基于藍牙技術的供熱監控及數據統計系統技術方案

一種基于藍牙技術的供熱監控及數據統計系統，由電源、單片機、藍牙裝置、繼電器或光電耦合器、流量計、溫度傳感器、電動閥或電磁閥、顯示屏、小鍵盤、日歷時鐘及配套電路組成，有熱計量裝置、主控制裝置、從控制裝置、遙控裝置。簡化對原有建筑供熱系統節能改造工程，通過有線、無線、藍牙實現對供熱系統的管理，實現對各供熱單元供熱數據的統計，實時監視和控制各個供熱裝置，根據人員活動規律智能供熱，自動控制供熱單元供熱期間的最高溫度，保持舒適的人居環境，自動控制不供熱期間的保暖溫度，保護供熱管網。本發明專利技術提供了一種付費、預付費的工具和根據供熱控制閥門的開啟時間、散熱器面積或供熱單元面積實施按總熱量進行分戶計量收費的方法。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及藍牙技術、自動控制技術、暖通及計量領域。
技術介紹
在每年供熱季節，人們都要投入大量的財力、物力解決取暖問題，供熱用的能源主要是 煤炭、石油、天然氣等不可再生能源，并且消耗量大，在能源緊缺和價格上漲的情況下，取 暖費用越來越高，同時煤炭、石油、天然氣在燃燒過程中產生大量的灰塵、二氧化碳和二氧 化硫等有害物質，造成了空氣的污染和大量溫室氣體的排放，從而導致北方城市取暖季節空 氣中可吸入顆粒嚴重超標，空氣質量明顯下降。在供熱過程中，不管是寫字樓、辦公樓、宿舍樓，還是賓館、飯店；不管是城市集中供 熱還是單位集體供熱；也不管房間是否有人工作、生活，散熱器基本安裝到每個房間， 一天 24小時供應暖氣，要保證一定的供熱室內溫度；辦公樓實際有人工作的時間只有白天8個小 時，家里上班期間又無人生活，賓館酒店的客人并非24小時都呆在房間里，且賓館酒店的 入住率并非百分之百……；同時還存在因為無法控制供熱導致室內溫度過高開窗散熱的現 象，不僅造成人力、資金和能源的極大浪費，而且造成空氣的污染和大量溫室氣體的排放。在暖氣設計安裝過程中，每棟樓房、每個單元、每組散熱器的進、出水口都有一個機械 閥門，其主要用途是控制供熱和方便維修，由于每棟樓房的暖氣控制閥門一般都安裝在室外 地面以下，閥門上面通常還用蓋板蓋住，或者安裝在地下室、墻角等偏僻的部位，而房間內 暖氣控制闊門通常安裝位置偏低，有的甚至被裝修到墻群內部，控制非常不方便而且費勁， 取暖時基本一直處于常開狀態，只有維修時偶爾使用一下，控制閥門基本沒有起到控制供熱 的作用。為了更好地保護環境，實現社會的可持續發展，國家正對現有供熱體制進行改革，積極 推進供熱計量，實現按熱量交納熱費，促進供熱采暖系統節能。要求新建建筑必須達到節能 要求，對原有建筑進行節能改造，供熱采暖系統安裝供熱調節裝置和計量表，達到按熱量計 量收費要求。首先，對原有建筑采暖系統的節能改造，主要是對原有居民樓采暖系統進行改 造，將原有居民樓上下單管串聯或雙管并聯供熱管網改造成能夠實現分戶計量要求的供熱管 網，施工面廣，工程量大，施工周期長，投入經費多，復原困難，采暖節約經費又無法預測， 因而導致居民顧慮多，推廣困難，進度緩慢；其次，目前已經安裝的熱計量表大都安裝在偏 僻暗淡的角落，抄表非常困難；第三，國內供熱設備、管網材質基本上都是鋼質和鐵質的， 極易銹蝕，致使供熱介質污濁，計量表堵塞、磨損、損壞時有發生，不易及時發現，影響正 常供熱，導致無法進行正常熱量計量等等，所有這些制約了供熱體制改革的步伐。供熱計量、按熱量計費只是節能減排的手段，對供熱熱量進行計量的同時進行供熱調節 控制，尤其是按照人員的活動規律實現智能供熱，才是節能減排、省錢增效的有效方法。藍牙技術是一種短距離無線通信技術，為無線通信拓寬了道路，有效簡化了藍牙終端設 備之間的通信，簡化了這些設備與局域網、互聯網之間的通信，為這些設備組成一個巨大的 無線通信網絡，實現電子裝置間的無縫隙連接，從而使這些設備與局域網、因特網之間的數 據傳輸變得更加迅速高效；藍牙設備的通信范圍可以達到100米。藍牙技術將多臺具有藍牙裝置的各鐘設備不用電纜而用一種小型低成本的無線通信技 術連接起來，形成一種無線通信網絡，使其范圍內的各種設備實現數據傳輸、交換和共享。藍牙技術使用不需許可證的無線通信頻段，使用高速跳頻技術和時分多址技術，最廉價 地將各種移動設備、固定通信設備、計算機及其終端設備、數字數據系統、自動控制設備等 呈網狀鏈接起來，實現短距離無線連接，傳輸數據無損。