基于以太网的电梯远程监控系统设计-本科毕业论文.doc

1、 毕业设计题目：基于以太网的电梯远程监控系统设计 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

2、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 Design of Remote Elevator Monitoring System Based on EthernetAb

3、stractThe goal of remote elevator monitoring system based on Ethernet has not been achieved for a long time. The topic based on the elevator running status information collected by data acquisition system via Ethernet for remote transmission. Remote receiver terminal has remote monitoring interface

4、written by LabVIEW to show the elevator running status information received by Ethernet in order to achieve the goal of remote monitoring.In the subject background of the development trend of the computer and network technology, this thesis introduces the development process of remote elevator monit

5、oring system based on Ethernet using virtual instrument, mainly completes data transmission via the interface with TCP/IP protocol、data validation、database data management and the design of remote monitoring interface. Firstly, this thesis introduces application status and development trends of remo

6、te elevator monitoring、Ethernet data transmission characteristics and applications and the features and advantages of the virtual instrument in the system development. Secondly, this thesis includes that the monitoring system needs to solve problems and corresponding solutions. In addition, this the

7、sis describes the use of Internet data transceiver, also describes the specific design of using CRC data validation、database management and remote elevator monitoring interface. This paper finally puts forward the design of some of the deficiencies and some of the requirements for the future. There

8、are some related screenshots of block diagrams in the end of the paper. Keywords: Ethernet; LabVIEW; Remote monitoring; CRC Check; Database 目录摘要IAbstractII第一章 绪 论11.1概述11.2以太网数据传输技术的介绍和应用21.3虚拟仪器介绍41.4基于以太网的电梯远程监控系统应用前景51.5本文的主要工作5第二章 电梯远程监控系统硬件概述72.1系统总体概述72.2系统硬件组成72.2.1电梯PLC控制器72.2.2电梯运行信息数据采集器72

9、.2.3安装在轿箱顶部的各种传感器82.2.4远程监控端82.3系统功能8第三章 电梯远程监控系统软件设计93.1系统软件总体功能93.2系统软件总体结构93.3系统子程序流程103.2.1系统初始化子程序103.2.2网络连接程序113.2.3 数据结构介绍143.2.4数据库操作程序143.2.5数据校验程序183.2.6基于云计算的安全问题解决对策253.2.7数据处理和显示26第四章 系统调试314.1系统调试方案设计314.1.1模拟网络连接方案设计314.1.2模拟数据校验方案设计324.1.3模拟数据接收显示方案设计324.1.4实际数据接收显示方案设计334.2系统调试与结果3

10、34.2.1虚拟网络连接调试结果334.2.2模拟数据校验调试结果344.2.3模拟数据接收显示调试结果354.2.4实际数据接收显示调试结果364.3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

11、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(Remote Elevator Monitoring System，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、

12、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

13、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

14、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，Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection）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

15、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IEEE 802.3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

16、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。升级到千兆以太网不必改变网络应用程序、网管部件和网络操作系统，能够最大程度地保护投资。此外，IEEE标准将支持最大距离为550米的多模光

17、纤、最大距离为70千米的单模光纤和最大距离为100米的同轴电缆。千兆以太网填补了802.3以太网和快速以太网标准的不足。万兆以太网规范包含在 IEEE 802.3 标准的补充标准 IEEE 802.3ae 中，它扩展了 IEEE 802.3 协议和 MAC 规范，使其支持 10Gbps的传输速率。开放的以太网是20多年来发展最成功的网络技术，并导致了一场信息技术的革命7。以太网是现有局域网采用的最通用的通信协议标准。该标准定义了在局域网中采用的电缆类型和信号处理方法8。以太网是建立在CSMA/CD机制上的广播型网络，以太网中节点都可以看到在网络中发送的所有信息。当以太网中的一台主机要传输数据时

18、，它将按如下步骤进行：1）监听信道上是否有信号在传输。如果有信号在传输，表明信道处于忙状态，就继续监听，直到信道空闲为止； 2）若没有监听到任何信号，就传输数据 ；3）传输的时候继续监听，如发现冲突则执行退避算法，随机等待一段时间后，重新执行步骤1）。当冲突发生时，涉及冲突的计算机会发送返回到监听信道状态。每台计算机一次只允许发送一个包，一个拥塞序列，以警告所有的节点；4）若未发现冲突则发送成功，所有计算机在试图再一次发送数据之前，必须在最近一次发送后等待9.6微秒（以10Mbps运行为例）。冲突的产生是限制以太网性能的重要因素，早期的以太网设备如集线器是物理层设备，不能隔绝冲突扩散，限制了网

