯安全可靠运行，是电梯用户关心的焦点。

国家也出台了一系列强制规范，针对电梯生产、安装、运行、维修、改造、保养等过程进行监管[2]。

随着计算机技术和通讯技术的发展以及互联网应用的普及，通过专用网络进行数据传输在各个领域的应用已日益广泛，电梯的远程监控技术便是其中一例[3]。

电梯远程监控系统（RemoteElevatorMonitoringSystem，REMS），是指某个区域（一幢大楼，一群大楼，一个小区，一个城市等）中安装多部电梯后，对这些电梯进行集中远程监控，并对这些电梯的数据资料进行管理、维护、统计、分析、故障诊断及救援。

其目的是对在用电梯进行远程维护，远程故障诊断及处理，故障的早期诊断与早期排除，以及对电梯的运行性能及故障情况进行统计与分析，并在分析的基础之上选择合理的运行方案[4]。

总之安全可靠、运行稳定、界面友好、管理便捷已经日益成为如今电梯监控系统发展的主流方向。

目前国内对电梯的维护与管理主要采用的是定期上门保养，发生故障时电话召修的传统方式，但这种方式越来越不适应时代的发展要求。

由于电梯数量巨大，分布广泛，运行资料库缺乏，遇到故障时只能手动报警，查找分析故障原因，恢复运行的时间久，有些积累、渐进性的问题没有被发现而没有得到及时有效的处理，积累到最后会产生较严重的后果。

传统的定期检查方法已经明显不符合电梯快速发展的要求。

不能及时地提供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。

电梯的远程监控技术正是基于以上原因而出现的，电梯远程监控技术是随着计算机控制技术和网络通信技术的发展而产生的电梯控制领域的前沿技术。

电梯远程监控则能够很好的解决这些问题。

电梯远程监控系统充分融合了计算机技术、通信技术、智能控制技术的各项优势，可实现基于网络技术的电梯远程监控及故障诊断。

通过远程监控，使得现场利用数据采集器采集到的数据通过以太网进行远程传输，使位于远程的计算机获得电梯的运行状态参数，能够实时监测电梯的状态，采集电梯运行参数，实现故障的早期预告和排除[5]。

对电梯发生的故障及时进行处理，甚至可以根据电梯运行的状态预测可能出现的故障，提前发出警告，并将其排除在发生之前，变被动维护为主动，保证电梯的正常运行[6]。

远程监控可以克服地理位置等因素对电梯管理的影响，节约管理资源，提高维修效率，降低电梯故障发生率和维保费用。

远程电梯监控使得电梯的运行更加人性化，成为安全舒适的交通工具。

1.2以太网数据传输技术的介绍和应用

以太网出现于1975年，于1990年正式成为ISO/IEC8802.3国际标准。

在这期间，以太网从最初的10Mbps以太网，发展到100Mbps快速以太网和交换式以太网，直到发展到千兆以太网和光纤以太网。

开始以太网只有10Mbps的吞吐量，使用的是带有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD，CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection）的访问控制方法，这种早期的10Mbps以太网称之为标准以太网。

以太网可以使用粗同轴电缆、细同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线和光纤等多种传输介质进行连接，并且在IEEE802.3标准中，为不同的传输介质制定了不同的物理层标准，在这些标准中前面的数字表示传输速度，单位是“Mbps”，最后的一个数字表示单段网线长度，基准单位是100m。

随着网络的发展，传统的标准以太网技术已难以满足日益增长的网络数据流量的速度需求。

快速以太网与原来在100Mbps带宽下工作的FDDI相比它具有许多的优点，最主要体现在快速以太网技术可以有效的保障用户在布线基础实施上的投资，它支持3、4、5类双绞线以及光纤的连接，能有效地利用现有的设施。

快速以太网的不足其实也是以太网技术的不足，那就是快速以太网仍是基于CSMA/CD技术，当网络负载较重时，会造成效率的降低，当然这可以使用交换技术来弥补。

千兆以太网技术作为最新的高速以太网技术，给用户带来了提高核心网络的有效解决方案，这种解决方案的最大优点是继承了传统以太技术价格便宜的优点。

千兆技术仍然是以太技术，它采用了与10M以太网相同的帧格式、帧结构、网络协议、全/半双工工作方式、流控模式以及布线系统。

由于该技术不改变传统以太网的桌面应用、操作系统，因此可与10M或100M的以太网很好地配合工作。

升级到千兆以太