（通信与信息系统专业论文）供热计费无线传输系统及关键技术的研究.pdf

摘要 我圈爨供热体系继承秘毒l i 划经济辩翔，+ 黩多年本舂大改变化，联疑往滂供暖采躅 一刀甥、一括准政策，有毒嚣当豹福翻毪龟彩，遨每泉建凌部彗笈奈关 城镇供热俸 制改革试点工作的指导意魁 i j 其中明确键如“停止福利供热，绽行用热商品化、 货币化”。在市场经济闩益深化的今天，特别魑在我国的北方地区，暖气费用如何收 取，业巴是社会生活的一个的重要方面。旧标准与当前住房采暖收赞的合理化要求以 及鼹懿溃意度已经有了一定豹差距，由于城露往宅耱令异性，导致珙热系统办存其 复杂链，这裁蠖得辩爱声“按曩毅费”难瑷攀缝按照健爝对阁长短霸所在恁送总绥出 一个通用的收费公式翻，公平性、准确性就难以得到保证。加之暖气在北方地区的使 用广泛，用户数量巨大，如果各家各户进行人麓统计，将消耗大璧的人力，工作效率 较低。 本文将提出一静锋瓣以上翊题懿信患传送系绞，它将在准确谤激、合理计费醚及 寿效繁省久力等方嚣骰密一定麓翅逢经王终。凝缝镬褥热力公司瓣灏耗懿熟羹心孛骞 数，又w 以使得居民付费时清楚明白。同孵，还实现了计量收费的无入化和远程化， 节省人力。由于供热系统并非仅仅使用在居民往窀中圈，在工业、农业以及社会生活 各个方丽都有重要应用，本系统亦可以作为其他应用的重要组件，在供热方和使用方 之闯，建立有效联系。本文矮结会作者的各人被会潺醭，总结提出一些对于供热收费 政繁熬憋法。 系统以模块化方式构成，主要组成部分有叔个，即：模拟量采集、数据处理、数 据无线传送、数据公网传送和服务器端数据库操作。本文中仅对前四个部分的关键技 术进行讨论和研究。 摸叛璧采集是最蘸端豹部分，采集设备中所用的滠度传感嚣以及流量传感器誊是 鞍为狻赢熬工终擎元。瀑浚传隳羧采震m a x i m 公霹戆m a x 6 6 2 5 鬟8 滠凌黉感纂，滤 量传感器拟采用超声波传感器。同时，介绍其他几种流量传感器，简单说明其优缺点 在计算所采集的数据时，总结改进前人采用的掉法，经过改进后得到的计算结果，对 于热爨的计算可以符合商用化的精度标准。 数据处理分为采集端数撵处理，和节点数撰处理，采集端的拨心是w 7 7 e 5 8 微 控髑爨，茭特煮霆藐手熬裁力强，功耗较抵，终强设备鞍秀丰富。鏊悫数据蹩瑾采焉 a r m 嵌入式处理器，差簧羽于处理多采棠点的数据 笼线发送又分为楼内终端无线传送和楼字问无线传送方式，楼内无线传送采用了 n r f 4 0 1 无线模块，其特点怒以无线的方式将备个数据采集端的信息传送到楼内的= 级节点；楼字州无线传送使用i e e e 8 0 2 1 l 协议w l a n 力式，实现楼群内信息发送。数 据的发送有其特定的数据格式，以达到高效发送的目的。 数据公网传送是一种远程传送信息的方式，关于远程传送文中简单介绍了g s m 传送方式，而被重点采用的是通过公网，将信息由楼群一级节点传送到热力公司服务 器，硬件采用了基于a r m 嵌入式系统r t l 8 0 1 9 以太网接口。 服务器端数据库，是热力公司对整个供热网络进行了解和操控，并且掌握所用必 要用户信息的工具，是系统重要组件，也是将来对用户收费的依据。具体的数据库操 作，以及人机接口软件的设计，数据库数据格式，将由其他研究人员完成，并且另立 文章著述。 在结论中，还给出部分实验结果，其中有楼内无线传送部分的硬件实验结果，并 对整个实验进行叙述，以及实验中遇到的问题，解决办法，除此之外还将阐述今后待 改进的问题。 关键词供热体系，模拟量，无线传输，n r f 4 0 1 ，i e e e s 0 2 1 1 a b s t r a c t t h eh e a u n gs y s t e mi nc h i n aa d h e r e st ot h ep l a n n e de c o n o m yp e r i o d 。a n di t h a sf e wc h a n g e si nt h el a s tm a n yy e a m b e c a u s eo ft h ep o l i c yo ft h ec i t yd o m i c i l e h e a t i n g ，t h em e t h o do ft r e a u n ge v e r yh o u s ea st h es a m ei sc a r d e do nf o rm a n y y e a r s n a m e l yt h a tt h ec i t yd o m i c i l eh e a t i n gi ss o m e h o wak i n do fw e l f a r eo ft h e c o u n t r y b u ti nr e c e n ty e a r sc o n s t r u c t i o nd e p a r t m e n th a sa l r e a d yd e c l a i m e dt h e 。s u g g e s t i o no fc m e sa n dt o w n sh e a t i n gr e f o r m a t i o nt r i a l 。