專利名稱：城市供熱數(shù)據(jù)采集裝置及供熱集中監(jiān)控方法
技術領域：
本發(fā)明涉及城巿供熱系統(tǒng)，具體地說是一種城巿供熱數(shù)據(jù)采集裝置與 供熱集中監(jiān)控方法。
技術背景城巿供熱正由零散供熱向集中供熱發(fā)展，在實施集中供熱中，從提高 供熱質量、節(jié)約能源角度出發(fā)，有必要對供熱企業(yè)，尤其是供熱單位(熱 源廠、換熱站等)進行綜合監(jiān)控管理。目前采用的管理方式主要是通過實 地考察來了解各供熱單位供熱情況，據(jù)此來匯總整個城巿供熱情況。但是 由于城巿內各供熱單位分散設置，按上述方式，不僅費時耗力，而且難于 實時地監(jiān)控各供熱單位運行狀況，從而難以綜合掌握整個城巿供熱的全過 程。發(fā)明內容針對上述城巿供熱中存在難以實時監(jiān)控各供熱單位供熱運行狀況的問 題，本發(fā)明的目的在于提供一種便于釆集供熱單位的運行數(shù)據(jù)的城巿供熱 數(shù)據(jù)采集裝置及供熱集中監(jiān)控方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明釆用的技術方案是本發(fā)明城巿供熱數(shù)據(jù)采集裝置具有數(shù)據(jù)采集器，輸入端接收測量儀表的供熱檢測數(shù)據(jù)并進行存儲，通過通訊接口與無線數(shù)據(jù)傳輸單元相連；無 線數(shù)據(jù)傳輸單元，通過無線通訊網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)采集器存儲的數(shù)據(jù)向監(jiān)測管理 中心發(fā)送。所述i據(jù)采集器具有cpu，其輸入端通過模數(shù)轉換器接有測量儀表， 輸出端分別經(jīng)鎖存器及驅動模塊接至供熱單位中各供熱設備的控制回路， 的串口經(jīng)光電藕合器與通訊接口相連。所述無線數(shù)據(jù)傳輸單元為gprs或cdma接入方式對應的前端模塊。 本發(fā)明城巿供熱數(shù)據(jù)釆集方法包括以下步驟供熱數(shù)據(jù)采集裝置通過測量儀表檢測供熱單位的供熱數(shù)據(jù)；通過供熱 數(shù)據(jù)采集裝置采集上述供熱數(shù)據(jù)；供熱數(shù)據(jù)采集裝置按照通訊協(xié)議接收監(jiān) 測管理中心的指令，通過無線電通信網(wǎng)絡向監(jiān)測管理中心發(fā)送上述供熱數(shù) 據(jù)；監(jiān)測管理中心接收上述供熱數(shù)據(jù)，對其進行分析，并輸出分析結果。所述供熱數(shù)據(jù)釆集裝置接收監(jiān)測管理中心的指令，包括以下步驟按 照通訊協(xié)議判斷指令包是否正確；如果上述判斷結果正確，則供熱數(shù)據(jù)釆 集裝置上傳供熱數(shù)據(jù)。所述監(jiān)測管理中心接收供熱數(shù)據(jù)包括以下步驟根據(jù)供熱單位情況和 要求的輪詢間隔建立線程；每個線程不斷循環(huán)，進行取站號、命令包發(fā)送以及數(shù)據(jù)包接收；將接收到的數(shù)據(jù)包經(jīng)數(shù)據(jù)合法性判斷、站號識別、數(shù)據(jù) 包有效性判斷、數(shù)據(jù)分拆，得到相應供熱單位的實時數(shù)據(jù)；對實時數(shù)據(jù)進 行更新，并保存歷史數(shù)據(jù)。本發(fā)明具有以下優(yōu)點及有益效果1. 實時在線釆集供熱單位的運行數(shù)據(jù)，便于統(tǒng)一管理。本發(fā)明基于無 線網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)承載和傳輸，監(jiān)測管理系統(tǒng)實時在線，通過無線通訊網(wǎng)絡 傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)，實時監(jiān)控城巿供熱的全過程，清晰地反映各熱源廠、換熱 站的實際運行情況，詳細記錄各站點的運行參數(shù)；集中顯示溫度、壓力、 流量等參數(shù)值，具有違規(guī)操作報警，記錄存儲歷史數(shù)據(jù)等功能，為提高供 熱質量，節(jié)約能源，對供熱企業(yè)進行科學考核，為政府管理部門提供了有 效的科學依據(jù)與管理平臺。2. 覆蓋面廣，安全可靠，經(jīng)濟實用。