专利名称：基于Zigbee和移动技术的建筑可再生能源供热系统的远程监测系统和方法
技术领域：
本发明涉及建筑可再生能源供热应用领域，尤其涉及一种基于Zigbee和移动技术的建筑可再生能源供热系统的远程监测系统和方法，以及一种基于Zigbee、总线和移动技术的建筑可再生能源供热系统的远程监测系统和方法。
背景技术：
现行的建筑可再生能源供热系统如太阳能光热系统的运行中采用的是传统的电脑屏幕监测，每个电脑通过有线的形式与太阳能光热系统的用户控制板相连接，屏幕上显示为光热系统的管路布置图，若想知道某个部位的运行状态情况需经点击鼠标，才能进入该信息显示界面，且只能显示用户控制板上能得到的温度、水位和闭式系统管道受热安全压力的实时运行信息，不能同时得知太阳能光热系统中执行元器件如输送泵、换向阀门、开关阀等的运行故障信息。这种供热系统运行中采用屏幕监测存在一些固有的缺点该种有线连接的屏幕监测方法只适合近距离使用，不能进行远距离监测，并且一台电脑的监测屏幕只能显示一个用户端太阳能光热系统用户控制板上的运行信息。为了监测供热系统的运行，还必须设有专人值守。一个监测人员最多只能同时照看5-8个太阳能光热系统的运行监测屏幕，所以，当供热系统用户数量较大时，需要配备用户端的系统监测屏幕数和监测人员数也较多，耗费大量的监测成本。现行的太阳能光热系统还采用远程协助方式的远程监测方法。通过本机与用户控制板(含网络芯片)在INTERNET上的连通，本机通过INTERNET采用远程协助方式进入用户控制板上查询该太阳能光热系统的运行数据。采用这种方法也不能同时快速地对多个用户端的太阳能光热系统进行实时监测管理，得到的只是每个用户系统中传感器分时工作输出的结果，因此，需要查询系统的运行故障信息时，工作量较大、查询周期较长、费用高且不可靠，无法满足对多个用户系统实时远程监测的要求。在未建成网络的地点，还无法实现对用户系统的远程协助屏幕监测。现行的另一种用于监测的技术是Zigbee，这是一种短距离、低功耗的无线通讯技术，其特点是近距离、低功耗、低速率、低成本，主要适用于自动控制和远程控制领域。其应用领域包括空调系统的温度控制、照明的自动控制、窗帘的自动控制、煤气计量控制、家用电器的控制等。对于只使用Zigbee的监测系统来说，可以通过设置若干个运行信息采集元件来监测多个地点用户端供热系统的运行状况，但其只能短距离传输，所以也不能实现远程实时了解被监测用户供热系统的整体运行状况。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种基于Zigbee和移动技术结合的建筑可再生能源供热系统的远程监测系统和方法，使得建筑可再生能源供热系统各个环节的运行状况以数字形式通过Zigbee和移动技术结合进行通讯传输，可以实现对存在大量用户时或对整个小区用户建筑可再生能源供热系统的多个状态信息的运行实时远程监测，以解决只使用Zigbee监测系统方式中存在的一些问题。本发明的目的之二在于提供一种基于Zigbee、总线和移动技术结合的建筑可再生能源供热系统的远程监测系统和方法，使得建筑可再生能源供热系统各个环节的运行状况以数字形式经总线局域连接后，再通过Zigbee和移动技术结合进行无线通讯传输，以解决在有障碍物如厚墙时以及周边存在较大干扰影响时Zigbee不能进行有效无线数据传输的问题。本发明的目的之一的系统是通过以下技术方案来实现的，采用基于Zigbee和移动技术的建筑可再生能源供热系统的远程监测系统，包括建筑可再生能源供热系统及其用户控制板和运行监测平台，其特征在于，所述的远程监测系统还包括由Zigbee与移动技术所共同组成的无线数据传输系统、监测控制板，所述供热系统监测控制板的信号输入端与建筑可再生能源供热系统中设置的多个运行信息采集元件和装置相电连接，监测控制板与由Zigbee和移动技术所共同组成的无线数据传输系统的一端相电连接，该无线数据传输系统的另一端与运行监测平台相电连接，所述的移动技术包括GSM、GPRS、CDMA、SCDMA、 2. 5G、3G、后3G、4G。