CN105258722A - 一种电地暖用户不良开窗行为识别系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电地暖用户不良开窗行为识别系统及方法，包括：检测系统；信息传输系统；上位机，接收信息传输系统的数据，用于对数据进行分析处理和显示，给出地暖用户开窗信息和温度信息及分析计算结果。本发明的检测参数直观、有效，检测方法简单，响应速度快，能反映电地暖用户窗户开关情况和屋内温度情况，为节约能源提供了技术支持；整个系统结构简单，使用方便，安装简单，工作可靠，价格低；ZigBee自由组网，一个节点损坏，不影响其他节点正常工作；可实时显示识别结果，也可记录历史数据进行离线查询、分析，可对不同用户电地暖储能、放热情况进行记录，为进一步提出节约能源方案提供数据支撑。
Description
技术领域
本发明属于传感器识别、通讯技术领域，尤其涉及一种电地暖用户不良开窗行为识别系统及方法。
背景技术
我国大气污染问题日益严峻，电能在能源终端消费环节的转换效率和排放具有明显的优势。对电采暖过程的精确控制既保证用户必要的能源需求，又保证合理使用电力这种高品位、低污染的宝贵资源，防止不必要的能量损失和浪费，达到节能减排的目的。电采暖中关于用户过多开窗情况的识别可以防止不必要的能量浪费，是对电采暖过程的精确控制过程的关键环节，也是为电能替代为核心的合同能源管理模式顺利普及提供了技术支持和保障。
现有智能门窗系统多用于防盗报警系统、智能防风等领域，没有将其与能源管理相结合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电地暖用户不良开窗行为识别系统及方法，旨在解决现有智能门窗系统多用于防盗报警系统、智能防风等领域，没有将其与能源管理相结合的问题。
本发明是这样实现的，一种电地暖用户不良开窗行为识别方法，所述电地暖用户不良开窗行为识别方法具体包括以下步骤：
首先采集节点完成数据采集，预处理和通信工作；
其次节点组网收集并上传数据，将ZigBee网关命令通告采集节点；
最后监控室的上位机通过USB转串口接收用户开窗数据和房间温度数据，对数据进行分析、处理、存储和显示，上位机界面给出地暖用户开窗信息和温度信息及分析计算结果，对开窗过多，导致房屋温度下降，热能浪费的不良用户给出颜色识别。
本发明的另一目的在于提供一种电地暖用户不良开窗行为识别系统，所述电地暖用户不良开窗行为识别系统包括：
检测系统，用于自动采集电地暖用户房间窗户开关状态信息、开窗时间信息房和屋温度信息。
信息传输系统，用于将采集系统采集到的户房间窗户开关状态信息、开窗时间信息房和屋温度信息传输给上位机。包括ZigBee信息采集节点和Zigbee主节点。
上位机，接收信息传输系统的数据，用于对数据进行分析处理和显示，给出地暖用户开窗信息和温度信息及分析计算结果。
进一步，所述检测系统包括门磁传感器、温度传感器、LED指示灯、MCU控制器、Zigbee模块；所述门磁传感器、温度传感器、LED指示灯、Zigbee模块分别通过导线与MCU控制器相连。门磁传感器；用于采集电地暖用户窗户开关信息；温度传感器用于采集电地暖用户房屋温度信息，LED指示灯通过不同的指闪烁状态，用于提示检测系统工作是否正常等状态信息；MCU控制器负责系统控制。所述门磁传感器和温度传感器安装在窗户边沿。
进一步，所述门磁传感器粘贴在窗户内侧的上方，由永磁体和干簧管组成。
进一步，所述信息传输系统包括：
由窗户安装的门磁传感器、温度传感器、zigbee组成，采集信息的分节点；
安装在用户电地暖主开关，通过有线传输到上位机的zigbee主节点。
进一步，检测系统通过导线与ZigBee信息采集节点相连；ZigBee信息采集节点同过无线传输将检测信号传输给Zigbee主节点。Zigbee主节点通过串口通信与PC上的上位机相连；
检测系统负责信息采集，检测系统包括传输系统门磁传感器、温度传感器，为信息采集节点；信息采集节点通过ZigBee模块向Zigbee主节点发射包含门窗开关信息、房屋温度信息、地址编码和自身识别码的高频无线电信号，Zigbee主节点接收信息采集节点发送来的信息，主节点通过有线串口将信息传输到电地暖小区监控室的PC上位机终端。
