CN103411265B - 智慧节能型房间采暖自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了室内供暖及节能减排技术领域中的一种智慧节能型房间采暖自动控制系统。包括远程控制装置、电源模块、控制器模块、通信模块和散热元件电磁阀；远程控制装置与通信模块相连；通信模块、控制器模块和散热元件电磁阀顺序相连；远程控制装置用于存储房间温度，并生成控制指令；通信模块用于接收各种指令并转发至控制器模块以及将房间温度转发至远程控制装置；控制器模块用于将采集的房间温度发送至通信模块并控制散热元件电磁阀开启或者关闭；电源模块用于为其他模块供电。本发明可对空闲的房间进行基本负荷供暖，对使用中的房间进行正常供暖，从而实现房间供暖散热元件的按需控制，节约能源。
Description
技术领域
本发明属于室内供暖及节能减排技术领域，尤其涉及一种智慧节能型房间采暖自动控制系统。
背景技术
在采暖季节，每个房间的供暖需求都存在着较为明确的时间表，这种规律在校园尤为明显。比如，在18:00至次日8:00，校园中学生宿舍的供暖需求比较大，同时校园中教室的供暖需求比较小；反过来，在8:00至18:00，则是教室的供暖需求比较大，学生宿舍的供暖需求比较小。而目前的供暖系统不能区分各房间的需求情况和即时使用状态，一律按固定规则进行供暖控制，导致供热量与房间在各时段的实际采暖需求存在相当大的差异，造成不必要的能源浪费。
目前的各种节能手段均没有考虑到房间的热散失特性，也没有区别对待各个房间不同的即时供暖需求。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种智慧节能型房间采暖自动控制系统，解决现有采暖控制系统无法根据房间实际供暖需求量调节房间热量的问题。
为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种智慧节能型房间采暖自动控制系统，其特征是所述系统包括远程控制装置和本地控制装置；
所述本地控制装置包括电源模块、控制器模块、通信模块和散热元件电磁阀；
所述远程控制装置与通信模块相连；
所述通信模块、控制器模块和散热元件电磁阀顺序相连；
所述远程控制装置用于发送呼叫指令；还用于周期性地向通信模块发送采集指令，并在收到通信模块发送的房间温度后，存储所述房间温度；还用于根据采集的房间温度和预置的房间供热计划任务生成控制指令并发送至通信模块；
所述通信模块用于接收远程控制装置发送的呼叫指令、采集指令和控制指令，并转发至控制器模块；还用于接收控制器模块发送的房间温度并转发至远程控制装置；
所述控制器模块用于接收呼叫指令，并在接收到呼叫指令时，建立与远程控制装置的通信；在建立与远程控制装置的通信后，当接收到采集指令时，采集房间温度并将房间温度发送至通信模块；当接收到控制指令时，控制散热元件电磁阀开启或者关闭；
所述电源模块用于为控制器模块、通信模块和散热元件电磁阀供电。
所述控制器模块包括微处理器、温度采集单元、监控单元和驱动单元；其中，微处理器与通信模块相连，驱动单元与散热元件电磁阀相连，温度采集单元、监控单元和驱动单元分别与微处理器相连；
所述微处理器用于接收呼叫指令，并在判断呼叫指令中所包含的地址与自身拨码开关设置的地址一致时，建立微处理器与远程控制装置的通信；在建立与远程控制装置的通信后，当接收到采集指令时，控制温度采集单元采集房间温度，并将采集的房间温度发送至通信模块；当接收到控制指令时，控制驱动单元开启或者关闭散热元件电磁阀；
所述温度采集单元用于在微处理器的控制下，采集房间温度并发送至微处理器；
所述驱动单元用于在微处理器的控制下，开启或者关闭散热元件电磁阀；
所述监控单元用于监视微处理器的工作状态，并在微处理器工作异常时重启微处理器。