所述的Zigbee包括终端Zigbee或总线终端Zigbee、路由Zigbee和中心节点Zigbee，其中，终端Zigbee经或不经总线与供热系统运行监测控制板相连接，终端 Zigbee与总线相连接构成总线终端Zigbee，中心节点Zigbee与用户端移动技术设备相连接，终端Zigbee经或不经路由Zigbee与中心节点Zigbee构成无线通讯连通。所述的路由 Zigbee或总线终端Zigbee设置在安装建筑可再生能源供热系统之建筑的墙角处。所述的运行监测平台是能采用专用软件对建筑可再生能源供热系统的运行信息进行监测与管理的带视频器的运行信息监测与软件信息管理平台，该运行信息监测与软件信息管理平台包括手机与计算机，所述的运行信息包括建筑可再生能源供热系统的运行出错信息。该运行信息监测与软件信息管理平台中至少带有建筑可再生能源供热系统的用户编码数据库和将建筑可再生能源供热系统的运行信息代码转变为直观可读数据的数据库。所述的建筑可再生能源供热系统包括太阳能光热系统、热泵供热系统以及两者的复合系统，还包括在建筑上应用的采用部分常规能源供热系统与上述建筑可再生能源供热系统混合组成的供热系统，其中，在建筑上应用的太阳能光热系统包括太阳能热水系统、太阳能供热系统和太阳能制冷系统；在建筑上应用的热泵供热系统包括热泵热水系统、热泵供热系统和热泵制冷系统，两者的复合包括该在建筑上应用的太阳能光热系统中采用热泵辅助供热的系统和该热泵供热系统中采用太阳能光热辅助供热的系统。所述的建筑可再生能源供热系统中设置的多个运行信息采集元件和装置还包括流量、热量或耗电量的计量装置。采用本发明的目的之一的远程监测系统的远程监测方法是通过以下技术方案来实现的，采用权利要求2所述建筑可再生能源供热系统的远程监测系统之远程监测方法， 其特征在于采用以下运行信息监测处理步骤(1)所述的建筑可再生能源供热系统中设置的多个运行信息采集元件和装置，通过终端Zigbee先将每个建筑可再生能源供热系统中需要传输的运行信息经或不经设置在所安装使用建筑墙角处的Zigbee的路由节点传递给Zigbee的中心节点；(2)中心节点Zigbee再将该运行信息以单向或双向数据传输的移动技术通讯方式传递给带视频器的运行信息监测与软件信息管理平台；(3)最后经运行监测平台中设置的数据库，将带有被远程监测建筑可再生能源供
5热系统需要传输的运行信息代码转变为数据通过屏幕显示并进行软件运行信息检测和管理。所述的移动技术通讯方式是1)当遇故障时，供热系统运行监测控制板将建筑可再生能源供热系统运行出错信息通过Zigbee经移动技术发送给带视频器的运行信息监测与软件信息管理平台；2)当运行监测人员想获取用户端建筑可再生能源供热系统运行信息时，发送的特定命令代码(该代码包含该用户端建筑可再生能源供热系统的地址)通过移动技术和 Zigbee通知该用户端建筑可再生能源供热系统监测控制板，经确认后，该供热系统监测控制板再通过Zigbee和移动技术将该建筑可再生能源供热系统的运行信息传送给带视频器的运行信息监测与软件信息管理平台。所述的单向数据传输还包括采用随机抽样的方式，从被远程监测的建筑可再生能源供热系统在夜间逐个定时地向运行信息监测与软件信息管理平台报送其运行信息。本发明的目的之二的系统是通过以下技术方案来实现的，采用基于Zigbee、总线和移动技术的建筑可再生能源供热系统的远程监测系统，包括建筑可再生能源供热系统及其用户控制板和运行监测平台，其特征在于，所述的远程监测系统还包括由Zigbee和移动技术所共同组成的无线数据传输系统、监测控制板，所述供热系统监测控制板的信号输入端与建筑可再生能源供热系统中设置的多个运行信息采集元件和装置相电连接，供热系统监测控制板的信号经总线与由Zigbee和移动技术所共同组成的无线数据传输系统的一端相电连接，该无线数据传输系统的另一端与运行监测平台相电连接，所述的移动技术包括GSM、GPRS、CDMA、SCDMA、2. 5G、3G、后3G、4G，所述的总线是传输数据总线，包括SPI、I2C、 USB、IEEE1394、RS232、RS485、CAN、IEEE1284、ISA、EISA、VL-Bus、PCI 等。所述的 Zigbee 是与监测控制板通过总线相连接的终端Zigbee或与该节点相互进行无线数据传输的Zigbee 中心节点。所述的运行监测平台是能采用专用软件对建筑可再生能源供热系统的运行信息进行监测与管理的带视频器的运行信息监测与软件信息管理平台，该运行信息监测与软件信息管理平台包括手机与计算机，所述的运行信息包括建筑可再生能源供热系统的运行出错信息。