19、络性能的提高。而交换机作为一种能隔绝冲突的二层网络设备，极大的提高了以太网的性能。正逐渐替代集线器成为主流的以太网设备。通过在交换机上划分VLAN和采用三层的网络设备路由器解决了冲突的产生和控制网络中广播流量的问题。以太网支持的传输介质为粗同轴电缆、细同轴电缆、双绞线、光纤等，其最大的优点是简单、经济、易被人们所掌握，所以深受广大用户欢迎9。以太网星型的拓扑结构管理方便、容易扩展，需要专用的网络设备作为网络的核心节点、需要更多的网线、对核心设备的可靠性要求高。采用专用的网络设备，如集线器或交换机，作为核心节点，通过双绞线将局域网中的各台主机连接到核心节点上，这就形成了星型结构。星型网络虽然需要

20、的线缆比总线型多，但布线和连接器比总线型的要便宜。此外，星型拓扑可以通过级联的方式很方便的将网络扩展到很大的规模，因此得到了广泛的应用，被绝大部分的以太网所采用。以太网是构建电梯远程监控的理想平台。快速以太网极大提高了10BaseT以太网的传输速率，使得10BaseT以太网现有的应用程序和网络管理工具能够在快速以太网上使用10。千兆位以太网是一种新型高速局域网，由于千兆以太网采用了与传统以太网、快速以太网完全兼容的技术规范，因此千兆以太网除了继承传统以太局域网的优点外，还具有升级平滑、实施容易、性价比高和易管理等优点。网络技术的成熟为电梯远程监控系统创造了很好的平台，数据可以很方便、快捷、安全

21、的进行传输。在保证数据完整性和安全性方面，提供了很好的平台，可以很方便的实现系统的数据传输通信功能。1.3虚拟仪器介绍虚拟仪器（virtual instrument）是基于计算机的仪器，计算机与仪器之间的密切结合是现在仪器发展的一个重要的方向。所谓的虚拟仪器，就是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户自己设计、定义、具有虚拟面板、测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统11。常用的虚拟仪器的构成方案如图1-1所示。虚拟仪器的主要特点是可以尽可能采用通用的硬件，各种仪器的差别主要是软件；可以充分发挥计算机的能力，具有强大的数据处理能力，因而能够做出具有强大功能的仪器；同时用户还可以根据自己的

22、需要定义和设计各种相应的仪器。图1-1 常用的虚拟仪器的构成方案LabVIEW(laboratory virtual instrument engineering workbench)是一种图形化的编程语言和开发环境，被广泛的应用于研究实验室、学术界和工业界。LabVIEW 是一个功能强大的软件，为虚拟仪器设计者提供了一个便捷、轻松的设计环境12。LabVIEW尽可能利用工程技术人员所熟悉的术语、图标和概念，是一种面向终端用户的开发工具，可以增强工程人员构建自己的科学和工程系统的能力，可为仪器编程和数据采集系统提供便捷途径。LabVIEW是一个功能强大且灵活的软件，利用它可以方便地建立自己的虚

23、拟仪器13。本系统使用的软件平台为LabVIEW。LabVIEW软件具有强大的功能，内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数，提供的通信方式有TCP、浏览器、RDA、和DataSocket四种方式。TCP/IP协议是网络中使用的基于软件的通信协议，包括传输控制协议TCP和网际协议IP，可使不同环境下不同节点之间彼此进行通信，是连入Internet的所有计算机在网络上进行各种信息交换和传输所必须采用的协议14。而TCP/IP协议可以被LabVIEW软件直接应用的是传输层， LabVIEW提供了与TCP和IP协议相应的功能函数。这样用户可直接调用TCP模块中已发布的TCP VI

