【導讀】解決這一問題，已成為全人類的課題。在這種背景下，以環(huán)保和節(jié)能為主要。熱泵供水系統(tǒng)不僅可以通過低品位可再生能源的應用達到節(jié)能的目的，還具有使用壽命長，加熱速度快，運行穩(wěn)定和易于操作等優(yōu)點。國外熱泵供水系統(tǒng)功能較完備，人機接口良好，調(diào)試方便，運行可。國內(nèi)同類系統(tǒng)暴露出一些不足，例如：。穩(wěn)定性、核心硬件和軟件算法落后，裝置功能單一，不利于廣泛推廣。處理、顯示或打印的過程，相應的系統(tǒng)稱為溫度控制系統(tǒng)。制現(xiàn)場溫度變化的系統(tǒng)。100MHz,指令周期短、效率高、功能強大。限在局域網(wǎng)內(nèi)的缺點，使跨地區(qū)、跨省的點對點通信成為可能。用下，進入到冷凝器，在冷凝器中與高溫高壓氣體進行熱交換，制成熱水。同時，冷凝器中的高溫高壓氣體變成了低溫低壓的氣體或液體，送入儲液罐。取了保護性措施。當控制器檢測到壓縮機出現(xiàn)高低壓異常時，立即停止熱水。根據(jù)熱泵熱水器的控制要求和實際情況，控制器采用了雙單片

　　

【正文】 N 對分組數(shù)據(jù)進行識別，再發(fā)送到相應的網(wǎng)絡，如其它 GPRS 網(wǎng)絡或 ， GGSN 接收來自Inter 或其它 GPRS 網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)包，如果該數(shù)據(jù)包的 IP 地址是本網(wǎng)絡移動臺的 IP 地址，則 GGSN 將該數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給 SGSN，通過 SGSN 傳送到相應的移動臺。 G P R S 網(wǎng) 絡S G S N G G S NG T P 隧 道 協(xié) 議其 他 G P R S網(wǎng) 絡I n t e r n e tX . 2 5 圖 42 GPRS 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) GGSN 也稱為 GPRS 路由器，在物理上， SGSN 同 GGSN 可以是同一個物理實體，也可以分布在不同的物理實體上， SGSN 和 GGSN 都具有 IP 路由功能。 下圖所示為 GPRS 模塊連接圖： 網(wǎng) 絡 指 示天線e C O G 1 k啟 動 控 制（ R E S E T ）串 口 控 制L E DG P R S 模 塊S I M 卡 圖 43 GPRS模塊連接 GPRS 通信使用完整的 TCP/IP 協(xié)議， TCP/IP 通常采用一種簡化的四層模型 :應用層、傳輸層、網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)鏈路層，本系統(tǒng)中的 LT8030 內(nèi)嵌了完整的 TCP/IP 協(xié)議，模塊傳輸結(jié)構(gòu)如圖 44 所示。各層協(xié)議不再詳細介紹。 廣西大學學士學位論文 基于 GPRS 的熱能控制裝置 28 TCP / UDPPPPA PPIP / IC MPGP R S 無線鏈路協(xié)議應用層傳輸層網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)鏈路層MC 35 圖 44 TCP/IP協(xié)議結(jié)構(gòu) 在本系統(tǒng)中，終端 GPRS 模塊產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流量主要是向上位機發(fā)送狀態(tài)和實時信息，假定終端發(fā)送第 i 次消息包長度為 Ni 字節(jié)，單位時間 T(秒 )發(fā)送 m 次。另外需要傳輸加上 IPv4 頭長度 Lt 節(jié)。 采用 UDP 協(xié)議時，需加 UDP 頭長度 Lu 字節(jié)。