本發(fā)明屬于計算機控制技術領域，特別是涉及一種智能供熱室溫控制系統(tǒng)。

背景技術：

在寒冷的冬季，目前在我國北方地區(qū)主要采取的措施是集中供熱，就是在一個較大的區(qū)域內(nèi)，利用集中熱源，向該區(qū)域的工廠及民用建筑供應生產(chǎn)、生活和采暖用熱。但由于各種原因，有些室內(nèi)空間的溫度達不到標準溫度的要求，在這種情況下由于沒有智能控制裝置，因此只能采用電話報警的方式通知供熱管理部門，但如果是老年人或存在某些功能障礙的人，將無法及時進行報警。另外，如果供熱管理部門收到報警電話，其有時無法區(qū)別室內(nèi)漏水或室內(nèi)溫度太低的情況，因此無法合理安排搶修人員和工作。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種智能供熱室溫控制系統(tǒng)。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供的智能供熱室溫控制系統(tǒng)包括智能溫控器、用戶控制器、熱量表、電控閥門、采集器、采集終端和供熱服務器；其中：智能溫控器分別與用戶控制器、熱量表和電控閥門相連接，采集器與多個智能溫控器連接，采集終端與多個采集器連接，供熱服務器與多個采集終端連接。

所述的用戶控制器采用電池供電，用戶控制器通過無線的方式與智能溫控器相連接；所述的采集器通過串聯(lián)總線的方式與多個智能溫控器相連接，并通過串聯(lián)總線為多個智能溫控器供電；采集終端采用無線方式與多個采集器相連接，供熱服務器采用無線方式與多個采集終端連接。

所述的智能溫控器包括：控制器、溫度傳感器、存儲器、采集接口和無線接口；其中：控制器分別與溫度傳感器、存儲器、采集接口和無線接口相連接，控制器分別與熱量表和電控閥門連接，采集接口與采集器連接，無線接口與用戶控制器相連接。

所述的用戶控制器包括：微控制器、用戶存儲器、環(huán)境傳感器、鍵盤、顯示器、無線模塊和電源；其中：微控制器分別與用戶存儲器、環(huán)境傳感器、鍵盤、顯示器和無線模塊相連接；無線模塊通過無線的方式與智能溫控器連接。

所述的鍵盤由用戶設置鍵和告警鍵組成，用戶設置鍵包括：‘+’按鍵、‘-’按鍵和‘設置’按鍵，用于設定和調(diào)整供熱溫度信息；告警鍵包括：‘漏水告警’按鍵和‘室溫告警’按鍵，用于觸發(fā)‘漏水告警’和‘室溫告警’信號。

所述的采集器包括：采集控制器、存儲模塊、無線傳輸模塊、采集模塊和供電模塊；其中：采集控制器分別與存儲模塊、無線傳輸模塊和采集模塊連接，供電模塊分別與采集控制器、存儲模塊、無線傳輸模塊和采集模塊連接，無線傳輸模塊與采集終端連接，采集模塊與智能溫控器連接，供電模塊55通過采集模塊為智能溫控器供電。

所述的采集終端包括:采集服務器、存儲介質(zhì)、無線模塊和遠傳模塊；其中：采集服務器分別與存儲介質(zhì)、無線模塊和遠傳模塊連接，無線模塊與采集器連接，遠傳模塊與供熱服務器連接。

本發(fā)明提供的智能供熱室溫控制系統(tǒng)的告警方法包括按順序進行的下列步驟：

步驟1)用戶告警：當用戶按下用戶控制器上的‘漏水告警’鍵或‘室溫告警’鍵時，用戶控制器立即向智能溫控器發(fā)送包括漏水告警信息或室溫告警信息在內(nèi)的告警信號；