a n di t h a sb e e np o i n t o u td e a d yt h a tw e l f a r eh e a “n gs h o u l db es t o p p e da n dt u m e dt om a r k e ta n dc a p i t a l i nt h er e p o r t c u r r e n t l yt h em a r k e t i n ge c o n o m yi sg r o w i n gu pq u i c k l y , a n dh o wt o c h a r g ef o rt h eh e a t i n gs y s t e mh a sa l r e a d yb e c , o m eai m p o r t a n tr o l ei nt h es o c i e t y e s p e c i a l l yj nt h en o r t ho fc h i n a t h ec o n v e n t i o n a ic r i t e r i ac o u l dn o ts a u s f yt h e d e m a n do fs u j t a b l ec h a r g ef o rt h ec i t yd o m i c i l ea n dt h es a t i s f a c t i o no fc m z e n s t h e d o m i c i l e si nc i t i e sa r ev a r i o u sf r o me a c ho t h e r , s ot h e r em u s tb el o t so f d i f f e r e n c e sb e t w e e nd i f f e r e n t s ot h er e a s o na b o v ed e r i v et h ec o m p l e x i t yo f h e a t i n gs y s t e m i ta l s om a k e sb a r d c a d et of o r mag e n e d cf o r m u l at oc h a r g ee v e r y f a m i l yb yt h eq u a n t i t yo fp o w e r t h a ti tc o n s u m e db a s e do nt h eu s i n gt i m ea n dt h e u s i n ga r e a e q u i t a b l e n e s sa n da c c u r a c ya r ed i f f l c u rt og u a r a n t e e d t h eh e a t i n g 级节点；楼字州无线传送使j 耳i e e e 8 0 2 11 协议w l a n 力式，实现楼群内信息发送。数 据黪发送蠢荬特定翡数缀臻式，孩达到塞效发送瓣疆豹。 数掘公网传送是种远程传送信息的方式，芙于远程传送文中简单介绍了g s m 传送方式，而被重点采用的是通过公网，将信息出楼群一级节点传送到热力凳司服务 器，硬l 孛袋耀了基于a r m 嵌入式系统肌l 8 0 1 9 以太阚接日。 ，驻务嚣端数据痒，怒热力公霞怼整个供热网络避行了解帮壤控，并丑掌援所雳必 要用户信息的工具，是系统重要组件，也是将来对用户收费的依据。具体的数据库操 作，以及人机接口软件的设计，数据库数据格式，将由其他研究人员完成，并且另立 文章著述。 在结论中，还给出部分实验结粜，其中有楼内无线传送部分的硬件实验结果，并 对整个实验进行叙述，以及实验中遇到的问题，解决办法，除此之外还将阐述今后待 改进戆目遐。 关键词供热体系，模拟量。无线传输，n r f 4 0 1 ，i e e e 8 0 2 1 1 a b s t r a c t t h eh e a 虹n gs y s t e mi nc h i n aa d h e r e st ot h ep l a n n e de c o n o m yp e r i o d 。a n d 建 h a sf e wc h a n g e si nt h el a s tm a n yy e a r s 。b e c a u s eo ft h ep 西蟛o ft h ec l t yd o m i c i l e h e a t i n g 。t h em e t h o do ft r e a t i n ge v e r yh o u s ea st h es a m ei sc a r r i e do nf o rm a n y y e a r s n a m e l yt h a tt h ec i t yd o m i c i l eh e a t i n gi ss o m e h o wak i n do fw e l f a r eo ft h e c o u n t r y b u ti nr e c e n ty e a r sc o n s t r u c t i o nd e p a r t m e n th a sa l r e a d yd e c l a i m e dt h e 。