供暖温度无线监控系统设计(共10页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上供暖温度无线监控系统目 录一、项目背景3二、系统概述4三、方案设计说明43.1 系统结构43.1.1 GPRS数据采集传输终端43.1.1.1 温度传感器53.1.1.2无线数据终端内部集成TCP/IP协议栈53.1.1.3支持自动心跳，保持永久在线53.1.1.4支持参数配置，永久保存63.1.2 GPRS数据服务器63.1.3远程监控中心6四、系统特点7五、效益分析85.1解决供暖矛盾方面85.2对供暖企业节能减排方面9一、 项目背景我国北方地区冬季目前普遍采用集中供暖方式进行供热。供热企业通过城市高温供热管道将热水送至各居民小区、企业。近年来供暖过程中出现的矛盾一直困扰着政府、供暖单位和广大居民。并且矛盾越来越突出，甚至引发恶性事件。可见供暖关系到千家万户，它涉及到百姓安居乐业和社会稳定，尤其是从福利供暖向商品化供暖转化过程中矛盾更为突出。我国各级政府对此问题十分重视，有些地区政府已把供暖的好坏作为政绩来考核。现行的供热运行管理仍处于手工操作阶段，影响了集中供热优越性的充分发挥。主要反映在：1、供暖用户由于地域分布较为离散，很难及时准确地获取供暖质量；2、缺少全面的参数测量手段，无法对运行工况进行系统的分析判断；3、系统运行工况失调难以消除，造成用户冷热不均，温度过低造成用户不满，温度过高又造成能源的浪费；4、供热企业的终端用户的室内温度没有良好的采集措施，还依赖于人工测量记录。不能建立从供暖-用户-供暖这样的一个闭环的控制系统使，使资源更好的被充分利用无法实现。5、由于能源价格逐年上涨，供暖企业运营成本升高，利润下降。搞好城市集中供热工程，必须要全面提高供热技术水平。本系统正是针对有效的解决此类问题而开发的综合管理系统。通过在城市各个用户的采集点安装终端采集设备，基于GPRS 无线网络实时采集现场温度数据、控制中心实时获取供暖质量数据，对供暖质量作出及时评估，为现有的供热控制系统提供准确及时的终端用户的温度信息。这样就能使供热控制系统做出正确判断，修正给定参数。不但满足了用户的不同时间的供暖需求，使室内的温度在一个稳定良好的范围，同时可以有效提高供热系统效率，达到节能减排的目的。降低供热企业的运营成本，不但得到良好的经济效益也得到了良好的社会效益。二、 系统概述基于GPRS网络的供暖温度无线监控系统有如下特点：1、数据采集部分采用2个高精度温度传感器，精度高、实时性好。2、数据传输采用GPRS和无线专用网络模式，具有永远保持在线 、组网简单、维护方便的特点。3、温度的采集和上传可以设置多种模式。三、 方案设计说明3.1系统结构系统拓扑图本系统包括GPRS数据采集传输终端、GPRS数据服务器、远程监控中心三大部分。3.1.1 GPRS数据采集传输终端: GPRS数据采集传输终端集温度采集、分析、处理、上传等功能于一身，把从温度传感器获取到的实际温度数据经过分析处理后打包并以TCP/IP协议上传到远程的数据服务中心上。可以设定温度采集时间、不通时间段的温度采集时间间隔。3.1.1.1温度传感器温度传感器采用美国DALLAS公司生产的DS18B20 数字温度传感器，温范围55125，精度为±0.05，无论测量的温度范围和精度都能满足系统的要求。3.1.1.2无线数据终端内部集成TCP/IP协议栈GPRS数据采集传输终端内部封装了PPP拨号协议以及TCP/IP协议栈并且具有嵌入式操作系统，从硬件上，它可看作是嵌入式PC与无线GPRS MODEM的结合；它具备GPRS拨号上网以及TCP/IP数据通信的功能。 3.1.1.3支持自动心跳，保持永久在线GPRS通信网络的优点之一就是支持GPRS终端设备永久在线，因此典型的GPRS数据采集传输终端在设计上都支持永久在线功能，这就要求GPRS数据采集传输终端包含了上电自动拨号、采用心跳包保持永久在线（当长时间没有数据通信时，移动网关将断开GPRS数据采集传输终端与中心的连接，心跳包就是数据采集传输终端与在连接被断开之前发送一个小数据包，以保持连接不被断开）、支持断线自动重连、自动重拨号等特点。3.1.1.4支持参数配置，永久保存GPRS数据采集传输终端作为一种通信设备，其应用场合十分广泛。在不同的应用中，数据中心的IP地址及端口号，串口的波特率等都是不同的。