基于RFID電梯遠程監測系統的設計與實現

吳 衛，鄭建立，孫佳新

（東華大學 信息科學與技術學院，上海 201620）

基于RFID電梯遠程監測系統的設計與實現

吳 衛，鄭建立，孫佳新

（東華大學 信息科學與技術學院，上海 201620）

介紹了一種基于RFID射頻識別的電梯遠程監測系統，重點介紹了點對點射頻收發數據的過程。對該遠程系統的總體構架進行了設計，并利用Visua1C++6.0完成了報警界面及電梯運行狀況的顯示，實現了對電梯的無線遠程監測和故障碼的收發。

電梯；遠程監測；RFID射頻識別；故障碼

隨著社會的發展和生活節奏的加快，電梯已成為人們工作和生活中不可或缺的一部分，然而，隨之而來的安全問題卻不可忽視。為了保障使用者的人身安全以及提高電梯故障的修復速度，先進的電梯遠程監測系統是必不可少的。

射頻識別技術RFID（Radio Frequency Identification）是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術，是一項利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。與傳統的識別方式相比，RFID技術無需直接接觸、光學可視和人工干預即可完成信息輸入和處理，且操作方便快捷。能夠廣泛應用于生產、物流、交通、運輸、醫療、防偽、跟蹤、設備和資產管理等需要收集和處理數據的應用領域。

1 系統結構簡介

1.1 CC2430芯片

典型的有源RFID標簽由天線、射頻模塊、控制模塊、存儲器、喚醒電路和電池模塊等組成，如圖1所示。

TI公司的CC2430芯片集成了所有的無線通信系統部分，只需添加少數的外圍電路即可使其構成無線通信模塊，降低了系統成本和簡化了標簽的設計。CC2430有32 KB、64 KB、128 KB三種不同的閃存空間，是一個真正的系統級芯片 （SoC）CMOS解決方案，為IEEE 802.15.4和ZigBee量身定制。這種解決方案能夠提高性能，并滿足以ZigBee為基礎的2.4 GHz ISM波段應用，且成本和功耗都低。

1.2 遠程監測系統總體架構

此系統主要由節點板和基站板組成，點對點射頻實現兩個不同節點之間的無線通信，如圖2所示。

2 不同節點之間無線通信的實現

不同節點間的無線通信在Cygwin和TinyOS實驗環境下完成。

TinyOS編程中文件名一般是這樣定義的：（1）接口定義文件：FCODESend.nc；（2）模塊文件：FCODEP.nc 或者FCODEM.nc；（3）配置文件：FCODEC.nc。

2.1 模塊接口的關聯

在Cygwin和TinyOS實驗環境下創建工程文件FCODESend.nc。具體過程如下：（1）啟動 Cygwin，輸入 cd/進入TinyOS主目錄，用ls查看該目錄下的所有文件。（2）輸入命令cd/opt/atos，進入該目錄后，用ls查看目錄下環境變量配置文件setupenv，執行source setupenv命令，使環境變量生效。（3）輸入命令cd/apps，進入應用程序目錄，用ls查看該目錄下所有文件和子目錄，并用mkdir MyProject創建一個名為MyProject的目錄。（4）進入新創建的MyProject目錄，然后在MyProject目錄下使用命令vi FCODESend.nc來創建工程文件FCODESend。工程文件FCODESend程序代碼的功能：

2.2 電梯故障碼傳輸的實現模塊

在MyProject目錄下使用命令vi FCODESendM.nc來建立模塊文件FCODESendM。

模塊文件FCODESendM程序代碼主要是用來定義調試等級以及串口和無線傳輸的相關接口，實現數據的接收與發送，節點板與基站板之間的無線傳輸，在終端上顯示節點板與基站板的地址與工作組，用以區別發送節點與接收節點，并最終顯示電梯的故障代碼。由于電梯故障代碼繁多且并不統一，可以利用Visua1C++6.0龐大的數據庫來完成界面的設計以及故障碼的識別。

電梯故障碼收發流程圖如圖3所示。

2.3 編寫Makefile文件

用命令ls可以查看在MyProject目錄下包含了新建的FCODESend.nc和 FCODESendM.nc兩個文件，然后在MyProject目錄下用 vi Makefile命令來編寫 Makefile文件。Makefile文件的程序代碼如下所示：

Makefile文件的程序代碼主要用來開啟使用到的模塊（模塊功能默認關閉），其中值得注意的是，為了方便起見，節點板和基站板的地址已固定設為01和02。

2.4 終端顯示結果

由于電梯故障碼種類繁多且各公司產品的故障碼并不統一，本文利用日立NPH電梯的部分故障碼對該系統不同節點間的無線通信做了測試，測試結果如圖4所示。

3 系統軟件設計

系統軟件設計的主要功能是實現人機交互，使該遠程監測系統表現得更為友好，實現電梯故障碼與電梯實際狀況的一一對應，達到使電梯故障一目了然的效果，使電梯維修工作將更為方便、快捷。

軟件設計可以用可視化編程語言Visua1C++6.0來完成，利用其自身龐大的數據庫，實現遠程監測系統報警界面的設計以及電梯運行狀況的顯示。配合建立電梯故障碼數據庫，以便可以在第一時間全面了解電梯故障，實現實時監測，在電梯故障的第一時間做出相應措施，以減少不必要的損失。

本文介紹了基于RFID電梯遠程監測系統的構架以及軟件設計，并對節點間的無線通信作了較為詳細的介紹。與有線監測系統相比，該系統實現了遠程無線監測，系統結構簡單，只需要極小的空間便能達到遠程監測的效果，免去了有線系統布線的麻煩，性價比更高。與GPRS遠程監測系統相比，該系統在傳輸數據的速度上占有很大的優勢，實時性更強。

該系統能滿足公共場所、中小型企業以及商場等場所的電梯遠程監測的基本需要，傳輸距離約為200 m。但受CC2430無線模塊的有效距離的限制，所以在傳輸有效距離上還有待提高。通過高增益的天線或者在天線前端放置功率放大器，可大大提高數據的傳輸距離。

[1]戰清，蘇劍.無線射頻識別技術理論與應用[M].北京：電子工業出版社，2004.

[2]郎為民.射頻識別技術原理與應用[M].北京：機械工業出版社，2006.

[3]FINKENZELLER K.射 頻 識 別（RFID）技 術（第 二 版 ）[M].陳大才譯.北京：電子工業出版社，2001.

[4]劉銳寧，宋坤.VISUAL C++從入門到精通[M].北京：清華大學出版社，2008.

Design and implementation of elevator remote monitoring system based on RFID

Wu Wei，Zheng Jianli，Sun Jiaxin

（School of Information Science and Technology，Donghua University，Shanghai 201620，China）

This paper describes a remote elevator monitoring system based on a radio frequency identification RFID，and then highlights the sending and receiving data process of point to point RF.It designs the overall architecture of the remote system and completes the alarm interface and the display of elevator running status by using Visua1C++6.0，realizes the elevator wireless remote monitoring and fault code transceiver.

elevator；remote monitoring；RFID radio frequency identification；fault code

TP802.4

A

1674-7720（2011）03-0092-03

2010-10-14）

吳衛，男，1985年生，碩士研究生，主要研究方向：嵌入式系統開發應用，數字圖像算法研究。

鄭建立，男，1982年生，副教授，主要研究方向：數字電子、圖像識別、智能機器人。

孫佳新，男，1985年生，碩士研究生，主要研究方向：嵌入式系統開發應用，智能服裝系統。