发布日期：2026/3/8

 

摘要：本文提供了一种基于3G网络的电梯无线监控系统设计原理和实现方案，简要介绍了无线通信网络技术的基本知识，描述了无线传输应用于视频监控系统和数据传输系统的实现方法。通过实际应用，获得了理想的效果.

关键词：3G ；DTU；工业路由器;Internet；视频监控；无线数传.

一 概述

电梯运行的安全问题逐渐成为人们日常关注的话题，影响电梯的安全运行有两方面因素，一是电梯系统自身品质和可靠性;二是人为因素引发电梯轿箱内的人身安全。

　　ˎ̥; mso-hansi-font-family: ˎ̥">随着房地产业的快速发展，国家倡导的节能省地型住宅建设政策广泛落实，高层住宅建设逐渐成为房地产开发和消费的主体。同时也给售后物业管理带来了很多新的问题和困难，电梯设备的使用、维修、管理成本高和物业收费困难等问题也较为突出。

针对电梯这一现代化交通工具的性能和特点，还要实行科学化管理。据悉，一些发达国家在十几年前就开发应用了智能化电梯安全远程监控系统。

所谓智能化电梯安全远程监控系统，集地理信息、计算机控制和远程通讯技术于一体，通过设定的电梯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，从而实现对各处电梯进行远程监视和控制。

长期以来电梯主要采用总线制的报警系统，是电梯安全运行强制要求之一，但随着视频监控系统的普及，新安装的电梯开始加装视频监控，提高了电梯运行的安全性。

本文介绍的电梯视频报警综合系统，在新老系统的实际应用中得到工程商和用户的好评。它通过3G无线网络实现视频监控图像的传输和报警信号传输。这种稳定可靠的传输结构，可靠的报警方式，大大提高了电梯安全运行，减少了电缆材料，缩短了施工工时，降低了系统造价。

二 系统组网方案

1、系统拓扑结构

2、系统结构说明

电梯的轿厢内安装摄像头，通过以太网接口连接才茂3G路由器，通过3G路由器将视频信号传送到监控中心；同时电梯信息采集器采集电梯楼层信号、方向、满员、司机以及故障等状态信号数据，通过RS232串口连接才茂3G路由器，然后通过3G网络将数据传送到监控中心。

3、系统组成

a、 网络摄像头（IP摄像头），主要负责电梯轿箱内视频监控。

b、 电梯信号采集器，主要负责采集电梯各种状态及参数信息并通过串口传送至才茂路由器。

c、 中心监控主机，配合自身的中心软件，实现远程同步实时监控、录像并显示电梯的运行状态。

三 系统功能

1、 在电梯轿厢顶上安装摄像头，通过RJ45接口连接才茂路由器；电梯控制柜内安装电梯信息采集器，通过RS232接口连接才茂路由器；监控中心安装监控主机和监控显示器；通过才茂路由建立的3G网络通信通道，即可在监控中心看到电梯轿厢内的视频图像以及电梯运行状态。

2、 安装在电梯轿厢顶上的摄像头采集轿厢内视频图像；

3、 电梯信息采集器采集电梯楼层信号、方向、满员、司机以及故障等状态信号采集，并转换成数字信号，传输到串口；

4、 监控显示器可实现多路电梯图像画面远程同屏监控，多画面智能切换轮巡；在同一局域网内任一台电脑安装上网络监控软件后都可连接上主机，并能同时查看图像及回放；

5、 同屏远程监控多台电梯轿厢内情况，在监控中心即可看到轿厢内的图像以及电梯所在楼层、运行方向和满员、司机、故障等状态信号；

6、 可保存多台电梯图像信号，文件记录模式有：定时录像、手动录像、手动抓拍录像、动态检测录像，并实现图像回放，文件备份；
动态检测录像——当在预设好的时间、区域检测到运动的人或物体，系统就会自动录像。
保存的电梯录像文件按时间来命名，保存的录像文件占满硬盘空间时系统会自动检测下一个预设的保存盘，若所有设定的磁盘空间已用完，系统就会自动替换掉最早的录像文件。

7、 查看录像时可使用连续或单个播放、快速或慢速播放，当看到可疑录像时，可使用快照功能抓拍下当时的图片；

8、 无视频信号时，黑底白字显示电梯状态；

9、 电梯出现故障时（人工报警、安全回路故障、电源故障等），输出闪动的图像报警信号。

10、 本系统采用无线传输，图像清晰、通用性强、数码图像存储，方便新装或加装。

 

