專利名稱：地暖用恒溫?zé)o線控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種節(jié)能住宅中的能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制的溫度無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)，尤其應(yīng)用于地暖及供暖領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前越來(lái)越多的家庭住宅采用地暖供熱，地暖是一種健康舒適的供暖方式，改善室內(nèi)環(huán)境、提高居住舒適度。地暖是多區(qū)域供暖系統(tǒng)，當(dāng)前的供熱統(tǒng)并不完善。如區(qū)域適宜溫度不同，管道長(zhǎng)度涉及不一，導(dǎo)致區(qū)域溫度過(guò)高或過(guò)低的現(xiàn)象，從而造成低效率高損耗的建筑能源浪費(fèi)。因此，針對(duì)室內(nèi)溫度的實(shí)時(shí)有效監(jiān)控對(duì)于住宅的節(jié)能減排以及保持良好的室內(nèi)舒適度顯得尤為迫切。有效的溫度監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)室內(nèi)環(huán)境監(jiān)控提供了基礎(chǔ)，是構(gòu)建室內(nèi) 舒適度測(cè)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是住宅智能化與節(jié)能化的重要體現(xiàn)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)大部分溫度監(jiān)控系統(tǒng)都是基于有線方式近距離進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，有線方式的可靠性能得到保證，但是線纜鋪設(shè)工程繁瑣且不能隨意移動(dòng)，線路容易受到損害、腐蝕等，室內(nèi)各種家電設(shè)備也不能個(gè)性化放置，裝修后實(shí)施更是加大了施工難度，降低了分室控制的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種ZigBee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)溫度監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)通信距離長(zhǎng)，通訊速率快與穿透能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用地暖及供暖的無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)感溫器準(zhǔn)確采集室內(nèi)環(huán)境溫度參數(shù)，利用現(xiàn)有的因特網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)，將室內(nèi)溫度參數(shù)與供暖系統(tǒng)結(jié)合，達(dá)到恒溫控制的效果，并能使用戶可以通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控Pc機(jī)實(shí)時(shí)地掌握家庭內(nèi)部參數(shù)，并完成對(duì)終端設(shè)備的遠(yuǎn)程遙控。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案地暖用恒溫?zé)o線控制系統(tǒng)，包括ZigBee無(wú)線傳感器通信網(wǎng)絡(luò)、智能控制單元，支路設(shè)有流量控制的執(zhí)行器的地暖分集水器，所述的智能控制單元與ZigBee無(wú)線傳感器通信網(wǎng)絡(luò)相連，智能控制單元分別連接有執(zhí)行器和終端設(shè)備。本實(shí)用新型還可以采用的技術(shù)方案所述的ZigBee無(wú)線傳感器通信網(wǎng)絡(luò)包括ZigBee協(xié)調(diào)器、ZigBee路由器和ZigBee傳感器節(jié)點(diǎn)；ZigBee協(xié)調(diào)器、ZigBee路由器和ZigBee傳感器節(jié)點(diǎn)依次相連組成室內(nèi)mesh型溫度監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，其中ZigBee協(xié)調(diào)器與智能控制單元相連構(gòu)成溫度控制中心。還包括上位機(jī)，上位機(jī)與智能溫控單元相連。所述的上位機(jī)為遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端計(jì)算機(jī)和移動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，且遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端計(jì)算機(jī)和移動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)分別與智能控制單元相連。所述的智能控制單元包括無(wú)線家庭網(wǎng)關(guān)單元、網(wǎng)絡(luò)接口單元、控制算法單元和報(bào)
