CN112984615A - 一种基于物联网的热计量分摊系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于物联网的热计量分摊系统及方法，所述热计量分摊系统包括：设置在每户室内的物联网终端设备，用于采集该户的室内温度；安装在单元热力入口或楼栋热力入口的热量表，用于采集分摊周期内该单元或该楼栋的累计热量；管理平台，用于根据所述物联网终端设备采集的室内温度以及每户的采暖面积分摊所述热量表采集的累计热量。本发明所述系统结构简单，每个设备都是一个独立终端；本发明解决了现有分户热计量系统的本地化部署，大大降低了系统的施工和运维难度，且分摊算法简单，易于实现；系统中的全部设备均采用物联网技术，单点独立运行，节约了系统的施工和运维成本，适用于各种已完成热计量改造的项目，且升级改造成本低。
Description
技术领域
本发明涉及供热计量技术领域，具体涉及一种基于物联网的热计量分摊系统及方法。
背景技术
现有技术中的分户热计量系统大多采用本地化部署，系统运维难度大，且分摊算法复杂，不易实施；每户单独布线，成本高，取暖费用高，特别是对需要进行热计量改造的项目，户内管路改造的范围大，施工困难，成本高，用户改装意愿低。近20年我国针对供热计量改造投入了大量资金，由于各种因素，大部分热计量设备已无法正常运行，多数原因是缺乏系统维护，且维护成本太高。现有的主要热计量方法包括热量表法、热分配计法、流量温度法、通断时间面积法、温度面积法；这些方法各有优缺点，且都有较大的安装面积，若长时间不去使用，设备老化加快，将会造成巨大的资源浪费。此外，目前的供热计量分摊工作，一般是靠人工去操作，可能存在着较大的失误操作以及计量不同步的问题，智能化程度低且准确性无法有效保证。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的热计量分摊系统及方法，该系统可实现供热计量，提高设备利用率，推进我国供热计量改革取得成效。
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种基于物联网的热计量分摊系统，包括：
设置在每户室内的物联网终端设备，用于采集该户的室内温度；
安装在单元热力入口或楼栋热力入口的热量表，用于采集分摊周期内该单元或该楼栋的累计热量；
管理平台，用于根据所述物联网终端设备采集的室内温度以及每户的采暖面积分摊所述热量表采集的累计热量。
可选的，所述物联网终端设备包括：温度采集器；
所述温度采集器采用电池供电或外接电源供电的形式。
可选的，所述物联网终端设备还至少包括：
第一无线通信模块，显示模块和时钟模块；
其中，所述显示模块至少能够显示：室内温度、设定温度、系统时间、无线通信状态、周期分摊热量和累计分摊热量；
所述温度采集器具有历史数据存储功能和断点数据续传功能；
所述温度采集器还具备室温设定功能，以配合智能调节阀实现室温调控。
可选的，所述热量表包括：第二无线通信模块，用于将所述热量表采集的累计热量传送给所述管理平台。
可选的，所述第一无线通信模块或所述第二无线通信模块采用NB、LORA、5G和/或WIFI无线通信方式。
本发明还提供了一种基于物联网的热计量分摊方法，包括：
通过设置在每户室内的物联网终端设备采集每户的室内温度；
通过安装在单元热力入口或楼栋热力入口的热量表采集分摊周期内该单元或该楼栋的累计热量；
根据采集的每户的室内温度以及每户的采暖面积分摊所述单元或楼栋的累计热量。
可选的，根据每户的采暖面积分摊所述单元或楼栋的累计热量，包括：
按照预设分摊周期并结合预设分摊算法，根据每户的采暖面积分摊所述单元或楼栋的累计热量；
其中，所述采集的每户室内温度用来对分体热量进行修正。
可选的，所述预设分摊算法，包括：
分摊周期内第i户的分摊热量为：
Qi＝K*F*Ai*s (3)
其中，Ai表示第i户的采暖面积；
Ti表示第i户的分摊周期内的室内平均温度；
Qi表示第i户分摊周期内的分摊热量；
Q表示分摊周期内的累计热量；
K表示室内温度修正系数；
F表示分摊周期内单位面积的耗热量；
i表示建筑物内的各个热用户，i＝1,2,3....n；
s表示供暖状态，取值为：0和1，0表示报停用户，1表示供暖用户。
可选的，还包括：
根据分摊周期内每户的分摊热量计算采暖季内该户的总分摊热量；
具体包括：
其中，Q总表示采暖季第i户的总分摊热量；
Qij表示分摊周期j内第i户的分摊热量；
j表示采暖季所包括的各个分摊周期；
m表示采暖季包括的分摊周期总个数。