本發(fā)明采用無線數(shù)據(jù)傳輸單元， 如利用GPRS或CDMA接入廣域網(wǎng)，通過移動通訊網(wǎng)絡在各種氣候條件下 都可進行安全、可靠的數(shù)據(jù)傳輸，不受距離限制；GPRS在移動用戶和數(shù)據(jù) 網(wǎng)絡之間提供一種連接，給移動用戶提供高速無線IP或X,25服務；GPRS 釆用分組交換技術，每個用戶可同時占用多個無線信道，同一無線信道又 可以由多個用戶共享，資源被有效的利用，數(shù)據(jù)傳輸速率高達160Kbps。使 用GPRS技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)分組發(fā)送和接收，用戶實時在線，使城巿供熱達到 了統(tǒng)一管理的要求，提高了供熱質量，降低了供熱能耗，便于維護，極大 降低了服務成本。3. 應用范圍廣。本發(fā)明可廣泛應用與遠距離、離散分布式的數(shù)據(jù)釆集 傳輸監(jiān)控，如:城巿供熱、煤氣、自來水、輸油管線、路燈等分散式網(wǎng)絡的 監(jiān)控管理。


圖l為本發(fā)明裝置應用于城巿供熱監(jiān)控系統(tǒng)中的示意圖； 圖2為本發(fā)明裝置結構框圖； 圖3A為本發(fā)明裝置電氣原理圖(一)； 圖3B為本發(fā)明裝置電氣原理圖(二)； 圖3C為本發(fā)明裝置電氣原理圖(三)； 圖4為本發(fā)明方法流程圖(一)； 圖5為本發(fā)明方法流程圖(二)； 圖6為本發(fā)明方法流程圖(三)； 圖7為本發(fā)明方法流程圖(四)；圖8為本發(fā)明裝置中GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元與通訊接口的電氣連接圖。
具體實施方式
如圖1所示，城巿供熱監(jiān)測系統(tǒng)包括多個測量儀表1，至少1個供熱數(shù) 據(jù)采集裝置2和監(jiān)測管理中心4，測量儀表1設置于各個供熱單位，用于檢 測供熱單位的供熱數(shù)據(jù)，如溫度、壓力、流量等，測量儀表1具體可為溫度傳感器、壓力傳感器或流量計等，各測量儀表將測量信號轉換為標準的4 20mA電流信號，供給供熱數(shù)據(jù)采集裝置。如圖2及圖3A C所示，本發(fā)明裝置包括數(shù)據(jù)采集器，其輸入端接收 測量儀表1的供熱檢測數(shù)據(jù)并進行存儲，通過通訊接口 U10與無線數(shù)據(jù)傳 輸單元U11相連；無線數(shù)據(jù)傳輸單元Ull，通過無線通訊網(wǎng)絡3將數(shù)據(jù)采 集器存儲的數(shù)據(jù)向監(jiān)測管理中心4發(fā)送。數(shù)據(jù)釆集裝置具有完備的1/0接口，本實施例中為IO路模擬輸入、4 路光電隔離繼電器輸出，其中模擬輸入為測量儀表l經(jīng)過模數(shù)轉換器U2接 至CPUU1的輸入端，CPUU1的輸出端經(jīng)鎖存器U8、驅動模塊U9及光電 隔離繼電器接至供熱單位中供熱設備的控制回路，CPUU1的串口經(jīng)光電藕 合器與通訊接口 U10 (RS-485通信接口 )相連。所述無線數(shù)據(jù)傳輸單元Ull為GPRS (General Packet Radio Service, 通用無線分組業(yè)務，是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術，提供端到 端的、廣域的無線IP連接)或CDMA接入方式對應的前端模塊。本實施例 中采用GPRS數(shù)據(jù)傳輸單元即GPRSDTU (型號為H7118)，如圖8所示， 其信號輸入腳Rx- 、 Rx+及信號輸出腳Tx- 、 Tx+分別連接于RS-485通信接 口的正向接收輸入和發(fā)送輸出腳A、負向接收輸入和發(fā)送輸出腳B,使用前 需要確定接入點名稱、GPRS DTU身份識別碼、IP地址、在線報告時間、 重連接時間間隔、控制臺信息類型等，進入配置模式后，對GPRS數(shù)據(jù)傳 輸單元的各配置模式如波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、檢驗位以及流控等進行 設置，通過上述自定的通訊協(xié)議與監(jiān)測管理中心4進行數(shù)據(jù)傳輸。監(jiān)測管理中心4用于接收供熱數(shù)據(jù)釆集裝置2發(fā)送的供熱數(shù)據(jù)，在一 個區(qū)域設置一個，如一座城巿或一個城市行政規(guī)劃區(qū)可以設置一個監(jiān)測管 理中心4。