24、及相关的子VI来完成流程的编写，而无需过多考虑网络的底层实现。利用其网络通信工具包可以方便的进行网络数据通信，图形化的编程语言大大减小了系统开发的难度 15。1.4基于以太网的电梯远程监控系统应用前景电梯远程监控系统是集地理信息、计算机控制和远程通讯技术于一体，通过安装在电梯现场数据采集器和信息网络系统将分布在各处的电梯运行状况和故障信息及时传递到监控中心的监视终端或管理层网络终端，具有数据实时存储、在线分析、在线干预与监控以及数据报告自动生成功能的软硬件系统16，电梯远程监控系统是提高电梯安全运行服务质量的重要工具。计算机技术及超大规模集成电路的发展，传感器的广泛应用，可以方便的对电梯的运行

25、状态数据进行测量和采集，使用灵活方便17。电梯远程监控系统本质是一个分布式监测系统，即以分布在各电梯控制柜处的数据采集模块完成被监测电梯数据的采集、处理、发送，以安装于维护中心的中央管理计算机完成电梯运行状态的监测及故障诊断。运用数据库技术将各个采集点采集到的数据进行存储和管理，建立起电梯运行状态数据库系统，促进电梯系统的规范化、系统化管理。随着对电梯运行的安全性要求越来越高，集视频监控、报警对讲、运行数据传输为一体的电梯远程监控系统正在逐步发展完善，电梯远程监控系统将具有广阔的发展前景。1.5本文的主要工作本检测系统具体完成硬件上功能有： 1）工业现场采集到的电梯运行状态的数据通过以太网进行

26、远程传输。软件上实现功能有：1）远程计算机利用Labview2010编写远程监控界面，并将接收到的电梯状态的数据直观的显示出来。2）制定网络数据的校验协议，保证数据传输的正确性。3）远程服务器端能通过网络成功的发送数据。4）利用数据库实现数据的管理和查询。本设计基于以太网将数据采集器采集到的电梯的运行状态信息进行远程传输，在接收端通过数据校验保证数据的正确性，然后将收到的状态信息在监控界面上进行显示。本文完成了利用TCP/IP协议进行网络数据的接收和发送，并通过CRC校验对接收到的数据进行校验。通过数据库的相关操作，方便了对电梯信息和数据采集器信息的管理和查询。利用LabVIEW编写的远程界面

27、能够将接收到的电梯信息直观的显示出来。43第二章 电梯远程监控系统硬件概述2.1系统总体概述电梯远程监控系统数据采集器是采用传感器以及采用与电梯控制器通讯来采集电梯的运行数据，通过ARM处理器进行非常态数据分析，经由以太网传输，实现电梯远程监控、故障报警、困人救援、日常管理、质量评估、隐患防范等功能的综合性电梯管理平台。系统硬件结构示意图如图2-1所示。图2-1 系统硬件结构示意图2.2系统硬件组成2.2.1电梯PLC控制器电梯PLC控制器中含有控制电梯运行程序，用于控制电梯的日常运行。2.2.2电梯运行信息数据采集器电梯运行信息数据采集器（以下简称：数据采集器）：用于采集安装在电梯轿箱顶部各

28、种传感器的信号电梯控制器的数据信息，分析电梯的当前运行状态。2.2.3安装在轿箱顶部的各种传感器安装在轿箱顶部的各种传感器，包括上平层感应器、下平层感应器、门开关感应器、红外人体感应器、基站感应器、上极限感应器、下极限感应器，用于采集电梯的信号。2.2.4远程监控端用于实现电梯的远程监控界面的显示，进行数据的处理和查询，实现系统的功能。2.3系统功能电梯PLC控制器用来控制电梯的运行，通过利用安装在轿箱顶部的各种传感器和与电梯控制器通讯来采集电梯运行的相关信号，数据采集器能够支持单台电梯和群组电梯的数据采集，适用于各种类型电梯，支持多任务处理，可对255台电梯编码并同时进行数据采集和处理。具有

29、在线和脱机两种工作模式，自动切换实时传输和本地存储两种功能。具有自诊断功能，可判断采集器自身和所使用故障传感器的故障信息，实现智能数据管理，可存储故障信息多至500条。输入接口支持RS485、RS232、CAN 总线。输出接口支持RJ45有线以太网和GPRS、Wi-Fi无线网络。可使用USB接口外接电脑进行参数设置并直观显示电梯信息。通过以太网将采集到的信号进行传输，传送到远程监控端进行数据的监控和处理，从而实现系统的功能。南京工业大学本科生毕业设计（论文）第三章 电梯远程监控系统软件设计3.1系统软件总体功能该系统通过软件编程要实现远程计算机上显示监控界面，并将接收到的电梯状态的数据直观的显

