CN110360650A - 一种基于nb-iot的户端调节阀智能控制器 - Google Patents
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Abstract
一种基于NB‑IOT的户端调节阀智能控制器，属于供热调节装置领域，本发明提供了一种能够远程调节、提高调节效率、提高供热精度、智能管理的基于NB‑IOT的户端调节阀智能控制器。本发明中，监控系统通过NB‑IOT网络分别连接多个并行的户端调节阀控制器，监控系统用于接收户端调节阀控制器传输的温度数据和阀门数据，对户端调节阀控制器进行独立监测，以及控制多个并行的户端调节阀控制器，户端调节阀控制板通过实时采集户端回水管道的温度数据和热表数据，且与NB‑IOT网络基站建立连接，并通过NB‑IOT网络基站将温度数据与阀门数据传送给监控系统。本发明主要用于供热系统调节户端阀门。
Description
技术领域
本发明属于供热调节装置领域，具体涉及一种户端调节阀智能控制器。
背景技术
随着我国城市化进程的推进，城市规模和人口数量的急剧扩张，集中采暖负荷需求的急速增加，同时人民生活水平的逐年提高，对供热质量的要求也日益提高。目前城市集中供热系统仍然采用传统的供热模式，供水温度一般一天调整1-2次，甚至几天不调，供热温度偏差大；换热站基本按环境平均温度调节，但调整不及时，容易出现供热不足或过量供热的现象；终端用户侧，没有任何有效测温手段，需上门测温，但多数仅在用户投诉时才进行测量。管理上，目前供热企业还比较粗放，基本上没有生产管理系统和能耗分析系统；甚至大多数企业没有客服系统，还是停留在人工电话接听和笔录，工作量较大，管理手段落后等现象。因此，无论从供热系统的运行模式上，还是从供热的管理方式上，均急需进行智能化和信息化改造。
因此，就需要一种能够远程调节、提高调节效率、提高供热精度、智能管理的基于NB-IOT的户端调节阀智能控制器。
发明内容
本发明针对现有的供热调节装置不能远程调节、调节效率低、供热精度低、不能智能管理的缺陷，提供了一种能够远程调节、提高调节效率、提高供热精度、智能管理的基于NB-IOT的户端调节阀智能控制器。
本发明所涉及的一种基于NB-IOT的户端调节阀智能控制器的技术方案如下：
本发明所涉及的一种基于NB-IOT的户端调节阀智能控制器，包括监控系统和多个户端调节阀控制器；所述监控系统通过NB-IOT网络分别连接多个并行的户端调节阀控制器，所述监控系统用于接收户端调节阀控制器传输的温度数据和阀门数据，对户端调节阀控制器进行独立监测，以及控制多个并行的户端调节阀控制器。
进一步地：所述户端调节阀控制器包括步进电机、电机驱动板、户端调节阀控制板和外壳，所述步进电机、电机驱动板和户端调节阀控制板均设置在外壳内部；所述步进电机的输入端与电机驱动板的输出端连接；所述户端调节阀控制板的输出端与电机驱动板的输入端连接；所述户端调节阀控制板通过实时采集户端回水管道的温度数据和热表数据，且所述户端调节阀控制板与NB-IOT网络基站建立连接，并通过NB-IOT网络基站将温度数据与阀门数据传送给监控系统。
进一步地：所述电机驱动板包括限位开关、电机驱动单元、接线端子和一号电路板；所述限位开关、电机驱动单元和接线端子均安装在一号电路板上；所述户端调节阀控制板包括电源控制单元、主控制单元、温度采集单元、无线传输单元、通信单元和二号电路板；所述电源控制单元、主控单元、温度采集单元、无线传输单元和通信单元均安装在二号电路板上；所述无线传输单元包括NB-IOT模组和SIM卡；所述电源控制模块的输出端与主控单元的输入端连接，所述电机驱动单元、通信单元、温度采集单元、NB-IOT模组的输入端均与主控单元的输出端连接，所述电机驱动单元的输出端与步进电机的输入端连接，所述NB-IOT模组的输出端与SIM卡的输入端连接。
进一步地：所述外壳表面设置有穿线孔和安装孔；所述户端调节阀控制器两两之间通过数据总线RS485穿过穿线孔互相联通；所述外部电源通过穿线孔给户端调节阀控制器供电。所述温度采集单元包括温度传感器，所述温度传感器通过穿线孔穿出固定在回水管道上，用于测量回水管道内部的回水温度，所述户端调节阀控制器通过安装孔安装在户端阀门上。
本发明所涉及的一种基于NB-IOT的户端调节阀智能控制器的有益效果是：
