CN202795570U - 一种集中供热计量温控物联网监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种集中供热计量温控物联网监控装置，在室内设有室内温控电路，所述的室内温控电路通过有线或无线与热量计量电路相连。该装置使供热公司可以远程监控.实现了数据的统计、收费管理、供热控制、服务决策和维护指导，这样减少了供热公司大量的人力物力。通过注册授权，用户可以随时查看室内的温度情况、热水温度及用热量。

Description

一种集中供热计量温控物联网监控装置

技术领域

本实用新型涉及供热控制装置，具体涉及一种集中供热计量温控物联网监控装置。 

背景技术

随着人们生活水平的提高，在我国北方区域性的集中供热已日益普及，但用户很难实现室内温度控制。收费计算通常也是按面积的大小收取，这种方式会造成大量的能源浪费，在供热和用热之间易造成很多矛盾。传统抄表方式是采用人工抄表，需要大量的人工抄表，这样不仅浪费了大量的人力、物力，而且还会因抄表误差造成的不必要麻烦，导致供热公司经常出现收费难的问题。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种集中供热计量温控物联网监控装置，该装置采用智能化的管理供热装置，减少供热公司的人力物力费用。并且用户可以自动调整室内温度，可以随时查看用热量，可以将供热费打到IC卡上，通过IC卡来支付供热费。 

本实用新型是通过以下方式实现的： 

一种集中供热计量温控物联网监控装置，在室内设有室内温控电路，所述室内温控电路通过有线或无线与热量计量电路相连。 

本实用新型还可以通过以下方式实现： 

所述的一种集中供热计量温控物联网监控装置，该装置还包括数据通信控制电路、GPRS Web服务器、供热公司的终端机和用户的Web服务器；所述热量计量电路通过无线与数据通信控制电路相连，所述数据通信控制器电路通过无线与GPRS Web服务器相连，所述GPRS Web服务器通过Internet网络与供热公司的终端机和用户的Web服务器相连。

所述的一种集中供热计量温控物联网监控装置，其所述室内温控电路包括第一MUC电路、第一存储器、显示器、室温传感器、IC卡、定时器、第一无线通信接口、第一电源电路和第一无线发射接收器；第一MUC电路分别与第一存储器、IC卡、定时器、室温传感器和显示器相连，第一MUC电路通过第一无线通信接口与第一无线发射接收器相连，所述第一无线通信接口为低速无线通信接口。 

所述的一种集中供热计量温控物联网监控装置，其所述室温传感器是NTC温度传感器。 

所述的一种集中供热计量温控物联网监控装置，其所述显示器是LCD显示屏和LED显示屏。 

所述的一种集中供热计量温控物联网监控装置，其所述热量计量电路包括第二MCU电路、第二无线通信接口、电控阀、第二存储器、超声波热量表、第二无线发射接收器和第二电源电路；第二MCU电路分别与第二存储器、电控阀和超声波热量表相连，第二MCU电路通过第二无线通信接口与第二无线发射接收器相连，所述第二无线通信接口为低速无线通信接口； 

所述超声波热量表由一对超声波传感器和一对测温传感器构成，所述超声波传感器一个位于热水管的上游，另一个位于热水管的下 游，所述测温传感器一个位于热水进水管中，另一个位于回水管中，所述电控阀安装在进水管上。 

所述的一种集中供热计量温控物联网监控装置，其所述测温传感器为PT1000铂电阻温度传感器，所述超声波传感器的工作频率为1MHz。 

所述的一种集中供热计量温控物联网监控装置，其所述数据通信控制电路包括第三MCU电路、第三无线通信接口、第三存储器、GPRS模块、第三无线发射接收器和第三电源电路；第三MCU电路分别与第三存储器和GPRS模块相连，第三MCU电路通过第三无线通信接口与第三无线发射接收器相连，所述第三无线通信接口为低速无线通信接口。 