s u g g e s t i o no fc i t i e sa n dt o w n sh e a t i n gr e f o r m a t i o nt r i a l a n di t h a sb e e np o i n t o u td e a r l yt h a tw e l f a r eh e a t i n gs h o u l db es t o p p e da n dt u m e dt om a r k e ta n dc a p i t a l i nt h er e p o r t c u r r e n t l yt h em a r k e t i n ge c o n o m yi sg r o w i n gu pq u i c k l y , a n dh o wt o c h a r g ef o rt h eh e a t i n gs y s t e mh a sa l r e a d yb 6 c o m eai m p o r t a n tr o l ei nt h es o c i e t y e s p e c i a l l yi nt h en o r t ho fc h i n a t h ec o n v e n t i o n a lc r i t e n ac o u l dn o ts a t i s f yt h e d e m a n do fs u i t a b l ec h a r g ef o rt h ec i t yd o m i c i l ea n dt h es a t i s f a c t i o no fc i t i z e n s t h e d o m i c i l e si nc i t i e sa r ev a r i o u sf r o me a c ho t h e r , , s ot h e r em u s tb el o t so f d i f f e r e n c e sb e t w e e nd i f f e r e n t s ot h er e a s o na b o v ed e r i v et h ec o m p l e x i t yo f h e a t i n gs y s t e m i ta l s om a k e sb a r r i c a d et of o r mag e n e n cf o r m u l at oc h a r g ee v e r y f a m i l yb yt h eq u a n t i t yo fp o w e r 巍皱i tc o n s u m e db a s e d o l lt h eu s i n gt i m ea n dt h e u s i n ga r e a e q u i t a b l e n e s sa n da c c u r a c ya r ed i f f i c u l tt og u a r a n t e e d t h eh e a t i n g 珏 s y s t i sw i d e l yu s e di nt h en o a ho fc h i n a ，a n dt h ea m o u n to fu s e ri sl a r g e i fw e c o n f i r mt h ed a t ao fh e a tc o n s u m p t i o no fe v e r yf a m i l yb yh u m a n ，e n o r m o u sn u m b e r o fp e o p l ew i l lb eo c c u p i e dt od ot h i sk i n do ft h i si n e f f i c i e n tj o b i nt h i sp a p e r , ar e s o l u t i o nw i l ib ec a r d e do u tf a c e dt ot h et r o u b l e sa b o v e i tw i l i h a se x c e l l e n tp e r f o r m a n c e sa tm e a s u n n ga c c u r a t e c h a r g i n gs u i t a b l ya n ds a v et h e h u m a nr e s o u r c e i tc o u l dm a k et h eh e a t i n ge n t e r p n s e st om o n i t o rt h ec o n s u m p t i o n o fh e a td e a d ya n da l s oc o u l dm a k et h ec i t i z e n sp a yf o rt h eb i l lt r a n s ；p a r e n t l y s i m u l t a n e o u s l y , i ta c h i e v e