監(jiān)測管理中心4配置有數(shù)據(jù)接收單元，數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)存儲 單元以及外部設備如顯示器、打印機或操作鍵盤等，具有地理信息圖形編 輯、顯示功能，動態(tài)實時顯示各熱源廠、換熱站設備的實時運行參數(shù)，系 統(tǒng)信息與互聯(lián)網(wǎng)連接，數(shù)據(jù)共享；具有文件檔案管理功能，可隨意查詢各 供熱單位的地理位置、負責人、聯(lián)系電話、設備情況、供熱面積等信息； 具有聲光報警、密碼保護功能，可輸入漢字自動查詢站點名稱，監(jiān)控站點 數(shù)量隨意組合，數(shù)量范圍可從幾點到幾千點；自動生成各種報表，可查閱 各測量站點的實時、歷史運行數(shù)據(jù)、曲線，具有定時打印、隨時打印功能。本發(fā)明裝置在使用時，需將測量儀表1接至供熱數(shù)據(jù)采集裝置2對應 的輸入端，然后上電運行。本發(fā)明裝置通過供熱集中監(jiān)控方法實現(xiàn)其功能，如圖4所示，具體步 驟如下供熱數(shù)據(jù)采集裝置2通過測量儀表1檢測供熱單位的供熱數(shù)據(jù)；通過 供熱數(shù)據(jù)釆集裝置2采集上述供熱數(shù)據(jù)；供熱數(shù)據(jù)釆集裝置2按照通訊協(xié) 議接收監(jiān)測管理中心的指令，通過無線電通信網(wǎng)絡向監(jiān)測管理中心4發(fā)送上述供熱數(shù)據(jù)；監(jiān)測管理中心4接收上述供熱數(shù)據(jù)，對其進行分析，并輸 出分析結果。其;所述供熱數(shù)據(jù)采集裝置接收監(jiān)測管理中心的指令，包括以下步驟: 按照通訊協(xié)議判斷指令包是否正確；如果上述判斷結果正確，則供熱 數(shù)據(jù)采集裝置上傳供熱數(shù)據(jù)，否則回到通過供熱數(shù)據(jù)采集裝置2采集上述 供熱數(shù)據(jù)步驟。如圖5所示，所述判斷指令包是否正確包括以下步驟 判斷指令包數(shù)據(jù)頭是否正確；如果上述判斷結果正確，則連續(xù)接收指 令包的其他數(shù)據(jù)，否則結束該指令包判斷程序；判斷接收到的數(shù)據(jù)是否達 到規(guī)定長度，如果達到規(guī)定長度，則判斷指令包數(shù)據(jù)尾是否正確，否則繼 續(xù)接收指令包的其他數(shù)據(jù)；如果上述判斷指令包數(shù)據(jù)尾正確，則判斷供熱 單位的站號是否正確，否則結束該指令包判斷程序；如果上述判斷供熱單 位的站號正確，則判斷校驗碼是否正確，否則結束該指令包判斷程序；如 果上述判斷校驗碼正確，則判斷指令位是否正確，否則結束該指令包判斷 程序；如果上述判斷指令位正確，則上傳供熱數(shù)據(jù)，否則結束該指令包判如圖6所示，所述監(jiān)測管理中心接收供熱數(shù)據(jù)包括以下步驟根據(jù)供 熱單位情況和要求的輪詢間隔建立線程；每個線程不斷循環(huán)，進行取站號、 命令包發(fā)送以及數(shù)據(jù)包接收；將接收到的數(shù)據(jù)包經(jīng)數(shù)據(jù)合法性判斷、站號 識別、數(shù)據(jù)包有效性判斷、數(shù)據(jù)分拆，得到相應供熱單位的實時數(shù)據(jù)；對 實時數(shù)據(jù)進行更新，并判斷是否保存歷史數(shù)據(jù)，如判斷結果為是，則保存 歷史記錄，然后進行下一站處理，如判斷結果為否，則直接進入下一站處 理；如果數(shù)據(jù)合法性判斷的結果為否，則記錄出錯日志，然后進行下一站 處理，處理完畢后進行數(shù)據(jù)發(fā)送。如圖7所示，所述數(shù)據(jù)包有效性判斷包括以下步驟判斷數(shù)據(jù)包包頭是否正確；如果上述判斷結果正確，則判斷數(shù)據(jù)包包 長是否正確；如果上述判斷結果正確，則判斷數(shù)據(jù)包包尾是否正確；如果 上述判斷結果正確，則判斷數(shù)據(jù)包的站號是否正確；如果上述判斷結果正 確，則判斷CRC校驗碼是否正確；如果上述判斷結果正確，則判斷指令位 是否正確；如果上述判斷結果正確，則處理接收到的供熱數(shù)據(jù)，對實時數(shù) 據(jù)進行更新，并保存歷史數(shù)據(jù)；如果上述各判斷結果中任意一個為否，則 為錯誤數(shù)據(jù)包，記錄日志后丟棄該錯誤數(shù)據(jù)包。本發(fā)明裝置可為可移動式的結構，可供多個供熱單位使用，連接方便, 易操作，可維護性強。
