一种无线热能计量和监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种无线热能计量和监测系统，它包括上位机、网络交换机、区域数据汇集系统和单元数据采集器，每个单元数据采集器都有一个唯一的ID，当单元数据采集器位于区域数据汇集系统的通信范围内，该单元数据采集器采集空气参数值后，连同自身ID传送给所在通信范围的汇集系统，所有单元数据采集器之间以zigbee无线自组网方式通信，通信范围外的单元数据采集器通过其他单元数据采集器将数据传送给区域数据汇集系统。区域数据汇集系统通过网络交换机与上位机通信。本实用新型融合了智能控制技术、计算机技术、数据远传技术及无线自组网技术，解决了传统技术存在的通讯速率较慢、线路复杂、安装困难、对建筑环境的适应能力较差等问题。
【专利说明】一种无线热能计量和监测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种具有通用性的数据采集、传输、处理系统，特别涉及一种无线热能计量和监测系统。
【背景技术】
[0002]伴随我国城市化城镇化的飞速发展和生活水平的不断提高，建筑能耗占国家总能耗已经上升至1/4强，而空调和冷库能耗在建筑能耗中占比达2/3。所以建筑节能的首选是空调和冷库节能，为此围绕空调和冷库节能展开的热能计量系统研发越来越多。
[0003]目前，大多数的热能计量装置采用有线通讯的数据采集系统，这种数据采集系统往往无法满足多点采集和远程采集需要，数据采集系统与上位机之间通讯速率较慢，线路复杂，安装困难，对建筑环境的适应能力较差，不利于推广应用。
实用新型内容
[0004]为了解决上述【背景技术】存在的问题，本实用新型融合了智能控制技术、计算机技术、数据远传技术及无线自组网技术，提出了一种无线热能计量和监测系统。
[0005]一种无线热能计量和监测系统，安装于中央空调系统或冷库系统中，包括上位机、网络交换机、至少一个区域数据汇集系统和至少一个单元数据采集器，各区域数据汇集系统都有一个以自身为中心、以指定距离为半径的通信范围；所有单元数据采集器之间以zigbee无线自组网方式通信，且每个单元数据采集器都有一个唯一的ID，当单元数据采集器采集空气参数值后，位于通信范围内的单元数据采集器将采集到的空气参数值连同自身的ID传送给其所在通信范围对应的区域数据汇集系统，而位于通信范围外的单元数据采集器将采集到的空气参数值连同自身的ID传送给所有位于通信范围内的单元数据采集器，并由该所有位于通信范围内的单元数据采集器转发至区域数据汇集系统；所述的区域数据汇集系统通过网络交换机与上位机通信。
[0006]其中，上述的单元数据采集器包含采集器CPU、传感器、A/D转换器、DC电源、无线通信模块、输入与显示模块、调试串口模块和执行模块；所述的采集器CPU分别与DC电源、无线通信模块、输入与显示模块、调试串口模块和执行模块连接，所述传感器通过A/D转换器连接采集器，传感器采集到的空气参数值经过A/D转换后送入采集器CPU，采集器CPU将预存的末端装置的开停时间、流体工质的进出口温度数据、自动生成识别自身的识别信息和前述的传感器采集的空气参数值，以及自身的ID通过无线通信模块传送给区域数据汇集系统；所述的输入与显示模块将现场设定的参数传送给采集器CPU并显示数据。
[0007]其中，上述的区域数据汇集系统包含汇集系统CPU及分别与之连接的电源、无线模块、GPRS模块、外接RAM和调试串口 ；所述的无线模块接收单元数据采集器发送来的数据并传给汇集系统CPU，汇集系统CPU通过GPRS模块将数据传给上位机并将数据存入外接RAM。其中，电源采用220V交流电源或者12V直流电源，调试串口采用UART串口。
[0008]其中，上述的上位机还连接了打印机，打印出上位机监测到的数据信息和计量结果Ο
[0009]采用上述技术方案，具有如下的有益效果:
[0010](1)本实用新型中的上位机、数据汇集系统和单元数据采集器之间的双向通讯，结合无线自组网和GPRS传输技术，可以完成多远程节点数据的采集和监测；
[0011](2)本实用新型可适应不同建筑环境、不同抄表方式，无线模块的应用简化了布线成本，GPRS模块的应用可方便实施预付费功能；
[0012](3)本实用新型的单元数据采集器和区域数据汇集系统各组成模块的芯片均采用常见芯片，可以有效控制工程成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型无线热能计量和监测系统示意图。
[0014]图2是本实用新型中单元数据采集器的组成框图。
[0015]图3是本实用新型中区域数据汇集系统的组成框图。
【具体实施方式】
[0016]以下将结合附图，对本实用新型的技术方案进行详细说明。