警單元。所述的終端設(shè)備是鍋爐。與現(xiàn)有地暖技術(shù)相比，本實(shí)用新型優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[0013]I.內(nèi)外網(wǎng)合一、全無(wú)線的設(shè)計(jì)思路ZigBee技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)覆蓋，功耗和成本等方面有相對(duì)明顯的優(yōu)勢(shì)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了家庭內(nèi)、外網(wǎng)合一，住宅內(nèi)、外信息網(wǎng)采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，徹底突破線纜的限制，溫控及感溫器可移動(dòng)、使用方便。2.實(shí)現(xiàn)溫度參數(shù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控由于采用了無(wú)線的方式，用戶無(wú)論身在何處何地，都能通過(guò)手中設(shè)備或者計(jì)算機(jī)，從而借助現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度參數(shù)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，節(jié)約建筑供暖能源。3.實(shí)現(xiàn)智能控制系統(tǒng)系統(tǒng)規(guī)模靈活配置，智能控制單元的操作方式簡(jiǎn)單，操作中智能化特色明顯，不但能實(shí)現(xiàn)豐富功能，而且提供多種接口，易于擴(kuò)展和更新，有效實(shí)現(xiàn)溫度控制的智能化，包括地暖分集水器的支路執(zhí)行器開(kāi)關(guān)控制、鍋爐運(yùn)行控制，輔助太陽(yáng)能控制或管道控制閥的控制。4.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)體積小，布線簡(jiǎn)單，不會(huì)影響到家庭的正常生活環(huán)境；傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)量多且分布密度高，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可檢測(cè)到局部環(huán)境溫度的詳細(xì)信息并匯總到基站，節(jié)點(diǎn)問(wèn)可以進(jìn)行協(xié)同工作，具有采集數(shù)據(jù)量豐富，正確度高的特點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力和無(wú)線通信能力使得傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)溫度變化、自身變化及網(wǎng)絡(luò)控制命令做出及時(shí)反應(yīng)，因而無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)適用于溫度監(jiān)控的應(yīng)用中。

圖I為本實(shí)用新型的控制原理圖。圖2為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的地暖用恒溫?zé)o線控制系統(tǒng)作進(jìn)一步描述。如圖1-2所示，本實(shí)用新型的地暖用恒溫?zé)o線控制系統(tǒng)，包括ZigBee無(wú)線傳感器通信網(wǎng)絡(luò)、智能控制單元1，支路設(shè)有流量控制的執(zhí)行器2的地暖分集水器3，所述的智能控制單元I與ZigBee無(wú)線傳感器通信網(wǎng)絡(luò)相連，智能控制單元I分別連接執(zhí)行器2和終端設(shè)備4。ZigBee無(wú)線傳感器通信網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)對(duì)溫度參數(shù)的采集，其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括ZigBee協(xié)調(diào)器5、ZigBee路由器6以及ZigBee傳感器節(jié)點(diǎn)7，ZigBee協(xié)調(diào)器5與智能控制單元I相連構(gòu)成溫度控制中心，每個(gè)地暖區(qū)域內(nèi)或房間內(nèi)的ZigBee路由器6和ZigBee傳感器節(jié)點(diǎn)7構(gòu)成控制每個(gè)房間溫度的溫度子系統(tǒng)。ZigBee協(xié)調(diào)器5負(fù)責(zé)統(tǒng)一各個(gè)網(wǎng)絡(luò)并對(duì)其管理和維護(hù)。在這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部分為若干個(gè)小的mesh網(wǎng)絡(luò)。mesh網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)就是ZigBee路由器6，先將從ZigBee傳感器節(jié)點(diǎn)7收集的信息整合處理，再將數(shù)據(jù)發(fā)送給ZigBee協(xié)調(diào)器5。上述的地暖分集水器3是現(xiàn)有技術(shù)，支路端安裝的執(zhí)行器2是電熱執(zhí)行器，也可以是電動(dòng)執(zhí)行器等。智能控制單元I是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，主要實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部網(wǎng)與外部網(wǎng)的連接。智能控制單元I中主要包括無(wú)線家庭網(wǎng)關(guān)單元、網(wǎng)絡(luò)接口單元、控制算法單元、報(bào)警單元。