供热计费无线传输系统及关键技术的研究

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我国的供热体系继承自计划经济时期,且多年未有大的变化,居民住房供暖采用一刀切、一标准政策,有相当的福利性色彩,近年来建设部曾发布《关于城镇供热体制改革试点工作的指导意见》,其中明确提出"停止福利供热,实行用热商品化、货币化"。在市场经济日益深化的今天,特别是在我国的北方地区,暖气费用如何收取,业已是社会生活的一个的重要方面。旧标准与当前住房采暖收费的合理化要求以及居民的满意度已经有了一定的差距,由于城市住宅的个异性,导致供热系统亦有其复杂性,这就使得对用户"按量收费"难以单纯按照使用时间长短和所在地区总结出一个通用的收费公式,公平性、准确性就难以得到保证。加之暖气在北方地区的使用广泛,用户数量巨大,如果各家各户进行人工统计,将消耗大量的人力,工作效率较低。本文将提出一种针对以上问题的信息传送系统,它将在准确计量、合理计费以及有效节省人力等方面做出一定的创造性工作。既能使得热力公司对消耗的热量心中有数,又可以使得居民付费时清楚明白。同时,还实现了计量收费的无人化和远程化,节省人力。由于供热系统并非仅仅使用在居民住宅中,在工业、农业以及社会生活各个方面都有重要应用,本系统亦可以作为其他应用的重要组件,在供热方和使用方之间,建立有效联系。本文还结合作者的各人社会调研,总结提出一些对于供热收费政策的想法。系统以模块化方式构成,主要组成部分有五个,即:模拟量采集、数据处理、数据无线传送、数据公网传送和服务器端数据库操作。本文中仅对前四个部分的关键技术进行讨论和研究。模拟量采集是最前端的部分,采集设备中所用的温度传感器以及流量传感器皆是较为独立的工作单元。温度传感拟采用maxim公司的MAX6625型温度传感器,流量传感器拟采用超声波传感器。同时,介绍其他几种流量传感器,简单说明其优缺点。在计算所采集的数据时,总结改进前人采用的算法,经过改进后得到的计算结果,对于热量的计算可以符合商用化的精度标准。数据处理分为采集端数据处理,和节点数据处理,采集端的核心是W77e58微控制器,其特点是抗干扰能力强,功耗较低,外围设备较为丰富。节点数据处理采用ARM嵌入式处理器,主要用于处理多采集点的数据。无线发送又分为楼内终端无线传送和楼宇间无线传送方式,楼内无线传送采用了nrf401无线模块,其特点是以无线的方式将各个数据采集端的信息传送到楼内的二级节点;楼宇间无线传送使用IEEE802.11协议WLAN方式,实现楼群内信息发送。数据的发送有其特定的数据格式,以达到高效发送的目的。数据公网传送是一种远程传送信息的方式,关于远程传送文中简单介绍了GSM传送方式,而被重点采用的是通过公网,将信息由楼群一级节点传送到热力公司服务器,硬件采用了基于ARM嵌入式系统RTL8019以太网接口。服务器端数据库,是热力公司对整个供热网络进行了解和操控,并且掌握所用必要用户信息的工具,是系统重要组件,也是将来对用户收费的依据。具体的数据库操作,以及人机接口软件的设计,数据库数据格式,将由其他研究人员完成,并且另立文章著述。在结论中,还给出部分实验结果,其中有楼内无线传送部分的硬件实验结果,并对整个实验进行叙述,以及实验中遇到的问题,解决办法,除此之外还将阐述今后待改进的问题。
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