本发明提供的电地暖用户不良开窗行为识别系统及方法，本电地暖用户不良开窗行为识别系统，主要用于采集地暖用户使用地暖的信息，包括开窗时间、房屋温度，并将采集到的信息通过无线通信的方式传输到上位机，上位机对采集到的信息存储、分析并识别出开窗过多，导致热能浪费的不良用户，目前市场尚无此类专门产品。本不良用户识别系统采用门磁传感器检测窗户的开关信息，对门窗无破坏，自动采集开窗信息，使用温度传感器测量房屋间温度，信息通过无线传输到终端。PC机自动存储地暖用户开窗时间、房屋温度，上位机分析并识别出开窗过多，导致房屋温度下降，热能浪费的不良用户，并根据电地暖的储能、放热特性对能源浪费的程度做出评价和科学指导意见，大大提高了对能源管理的科学性和管理的规范性，为实现预合同能源管理模式提供了技术支撑。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、检测参数直观、有效，检测方法简单，响应速度快，能反映电地暖用户窗户开关情况和屋内温度情况，为节约能源提供了技术支持；
2、整个系统简单，使用方便，安装简单，工作可靠，价格低；
3、ZigBee自由组网，一个节点损坏，不影响其他节点正常工作；
4、可实时显示识别结果，也可记录历史数据进行离线查询、分析，可对不同用户电地暖储能、放热情况进行记录，为进一步提出节约能源方案提供数据支撑。
附图说明
图1是本发明实施例提供的电地暖用户不良开窗行为识别系统结构示意图；
图2是本发明实施例提供的温度传感器的原理示意图；
图3是本发明实施例提供的电地暖用户不良开窗行为识别系统结构框图；
图4是本发明实施例提供的采集数据节点示意图；
图中：1、永磁体；2、门磁传感器电路；3、电源指示灯；4、电源；5、ZigBee天线；6、温度传感器模块；7、连接线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例的电地暖用户不良开窗行为识别系统包括检测系统、信息传输系统和上位机组成。
检测系统包括门磁传感器、温度传感器、LED指示灯、MCU控制器、Zigbee。门磁传感器和温度传感器安装在窗户边沿。
信息传输系统采取ZigBee传输，电地暖用户以家庭为子识别系统，子识别系统由Zigbee分节点和Zigbee主节点组成。每扇窗户上的门磁传感器、温度传感器和zigbee为分节点。用户电地暖主开关安装zigbee主节点。分节点采集到信息传输给主节点，再由主节点通过有线传输到电地暖小区监控室的PC机终端。
进一步，检测系统通过导线与ZigBee信息采集节点相连；ZigBee信息采集节点同过无线传输将检测信号传输给Zigbee主节点。Zigbee主节点通过串口通信与PC上的上位机相连；
检测系统负责信息采集，检测系统包括传输系统门磁传感器、温度传感器，为信息采集节点；信息采集节点通过ZigBee模块向Zigbee主节点发射包含门窗开关信息、房屋温度信息、地址编码和自身识别码的高频无线电信号，Zigbee主节点接收信息采集节点发送来的信息，主节点通过有线串口将信息传输到电地暖小区监控室的PC上位机终端。
监控室的上位机接收数据，并对数据进行分析处理和显示。上位机界面给出地暖用户开窗信息和温度信息及分析计算结果，对开窗过多，导致房屋温度下降，热能浪费的不良用户给出颜色识别。
下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。
门磁传感器可靠粘贴方式安装在窗户内侧的上方，它由两部分组成：图4中1为永磁体，内部有一块永久磁铁，用来产生恒定的磁场，部件2内部有一个常开型的干簧管，当永磁体1和干簧管靠得很近时(小于5毫米)，无线门磁传感器处于工作守候状态，当永磁体1离开干簧管一定距离后，无线门磁传感器向MCU控制器发送开关信号。无线门磁采用省电设计，当门关闭时它不发射无线电信号，此时耗电只有几个微安，当门被打开的瞬间，立即发射1秒左右的无线报警信号，然后自行停止，这时就算门一直打开也不会再发射了，这是为了防止发射机连续发射造成内部电池电量耗尽。
