一种热计量控制装置及系统的制作方法

本发明涉及计量技术领域，特别是涉及一种热计量控制装置及系统。

背景技术：

为了合理地利用资源，减少对环境的影响，很多地区开始对供热模式进行改造。目前，部分地区正在推广对小区的采暖客户进行热计量控制，这就需要通过热计量控制装置对采暖用户进行热计量采集，然后通过通讯技术将采集计算汇总至计量控制中心，实现热计量控制。

但是现有的通讯计量方式存在着一定的缺点，例如，由于小区内楼宇复杂多变的环境导致点对点信号通讯不稳定，无线限号从用户管井到用户家里需要经过多道防火门和防火墙，导致无线信号常常无法接收到；现有的点对点通讯方式采用的是公共频段，会使得非公用频段数据传输安全性存在隐患；原有的系统存在数据采集中心设备，所有终端设备都要经过一级或多级链路到数据采集中心，再由数据采集中心上传给后台控制中心，如果中间有链路问题出现就会导致数据无法上传，可靠性差。由此可见，现有的通讯计量方式存在着可靠性和稳定性较差的问题。

技术实现要素：

针对于上述问题，本发明提供一种热计量控制装置及系统，解决了热计量过程中的通讯可靠性和稳定性较差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种热计量控制装置，该装置包括：微控制单元、阀门控制单元和nb远传单元，所述阀门控制单元和所述nb远传单元分别与所述微控制单元相连接；

所述nb远传单元，用于接收来自控制中心的加密管理指令，并将所述热计量控制装置的运行数据进行加密后，发送至所述控制中心；

所述微控制单元，用于对所述控制中心发送的加密管理指令进行解析，获得控制指令，并将所述控制指令发送至所述阀门控制单元；

所述阀门控制单元，用于根据所述控制指令，控制阀门的开启或闭合。

可选地，所述装置还包括时钟单元和显示单元，所述时钟单元和所述显示单元分别与所述微控制单元进行连接；

所述时钟单元，用于产生实时时间，并将所述实时时间发送至所述显示单元；

所述显示单元，用于对所述实时时间进行显示，并显示所述热计量控制装置的运行状态信息。

可选地，所述装置还包括：存储单元，所述存储单元与所述微控制单元连接；

所述存储单元，用于存储所述热计量控制装置在运行过程中产生的用热数据和报警日志。

可选地，所述装置还包括：电源管理单元，所述电源管理单元与所述微控制单元连接；

所述电源管理单元，用于对所述热计量控制装置进行电源分配。

一种热计量控制系统，所述系统包括：iot平台、控制中心、阀门和如上述中任意一项所述的热计量控制装置，其中，所述热计量控制装置基于所述iot平台与所述控制中心连接；

所述控制中心，用于通过所述热计量控制装置的nb远传单元与所述热计量控制装置进行通信连接，向所述热计量控制装置发送加密管理指令；

所述阀门，用于与所述阀门控制单元连接，并执行所述阀门控制单元发送的控制指令，实现阀门的开启或闭合。

可选地，所述系统还包括室内温控器，所述室内温控器通过所述iot平台与所述控制中心连接；

所述室内温控器，用于将采集获得的温度数据和历史用热记录数据上传至所述控制中心；

所述控制中心，用于根据所述温度数据和所述历史用热记录数据，确定通断比指令，将所述通断比指令发送给所述阀门控制器。

可选地，所述阀门控制器具体用于：

根据所述通断比指令，在预设时间周期内对所述阀门进行开启或闭合控制。

可选地，所述控制中心还用于：

对所述阀门状态进行监测，若监测到所述阀门无法开启，则判断获得所述阀门出现故障；若监测到温度不满足温度阈值，则进行阀门开度调节控制。

可选地，所述控制中心通过所述iot平台与以下的一种或多种设备相连：

集中刷卡器、电表抄表器、热电阀控制器和热量表抄表器。

可选地，当多个设备连接至所述控制中心时，所述控制中心，还用于控制所述设备进行数据上传的时间，实现所述设备进行错峰上传数据。

相较于现有技术，本发明提供了一种热计量控制装置及系统，在该系统中控制中心通过iot平台与热计量控制装置连接，通过所述热计量控制装置的nb远传单元与所述热计量控制装置进行通信连接，向所述热计量控制装置发送加密管理指令。通过nb-iot方式实现了热计量控制装置可以直接与控制中心进行通信，取消了数据集中器，减少了因数据集中器带来的问题，增加了系统的可靠性，并且热计量控制装置直接与iot平台连接，避免了原来点对点通讯方案中的通讯不畅的问题，提高了数据的稳定性、准确定和及时性。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种热计量控制装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种热计量控制装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种热计量控制系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种热计量控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。

在本发明实施例中提供了一种热计量控制装置，参见图1，该热计量控制装置包括：

微控制单元101、阀门控制单元102和nb远传单元103，阀门控制单元102和nb远传单元103分别与微控制单元101相连接；

nb远传单元103，用于接收来自控制中心的加密管理指令，并将热计量控制装置的运行数据进行加密后，发送至控制中心；

微控制单元101，用于对控制中心发送的加密管理指令进行解析，获得控制指令，并将控制指令发送至阀门控制单元；

阀门控制单元102，用于根据控制指令，控制阀门的开启或闭合。

在本发明实施例中提供的一种热计量控制装置，基于nb-iot(narrowbandinternetofthings，窄带互联网)，通过nb远传单元接收来自控制中心的加密管理指令，并向控制中心发送该用户热计量控制装置的运行状态和运行数据，微控制单元解析来自控制中心的加密管理指令，并向阀门控制单元发送控制指令，然后阀门控制单元从微控制单元接收所述阀门控制指令，并根据该阀门控制指令控制阀门的开启和闭合，从而控制供热管道的通断，有效地调节室温。由于该装置采用nb远传单元与控制中心进行数据传输，可实现控制中心无线控制多个用户热计量控制装置，具有成本低、数据传输可靠和稳定性的特点。