该运行信息监测与软件信息管理平台中至少带有建筑可再生能源供热系统的用户编码数据库和将远程监测建筑可再生能源供热系统的运行信息代码转变为直观可读数据的数据库。所述的建筑可再生能源供热系统包括太阳能光热系统、热泵供热系统以及两者的复合系统，还包括在建筑上应用的采用部分常规能源供热系统与上述建筑可再生能源供热系统混合组成的供热系统，其中，在建筑上应用的太阳能光热系统包括太阳能热水系统、 太阳能供热系统和太阳能制冷系统；在建筑上应用的热泵供热系统包括热泵热水系统、热泵供热系统和热泵制冷系统，两者的复合包括该在建筑上应用的太阳能光热系统中采用热泵辅助供热的系统和该热泵供热系统中采用太阳能光热辅助供热的系统。所述的建筑可再生能源供热系统中设置的多个运行信息采集元件和装置还包括流量、热量或耗电量的计量
直ο采用本发明的目的之二的远程监测系统的远程监测方法是通过以下技术方案来实现的，采用权利要求3所述建筑可再生能源供热系统的远程监测系统之远程监测方法， 其特征在于采用以下运行信息监测处理步骤(1)所述的建筑可再生能源供热系统中设置的多个运行信息采集元件和装置，经总线并通过设置在所安装使用建筑墙角处的Zigbee，将每个建筑可再生能源供热系统中需要传输的运行信息代码传递给Zigbee的中心节点；(2)中心节点Zigbee再将该运行信息通过单向或双向数据传输的移动技术通讯方式传递给带视频器的运行信息监测与软件信息管理平台；(3)最后经运行监测平台中设置的数据库，将带有被远程监测建筑可再生能源供热系统需要传输的运行信息代码转变为数据通过屏幕显示并进行软件运行信息检测和管理。所述的移动技术通讯方式是1)当遇故障时，供热系统监测控制板将建筑可再生能源供热系统运行出错信息经总线再通过Zigbee和移动技术发送给带视频器的运行信息监测与软件信息管理平台；2)当运行监测人员想获取用户端建筑可再生能源供热系统运行信息时，发送的特定命令代码(该代码包含该用户端建筑可再生能源供热系统的地址)通过移动技术和 Zigbee再经总线通知该用户端建筑可再生能源供热系统的监测控制板，经确认后，该供热系统运行监测控制板经总线再通过Zigbee和移动技术将该建筑可再生能源供热系统的运行信息传送给带视频器的运行信息监测与软件信息管理平台。所述的单向数据传输还包括采用随机抽样的方式，从被远程监测的建筑可再生能源供热系统在夜间逐个定时地向运行信息监测与软件信息管理平台报送其运行信息。由于采用了由Zigbee与移动技术所共同组成的无线数据传输系统，可以在城市高密度建筑楼宇群中大量设置建筑可再生能源供热系统远程监测系统，并使得无线数据传输系统的成本大大下降，普及应用成为可能。又由于采用了监测控制板，并且监测控制板的信号输入端与建筑可再生能源供热系统中设置的多个运行信息采集元件和装置相电连接，使得该建筑可再生能源供热系统远程监测系统可以同时采集供热系统的输入与输出端装置的实时运行信息，将建筑可再生能源供热系统需要传出的运行信息包括出错信息转变为代码进行无线通讯传输，可以达到完全覆盖供热系统运行故障的远程监测和保障维修的及时性，增强了重要应用场合供热系统的运行可靠性保障。还由于采用的Zigbee包括了路由Zigbee和中心节点Zigbee，中心节点Zigbee与用户端移动技术设备相连接，使得终端Zigbee与中心节点Zigbee间构成的无线通讯连通信号传输能力强，运行成本低。此外，采用终端Zigbee与总线相连接构成总线终端Zigbee，低成本地解决了安装在建筑上特定方便部位的终端Zigbee与中心节点Zigbee之间存在严重建筑遮挡情况下需要保障无线通讯连通的问题，同时也可以解决经常出现雨雪或沙尘地区的建筑间无线通讯连通的保障问题，并能满足重要应用场合如高档宾馆的商业应用领域、食品公司加工企业等工业应用领域需要提供高可靠性服务的保障。采用终端Zigbee与总线相连接构成总线终端Zigbee的方式与前述采用Zigbee 的并包括路由Zigbee和中心节点Zigbee的方式相混合，可以进一步增加在任意非规范布局的复杂建筑遮挡情况下的设置安装灵活性，同时，仍然可以十分方便地控制系统的设置成本。