供暖溫度無線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上供暖溫度無線監(jiān)控系統(tǒng)目 錄一、項目背景3二、系統(tǒng)概述4三、方案設(shè)計說明43.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)43.1.1 GPRS數(shù)據(jù)采集傳輸終端43.1.1.1 溫度傳感器53.1.1.2無線數(shù)據(jù)終端內(nèi)部集成TCP/IP協(xié)議棧53.1.1.3支持自動心跳，保持永久在線53.1.1.4支持參數(shù)配置，永久保存63.1.2 GPRS數(shù)據(jù)服務(wù)器63.1.3遠(yuǎn)程監(jiān)控中心6四、系統(tǒng)特點7五、效益分析85.1解決供暖矛盾方面85.2對供暖企業(yè)節(jié)能減排方面9一、 項目背景我國北方地區(qū)冬季目前普遍采用集中供暖方式進行供熱。供熱企業(yè)通過城市高溫供熱管道將熱水送至各居民小區(qū)、企業(yè)。近年來供暖過程中出現(xiàn)的矛盾

2、一直困擾著政府、供暖單位和廣大居民。并且矛盾越來越突出，甚至引發(fā)惡性事件?？梢姽┡P(guān)系到千家萬戶，它涉及到百姓安居樂業(yè)和社會穩(wěn)定，尤其是從福利供暖向商品化供暖轉(zhuǎn)化過程中矛盾更為突出。我國各級政府對此問題十分重視，有些地區(qū)政府已把供暖的好壞作為政績來考核?，F(xiàn)行的供熱運行管理仍處于手工操作階段，影響了集中供熱優(yōu)越性的充分發(fā)揮。主要反映在：1、供暖用戶由于地域分布較為離散，很難及時準(zhǔn)確地獲取供暖質(zhì)量；2、缺少全面的參數(shù)測量手段，無法對運行工況進行系統(tǒng)的分析判斷；3、系統(tǒng)運行工況失調(diào)難以消除，造成用戶冷熱不均，溫度過低造成用戶不滿，溫度過高又造成能源的浪費；4、供熱企業(yè)的終端用戶的室內(nèi)溫度沒有良好的采

3、集措施，還依賴于人工測量記錄。不能建立從供暖-用戶-供暖這樣的一個閉環(huán)的控制系統(tǒng)使，使資源更好的被充分利用無法實現(xiàn)。5、由于能源價格逐年上漲，供暖企業(yè)運營成本升高，利潤下降。搞好城市集中供熱工程，必須要全面提高供熱技術(shù)水平。本系統(tǒng)正是針對有效的解決此類問題而開發(fā)的綜合管理系統(tǒng)。通過在城市各個用戶的采集點安裝終端采集設(shè)備，基于GPRS 無線網(wǎng)絡(luò)實時采集現(xiàn)場溫度數(shù)據(jù)、控制中心實時獲取供暖質(zhì)量數(shù)據(jù)，對供暖質(zhì)量作出及時評估，為現(xiàn)有的供熱控制系統(tǒng)提供準(zhǔn)確及時的終端用戶的溫度信息。這樣就能使供熱控制系統(tǒng)做出正確判斷，修正給定參數(shù)。不但滿足了用戶的不同時間的供暖需求，使室內(nèi)的溫度在一個穩(wěn)定良好的范圍，同時可

4、以有效提高供熱系統(tǒng)效率，達到節(jié)能減排的目的。降低供熱企業(yè)的運營成本，不但得到良好的經(jīng)濟效益也得到了良好的社會效益。二、 系統(tǒng)概述基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的供暖溫度無線監(jiān)控系統(tǒng)有如下特點：1、數(shù)據(jù)采集部分采用2個高精度溫度傳感器，精度高、實時性好。2、數(shù)據(jù)傳輸采用GPRS和無線專用網(wǎng)絡(luò)模式，具有永遠(yuǎn)保持在線 、組網(wǎng)簡單、維護方便的特點。3、溫度的采集和上傳可以設(shè)置多種模式。三、 方案設(shè)計說明3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)拓?fù)鋱D本系統(tǒng)包括GPRS數(shù)據(jù)采集傳輸終端、GPRS數(shù)據(jù)服務(wù)器、遠(yuǎn)程監(jiān)控中心三大部分。3.1.1 GPRS數(shù)據(jù)采集傳輸終端: GPRS數(shù)據(jù)采集傳輸終端集溫度采集、分析、處理、上傳等功能于一身