本发明采用以上技术方案，所述一种基于物联网的热计量分摊系统，包括：设置在每户室内的物联网终端设备，用于采集该户的室内温度；安装在单元热力入口或楼栋热力入口的热量表，用于采集分摊周期内该单元或该楼栋的累计热量；管理平台，用于根据所述物联网终端设备采集的室内温度以及每户的采暖面积分摊所述热量表采集的累计热量。本发明所述的热计量分摊系统结构简单，每个设备都是一个独立终端；本发明解决了现有分户热计量系统的本地化部署，大大降低了系统的运维难度，且分摊算法简单、明了，易于实现；此外，该系统中的全部设备均采用物联网技术，单点独立运行，大大节约了系统的施工成本和运维成本，特别是对已进行热计量改造的项目，对其升级改造成本低，有利于推进供热计量收费的实施。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种基于物联网的热计量分摊系统一个实施例提供的整体结构示意图；
图2是本发明一种基于物联网的热计量分摊系统提供的工作原理示意图；
图3是本发明一种基于物联网的热计量分摊方法一个实施例提供的流程示意图。
图中：1、物联网终端设备；11、温度采集器；12、电池；13、第一无线通信模块；14、显示模块；15、时钟模块；2、热量表；21、第二无线通信模块；3、管理平台；4、楼栋。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
如图1和图2所示，本实施例所述的一种基于物联网的热计量分摊系统，包括：
设置在每户室内的物联网终端设备1，用于采集该户的室内温度；
安装在单元热力入口或楼栋4热力入口的热量表2，用于采集分摊周期内该单元或该楼栋4的累计热量；
管理平台3，用于根据所述物联网终端设备1采集的室内温度以及每户的采暖面积分摊所述热量表2采集的累计热量。
进一步的，所述物联网终端设备1包括：温度采集器11；
所述温度采集器11采用电池12供电或外接电源供电的形式。
进一步的，所述物联网终端设备1还至少包括：
第一无线通信模块13，显示模块14和时钟模块15；
其中，所述显示模块14至少能够显示：室内温度、设定温度、系统时间、无线通信状态、周期分摊热量和累计分摊热量；
所述温度采集器具有历史数据存储功能和断点数据续传功能；
所述温度采集器还具备室温设定功能，以配合智能调节阀实现室温调控。
进一步的，所述热量表2包括：第二无线通信模块21，用于将所述热量表2采集的累计热量传送给所述管理平台3。
进一步的，所述第一无线通信模块13或所述第二无线通信模块21采用NB、LORA、5G和/或WIFI无线通信方式。
本发明所述的一种基于物联网的热计量分摊系统在实际应用中，所述物联网终端设备1和热量表2均采用物联网技术，单点独立运行，数据上传频率可设，采集周期可设。所述管理平台3为该分摊系统的核心，它负责收集各物联网终端设备1上传的数据，并根据预设分摊算法进行热量分摊；还具备下发分摊热量功能。
所述热量表2可安装在单元热力入口或楼栋热力入口，也可多个相同年代、保温结构相似的建筑供用一块热表。
本发明所述热计量分摊系统具有如下优点：
1、各个物联网终端设备1独立运行，采用物联网通信技术，施工维护方便，改造成本低；
2、系统结构简单，兼容性好，多种物联网通信技术可在同一个系统内运行；同时兼容多个抄表平台，只需在系统的管理平台3上做软件对接即可；
3、系统升级改造成本低，只需在已安装表计上增加物联网传输终端即可；
4、系统扩容性较强，后期可任意增加不同类型的物联网终端；
5、数据安全性高，通信运营商保证传输数据安全；
6、数据健壮性强，每个节点的数据都可定制化分析；
7、可为智慧城市建设提供基础节点数据。
本发明所述的热计量分摊系统结构简单，每个设备都是一个独立终端；本发明解决了现有分户热计量系统的本地化部署，大大降低了系统的运维难度，且分摊算法简单、明了，易于实现；此外，该系统中的全部设备均采用物联网技术，单点独立运行，大大节约了系统的施工成本和运维成本，特别是对已进行热计量改造的项目，对其升级改造成本低，有利于推进供热计量收费的实施。
图3是本发明一种基于物联网的热计量分摊方法一个实施例提供的流程示意图。
如图3所示，本实施例所述的一种基于物联网的热计量分摊方法，包括：
S31：通过设置在每户室内的物联网终端设备采集每户的室内温度；
S32：通过安装在单元热力入口或楼栋热力入口的热量表采集分摊周期内该单元或该楼栋的累计热量；
S33：根据采集的每户的室内温度以及每户的采暖面积分摊所述单元或楼栋的累计热量。
进一步的，根据每户的采暖面积分摊所述单元或楼栋的累计热量，包括：
按照预设分摊周期并结合预设分摊算法，根据每户的采暖面积分摊所述单元或楼栋的累计热量；
其中，所述采集的每户室内温度用来对分体热量进行修正，以提高分摊公平性。
进一步的，所述预设分摊方法考虑到报停用户和未供热用户，不参与用热分摊的情况。
