CN106765527A - 一种智能供热室温控制系统及告警方法 - Google Patents

Abstract

一种智能供热室温控制系统及告警方法。系统包括智能温控器、用户控制器、热量表、电控阀门、采集器、采集终端和供热服务器；其中：智能温控器分别与用户控制器、热量表和电控阀门相连接，采集器与多个智能温控器连接，采集终端与多个采集器连接，供热服务器与多个采集终端连接。本发明具备远程抄表、热费计算、远程控制、室温采集、系统故障报警、数据异常报警、数据综合分析等功能。支持多种协议热量表通信功能，及支持GPRS通信终端。从用户体验角度出发，供热服务器具备供暖热耗模拟示意图显示功能，能够利用颜色、图标、数值来显示居民当前供暖状态、累计热量、单耗范围等信息，直观显示每户热量消耗和室内温度。同时具有能耗分析功能。

Description

一种智能供热室温控制系统及告警方法

技术领域

本发明属于计算机控制技术领域，特别是涉及一种智能供热室温控制系统及告警方法。

背景技术

在寒冷的冬季，目前在我国北方地区主要采取的措施是集中供热，就是在一个较大的区域内，利用集中热源，向该区域的工厂及民用建筑供应生产、生活和采暖用热。但由于各种原因，有些室内空间的温度达不到标准温度的要求，在这种情况下由于没有智能控制装置，因此只能采用电话报警的方式通知供热管理部门，但如果是老年人或存在某些功能障碍的人，将无法及时进行报警。另外，如果供热管理部门收到报警电话，其有时无法区别室内漏水或室内温度太低的情况，因此无法合理安排抢修人员和工作。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种智能供热室温控制系统及告警方法。

为了达到上述目的，本发明提供的智能供热室温控制系统包括智能温控器、用户控制器、热量表、电控阀门、采集器、采集终端和供热服务器；其中：智能温控器分别与用户控制器、热量表和电控阀门相连接，采集器与多个智能温控器连接，采集终端与多个采集器连接，供热服务器与多个采集终端连接。

所述的用户控制器采用电池供电，用户控制器通过无线的方式与智能温控器相连接；所述的采集器通过串联总线的方式与多个智能温控器相连接，并通过串联总线为多个智能温控器供电；采集终端采用无线方式与多个采集器相连接，供热服务器采用无线方式与多个采集终端连接。

所述的智能温控器包括：控制器、温度传感器、存储器、采集接口和无线接口；其中：控制器分别与温度传感器、存储器、采集接口和无线接口相连接，控制器分别与热量表和电控阀门连接，采集接口与采集器连接，无线接口与用户控制器相连接。

所述的用户控制器包括：微控制器、用户存储器、环境传感器、键盘、显示器、无线模块和电源；其中：微控制器分别与用户存储器、环境传感器、键盘、显示器和无线模块相连接；无线模块通过无线的方式与智能温控器连接。

所述的键盘由用户设置键和告警键组成，用户设置键包括：‘+’按键、‘-’按键和‘设置’按键，用于设定和调整供热温度信息；告警键包括：‘漏水告警’按键和‘室温告警’按键，用于触发‘漏水告警’和‘室温告警’信号。

所述的采集器包括：采集控制器、存储模块、无线传输模块、采集模块和供电模块；其中：采集控制器分别与存储模块、无线传输模块和采集模块连接，供电模块分别与采集控制器、存储模块、无线传输模块和采集模块连接，无线传输模块与采集终端连接，采集模块与智能温控器连接，供电模块55通过采集模块为智能温控器供电。

所述的采集终端包括:采集服务器、存储介质、无线模块和远传模块；其中：采集服务器分别与存储介质、无线模块和远传模块连接，无线模块与采集器连接，远传模块与供热服务器连接。

本发明提供的智能供热室温控制系统的告警方法包括按顺序进行的下列步骤：

步骤1)用户告警：当用户按下用户控制器上的‘漏水告警’键或‘室温告警’键时，用户控制器立即向智能温控器发送包括漏水告警信息或室温告警信息在内的告警信号；

步骤2)智能温控器生成告警数据包：智能温控器收到告警信号后，立即生成告警数据包，等待采集器扫描采集；

步骤3)采集器采集到告警数据包实时上传：采集器采集到告警数据包后，立即将告警数据包传输至采集终端，采集终端根据告警数据包的内容发出告警信号，并将告警数据实时上传给供热服务器；