權利要求
1. 一種城市供熱數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于具有數(shù)據(jù)采集器，輸入端接收測量儀表(1)的供熱檢測數(shù)據(jù)并進行存儲，通過通訊接口(U10)與無線數(shù)據(jù)傳輸單元(U11)相連；無線數(shù)據(jù)傳輸單元(U11)，通過無線通訊網(wǎng)絡(3)將數(shù)據(jù)采集器存儲的數(shù)據(jù)向監(jiān)測管理中心(4)發(fā)送。
2. 按權利要求l所述的城巿供熱數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述數(shù) 據(jù)采集器具有CPU (Ul)，其輸入端通過模數(shù)轉換器(U:2)接有測量儀表(1),輸出端經(jīng)鎖存器(U8)及驅動模塊(U9)接至供熱單位中供熱設備 的控制回路，CPU(U1)的串口經(jīng)光電藕合器與通訊接口 (U10)相連。
3. 按權利要求l所述的城巿供熱數(shù)據(jù)采集裝置，其特征在于所述無 線數(shù)據(jù)傳輸單元(U11)為GPRS或CDMA接入方式對應的前端模塊。
4. 一種利用城巿供熱數(shù)據(jù)采集裝置實現(xiàn)的供熱集中監(jiān)控方法，其特征 在于包括以下步驟供熱數(shù)據(jù)采集裝置通過測量儀表檢測供熱單位的供熱數(shù)據(jù)； 通過供熱數(shù)據(jù)采集裝置釆集上述供熱數(shù)據(jù)；供熱數(shù)據(jù)采集裝置按照通訊協(xié)議接收監(jiān)測管理中心的指令，通過無線 電通信網(wǎng)絡向監(jiān)測管理中心發(fā)送上述供熱數(shù)據(jù)；監(jiān)測管理中心接收上述供熱數(shù)據(jù)，對其進行分析，并輸出分析結果。
5. 按權利要求4所述的供熱集中監(jiān)控方法，其特征在于所述供熱數(shù)據(jù) 采集裝置接收監(jiān)測管理中心的指令，包括以下步驟按照通訊協(xié)議判斷指令包是否正確；如果上述判斷結果正確，則供熱數(shù)據(jù)采集裝置上傳供熱數(shù)據(jù)。
6. 按權利要求4所述的供熱集中監(jiān)控方法，其特征在于所述監(jiān)測管理中心接收供熱數(shù)據(jù)包括以下步驟根據(jù)供熱單位情況和要求的輪詢間隔建立線程； 每個線程不斷循環(huán)，進行取站號、命令包發(fā)送以及數(shù)據(jù)包接收； 將接收到的數(shù)據(jù)包經(jīng)數(shù)據(jù)合法性判斷、站號識別、數(shù)據(jù)包有效性判斷、數(shù)據(jù)分拆，得到相應供熱單位的實時數(shù)據(jù)； 對實時數(shù)據(jù)進行更新，并保存歷史數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種城市供熱數(shù)據(jù)采集裝置及供熱集中監(jiān)控方法，具有數(shù)據(jù)采集器，輸入端接收測量儀表的供熱檢測數(shù)據(jù)并進行存儲，通過通訊接口與無線數(shù)據(jù)傳輸單元相連；無線數(shù)據(jù)傳輸單元通過無線通訊網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)采集器存儲的數(shù)據(jù)向監(jiān)測管理中心發(fā)送；供熱集中監(jiān)控方法包括以下步驟供熱數(shù)據(jù)采集裝置通過測量儀表檢測供熱單位的供熱數(shù)據(jù)；通過供熱數(shù)據(jù)采集裝置采集供熱數(shù)據(jù)；供熱數(shù)據(jù)采集裝置按照通訊協(xié)議接收監(jiān)測管理中心的指令，通過無線電通信網(wǎng)絡向監(jiān)測管理中心發(fā)送供熱數(shù)據(jù)；監(jiān)測管理中心接收供熱數(shù)據(jù)，輸出分析結果。本發(fā)明能夠實時在線采集供熱單位的運行數(shù)據(jù)，提高供熱質量，對供熱企業(yè)進行科學考核，為政府部門提供了有效的科學依據(jù)與管理平臺。
文檔編號F24D19/10GK101261022SQ20071001056
公開日2008年9月10日 申請日期2007年3月9日 優(yōu)先權日2007年3月9日
發(fā)明者刁樹杰, 張超英, 盛 郭 申請人:刁樹杰;張超英