所述的一种集中供热计量温控物联网监控装置，所述室内温控电路设置有多路，所述热量计量电路也设置有多路。 

所述的一种集中供热计量温控物联网监控装置，所述数据通信控制电路设置有多路。 

本实用新型的有益效果：通过该装置使供热公司可以远程监控.实现了数据的统计、收费管理、供热控制、服务决策和维护指导，这样减少了供热公司大量的人力物力。通过注册授权，用户可以随时查看室内的温度情况、热水温度及用热量,并且可以将供热费充值到IC卡中,然后系统将热量转换成相应的金额在IC卡的充值余额中自动扣除,当余额低于一定额度时室内温控电路会进行提示及时充值.当余额为零时则会关闭控制阀，停止供热。 

附图说明

图1为本实用新型的装置连接框图； 

图2为本实用新型室内温控电路的连接框图； 

图3为本实用新型热量计量电路的连接框图； 

图4为本实用新型数据通信控制电路的连接框图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。 

如图1所示的一种集中供热计量温控物联网监控装置，在各家各户的室内设有室内温控电路6，所述的室内温控电路6通过有线或无线与室外的热量计量电路5相连，所述的热量计量电路5通过无线与数据通信控制电路4相连，所述的数据通信控制电路4通过无线与GPRS Web服务器3相连，所述的GPRS Web服务器3通过Internet网络与供热公司的管理终端机1和用户的Web服务器2相连。 

室内温控电路6与热量计量电路5相互交换数据实现整体集成，然后采用无线网络协议(IEEE 802.15.4/Zigbee)将数据(如：供水温度、回水温度、热水流量、用热量和室内温度等)发送到数据通信控制电路4，通过GPRS技术，数据通信控制电路4与GPRS Web服务器3实现数据通信，所有数据再由Internet网络传到供热公司的管理终端机1，通过供热公司的供热管理控制装置对接收到的数据进行加工，供热公司可以通过Internet网络实现远程抄表、供热管网运行状态监控、收费管理与供热控制、服务决策和维护指导等。通过注册授权，用户的Web服务器2不仅可以通过Internet网络查询用热缴费情况，对自家室内温度进行远程设定，还能对电控阀进行远程开启与关闭等操作，实现了真正的智能化监控与管理。 

如图2所示的室内温控电路6包括第一MUC电路7、第一存储器8、LCD显示器9、NTC温度传感器10、IC卡11、定时器12、德州仪器的CC25XX的第一低速无线通信接口14、第一电源电路13和第一无线发射接收器15；第一MUC电路7分别与IC卡11、定时器12、NTC温度传感器10、LCD显示器9和第一存储器8相连，第一MUC电路7通过德州仪器的CC25XX的第一低速无线通信接口14与第一无线发射接收器15相连，第一电源电路13分别与第一MCU电路7、定时器12和德州仪器的CC25XX的第一低速无线通信接口14相连。 

NTC温度传感器10和定时器12向第一MCU电路7发送数据，第一MCU电路7分别与IC卡11、第一存储器8交换数据，第一MCU电路7通过德州仪器的CC25XX的第一低速无线通信接口14与第一无线发射接收器15交换数据，第一MCU电路7向LCD显示器9发送数据，第一电源电路13分别为第一MCU电路7、定时器12和德州仪器的CC25XX的第一低速无线通信接口14供电。 

如图3所示的热量计量电路5包括第二MCU电路16、德州仪器的CC25XX的第二低速无线通信接口17、电控阀18、第二存储器19、超声波热量表21、第二无线发射接收器24和第二电源电路23，第二MCU电路16分别与第二存储器19、电控阀18和超声波热量表21相连，第二MCU电路16通过德州仪器的CC25XX的第二低速无线通信接口17与第二无线发射接收器24相连，第二电源电路23分别与超声波热量表21、第二MCU电路16和德州仪器的CC25XX的第二低速无线通信接口17相连。所述超声波热量表21由一对超声波传感器20 和一对PT1000铂电阻温度传感器22构成，所述超声波传感器20一个位于热水管的上游，另一个位于热水管的下游，所述PT1000铂电阻温度传感器22一个位于热水进水管中，另一个位于回水管中，所述电控阀18安装在进水管上。所述超声波传感器20的工作频率为1MHz。 

