一、系統(tǒng)概述
冬季采暖是中國北方地區(qū)*的，而且長達(dá)3--5個(gè)月，主要采用集體供暖的形式。熱源供給主體是熱力公司或小區(qū)鍋爐房，但是這種供暖方式能源利用率較低。隨著城市的能源供應(yīng)越來越緊張，能源價(jià)格不斷上漲，暖氣節(jié)能問題成為人們所關(guān)注的焦點(diǎn)。為此，我們研制出了這套樓宇供暖節(jié)能系統(tǒng)，它提高了供暖效率，*地節(jié)約了能源。
樓宇供暖節(jié)能系統(tǒng)使用的無線Zigbee和GPRS智能數(shù)據(jù)采傳終端采用了大規(guī)模集成電路技術(shù)、嵌入式操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、抗干擾技術(shù)和串行接口通信技術(shù)。通過監(jiān)測(cè)點(diǎn)高精度溫度采集傳感器采集數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通過我公司自主研發(fā)的采集和傳輸一體的RTU上傳至監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)庫上。并通過監(jiān)控軟件對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過上位機(jī)軟件可以得到遠(yuǎn)端點(diǎn)設(shè)備將采集的數(shù)據(jù)傳回到中控室，并把數(shù)據(jù)保存在軟件后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中，用戶可以隨時(shí)查看。
對(duì)于樓宇、住宅小區(qū)集中供暖中水電的節(jié)能，預(yù)防和控制樓宇、住宅小區(qū)浪費(fèi)事件的發(fā)生，起到了非常重要的作用。該系統(tǒng)在人員流量比較大的公共場(chǎng)所，影劇院、寫字樓、商場(chǎng)、體育館、展覽館、地鐵等場(chǎng)所，實(shí)施實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，可以有效防止浪費(fèi)性事件的發(fā)生。以達(dá)到控制和調(diào)節(jié)維護(hù)樓宇、住宅小區(qū)人員安全以及水電的節(jié)能，預(yù)防和控制樓宇、住宅小區(qū)浪費(fèi)事件發(fā)生的目的。并避免了用戶與能源公司因暖氣不足而引起的爭議和不交暖氣費(fèi)等惡劣事件。
二、總體設(shè)計(jì)
2．1溫度采集與遠(yuǎn)程控制方案圖
說明
針對(duì)居民住宅或商務(wù)大樓，每個(gè)樓層安裝一個(gè)Zigbee溫度采集器，對(duì)于公共場(chǎng)所，在主要房間內(nèi)，如會(huì)議室、圖書館安裝Zigbee溫度采集器，每一座大樓安裝一個(gè)GPRS中繼器，把所有Zigbee溫度采集器的數(shù)據(jù)通過無線傳到GPRS中繼器器上，然后通過GPRS通訊定時(shí)把數(shù)據(jù)傳輸?shù)綗崃具M(jìn)行管理。
Zigbee溫度采集器采用電池供電，可以使用5年以上，只需要掛在室內(nèi)墻上即可，數(shù)據(jù)采用Zigbee自組網(wǎng)，可以穿透樓層，一級(jí)接一級(jí)路由到GPRS中繼器上，所以數(shù)據(jù)打包一起發(fā)送到電腦上。
針對(duì)鍋爐房或換熱站，直接安裝GPRS數(shù)據(jù)采集器，可以采集溫度、工況等信息。實(shí)現(xiàn)無人值守的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
中控室采用一臺(tái)安裝有Windows 2003操作系統(tǒng)及SQL SERVER2005數(shù)據(jù)庫軟件的服務(wù)器，聯(lián)網(wǎng)的客戶端電腦可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行采集、監(jiān)測(cè)、設(shè)置等功能?？蛻舳塑浖瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理，曲線圖、數(shù)據(jù)報(bào)表導(dǎo)出等功能。