采用将路由Zigbee或总线终端Zigbee设置在安装建筑可再生能源供热系统之建筑的墙角处，可以使Zigbee在两个方向上满足无障碍信号通讯，因而容易形成Zigbee无障碍信号通讯的局域网络，使Zigbee的信号传输能力与距离大大增强，传输可靠性得到很高的保障。采用带专用软件和数据库的能对建筑可再生能源供热系统的运行信息进行监测与管理的带视频器的运行信息监测与软件信息管理平台，能达到迅速、大量、准确地远程监测建筑可再生能源供热系统能力，并使监测人员的投入减少到远远少于现有技术的最小程度，还可以使得一人管理成千上万台建筑可再生能源供热系统的运行信息检测和统计数据管理成为易事。此外，采用双向数据传输的移动技术通讯方式，可以方便地检验远程监测系统无线数据传输系统的通讯连通性，保证及时地排除通讯障碍，保障远程监测系统的工作可靠性。采用随机抽样法逐个在夜间某个时间段内定时地向运行信息监测与软件信息管理平台报送每个建筑可再生能源供热系运行信息的单向数据传输方式，还可以保障信息传送的可靠性与及时性。
图1为本发明实施例的系统结构框图；图2为本发明实施例运行信息传输的连接示意图；图3为本发明设置总线的实施例的连接示意图；图4为本发明方法实施例流程图；图5为本发明远程监控系统实施例运作的具体实施流程图；图6为本发明中运行信息数据流的传输方向；图7为本发明基于Zigbee和移动技术在建筑楼宇群之间设置无线数据传输系统的一个实施例的连接布置示意图(俯视图)；图8是本发明采用图7的基于Zigbee和移动技术在建筑楼宇群之间设置无线数据传输系统的一个实施例的连接布置示意图(侧向视图)；图9是图7实施例的一个局部放大视图(俯视图)；图10为本发明采用Zigbee、总线和移动技术在建筑楼宇群之间设置无线数据传输系统进行通讯传输的一个实施例的连接布置示意图(俯视图)；图11是本发明采用图10的基于Zigbee、总线和移动技术在建筑楼宇群之间设置无线数据传输系统的一个实施例的连接布置示意图(侧向视图)。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施方式
对本发明技术的方案进行详细描述如图1所示，基于Zigbee和移动技术的建筑可再生能源供热系统的远程监测系统由建筑可再生能源供热系统1、供热系统运行监测控制板2、总线系统3、无线数据传输系统 4、运行监测平台5这几部分组成，其中建筑可再生能源供热系统1，包括太阳能光热系统、 热泵供热系统以及两者的复合系统，还包括在建筑上应用的采用部分常规能源供热系统与上述建筑可再生能源供热系统混合组成的供热系统，其中，在建筑上应用的太阳能光热系统包括太阳能热水系统、太阳能供热系统和太阳能制冷系统；在建筑上应用的热泵供热系统包括热泵热水系统、热泵供热系统和热泵制冷系统，两者的复合包括该在建筑上应用的太阳能光热系统中采用热泵辅助供热的系统和该热泵供热系统中采用太阳能光热辅助供热的系统。建筑可再生能源供热系统中包含了控制系统运行的用户控制板，还设置了多个运行信息采集元件或装置，该信息采集元件和装置包括了流量、热量或耗电量的计量装置。所述供热系统监测控制板的信号输入端与建筑可再生能源供热系统中设置的多个运行信息采集元件和装置相电连接。Zigbee包括终端Zigbee或总线终端Zigbee、路由 Zigbee和中心节点Zigbee，其中，终端Zigbee经或不经总线与供热系统运行监测控制板相连接，终端Zigbee与总线相连接构成总线终端Zigbee，中心节点Zigbee与用户端移动技术设备相连接，终端Zigbee经或不经路由Zigbee与中心节点Zigbee构成无线通讯连通。采用路由Zigbee可以进行更为有效的中继信号传输，路由Zigbee或总线终端Zigbee应设置在安装建筑可再生能源供热系统之建筑的墙角处。监测控制板2用于采集供热系统中的运行信息和监测故障信息。现有技术中包含通常的运行控制信息是指包括系统部件的温度、水位和闭式系统管道受热安全压力的实时运行测定值输出信号和预先设定值，以及系统的若干个电动执行元器件如输送泵等的开关控制继电器的输入控制信号，一般是通过控制系统运行的用户控制板提供的，该运行信息并不包括系统管路中若干个电动执行元器件如输送泵、换向阀门、开关阀等的出现故障时的信息检测和包括系统流量、热量或耗电量等计量装置采集的变量统计信息，其中，所述的故障信息是由本发明中提出的专门提供电动执行元器件出现故障时信息检测的监测控制板2所采集提供的输出信号，如果需要，监测控制板还可以提供包括系统流量、热量或耗电量等计量装置采集的变量统计信息的输出信息。