步驟2)智能溫控器生成告警數(shù)據(jù)包：智能溫控器收到告警信號后，立即生成告警數(shù)據(jù)包，等待采集器掃描采集；

步驟3)采集器采集到告警數(shù)據(jù)包實時上傳：采集器采集到告警數(shù)據(jù)包后，立即將告警數(shù)據(jù)包傳輸至采集終端，采集終端根據(jù)告警數(shù)據(jù)包的內(nèi)容發(fā)出告警信號，并將告警數(shù)據(jù)實時上傳給供熱服務器；

步驟4)采集終端和供熱服務器實時處理告警數(shù)據(jù)包：采集終端和供熱服務器收到告警數(shù)據(jù)包后，根據(jù)告警數(shù)據(jù)包的內(nèi)容發(fā)出告警信號，通知有關部門及時處理，告警流程至此結束。

在步驟1)中，所述的用戶告警包括兩種類型：1.1)用戶在供熱系統(tǒng)出現(xiàn)漏水的時候按‘漏水告警’鍵時所觸發(fā)的告警，1.2)用戶在室溫超出規(guī)定的供熱范圍時按‘室溫告警’鍵時所觸發(fā)的告警；

在步驟2)中，所述的告警數(shù)據(jù)包的內(nèi)容包括：告警類型、告警時間、用戶室內(nèi)溫度及熱量表的相關信息；

在步驟3)、步驟4)中，所述的告警數(shù)據(jù)包的處理，根據(jù)具體情況在采集終端或供熱服務器中處理，或者分別在采集終端和供熱服務器中處理；

在步驟3)、步驟4)中，所述的實時處理告警數(shù)據(jù)包的方法為：首先對包含漏水告警的告警數(shù)據(jù)包進行告警提示，當含漏水告警全部處理完畢后，再對室溫告警的告警數(shù)據(jù)包進行告警提示，直至全部告警數(shù)據(jù)包的告警提示處理完畢。

本發(fā)明提供的智能供熱室溫控制系統(tǒng)具備遠程抄表、熱費計算、遠程控制、室溫采集、系統(tǒng)故障報警、數(shù)據(jù)異常報警、數(shù)據(jù)綜合分析等功能。支持多種協(xié)議熱量表通信功能，及支持GPRS通信終端。從用戶體驗角度出發(fā)，供熱服務器具備供暖熱耗模擬示意圖顯示功能，能夠利用顏色、圖標、數(shù)值來顯示居民當前供暖狀態(tài)、累計熱量、單耗范圍等信息，直觀顯示每戶熱量消耗和室內(nèi)溫度。同時具有能耗分析功能，包括單耗統(tǒng)計、單耗趨勢等。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的智能供熱室溫控制系統(tǒng)的結構框圖。

圖2為本發(fā)明提供的智能供熱室溫控制系統(tǒng)中用戶控制器的外形圖。

圖3為本發(fā)明提供的智能供熱室溫控制系統(tǒng)中智能溫控器的組成框圖。

圖4為本發(fā)明提供的智能供熱室溫控制系統(tǒng)中用戶控制器的組成框圖。

圖5為本發(fā)明提供的智能供熱室溫控制系統(tǒng)中采集器的組成框圖圖。

圖6為本發(fā)明提供的智能供熱室溫控制系統(tǒng)中采集終端的組成框圖。

圖7為本智能供熱室溫控制系統(tǒng)所采用的告警方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的智能供熱室溫控制系統(tǒng)進行詳細說明。

如圖1所示，本發(fā)明提供的智能供熱室溫控制系統(tǒng)包括：

智能溫控器1、用戶控制器2、熱量表3、電控閥門4、采集器5、采集終端6和供熱服務器7；其中：智能溫控器1分別與用戶控制器2、熱量表3和電控閥門4相連接，采集器5與多個智能溫控器1連接，采集終端6與多個采集器5連接，供熱服務器7與多個采集終端6連接。