[0017]如图1所示的本实用新型的一种无线热能计量和监测系统示意图，该系统安装于中央空调系统或冷库系统中，包括上位机、网络交换机、至少一个区域数据汇集系统和至少一个单元数据采集器，各区域数据汇集系统都有以自身为中心、以指定距离为半径的通信范围。所有单元数据采集器之间以zigbee无线自组网方式通信，且每个单元数据采集器都有一个唯一的ID，当单元数据采集器采集空气参数值后，位于通信范围内的单元数据采集器将采集到的空气参数值连同自身的ID传送给其所在通信范围对应的区域数据汇集系统，而位于通信范围外的单元数据采集器将采集到的空气参数值连同自身的ID传送给所有位于通信范围内的单元数据采集器，并由该所有位于通信范围内的单元数据采集器转发至区域数据汇集系统。所述的指定距离是指区域数据汇集系统能稳定接收到信号的最大距离。区域数据汇集系统通过GPRS模块与网络交换机连接，网络交换机再通过Internet与上位机通信。上位机对传送来的数据进行处理，当数据地址一样时，重复上传的数据在一个采集周期内，先到的数据有效，后到的数据抛弃，而一旦一个采集周期内漏掉了某个地址上的数据，上位机就会做出报警提示。如此，单元数据采集器的数据就可以较快上传至上位机，上位机与单元数据采集器之间的传输延迟小。
[0018]如图2所示的单元数据采集器的组成框图，单元数据采集器包含采集器CPU、传感器、A/D转换器、DC电源、无线通信模块、输入与显示模块、调试串口模块和执行模块。所述的采集器CPU分别与DC电源、无线通信模块、输入与显示模块、调试串口模块和执行模块连接，所述传感器通过A/D转换器连接采集器，传感器采集到的空气的温度、湿度、洁净度等参数经过A/D转换后送入采集器CPU，采集器CPU将预存的末端装置的开停时间、流体工质的进出口温度数据、自动生成识别自身的识别信息和前述的传感器采集的空气参数值，以及自身的ID通过无线通信模块传送给区域数据汇集系统。采集器CPU控制执行模块执行相应操作，输入与显示模块将现场设定的参数传送给采集器CPU并显示数据。单元数据采集器还预留了调试串口模块用来现场调试使用，在本实例中，调试串口模块可采用UART串□。
[0019]如图3所示的区域数据汇集系统的组成框图，区域数据汇集系统包含汇集系统CPU及分别与之连接的电源、无线模块、GPRS模块、外接RAM和调试串口。在本实施例中，所述电源可采用220V交流电源或12V直流电源。所述的无线模块接收单元数据采集器发送来的数据并传给汇集系统CPU,汇集系统CPU通过GPRS模块将数据传给上位机并将数据存入外接RAM，并可以随时读取外接RAM里的数据。调试串口以供调试操作并输出调试结果，在本实施例中，调试串口可采用UART串口。
[0020]上位机接收区域数据汇集系统传送来的数据信息，对各点进行实时监控，并计算出热能。上位机与打印机相连，打印出上位机中监测到的数据和热能计量的结果。
[0021]以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。
【权利要求】
1.一种无线热能计量和监测系统，安装于中央空调系统或冷库系统中，其特征在于:包括上位机、网络交换机、至少一个区域数据汇集系统和至少一个单元数据采集器，各区域数据汇集系统都有一个以自身为中心、以指定距离为半径的通信范围；所有单元数据采集器之间以Zigbee无线自组网方式通信，且每个单元数据采集器都有一个唯一的ID，当单元数据采集器采集空气参数值后，位于通信范围内的单元数据采集器将采集到的空气参数值连同自身的ID传送给其所在通信范围对应的区域数据汇集系统，而位于通信范围外的单元数据采集器将采集到的空气参数值连同自身的ID传送给所有位于通信范围内的单元数据采集器，并由该所有位于通信范围内的单元数据采集器转发至区域数据汇集系统；所述的区域数据汇集系统通过网络交换机与上位机通信。
2.根据权利要求1所述的一种无线热能计量和监测系统，其特征在于:所述的单元数据采集器包含采集器CPU、传感器、A/D转换器、DC电源、无线通信模块、输入与显示模块、调试串口模块和执行模块；所述的采集器CPU分别与DC电源、无线通信模块、输入与显示模块、调试串口模块和执行模块连接，所述传感器通过A/D转换器连接采集器，传感器采集到的空气参数值经过A/D转换后送入采集器CPU，采集器CPU将预存的末端装置的开停时间、流体工质的进出口温度数据、自动生成识别自身的识别信息和前述的传感器采集的空气参数值，以及自身的ID通过无线通信模块传送给区域数据汇集系统；所述的输入与显示模块将现场设定的参数传送给采集器CPU并显示数据。
3.根据权利要求1所述的一种无线热能计量和监测系统，其特征在于:所述的区域数据汇集系统包含汇集系统CPU及分别与之连接的电源、无线模块、GPRS模块、外接RAM和调试串口 ；所述的无线模块接收单元数据采集器发送来的数据并传给汇集系统CPU，汇集系统CPU通过GPRS模块将前述数据传给上位机并将数据存入外接RAM。
4.根据权利要求3所述的一种无线热能计量和监测系统，其特征在于:所述的电源采用220V交流电源或者12V直流电源。
5.根据权利要求3至4中任意一项所述的一种无线热能计量和监测系统，其特征在于:所述的调试串口采用UART串口。
6.根据权利要求1所述的一种无线热能计量和监测系统，其特征在于:所述的上位机还连接了打印机。
【文档编号】G08C17/02GK203519206SQ201320591646
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】申小中, 李喜明 申请人:无锡商业职业技术学院