本发明所述的系统的运行信息尤其是指用于系统远程监测的上述故障信息和变量统计信息的输出信息。监测控制板的信号输入端与建筑可再生能源供热系统中设置的多个运行信息采集元件或装置相电连接。远程监测系统还包括由Zigbee与移动技术所共同组成的无线数据传输系统，无线数据传输系统4是指采用长距离传输运行信息和监测故障信息的移动技术部分，所述的移动技术包括GSM、GPRS、CDMA、SCDMA、2. 5G、3G、后3G、4G等移动技术。监测控制板与Zigbee 与移动技术所组成的无线数据传输系统的一端相电连接，该无线数据传输系统的另一端与运行监测平台相电连接。运行监测平台5是能采用专用软件对建筑可再生能源供热系统的运行信息进行监测与管理的带视频器的运行信息监测与软件信息管理平台，该运行信息监测与软件信息管理平台带有数据库，包括手机与计算机等带视频器的、可用于运行信息监测的运行信息管理平台。所述的运行信息至少包括建筑可再生能源供热系统的运行出错信息，还可以包括运行控制信息和变量统计信息，该运行信息监测与软件信息管理平台中至少带有建筑可再生能源供热系统的用户编码数据库和将建筑可再生能源供热系统的运行信息代码转变为直观可读数据的数据库，用于一一对应地识别被远程监测的建筑可再生能源供热系统的各部位的运行信息。远程监测系统采用的监测处理步骤如下建筑可再生能源供热系统中设置的多个运行信息采集元件或装置，经或不经设置在所安装使用建筑墙角处的Zigbee的路由节点传递给Zigbee的中心节点；再将该需要传输的运行信息以单向或双向数据传输的移动技术通讯方式传递给带视频器的运行信息监
9测与软件信息管理平台；最后经运行监测平台中设置的数据库，将带有被远程监测建筑可再生能源供热系统需要传输的运行信息代码转变为数据通过屏幕显示并进行软件运行信息检测和管理。所述的单向数据传输还包括从建筑可再生能源供热系统定时地向运行信息监测与软件信息管理平台报送运行信息，如在夜间某个时间段内采用随机抽样的方式，被远程监测的建筑可再生能源供热系统逐个地向运行信息监测与软件信息管理平台报送其运行信息，这样可以保障信息传送的可靠性与及时性。除了上述两种单向数据传输方式外，所述的双向数据传输的移动技术通讯方式是当运行监测人员想获取用户端建筑可再生能源供热系统运行信息或进行无线通讯线路检查时，经发送命令代码(该代码包含该用户端建筑可再生能源供热系统的地址)， 通过移动技术通知该用户端建筑可再生能源供热系统的监测控制板；经确认后，该供热系统监测控制板再通过移动技术将该建筑可再生能源供热系统的运行信息传送给带视频器的运行信息监测与软件信息管理平台。图2所示为运行信息传输的连接示意，在所述的基于ZIGBEE和移动技术的建筑可再生能源供热系统的运行信息传输系统中包括供热系统监测控制板2、无线数据传输系统4和运行监测平台5，其中，无线数据传输系统4包括终端Zigbee 403、中继路由节点 Zigbee 404、中心节点Zigbee与用户端移动设备405和监控端的移动设备401，用户供热系统监测控制板2与建筑可再生能源供热系统1中的传感元件连接起来，该信息采集元件用来感知各电动执行元器件的工作情况，一旦出现异常情况，监测控制板2会将故障信息通过终端Zigbee 403或终端Zigbee 403和中继路由节点Zigbee 404，以短距离传输运行信息的移动技术形式发送给中心节点Zigbee与用户端移动设备405，中心节点Zigbee与用户端移动设备405会以长距离传输运行信息的移动技术形式发送给监控端的移动设备401， 监控端的移动设备401将故障信息传给运行监测平台5。图3为本发明设置总线的实施例的连接示意，总线系统3，用于使每个建筑可再生能源供热系统通过有线的方式连接起来，避免终端Zigbee在有阻挡物及恶劣天气时穿透能力差而导致的不能进行有效通讯的问题，同时能降低运行信息传输成本。