所述的智能溫控器1為設置在用戶室內(nèi)的供熱監(jiān)控裝置、用戶控制器2為用戶室內(nèi)的移動測控告警器、熱量表3為供熱計量表具、電控閥門4為安裝在供熱管道入口處的用于調(diào)節(jié)供熱量的電動調(diào)節(jié)閥，智能溫控器1、用戶控制器2、熱量表3和電控閥門4組成針對一個用戶的供熱單元。

所述的智能溫控器1實時讀取熱量表3的供熱信息，并通過電控閥門4調(diào)節(jié)用戶的供熱量，從而達到控制室內(nèi)溫度的目的。

所述的用戶控制器2采用電池供電，用戶控制器2通過無線的方式與智能溫控器1相連接。

所述的電控閥門4采集具有溫度調(diào)節(jié)功能的電動調(diào)節(jié)閥，其根據(jù)智能溫控器1的指令調(diào)整閥門開度和設定溫度，并能夠根據(jù)設定的溫度實時調(diào)節(jié)閥門開度，以使室內(nèi)溫度保持在設定溫度上。

所述的采集器5為設置在居民樓道里的數(shù)據(jù)采集裝置，采集終端6為設置在居民小區(qū)的集中采集控制計算機，供熱服務器7為設置在供熱中心的供熱監(jiān)控服務器；供熱服務器7與多個采集終端6、多個采集器5和多個供熱單元組成覆蓋整個城鎮(zhèn)的智能供熱室溫控制系統(tǒng)。

所述的采集器5通過串聯(lián)總線的方式與多個智能溫控器1相連接，并通過串聯(lián)總線為多個智能溫控器1供電；采集終端6采用無線方式與多個采集器5相連接，供熱服務器7采用無線方式與多個采集終端6連接。

所述的智能溫控器1實時采集本供熱單元的信息，包括：熱量表實時數(shù)據(jù)、電控閥門實時數(shù)據(jù)、用戶實時數(shù)據(jù)和告警信息；其中：

熱量表實時數(shù)據(jù)包括：瞬時熱功率、抄表批次、抄表時間、累計耗熱量、累計流量、供回水溫度、供回水溫差、當前流量、運行時間等信息；

電控閥門實時數(shù)據(jù)包括：閥門地址、閥門類型、閥門開度、閥門控制狀態(tài)、當前室溫、設定室溫等信息；

用戶實時數(shù)據(jù)為用戶控制器2所生成的環(huán)境溫度信息、溫度設定信息；告警信息為用戶控制器2所生成的用戶告警信號。

所述的采集器5以掃描方式自動采集各智能溫控器1的信息，然后通過采集終端6實時上傳給供熱服務器7，采集終端6和供熱服務器7實時處理收到的信息。

如圖3所示，所述的智能溫控器1包括：控制器11、溫度傳感器12、存儲器13、采集接口14和無線接口15；其中：控制器11分別與溫度傳感器12、存儲器13、采集接口14和無線接口15相連接，控制器11分別與熱量表3和電控閥門4連接，采集接口14與采集器5連接，無線接口15與用戶控制器2相連接。

所述的溫度傳感器12為采集室內(nèi)溫度信息的傳感器，存儲器13為用于存儲熱量信息和設置信息的非易失存儲器。

所述的采集接口14為M-bus接口電路，采集接口14通過M-bus總線與采集器5相連接，采集接口14通過M-bus總線從采集器5獲取電源，為整個智能溫控器1供電。

如圖4所示，所述的用戶控制器2包括：微控制器21、用戶存儲器22、環(huán)境傳感器23、鍵盤24、顯示器25、無線模塊26和電源27；其中：微控制器21分別與用戶存儲器22、環(huán)境傳感器23、鍵盤24、顯示器25和無線模塊26相連接；無線模塊26通過無線的方式與智能溫控器1連接。

所述的用戶存儲器22為用于存儲熱量信息和用戶設置信息的非易失存儲器，環(huán)境傳感器23為采集室內(nèi)環(huán)境溫度信息的傳感器。

所述的用戶控制器2用于實現(xiàn)用戶設置和用戶告警，智能溫控器1實時監(jiān)測用戶控制器2上的用戶設置信號和用戶告警信號，生成用戶設置信號信息和用戶告警信號信息，供采集器5采集。