其中，網(wǎng)關(guān)單元通過(guò)家庭內(nèi)、外網(wǎng)的連接并進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換完成溫度參數(shù)的有效傳輸。網(wǎng)絡(luò)接口單元提供了兩種控制方式一種是家庭范圍內(nèi)的基于以太網(wǎng)的控制方式，另一種是可以擴(kuò)展到家庭之外，基于Internet的web控制方式。用戶可以通過(guò)任何一臺(tái)連接到Internet的個(gè)人電腦訪問(wèn)web頁(yè)，也可以使用GPRS或者GSM將地暖數(shù)據(jù)發(fā)送至連接有GPRS接收裝置的監(jiān)控主機(jī)或者移動(dòng)手機(jī)，通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送指令并通過(guò)控制算法單元對(duì)室內(nèi)的終端設(shè)備進(jìn)行控制。智能控制單元I監(jiān)測(cè)溫度子系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)及預(yù)設(shè)合適的溫度，用戶通過(guò)個(gè)人電腦或手機(jī)查看所采集的溫度參數(shù)，假如溫度與用戶要求不一致，則發(fā)送指令至智能控制單元I自動(dòng)控制鍋爐、太陽(yáng)能、地暖熱泵、管路控制閥等終端設(shè)備4以及地暖分集水器3支路上的執(zhí)行器2來(lái)調(diào)節(jié)當(dāng)前房間內(nèi)的溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)環(huán)境舒適度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及控制。例如出差用戶可以在回家之前一天打開(kāi)地暖，這樣回家的時(shí)候就可以直接享受適合的室溫，如果室內(nèi)溫度過(guò)低或者過(guò)高，報(bào)警單元會(huì)自動(dòng)及時(shí)報(bào)警，以便用戶及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制，從而給用戶提供更加舒適、方便和更具人性化的智能家居環(huán)境。地暖用恒溫?zé)o線控制系統(tǒng)可包括上位機(jī)，上位機(jī)與智能溫控單元I相連，為遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端計(jì)算機(jī)8和移動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)9，且遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端計(jì)算機(jī)8和移動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)9分別與智能控制單元I相連。遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端計(jì)算機(jī)8和移動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)9都能夠顯示室內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，對(duì)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送命令。本實(shí)用新型的地暖用恒溫?zé)o線控制系統(tǒng)工作過(guò)程是室內(nèi)ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)采集溫度數(shù)據(jù)并傳送至智能控制單元1，智能控制單元I中的網(wǎng)關(guān)單元負(fù)責(zé)家庭內(nèi)、外網(wǎng)的連接并進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，以便用戶通過(guò)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地查看室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)。如果溫度不符合要求，用戶可通過(guò)手中設(shè)備發(fā)送指令至智能控制單元1，通過(guò)控制算法單元對(duì)鍋爐、地暖熱泵等終端設(shè)備4和地暖分集水器3支路上的執(zhí)行器2進(jìn)行調(diào)節(jié)，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控功倉(cāng)泛。本實(shí)用新型具體選用基于z igBee、GPRS/GSM的無(wú)線通信技術(shù)以及基于ARM處理器與y Clinux操作系統(tǒng)的智能控制單元,具體情況如下I、基于zigBee技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)ZigBee技術(shù)作為一種無(wú)線連接技術(shù)，主要解決低成本、低功耗、低復(fù)雜度、低傳輸速率、近距離的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，非常適合在建筑物室內(nèi)多區(qū)域溫度監(jiān)控。2、基于GPRs技術(shù)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)GPRS能提供通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)、基于IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、支持中、高速率的數(shù)據(jù)傳輸，帶寬最高可達(dá)115. 