如图3所示，在基于总线、ZIGBEE和移动技术结合的建筑可再生能源供热系统的远程监测系统中包括监测控制板2、总线系统3、无线数据传输系统4和运行监测平台5，其中，总线系统3包括用户端总线301，无线数据传输系统4包括终端Zigbee403、中心节点 Zigbee与用户端移动设备405、监控端的移动设备401。监测控制板2与建筑可再生能源供热系统1中的传感元件连接起来，该信息采集元件用来感知各电动执行元器件的工作情况，一旦出现异常情况，监测控制板2将故障信息通过串口传给用户端总线301，用户端总线301经相互连接，再通过总线系统3与终端Zigbee403相连接，经总线并通过设置在所安装使用建筑墙角处的Zigbee 403，将每个建筑可再生能源供热系统中需要传输的运行信息代码以短距离传输运行信息的移动技术形式发送给中心节点Zigbee与用户端移动设备 405，中心节点Zigbee与用户端移动设备405会以长距离传输运行信息的移动技术形式发送给监控端的移动设备401，监控端的移动设备401将故障信息传给运行监测平台5。除了前述两种单向数据传输方式外，双向数据传输方式是指若要查看某个建筑可再生能源供热系统1的运行信息或检测通讯线路的有线或无线连通情况时，可通过运行监测平台5发送指令，经监控端的移动设备401通过移动方式发送给中心节点Zigbee与用户端移动设备，设备405上的中心节点Zigbee将命令发送给设备403上的终端Zigbee，终端 Zigbee通过总线3传送给用户端总线301，最后通知监测控制板2，监测控制板2接收到命令后将建筑可再生能源供热系统1中运行信息传送给用户端总线301，用户端总线通过总线系统3将运行信息传送给设备403，经设备403上的终端Zigbee传送给设备405上的中心节点Zigbee，设备405再通过移动方式将运行信息传给监控端的移动设备401，最终将运行信息传送给运行监测平台5，运行监测平台将带有被远程监测建筑可再生能源供热系统需要传输的运行信息代码转变为数据通过屏幕显示并进行软件运行信息检测和管理。如图4所示，本发明方法实施例流程图，其步骤如下步骤1，建筑可再生能源供热系统1生成运行信息；步骤2，监测控制板2采集供热系统中的运行信息和监测故障；步骤3，监测控制板2经或不经总线系统3向终端Zigbee传输运行信息；步骤4，终端Zigbee 403经或不经路由Zigbee 404向中心节点Zigbee与用户端移动设备405传输运行信息；步骤5，中心节点Zigbee与用户端移动设备405会以长距离传输运行信息的移动技术形式发送给监控端移动设备401，经监控端移动设备401与运行监测平台5进行运行信息的相互传输；步骤6，运行监测平台5经软件与数据库对运行信息进行数据监测与管理。如图5为本发明建筑可再生能源供热系统远程监测运作的具体实施流程图。基于Zigbee和移动技术的建筑可再生能源供热系统的远程监测方法包括如下步骤建筑可再生能源供热系统1中设置的信息采集元件和装置，采集供热系统各部分运行信息；监测控制板2接收采集的运行信息，并判断有无故障；有故障时将故障信息传给终端Zigbee 403;终端Zigbee 403将故障信息经路由Zigbee 404或直接传送给中心节点Zigbee与用户端移动设备405 ；中心节点Zigbee与用户端移动设备405将故障信息用移动方式传送出去；监控端的移动设备401接收故障信息，运行监测平台5对其进行分析和处理；无故障时根据设定的时间，各监测控制板2先后发出运行信息；运行信息传给终端Zigbee 403;终端Zigbee 403将运行信息经路由Zigbee 404或直接传送给中心节点 Zigbee与用户端移动设备405 ；中心节点Zigbee与用户端移动设备405将运行信息用移动方式发送出去；监控端的移动设备401接收运行信息，运行监测平台2对其进行分析和处理。