st h ea i mo fc h a r g eb yq u a n t i t yr e m o t e l yw i t h o u th u m a n t h eh u m a nr e s o u r c ei ss a v e de f f e c t i v e l y t h eh e a t i n gs y s t i sn o to n l yu s e di nt h e d o m i c i l e ，b u ta l s ow i d e l yu s e di nt h ei n d u s t r y , a g r i c u l t u r ea n dv a r i o u sa s p e c t so f s o c i e t yi i th a sa l s op l a y e dav e r yi m p o r t a n tr o l e t h u st h es y s t c a na l s ob ea i m p o r t a n te l e m e n to ft h e s eu s a g e ，t oa c ta s ab r i d g eb e t w e e nt h eu s e r sa n d p r o v i d e r s a n dt h e r ei ss t i l ls o m es u g g e s t i o n so ft h ea u t h o ri nt h i sp a p e n s y s t i sc o n s t r u c t e di nt h ew a yo fm o d u l a d z a t i o n t h e r ea r ef i v es u b s t a n t i a i e l e m e n t si nt h es y s t ，n a m e l y1 ) a n a l o gq u a n t i t yc o l l e c t i o n2 ) d a t ap r o c e s s i n g3 ) w i r e l e s st r a n s m i s s i o n4 ) t r a n s m i s s i o nt h r o u g ht h ei n t e m e t5 ) d a t ab a s eo fs e r v e n k e yt e c h n o l o g i e so fl e m e n t se x c e p tt h el a s to n ew i l lb ed i s c u s s e da n dr e s e a r c h e d i nt h i sp a p e r a n a l o gc o l l e c t i o ni st h ep n o rp a r to ft h es y s t e m 。t e m p e r a t u r es e n s o ra n df l u x s e n s o ra d o p t e db yt h ec o l l e c t i o nd e v i c e sa r ea l li n d e p e n d e n te l e m e n t sr e l a t i v e l y t e m p e r a t u r es e n s o ri sp l a n n e dt ou s et h em a x 6 6 2 5c h i po fm a x i mc o m p a n y a n d t h ef l u xs e n s o ri sp l a n n e dt ou s et h eu l t r a s o n i cf l u xs e n s o r s e q u e n t i a l l y , s e v e r a l o t h e r n d so ff l u xs e n s o rw i l lb ei n t r o d u c e db ys i m p l yp o i n tt h e i ra d v a n t a g e sa n d d i s a d v a n t a g e s t h ea l g o r i t h m so fp r e d e c e s s o r sw i l lb eu s e da sr e f e r e n c ew h e n c a l c u l a t i n gt h ed a t ab ym e n d e da l g o r i t h m s t h er e s u l tw h i c hi sc a r d e do u tb yt h e i m p r o v e da l g o r i t h m sc o u l dr e a c ht h ec o m m e r c i a ls t a n d a r d t h ee l e m e n to fd a t ap r o c e s s i n gi sd i v i d e di n t ot w op a n st h a t1 ) c o l