此時移動終端的數(shù)據(jù)業(yè)務需要的傳輸速率為 Su ? ???? ???mii iiu LuLNTS 18 (41) 傳輸 TCP 數(shù)據(jù)包時，需要 TCP 頭長度 Lt20 個字節(jié)， TCP 確認包長度Lte 40 個字節(jié)，同時假定重傳概率為 Pt， MDT 的數(shù)據(jù)業(yè)務需要的傳輸速率為 ? ???? ??????mii ttetiit PLLLNTS 1 )1(8 (42) 假定某一臺移動終端以 1 秒 1 次的頻率發(fā)送 80 個字節(jié)的數(shù)據(jù)，用 TCP協(xié)議時假定重傳概率 Pt 為 0 時，所需傳輸速率 St 為 ,用 UDP 協(xié)議所需傳輸速率為 。通過以上計算得到采用 UDP 和 TCP 協(xié)議的傳輸速率 St 和 Su，在相同的條件下 St Su ，傳輸 TCP 協(xié)議包，延時比較短，可靠性比較好。目前， GPRS 網(wǎng)絡是以流量計費的，因此在優(yōu)化系統(tǒng)設計時，權(quán)衡傳輸延時、可靠性和流量等方面因素，選擇發(fā)送實時狀態(tài)信息采用 TCP協(xié)議發(fā)送的方案。 廣西大學學士學位論文 基于 GPRS 的熱能控制裝置 29 由于 GPRS 模塊采用 TCP/IP 協(xié)議，其容錯由此協(xié)議負責，而且誤碼率較低，所以系統(tǒng)在容錯方面主要集中在 eCOG1k 與 GPRS 模塊之間的數(shù)據(jù)容錯上。 LT8030 與上位機通訊工作流程： 開 始L T 8 0 3 0 發(fā) 送 數(shù) 據(jù)( A T + i S S N D 指 令 )等 待 上 位 機 數(shù) 據(jù) 返 回( A T + i S S T 查 詢 指 令 )數(shù) 據(jù) 返 回 ,完 成 通 信 操 作規(guī) 定 時 間 內(nèi)是 否 返 回 數(shù) 據(jù)NY斷 開 連 接 ,重 新 登 陸 圖 45 LT8030 與上位機通訊工作流程圖 串行通信 串行接口一直是計算機系統(tǒng)必配的通訊接口，雖然它具有費用低、傳輸距離遠的優(yōu)點，但低速和占用較多的系統(tǒng)資源是其最大的不足， USB 的出現(xiàn)正好彌補了這一缺點。但 USB 的傳輸距離不能太長， USB 規(guī)范中規(guī)定：全速設備纜線最長為 5 m，慢速設備為 3 m。但如果利用 RS232 與 USB 數(shù)據(jù)網(wǎng)橋，就可以有效地利用各自的優(yōu)點，克服各自的缺點，從而在實際應用中獲得滿意的效果。 RS232 與 USB 數(shù)據(jù)網(wǎng)橋一方面可以將傳統(tǒng)的以 RS232 為接廣西大學學士學位論文 基于 GPRS 的熱能控制裝置 30 口的設備通過 USB 接入單片機；另一方面利用 RS232 與 USB 各自的優(yōu)點實現(xiàn)遠距離通訊。設計 RS232 與 USB 數(shù)據(jù)網(wǎng)橋可供選擇的方案：一是使用具有內(nèi)建 USB 串行接口引擎的微控制器；二是使用普通微控制器配合 USB器件設計 USB 通訊接口。 這樣， eCOG1k 可以通過 USART 與計算機和傳感器進行通訊，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。以串口通訊為基礎(chǔ)，在本系統(tǒng)中 eCOG1k 單片機將通過串口（采用標準 RS232 接口）與 GPRS 模塊 LT8030 進行通訊，實現(xiàn)遠程通信的功能。 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和原理 根據(jù)控制系統(tǒng)的要求以及 GPRS 接入的方式，設計系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖如下所示： M C U人 機 交 互 接 口外 部 存 儲 器控 制 對 象傳 感 器 數(shù) 據(jù) 采 集W a t c h D o gG P R S 模 塊上 位 機 G P R S 網(wǎng) 絡I n t e r n e t 現(xiàn) 場 控 制 部 分上 位 機 系 統(tǒng)圖 46 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖 整個控制系統(tǒng)主要由控制對象、控制模塊（ MCU）、 GPRS 模塊、傳輸網(wǎng)絡（ GPRS 網(wǎng)和公共數(shù)據(jù)網(wǎng)）、上位機系統(tǒng)組成。