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供热系统物联网终端网络设计

发布时间:2020-02-03 01:35:01 阅读: 来源:油锯厂家

摘要:为了适应物联网技术不断发展和我国城市供暖体制改革的需要,文中将无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术和无线通信技术应用到供热系统中,并结合预收费系统和远程数据传送系统,提出了一种供热系统物联网终端网络的设计方案,并给出了整体系统结构、硬件设计和软件设计方法。通过该终端网络可实现供热数据的远程实时在线自动传送,从而为供热系统提供实时、准确的数据,使供热系统实现有效调控,提高节能减排效果。关键词:物联网;RFID;供热系统;ZigBee;GPRS0 引言 继互联网、移动通信之后,物联网无疑是引发新一轮信息技术产业浪潮的重要产业,并已经成为国际新的一轮技术竞争的关键点。物联网的本质是利用IT技术构建一个物质与物质之间的信息交互网络,实现对物质的智能化实时管理与控制,提高资源的利用率和生产率。2009年10月,欧盟推出“物联网战略研究路线图”,力推物联网在航空航天、汽车、医疗、能源等18个主要领域的应用。目前欧美国家已将RFID技术应用于交通、车辆管理、身份识别、生产线自动化控制、仓储管理及物资跟踪等领域。在国内,2011年,物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。该系统可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。济南园博园也采用ZigBee无线技术实现了园内路灯的物联网控制。 随着我国城市供热体制改革的不断推进,国内供热城市大多要求以节能减排为目的,实现供热系统的自动化调控和户使用热量表收费。基于此,本文将物联网技术中的RFID技术、ZigBee技术和GPRS技术应用到热力系统中,提出了预付费与远程抄送相结合的供热系统物联网终端网络设计方案,以实现对计量数据的非接触传输及结算交易控制,为实现城市集中供热智能化管理提供了可能性。此系统是实现数字城市、数字社区的坚实基础,具有很高的社会效益和经济效益。1 物联网供热系统结构 本系统包括预付费系统和无线远程抄送系统,系统主要南射频卡、终端系统、集中器和中心服务器组成。其中,终端系统由热量表、采集器和锁闭阀构成,采集器通过接口电路与热量表通信和控制锁闭阀;集中器与采集器之间应用ZigBee技术构成无线数据通信局域网;中心服务器与集中器之间由于通讯距离较远,设计采用GPRS模块实现远距离的无线通信,图1所示是该系统的结构框图。

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1.1 预付费系统 预付费系统由射频卡、热量表、锁闭阀、采集器和集中器构成,射频卡与热量表、锁闭阀和采集器通过集中器形成映射关系,图2所示是基于射频卡的预付费工作原理图。

首先,用户到热力公司充值,使射频卡内含有一定的购热量。当射频卡进入集中器的识读器工作场时,集中器通过识读器获取射频卡数据(用户信息、购热量等)并进行存储、比较等处理.最后对射频卡进行数据清零处理。集中器定时通过ZigBee网络向采集器发送数据请求,采集器再将热量表的数据返回给集中器。这样,根据用户的用热情况,用户的购热量将逐渐减少,当其值减为零时,集中器发送关闭锁闭阀命令,停止对该用户供热,直至再次充值。1.2 无线远程数据抄送系统 该系统由中心服务器、集中器和终端(采集器、热量表和锁闭阀)构成,其结构图如图3所示。中心服务器配置固定的IP地址,各个集中器通过ZigBee网络读取每个热量表的数据(热量、管道流速、供回水温度等),通过GPRS通信模块以IP数据包的方式把数据汇总到服务器,供热中心主机的管理系统完成数据的处理、分析、存储等,从而为热力公司的协调部门提供数据。

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