5、，把從溫度傳感器獲取到的實際溫度數(shù)據(jù)經(jīng)過分析處理后打包并以TCP/IP協(xié)議上傳到遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)服務(wù)中心上?？梢栽O(shè)定溫度采集時間、不通時間段的溫度采集時間間隔。3.1.1.1溫度傳感器溫度傳感器采用美國DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20 數(shù)字溫度傳感器，溫范圍55125，精度為±0.05，無論測量的溫度范圍和精度都能滿足系統(tǒng)的要求。3.1.1.2無線數(shù)據(jù)終端內(nèi)部集成TCP/IP協(xié)議棧GPRS數(shù)據(jù)采集傳輸終端內(nèi)部封裝了PPP撥號協(xié)議以及TCP/IP協(xié)議棧并且具有嵌入式操作系統(tǒng)，從硬件上，它可看作是嵌入式PC與無線GPRS MODEM的結(jié)合；它具備GPRS撥號上網(wǎng)以及TCP/IP數(shù)據(jù)通信的功

6、能。 3.1.1.3支持自動心跳，保持永久在線GPRS通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點之一就是支持GPRS終端設(shè)備永久在線，因此典型的GPRS數(shù)據(jù)采集傳輸終端在設(shè)計上都支持永久在線功能，這就要求GPRS數(shù)據(jù)采集傳輸終端包含了上電自動撥號、采用心跳包保持永久在線（當(dāng)長時間沒有數(shù)據(jù)通信時，移動網(wǎng)關(guān)將斷開GPRS數(shù)據(jù)采集傳輸終端與中心的連接，心跳包就是數(shù)據(jù)采集傳輸終端與在連接被斷開之前發(fā)送一個小數(shù)據(jù)包，以保持連接不被斷開）、支持?jǐn)嗑€自動重連、自動重?fù)芴柕忍攸c。3.1.1.4支持參數(shù)配置，永久保存GPRS數(shù)據(jù)采集傳輸終端作為一種通信設(shè)備，其應(yīng)用場合十分廣泛。在不同的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)中心的IP地址及端口號，串口的波特率等都是

7、不同的。因此，數(shù)據(jù)采集傳輸終端都應(yīng)支持參數(shù)配置，并且將配置好的參數(shù)保存內(nèi)部的永久存儲器件內(nèi)（一般為FLASH或EEPROM等）。一旦上電，就自動按照設(shè)置好的參數(shù)進行工作。GPRS數(shù)據(jù)采集傳輸終端支持定時上傳、實時上傳、按命令上傳等幾種工作方式。定時上傳：定時上傳是指數(shù)據(jù)采集傳輸終端可以實現(xiàn)按幾分鐘、幾小時、幾天等定時上傳到遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)中心。實時上傳：實時上傳是指數(shù)據(jù)采集傳輸終端采集到溫度數(shù)據(jù)立即上傳。按命令上傳：按命令上傳是指根據(jù)程控制中心的命令按具體需求上傳。3.1.2 GPRS數(shù)據(jù)服務(wù)器GPRS數(shù)據(jù)服務(wù)器能夠?qū)崟r保存GPRS數(shù)據(jù)采集傳輸終端傳過來的鍋爐運行參數(shù)的數(shù)據(jù)，把整個系統(tǒng)內(nèi)所有采集點

8、的溫度數(shù)據(jù)一并保存起來。數(shù)據(jù)服務(wù)器為整個系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)來源，數(shù)據(jù)服務(wù)器的軟件平臺采用Microsoft公司開發(fā)的大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)SQL Server2000，從而保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。3.1.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控中心監(jiān)控中心上運行的是一套C/S結(jié)構(gòu)的監(jiān)控軟件系統(tǒng)，它能完成實時數(shù)據(jù)監(jiān)視、 歷史曲線分析、 歷史報表與實時報表、 硬件檢測、曲線分析、自動報警和報警記錄分析等功能。實時數(shù)據(jù)監(jiān)視：在此界面下，系統(tǒng)以曲線方式實時地顯示每個所監(jiān)控的監(jiān)控點的溫度參數(shù)，每種曲線分為預(yù)期曲線和實際曲線，工作人員可以很方便地看到實際運行的參數(shù)和預(yù)期參數(shù)的差距，從而為供暖系統(tǒng)的運行參數(shù)調(diào)整提供了必要的依據(jù)。歷史曲線