30、示出来。为了保证能够正确显示电梯的运行状态，首先要实现远程端能够通过网络正确地接收数据，并要编写网络数据的校验协议，保证数据传输的正确性。同时利用数据库进行数据的管理和查询，从而实现系统的整体功能。3.2系统软件总体结构系统软件总体结构如图3-1所示，整个程序是利用LabVIEW进行编程，软件程序采用模块化设计更容易理解和调试。整个程序除主程序外还有5部分：系统初始化子程序、网络连接程序、数据库操作程序、数据校验程序、数据处理和显示子程序。图3-1 软件结构图主程序流程图如图3-2所示。按照所需要实现的软件功能设计主程序的流程图。系统运行后首先对系统进行初始化，然后进入主函数，然后进入循环，对

31、数据库进行操作，选择需要监控的电梯，进行网络连接，然后接收通过网络发送来的所选电梯的运行状态信息，通过CRC校验来检查数据的正确性，然后将接收到的信息进行处理，在远程监控界面上进行显示。图3-2 主程序流程图3.3系统子程序流程3.2.1系统初始化子程序系统初始化子程序流程图如图3-3所示。系统上电运行后，首先要对系统的一些相关的参数进行设置，然后进行网络连接的设置，对远程监控界面有一个初始化的赋值显示，然后进行系统的正常运行。图3-3 系统初始化子程序流程图3.2.2网络连接程序TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)，传

32、输控制协议/因特网互联协议，又名网络通讯协议，是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。OSI（Open System Interconnect）是传统的开放式系统互连参考模型，是一种通信协议的7层抽象的参考模型，其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构：网络接口层、网络层、传输层、应用层，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成

33、自己的需求。应用层是应用程序间沟通的层，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等；在传输层中，它提供了节点间的数据传送服务，如传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。网络层负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机但不检查是否被正确接收，如网际协议（IP）。网络接口层：对实际的网络媒体进行管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。网际协议IP是TCP/IP的心脏，也

34、是网络层中最重要的协议。IP层接收由更低层发来的数据包，并把该数据包发送到更高层TCP或UDP层；相反，IP层也把从TCP或UDP层接收来的数据包传送到更低层。IP数据包是不可靠的，因为IP并没有做任何事情来确认数据包是按顺序发送的或者没有被破坏。IP数据包中含有发送它的主机的地址和接收它的主机的地址。TCP是为数不多的运输协议，有其自己的拥塞控制和恢复机制。由于TCP被设计为运行在一个无连接网络层，在TCP层每个连接的端点之间实现拥塞控制 18。TCP将它的信息送到更高层的应用程序，例如Telnet的服务程序和客户程序。应用程序轮流将信息送回TCP层，TCP层便将它们向下传送到IP层，设备驱

35、动程序和物理介质，最后到接收方。TCP/IP协议从各层次提供了保证传输可靠性的机制，其中传输层的TCP协议使用了肯定确认机制ACK和“滑动窗口”算法19，能够较好地保证信息高效、准确、可靠地传输。TCP/IP协议已经成为全世界公认的网络数据传输交换协议20。协议结构上，TCP/IP体系利用基于无连接传输的IP协议，具体表现为IP地址，来区分网络中不同的数据站点。同时提供了两种传输方式：传输控制协议TCP为典型的传输大量数据或需要接受数据许可的应用程序提供面向连和可靠的通信；用户数据协议UDP提供无连接的通信，典型的即时传输少量数据的应用程序使用UDP21。根据IP协议内容和TCP的报文格式，数

36、据传输需要确定各主机的IP地址及通信的源端口号、目标端口号，也即通常所称的套接字Socket，从而实现端口对端口基础上的面向连接的数据通信22。LabVIEW不但提供了高效、易用的网络开发工具，也提供了TCP、IP、UDP、ActiveX 等功能模块板进行网络连接和进程通讯，编程时摆脱了传统语言中烦琐的底层命令函数，只需从功能模板中选用有关的函数图标连线而成。在用TCP 节点进行通信时，需要在服务器框图程序中指定网络通信端口( Port ) ，客户机也要指定相同的端口才能与服务器之间进行正确的通信。端口值由用户任意指定，只要服务器与客户机的端口保持一致即可。在一次通信连接建立后，就不能更改端口