2．2節(jié)能控制示意圖
說明：
本系統(tǒng)的核心是暖氣節(jié)能控制儀。它通過傳感器采集溫度、壓力數(shù)據(jù)，節(jié)能控制儀進(jìn)行分析。當(dāng)室內(nèi)溫度降低時(shí)，暖氣節(jié)能控制儀自動(dòng)加大電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度，使進(jìn)入用戶的熱水流量多一些，此時(shí)用戶獲得的熱量增多，室內(nèi)溫度會(huì)升高；反之，室內(nèi)溫度升高時(shí)，暖氣節(jié)能控制儀自動(dòng)減小閥門開度，使進(jìn)入用戶的熱水流量少一些，此時(shí)用戶獲得的熱量減少，室內(nèi)溫度會(huì)降低。這樣保證了用戶室內(nèi)溫度的穩(wěn)定。同時(shí)，暖氣節(jié)能控制儀通過以太局域網(wǎng)把供暖信息遠(yuǎn)程傳輸?shù)焦┡刂浦行牡闹骺匚C(jī)上，管理者通過主控微機(jī)上的軟件監(jiān)測(cè)、控制暖氣控制儀的工作，在溫度、壓力出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)對(duì)供暖線路進(jìn)行檢查維修。
三、產(chǎn)品介紹
3．1 Zigbee溫度采集器—D620
功能：
1、可以采集2路溫度（一路內(nèi)置，一路外接）；
2、傳感器單總線制-55℃-85℃，誤差±0.2℃；
3、帶液晶顯示，方便直觀；
4、Zigbee無線通訊接口，可自組聯(lián)網(wǎng)；
5、自帶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，可保存6個(gè)月數(shù)據(jù)量（1小時(shí)間隔）；
6、溫度上下限報(bào)警；
7、支持1路RS485接口，可與有線網(wǎng)絡(luò)組態(tài)RS485總線；
8、電池供電，可使用5年以上；
9、安裝方便，直接掛墻上即可。
技術(shù)指標(biāo)：
1、供電方式：3.6V電池；
2、功耗：靜態(tài)電流<30uA，工作電流<30mA；
3、頻段：2.4GHz，8頻道；
4、靈敏度：（-97 dBm）、zui大輸出為24dBm；
5、傳輸距離：可視500m，穿墻100m；
6、溫度：-20℃～+55℃；
7、濕度：<95%RH（無凝結(jié)）。
3．2 GPRS溫度采集器—D411
功能：
1、四路溫度采集，單總線制；
2、四路開關(guān)量輸入，可接閥門、停電、門禁等信號(hào)；
3、八路模擬量輸入，可接溫度變送器、壓力、閥門開度等信息；
4、四路開關(guān)量輸出，可開閥和關(guān)閥；
5、帶液晶與鍵盤操作，顯示溫度、流量、壓力等現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)；
6、溫度上下限報(bào)警；
7、可內(nèi)置Zigbee通訊模塊，可與Zigbee溫度采集器聯(lián)網(wǎng)，作數(shù)據(jù)集中器；
8、內(nèi)置GPRS通訊模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)定時(shí)傳輸；
9、支持2路IP地址，支持動(dòng)態(tài)域名；
10、支持1路RS485接口，可與有線網(wǎng)絡(luò)組態(tài)RS485總線；
11、帶液晶與鍵盤操作，可以設(shè)置參數(shù)和顯示所有數(shù)據(jù)；
12、內(nèi)置Flash模塊，可保存6個(gè)月數(shù)據(jù)；
13、自帶后備電池，停電報(bào)警，后備24小時(shí)。
技術(shù)指標(biāo)：
1、供電電壓：AC220V；
2、功耗：<5W；
3、Zigbee參數(shù)：2.4GHz，8頻道，傳輸距離：可視500m，穿墻100m；
4、尺寸：205*252*90mm；
5、溫度：-20℃～+55℃；
6、濕度：<95%RH（無凝結(jié)）。
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