一种施工电梯监测装置及其无线通信组网方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电梯监测系统，具体涉及建筑施工电梯的监测系统。
【背景技术】
[0002]近年来建筑施工电梯广泛地被运用到高层建筑的施工现场，但由于施工电梯的安装和使用危险因素较大，偶然性、突发性的情况较多，造成人员伤亡和设备损坏的事故时有发生，因此，加强施工电梯的监督管理及维护显得非常重要，如何对施工电梯的现场数据进行快速采集，以及如何实现对所采集的数据进行及时的统计、分析进而做出正确的管理维护决策对施工电梯的监测装置提出了要求。当需要对一区域内的所有施工电梯进行集中监控时已不可能使用传统的有线监控方式，不仅布线困难，而且成本高、耗时长。如何以较低成本对施工电梯实现集中监控对我们的监测管理设备提出了要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于解决对建筑现场的多部施工电梯难以进行有效的集中监测管理的问题，从而达到降低施工电梯意外事故发生率和提高安全事故的处理效率的目的，进而提高建筑施工电梯的安全性和高效性。
[0004]为实现上述目的，本发明提出了一种施工电梯监测装置，包括一个主监测单元和若干从监测单元；所述的主监测单元包括有控制模块、无线通信模块、RFID模块、GPRS模块、网关模块、交互输出模块、人工输入模块及电源管理模块；所述的从监测单元包括控制模块、无线通信模块、RFID模块、交互输出模块、人工输入模块及电源管理模块；所述的控制模块包含嵌入式处理器及外围电路，外围电路与嵌入式处理器相连；所述的RFID模块包含有RFID读卡器，通过RFID模块通信接口与控制模块相连；所述的无线通信模块、网关模块与GPRS模块的通信脚分别与控制模块的不同通信引脚相连；所述的交互输出模块和人工输入模块与控制模块相连；所述的电源模块为控制模块、无线通信模块、GPRS模块、网关模块、RFID模块提供所需用电；所述的主监测单元和从监测单元还包含了底层驱动程序和应用程序，所述的底层驱动程序用以驱动硬件，同时给应用程序提供API函数接口 ；所述的应用程序通过调用底层驱动程序，实现控制功能。
[0005]进一步地，所述的主监测单元或从监测单元还设有GPS模块；所述的GPS模块的通信引脚与控制模块的通信引脚相连，可获取该监测单元的地理位置信息。
[0006]进一步地，所述的主监测单元或从监测单元还包括数据采集模块与传感器组，传感器组置于施工电梯上，传感器组的输出与数据采集模块的输入相连，数据采集模块的通信引脚与控制模块的通信引脚相连；通过传感器组获取了施工电梯的各种参数，并由数据采集模块传递给控制模块，再通过GPRS模块或网关模块上传到监控中心，实现了监控中心对施工电梯实时运行情况的集中监控。
[0007]本发明还提出了一种基于施工电梯监测装置的通信网络，网络节点包括所述的主监测单元与从监测单元，网络拓扑结构为树形网络拓扑；所述的主监测单元数量为一个，负责整个网络的建立，并对网络中的从监测单元进行管控，处于树形网络拓扑的顶端；所述的从监测单元数量不止一个，在加入网络前只能负责自身数据的处理，在加入网络后还具备中继功能对非自身数据进行转发；所述的主监测单元、从监测单元相互间采取无线通信方式。
[0008]本发明还提出了一种基于所述通信网络的组网方法，包括以下过程:
[0009]①网络初始化过程，在组建网络初期进行；由主监测单元初始化并开始配置网络;
[0010]②从监测单元加网过程，在组建网络初期进行；所述的从监测单元加网步骤如下:
[0011]a.从监测单元广播入网请求，获取邻居监测单元的网络信息；
[0012]b.当获取的邻居监测单元有主监测单元的响应信息时，从监测单元对主监测单元发送关联请求信息，并保存中继链路质量指示值LQI最大的邻居从监测单元的地址信息到通信网络表中；当获取的邻居监测单元没有主监测单元的响应信息时，从监测单元则对中继链路质量指示值LQI最大的邻居从监测单元发送关联请求信息，并保存所述邻居从监测单元的地址信息到通信网络表中；