2kbps,而且通過(guò)其中的GGSN節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)(Internet)功能。它突破了 GSM網(wǎng)只能提供電路交換的思維方式，只通過(guò)增加相應(yīng)的功能實(shí)體和對(duì)現(xiàn)有的基站系統(tǒng)進(jìn)行部分改造來(lái)實(shí)現(xiàn)分組交換，這種改造的投入相對(duì)來(lái)說(shuō)并不大，但得到的用戶數(shù)據(jù)速率卻相當(dāng)可觀。GPRS是以封包(Packet)方式來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的，因此使用者所負(fù)擔(dān)的費(fèi)用是以其傳輸資料單位計(jì)算，并非使用其整個(gè)頻道，較為便宜。3、ARM處理器與U Clinux操作系統(tǒng)嵌入式硬、軟件系統(tǒng)(ARM 32位Mcu與ii Clinux)使產(chǎn)品具有豐富的功能，嵌入式ARM處理器具有接口豐富、功能強(qiáng)大、價(jià)格低廉、滿足人們多種服務(wù)要求；同時(shí)y Clinux是源碼開(kāi)放的操作系統(tǒng)、借助商用的移動(dòng)或聯(lián)通通信網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，軟件成本低。
權(quán)利要求1.地暖用恒溫?zé)o線控制系統(tǒng)，包括ZigBee無(wú)線傳感器通信網(wǎng)絡(luò)、智能控制單元(1)，支路設(shè)有流量控制的執(zhí)行器(2)的地暖分集水器(3)，其特征在于所述的智能控制單元(I)與ZigBee無(wú)線傳感器通信網(wǎng)絡(luò)相連，智能控制單元(I)分別連接有執(zhí)行器(2)和終端設(shè)備⑷。
2.如權(quán)利要求I所述的地暖用恒溫?zé)o線控制系統(tǒng)，其特征在于所述的ZigBee無(wú)線傳感器通信網(wǎng)絡(luò)包括ZigBee協(xié)調(diào)器(5)、ZigBee路由器(6)和ZigBee傳感器節(jié)點(diǎn)(7)；ZigBee協(xié)調(diào)器(5)、ZigBee路由器(6)和ZigBee傳感器節(jié)點(diǎn)(7)依次相連組成室內(nèi)mesh型溫度監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，其中ZigBee協(xié)調(diào)器(5)與智能控制單元(I)相連構(gòu)成溫度控制中心。
3.如權(quán)利要求I所述的地暖用恒溫?zé)o線控制系統(tǒng)，其特征在于還包括上位機(jī)，上位機(jī)與智能溫控單元(I)相連。
4.如權(quán)利要求3所述的地暖用恒溫?zé)o線控制系統(tǒng)，其特征在于所述的上位機(jī)為遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端計(jì)算機(jī)⑶和移動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)(9)，且遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端計(jì)算機(jī)⑶和移動(dòng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)(9)分別與智能控制單元(I)相連。
5.如權(quán)利要求I所述的地暖用恒溫?zé)o線控制系統(tǒng)，其特征在于所述的智能控制單元(I)包括無(wú)線家庭網(wǎng)關(guān)單元、網(wǎng)絡(luò)接口單元、控制算法單元和報(bào)警單元。
6.如權(quán)利要求I所述的地暖用恒溫?zé)o線控制系統(tǒng)，其特征在于所述的終端設(shè)備(4)是鍋爐。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種節(jié)能住宅中的能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制的溫度無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)，尤其應(yīng)用于地暖恒溫控制。本實(shí)用新型的地暖用恒溫?zé)o線控制系統(tǒng)，包括ZigBee無(wú)線傳感器通信網(wǎng)絡(luò)、智能控制單元，支路設(shè)有流量控制的執(zhí)行器的地暖分集水器，所述的智能控制單元與ZigBee無(wú)線傳感器通信網(wǎng)絡(luò)相連，智能控制單元分別連接有執(zhí)行器和終端設(shè)備。采用無(wú)線技術(shù)，極大地減少了地暖不同區(qū)域的布線，自動(dòng)化程度高，即可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度的恒溫控制，又可通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控地暖溫度。
文檔編號(hào)F24D19/10GK202382318SQ20112054736
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者劉銳, 周禮, 喻樂(lè)章, 林岳華, 蔡錦達(dá), 黃曉峰 申請(qǐng)人:浙江世進(jìn)水控股份有限公司