l e c t i o n t e r m i n a ld a t ap r o c e s s i n ga n d2 ) n o d ed a t ap r o c e s s i n g c o r eo fc o l l e c t i o nt e r m i n a l s j sw 7 h 7 e 5 8m c u i tf e a t u r e st h a ts t r o n ga b i l i t yo fa n t id i s t u r b a n c e 1 0 w e rp o w e ra n d r i c hp e n p h e r a l s n o d e sa d o p ta r m e m b e ds y s t t op e r f o r m i n gt h em u l t i p l ec o l l e c t i o n t e r m i n a l sd a t ap r o c e s s i n g w i r e l e s st r a n s m i s s i o ni sd i v i d e di n t ow i r e l e s st e r m i n a l si nb u i l d i n g sa n d t e r m i n a l sb e t w e e nb u i l d i n g so ri nt h eg r o u po fb u i l d i n g t e r m i n a l si nb u i l d i n g sa d o p t t h en r f 4 0 1w i r e l e s st x r xm o d u l e s ，缒f e a t u r e st h a tt oc o n n e c tt h em u l t i p l e t e r m i n a l si nb u i l d i n gw i t ht h es e c o n dl e v e ln o d e r r a n s m i s s i o nb e t w e e nb u i l d i n g s u s et h em e t h o do fi e e e 8 0 2 1 1w l a n t oi m p l e m e n tt h ei n f o r m a t l o nt r a n s m i s s i o n b e t w e e nb u i l d i n g s t h ed a t ah a si t su n i q u ef o t mt oa c h i e v eh i g he f f i c i e n c y d a t at r a n s m i s s i o nt h r o u g hi n t e m e ti sam e t h o do fl o n gd i s t a n c et r a n s m i s s i o n g s mt r a n s m i s s i o ni si n t r o d u c e ds i m p l ya sa n o t h e rs c h e m e a st h em a i ns c h e m e 。 t h ed a t aj st r a n s l a t e df o r m 仇et o p e v e ln o d e st ot h es e r v e ro fh e a t i n gc o m p a n y t h r o u g hi n t e m e t f o rh a r d w a r e r t l 8 0 1 9e t h e m e ti n t e r f a c eb a s e do nt h ea r m e m b e d d e ds y s t w i l lb ea d o p t e d t h eh e a t i n gc o m p a n yl e a r n sa b o u ta n dc o n t r o l st h ew h o l eh e a t i n gn e t w o r kb y t h ed a t ab a s eo fs e r v e r s a n da l s oa c q u a i n tt h ee s s e n t i a l ；n f o r m a t i o no fu s e r s 酚丸 i t st h ei m p o r t a n te l e m e n to ft h es y s t e m t h ep e r f o r m i n go fd a t ab a s ea n dt h e s o f t w a r eo fh u m a n p ci n t e r f a c ew i b ei m p l e m e n t e db yo t h e rr e s e a r c h e r s a n d o t h e rp a p e r sw i l lb ec o m p l e t e db a s e0 1 3t h i st o