如圖2所示，所述的鍵盤24由用戶設置鍵和告警鍵組成，用戶設置鍵包括：‘+’按鍵、‘-’按鍵和‘設置’按鍵，用于設定和調(diào)整供熱溫度信息；告警鍵包括：‘漏水告警’按鍵和‘室溫告警’按鍵，用于觸發(fā)‘漏水告警’和‘室溫告警’信號。

所述的電源27為用戶控制器2的工作電源，采用電池供電。

如圖5所示，所述的采集器5包括：采集控制器51、存儲模塊52、無線傳輸模塊53、采集模塊54和供電模塊55；其中：采集控制器51分別與存儲模塊52、無線傳輸模塊53和采集模塊54連接，供電模塊55分別與采集控制器51、存儲模塊52、無線傳輸模塊53和采集模塊54連接，無線傳輸模塊53與采集終端6連接，采集模塊54與智能溫控器1連接，供電模塊55通過采集模塊54為智能溫控器1供電。

所述的無線傳輸模塊53采用GPRS通信模塊，用于與采集終端6實現(xiàn)互聯(lián)。

如圖6所示，所述的采集終端6包括:采集服務器61、存儲介質(zhì)62、無線模塊63和遠傳模塊64；其中：采集服務器61分別與存儲介質(zhì)62、無線模塊63和遠傳模塊64連接，無線模塊63與采集器5連接，遠傳模塊64與供熱服務器7連接。

所述的采集服務器61為設置在供熱小區(qū)，用于分析、整合、上傳和存儲小區(qū)供熱數(shù)據(jù)的計算機，存儲介質(zhì)62為用于存儲小區(qū)供熱數(shù)據(jù)的大容量數(shù)據(jù)存儲裝置。

所述的無線模塊63采用GPRS網(wǎng)絡與采集器5相連接，所述的遠傳模塊64采用2G、3G無線通信網(wǎng)絡與供熱服務器7相連接。

所述的智能溫控器1通過溫度傳感器12測量室內(nèi)溫度，通過運算得出閥門開度信號，然后通過電控閥門4上的由步進電機驅動的多功能電動溫控閥來改變供熱流量大小，從而起到動態(tài)溫控的目的。

所述的供熱服務器7通過由采集終端6和采集器5組成的遠程通信網(wǎng)絡對智能溫控器1進行遠程賦值，達到管網(wǎng)水力動態(tài)平衡和室溫干預調(diào)節(jié)的目的。

所述的用戶控制器2支持用戶在熱力公司設定的范圍內(nèi)自主進行室溫控制，避免供熱系統(tǒng)超流量運轉。

如圖7所示，本發(fā)明提供的智能供熱室溫控制系統(tǒng)所采用的告警方法包括按順序進行的下列步驟：

步驟1)用戶告警：當用戶按下用戶控制器2上的‘漏水告警’鍵或‘室溫告警’鍵時，用戶控制器2立即向智能溫控器1發(fā)送包括漏水告警信息或室溫告警信息在內(nèi)的告警信號；

步驟2)智能溫控器生成告警數(shù)據(jù)包：智能溫控器1收到告警信號后，立即生成告警數(shù)據(jù)包，等待采集器5掃描采集；

步驟3)采集器采集到告警數(shù)據(jù)包實時上傳：采集器5采集到告警數(shù)據(jù)包后，立即將告警數(shù)據(jù)包傳輸至采集終端6，采集終端6根據(jù)告警數(shù)據(jù)包的內(nèi)容發(fā)出告警信號，并將告警數(shù)據(jù)實時上傳給供熱服務器7；

步驟4)采集終端和供熱服務器實時處理告警數(shù)據(jù)包：采集終端6和供熱服務器7收到告警數(shù)據(jù)包后，根據(jù)告警數(shù)據(jù)包的內(nèi)容發(fā)出告警信號，通知有關部門及時處理，告警流程至此結束。