37、的值了。如需要改变端口值,则必须首先断开连接才能重新设置端口值23。在数据传输中，TCP /IP 网络通过提供通用网络服务，使得具体网络技术对用户或应用程序透明，从而将具体通信问题从网络细节中解放出来，使网络应用更加灵活方便24。接收端网络连接流程图如图3-4所示。图3-4 接收端网络连接流程图本远程监控系统使用客户机/服务器模型即一组进程（客户机）向一组进程（服务器）请求服务25，采用的信号来自于电梯运行现场的电梯运行状态的各项参数，经数据采集器通过TCP/IP 协议经由通讯电缆将信号传送给服务器。接收端读取数据的程序框图如图3-5所示。图3-5 接收端读取数据程序框图服务器端使用监听Tel

38、net Listen.vi，客户端使用打开连接Telnet Open Connection.vi。都是服务器处于监听状态，监听客户机是否发出请求，服务器可以是发送信息，也可以是接收信息，客户机也可以是发送端，也可以是接收端，但都是由客户端使用打开连接Telnet Open Connection.vi，如图3-6所示，服务器使用监听Telnet Listen.vi，如图3-7所示，因此编程时要注意。 图3-6 Telnet Open Connection.vi 图3-7 Telnet Listen.vi远程监控的计算机处于Server模式，服务器端程序中，首先利用节点函数Telnet Liste

39、n.vi 监听网络中的指定端口是否有连接请求。延时时间设置为-1，是说明等待的时间间隔是随机的，没有设定要在固定的时间间隔内监听到连接就要提示错误。利用节点函数Telnet Read.vi 接收客户端发送来的数据，利用String Subset将代表不同信息的字符串提取出来进行不同的分析和处理。有一点需要注意的是，客户机端框图程序中首先要指定服务器的名称才能与服务器之间建立连接。服务器的名称是指计算机名。若服务器和客户机程序在同一台计算机上同时运行，客户机框图程序中输入的服务器的名称可以是localhost，也可以是这台计算机的计算机名，或者以一个空字符串代替26。数据采集器处于Client模

40、式，客户端程序中，利用Telnet Open Connection.vi打开与服务器之间的连接。建立TCP 连接后，利用节点函数Telnet Write.vi 把需传输的数据( 电梯的楼层、上行、下行、电梯门的开关等) 通过网络发送出去。数据采集器发送端的程序框图如图3-8所示。图3-8 发送数据的程序框图3.2.3 数据结构介绍为了便于信息的管理和查询，需要进行信息的存储和管理。一幢建筑物中有多台电梯，一个数据采集器可以采集多台电梯的运行状态。为了方便该信息的管理和查询，因此利用数据库来实现该功能。将电梯的编号、数据采集器的地址和建筑物的地址作为数据库表格的属性，通过数据插入的方式进行信息的

41、存储；利用数据库的查询功能可以对要监控的电梯的数据采集器和建筑物的地址进行查询，对于不需要的记录可以利用数据库的删除功能进行删除。其中电梯的地址属性是唯一的，即电梯的编号是不允许重复的，可以利用该属性进行相应的操作。3.2.4数据库操作程序由于电梯分布的分散性，为了方便电梯监控的查询和管理，在毕业设计中引入了数据库的概念。数据库中包含有建筑物的编号，数据采集器的编号和电梯的编号，方便了电梯的管理和查询。通过相应的插入、删除、查询等操作，可以对实际中的变化对数据库信息进行更改，保证了信息的准确性27。LabVIEW软件提供了Database工具包，直接使用工具包提供的函数可以方便的访问数据库，避

42、免了使用数据库操作语言的麻烦，可以方便地实现数据库的插入、删除、查询等操作。创建数据库表格的流程图如图3-9所示。图3-9 创建数据库表格流程图利用Get UDL File Path.vi来寻找后缀名为udl的名字为LabVIEW的通用数据连接文件，利用LabVIEW.udl提供的连接信息和路径从而建立与OLE DB的连接。使用DB Tools Open Connection.vi打开数据库连接，利用DB Tools Create Table.vi建立数据库表格，利用提示用户输入的Express VI来提示用户输入要建立数据库表格的名称，其程序框图如图3-10所示。运行程序，建立出来的数据库表

