【正文】 熱量表 熱量表利用超聲波測量管道流速、溫度敏感元件鉑電阻 PT1000 測量供回水溫度，能夠精確計算用戶的用熱量，每個熱量表都有地址編號，能進行數(shù)據(jù)通信，向外部傳送供回水溫度、瞬時流速、累計流量、累計熱量、累計工作時間、日期等數(shù)據(jù)。集中器與采集器之間應(yīng)用 ZigBee 技術(shù)構(gòu)成無線數(shù)據(jù)通信局域網(wǎng)。 第 2章 系統(tǒng)概述 7 第 2 章 系統(tǒng)概述 無線遠程抄送系統(tǒng)，主要由系統(tǒng)終端系統(tǒng)、集中器和中心服務(wù)器組成。 本論文重點介紹了，在數(shù)據(jù)集中的過程中的方法， 就是 MBUS 總線加上 ZIGBEE 無線傳輸實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中和傳輸，這種方式可靠性比較高 。除此之外，無線抄表技術(shù)還有安裝維護方便，安裝成本低廉，每個通信終端節(jié)點相對獨立等很多優(yōu)勢。隨著短距離微功耗無線通信技術(shù)的升溫，無線集中抄表慢慢的成為了一種比較好的選擇。首先，這些年來，多種多樣的抄表方式已經(jīng)實現(xiàn)，如 RS48 MBUS、 CANBUS的專線傳輸，電力載波傳輸?shù)确绞?。供需雙方都 希望有能夠自動快速不干擾居民生活 的抄表收費方式，能同時兼顧 到 用戶和管理部門 雙方的 利益， 不但 可以實現(xiàn)簡單操作程序，用戶方便，挺高了人民群總的生活質(zhì)量，也使得企業(yè)的負擔(dān)得到減輕，企業(yè)的經(jīng)濟成本得到減輕，并且使得用戶的安全性得到了提高，所以需要一種更完善的自動抄表方案來解決這些問題。而且隨著城市公共事業(yè)的發(fā)展以及 很多智能化小區(qū)的出現(xiàn)，熱管理及抄表收費的矛盾越來越突出，以前的抄表收費方式的缺點已明顯凸顯 ， 阻礙了公共事業(yè)的改善和管理水平的提高。 (1)從用戶 的需 求方面來說， 一種新的抄表付費方式 確實需要開發(fā)。而人工抄表方式不能及時準確的將 得到的信息 送入熱費管理系統(tǒng)。 (5)不能適應(yīng) 現(xiàn)代化的物流管理 。因此許多熱力公司慢慢開始采取預(yù)先購買熱量的方法，采 取定量供應(yīng)，不允許負荷，實行先付款，后消費的營業(yè)收費方式，確保熱費不能及時回收 。隨著市場經(jīng)濟的逐步完善，熱作為一種商品 也開始慢慢的被人們接受 。 (3)熱力公司對 信息的采集 困難，不利于熱價 及時 隨著市場的變化而變化，熱價可調(diào) 范圍小。 (2)由于抄表質(zhì)量低引起的不明損失大。以前的抄表方式的質(zhì)量和效率上存在的問題 也逐漸暴露出來。當(dāng)前在我國國內(nèi)大量使用的仍然是采用傳 統(tǒng)人工抄表方式，部分地區(qū)已經(jīng)慢慢設(shè)立 遠程抄表的試點。二是預(yù)付費方式，抄表人不再需要到用戶家里，用戶到銀行提前繳納費用 或到儀表管理部門購買磁卡、 IC 卡等，按自己的需求購買需求量 ，完成收費工作。 國內(nèi)自動抄表系統(tǒng)的現(xiàn)狀 目前我國 所使用的抄表方式基本可以分為三種。 與此同時， IEC 的 Tc57 和 Tc13 兩大標準化逐漸成 為 ARM 系燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 4 統(tǒng)指定了 相關(guān)的標準。 另外， 1986 年 美國建立了 AMRA 自動抄表研究協(xié)會 ，每 一年左右開一次國際 年會， 很多專題報道都會在年會上出現(xiàn)，目的在于能夠進一步 推廣和發(fā)展 ARM 技術(shù)。 ARM 技術(shù)成為企業(yè)提高服務(wù)水平、爭取用戶并提供及時的耗 用信息，降低銷售成本的重要手段，于是英、法、德、意等國家的企業(yè)也紛紛制訂 ARM 技術(shù)的計劃。截止到2020 年 1 月，北美已經(jīng)有 49311372 個單元使用自動抄表。隨著新技術(shù)的發(fā)展，硬件可靠性的提高，成本的逐漸降低和這個巨大的潛在市場， 使得很多商家投入到 ARM 這一新技術(shù)的研究。使得這種抄表方式能夠大規(guī)模的推廣變成了一種可能。 國外自動抄表系統(tǒng)的現(xiàn)狀 目前許多國家和地區(qū) 已經(jīng)床反的使用了自動采標系統(tǒng)，慢慢的取代了早期的抄表方式，其中熱量表的自動抄表系統(tǒng)也得到了廣泛的應(yīng)用 。 自動抄表技術(shù) 在技術(shù)和管理兩方面都繼續(xù)得到長足的進步和改革，因為自動抄表系統(tǒng)火熱的發(fā)展起來。傳統(tǒng) 的抄表是人工到每家每戶 抄取熱量表 數(shù)據(jù)，不可避免的存在以下問題：所得數(shù)據(jù)不準確，無法反應(yīng)用戶到底使用了多少熱量 ； 沒有統(tǒng)一的操作 ，存在不明的損失 ；數(shù)據(jù)采集不及時， 不能及時反應(yīng)用戶信息 ； 并且使用人數(shù)要比較多，投入比較多，但是效率低。目前使用的熱量表一般都是單獨 的計量， 每個表只是單獨的測量一個用戶的細心，無法連接成網(wǎng)絡(luò) ，從而導(dǎo)致熱網(wǎng) 對每個計量點的信息 無法集中實時監(jiān)控， 這樣有 些用戶對于熱量中心來說都無法檢測到 ， 導(dǎo)致了供熱水平 和效率 低下 ，無法達到節(jié)約能源、降低損耗 的根本目的。在這樣的情況下 分戶熱計量、精確計量技術(shù) 也的到了不少的進步 ， 檢測熱量的 儀表也 使用到用戶小區(qū)中。因此我國供熱水 平得不到很大的發(fā)展 ， 這樣使得我國的熱量資源得到了極大的浪費。這標志著我國的城鄉(xiāng)供熱體系改革已經(jīng)進入產(chǎn)品生產(chǎn)和配套設(shè)施建設(shè)階段， 我國已經(jīng)進入按供熱采暖按計量收費的時期 。 1988 年，國際計量組織發(fā)布 了世界上第一個國際的熱量表標準文件： OIML—R75 號國際建議熱量表。熱量表開始起源于歐洲， 從 1964 年 德國開始首次研制熱量表。根據(jù)歐美 國家的經(jīng)驗，采用 每戶交自己的熱費可以節(jié)能 20％ ~34％，這也正好適應(yīng) 了國家的節(jié)能減排的政策。 自動抄表的研究背景和現(xiàn)狀 自動抄表系統(tǒng)的研究背景 長期以來，我國一直曹永 以 機關(guān)單位為員工提供取暖 ， 從上世紀60 年代就開始使用，根據(jù)前蘇聯(lián)的體系，我國慢慢成立了有自己特色的供熱體系。 所得到的數(shù)據(jù)需要人工的輸入到計算機當(dāng)中，降低了現(xiàn)代化管理系統(tǒng)的效率。但當(dāng)儀表數(shù)量較多、儀表位置比較分散的時候，這種傳統(tǒng)的熱工去抄表方式存在著許多不足：例如在工作環(huán)境很差的地方或者有的儀表放在了相對距離比較遠的地方，這些情況下都不利于老式的抄表 ； 一旦使用的儀表出現(xiàn)了故障和錯誤，我們不容易發(fā)現(xiàn)；傳統(tǒng)的抄表 使用 大量的人力物力， 工作效率低下。 以前 的抄表方式都是抄表員 到現(xiàn)場親自抄表。 