四 系统的无线通信实现原理

（一）电梯轿厢终端

电梯终端使用才茂工业级路由器，同时具备路由功能和DTU功能。一方面通过建立路由连接，使电梯内的IP摄像头和中心监控主机之间形成通信通道，另一方面通过DTU功能，使电梯内的信息采集器和中心监控主机之间建立无线串口通信通道（TCP—COM）。

在使用才茂路由器DTU功能时，必须先进行参数设置，以决定进入透明数据传输模式后的工作方式。需要设置的参数有：监控中心IP地址（或动态域名服务器能够解析的域名）及端口号设置；Socket通讯类型（TCP或UDP）；通讯接口参数；触发方式设置等。

才茂工业级路由器的主要特点：

厦门才茂工业级WCDMA 3G路由器CM8150R，是一款采用联通WCDMA 3G网络，工业级设计，带1个以太网口RJ45的无线路由器。设备采用高性能的工业级ARM9通信处理器，以嵌入式实时操作系统为软件支撑平台，系统集成了全系列从逻辑链路层到应用层通信协议，支持VPN（包括PPTP+L2TP+MPPE和IPSEC+GRE）,IPTABLE防火墙，静态及动态路由，PPP server及PPP client，,DHCP server及DHCP client，DDNS，防火墙，SNAT/DNAT，DMZ主机,WEB配置，支持APN/VPDN，支持上电自动拨号，自动维护通信链路，保证链路永远在线，支持自动定时上线和下线功能等功能。

该产品整机采用工业级设计；系统带有看门狗WDT保护，另外加载了系统监测保护SWP（System Watch Protect）；产品通过电力3000V电击测试；产品拥有维护系统稳定的专利技术，确保设备永远在线；经过严格的设计、测试和8年的实际应用，产品性能稳定可靠。

工业级设计

1.  工业级CPU：工业级ARM9高性能嵌入式处理，200MPS；带 16KB Dcache，高速缓存数据，加快高速数据访问速度；带16KB Icache，高速指令缓存，加强了指令处理速度。

2.  工业级无线模块：采用工业级无线模块，抗干扰强，传输稳定。

3.  实时操作系统：采用LINUX2.6.28操作系统，带内存管理单元，实时性强，功能升级快，系统稳定，带完善TCP/IP协议栈；

4.  强化电路板：PCB采用遵循3H和3W原则，同时公司所有产品电路板都采用高品质材质来生产，确保板材的稳定可靠。

5.  工业级元器件：整机元器件采用严格筛选的工业级元器件来生产。

6.  工业级电源：宽压电源设计，电源适应范围为DC5V~DC35V，内置电源反向保护和过压过流保护。

7.  电磁防护：以太网接口内置1.5KV电磁隔离防护

8.  抗干扰设计：采用金属外壳，屏蔽电磁干扰，系统保护等级IP30；天线带防雷设计；系统超低温和超高温设计；特别适合在环境恶劣的工业环境下使用。

稳定可靠

1.  在线维持专利技术：智能防掉线，在线检测，在线维持，掉线自动重拨，异常自动复位，确保设备永远在线

2.  三层系统保护：在原来两级（软件保护+CPU内置看门狗WDT保护）系统保护的基础上，增加一级系统虚拟值守VWM（Virtual Man Watch）检测保护功能，确保系统稳定可靠

3.  UIM/SIM卡ESD保护：1.8V/3V/5V标准的推杆式用户卡接口，内置15KV ESD保护。

4.  串口ESD保护：串口RS232内置15KV ESD保护。

5.  金属外壳：采用金属外壳，防辐射，抗干扰；外壳和系统安全隔离，防雷设计；符合电力安规要求；防护等级为IP41；特别适合于环境恶劣的工业控制领域。

6.  所有无线模块都有通过CGD认证或者FCC认证或者CE认证。

7.  高速处理CPU：采用高速ARM9的工业级CPU，可以更加高速地处理各种协议数据转换；解决了业内“假在线”、“假死机”、“当机”等疑难问题。

8.  超大内存：FLASH64Mbits，SDRAM，256Mbits，有超大的内存来缓存客户发送数据，同时接收超大数据包，数据不丢失。

9.  完善的协议栈：新系统加载了完善的TCP/IP协议栈，采用了完善的TCP/IP协议栈；使网络通信性能优异，掉线概率极大降低。

10.EMC性能优异：通过电力3000V电击测试，特别适合在工业领域环境恶劣下使用；系统EMC/EMI优异，系统稳定可靠；通过EMC测试；公司产品2010年荣获“中国工控行业客户满意最佳供应商”。