步骤4)采集终端和供热服务器实时处理告警数据包：采集终端和供热服务器收到告警数据包后，根据告警数据包的内容发出告警信号，通知有关部门及时处理，告警流程至此结束。

在步骤1)中，所述的用户告警包括两种类型：1.1)用户在供热系统出现漏水的时候按‘漏水告警’键时所触发的告警，1.2)用户在室温超出规定的供热范围时按‘室温告警’键时所触发的告警；

在步骤2)中，所述的告警数据包的内容包括：告警类型、告警时间、用户室内温度及热量表的相关信息；

在步骤3)、步骤4)中，所述的告警数据包的处理，根据具体情况在采集终端或供热服务器中处理，或者分别在采集终端和供热服务器中处理；

在步骤3)、步骤4)中，所述的实时处理告警数据包的方法为：首先对包含漏水告警的告警数据包进行告警提示，当含漏水告警全部处理完毕后，再对室温告警的告警数据包进行告警提示，直至全部告警数据包的告警提示处理完毕。

本发明提供的智能供热室温控制系统及告警方法具备远程抄表、热费计算、远程控制、室温采集、系统故障报警、数据异常报警、数据综合分析等功能。支持多种协议热量表通信功能，及支持GPRS通信终端。从用户体验角度出发，供热服务器具备供暖热耗模拟示意图显示功能，能够利用颜色、图标、数值来显示居民当前供暖状态、累计热量、单耗范围等信息，直观显示每户热量消耗和室内温度。同时具有能耗分析功能，包括单耗统计、单耗趋势等。

附图说明

图1为本发明提供的智能供热室温控制系统的结构框图。

图2为本发明提供的智能供热室温控制系统中用户控制器的外形图。

图3为本发明提供的智能供热室温控制系统中智能温控器的组成框图。

图4为本发明提供的智能供热室温控制系统中用户控制器的组成框图。

图5为本发明提供的智能供热室温控制系统中采集器的组成框图图。

图6为本发明提供的智能供热室温控制系统中采集终端的组成框图。

图7为本智能供热室温控制系统所采用的告警方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的智能供热室温控制系统及告警方法进行详细说明。

如图1所示，本发明提供的智能供热室温控制系统包括：

智能温控器1、用户控制器2、热量表3、电控阀门4、采集器5、采集终端6和供热服务器7；其中：智能温控器1分别与用户控制器2、热量表3和电控阀门4相连接，采集器5与多个智能温控器1连接，采集终端6与多个采集器5连接，供热服务器7与多个采集终端6连接。

所述的智能温控器1为设置在用户室内的供热监控装置、用户控制器2为用户室内的移动测控告警器、热量表3为供热计量表具、电控阀门4为安装在供热管道入口处的用于调节供热量的电动调节阀，智能温控器1、用户控制器2、热量表3和电控阀门4组成针对一个用户的供热单元。

所述的智能温控器1实时读取热量表3的供热信息，并通过电控阀门4调节用户的供热量，从而达到控制室内温度的目的。

所述的用户控制器2采用电池供电，用户控制器2通过无线的方式与智能温控器1相连接。

所述的电控阀门4采集具有温度调节功能的电动调节阀，其根据智能温控器1的指令调整阀门开度和设定温度，并能够根据设定的温度实时调节阀门开度，以使室内温度保持在设定温度上。

所述的采集器5为设置在居民楼道里的数据采集装置，采集终端6为设置在居民小区的集中采集控制计算机，供热服务器7为设置在供热中心的供热监控服务器；供热服务器7与多个采集终端6、多个采集器5和多个供热单元组成覆盖整个城镇的智能供热室温控制系统。

所述的采集器5通过串联总线的方式与多个智能温控器1相连接，并通过串联总线为多个智能温控器1供电；采集终端6采用无线方式与多个采集器5相连接，供热服务器7采用无线方式与多个采集终端6连接。

