專利名稱：面向住宅的集中供熱分戶計量的用熱采集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑供熱測控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種基于Zigbee技術(shù)的面向住宅的集中供熱分戶計量的用熱采集方法。
背景技術(shù)：
能源和環(huán)境問題一直是困擾當(dāng)今世界發(fā)展的兩大問題，也一直是我國經(jīng)濟工作的戰(zhàn)略重點。當(dāng)今，由于建筑能源的大量浪費造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題。在我國，據(jù)統(tǒng)計建筑能耗占社會總能耗近1/3，而北方冬季居民采暖能耗約占建筑能耗的近2/3，因此供熱節(jié)能是建筑節(jié)能不可或缺的重要組成部分。現(xiàn)階段我國供熱系統(tǒng)在熱源、熱網(wǎng)與熱用戶各個環(huán)節(jié)都還存在著很大的節(jié)能潛力，供熱系統(tǒng)的粗放管理以及基礎(chǔ)設(shè)施配置的不足導(dǎo)致熱用戶的不合理用熱，是當(dāng)前從熱用戶反映出來的比較明顯和突出問題，而合理計量是引導(dǎo)熱用戶合理用熱的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的熱計量方法僅僅是通過樓棟熱計量表和面積分?jǐn)偡?，或住宅?元熱計量表實現(xiàn)計量，用熱數(shù)據(jù)采集簡単，沒有體現(xiàn)熱用戶實際的用熱感受，從而導(dǎo)致不同熱需求的用戶滿意度不高。例如專利CN201853280U發(fā)明了采用分戶熱量表計量法。近幾年，雖然在分戶計量上提出了不少方法，例如專利CN101840225A雖然提供了ー種基于兩級網(wǎng)絡(luò)的無線型區(qū)域供熱計量管理方法，然而在如何確保數(shù)據(jù)采集的可靠、安全方面沒有具體措施，例如如何確保傳輸?shù)目煽啃?，如何確保通信線路故障的情況下數(shù)據(jù)不丟失，以及如何確保臨時停電時數(shù)據(jù)不丟失等。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的分戶用熱計量關(guān)鍵在于分戶用熱數(shù)據(jù)的采集，針對現(xiàn)有用熱采集技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于Zigbee技術(shù)的面向住宅的集中供熱分戶計量的用熱數(shù)據(jù)采集方法，為分戶計量提供基礎(chǔ)，從而提高不同熱需求的用戶滿意度，引導(dǎo)熱用戶的合理用熱，提高建筑能源利用率。技術(shù)方案為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
(1)構(gòu)建面向住宅単元的分布式用熱數(shù)據(jù)采集架構(gòu)，其中包括住宅単元溫度采集節(jié)點、樓棟用熱數(shù)據(jù)收集單元，遠程監(jiān)控中心，樓棟熱量表、GPS校時儀組成。其中住宅単元溫度采集節(jié)點和樓棟用熱數(shù)據(jù)收集單元之間通過Zigbee建立通信聯(lián)系，而樓棟用熱數(shù)據(jù)收集単元和遠程監(jiān)控中心之間通過GPRS建立通信聯(lián)系。這里所述的住宅単元溫度采集節(jié)點和樓棟用熱數(shù)據(jù)收集單元都帶有充電鋰電池，可供系統(tǒng)在不進行數(shù)據(jù)通信的情況下低功率運行8小時；
(2)分布校吋，GPS校時儀按設(shè)定時間間隔與遠程監(jiān)控中心的服務(wù)器校時，然后遠程監(jiān)控中心給每個GPRS聯(lián)網(wǎng)的樓棟用熱數(shù)據(jù)收集單元校吋，隨后樓棟用熱數(shù)據(jù)收集單元給與其聯(lián)系的每個住宅単元溫度采集節(jié)點廣播校吋，以確保整個系統(tǒng)的時間同步；
(3)住宅単元溫度采集，即根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的采集間隔Tl，每個住宅単元溫度采集節(jié)點利用數(shù)字溫度傳感器或熱敏電阻進行實時溫度采集，在此基礎(chǔ)上，利用滑動窗ロ法進行濾波處理，確保溫度數(shù)據(jù)可靠采集；
(4)引入了按住宅単元溫度采集點編號延時上傳的方法實現(xiàn)各住宅単元的溫度數(shù)據(jù)到樓棟用熱數(shù)據(jù)收集單元，實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯集，即各住宅単元溫度采集節(jié)點根據(jù)已經(jīng)設(shè)定的熱量收集間隔T2，并延時No* T3后，通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)將其數(shù)據(jù)發(fā)送到樓棟用熱數(shù)據(jù)收集單元中，其中No為采集 點編號，T3為延時間隔。如果傳送不成功，則就地保存，以便下一周期再次傳遞。同時，如果市電停電，各住宅単元溫度采集點進入低功耗運行模式，只采溫度，并將其本地保存，不上傳溫度； (5)樓棟用熱量的收集，由樓棟用熱數(shù)據(jù)收集單元根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的熱量收集間隔T2通過485或M-Bus總線根據(jù)熱量表傳輸協(xié)議實現(xiàn)對樓棟熱量表數(shù)據(jù)的實時收集；
(6)樓棟用熱數(shù)據(jù)上傳，樓棟用熱數(shù)據(jù)收集單元根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的熱量收集間隔T2向監(jiān)控中心利用GPRS實時提交其所收集的住宅単元溫度數(shù)據(jù)和樓棟熱量表熱量數(shù)據(jù)，進而完成分布式的數(shù)據(jù)采集；