所述电源模块包括顺序连接的电压转换电路、稳压电路和电源监控电路；其中，所述电压转换电路用于将输入的电压转换为控制器模块、通信模块和散热元件电磁阀的工作电压；
所述稳压电路用于控制工作电压处于恒压状态；
所述电源监控电路用于监控电源模块的工作状态。
所述散热元件电磁阀设置在散热元件进水管支路上，或者所述散热元件电磁阀设置在散热元件进水管支路和回水管支路之间的进回水管上。
所述远程控制装置采用计算机、工作站或者服务器。
本发明可根据一定的计划任务对每个房间的供暖进行统一控制管理，在保证供暖质量的前提下，对空闲的房间进行基本负荷供暖，对使用中的房间进行正常供暖，从而实现房间供暖散热元件的按需控制，节约能源。
附图说明
图1是智慧节能型房间采暖自动控制系统结构图；
图2是散热元件电磁阀设置示意图；其中(a)是散热元件进水管和回水管为不同管路时散热元件电磁阀设置示意图，(b)是散热元件进水管和回水管为相同管路时散热元件电磁阀设置示意图；
图中，1-进水管，2-回水管，3-进水管支路，4-散热元件电磁阀，5-进回水管，6-回水管支路。
具体实施方式
下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
图1是智慧节能型房间采暖自动控制系统结构图。如图1所示，智慧节能型房间采暖自动控制系统包括远程控制装置和本地控制装置。本地控制装置包括电源模块、控制器模块、通信模块和散热元件电磁阀。其中，远程控制装置与通信模块相连，通信模块、控制器模块和散热元件电磁阀顺序相连。
远程控制装置用于发送呼叫指令；还用于周期性地向通信模块发送采集指令，并在收到通信模块发送的房间温度后，存储所述房间温度；还用于根据采集的房间温度和预置的房间供热计划任务生成控制指令并发送至通信模块。
通信模块用于接收远程控制装置发送的呼叫指令、采集指令和控制指令，并转发至控制模块；还用于接收控制器模块发送的房间温度并转发至远程控制装置。
控制器模块用于接收呼叫指令，并在接收到呼叫指令时，建立与远程控制装置的通信；在建立与远程控制装置的通信后，当接收到采集指令时，采集房间温度并将房间温度发送至通信模块；当接收到控制指令时，控制散热元件电磁阀开启或者关闭。
电源模块用于为控制器模块、通信模块和散热元件电磁阀供电。
控制器模块包括微处理器、温度采集单元、监控单元和驱动单元。其中，微处理器与通信模块相连，驱动单元与散热元件电磁阀相连，温度采集单元、监控单元和驱动单元分别与微处理器相连。
微处理器用于接收呼叫指令，并在判断呼叫指令中所包含的地址与自身拨码开关设置的地址一致时，建立微处理器与远程控制装置的通信；在建立与远程控制装置的通信后，当接收到采集指令时，控制温度采集单元采集房间温度，并将采集的房间温度发送至通信模块；当接收到控制指令时，控制驱动单元开启或者关闭散热元件电磁阀。
温度采集单元用于在微处理器的控制下，采集房间温度并发送至微处理器。驱动单元用于在微处理器的控制下，开启或者关闭散热元件电磁阀。
监控单元用于监视微处理器的工作状态。可以采用向微处理器发送心跳信号的方式，检测微处理器的工作状态。监控单元向微处理器发送心跳信号后，如果在设定时间内收到微处理器的响应信号，则确认微处理器工作正常；反之，微处理器工作异常。在微处理器工作异常时，可以控制微处理器重启。
电源模块包括顺序连接的电压转换电路、稳压电路和电源监控电路。其中，电压转换电路用于将输入的电压转换为控制器模块、通信模块和散热元件电磁阀的工作电压，稳压电路用于控制工作电压处于恒压状态，电源监控电路用于监控电源模块的工作状态。