进一步的，所述预设分摊算法，包括：
分摊周期内第i户的分摊热量为：
Qi＝K*F*Ai*s (3)
其中，Ai表示第i户的采暖面积；
Ti表示第i户的分摊周期内的室内平均温度；
Qi表示第i户分摊周期内的分摊热量；
Q表示分摊周期内的累计热量；
K表示室内温度修正系数；
F表示分摊周期内单位面积的耗热量；
i表示建筑物内的各个热用户，i＝1,2,3....n；
s表示供暖状态，取值为：0和1，0表示报停用户，1表示供暖用户。
进一步的，还包括：
根据分摊周期内每户的分摊热量计算采暖季内该户的总分摊热量；
具体包括：
其中，Q总表示采暖季第i户的总分摊热量；
Qij表示分摊周期j内第i户的分摊热量；
j表示采暖季所包括的各个分摊周期；
m表示采暖季包括的分摊周期总个数。
本实施例所述的基于物联网的热计量分摊方法在实际执行时，通过设置在每户室内的物联网终端设备采集每户的室内温度；同时，通过安装在单元热力入口或楼栋热力入口的热量表采集分摊周期内该单元或该楼栋的累计热量；再由管理平台根据采集的每户的室内温度以及每户的采暖面积分摊所述单元或楼栋的累计热量。
本实施例所述的一种基于物联网的热计量分摊方法的工作原理与上文所述的一种基于物联网的热计量分摊系统的工作原理相同，在此不再赘述。
本发明解决了现有分户热计量系统的本地化部署，大大降低了系统的运维难度，且分摊算法简单，易于实现；采用物联网技术，单点独立运行，大大节约了系统的施工成本和运维成本，且升级改造成本较低，适宜大范围推广。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种基于物联网的热计量分摊系统，其特征在于，包括：
设置在每户室内的物联网终端设备，用于采集该户的室内温度；
安装在单元热力入口或楼栋热力入口的热量表，用于采集分摊周期内该单元或该楼栋的累计热量；
管理平台，用于根据所述物联网终端设备采集的室内温度以及每户的采暖面积分摊所述热量表采集的累计热量。
2.根据权利要求1所述的热计量分摊系统，其特征在于，所述物联网终端设备包括：温度采集器；
所述温度采集器采用电池供电或外接电源供电的形式。
3.根据权利要求2所述的热计量分摊系统，其特征在于，所述物联网终端设备还至少包括：
第一无线通信模块，显示模块和时钟模块；
其中，所述显示模块至少能够显示：室内温度、设定温度、系统时间、无线通信状态、周期分摊热量和累计分摊热量；
所述温度采集器具有历史数据存储功能和断点数据续传功能；
所述温度采集器还具备室温设定功能，以配合智能调节阀实现室温调控。
4.根据权利要求1所述的热计量分摊系统，其特征在于，所述热量表包括：第二无线通信模块，用于将所述热量表采集的累计热量传送给所述管理平台。
5.根据权利要求3或4所述的热计量分摊系统，其特征在于，所述第一无线通信模块或所述第二无线通信模块采用NB、LORA、5G和/或WIFI无线通信方式。
6.一种基于物联网的热计量分摊方法，其特征在于，包括：
通过设置在每户室内的物联网终端设备采集每户的室内温度；
通过安装在单元热力入口或楼栋热力入口的热量表采集分摊周期内该单元或该楼栋的累计热量；
根据采集的每户的室内温度以及每户的采暖面积分摊所述单元或楼栋的累计热量。
7.根据权利要求6所述的热计量分摊方法，其特征在于，根据每户的采暖面积分摊所述单元或楼栋的累计热量，包括：
按照预设分摊周期并结合预设分摊算法，根据每户的采暖面积分摊所述单元或楼栋的累计热量；
其中，所述采集的每户室内温度用来对分体热量进行修正。
8.根据权利要求7所述的热计量分摊方法，其特征在于，所述预设分摊算法，包括：
分摊周期内第i户的分摊热量为：
Qi＝K*F*Ai*s (3)
其中，Ai表示第i户的采暖面积；
Ti表示第i户的分摊周期内的室内平均温度；
Qi表示第i户分摊周期内的分摊热量；
Q表示分摊周期内的累计热量；
K表示室内温度修正系数；
F表示分摊周期内单位面积的耗热量；
i表示建筑物内的各个热用户，i＝1,2,3....n；
s表示供暖状态，取值为：0和1，0表示报停用户，1表示供暖用户。
9.根据权利要求8所述的热计量分摊方法，其特征在于，还包括：
根据分摊周期内每户的分摊热量计算采暖季内该户的总分摊热量；
具体包括：
其中，Q总表示采暖季第i户的总分摊热量；
Qij表示分摊周期j内第i户的分摊热量；
j表示采暖季所包括的各个分摊周期；
m表示采暖季包括的分摊周期总个数。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210618 |
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