专利名称：城市供热数据采集装置及供热集中监控方法
技术领域：
本发明涉及城巿供热系统，具体地说是一种城巿供热数据采集装置与 供热集中监控方法。
技术背景城巿供热正由零散供热向集中供热发展，在实施集中供热中，从提高 供热质量、节约能源角度出发，有必要对供热企业，尤其是供热单位(热 源厂、换热站等)进行综合监控管理。目前采用的管理方式主要是通过实 地考察来了解各供热单位供热情况，据此来汇总整个城巿供热情况。但是 由于城巿内各供热单位分散设置，按上述方式，不仅费时耗力，而且难于 实时地监控各供热单位运行状况，从而难以综合掌握整个城巿供热的全过 程。发明内容针对上述城巿供热中存在难以实时监控各供热单位供热运行状况的问 题，本发明的目的在于提供一种便于釆集供热单位的运行数据的城巿供热 数据采集装置及供热集中监控方法。为实现上述目的，本发明釆用的技术方案是本发明城巿供热数据采集装置具有数据采集器，输入端接收测量仪表的供热检测数据并进行存储，通过通讯接口与无线数据传输单元相连；无 线数据传输单元，通过无线通讯网络将数据采集器存储的数据向监测管理 中心发送。所述i据采集器具有cpu，其输入端通过模数转换器接有测量仪表， 输出端分别经锁存器及驱动模块接至供热单位中各供热设备的控制回路， 的串口经光电藕合器与通讯接口相连。所述无线数据传输单元为gprs或cdma接入方式对应的前端模块。 本发明城巿供热数据釆集方法包括以下步骤供热数据采集装置通过测量仪表检测供热单位的供热数据；通过供热 数据采集装置采集上述供热数据；供热数据采集装置按照通讯协议接收监 测管理中心的指令，通过无线电通信网络向监测管理中心发送上述供热数 据；监测管理中心接收上述供热数据，对其进行分析，并输出分析结果。所述供热数据釆集装置接收监测管理中心的指令，包括以下步骤按 照通讯协议判断指令包是否正确；如果上述判断结果正确，则供热数据釆 集装置上传供热数据。所述监测管理中心接收供热数据包括以下步骤根据供热单位情况和 要求的轮询间隔建立线程；每个线程不断循环，进行取站号、命令包发送以及数据包接收；将接收到的数据包经数据合法性判断、站号识别、数据 包有效性判断、数据分拆，得到相应供热单位的实时数据；对实时数据进 行更新，并保存历史数据。本发明具有以下优点及有益效果1. 实时在线釆集供热单位的运行数据，便于统一管理。本发明基于无 线网络进行数据承载和传输，监测管理系统实时在线，通过无线通讯网络 传输监测数据，实时监控城巿供热的全过程，清晰地反映各热源厂、换热 站的实际运行情况，详细记录各站点的运行参数；集中显示温度、压力、 流量等参数值，具有违规操作报警，记录存储历史数据等功能，为提高供 热质量，节约能源，对供热企业进行科学考核，为政府管理部门提供了有 效的科学依据与管理平台。2. 覆盖面广，安全可靠，经济实用。本发明采用无线数据传输单元， 如利用GPRS或CDMA接入广域网，通过移动通讯网络在各种气候条件下 都可进行安全、可靠的数据传输，不受距离限制；GPRS在移动用户和数据 网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP或X,25服务；GPRS 釆用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又 可以由多个用户共享，资源被有效的利用，数据传输速率高达160Kbps。使 用GPRS技术实现数据分组发送和接收，用户实时在线，使城巿供热达到 了统一管理的要求，提高了供热质量，降低了供热能耗，便于维护，极大 降低了服务成本。3. 应用范围广。本发明可广泛应用与远距离、离散分布式的数据釆集 传输监控，如:城巿供热、煤气、自来水、输油管线、路灯等分散式网络的 监控管理。
图l为本发明装置应用于城巿供热监控系统中的示意图； 图2为本发明装置结构框图； 图3A为本发明装置电气原理图(一)； 图3B为本发明装置电气原理图(二)； 图3C为本发明装置电气原理图(三)； 图4为本发明方法流程图(一)； 图5为本发明方法流程图(二)； 图6为本发明方法流程图(三)； 图7为本发明方法流程图(四)；图8为本发明装置中GPRS数据传输单元与通讯接口的电气连接图。
