基于ZigBee无线传感器网络的分户热计量系统研究与设计

摘要

节能减排是我国长期坚持的发展战略之一,国家十分重视这项工作。传统的集中热水采暖能源消耗大、供热效率低、供热品质差,难以满足用户个性化需求。目前我国对城市传统供暖模式已经进行了分户热计量改革,改革的关键是降低能源消耗,本文针对传统热计量系统存在浪费热能、计费不合理、安装和维护成本高等问题,根据分户热计量要求,运用ZigBee无线传感器网络技术,提出了一种新型分户热计量系统设计方案。
　　 本文首先对ZigBee无线传感器网络技术进行分析,构建了基于ZigBee无线传感器网络的分户热计量系统模型,并对设计的热计量算法进行了阐述。其次,设计了系统节点的硬件部分,包括微处理器、无线通信、数据采集与控制、供电等模块以及与PC端的接口电路等。根据系统硬件设计的需求,提出了系统软件设计的总体框架,依据软件框架设计了ZigBee网络协调节点创建网络、路由节点加入网络以及终端节点入网、数据采集与控制的程序流程;基于VisualC++平台,采用MSComm串口控件实现数据上传,并对系统监测平台上位机软件进行了设计;利用B/S(Browser/Server)结构,设计了基于Web的用户热消费信息查询系统。最后,对系统的网络节点进行了组网测试,并且对系统进行了整体测试。
　　 本文设计的分户热计量系统,采用簇树形网络拓扑结构使系统组网灵活可靠:方案中的热计量算法能够科学合理得分摊热费,有效节约能源。由于系统网络节点体积小巧、成本低廉,因而使系统组网易行、安装维护成本低。系统测试表明,设计的ZigBee无线传感器网络分户热计量系统基本解决了热能的合理分配与科学分摊热费问题,相对于粗狂式计量,可有效地节约热能资源。经实际应用情况看,将ZigBee无线传感器网络技术引入分户热计量领域是可行的,具有一定的使用和推广价值。