温度传感器6安装在窗户附近，温度传感器6将测量到的温度信号传送到MCU。MCU通过ZigBee向Zigbee主节点发射包含门窗开关信息、房屋温度信息、地址编码和自身识别码的高频无线电信号，Zigbee主节点接收板通过识别这个无线电信号的地址码来判断是否是同一个系统的，然后根据自身识别码(也就是数据码)，确定是哪一个窗户开关信息和房间温度信息。具体工作过程为，
采集节点完成数据采集，预处理和通信工作；节点组网负责网络的发起和维护，收集并上传数据，将ZigBee网关命令通告采集节点；ZigBee网关负责将控制区的命令传递给节点组网。控制中心负责处理最终上传数据到供暖小区监控室(可根据合同安装在小区物业监控室的PC机上)。节点部分采用CC2530作为控制核心，采集节点可以采集传递数据，节点组网负责收集所有的节点采集数据，子系统之间采用串口通信。
监控室的上位机通过USB转串口接收用户开窗数据和房间温度数据。上位机软件对数据进行分析、处理、存储和显示。上位机界面给出地暖用户开窗信息和温度信息及分析计算结果，对开窗过多，导致房屋温度下降，热能浪费的不良用户给出颜色识别。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种电地暖用户不良开窗行为识别方法，其特征在于，所述电地暖用户不良开窗行为识别方法具体包括以下步骤：
首先采集节点完成数据采集，预处理和通信工作；
其次节点组网收集并上传数据，将ZigBee网关命令通告采集节点；
最后监控室的上位机通过USB转串口接收用户开窗数据和房间温度数据，对数据进行分析、处理、存储和显示，上位机界面给出地暖用户开窗信息和温度信息及分析计算结果，对开窗过多，导致房屋温度下降，热能浪费的不良用户给出颜色识别。
2.一种电地暖用户不良开窗行为识别系统，其特征在于，所述电地暖用户不良开窗行为识别系统包括：
检测系统，用于自动采集电地暖用户房间窗户开关状态信息、开窗时间信息房和屋温度信息；
信息传输系统，用于将采集系统采集到的户房间窗户开关状态信息、开窗时间信息房和屋温度信息传输给上位机；包括ZigBee信息采集节点和Zigbee主节点；
上位机，接收信息传输系统的数据，用于对数据进行分析处理和显示，给出地暖用户开窗信息和温度信息及分析计算结果。
3.如权利要求2所述的电地暖用户不良开窗行为识别系统，其特征在于，所述检测系统包括门磁传感器、温度传感器、LED指示灯、MCU控制器、Zigbee模块；所述门磁传感器、温度传感器、LED指示灯、Zigbee模块分别通过导线与MCU控制器相连；门磁传感器；用于采集电地暖用户窗户开关信息；温度传感器用于采集电地暖用户房屋温度信息，LED指示灯通过不同的指闪烁状态，用于提示检测系统工作是否正常状态信息；MCU控制器负责系统控制，所述门磁传感器和温度传感器安装在窗户边沿。
4.如权利要求3所述的电地暖用户不良开窗行为识别系统，其特征在于，所述门磁传感器粘贴在窗户内侧的上方，由永磁体和干簧管组成。
5.如权利要求3所述的电地暖用户不良开窗行为识别系统，其特征在于，所述信息传输系统包括：
由窗户安装的门磁传感器、温度传感器、zigbee组成，采集信息的分节点；
安装在用户电地暖主开关，通过有线传输到上位机的zigbee主节点。
6.如权利要求2所述的电地暖用户不良开窗行为识别系统，其特征在于，检测系统通过导线与ZigBee信息采集节点相连；ZigBee信息采集节点同过无线传输将检测信号传输给Zigbee主节点，Zigbee主节点通过串口通信与PC上的上位机相连；
检测系统负责信息采集，检测系统包括传输系统门磁传感器、温度传感器，为信息采集节点；信息采集节点通过ZigBee模块向Zigbee主节点发射包含门窗开关信息、房屋温度信息、地址编码和自身识别码的高频无线电信号，Zigbee主节点接收信息采集节点发送来的信息，主节点通过有线串口将信息传输到电地暖小区监控室的PC上位机终端。
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