所述的智能温控器1实时采集本供热单元的信息，包括：热量表实时数据、电控阀门实时数据、用户实时数据和告警信息；其中：

热量表实时数据包括：瞬时热功率、抄表批次、抄表时间、累计耗热量、累计流量、供回水温度、供回水温差、当前流量、运行时间等信息；

电控阀门实时数据包括：阀门地址、阀门类型、阀门开度、阀门控制状态、当前室温、设定室温等信息；

用户实时数据为用户控制器2所生成的环境温度信息、温度设定信息；告警信息为用户控制器2所生成的用户告警信号。

所述的采集器5以扫描方式自动采集各智能温控器1的信息，然后通过采集终端6实时上传给供热服务器7，采集终端6和供热服务器7实时处理收到的信息。

如图3所示，所述的智能温控器1包括：控制器11、温度传感器12、存储器13、采集接口14和无线接口15；其中：控制器11分别与温度传感器12、存储器13、采集接口14和无线接口15相连接，控制器11分别与热量表3和电控阀门4连接，采集接口14与采集器5连接，无线接口15与用户控制器2相连接。

所述的温度传感器12为采集室内温度信息的传感器，存储器13为用于存储热量信息和设置信息的非易失存储器。

所述的采集接口14为M-bus接口电路，采集接口14通过M-bus总线与采集器5相连接，采集接口14通过M-bus总线从采集器5获取电源，为整个智能温控器1供电。

如图4所示，所述的用户控制器2包括：微控制器21、用户存储器22、环境传感器23、键盘24、显示器25、无线模块26和电源27；其中：微控制器21分别与用户存储器22、环境传感器23、键盘24、显示器25和无线模块26相连接；无线模块26通过无线的方式与智能温控器1连接。

所述的用户存储器22为用于存储热量信息和用户设置信息的非易失存储器，环境传感器23为采集室内环境温度信息的传感器。

所述的用户控制器2用于实现用户设置和用户告警，智能温控器1实时监测用户控制器2上的用户设置信号和用户告警信号，生成用户设置信号信息和用户告警信号信息，供采集器5采集。

如图2所示，所述的键盘24由用户设置键和告警键组成，用户设置键包括：‘+’按键、‘-’按键和‘设置’按键，用于设定和调整供热温度信息；告警键包括：‘漏水告警’按键和‘室温告警’按键，用于触发‘漏水告警’和‘室温告警’信号。

所述的电源27为用户控制器2的工作电源，采用电池供电。

如图5所示，所述的采集器5包括：采集控制器51、存储模块52、无线传输模块53、采集模块54和供电模块55；其中：采集控制器51分别与存储模块52、无线传输模块53和采集模块54连接，供电模块55分别与采集控制器51、存储模块52、无线传输模块53和采集模块54连接，无线传输模块53与采集终端6连接，采集模块54与智能温控器1连接，供电模块55通过采集模块54为智能温控器1供电。

所述的无线传输模块53采用GPRS通信模块，用于与采集终端6实现互联。

如图6所示，所述的采集终端6包括:采集服务器61、存储介质62、无线模块63和远传模块64；其中：采集服务器61分别与存储介质62、无线模块63和远传模块64连接，无线模块63与采集器5连接，远传模块64与供热服务器7连接。

所述的采集服务器61为设置在供热小区，用于分析、整合、上传和存储小区供热数据的计算机，存储介质62为用于存储小区供热数据的大容量数据存储装置。

所述的无线模块63采用GPRS网络与采集器5相连接，所述的远传模块64采用2G、3G无线通信网络与供热服务器7相连接。

所述的智能温控器1通过温度传感器12测量室内温度，通过运算得出阀门开度信号，然后通过电控阀门4上的由步进电机驱动的多功能电动温控阀来改变供热流量大小，从而起到动态温控的目的。

所述的供热服务器7通过由采集终端6和采集器5组成的远程通信网络对智能温控器1进行远程赋值，达到管网水力动态平衡和室温干预调节的目的。

所述的用户控制器2支持用户在热力公司设定的范围内自主进行室温控制，避免供热系统超流量运转。

如图7所示，本发明提供的智能供热室温控制系统所采用的告警方法包括按顺序进行的下列步骤：

步骤1)用户告警：当用户按下用户控制器2上的‘漏水告警’键或‘室温告警’键时，用户控制器2立即向智能温控器1发送包括漏水告警信息或室温告警信息在内的告警信号；

步骤2)智能温控器生成告警数据包：智能温控器1收到告警信号后，立即生成告警数据包，等待采集器5扫描采集；

步骤3)采集器采集到告警数据包实时上传：采集器5采集到告警数据包后，立即将告警数据包传输至采集终端6，采集终端6根据告警数据包的内容发出告警信号，并将告警数据实时上传给供热服务器7；