因此，数据采集传输终端都应支持参数配置，并且将配置好的参数保存内部的永久存储器件内（一般为FLASH或EEPROM等）。一旦上电，就自动按照设置好的参数进行工作。GPRS数据采集传输终端支持定时上传、实时上传、按命令上传等几种工作方式。定时上传：定时上传是指数据采集传输终端可以实现按几分钟、几小时、几天等定时上传到远程数据服务中心。实时上传：实时上传是指数据采集传输终端采集到温度数据立即上传。按命令上传：按命令上传是指根据程控制中心的命令按具体需求上传。3.1.2 GPRS数据服务器GPRS数据服务器能够实时保存GPRS数据采集传输终端传过来的锅炉运行参数的数据，把整个系统内所有采集点的温度数据一并保存起来。数据服务器为整个系统提供数据来源，数据服务器的软件平台采用Microsoft公司开发的大型关系数据库管理系统SQL Server2000，从而保证了系统的稳定性和可靠性。3.1.3 远程监控中心监控中心上运行的是一套C/S结构的监控软件系统，它能完成实时数据监视、 历史曲线分析、 历史报表与实时报表、 硬件检测、曲线分析、自动报警和报警记录分析等功能。实时数据监视：在此界面下，系统以曲线方式实时地显示每个所监控的监控点的温度参数，每种曲线分为预期曲线和实际曲线，工作人员可以很方便地看到实际运行的参数和预期参数的差距，从而为供暖系统的运行参数调整提供了必要的依据。历史曲线分析：在此界面中可 以通过查询显示一定时间段( 数月、 数天) 内的温度数据，并且可以生成数据曲线，方便工作人员直观地分析整体的供暖效果。打印报表：此界面主要是用于打印报表数据， 在打印报表页面里 可以打印实时的数据，也可以打印历史的数据。硬件检测分析：此界面实时显示每路监测点的连接状态，一旦发现有某路监测点断线，应及时派人到现场检查设备的运行情况。自动报警和报警分析：在报警窗口界面中，主要对报警值进行显示，可以显示报警详细数据内容包括：换热站号、报警内容(温度)、报警门限、当前报警值、报警时间，报警窗口记录页面中的打印功能既可以打印即时报警记录，也可以打印历史报警记录。四、系统特点l 系统结构简单，价格低廉数据传输方式采用GPRS模式，不受地域限制，无须增加额外的布线投入。采用GPRS公网通信，全国范围内均按统一费率计费，省去昂贵的漫游费用, GPRS网络可按数据实际通信流量计费，(1分-3分/1K字节)，也可以按包月不限流量收费，从而实现了系统的低成本通信。l 先进性采用先进的软、硬件的同时，贯彻了数字化、信息化环保的先进思想，使企业生产数据的进一步智能应用成为现实，使控制系统有机地成为企业整个IT 架构的一部分。l 实时性强GPRS具有实时在线的特性，数据传输时延小，并支持多点同时传输，因此监控中心可以多个监控点之间快速，实时地进行双向通信，很好地满足系统对数据采集和传输实时性的要求。目前GPRS实际数据传输速率在30Kbps左右，完全能满足系统数据传输速率（10Kbps）的需求。l 稳定性高与SMS短信息方式相比，数据采集传输终端采用面向连接的TCP协议通信，避免了数据包丢失的现象，保证数据可靠传输。中心可以与多个监测点同时进行数据传输，互不干扰。GPRS网络本身具备完善的频分复用机制，并具备极强的抗干扰性能。五、效益分析5.1解决供暖矛盾方面本系统通过温度采集实现了能及时地对供暖参数闭环调节的功能，有效地解决了供暖系统供需矛盾的问题（如下图）。5.2对供暖企业节能减排方面 传统供暖情况示意图通过上图可以看出，由于传统的供暖方式对用户实际的供暖情况不能及时获取，造成供热参数的调节不及时，经常会出现供暖温度过低或者过热的情况，温度过低会造成用户的不满意，产生供需矛盾；过热会增大供暖成本的增加，资源的浪费。由于本系统能及时获取实际供暖情况，反馈信息及时准确，以便工作人员迅速调节供暖参数，使供暖曲线稳定在预期温度范围内。本系统集无线通讯技术、计算机技术、传感器技术、自动控制技术等于一身，有效地解决了传统供热系统人工粗框式管理方式带来的弊端，使控制参数等数据可以不受地域限制及时地传回到监控中心，从而方便判断及排除故障，大大减少设备使用单位故障等待时间和损失，减少设备运营的售后成本，提高供热系统的客户满意度、提升了品牌价值。本系统是信息产业和传统工业相结合的产物，对传统管理手段和服务模式是一种颠覆性的革命，将大大提高供热系统的信息化进程。专心-专注-专业