一種無線熱能計量和監測系統的製作方法
2023-07-06 05:38:16
一種無線熱能計量和監測系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種無線熱能計量和監測系統，它包括上位機、網絡交換機、區域數據匯集系統和單元數據採集器，每個單元數據採集器都有一個唯一的ID，當單元數據採集器位於區域數據匯集系統的通信範圍內，該單元數據採集器採集空氣參數值後，連同自身ID傳送給所在通信範圍的匯集系統，所有單元數據採集器之間以zigbee無線自組網方式通信，通信範圍外的單元數據採集器通過其他單元數據採集器將數據傳送給區域數據匯集系統。區域數據匯集系統通過網絡交換機與上位機通信。本實用新型融合了智能控制技術、計算機技術、數據遠傳技術及無線自組網技術，解決了傳統技術存在的通訊速率較慢、線路複雜、安裝困難、對建築環境的適應能力較差等問題。
【專利說明】一種無線熱能計量和監測系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種具有通用性的數據採集、傳輸、處理系統，特別涉及一種無線熱能計量和監測系統。
【背景技術】
[0002]伴隨我國城市化城鎮化的飛速發展和生活水平的不斷提高，建築能耗佔國家總能耗已經上升至1/4強，而空調和冷庫能耗在建築能耗中佔比達2/3。所以建築節能的首選是空調和冷庫節能，為此圍繞空調和冷庫節能展開的熱能計量系統研發越來越多。
[0003]目前，大多數的熱能計量裝置採用有線通訊的數據採集系統，這種數據採集系統往往無法滿足多點採集和遠程採集需要，數據採集系統與上位機之間通訊速率較慢，線路複雜，安裝困難，對建築環境的適應能力較差，不利於推廣應用。
實用新型內容
[0004]為了解決上述【背景技術】存在的問題，本實用新型融合了智能控制技術、計算機技術、數據遠傳技術及無線自組網技術，提出了一種無線熱能計量和監測系統。
[0005]一種無線熱能計量和監測系統，安裝於中央空調系統或冷庫系統中，包括上位機、網絡交換機、至少一個區域數據匯集系統和至少一個單元數據採集器，各區域數據匯集系統都有一個以自身為中心、以指定距離為半徑的通信範圍；所有單元數據採集器之間以zigbee無線自組網方式通信，且每個單元數據採集器都有一個唯一的ID，當單元數據採集器採集空氣參數值後，位於通信範圍內的單元數據採集器將採集到的空氣參數值連同自身的ID傳送給其所在通信範圍對應的區域數據匯集系統，而位於通信範圍外的單元數據採集器將採集到的空氣參數值連同自身的ID傳送給所有位於通信範圍內的單元數據採集器，並由該所有位於通信範圍內的單元數據採集器轉發至區域數據匯集系統；所述的區域數據匯集系統通過網絡交換機與上位機通信。
[0006]其中，上述的單元數據採集器包含採集器CPU、傳感器、A/D轉換器、DC電源、無線通信模塊、輸入與顯示模塊、調試串口模塊和執行模塊；所述的採集器CPU分別與DC電源、無線通信模塊、輸入與顯示模塊、調試串口模塊和執行模塊連接，所述傳感器通過A/D轉換器連接採集器，傳感器採集到的空氣參數值經過A/D轉換後送入採集器CPU，採集器CPU將預存的末端裝置的開停時間、流體工質的進出口溫度數據、自動生成識別自身的識別信息和前述的傳感器採集的空氣參數值，以及自身的ID通過無線通信模塊傳送給區域數據匯集系統；所述的輸入與顯示模塊將現場設定的參數傳送給採集器CPU並顯示數據。
[0007]其中，上述的區域數據匯集系統包含匯集系統CPU及分別與之連接的電源、無線模塊、GPRS模塊、外接RAM和調試串口 ；所述的無線模塊接收單元數據採集器發送來的數據並傳給匯集系統CPU，匯集系統CPU通過GPRS模塊將數據傳給上位機並將數據存入外接RAM。其中，電源採用220V交流電源或者12V直流電源，調試串口採用UART串口。
[0008]其中，上述的上位機還連接了印表機，列印出上位機監測到的數據信息和計量結果Ο
[0009]採用上述技術方案，具有如下的有益效果:
[0010](1)本實用新型中的上位機、數據匯集系統和單元數據採集器之間的雙向通訊，結合無線自組網和GPRS傳輸技術，可以完成多遠程節點數據的採集和監測；
[0011](2)本實用新型可適應不同建築環境、不同抄表方式，無線模塊的應用簡化了布線成本，GPRS模塊的應用可方便實施預付費功能；
[0012](3)本實用新型的單元數據採集器和區域數據匯集系統各組成模塊的晶片均採用常見晶片，可以有效控制工程成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型無線熱能計量和監測系統示意圖。
[0014]圖2是本實用新型中單元數據採集器的組成框圖。
[0015]圖3是本實用新型中區域數據匯集系統的組成框圖。
【具體實施方式】
[0016]以下將結合附圖，對本實用新型的技術方案進行詳細說明。