基于Zigbee、总线和移动技术的建筑可再生能源供热系统包括如下步骤建筑可再生能源供热系统1中设置的信息采集元件和装置，采集供热系统各部分运行信息；监测控制板2接收采集的运行信息，并判断有无故障；有故障时将故障信息经总线系统3传给终端Zigbee 403;终端Zigbee 403将故障信息传送给中心节点Zigbee与用户端移动设备 405 ；中心节点Zigbee与用户端移动设备405将故障信息用移动方式传送出去；监控端的移动设备401接收故障信息，运行监测平台5对其进行分析和处理；无故障时根据设定的时间，各监测控制板2先后发出运行信息；运行信息通过总线系统3传给终端Zigbee 403 ； 终端Zigbee 403将运行信息经路由Zigbee 404或直接传送给中心节点Zigbee与用户端移动设备405 ；中心节点Zigbee与用户端移动设备405将运行信息用移动方式发送出去； 监控端的移动设备401接收运行信息，运行监测平台2对其进行分析和处理。如图6所示的运行信息的数据流向，当需要要查看某个建筑可再生能源供热系统 1的运行信息时，运行监测平台5通过监控端的移动设备401发送命令，接收端的移动设备 405通过移动技术接收命令，中心节点Zigbee将命令经或不经路由Zigbee 404传送给终端 Zigbee 403，终端节点Zigbee 403将命令经或不经总线系统3传送给监测控制板2，监测控制板2接收采集的运行信息，并判断有取数命令，若有命令，将运行信息经或不经总线系统 3传给终端Zigbee 403，终端Zigbee 403将运行信息经或不经路Zigbee404传送给中心节点Zigbee 405，中心节点Zigbee 405将运行信息用移动技术发送出去，监控端的移动设备 401接收运行信息，运行监测平台5对其进行分析和处理。如图7所示，为本发明基于Zigbee和移动技术在建筑楼宇群之间设置无线数据传输系统的一个实施例的连接布置示意图(俯视图)。每幢楼的墙角如最高层的墙角上都设置一个路由Zigbee 404，用来传送四面八方Zigbee的信号，每个HOUSE的监测控制板2都连接终端Zigbee 403，终端Zigbee 403可将信息传给另外一幢楼的路由Zigbee，各个路由 Zigbee形成网状结构把信息传给中心节点Zigbee与用户端移动设备405，中心节点Zigbee 与用户端移动设备405将信息传送给运行监测平台5。图7所示仅为信号最佳传输路径的示意，其中，每个终端Zigbee 403都可充当路由Zigbee 404，每两个Zigbee之间都可以互相通讯，只是现实中Zigbee易受墙或障碍物的阻挡和暴风雨雪天气等的影响，所以每幢楼都设置路由Zigbee 404来连通讯号通路。路由Zigbee或总线终端Zigbee应设置在所安装使用建筑的墙角处，此时，该 Zigbee分别与建筑墙角两边的建筑墙面呈一倾斜角度或平行的设置，当该Zigbee与建筑墙角两边的建筑墙面呈一倾斜角度设置时，该倾斜角度可为如图9所示的与任何一个建筑墙面相平行至与另一个建筑墙面相平行的90°范围内；当该Zigbee与建筑墙角的两建筑墙面中的一面呈平行设置时，与该建筑墙面间为0°夹角设置，两种设置的效果是都能与前排建筑上安装设置的建筑可再生能源供热系统相连接的Zigbee无障碍地进行数据传输信号通讯。如图8所示是本发明采用Zigbee和移动技术在建筑楼宇群之间设置无线数据传输系统的一个实施例的连接布置示意图(侧向视图)。每幢楼宇最高层的墙角上都设置一个路由Zigbee 404，作为前一幢楼宇所有终端Zigbee 403的中继站，使信号更有效的进行传输。路由Zigbee 404或终端Zigbee 403将信息传送给中心节点Zigbee与用户端移动设备405，经中心节点Zigbee与用户端移动设备405同监控端的移动设备401相连接，最终将信息传送给运行监测平台5。如图9所示为图7的局部放大视图，路由Zigbee 404被安装在每幢建筑楼宇的墙角上，使得两个方向上都能无阻挡地连通信号通路，容易与其他Zigbee间进行通讯。如图10所示，为本发明基于Zigbee、总线和移动技术在建筑楼宇群之间设置无线数据传输系统的一个实施例的连接布置示意图(俯视图)。每个HOUSE的设备301通过总线相连接，最后连接到终端Zigbee 403，终端Zigbee 403设置在每幢楼的最高层的墙角上，可以最大限度地避开除墙角以外的遮挡，取得与前后左右两侧其他楼墙角上同样设置的终端Zigbee 403间的信号有效传输，以避免障碍物的阻挡。