本发明涉及的一种基于NB-IOT的户端调节阀智能控制器，有效的提高了供热温度的调节效率，能够解决供热企业的粗放管理，大大提高了整个供热系统的智能化管理。采用STM32F103高性能微处理器及低功耗NB-IOT模组，节省功耗，抗干扰性强，可确保设备的长期稳定运行。本发明具有自动调节和远程遥控两种工作模式，可以通过监控系统下发指令进行切换。本发明具有自检功能，实时检测当前阀门、RS485通信及温度采集单元的故障情况，并实时将故障情况上报至监控系统。采用NB-IOT无线通信方式，不需要现场布线，减少施工成本。本发明具有参数存储功能，在户端调节阀控制器掉电重新上电后，控制器可以自动按照掉电前的状态继续运行。本发明电源输入既可以采用交流24V也可以采用直流24V，具有接地保护功能。本发明减少了传统供热工程人员到现场手动调节阀门的工作，采用远程调节，节约了调试成本和周期。本发明通过监控系统宏观的监测整个供热区域的温度，可以对各个户端阀精确调节，提高了供热的精度，节约了能源。本发明通过监控系统对供热策略进行分析，下发有效的调节命令，提高了供热用户的智能化管理。本发明安装简单方便，可采用电源供电或电池供电，减少了施工成本。
附图说明
图1为一种基于NB-IOT的户端调节阀智能控制器的系统结构图；
图2为户端调节阀智能控制器内部结构图；
图3为户端调节阀智能控制器一侧外壳的示意图；
图4为图3所述另一侧外壳示意图；
图中，2-1为步进电机、2-2为电机驱动板、2-3为户端调节阀控制板、2-5为外壳安装孔，2-6为阀门、3为外壳、3-1为穿线孔、3-2为安装孔、3-3为温度传感器。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
实施例1
结合图1-图4说明本实施例，在本实施例中，本实施例所涉及的一种基于NB-IOT的户端调节阀智能控制器，包括监控系统和多个户端调节阀控制器；所述监控系统通过NB-IOT网络分别连接多个并行的户端调节阀控制器，所述监控系统用于接收户端调节阀控制器传输的温度数据和阀门数据，对户端调节阀控制器进行独立监测，以及控制多个并行的户端调节阀控制器。
更为具体地：所述户端调节阀控制器包括步进电机2-1、电机驱动板2-2、户端调节阀控制板2-3和外壳3，所述步进电机2-1、电机驱动板2-2和户端调节阀控制板2-3均设置在外壳3内部；所述步进电机2-1的输入端与电机驱动板2-2的输出端连接；所述户端调节阀控制板2-3的输出端与电机驱动板2-2的输入端连接；所述户端调节阀控制板2-3通过实时采集户端回水管道的温度数据和热表数据，且所述户端调节阀控制板2-3与NB-IOT网络基站建立连接，并通过NB-IOT网络基站将温度数据与阀门数据传送给监控系统。
更为具体地：所述电机驱动板2-2包括限位开关、电机驱动单元、接线端子和一号电路板；所述限位开关、电机驱动单元和接线端子均安装在一号电路板上；所述户端调节阀控制板2-3包括电源控制单元、主控制单元、温度采集单元、无线传输单元、通信单元和二号电路板；所述电源控制单元、主控单元、温度采集单元、无线传输单元和通信单元均安装在二号电路板上；所述无线传输单元包括NB-IOT模组和SIM卡；所述电源控制模块的输出端与主控单元的输入端连接，所述电机驱动单元、通信单元、温度采集单元的输入端均与主控单元的输出端连接，所述NB-IOT模组与主控单元双向连接，所述电机驱动单元的输出端与步进电机2-1的输入端连接，所述NB-IOT模组的输出端与SIM卡的输入端连接。
更为具体地：所述外壳3表面设置有穿线孔3-1和安装孔3-2；所述户端调节阀控制器两两之间通过数据总线RS485穿过穿线孔3-1互相联通；所述外部电源通过穿线孔3-1给户端调节阀控制器供电。所述温度采集单元包括温度传感器3-3，所述温度传感器3-3通过穿线孔3-1穿出固定在回水管道上，用于测量回水管道内部的回水温度，所述户端调节阀控制器通过安装孔3-2安装在户端阀门2-6上，图3中的安装孔5-5与图4中的安装孔3-2配合。所述RS485总线通过穿线孔3-1连接到户端调节阀控制器；所述外部电源通过穿线孔3-1给户端调节阀控制器供电。通过安装孔3-2将户端调节阀智能控制器安装在户端阀门上。供热公司可以通过监控系统调节户端的回水温度，并可监测到户端的回水温度与当前的阀门数据。所述温度传感器3-3的型号为QT18B20。所述主控单元为STM32F103的微处理器。所述电机驱动单元为HR8833电机驱动芯片。所述步进电机2-1为35BY412L两相直流步进电机2-1。所述RS485通信单元为ISL3152的RS485收发器。