[0017]如圖1所示的本實用新型的一種無線熱能計量和監測系統示意圖，該系統安裝於中央空調系統或冷庫系統中，包括上位機、網絡交換機、至少一個區域數據匯集系統和至少一個單元數據採集器，各區域數據匯集系統都有以自身為中心、以指定距離為半徑的通信範圍。所有單元數據採集器之間以zigbee無線自組網方式通信，且每個單元數據採集器都有一個唯一的ID，當單元數據採集器採集空氣參數值後，位於通信範圍內的單元數據採集器將採集到的空氣參數值連同自身的ID傳送給其所在通信範圍對應的區域數據匯集系統，而位於通信範圍外的單元數據採集器將採集到的空氣參數值連同自身的ID傳送給所有位於通信範圍內的單元數據採集器，並由該所有位於通信範圍內的單元數據採集器轉發至區域數據匯集系統。所述的指定距離是指區域數據匯集系統能穩定接收到信號的最大距離。區域數據匯集系統通過GPRS模塊與網絡交換機連接，網絡交換機再通過Internet與上位機通信。上位機對傳送來的數據進行處理，當數據地址一樣時，重複上傳的數據在一個採集周期內，先到的數據有效，後到的數據拋棄，而一旦一個採集周期內漏掉了某個地址上的數據，上位機就會做出報警提示。如此，單元數據採集器的數據就可以較快上傳至上位機，上位機與單元數據採集器之間的傳輸延遲小。
[0018]如圖2所示的單元數據採集器的組成框圖，單元數據採集器包含採集器CPU、傳感器、A/D轉換器、DC電源、無線通信模塊、輸入與顯示模塊、調試串口模塊和執行模塊。所述的採集器CPU分別與DC電源、無線通信模塊、輸入與顯示模塊、調試串口模塊和執行模塊連接，所述傳感器通過A/D轉換器連接採集器，傳感器採集到的空氣的溫度、溼度、潔淨度等參數經過A/D轉換後送入採集器CPU，採集器CPU將預存的末端裝置的開停時間、流體工質的進出口溫度數據、自動生成識別自身的識別信息和前述的傳感器採集的空氣參數值，以及自身的ID通過無線通信模塊傳送給區域數據匯集系統。採集器CPU控制執行模塊執行相應操作，輸入與顯示模塊將現場設定的參數傳送給採集器CPU並顯示數據。單元數據採集器還預留了調試串口模塊用來現場調試使用，在本實例中，調試串口模塊可採用UART串□。
[0019]如圖3所示的區域數據匯集系統的組成框圖，區域數據匯集系統包含匯集系統CPU及分別與之連接的電源、無線模塊、GPRS模塊、外接RAM和調試串口。在本實施例中，所述電源可採用220V交流電源或12V直流電源。所述的無線模塊接收單元數據採集器發送來的數據並傳給匯集系統CPU,匯集系統CPU通過GPRS模塊將數據傳給上位機並將數據存入外接RAM，並可以隨時讀取外接RAM裡的數據。調試串口以供調試操作並輸出調試結果，在本實施例中，調試串口可採用UART串口。
[0020]上位機接收區域數據匯集系統傳送來的數據信息，對各點進行實時監控，並計算出熱能。上位機與印表機相連，列印出上位機中監測到的數據和熱能計量的結果。
[0021]以上實施例僅為說明本實用新型的技術思想，不能以此限定本實用新型的保護範圍，凡是按照本實用新型提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本實用新型保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種無線熱能計量和監測系統，安裝於中央空調系統或冷庫系統中，其特徵在於:包括上位機、網絡交換機、至少一個區域數據匯集系統和至少一個單元數據採集器，各區域數據匯集系統都有一個以自身為中心、以指定距離為半徑的通信範圍；所有單元數據採集器之間以Zigbee無線自組網方式通信，且每個單元數據採集器都有一個唯一的ID，當單元數據採集器採集空氣參數值後，位於通信範圍內的單元數據採集器將採集到的空氣參數值連同自身的ID傳送給其所在通信範圍對應的區域數據匯集系統，而位於通信範圍外的單元數據採集器將採集到的空氣參數值連同自身的ID傳送給所有位於通信範圍內的單元數據採集器，並由該所有位於通信範圍內的單元數據採集器轉發至區域數據匯集系統；所述的區域數據匯集系統通過網絡交換機與上位機通信。
2.根據權利要求1所述的一種無線熱能計量和監測系統，其特徵在於:所述的單元數據採集器包含採集器CPU、傳感器、A/D轉換器、DC電源、無線通信模塊、輸入與顯示模塊、調試串口模塊和執行模塊；所述的採集器CPU分別與DC電源、無線通信模塊、輸入與顯示模塊、調試串口模塊和執行模塊連接，所述傳感器通過A/D轉換器連接採集器，傳感器採集到的空氣參數值經過A/D轉換後送入採集器CPU，採集器CPU將預存的末端裝置的開停時間、流體工質的進出口溫度數據、自動生成識別自身的識別信息和前述的傳感器採集的空氣參數值，以及自身的ID通過無線通信模塊傳送給區域數據匯集系統；所述的輸入與顯示模塊將現場設定的參數傳送給採集器CPU並顯示數據。
3.根據權利要求1所述的一種無線熱能計量和監測系統，其特徵在於:所述的區域數據匯集系統包含匯集系統CPU及分別與之連接的電源、無線模塊、GPRS模塊、外接RAM和調試串口 ；所述的無線模塊接收單元數據採集器發送來的數據並傳給匯集系統CPU，匯集系統CPU通過GPRS模塊將前述數據傳給上位機並將數據存入外接RAM。
4.根據權利要求3所述的一種無線熱能計量和監測系統，其特徵在於:所述的電源採用220V交流電源或者12V直流電源。
5.根據權利要求3至4中任意一項所述的一種無線熱能計量和監測系統，其特徵在於:所述的調試串口採用UART串口。
6.根據權利要求1所述的一種無線熱能計量和監測系統，其特徵在於:所述的上位機還連接了印表機。
【文檔編號】G08C17/02GK203519206SQ201320591646
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月25日 優先權日:2013年9月25日
【發明者】申小中, 李喜明 申請人:無錫商業職業技術學院