超声波传感器20与超声波热量表21交换数据，PT1000铂电阻温度传感器22向超声波热量表21传送数据，超声波热量表21与第二MCU电路16交换数据，第二MCU电路16与第二存储器19交换数据，第二MCU电路16向电控阀18发送信号，第二MCU电路16通过德州仪器的CC25XX的第二低速无线通信接口17与第二无线发射接收器24交换数据，第二电源电路23分别为超声波热量表21、第二MCU电路16和德州仪器的CC25XX的第二低速无线通信接口17供电。 

①热量计量采取的方法为：采用超声波传感器20，使用时差法进行热水流量测量，超声频率为1MHz，通过将两个超声波传感器20置入热水管内，一个位于热水管的上游，另一个位于热水管的下游，两个超声波传感器20轮流发送或接收超声，超声波分别顺流或逆流传播，由于超声顺流与逆流传播的时间不一样，形成时间差Δt，且时间差Δt的大小与水流速度相关，据此便可计算出水的流速，从而换算出热水的流量Q。 

Q＝K·Δt 

K为流量的修正系数，与管径大小、两超声传感器安装的距离、热水温度等参数有关； 

②水温的测量则采用Pt1000铂电阻温度传感器22，在热水进水与回水管中分别置入温度传感器进行温度测量，得到两者的温度差ΔT，根据温度差和热水流量即可计算出热量A(焦耳)； 

A＝L·Q·ΔT 

L为修正系数，与进水、回水温度相关。 

室内温控电路6部分与外部的热量计量电路5部分通过德州仪器的CC25XX的第一低速无线通信接口14相连，通信频率为2.4GHz；室内温控电路6部分与外部的热量计量电路5还可以通过有线相连，室内温控电路6与热量计量电路5实时交换数据，将测得的热量、温度以及流量等数据在室内温控电路6的LCD显示器9上显示，通过与用户设定的室内温度值相比较，判断室内的实际温度是否在设定温度值的范围内，用来控制流入热水阀门的通断状态，如果温度偏高则发送关闭指令，如果温度偏低则发送开阀指令。用户IC卡上记录着用户的特定信息，如用热量、充值余额等，通过读取插入IC卡上的余额来控制阀门的通断。 

如图4所示的数据通信控制电路4包括第三MCU电路25、德州仪器的CC25XX的第三低速无线通信接口26、第三存储器27、GPRS模块28、第三无线发射接收器30和第三电源电路29；第三MCU电路25分别与第三存储器27和GPRS模块28相连，第三MCU电路25通过德州仪器的CC25XX的第三低速无线通信接口26与第三无线发射接收器30相连，第三电源电路29分别与GPRS模块28、第三MCU电路25和第三德州仪器的CC25XX的低速无线通信接口26相连。 

第三MCU电路25通过德州仪器的CC25XX的第三低速无线通信接口26与第三无线发射接收器30交换数据，第三MCU电路25与第三存储器27交换数据，第三MCU电路25与GPRS模块28交换数据，第三电源电路29分别为GPRS模块28、第三MCU电路25和第三德州仪器的CC25XX的低速无线通信接口26供电。 

所述数据通信控制电路4通过无线网络协议(IEEE802.15.4/Zigbee)将每个用户的现场数据采集起来，同时也能向下传送远程控制热水电控阀的指令。众多用户如500——1000个用户的现场数据集中到这个节点上，再将这些数据经过GPRS发送到已连接Internet的SPRS Web服务器上，以提供各种服务。 