p i c i nt h ec o n c l u s i o n ，p a r to ft h er e s u ro fe x p e n m e n tw i l lb eg i v e no u th a r d w a r e o f w i r e l e s so f t r a n s m i s s i o ni nb u i l d i n gw i l lb ei m p l e m e n t e di n c l u d i n gt h ee x p e r i m e n t r e s u i t t h e nt h e r ew i a l s ob ea no v e r a l p r o c e d u r eo fe x p e r i m e n t 。a n di n t r o d u c t i o n o ft h ee x p e r i m e n te n v i r o n m e n la ti a s t 。t h e r ew i b ead e m o n s t r a t i o no fp r o b l e m s t h a te n c o u n t e di nt h ed e s i g na n dt h ew a yt og e tr i do ft h e m a n da l s ot h e i m p r o v e m e n to ft h es y s t 酗f u t u r ei sd i s c u s s e d 。 w a n gh e ( c o m m u n i c a t i o na n di n f o r m a t i o ns y s t e m ) d i r e c t e db ya s s o c i a t ep 腻y u a ng u o l i a n g k e y w o r d s ：h e a t i n gs y s t e m 。a n a l o gq u a n t i t y , w i r e l e s st r a n s m i s s i o n ，n r f 4 0 1 ， l e e e 8 0 2 1 1 论文独创性声明 本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包括其他人或其他机构已 经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名： 论文使用授权声明 日期：叩1 7 膨 本人同意上海海事大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以上网公 布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论 文。保密的论文在解密后遵守此规定。 储躲磁聊躲袁凰赵吼 p 7 7 f 供热计赞无线传输系统股关键技术的研定 第一章引言 1 1 供热按量计费的意义和国家相关政策 1 1 1 我国供热体系的现状和按量计费的意义 我国的供热体系中与普通市民接触最为密切的当属城市暖气供应体系，城市供暖 体系继承自计划经济时期，使用范围主要在我国北方地区。且多年未有大的变化，居 民住房供暖采用一刀切、一标准政策。在八十年代到九十年代中期，暖气系统多由各 个单位各自铺设，所以供暖管道多种多样，这样为将来的统一供暖埋下了问题，而且 费用几乎都是出各个单位承担，所有住宅都在供暖范围内，所有人都可享受供暖；用 户个人并没有什么缴纳供热费的问题，这个时期的暖气使用，几乎应当算是福利性的 在九十年代后期，特别是进入2 1 世纪后，由于国家政策的变化，用户所用供暖费用 多数由个人承担，仍然有多少不一的国家补贴，这看起来是有一定进步意义的，但是 也仍然存在不少问题。如，用户每年所缴纳费用是按照房屋面积计算的来，房子越大 缴纳费用越多。但是由于上面所提到的供暖体系是继承自计划经济时期，每所住宅都 各有各的特点，所以房屋消耗的热量并不能与房屋面积成正比，就出现了房子大消耗 “小”，与房子小消耗“大”的矛盾。每年暖气的使用时间固定，即一个地区的热力 公司都在每年某一个时间开始集体供暖，直到来年春天视天气情况集体停止供暖。这 样，即使你在整个供暖期内仅仅在家使用了一天暖气，你仍然要缴纳全额的费用。这 一点也有其相对不公平性。直到今天，也并没有一个比较统一的量度标准，能够比较 合理的 为削弱城市供暖的福利性色彩，近年来建设部曾发布关于城镇供热体制改革试 点工作的指导意见，其中明确提出。停止福利供热，实行用热商品化、货币化” 在市场经济日益深化的今天，特别是在我国的北方地区，暖气费用如何收取，业已是 社会生活的一个的重要方面旧标准与当前住房采暖收费的合理化要求以及居民的满 意度已经有了一定的差距，由于城市住宅的个异性，导致供热系统亦有其复杂性，这 就使得对用户“按量收费”难以单纯按照使用时间长短和所在地区总结出一个通用的 收费公式“，公平性、准确性就难以得到保证加之暖气在北方地区的使用广泛，用 供热计货七线f 输系统及关键技术的训究 户数量 i 大，如果各家各户进行人1 统计，将消耗大量的人力，工作效率较低。 