those were consumptive heat meters, concentrators and master control center. In the next place, the paper introduced the internal hardware anization and the measurement and puting method of some key parameters of the heat meter based on ultralow power dissipation TDC. Then discussed the hardware interface circuit and EMC design of MBUS that connects the heat meters and the concentrator, constituted the munication protocol of the system, and analyzed the software programming. Afterward, the paper introduced the technique of wireless data munication between master control puter and concentrators. Carried out the remote control of master control puter to the concentrators via GPRS wireless work, introduced the principal and switching in method of GPRS module DTU. Researched and developed the master control center system, primarily included the database programming and the design of the master control interface. Keywords Network Communications ； MeterReading System with Wireless RemoteTransmission ； Position Machine ； Master control III 目 錄 摘要 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．．． I Abstract．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．． ． ． II 第 1 章 緒論 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ． ． ． 1 課題背景 ．．．．．． ．． ．．．． ． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ． 1 抄表系統(tǒng)的研究和現(xiàn)狀 ．．．．．．． ． ．． ． ．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ． 1 自動抄表系統(tǒng)的研究背景 ．．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．． ． 1 國外自動抄表系統(tǒng)的現(xiàn)狀 ．．． ． ．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．． ．．． ．．．．．． ．． 3 國內(nèi)自動抄表系統(tǒng)的現(xiàn)狀 ．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4 選題依據(jù)及意義 ．．．．．． ． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4 本課題研究的主要內(nèi)容 ．．．．．．．． ． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 6 第 2 章 系統(tǒng)概述 ．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ． 7 硬件終端 設(shè)計．．． ．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ． ． 7 熱量表．． ．．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 7 采集器．． ．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 7 集中器 ．． ．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ． 8 中心服務(wù)器．．． ．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9 系統(tǒng)軟件介紹 ．． ．． ．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． 9 采集器軟件 ．． ．．． ．．．．．．．．．．． ．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9 集中器軟件 ． ．．．．．．．． ．．． ． ．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9 中心軟件 ．．．．．．． ．．． ．．． ．．．． ． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． 10 本章小結(jié) ．．．．． ．． ．．．．．．． ． ．．．．．．．．．．．．．． ．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 10 第 3 章 超聲波熱量表的 研究 ．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 12 超聲波流量的監(jiān)測方法．．． ．．．．．． ．． ．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 12 時差法超聲波流量測量原理．． ．．．．． ．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 12 時差法測量的優(yōu)點．． ．．．．．． ．．． ．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 14 超聲波傳播時間測量．．． ．．．． ．．．．．．． ． ．． ．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ． 14 . 溫度測量．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ． ．． ．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 16 溫度測量原理．． ．．．．．． ．．． ．．．． ．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．． ． 16 溫度測量的實現(xiàn)．． ．．．．．．．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 16 影響測溫精度的因素．． ．．．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 19 熱量算法的設(shè)計．． ．．．．．． ． ．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．． 20 熱量計算原理．． ．．．． ． ．． ． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 20 熱量計算方法．． ．．． ． ．．．．．． ． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．