热计量数据传输

1、目前，我国冬季的供暖收费是按照用户住宅的建筑面积来收取费用，这种收费方式会造成大量的能源浪费；同时随着我国北方城市供暖收费制度改革的逐步推行，“热”作为一种商品已被越来越多的用户所接受，实施建筑采暖按热量消耗收费是供暖收费制度改革大势所趋。因此设计出低功耗、高精度的热计量表成为首要解决的问题。该文将无线传感器网络技术同热量表收费管理结合起来，提出了一种基于b/s架构的gprs远传查看服务器，热计量数据传输的热量表设计方案。该热量表具有功耗低、精度高、体积小等特点，具有无线收发功能，可以实现与远程热能抄表系统的通信。（一）系统概述：航星公司研发的集中抄表系统式针对供热公司开发的的一种高效、可靠的

2、远程抄表管理系统，整个系统充分利用目前成熟可靠的无线通讯手段，使用了gprs网络与各管理中心通讯，实现数据的远程传递，对数据实现监控、分析。系统实现的功能：1） 实现用户热能表的定时数据采集2） 抄表数据通过gprs无线网络传输至管理中心数据采集服务器。3） 抄表数据可根据需要查询、修改、分析、并可导出至指定格式的电子文档。4） 热能表系统采集每块户表的热能表的累积流量。实时流速、累积热量、实时功率、进水温度、回水温度、温差、运行时间8个类型参数。（二）系统特点本套方案较以往抄表系统有明显的优势，其特点如下：1） 数据传输采用了无线传输模式，最大化的提高了系统效率，并减少了现场维护工作，所有功

3、能均可在各管理中心实现。2） 系统系统可采集、分析、处理热能计量的累积能量、累积流量、瞬时能量、瞬时流量、进水温度、温差、运行时间8个运行参数。为能源公司提供丰富的现场运行数据，结合服务器管理软件的分析和处理功能可提高能源公司的管理水平。3） 系统采用可靠性能高的总线制数据传输，使用先进的m-bus/rs485总线，布线简单，系统布线工程量小，节省了用户投资。远程采用gprs进行数据传输，数据传输均有专门的通讯协议，设有多种数据加密和校验功能，确保数据传输的可靠性。4） gprs传输设备的无线通讯功能采用模块化设备，更换其中的模块后可方便升级至速度更快，带宽更高的3g网络。5） 友好的人机界面

4、，管理平台采用流行的web编程，管理员采用网页浏览器即可进行数据管理、分析、系统维护等工作，具有界面友好、操作方便、网络安全性能高的特点。6） 高容错设计。系统硬件采用看门狗设计，当设备发生故障时，可自动检测并保存现场运行数据，同时设备自动复位，将故障信息上报给服务器。7） 系统设备抗干扰性能好，可靠性高。系统采用防电磁干扰设计，具有防静电、防雷击的特点，同时系统通过高低温，交变湿热试验测试，设备可在-20度55度的温度范围内正常运行。（三）系统结构整个系统分为四层结构：1） 用户设备层：直读式热能表，无累积误差；2） 系统设备层：只要由数据集中器、gprs传输设备组成；3） 无线网络层：使用

5、移动、联通公司提供的gprs网络；4） 供热公司建立的管理中心：设备数据采集/分析服务器、通讯软件、数据分析软件。系统结构示意图：（四）规格参数：（五）设备选型：1、热计量表1）、热量表组成及热计量原理热量表的核心主要由流量传感器、配对温度传感器和计算器构成。在供热用户中安装热量表，当热水流经供热用户时，根据流量传感器给出的流量和配对温度传感器给出的供回水温度，以及热水流经的时间，通过计算器可计算并显示供热用户所吸收的热量。其基本公式为： 为热流体进出口的温差， =t1-t2 ，k是热当量系数，是一个与供热流体的温度和压力有关的物理参数， 是流体流过热交换系统的体积。2）、温度测量温度测量电路

6、采用传统的三线制电桥法，分别用两只特性相同的薄膜铂电pt1000完成。两只热电阻分别位于供热管路的进水口和出水口，将两个温度转换为电压后分别送至msp430片内集成的l2位ad转换器，从而提高了热量表的测量精度。3）、流量测量流量测量电路用于测量流过取暖设备的热水体积，每流过一定流量的热水就能够向微控制器发出一个电脉冲信号，由控制器计数并得到通过散热器的热水体积。将这个脉冲作为中断输入信号，cpu用该信号累计流过采暖设备的热水的体积，再结合pt1000采集的温度值利用公式进行热量计算4）、无线热量表网络无线热量表网络系统结构： 热量表节点进行串联，统一连接到传输设备。现在的热计量表都是m-bu

7、s的接口，我们的传输设备提供m-bus接口把所有的热计量表进行连接。然后通过3g网络发送到远端接收服务器进行数据处理。2、集中器1）、 与m-bus热能表进行通讯；2）、 响应上位机抄表、设置指令；3）、 定时（时间可设定）巡检只能表工作状态并存储故障状态、时间。4）、 定时抄表（时间可自行设定）并存储抄表数据；系统容量：每个热量表每次抄表数据约26 bytes（地址信息5 bytes）每个集中器最大可存储120个表的抄表数据。存储空间不足时，集中器可自动删除最旧数据。中继器下行具有4个独立的m-bus接口，每次通讯只能开启一个端口，每个端口可连接25块m-bus户表。5）、 内置时钟，自动与

8、中心服务器校时，当集中器响应上位机抄表指令时，首先进行时钟校对。3、gprs传输设备： gprs传输设备实现与热力公司管理中心的实时通讯。gprs传输设备下行具有独立的rs485接口，可连接到集中器，gprs传输设备预留1个rs232串口接口，在现场可使用笔记本电脑等设备可通过该接口进行设置。考虑到现场使用环境的复杂性，我公司的传输设备具有在无人值守，无电供应的环境中正常运行，锂电池供电支持，低电量告警，节省能源，节省费用等特点。功耗极低，支持大数据包传输，双向大容量数据缓冲区，采用tcp滑动窗口技术，大幅提升数据传输速率。复合式看门狗技术，永不死机，数据100%可靠手法，emc抗干扰设计适合恶劣环境应用。（六）系统软件系统软件可分为：1） 系统数据库：采用sql server数据库管理系统。2） 热能抄表软件：定时对每个小区进行抄表；可对任意某块表、集中器进行通讯测试，参数查询；抄表数据写入中心数据服务器，可进行条件查询。3） 集中器设置软件：对m-bus表进行地址设置；对集中器进行参数设置；包括：m-bus表编号、集中器编码、时钟。巡检时间、定时抄表时间设置。4） 管理中心软件架构：（七）系统主要参数及主要技术性指标1、集中器：a、供电：市电接入，有ac220v转a