参见图2，为本发明实施例提供的另一种热计量控制装置，该装置包括：微控制单元101、阀门控制单元102、nb远传单元103、时钟单元104、显示单元105、存储单元106和电源管理单元107。

时钟单元104，用于产生实时时间，并在显示单元105上进行显示；

显示单元105可以为液晶显示屏，也可以包括指示灯，其中，指示灯可以用于指示热计量控制装置的运行状态；

存储单元106，用于存储热计量控制装置在运行过程中产生的用热数据和报警日志等数据；

电源管理单元107，用于管理热计量控制装置中电源，从而进行电源分配。

在本发明实施例中还提供了一种热计量控制系统，参见图3，包括上述的热计量控制装置10、iot平台20和控制中心30、阀门40。控制中心30与热计量控制装置10的微控制单元通过nb远传单元进行通信连接，用于向微控制单元发送加密的管理指令，阀门40与热计量控制装置10中的阀门控制单元相连接，热计量控制装置10的微控制单元收到管理指令信息后，向阀门控制单元下发控制指令，阀门控制单元控制阀门40的开启或闭合。

具体的，该系统还可以包括室温控制器201，控制中心30可以通过分析室温控制器201上传的温度数据和历史用热数据，可以确定一个合适的通断比指令下发给热计量控制装置10中的阀门控制器，阀门控制器根据这个通断比指令在一个时间周期内进行阀门的开启和关闭，进而保证用户家里热量供给和热量散耗达到一个平衡，从而使用户实际温度与设定温度相符。需要说明的是设置一个时间周期的目的是，阀门都有一个寿命，设定时间周期是为了不让阀门过于频繁的开启和关闭，从而不影响阀门的寿命。不同的阀门寿命不同，因此这个时间周期也不同。

在本发明的热计量控制系统中还可以通过控制中心分析监测到的阀门运行状态，如检测到阀门不开，阀门断线就可以判断该阀门发生故障，检测到温度过低或过高，即不在预设温度范围内，就可以根据需要进行阀门开度的调节，实现阀门的远程监控，故障检测，开度调节，进一步实现智慧化管控。

对应的，请参见图4，为本发明实施例提供的另一种热计量控制系统，该系统包括控制中心30、iot平台20之外，还包括：

集中刷卡器202、电表抄表器203、热电阀控制器204和热量表抄表器205。

当该热计量控制系统包括多个上述设备或者包括多个热计量控制装置时，可以按照逻辑控制进行错峰上传，避免瞬时的集中操作对通信可靠性造成影响，具体的，可以通过在整点时间加上一个随机数延时完成错峰上传，随机数延时就可以保证所有的设备不在同一个时间点上传数据。

由于该热计量系统基于nb-iot技术实现，则在该系统中还包括了集中刷卡器202，该集中刷卡器202具有居民用户充值所采购的采暖热量、查询剩余用热时长的功能，用户通过集中刷卡器202进行充值，该集中刷卡器将用户的充值信息通过nb方式上传至iot平台，iot平台再把充值信息推送到控制中心；同时也可以进行广告投放，当操作人员在进行远程广告定向投放时，首先需要控制中心选择目标区域内的集中刷卡器，然后通过iot平台将更改的广告内容通过iot基站进行广播，集中刷卡器202相关的nb-iot模块通过相应通信协议的接收从iot基站发来的信号，并通过内置的控制系统更改热计量装置中显示单元上的显示内容。

在该系统中，电表抄表器203负责采集电表数据，并将电表数据通过nb方式上传至iot平台，iot平台再把充值信息推送至控制中心。

在该系统中，室内温控器201采集用户室内的温度数据，并将采集到的温度数据通过nb方式上传至iot平台，iot平台再把温度数据推送至控制中心。

在该系统中，控制中心根据收到的室内温度数据，进行算法控制，给出一个阀门通断比指令，并将此指令通过nb方式下发给热电阀控制器204，热电阀控制器204根据收到的指令进行阀门通断控制，同时热电阀控制器204定时将用户用热信息上传给热计量控制中心。

在该系统中，还包括热量表抄表器205采集楼口用热数据，并将采集到的数据通过nb方式上传至iot平台，iot平台再把楼口用热数据推送至控制中心。

采用nb-iot技术的热计量控制系统，热计量控制装置可以直接与控制中心进行通讯，取消了数据集中器，减少了因数据集中器带来的问题，增加了系统的可靠性。由于热计量控制装置直接与iot平台连接，避免了原来点对点通讯方案中由于防火墙等导致信号衰减的通讯不畅，使得楼宇内复杂多变的环境对它的影响变得极其小，提高了数据的准确性和及时性。取消了点对点的方案，所有的设备都可以通过远程管理，大大减少了维护的工作。电芯网络基于授权频谱组建的网络，其抗干扰能力，数据安全性，技术服务等方面均有较高的安全保障。并且在施工中，可以减少布线只保留了电源线，大大减少了施工的工作量。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。