图2是散热元件电磁阀设置示意图。图2中，(a)是散热元件进水管和回水管为不同管路时散热元件电磁阀设置示意图。当散热元件进水管1和回水管2为不同的管路时，将散热元件电磁阀4设置在散热元件进水管支路3上。图2中，(b)是散热元件进水管和回水管为相同管路时散热元件电磁阀设置示意图。当散热元件进水管和回水管为相同的管路时，即散热元件通过进回水管5进水和回水，将散热元件电磁阀4设置在散热元件进水管支路3和回水管支路6之间的进回水管5上。
在本发明中，远程控制装置可采用计算机、工作站或者服务器。
下面，以远程控制装置采用计算机为例，说明本发明提供的智慧节能型房间采暖自动控制系统的工作原理。
（1）电源模块上电。
（2）通信模块检测是否有作为远程控制装置的计算机发送的呼叫指令。呼叫指令中应当包括微处理器的地址。
（3）微处理器检测呼叫指令中的地址是否与自身的拨码开关设置的地址一致，如果呼叫指令中的地址与自身的拨码开关设置的地址一致，则执行步骤（4）；否则，执行步骤（8）。
（4）接收到计算机发送的采集指令，则微处理器控制温度采集单元采集房间温度，并发送至微处理器，再由微处理器通过通信模块发送至计算机。
（5）计算机收到通信模块发送的房间温度后，存储房间温度。另外，根据采集的房间温度和预置的房间供热计划任务生成控制指令并发送至通信模块。下表为计算机预置的房间供热计划任务，其中记载了一个房间各个时间段的温度计划。
| 序号 | 房间号 | 微处理器地址 | 时段 | 温度 |
| 1 | 201 | 0001 | 8：00-12:00 | 26摄氏度 |
| 2 | 201 | 0001 | 12:00-14:00 | 18摄氏度 |
| 3 | 201 | 0001 | 14：00-18:00 | 26摄氏度 |
| 4 | 201 | 0001 | 18:00-次日8:00 | 18摄氏度 |
| 5 | 202 | 0010 | 8：00-12:00 | 26摄氏度 |
该表中的房间201是一个教室，其设置的计划任务为，在白天上课时间的温度为26摄氏度，而非上课时间的温度为18摄氏度。如果计算机在11:00收到地址为0001的微处理器发送的房间温度为22摄氏度，则说明房间温度未达到供热需求，需要提高房间温度，此时执行步骤（6）。如果计算机在11:00收到地址为0001的微处理器发送的房间温度为26摄氏度，则说明房间温度达到供热需求，不需要提高房间温度，此时返回步骤（4），继续采集下一个时段的房间温度。
（6）计算机发送控制指令，该控制指令中应当包括微处理器的地址。
（7）地址为0001的微处理器收到控制指令后，控制驱动单元开启散热元件电磁阀，从而使房间的温度上升。
（8）等待计算机的呼叫指令。
与现有技术相比，本发明具有如下特点：
1、对房间散热元件的按需控制，节约了采暖费用，为国家节约能源。
2、远程数据监视，为供暖锅炉房及时调整投煤量提供可靠数据。
3、白天对空闲的房间关闭部分供暖散热元件，通过监视室内温度保证供暖散热元件不被冻坏；夜晚对空闲的房间关闭部分供暖散热元件，通过监视室内温度保证供暖末端设备不被冻坏。从而大幅度的减少了不必要的能源浪费。
4、远程数据查询，实现了对供暖质量的有效监控。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (1)
1.一种智慧节能型房间采暖自动控制系统，其特征是所述系统包括远程控制装置和本地控制装置；
所述本地控制装置包括电源模块、控制器模块、通信模块和散热元件电磁阀；
所述远程控制装置与通信模块相连；
所述通信模块、控制器模块和散热元件电磁阀顺序相连；
所述远程控制装置用于发送呼叫指令；还用于周期性地向通信模块发送采集指令，并在收到通信模块发送的房间温度后，存储所述房间温度；还用于根据采集的房间温度和预置的房间供热计划任务生成控制指令并发送至通信模块；