功能强大

1.  支持以太网数据通信和路由转发，同时也支持串口TCP/UDP透明数据传输或者串口配置

2.  支持VPN安全隧道功能,包括PPTP、MPPE、L2TP、GRE和IPSEC

3.  智能防掉线，支持在线检测，在线维持，掉线自动重拨，确保设备永远在线

4.  支持IPTABLES防火墙，包过滤功能

5.  支持定时上线下线功能，可以设置设备在某段时间内上线和某个时间内下线

6.  支持多种上下线触发模式，包括短信、电话振铃、串口数据、网络数据触发上下线模式

7.  支持动态路由和静态路由、RIPv1、RIPv2、OSPF、BGP、NDSP、IRMP、SNSP、IGMP、DVMRP、PIM-SM/DM

8.  支持多种协议：TCP/IP，UDP，ICMP，SMTP，HTTP，POP3，OICQ，TELNET，FTP等。

9.  支持动态路由和静态路由

10.支持DHCP/DHCPD功能

11.支持端口映射NAT功能，如SNAT，DNAT

12.支持动态DDNS：支持花生壳、88IP和dyndns域名服务商

13.支持DMZ主机

14.支持APN/VPDN网络

15.方便的WEB配置，支持远程WEB管理

16.支持WEB配置保存和恢复，实现参数的备份和批量设备的快速配置

17.支持telnet管理，方便易用的控制台shell交互环境

18.支持多台终端共享router ppp广域网出口

19.支持多种无线拨号方式：自动分配，指定IP，指定本地对端IP

20.支持作为PPP服务器，多种认证方式，支持双向认证

21.方便易用的COM及SYSLOG系统诊断，调试功能

22.支持串口本地软件升级

23.支持TFTP软件远程升级

24.支持实时时钟

25.同时支持LINUX和WINDOWS操作系统

简单易用

1.  产品出厂配置默认参数，客户只需修改个别参数甚至不需要做任何参数修改，就可以实现快速使用设备。

2.  图形化配置工具：完善的图形化配置工具，提供快速配置功能，实现客户快速配置；提供批量配置功能，实现批量设备的配置。

3.  产品说明书提供快速配置说明，可以快速使用设备。

4.  检查软件：提供SYSLOG日志输出功能，可以用于参考设备工作日志，同时协助分析异常时的原因；通过串口调试软件，提供不同的调试等级输出，方便客户查看各种信息，快速定位问题。

（二）监控中心

本文监控中心采用ADSL连接，由于每次接入所获得的IP地址不是固定的，电梯终端才茂路由器无法直接指向远程监控中心。为了解决服务器每次接入IP地址的不固定，可采用动态域名解决办法。动态域名的功能，就是实现固定域名到动态IP地址之间的解析。监控中心每次上网得到新的IP地址之后，安装在监控中心计算机里的动态域名软件就会把这个IP地址发送到动态域名解析服务器，更新域名解析数据库。电梯终端路由器通过这个域名发起Socket连接时，动态域名解析服务器会返回正确的IP地址给它。

监控中心的软件可采用自主编写，内部调用才茂动态链接库，用来完成Socket程序的编写；或者使用支持才茂协议的组态软件。监控中心软件应具有在监视器屏幕上显示终端的ID及显示多路不同终端的图像，并将图像存储在硬盘上。通过对图像进行分析处理，如出现异常给出报警信号并将报警信息传到远程终端以启动报警装置。相关管理人员可直接观看被监视场所，并随时调看每个终端的当前状况。

 

注：才茂路由器及DTU功能的详细原理，请参照相关设备的使用手册。

网址http://www.caimore.com

五 结束语

综合电梯视频及报警信息系统是在原有监控技术基础上，将视频、报警、控制等独立的系统集成于一体，充分利用了原有独立系统的资源，提升了安全防范的效果。

　　在将视频监控系统和报警信息系统合为一体无疑提升了电梯运行安全性，但今后电梯安防系统还需要能传输电梯运行数据，远程控制。随着对电梯运行的安全性要求越来越高，集视频监控、报警、运行数据传输和远程控制的电梯安防系统将会满足越来越多的用户需求。　　

随着生产管理水平的不断提高，远程视频监控得到了广泛的应用，也越来越成熟，而且正朝着网络化、智能化的方向发展。采用3G无线传输数据通讯方法解决了远程监控系统的通讯问题，比起其它有线通讯方式有着不可比拟的优越性。由于传送的是视频数据，数据量大且较为频繁，可选择不限量使用的商务套餐较为经济。我们在实验室构建了该无线视频远程监控，获得了理想的效果。而且，随着3G网络的逐渐完善和应用技术的不断成熟，3G的应用领域也会越来越广阔。

本文介绍的3G无线传输系统可推广至各种需要检测、监控与安防的环境之中。