1 1 2 关于供热的相关国家政策 2 0 0 3 年年底，建设部等8 部委联合发布关于城镇供热体制改革试点工作的指 导意见，其中明确提出“停止福利供热，实行用热商品化、货币化”，且在今年建设 部召开的关于“创建节约型社会，推进城镇供热改革”会议，再次提出彻底改变供暖 计费方式的紧要问题传统的按住宅面积收费有失公平，房屋情况不同，供暖温度各 异，这就造成了各户居民所交相同的费用却得不到相同的供热效果，自然产生了对供 暖服务的不满，造成供暖费用收取困难，矛盾激化按热量计费势在必行，并且在欧 洲已经有成功例子可循 且在响应国办发 1 9 9 9 】7 2 号国务院办公厅转发建设部等部门关于推进住宅 产业现代化提高住宅质量若干意见的通知精神的哪，全国热能计量研讨会，也在济 南举行，会上提到，目前我国大部分省市供热还没有实行按量而是按取暖面积收费， 这种方法一方面使供热部门与用，。，消费者之间常因供热质量和收费问题引起计量纠 纷，甚至造成收费困难，另一方面用户还要靠开窗调节室内温度，造成能源浪费。自国 办7 2 号文件下发后，各级政府和行业部门将热能计量的实施提到了重要议事日程辽 宁省政府明确规定：从2 0 0 0 年1 月1 只开始，新建房屋的采暖设施必须安装温控装置和 计量装置，不按此项设计的，一律不准开工。吉林省长春市实施供热分户计量，已经取 得了一定的效果，初步改变了供暖收费难的被动局面山东省局组织热能计量考察团 赴德国进行了专题考察，部分市地开展了热能计量的试点工作。 与会代表认为：我国实行分户计量、按热收费，条件已经具备，时机已经成熟：同时 国内热量表的生产目前处于起步阶段，尽早对热量表的生产进行规范已是势在必行， 国家应尽快建立热量表量传体系，制定热量表国家标准和国家计量检定规程。 1 1 3 供熟计费系统现状 当l ； ，市场上已有与供热计费相关的产品，主要有以下两大类别： 1 室内智能计量热表，热量表是涉及流体、机械、电子、控制等技术的机电一体 化产品。由三个主要部分组成，分别是积算仪、流量传感器和温度测量传感器积算 仪中的控制芯片通过流量传感器，测量热量耗散装置管路系统的瞬时流量和管路系统 进出口流动介质的温差，由内部程序计算出热量耗散装置耗散的热量并保存在芯片 4 小热 费七线传输系统之天键手土术的讲究 中。需要显示时，可通过按纽切换在l c d 上依次显示累计热量、瞬时流量、累计流量 进回水温差等参数。但仅能作为某点的数据采集存取设备，不能实现小区化操控的目 的，而l i 不能实现无人操作。 2 小区无线抄表系统，主要作用于现代化智能小区的抄表工作，解决了过去人工 入户抄表的问题，使水电煤等服务公司抄表业务实现信息化，但尚没有应用到供热计 费领域，其原因也有以下几个：一般来说，无线抄表设备面对的是多个业务对象，造 成其必然增加多个功能接口，这样成本价格会提高“”，这也是它的一个致命缺点， 与此同时，水电费与当前的供暖费有所不同m ，供暖计费设备的安装位置是有其特殊 要求的，这一点现行的无线抄表系统未必能够满足。而且水电费的可自控性高，用户 可以控制自己所用水电多少；而且现在很多地方是采取先买后用的方式，这也使得水 电智能抄表还未能大面积推广，侧面也提高了它的成本；再就是，当前的无线抄表多 用的是g s m 或g p r s 方式传送，相对公网来说，这也是一个较昂贵的方式，且实时性 不是很好以上部分原因，一定程度上约束了无线抄表在供热计费中的使用。 1 2 本文研究主要内容及安捧 1 2 1 系统的特点与优点 本文所研究的供热计费无线传输系统( 下简称：热传系统) 核心的设计思想是以 较低成本，在不大规模改变楼内管道布局的情况下，实现进出热量计算，得到室内消 耗热量差值，并且将其无线传送到楼内的收发器( - - 级节点) ，准确的给出每个用户 所消耗热量，并且以此为依据收取费用。在文中还有作者对国内外市场进行的调查， 并以此为依据对当前制定政策的相关部门提出各人见解，希望能够起到有益的作用。 热传系统的优势是：体积小，仅在管道出入户处占用极小空间；功耗低，经设计 的热量计算单元和低功耗无线传送单元作为电子产品却不需外接电源；信息发送方 便，由于实现了无线传输信息，热能信息发送到热力公司无需专门布线，由此节省人 力物力。 上文中提到过，智能热量表与小区无线抄表系统都是与供热计费相关的产品，但 是由于他们各自的特点，比如，智能热表的终端缺乏关联，小区无线抄表的多对象性 造成的高成本，也决定他们未能无缝的被融合到供热计费系统中。而本文所研究的热 传系统，就结合了智能热表和无线抄表系统，建立起热表之间的关联，并且使得无线 信息传送系统对象单一化，由于面对的是整个北方地区的巨大市场，所以单一化其服 务对象，是降低成本的有效方法 在技术上，将结合微处理器、嵌入式系统、模拟通信与数字无线、有线通信于本 班热赞尢线传输系统技天键技术的l o d t 系统，既是对新技术的研究深化，又是种对理沦应用于时问的探索与丌发。在设计 中尽量最优化各种设备的功用，达到让技术为人服务的目的。 1 3 社会调研记录 1 3 1 热力公司调研实录 淄博热力调研记 调研人：王贺对象：淄博市热力公司生产处处长 时闻：2 0 0 6 年7 月2 0 开 目的：考察市场，了解企业需求想法，获得最直接的资料，重在探索，重在拓展新思 路。 