所述通信模块用于接收远程控制装置发送的呼叫指令、采集指令和控制指令，并转发至控制器模块；还用于接收控制器模块发送的房间温度并转发至远程控制装置；
所述控制器模块用于接收呼叫指令，并在接收到呼叫指令时，建立与远程控制装置的通信；在建立与远程控制装置的通信后，当接收到采集指令时，采集房间温度并将房间温度发送至通信模块；当接收到控制指令时，控制散热元件电磁阀开启或者关闭；
所述电源模块用于为控制器模块、通信模块和散热元件电磁阀供电；
所述控制器模块包括微处理器、温度采集单元、监控单元和驱动单元；其中，微处理器与通信模块相连，驱动单元与散热元件电磁阀相连，温度采集单元、监控单元和驱动单元分别与微处理器相连；
所述微处理器用于接收呼叫指令，并在判断呼叫指令中所包含的地址与自身拨码开关设置的地址一致时，建立微处理器与远程控制装置的通信；在建立与远程控制装置的通信后，当接收到采集指令时，控制温度采集单元采集房间温度，并将采集的房间温度发送至通信模块；当接收到控制指令时，控制驱动单元开启或者关闭散热元件电磁阀；
所述温度采集单元用于在微处理器的控制下，采集房间温度并发送至微处理器；
所述驱动单元用于在微处理器的控制下，开启或者关闭散热元件电磁阀；
所述监控单元用于监视微处理器的工作状态，并在微处理器工作异常时重启微处理器；
所述电源模块包括顺序连接的电压转换电路、稳压电路和电源监控电路；其中，所述电压转换电路用于将输入的电压转换为控制器模块、通信模块和散热元件电磁阀的工作电压；
所述稳压电路用于控制工作电压处于恒压状态；
所述电源监控电路用于监控电源模块的工作状态；
所述散热元件电磁阀设置在散热元件进水管支路上，或者所述散热元件电磁阀设置在散热元件进水管支路和回水管支路之间的进回水管上；
所述远程控制装置采用计算机、工作站或者服务器；
所述系统的工作方式包括：
(1)电源模块上电；
(2)通信模块检测是否有作为远程控制装置的计算机发送的呼叫指令；呼叫指令中应当包括微处理器的地址；
(3)微处理器检测呼叫指令中的地址是否与自身的拨码开关设置的地址一致，如果呼叫指令中的地址与自身的拨码开关设置的地址一致，则执行步骤(4)；否则，执行步骤(8)；
(4)接收到计算机发送的采集指令，则微处理器控制温度采集单元采集房间温度，并发送至微处理器，再由微处理器通过通信模块发送至计算机；
(5)计算机收到通信模块发送的房间温度后，存储房间温度；另外，根据采集的房间温度和预置的房间供热计划任务生成控制指令并发送至通信模块；以下为计算机预置的房间供热计划任务，其中记载了一个房间各个时间段的温度计划；
房间201对应微处理器地址0001，在8:00-12:00的时段预置温度26摄氏度，在12:00-14:00的时段预置温度18摄氏度，在14:00-18:00的时段预置温度26摄氏度，在18:00-次日8:00的时段预置温度18摄氏度；
房间202对应微处理器地址0010，在8:00-12:00的时段预置温度26摄氏度；
房间201是一个教室，其设置的计划任务为，在白天上课时间的温度为26摄氏度，而非上课时间的温度为18摄氏度；如果计算机在11:00收到地址为0001的微处理器发送的房间温度为22摄氏度，则说明房间温度未达到供热需求，需要提高房间温度，此时执行步骤(6)；如果计算机在11:00收到地址为0001的微处理器发送的房间温度为26摄氏度，则说明房间温度达到供热需求，不需要提高房间温度，此时返回步骤(4)，继续采集下一个时段的房间温度；
(6)计算机发送控制指令，该控制指令中应当包括微处理器的地址；
(7)地址为0001的微处理器收到控制指令后，控制驱动单元开启散热元件电磁阀，从而使房间的温度上升；
(8)等待计算机的呼叫指令。
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