在步驟1)中，所述的用戶告警包括兩種類型：1.1)用戶在供熱系統(tǒng)出現(xiàn)漏水的時候按‘漏水告警’鍵時所觸發(fā)的告警，1.2)用戶在室溫超出規(guī)定的供熱范圍時按‘室溫告警’鍵時所觸發(fā)的告警。

在步驟2)中，所述的告警數(shù)據(jù)包的內(nèi)容包括：告警類型、告警時間、用戶室內(nèi)溫度及熱量表的相關信息；

在步驟3)、步驟4)中，所述的告警數(shù)據(jù)包的處理，根據(jù)具體情況在采集終端6或供熱服務器7中處理，或者分別在采集終端6和供熱服務器7中處理。

在步驟3)、步驟4)中，所述的實時處理告警數(shù)據(jù)包的方法為：首先對包含漏水告警的告警數(shù)據(jù)包進行告警提示，當含漏水告警全部處理完畢后，再對室溫告警的告警數(shù)據(jù)包進行告警提示，直至全部告警數(shù)據(jù)包的告警提示處理完畢。

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸過程如下：

1、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集與傳輸

采集器5通過智能溫控器1采集各供熱單元的數(shù)據(jù)，其包括：熱量、溫度、用戶室溫、溫控閥門開度、遠程控制指令等數(shù)據(jù)，采集器5以無線的方式將數(shù)據(jù)傳輸給采集終端6，采集終端6再以無線的方式將數(shù)據(jù)傳送給供熱服務器7。

2、小區(qū)熱力站數(shù)據(jù)整合

所有現(xiàn)場熱量表、閥門數(shù)據(jù)透明傳輸至設置在小區(qū)的采集終端6，進行熱耗、流量等數(shù)據(jù)解析，整合熱力站自動化控制數(shù)據(jù)，通過遠程數(shù)據(jù)服務等與調(diào)度中心的供熱服務器7建立數(shù)據(jù)交互，可為熱力站供溫提供參考。

3、服務器數(shù)據(jù)傳輸

數(shù)據(jù)遠程傳輸主要由采集終端6中的采集服務器61通過網(wǎng)卡與有線VPN網(wǎng)絡或3G網(wǎng)關或云計算數(shù)據(jù)服務器相連，采用TCP IP協(xié)議與后臺的供熱服務器7建立數(shù)據(jù)通道，完成后端遠程數(shù)據(jù)的傳輸。

4、數(shù)據(jù)的存儲

數(shù)據(jù)的存儲分為兩級，一是現(xiàn)場采集終端6，內(nèi)部采用了大容量存儲介質(zhì)，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的長期儲存，并隨時處于數(shù)據(jù)服務的備用狀態(tài)；二是供熱服務器7，采用專業(yè)的服務器硬盤，可布置冗余備份服務器，增強數(shù)據(jù)的安全性。使用運行穩(wěn)定的Oracle數(shù)據(jù)庫，保證了數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一化和拓展性。

5、數(shù)據(jù)綜合處理

數(shù)據(jù)綜合處理由供熱服務器7完成，依照熱電公司參與開發(fā)的《智能供熱室溫控制系統(tǒng)》，供熱服務器7負責分析、存儲、運算由各小區(qū)采集終端6傳送來的標準格式數(shù)據(jù)，實現(xiàn)前臺展示操作、自定義報表、遠程控制指令的下發(fā)、熱量表3和電控閥門4實時抄測、不正常狀態(tài)報警、能耗綜合分析、歷史數(shù)據(jù)對比等一系列數(shù)據(jù)處理。通過APP應用軟件配合，建立客戶服務體系、生產(chǎn)維護用戶提醒、熱力站遠程控制、移動終端訪問、政府監(jiān)管部門公告發(fā)布等功能。