具体实施方式
如图1所示，城巿供热监测系统包括多个测量仪表1，至少1个供热数 据采集装置2和监测管理中心4，测量仪表1设置于各个供热单位，用于检 测供热单位的供热数据，如温度、压力、流量等，测量仪表1具体可为温度传感器、压力传感器或流量计等，各测量仪表将测量信号转换为标准的4 20mA电流信号，供给供热数据采集装置。如图2及图3A C所示，本发明装置包括数据采集器，其输入端接收 测量仪表1的供热检测数据并进行存储，通过通讯接口 U10与无线数据传 输单元U11相连；无线数据传输单元Ull，通过无线通讯网络3将数据采 集器存储的数据向监测管理中心4发送。数据釆集装置具有完备的1/0接口，本实施例中为IO路模拟输入、4 路光电隔离继电器输出，其中模拟输入为测量仪表l经过模数转换器U2接 至CPUU1的输入端，CPUU1的输出端经锁存器U8、驱动模块U9及光电 隔离继电器接至供热单位中供热设备的控制回路，CPUU1的串口经光电藕 合器与通讯接口 U10 (RS-485通信接口 )相连。所述无线数据传输单元Ull为GPRS (General Packet Radio Service, 通用无线分组业务，是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到 端的、广域的无线IP连接)或CDMA接入方式对应的前端模块。本实施例 中采用GPRS数据传输单元即GPRSDTU (型号为H7118)，如图8所示， 其信号输入脚Rx- 、 Rx+及信号输出脚Tx- 、 Tx+分别连接于RS-485通信接 口的正向接收输入和发送输出脚A、负向接收输入和发送输出脚B,使用前 需要确定接入点名称、GPRS DTU身份识别码、IP地址、在线报告时间、 重连接时间间隔、控制台信息类型等，进入配置模式后，对GPRS数据传 输单元的各配置模式如波特率、数据位、停止位、检验位以及流控等进行 设置，通过上述自定的通讯协议与监测管理中心4进行数据传输。监测管理中心4用于接收供热数据釆集装置2发送的供热数据，在一 个区域设置一个，如一座城巿或一个城市行政规划区可以设置一个监测管 理中心4。监测管理中心4配置有数据接收单元，数据处理单元、数据存储 单元以及外部设备如显示器、打印机或操作键盘等，具有地理信息图形编 辑、显示功能，动态实时显示各热源厂、换热站设备的实时运行参数，系 统信息与互联网连接，数据共享；具有文件档案管理功能，可随意查询各 供热单位的地理位置、负责人、联系电话、设备情况、供热面积等信息； 具有声光报警、密码保护功能，可输入汉字自动查询站点名称，监控站点 数量随意组合，数量范围可从几点到几千点；自动生成各种报表，可查阅 各测量站点的实时、历史运行数据、曲线，具有定时打印、随时打印功能。本发明装置在使用时，需将测量仪表1接至供热数据采集装置2对应 的输入端，然后上电运行。本发明装置通过供热集中监控方法实现其功能，如图4所示，具体步 骤如下供热数据采集装置2通过测量仪表1检测供热单位的供热数据；通过 供热数据釆集装置2采集上述供热数据；供热数据釆集装置2按照通讯协 议接收监测管理中心的指令，通过无线电通信网络向监测管理中心4发送上述供热数据；监测管理中心4接收上述供热数据，对其进行分析，并输 出分析结果。其;所述供热数据采集装置接收监测管理中心的指令，包括以下步骤: 按照通讯协议判断指令包是否正确；如果上述判断结果正确，则供热 数据采集装置上传供热数据，否则回到通过供热数据采集装置2采集上述 供热数据步骤。