藍牙技術是網絡中各種設備接口的 統一橋梁，它消除了設備之間的連線，取而代之以無線連接。為安全起見，藍牙技術連接的所有設備之間必須通過安全認證，通過交換密鑰以確認對3方身份，如果密鑰不匹配，這兩個設備就不能對話，藍牙設備之間的通信要進行加密。藍牙具有安全鏈路控制、鏈路管理、異步和同步鏈路、錯誤糾正、調頻選擇、功率控制、 數據包處理、尋呼、等待、查詢接入和查詢藍牙設備等多種功能，保證了藍牙通信的安全、 及時、準確、可靠。藍牙技術支持點到點、點到多點通信，協議體系完備，充分支持現有高層協議，采用快 跳頻技術和短分組技術，抗信號衰落，減少同頻干擾，保證傳輸的可靠性；采用前向糾錯編 碼技術，減少遠距離傳輸時的隨機噪聲影響；使用2.4GHz的ISM頻段，無須申請許可證； 采用FM調制方式，降低設備的復雜性，因此運用藍牙技術開發控制系統具有設備簡單、成 本低廉、使用方便、實時高效、控制靈活、體積小、功耗低、便于攜帶或移動，同時能夠實 現局域網和互聯網的遠程監控。
技術實現思路
為了克服目前城市供熱系統節能改造工程存在的問題和計量裝置在實際應用中存在的 不足，本專利技術提供一種基于藍牙技術的供熱監控及數據統計系統，該系統不僅能夠簡化原有 建筑供熱系統節能改造工程，實現對原有建筑和新建建筑供熱單元供熱數據的統計、傳遞， 實時監視和控制各個供熱設備，調節控制供熱，而且根據供熱場所人員活動時間規律智能控 制供熱，自動控制供熱單元供熱期間的最高溫度，保持舒適的人居環境，自動控制不供熱期 間的保暖溫度，保護供熱管網。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案之一是將殼體、電源、單片機、藍牙裝置、繼 電器或光電耦合器、流量計、溫度傳感器、電動閥或電磁閥、顯示屏、小鍵盤、日歷時鐘及 配套電路集成在一起，其中，溫度傳感器包括室內溫度傳感器和兩個檢測水溫溫度傳感器， 室內溫度傳感器安裝在室內并通過信號線與單片機相連，另外兩個溫度傳感器分別安裝在供 熱管網的進水管和出水管上并與單片機連接，流量計安裝在供熱管網的出水管中并與單片機 連接，電動閥或電磁閥安裝在供熱管網的進水口或出水口并與繼電器或光電耦合器的輸出端 連接，所有這些可以有兩種結構方案，其一是將殼體、電源、單片機、藍牙裝置、繼電器或 光電耦合器、流量計、兩個檢測水溫溫度傳感器、電動閥或電磁閥、顯示屏、小鍵盤及配套 電路構成一個整體，室內溫度傳感器安裝在室內通過信號線與單片機相連；其二是將殼體、 電源、單片機、藍牙裝置、繼電器或光電耦合器、流量計、兩個檢測水溫溫度傳感器、電動 閥或電磁閥及其配套電路構成一個室外部分，將另一殼體、顯示屏、小鍵盤、室內溫度傳感 器及另一配套電路構成一個室內部分，并通過電源線和信號線與單片機相連，為本專利技術的熱 計量裝置。單片機是本專利技術的控制、計量中樞，存儲程序信息和計量信息，實施計量、計費策略， 通過輸入接口接收溫度傳感器信息、流量計信息、人機對話信息和通過藍牙裝置接收的信息， 統計并存儲流量、計算熱量，確定供熱時間，控制供熱過程，調節供熱溫度，通過輸出接口 發出控制信號，驅動繼電器或光電耦合器工作，從而控制電動閥或電磁閥的開啟與閉合，通 過輸出接口經藍牙裝置發送信息；藍牙裝置實現短距離無線通信，實現與其它設備之間的確 認、連接和數據的接收與傳遞；流量計檢測供熱管網中的流量信息，為單片機提供流量數據； 溫度傳感器分別檢測供熱管網中被控制部分的進、出水口溫度和室內溫度，將溫度信息傳送 到單片機的輸入接口供單片機讀取；顯示屏和小鍵盤用于人機對話，設置相關參數，同時顯 示熱量、日期時間、工作狀態等信息；日歷時鐘提供日期時間。本專利技術解決其技術問題所采用的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于藍牙技術的熱計量裝置，其特征是由殼體、電源、單片機、藍牙裝置、繼電器或光電耦合器、流量計、溫度傳感器、電動閥或電磁閥、顯示屏、小鍵盤、日歷時鐘及配套電路組成，能夠統計流量、計算熱量，實施計量、計費策略，根據人員活動規律自動控制是否供熱，供熱時自動控制室內最高供熱溫度，不供熱時防止室內溫度過低，滿足特殊情況下的供熱需求，同時實現無線聯網。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：司文斌，司晨楠，
申請(專利權)人：司文斌，司晨楠，
類型：發明
國別省市：41[中國|河南]