43、格的部分截图如图3-11所示，表格的名称为ele1。图3-10 建立数据库表格程序框图图3-11 建立好的数据库表格对ele1数据库表格输入数据，可以直接利用Access数据库进行插入，也可以利用LabVIEW编写插入数据的程序进行数据的输入。利用LabVIEW编写的插入数据的程序框图如图3-12所示。图3-12插入数据程序框图程序的前面板如图3-13所示。运行程序，向数据库表格中插入图3-13中的数据，会相应的对数据库表格进行操作，其结果如图3-14所示。图3-13 插入数据的前面板图3-14 插入数据的数据库表格依次进行相应的操作可以插入多组数据。图3-15为数据查询的程序框图，利用工具包

44、提供的DB Tools Select Data.vi来实现数据库的查询，利用Database Variant To Data将数据库变量转换为LabVIEW数据进行显示，操作结束后使用DB Tools Close Connection.vi来关闭数据库连接。图3-15 数据查询程序框图通过对话框提示输入要查询的电梯的编号，实现数据的查询。对话框的使用，使操作人员不需要记住严格的数据库操作语言的格式，方便了操作人员，更具人性化。属性节点的使用对相应的文字的属性进行编辑，使界面更加美观。利用Database工具包提供的DB Tools Delete Data.vi和DB Tools Drop Ta

45、ble.vi来实现数据库表格中数据的删除、数据库表格删除，图3-16为删除数据库表格的程序框图，图3-17为删除数据库表格中数据的程序框图。图3-16 删除数据库表格的程序框图图3-17 删除数据库表格中数据的程序框图3.2.5数据校验程序在网络通信中，由于各种噪音干扰使数据传输产生未知差错，为保证通信的正确性，需要一种检错机制来判断接收到的数据是否正确。循环冗余校验CRC(Cyclic Redundancy Code)由于其具有检错效率高、原理简单、易于实现的特点得到了广泛的应用28。在这些检错机制中，循环冗余校验即CRC 校验，是最常用最有效的差错检测编码。其特征是信息字段和校验字段的长度

46、可以任意选定29。循环冗余校验码（CRC）的基本原理是：在K位信息码后再拼接R位的校验码，整个编码长度为N位，因此，这种编码又叫（N，K）码。对于一个给定的（N，K）码，可以证明存在一个最高次幂为N-K=R的多项式G(x)。根据G(x)可以生成K位信息的校验码，而G(x)叫做这个CRC码的生成多项式。生成多项式是接受方和发送方的一个约定，也就是一个二进制数，在整个传输过程中，这个数始终保持不变。校验码的具体生成过程为：假设发送信息用信息多项式C(x)表示，将C(x)左移R位，则可表示成C(x)*2的R次方，这样C(x)的右边就会空出R位，这就是校验码的位置。通过C(x)*2的R次方除以生成多项

47、式G(x)得到的余数就是校验码。CRC差错校验码是根据循环码的编译码原理进行检错的，其生成多项式G（x）可以根据实际需要选择以下具有国际标准中的一个30：CRC-12：X12+X11+X3+X+1CRC-16：X16+X15+X2+1CRC-16： X16+X12+X5+1CRC-8：X8+X2+X+1根据生成校验码的位数不同，CRC 校验可分为最常用的CRC8 校验、CRC16校验、CRC32 校验等。并不是任何一个多项式都可以作为生成多项式的，从检错与纠错的要求出发，生成多项式应能满足下列要求：任何一位发生错误都应使余数不为0；不同位发生错误应当使余数不同；应满足余数循环规律。CRC算法可以检测被校验数据所有的一位或两位错误；所有具有奇数位的错误；所有低于16位的突发性错误；且对大于16位的突发性错误检测出的概率为99.9%。这种级别的错误检测正是计算机网络通信信息传输所需要的31。多项式和二进制数有直接对应关系：x的最高次幂对应二进制数的最高位，以下各位对应多项式的各幂次，有此幂次项对应1，无此幂次项对应0。可以看出：x的最高幂次为R，转换成对应的二进制数有R+1位。CRC码的生成步骤： (1)、将x的最高幂次为R的生成多项式G(x)转换成对应的R+1位二进制数。 (2)、将信息码左移R位，相当于对应的信息多项式C(x)*2的R次方 。(3)、用生成多项式对应的二进制数对信