通过主控单元控制温度采集单元实时采集户端回水管道回水温度，主控单元实时通过通信单元RS485总线采集热表数据，主控单元通过NB-IOT模组与NB-IOT网络基站建立连接，通过SIM卡注册网络，将温度数据与阀门数据通过NB-IOT模组ML5535传送到监控系统中，能够进行实时监控各户端回水温度及户端阀门数据，同时监控平台可根据实际的供热需求通过NB-IOT网络对各个户端调节阀下发调节指令，直至达到调整目标。当平台不下发指令的时候，户端调节阀可处于自动调节状态，直至调整到平台下发的自动调节目标。本实施例有效的提高了供热温度的调节效率，能够解决供热企业的粗放管理，大大提高了整个供热系统的智能化管理。所述NB-IOT模组固定在NB-IOT网络基站上。所述基于NB-IOT的户端调节阀智能控制器具有自动调节和远程遥控两种工作模式，可以通过监控系统下发指令进行切换。
工作原理：所述主控单元STM32F103控制温度采集单元QT18B20实时采集户端回水管道的回水温度，主控单元通过RS485通信单元ISL3152实时采集热表数据，主控单元通过电机驱动单元HR8833控制步进电机2-1，步进电机2-1控制阀门的开度，主控单元通过NB-IOT模组ML5535与NB-IOT网络基站建立连接，通过SIM卡注册网络，将温度数据、热表数据和阀门数据通过NB-IOT模组ML5535传送到监控系统中，监控系统将供热用户选择的供热控制策略通过NB-IOT网络下发至各户端调节阀智能控制器，户端调节阀智能控制器通过接收到的控制策略调节阀门开度，调整户端回水管道的回水温度，并将调整数据通过NB-IOT网络上传给监控系统。
Claims (4)
1.一种基于NB-IOT的户端调节阀智能控制器，其特征在于，包括监控系统和多个户端调节阀控制器；所述监控系统通过NB-IOT网络分别连接多个并行的户端调节阀控制器，所述监控系统用于接收户端调节阀控制器传输的温度数据和阀门数据，对户端调节阀控制器进行独立监测，以及控制多个并行的户端调节阀控制器。
2.根据权利要求1所述一种基于NB-IOT的户端调节阀智能控制器，其特征在于，所述户端调节阀控制器包括步进电机(2-1)、电机驱动板(2-2)、户端调节阀控制板(2-3)和外壳(3)，所述步进电机(2-1)、电机驱动板(2-2)和户端调节阀控制板(2-3)均设置在外壳(3)内部；所述步进电机(2-1)的输入端与电机驱动板(2-2)的输出端连接；所述户端调节阀控制板(2-3)的输出端与电机驱动板(2-2)的输入端连接；所述户端调节阀控制板(2-3)通过实时采集户端回水管道的温度数据和热表数据，且所述户端调节阀控制板(2-3)与NB-IOT网络基站建立连接，并通过NB-IOT网络基站将温度数据与阀门数据传送给监控系统。
3.根据权利要求2所述一种基于NB-IOT的户端调节阀智能控制器，其特征在于，所述电机驱动板(2-2)包括限位开关、电机驱动单元、接线端子和一号电路板；所述限位开关、电机驱动单元和接线端子均安装在一号电路板上；所述户端调节阀控制板(2-3)包括电源控制单元、主控制单元、温度采集单元、无线传输单元、通信单元和二号电路板；所述电源控制单元、主控单元、温度采集单元、无线传输单元和通信单元均安装在二号电路板上；所述无线传输单元包括NB-IOT模组和SIM卡；所述电源控制模块的输出端与主控单元的输入端连接，所述电机驱动单元、通信单元、温度采集单元的输入端均与主控单元的输出端连接，所述NB-IOT模组与主控单元双向连接，所述电机驱动单元的输出端与步进电机(2-1)的输入端连接，所述NB-IOT模组的输出端与SIM卡的输入端连接。
4.根据权利要求3所述一种基于NB-IOT的户端调节阀智能控制器，其特征在于，所述外壳(3)表面设置有穿线孔(3-1)和安装孔(3-2)；所述户端调节阀控制器两两之间通过数据总线RS485穿过穿线孔(3-1)互相联通；所述外部电源通过穿线孔(3-1)给户端调节阀控制器供电；所述温度采集单元包括温度传感器(3-3)，所述温度传感器(3-3)通过穿线孔(3-1)穿出固定在回水管道上，用于测量回水管道内部的回水温度，所述户端调节阀控制器通过安装孔(3-2)安装在户端阀门(2-6)上。
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