步骤4)采集终端和供热服务器实时处理告警数据包：采集终端6和供热服务器7收到告警数据包后，根据告警数据包的内容发出告警信号，通知有关部门及时处理，告警流程至此结束。

在步骤1)中，所述的用户告警包括两种类型：1.1)用户在供热系统出现漏水的时候按‘漏水告警’键时所触发的告警，1.2)用户在室温超出规定的供热范围时按‘室温告警’键时所触发的告警。

在步骤2)中，所述的告警数据包的内容包括：告警类型、告警时间、用户室内温度及热量表的相关信息；

在步骤3)、步骤4)中，所述的告警数据包的处理，根据具体情况在采集终端6或供热服务器7中处理，或者分别在采集终端6和供热服务器7中处理。

在步骤3)、步骤4)中，所述的实时处理告警数据包的方法为：首先对包含漏水告警的告警数据包进行告警提示，当含漏水告警全部处理完毕后，再对室温告警的告警数据包进行告警提示，直至全部告警数据包的告警提示处理完毕。

本系统的数据传输过程如下：

1、现场数据采集与传输

采集器5通过智能温控器1采集各供热单元的数据，其包括：热量、温度、用户室温、温控阀门开度、远程控制指令等数据，采集器5以无线的方式将数据传输给采集终端6，采集终端6再以无线的方式将数据传送给供热服务器7。

2、小区热力站数据整合

所有现场热量表、阀门数据透明传输至设置在小区的采集终端6，进行热耗、流量等数据解析，整合热力站自动化控制数据，通过远程数据服务等与调度中心的供热服务器7建立数据交互，可为热力站供温提供参考。

3、服务器数据传输

数据远程传输主要由采集终端6中的采集服务器61通过网卡与有线VPN网络或3G网关或云计算数据服务器相连，采用TCP IP协议与后台的供热服务器7建立数据通道，完成后端远程数据的传输。

4、数据的存储

数据的存储分为两级，一是现场采集终端6，内部采用了大容量存储介质，可实现数据的长期储存，并随时处于数据服务的备用状态；二是供热服务器7，采用专业的服务器硬盘，可布置冗余备份服务器，增强数据的安全性。使用运行稳定的Oracle数据库，保证了数据格式的统一化和拓展性。

5、数据综合处理

数据综合处理由供热服务器7完成，依照热电公司参与开发的《智能供热室温控制系统及告警方法》，供热服务器7负责分析、存储、运算由各小区采集终端6传送来的标准格式数据，实现前台展示操作、自定义报表、远程控制指令的下发、热量表3和电控阀门4实时抄测、不正常状态报警、能耗综合分析、历史数据对比等一系列数据处理。通过APP应用软件配合，建立客户服务体系、生产维护用户提醒、热力站远程控制、移动终端访问、政府监管部门公告发布等功能。

Claims (9)

1.一种智能供热室温控制系统，其特征在于：所述的智能供热室温控制系统包括：智能温控器(1)、用户控制器(2)、热量表(3)、电控阀门(4)、采集器(5)、采集终端(6)和供热服务器(7)；其中：智能温控器(1)分别与用户控制器(2)、热量表(3)和电控阀门(4)相连接，采集器(5)与多个智能温控器(1)连接，采集终端(6)与多个采集器(5)连接，供热服务器(7)与多个采集终端(6)连接。

2.根据权利要求1所述的智能供热室温控制系统，其特征在于：所述的用户控制器(2)采用电池供电，用户控制器(2)通过无线的方式与智能温控器(1)相连接；所述的采集器(5)通过串联总线的方式与多个智能温控器(1)相连接，并通过串联总线为多个智能温控器(1)供电；采集终端(6)采用无线方式与多个采集器(5)相连接，供热服务器(7)采用无线方式与多个采集终端(6)连接。