主要内容： 7 月2 0 日下午我来到淄博热力有限公司生产调度室，向生产处孟处长询问了多 项技术问题，对方也给与热情解答，现将问题与解答总结如下： ( 1 ) 现在城市内暖气管道的结构方式以及供暖的原理? 答：当前大部分楼房暖气管道设置为一进一出一进一出是供暖线路的大原则， 因为供暖是按区划分的。每一区有一个主管道，主管道内跑的是蒸汽，蒸汽温度可达 到二三百度，蒸气到达供暖节点后，被专用设备将其所含热量用来加热楼宇管道内的 水( 液态，且温度差异大，有可能浮动于2 0 - 7 0 度不定) ，每次循环是要靠楼下的水 泵泵水的，所以管内水速因楼而异，若功率稳定楼内水流速度相对稳定。然后楼宇管 道水循环在各用户之间加热室温。主水管到楼群是_ 级，楼群到各楼为一级，各楼到 各户为级，每一级都遵循一进一出的原则。如同树类结构，循环一圈回终点再次被 加热。但是也有一些老楼房设备不规则，出线的问题也会多种多样，难以简明表示 对于楼房管道设置，国家是有一定规范的，有例可参。 ( 2 ) 供暖水质如何? 对设备要求怎样? 水中有杂质，会对设备有损，但用设备必然会有损耗，是生产中的常识针对设 备损耗造成计量不准确，生产部门有一套办法进行校准，可以保证正常运转，故水质 与设备之问并无太大矛盾。 ( 3 ) 按户共热以及计费的可行性? 企业的看法是观望，等待国家政策。也有这几年也不会有突破的思想准备作为 6 缴热汁赞尢线传输系统腱笑键拙术的岍究 对供暖系统的合纠! 化改造，这项技术有其先进性，但是，设备因素与社会因素造成了 其推广的障碍。前先设备要求一定精度，又要求降低成本。因为这个改造即便是小范 围的也要几十几r i 户，且要考虑到群众接受程度和复杂心理。对设备破坏以达到个人 目的的事件之前也屡有发生，且企业也无甚好的办法。再就是社会因素，广大群众是 欢迎这种改变的，因为这给了个体用户极大的自主性、自控性。若某用户感觉温度适 宜，他可以关暖气，便达到了省钱的目的：但线路中的水和蒸汽是要不停的流转的， 企业不能关掉它，“怎么办? 气白跑了! ”企业自然是吃亏，不接受的很可能会造成亏 损。( 从另一个侧面来看，这是有利于降低成本，节约费用的) 当前在淄博市也有几 个试点，结果就是老百姓愿意用，而企业觉得不理想，就那些试点来看是赔钱的。此 类试点在北方城市中也有多处，如在北京、沈阳，据我了解都不太好。这个项目在国 外可以搞成，成功在哪? 政府的统一规划，用户、企业多年的协调，国内现在刚起步， 一个字，“乱”。 ( 4 ) 信息技术在当前生产中有应用么? 有的，热力公司的供热不仅是一个民用供热，更有很多企业购买蒸汽，以用于各 项生产，怎么买? 就是按热量算。目前有两种形式：监视，监控。监视就是在用气仑 业有设备监测蒸汽温度，并反馈信息到调度室，调度室观察温度是否合适，然后通知 本方操作员控制供气端温度。而监控就是在观察到温度后不需通知操作员，直接在调 度室完成远程控制。( 这个技术与我们的项目是有共同之处的，都需要信息的传递过 程) 本年度还要上若干此类设备。 后记： 经过调研，企业对于按量收费、供热计费系统的技术是有信心的，至今尚未得到 推广，是社会统一协调没有做好，有很多工作还是需要政府来做，在当前创建节约型 社会的大前提下，计量收费是必须迈出的一步 总之，本次调研收获很多，了解了不少一线的工作情况，且对供热系统有了一个 整体的概念我们的项目是以熟能计费为切入口的，其核心包含的信息传送无人值守 功能却不仅限于热力信息传递，其应用范围还是较大，信息模块是大有前途的1 1 3 2 德国热能计量考察 2 0 0 6 年8 月 上世纪7 0 年代前，德国的集中供热也没有计量，和我国目前的状况一样，按照 面积收费随着科技的进步和环保意识的增强，德国于上世纪6 0 年代开始研制热量 7 f j l 热 赞l 线传输系统成天让扯术的m 宄 表，从7 0 年代初丌始将热量表纳入法制计量管理轨道。绛过2 0 多年的改进发展，热 能计量技术及其管理体制f 臻成熟与完善，许多有益的绛验值得我们学习和借鉴”。 ( 1 ) 热量表的最高计量标准 德国在热能计量技术领域处r 世界领先水平。热量袭的最高计量标准建在德闰联 邦物理技术研究所，简称p t b 。2 0 0 0 年前最高计量标准为0 1 ，流量范围为 l o o m 3 h 6 0 0 1 1 1 3 h ，温度范围为( 2 0 9 5 ) ，适用口径为( 1 0 1 5 0 ) 哪 为适应集中供热的需要，提高供热计量水平，自1 9 9 5 年起p t b 开始研制新的热 量表计量标准。历时6 年，共耗资8 0 0 万马克，于2 0 0 0 年完成。准确度达到o 0 5 ， 流量范围扩展至6 0 0 m 3 h ，温度范围扩至( 2 9 5 ) c ，适用口径为( 1 0 3 0 0 ) n l l l 。 计量标准准确度的升级，对于节约能源，提高热量表技术水平，加强国际间标准的对 比、交流与合作都有极重要的作用。 。 ( 2 ) 热能的计算与收费 在德国热能的结算与水电的结算有所不同，不仅依据用户消耗的热量，还要考虑 所使用设备的折旧成本、固定资产等项费用。 热能结算一般分为两种，一种结算方式是