(7)如果樓棟用熱數(shù)據(jù)上傳失敗，則保存在樓棟用熱數(shù)據(jù)收集單元中，下一周期重新利用GPRS提交。同時，如果市電停電，各住宅単元溫度采集點進入低功耗運行模式，將所收集數(shù)據(jù)本地保存，不上傳。步驟(3)中，住宅単元溫度采集，步驟如下
(3. I)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的采集間隔Tl，利用數(shù)字溫度傳感器或熱敏電阻進行實時溫度采集，連續(xù)采集5次數(shù)據(jù)，去掉最高值和最低值后取平均作為本次的實測溫度；
(3. 2)考慮到用數(shù)字溫度傳感器或熱敏電阻進行的實時溫度采集值可能會受相關(guān)噪聲因素干擾，在此按照公式(1-1)在采集溫度的基礎(chǔ)上計算出當(dāng)前的采集校正溫度；
權(quán)利要求
1.一種面向住宅的集中供熱分戶計量的用熱采集方法，包括以下幾個步驟 步驟一、構(gòu)建面向住宅単元的分布式用熱數(shù)據(jù)采集架構(gòu)，其中包括住宅単元溫度采集節(jié)點、樓棟用熱數(shù)據(jù)收集單元，遠程監(jiān)控中心，樓棟熱量表、GPS校時儀組成，其中住宅単元溫度采集節(jié)點和樓棟用熱數(shù)據(jù)收集單元之間通過Zigbee建立通信聯(lián)系，而樓棟用熱數(shù)據(jù)收集單元和遠程監(jiān)控中心之間通過GPRS建立通信聯(lián)系； 步驟ニ、分布校吋，GPS校時儀按設(shè)定時間間隔與遠程監(jiān)控中心的服務(wù)器校吋，然后遠程監(jiān)控中心給每個GPRS聯(lián)網(wǎng)的樓棟用熱數(shù)據(jù)收集單元校時，隨后樓棟用熱數(shù)據(jù)收集單元給與其聯(lián)系的每個住宅単元溫度采集節(jié)點廣播校吋，以確保整個系統(tǒng)的時間同步； 步驟三、住宅単元溫度采集，即根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的采集間隔Tl，每個住宅単元溫度采集節(jié)點利用數(shù)字溫度傳感器或熱敏電阻進行實時溫度采集，在此基礎(chǔ)上，利用滑動窗ロ法進行濾波處理，確保溫度數(shù)據(jù)可靠采集； 步驟四、引入了按住宅単元溫度采集點編號延時上傳的方法實現(xiàn)各住宅単元的溫度數(shù)據(jù)到樓棟用熱數(shù)據(jù)收集単元，實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯集，即各住宅単元溫度采集節(jié)點根據(jù)已經(jīng)設(shè)定的熱量收集間隔T2，并延時No* T3后，通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)將其數(shù)據(jù)發(fā)送到樓棟用熱數(shù)據(jù)收集単元中，其中No為采集點編號，T3為延時間隔，如果傳送不成功，則就地保存，以便下一周期再次傳遞，同時，如果市電停電，各住宅単元溫度采集點進入低功耗運行模式，只采溫度，并將其本地保存，不上傳溫度； 步驟五、樓棟用熱量的收集，由樓棟用熱數(shù)據(jù)收集單元根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的熱量收集間隔T2通過485或M-Bus總線根據(jù)熱量表傳輸協(xié)議實現(xiàn)對樓棟熱量表數(shù)據(jù)的實時收集；步驟六、樓棟用熱數(shù)據(jù)上傳，樓棟用熱數(shù)據(jù)收集單元根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的熱量收集間隔T2向監(jiān)控中心利用GPRS實時提交其所收集的住宅単元溫度數(shù)據(jù)和樓棟熱量表熱量數(shù)據(jù)，進而完成分布式的數(shù)據(jù)采集； 步驟七、如果樓棟用熱數(shù)據(jù)上傳失敗，則保存在樓棟用熱數(shù)據(jù)收集單元中，下一周期重新利用GPRS提交，同時，如果市電停電，各住宅単元溫度采集點進入低功耗運行模式，將所收集數(shù)據(jù)本地保存，不上傳。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種面向住宅的集中供熱分戶計量的用熱采集方法，其特征在于步驟3，住宅単元溫度采集的具體步驟為 A、根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定的采集間隔Tl，利用數(shù)字溫度傳感器或熱敏電阻進行實時溫度采集，連續(xù)采集5次數(shù)據(jù)，去掉最高值和最低值后取平均作為本次的實測溫度； B、考慮到用數(shù)字溫度傳感器或熱敏電阻進行的實時溫度采集值可能會受相關(guān)噪聲因素干擾，在此按照公式(1-1)在采集溫度的基礎(chǔ)上計算出當(dāng)前的采集校正溫度；
全文摘要
本發(fā)明涉及一種面向住宅的集中供熱分戶計量的用熱采集方法，包括以下幾個步驟構(gòu)建面向住宅單元的分布式用熱數(shù)據(jù)采集架構(gòu)，分布校時，住宅單元溫度采集，住宅單元的溫度數(shù)據(jù)到樓棟用熱數(shù)據(jù)收集單元，實現(xiàn)數(shù)據(jù)匯集，樓棟用熱量的收集，樓棟用熱數(shù)據(jù)上傳，采用本發(fā)明可有效克服了環(huán)境、設(shè)備等相關(guān)噪聲因素的干擾，提高了采集溫度的準(zhǔn)確性，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。
文檔編號G01K17/12GK102650881SQ20121015049
公開日2012年8月29日 申請日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月16日
發(fā)明者李峰, 肖鐵軍 申請人:江蘇恒春智能科技有限公司