3.根据权利要求1所述的智能供热室温控制系统，其特征在于：所述的智能温控器(1)包括：控制器(11)、温度传感器(12)、存储器(13)、采集接口(14)和无线接口(15)；其中：控制器(11)分别与温度传感器(12)、存储器(13)、采集接口(14)和无线接口(15)相连接，控制器(11)分别与热量表(3)和电控阀门(4)连接，采集接口(14)与采集器(5)连接，无线接口(15)与用户控制器(2)相连接。

4.根据权利要求1所述的智能供热室温控制系统，其特征在于：所述的用户控制器(2)包括：微控制器(21)、用户存储器(22)、环境传感器(23)、键盘(24)、显示器(25)、无线模块(26)和电源(27)；其中：微控制器(21)分别与用户存储器(22)、环境传感器(23)、键盘(24)、显示器(25)和无线模块(26)相连接；无线模块(26)通过无线的方式与智能温控器(1)连接。

5.根据权利要求4所述的智能供热室温控制系统，其特征在于：所述的键盘(24)由用户设置键和告警键组成，用户设置键包括：‘+’按键、‘-’按键和‘设置’按键，用于设定和调整供热温度信息；告警键包括：‘漏水告警’按键和‘室温告警’按键，用于触发‘漏水告警’和‘室温告警’信号。

6.根据权利要求1所述的智能供热室温控制系统，其特征在于：所述的采集器(5)包括：采集控制器(51)、存储模块(52)、无线传输模块(53)、采集模块(54)和供电模块(55)；其中：采集控制器(51)分别与存储模块(52)、无线传输模块(53)和采集模块(54)连接，供电模块(55)分别与采集控制器(51)、存储模块(52)、无线传输模块(53)和采集模块(54)连接，无线传输模块(53)与采集终端(6)连接，采集模块(54)与智能温控器(1)连接，供电模块(55)通过采集模块(54)为智能温控器(1)供电。

7.根据权利要求1所述的智能供热室温控制系统，其特征在于：所述的采集终端(6)包括:采集服务器(61)、存储介质(62)、无线模块(63)和远传模块(64)；其中：采集服务器(61)分别与存储介质(62)、无线模块(63)和远传模块(64)连接，无线模块(63)与采集器(5)连接，远传模块(64)与供热服务器(7)连接。

8.一种如权利要求1所述的智能供热室温控制系统的告警方法，其特征在于：所述的告警方法包括按顺序进行的下列步骤：

步骤1)用户告警：当用户按下用户控制器(2)上的‘漏水告警’键或‘室温告警’键时，用户控制器(2)立即向智能温控器(1)发送包括漏水告警信息或室温告警信息在内的告警信号；

步骤2)智能温控器生成告警数据包：智能温控器(1)收到告警信号后，立即生成告警数据包，等待采集器(5)扫描采集；

步骤3)采集器采集到告警数据包实时上传：采集器(5)采集到告警数据包后，立即将告警数据包传输至采集终端(6)，采集终端(6)根据告警数据包的内容发出告警信号，并将告警数据实时上传给供热服务器(7)；

步骤4)采集终端和供热服务器实时处理告警数据包：采集终端(6)和供热服务器(7)收到告警数据包后，根据告警数据包的内容发出告警信号，通知有关部门及时处理，告警流程至此结束。

9.根据权利要求8所述的告警方法，其特征在于：在步骤1)中，所述的用户告警包括两种类型：1.1)用户在供热系统出现漏水的时候按‘漏水告警’键时所触发的告警，1.2)用户在室温超出规定的供热范围时按‘室温告警’键时所触发的告警；

在步骤2)中，所述的告警数据包的内容包括：告警类型、告警时间、用户室内温度及热量表的相关信息；

在步骤3)、步骤4)中，所述的告警数据包的处理，根据具体情况在采集终端(6)或供热服务器(7)中处理，或者分别在采集终端(6)和供热服务器(7)中处理；

在步骤3)、步骤4)中，所述的实时处理告警数据包的方法为：首先对包含漏水告警的告警数据包进行告警提示，当含漏水告警全部处理完毕后，再对室温告警的告警数据包进行告警提示，直至全部告警数据包的告警提示处理完毕。