由于前端部分的用热量计量电路5与室内温控制电路6已安装了低速无线数据通信接口，通过无线组网方式将各用户的现场数据(如供水温度、回水温度、热水流量、用热量、室内设定温度等)收集上，同时实现了热水电控阀的远程控制。通过ZigBee低速率无线组网将众多用户的现场数据集中发送到数据通信控制电路，再将这些数据经过GPRS发送到供热控制中心，以提供各种服务。这个节点是集成了ZigBee技术与GPRS技术的数据通信控制电路，它实现了大范围(500-1000个用户)收集数据。 

Claims (10)

1.一种集中供热计量温控物联网监控装置,其特征在于:在室内设有室内温控电路（6），所述室内温控电路（6）通过有线或无线与热量计量电路（5）相连。 

2.根据权利要求1所述的一种集中供热计量温控物联网监控装置,其特征在于:该装置还包括数据通信控制电路（4）、GPRS Web服务器（3）、供热公司的终端机（1）和用户的Web服务器（2）；所述热量计量电路（5）通过无线与数据通信控制电路（4）相连，所述数据通信控制器电路（4）通过无线与GPRS Web服务器（3）相连，所述GPRS Web服务器（3）通过Internet网络与供热公司的终端机（1）和用户的Web服务器（2）相连。 

3.根据权利要求1所述的一种集中供热计量温控物联网监控装置,其特征在于：所述室内温控电路（6）包括第一MUC电路（7）、第一存储器（8）、显示器（9）、室温传感器（10）、IC卡（11）、定时器（12）、第一无线通信接口（14）、第一电源电路（13）和第一无线发射接收器（15）；第一MUC电路（7）分别与IC卡（11）、定时器（12）、室温传感器（10）、显示器（9）和第一存储器（8）相连，第一MUC电路（7）通过第一无线通信接口（14）与第一无线发射接收器（15）相连，所述第一无线通信接口(14)为低速无线通信接口。 

4.根据权利要求3所述的一种集中供热计量温控物联网监控装置,其特征在于：所述室温传感器(10)是NTC温度传感器。 

5.根据权利要求3所述的一种集中供热计量温控物联网监控装置,其 特征在于：所述显示器(9)是LCD显示屏和LED显示屏。 

6.根据权利要求1所述的一种集中供热计量温控物联网监控装置,其特征在于：所述热量计量电路（5）包括第二MCU电路（16）、第二无线通信接口（17）、电控阀（18）、第二存储器（19）、超声波热量表（21）、第二无线发射接收器（24）和第二电源电路（23）；第二MCU电路（16）分别与第二存储器（19）、电控阀（18）和超声波热量表（21）相连，第二MCU电路（16）通过第二无线通信接口（17）与第二无线发射接收器（24）相连，所述第二无线通信接口(17)为低速无线通信接口； 

所述超声波热量表（21）由一对超声波传感器（20）和一对测温传感器（22）构成，所述超声波传感器（20）一个位于热水管的上游，另一个位于热水管的下游，所述测温传感器（22）一个位于热水进水管中，另一个位于回水管中，所述电控阀（18）安装在进水管上。 

7.根据权利要求6所述的一种集中供热计量温控物联网监控装置,其特征在于：所述测温传感器（22）为PT1000铂电阻温度传感器，所述超声波传感器（20）的工作频率为1MHz。 

8.根据权利要求2所述的一种集中供热计量温控物联网监控装置,其特征在于：所述数据通信控制电路（4）包括第三MCU电路(25)、第三无线通信接口(26)、第三存储器(27)、GPRS模块(28)、第三无线发射接收器（30）和第三电源电路（29）；第三MCU电路（25）分别与第三存储器（27）和GPRS模块（28）相连，第三MCU电路 （25）通过第三无线通信接口（26）与第三无线发射接收器（30）相连，所述第三无线通信接口(26)为低速无线通信接口。 

9.根据权利要求1所述的一种集中供热计量温控物联网监控装置，其特征在于：所述室内温控电路（6）设置有多路，所述热量计量电路（5）也设置有多路。 

10.根据权利要求2所述的一种集中供热计量温控物联网监控装置，其特征在于：所述数据通信控制电路（4）设置有多路。 

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