此外在控制部分和上位機系統(tǒng)中都應該包含相應的數(shù)據(jù)管理模塊，滿足數(shù)據(jù)安全性地要求，在關(guān)鍵監(jiān)控終端是臨時存儲，以備萬一網(wǎng)絡中斷或監(jiān)控中心故障時不致丟失數(shù)據(jù)。 監(jiān)控中心即上位機系統(tǒng)，實際上是一臺計算機甚至可以為手機 ,以實 現(xiàn)對對象的控制監(jiān)控。 圖中的上位機是通過 ADSL MODEM 上網(wǎng)，當然實際中可通過局域網(wǎng)等途徑，若將上位機部分換成手機，則手機必須通過 GPRS 上網(wǎng)，安裝上位機軟件后即可。 廣西大學學士學位論文 基于 GPRS 的熱能控制裝置 31 圖 47 系統(tǒng)總體框圖 上位機命令處理 eCOG1k 與 GPRS 模塊通過 RS232 口連接進行通訊，接收并處理來自上位機的命令，向上位機發(fā)送信息。程序流程圖如下： 收 到 顯 示 命令 d i s p l a y控 制 輸 出 至調(diào) 節(jié) 機 制 調(diào) 節(jié) 值收 到 調(diào) 整數(shù) 值 命 令使 用 自 定 義 協(xié) 議送 數(shù) 據(jù) 至 U S A R T先 后 讀 取 A D C L和 A D C H 中 結(jié) 果送 調(diào) 節(jié) 后 當 前值 至 上 位 機通 過 G P R S 模 塊送 至 上 位 機 顯 示收 到 什么 命 令 ?收 到 命 令12 圖 48 上位機命令處理 Inter 公網(wǎng) GPRS IP modem MCU Watch Dog Adsl modem Keyboard LED GPRS 網(wǎng)絡 Inter 公網(wǎng) 外部存儲器 開關(guān)量信號控制 現(xiàn)場控制部分 上位機系統(tǒng) 傳感器數(shù)據(jù)采集 廣西大學學士學位論文 基于 GPRS 的熱能控制裝置 32 第五章 操作過程 操作過程流程圖 智能熱泵供水系統(tǒng)操作過程流程圖如圖 51： 請 設 定 水 溫延 時 1 0 秒I C 卡 中 余 額是 否 大 于 0提 前 6 0 秒 ， 提 示 余 額 不足 ， 請 盡 快 充 值關(guān) 閉 熱 水 閥提 示 退 卡密 碼 正 確插 入I C 卡輸 入 密 碼是 否 重設 水 溫開 水 閥 ， 并 根 據(jù) 當 前水 溫 及 流 量 計 費 ，并 I C 卡 中 減 去 費 用是 否 有 余 額否是是是否否否計 費 停 止繼 續(xù)用 水是 圖 51 操作過程流程圖 廣西大學學士學位論文 基于 GPRS 的熱能控制裝置 33 第六章 小結(jié) 本文給出了一種智能數(shù)碼熱水供給系統(tǒng)的方案。該課題能夠結(jié)合社會經(jīng)濟發(fā)展和科學發(fā)展需要，實現(xiàn)大規(guī)模利用自然能源向建筑物供能的必需技術(shù)途徑。該系統(tǒng)可以為需要供水控水的單位達到節(jié)水和收費、管理全自動化和智能化的目的熱泵技術(shù)熱效率是傳統(tǒng)方式的 4 倍，經(jīng)濟效益明顯，但是作為一種新興能源型產(chǎn)業(yè)，在全國范圍內(nèi)仍沒有大面積的推廣，隨著近幾年能源趨緊，尤其是電 力短缺，使得熱泵技術(shù)推廣更為迫切。 目前國內(nèi)的熱泵供水技術(shù)已經(jīng)取得了長足的發(fā)展，數(shù)碼熱水供給系統(tǒng)也日趨成熟，出現(xiàn)了多種設計方案。文中的方案原理清晰，技術(shù)先進，有較強的市場推廣價值。但也存在改進之處，盡最大可能減少采用先進技術(shù)造成的成本增加；熱泵內(nèi)部熱水加熱及溫水調(diào)制為達到更加節(jié)能的目的，需要不斷追求更為合理的方案機制。 廣西大學學士學位論文 基于 GPRS 的熱能控制裝置 34 參考文獻 [1] 李雪佩 .節(jié)能與智能化控制 .智能建筑與城市信息 ,20xx,(7):527530. 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