如图5所示，所述判断指令包是否正确包括以下步骤 判断指令包数据头是否正确；如果上述判断结果正确，则连续接收指 令包的其他数据，否则结束该指令包判断程序；判断接收到的数据是否达 到规定长度，如果达到规定长度，则判断指令包数据尾是否正确，否则继 续接收指令包的其他数据；如果上述判断指令包数据尾正确，则判断供热 单位的站号是否正确，否则结束该指令包判断程序；如果上述判断供热单 位的站号正确，则判断校验码是否正确，否则结束该指令包判断程序；如 果上述判断校验码正确，则判断指令位是否正确，否则结束该指令包判断 程序；如果上述判断指令位正确，则上传供热数据，否则结束该指令包判如图6所示，所述监测管理中心接收供热数据包括以下步骤根据供 热单位情况和要求的轮询间隔建立线程；每个线程不断循环，进行取站号、 命令包发送以及数据包接收；将接收到的数据包经数据合法性判断、站号 识别、数据包有效性判断、数据分拆，得到相应供热单位的实时数据；对 实时数据进行更新，并判断是否保存历史数据，如判断结果为是，则保存 历史记录，然后进行下一站处理，如判断结果为否，则直接进入下一站处 理；如果数据合法性判断的结果为否，则记录出错日志，然后进行下一站 处理，处理完毕后进行数据发送。如图7所示，所述数据包有效性判断包括以下步骤判断数据包包头是否正确；如果上述判断结果正确，则判断数据包包 长是否正确；如果上述判断结果正确，则判断数据包包尾是否正确；如果 上述判断结果正确，则判断数据包的站号是否正确；如果上述判断结果正 确，则判断CRC校验码是否正确；如果上述判断结果正确，则判断指令位 是否正确；如果上述判断结果正确，则处理接收到的供热数据，对实时数 据进行更新，并保存历史数据；如果上述各判断结果中任意一个为否，则 为错误数据包，记录日志后丢弃该错误数据包。本发明装置可为可移动式的结构，可供多个供热单位使用，连接方便, 易操作，可维护性强。
权利要求
1. 一种城市供热数据采集装置，其特征在于具有数据采集器，输入端接收测量仪表(1)的供热检测数据并进行存储，通过通讯接口(U10)与无线数据传输单元(U11)相连；无线数据传输单元(U11)，通过无线通讯网络(3)将数据采集器存储的数据向监测管理中心(4)发送。
2. 按权利要求l所述的城巿供热数据采集装置，其特征在于所述数 据采集器具有CPU (Ul)，其输入端通过模数转换器(U:2)接有测量仪表(1),输出端经锁存器(U8)及驱动模块(U9)接至供热单位中供热设备 的控制回路，CPU(U1)的串口经光电藕合器与通讯接口 (U10)相连。
3. 按权利要求l所述的城巿供热数据采集装置，其特征在于所述无 线数据传输单元(U11)为GPRS或CDMA接入方式对应的前端模块。
4. 一种利用城巿供热数据采集装置实现的供热集中监控方法，其特征 在于包括以下步骤供热数据采集装置通过测量仪表检测供热单位的供热数据； 通过供热数据采集装置釆集上述供热数据；供热数据采集装置按照通讯协议接收监测管理中心的指令，通过无线 电通信网络向监测管理中心发送上述供热数据；监测管理中心接收上述供热数据，对其进行分析，并输出分析结果。
5. 按权利要求4所述的供热集中监控方法，其特征在于所述供热数据 采集装置接收监测管理中心的指令，包括以下步骤按照通讯协议判断指令包是否正确；如果上述判断结果正确，则供热数据采集装置上传供热数据。
6. 按权利要求4所述的供热集中监控方法，其特征在于所述监测管理中心接收供热数据包括以下步骤根据供热单位情况和要求的轮询间隔建立线程； 每个线程不断循环，进行取站号、命令包发送以及数据包接收； 将接收到的数据包经数据合法性判断、站号识别、数据包有效性判断、数据分拆，得到相应供热单位的实时数据； 对实时数据进行更新，并保存历史数据。
全文摘要
本发明涉及一种城市供热数据采集装置及供热集中监控方法，具有数据采集器，输入端接收测量仪表的供热检测数据并进行存储，通过通讯接口与无线数据传输单元相连；无线数据传输单元通过无线通讯网络将数据采集器存储的数据向监测管理中心发送；供热集中监控方法包括以下步骤供热数据采集装置通过测量仪表检测供热单位的供热数据；通过供热数据采集装置采集供热数据；供热数据采集装置按照通讯协议接收监测管理中心的指令，通过无线电通信网络向监测管理中心发送供热数据；监测管理中心接收供热数据，输出分析结果。本发明能够实时在线采集供热单位的运行数据，提高供热质量，对供热企业进行科学考核，为政府部门提供了有效的科学依据与管理平台。
文档编号F24D19/10GK101261022SQ20071001056
公开日2008年9月10日 申请日期2007年3月9日 优先权日2007年3月9日
发明者刁树杰, 张超英, 盛 郭 申请人:刁树杰;张超英