[发明专利]面向住宅的集中供热分户计量的用热采集方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑供热测控技术领域，具体涉及一种基于Zigbee技术的面向住宅的集中供热分户计量的用热采集方法。 

背景技术

能源和环境问题一直是困扰当今世界发展的两大问题，也一直是我国经济工作的战略重点。当今，由于建筑能源的大量浪费造成了严重的环境问题。在我国，据统计建筑能耗占社会总能耗近1/3，而北方冬季居民采暖能耗约占建筑能耗的近2/3，因此供热节能是建筑节能不可或缺的重要组成部分。现阶段我国供热系统在热源、热网与热用户各个环节都还存在着很大的节能潜力，供热系统的粗放管理以及基础设施配置的不足导致热用户的不合理用热，是当前从热用户反映出来的比较明显和突出问题，而合理计量是引导热用户合理用热的关键。传统的热计量方法仅仅是通过楼栋热计量表和面积分摊法，或住宅单元热计量表实现计量，用热数据采集简单，没有体现热用户实际的用热感受，从而导致不同热需求的用户满意度不高。例如专利 CN201853280U发明了采用分户热量表计量法。近几年，虽然在分户计量上提出了不少方法，例如专利CN101840225A虽然提供了一种基于两级网络的无线型区域供热计量管理方法，然而在如何确保数据采集的可靠、安全方面没有具体措施，例如如何确保传输的可靠性，如何确保通信线路故障的情况下数据不丢失，以及如何确保临时停电时数据不丢失等。 

发明内容

发明目的：分户用热计量关键在于分户用热数据的采集，针对现有用热采集技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种基于Zigbee技术的面向住宅的集中供热分户计量的用热数据采集方法，为分户计量提供基础，从而提高不同热需求的用户满意度，引导热用户的合理用热，提高建筑能源利用率。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

（1）    构建面向住宅单元的分布式用热数据采集架构，其中包括住宅单元温度采集节点、楼栋用热数据收集单元，远程监控中心，楼栋热量表、GPS校时仪组成。其中住宅单元温度采集节点和楼栋用热数据收集单元之间通过Zigbee建立通信联系，而楼栋用热数据收集单元和远程监控中心之间通过GPRS建立通信联系。这里所述的住宅单元温度采集节点和楼栋用热数据收集单元都带有充电锂电池，可供系统在不进行数据通信的情况下低功率运行8小时；

（2）    分布校时，GPS校时仪按设定时间间隔与远程监控中心的服务器校时，然后远程监控中心给每个GPRS联网的楼栋用热数据收集单元校时，随后楼栋用热数据收集单元给与其联系的每个住宅单元温度采集节点广播校时，以确保整个系统的时间同步；

（3）    住宅单元温度采集，即根据系统设定的采集间隔?T1，每个住宅单元温度采集节点利用数字温度传感器或热敏电阻进行实时温度采集，在此基础上，利用滑动窗口法进行滤波处理，确保温度数据可靠采集；

（4）    引入了按住宅单元温度采集点编号延时上传的方法实现各住宅单元的温度数据到楼栋用热数据收集单元，实现数据汇集，即各住宅单元温度采集节点根据已经设定的热量收集间隔?T2，并延时No*?T3后，通过Zigbee网络将其数据发送到楼栋用热数据收集单元中，其中No为采集点编号，?T3为延时间隔。如果传送不成功，则就地保存，以便下一周期再次传递。同时，如果市电停电，各住宅单元温度采集点进入低功耗运行模式，只采温度，并将其本地保存，不上传温度；

（5）    楼栋用热量的收集，由楼栋用热数据收集单元根据系统设定的热量收集间隔?T2通过485或M-Bus总线根据热量表传输协议实现对楼栋热量表数据的实时收集；

（6）    楼栋用热数据上传，楼栋用热数据收集单元根据系统设定的热量收集间隔?T2向监控中心利用GPRS实时提交其所收集的住宅单元温度数据和楼栋热量表热量数据，进而完成分布式的数据采集；

（7）    如果楼栋用热数据上传失败，则保存在楼栋用热数据收集单元中，下一周期重新利用GPRS提交。同时，如果市电停电，各住宅单元温度采集点进入低功耗运行模式，将所收集数据本地保存，不上传。

步骤（3）中，住宅单元温度采集，步骤如下：

（3.1）根据系统设定的采集间隔?T1，利用数字温度传感器或热敏电阻进行实时温度采集，连续采集5次数据，去掉最高值和最低值后取平均作为本次的实测温度；

（3.2）考虑到用数字温度传感器或热敏电阻进行的实时温度采集值可能会受相关噪声因素干扰，在此按照公式（1-1）在采集温度的基础上计算出当前的采集校正温度；

    (1-1)