9、分析：在此界面中可 以通過查詢顯示一定時間段( 數(shù)月、 數(shù)天) 內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)，并且可以生成數(shù)據(jù)曲線，方便工作人員直觀地分析整體的供暖效果。打印報表：此界面主要是用于打印報表數(shù)據(jù)， 在打印報表頁面里 可以打印實時的數(shù)據(jù)，也可以打印歷史的數(shù)據(jù)。硬件檢測分析：此界面實時顯示每路監(jiān)測點的連接狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)有某路監(jiān)測點斷線，應(yīng)及時派人到現(xiàn)場檢查設(shè)備的運行情況。自動報警和報警分析：在報警窗口界面中，主要對報警值進行顯示，可以顯示報警詳細(xì)數(shù)據(jù)內(nèi)容包括：換熱站號、報警內(nèi)容(溫度)、報警門限、當(dāng)前報警值、報警時間，報警窗口記錄頁面中的打印功能既可以打印即時報警記錄，也可以打印歷史報警記錄。四、系統(tǒng)特點l 系統(tǒng)結(jié)

10、構(gòu)簡單，價格低廉?dāng)?shù)據(jù)傳輸方式采用GPRS模式，不受地域限制，無須增加額外的布線投入。采用GPRS公網(wǎng)通信，全國范圍內(nèi)均按統(tǒng)一費率計費，省去昂貴的漫游費用, GPRS網(wǎng)絡(luò)可按數(shù)據(jù)實際通信流量計費，(1分-3分/1K字節(jié))，也可以按包月不限流量收費，從而實現(xiàn)了系統(tǒng)的低成本通信。l 先進性采用先進的軟、硬件的同時，貫徹了數(shù)字化、信息化環(huán)保的先進思想，使企業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的進一步智能應(yīng)用成為現(xiàn)實，使控制系統(tǒng)有機地成為企業(yè)整個IT 架構(gòu)的一部分。l 實時性強GPRS具有實時在線的特性，數(shù)據(jù)傳輸時延小，并支持多點同時傳輸，因此監(jiān)控中心可以多個監(jiān)控點之間快速，實時地進行雙向通信，很好地滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集和傳輸實時

11、性的要求。目前GPRS實際數(shù)據(jù)傳輸速率在30Kbps左右，完全能滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率（10Kbps）的需求。l 穩(wěn)定性高與SMS短信息方式相比，數(shù)據(jù)采集傳輸終端采用面向連接的TCP協(xié)議通信，避免了數(shù)據(jù)包丟失的現(xiàn)象，保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。中心可以與多個監(jiān)測點同時進行數(shù)據(jù)傳輸，互不干擾。GPRS網(wǎng)絡(luò)本身具備完善的頻分復(fù)用機制，并具備極強的抗干擾性能。五、效益分析5.1解決供暖矛盾方面本系統(tǒng)通過溫度采集實現(xiàn)了能及時地對供暖參數(shù)閉環(huán)調(diào)節(jié)的功能，有效地解決了供暖系統(tǒng)供需矛盾的問題（如下圖）。5.2對供暖企業(yè)節(jié)能減排方面 傳統(tǒng)供暖情況示意圖通過上圖可以看出，由于傳統(tǒng)的供暖方式對用戶實際的供暖情況不能及時獲取，造成供熱參數(shù)的調(diào)節(jié)不及時，經(jīng)常會出現(xiàn)供暖溫度過低或者過熱的情況，溫度過低會造成用戶的不滿意，產(chǎn)生供需矛盾；過熱會增大供暖成本的增加，資源的浪費。由于本系統(tǒng)能及時獲取實際供暖情況，反饋信息及時準(zhǔn)確，以便工作人員迅速調(diào)節(jié)供暖參數(shù)，使供暖曲線穩(wěn)定在預(yù)期溫度范圍內(nèi)。本系統(tǒng)集無線通訊技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)等于一身，有效地