[0013]c.当主监测单元收到关联请求信息后，判断是否允许该从监测单元加入网络，如果允许，则为其分配一个网络地址并作为网络内的唯一身份标识，并回复关联响应消息给该从监测单元，该从监测单元收到关联响应消息后表示入网成功，如果主监测单元不允许该从监测单元加入网络，则该从监测单元选择向通信网络表中的邻居从监测单元发送关联请求，若没有可作为中继的邻居从监测单元，则从第①步重新开始执行；当邻居从监测单元收到关联请求信息后，判断是否允许发出申请的从监测单元加入网络，如果允许，则为该从监测单元分配一个网络地址作为网络内的唯一身份标识并回复关联响应信息，该从监测单元收到关联响应信息后表示入网成功，如果邻居从监测单元不允许发出申请的从监测单元加入网络，则该从监测单元选择向通信网络表中的其他邻居监测单元发送关联请求，如果没有可做中继的其他邻居从监测单元，从第①步重新开始执行；
[0014]d.针对未加入网络的从监测单元重复a?c步，直到所有从监测单元均加入网络;
[0015]③网络维持过程，网络节点一旦组建即持续进行；在从监测单元与直接关联监测单元的通信链路正常时保持原有通信链路进行通信；当从监测单元与直接关联监测单元的通信链路断开时，从监测单元将通过通信网络表中的其他邻居从监测单元转发信息，如果成功，则这个成功转发的邻居从监测单元成为直接关联设备，如果失败或通信网络表中不存在其他邻居从监测单元，则断开通信链路的从监测单元需要从第②步开始重新执行。通过所述的通信网络的组网方法，使得各个独立的监测单元组成了树形的网络拓扑，同时保证了网路的畅通，为各个从监测单元上传数据提供了通信基础。
[0016]本发明还提出了一种根据所述通信网络的通信方法，具体如下:
[0017]A.主监测单元与从监测单元在发送数据前首先检测信道是否空闲，信道空闲时才进行发送数据，否则进行随机时长的延时后再度检测信道是否空闲，直到顺利发出数据；
[0018]B.从监测单元作为中继设备在接受到数据并转发时，进行了随机时长的延时，并在检测到信道为空闲时发送数据，否则将数据放入缓存池中再进行随机时长的延时后再度检测信道是否空闲，直到顺利发出数据；
[0019]C.采用基于网络地址的时间片轮询方法，即要求在同一时刻只有一个监测单元发送数据，避免多个从监测设备收到广播指令同时回复数据产生的冲突。
[0020]通过所述的通信方法，有效的避免了网络的通信冲突，保证了网络通信的畅通，提高了无线传输数据的质量。
[0021]本发明的有益效果是:
[0022]⑴监测装置采用无线通信，不需要布线工程，大大提高了监测装置的安装效率，为施工单位赢得了时间，同时节省了布线的耗材成本；
[0023]⑵监测装置采用的组网方法成功的把各个独立的监测单元建立了通信网络，能够非常方便的对施工电梯进行集中监测与管理；
[0024]⑶监测装置解决了在恶劣的建筑施工现场通信质量要求高的问题，将各个监测单元采集的数据信息转换为统一的信息数据报，通过GPRS实现与监控中心数据交互；
[0025]⑷监测装置实现了对施工电梯及现场各种数据采集，包括人员的登记确认信息、电梯的地理信息、施工电梯的传感参数，为电梯的管理、维护、统计、分析及故障诊断提供了数据基础；
[0026](5)监测装置具备网关功能，可通过网络与上层监控中心或则设置在现场的服务器通信，及时获得相关数据的分析结果，指令也能及时下达，管理、维护效率都大大提高；
[0027](6)监测装置采用的通信方法成功的避免了网络通信冲突，提高了无线传输数据的质量。
【附图说明】
[0028]图1为监测单元主要组成模块示意图。
[0029]图2为监测单元组网拓扑示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图及实施例对发明中的技术方案进一步