监测控制板2将运行信息传递给设备301，各个设备301通过总线互相连接，将运行信息通过总线传输给该幢楼的终端Zigbee 403，再由该终端Zigbee 403通过其他终端Zigbee 404或直接传送给中心节点 Zigbee 405，中心节点Zigbee 405与移动设备连接在一起，再将信息传送给监控端的移动设备401，最终传送给运行监测平台5。如此可以将各个终端Zigbee上的运行信息以最快和最强的信号传输方式传送出去，并保证信号传输的质量与可靠性最高。又如图4所示，采用Zigbee、总线和移动技术的建筑可再生能源供热系统的远程监测系统中，各建筑可再生能源供热系统可经总线相互连接，总线通过串口与Zigbee连接，该Zigbee即与总线相连的终端Zigbee，在短距离通讯传输中与路由Zigbee的作用大致相同，可以将经由总线传输过来的运行信息发送给中心节点Zigbee，其中，采用总线系统的好处是，当前排建筑与后排建筑间不平行，通过单一终端Zigbee进行信号传输时存在建筑阻挡时，可以采用与总线相连的终端Zigbee布置绕开建筑阻挡，使设置在建筑墙角上的与总线相连的终端Zigbee可以与前后左右的与总线相连的终端Zigbee、或路由Zigbee相连通，或直接与中心节点Zigbee相连通。由此可知，与总线相连的总线终端Zigbee、终端 Zigbee及路由Zigbee，这两者可以单独使用，也可以混合使用。如图11所示是本发明基于Zigbee、总线和移动技术在建筑楼宇群之间设置无线数据传输系统的一个实施例的连接布置示意图(侧向视图)。各楼层的设备301通过总线相连接，最后再与设置在该幢楼最高层墙角的终端Zigbee 403相连接，各幢楼之间的终端 Zigbee 403也互相通讯。各个监测控制板2将运行信息传给设备301，设备301通过总线连接，最终将运行信息传送给该楼最高层墙角上的终端Zigbee 403，该终端Zigbee 403将信息通过其他终端Zigbee 403或直接发送给中心节点Zigbee 405，中心节点Zigbee 405 与移动设备相连接，该移动设备再将信息传送给监控端的移动设备401，最终将信息传送给运行监测平台5。图10和图11中用总线将各个设备301连接起来的方法，可减少Zigbee 的使用量，即减少成本，同时能增强该系统的信息传输的可靠性。
权利要求
1.基于Zigbee和移动技术的建筑可再生能源供热系统的远程监测系统，包括建筑可再生能源供热系统及其用户控制板和计算机运行监测平台，其特征在于，所述的远程监测系统还包括由Zigbee与移动技术所共同组成的无线数据传输系统和供热系统运行监测控制板，所述供热系统运行监测控制板的信号输入端与建筑可再生能源供热系统中设置的多个运行信息采集元件或装置相电连接，供热系统运行监测控制板信号与由Zigbee和移动技术所共同组成的无线数据传输系统的一端相电连接，该无线数据传输系统的另一端与计算机运行监测平台相电连接；所述的移动技术包括65] 、6 1 丄01^、500嫩、2. 5G、3G、后3G、 4G。
2.基于Zigbee、总线和移动技术的建筑可再生能源供热系统的远程监测系统，包括建筑可再生能源供热系统及其用户控制板和计算机运行监测平台，其特征在于，所述的远程监测系统还包括由Zigbee和移动技术所共同组成的无线数据传输系统、供热系统运行监测控制板，所述供热系统运行监测控制板的信号输入端与建筑可再生能源供热系统中设置的多个运行信息采集元件或装置相电连接，供热系统运行监测控制板的信号通过总线与 Zigbee和移动技术所共同组成的无线数据传输系统的一端相电连接，该无线数据传输系统的另一端与计算机运行监测平台相电连接；所述的移动技术包括GSM、GPRS、CDMA、SCDMA、 2. 5G、3G、后3G、4G ；所述的总线是传输数据总线，包括SPI、I2C、USB、IEEE1394、RS232、 RS485、CAN、IEEE1284、ISA、EISA、VL-Bus、PCI。
3.根据权利要求1和2所述的远程监测系统，其特征在于，所述的Zigbee包括终端 Zigbee或总线终端Zigbee、路由Zigbee和中心节点Zigbee，其中，终端Zigbee经或不经总线与供热系统运行监测控制板相连接，终端Zigbee与总线相连接构成总线终端Zigbee，中心节点Zigbee与用户端移动技术设备相连接，终端Zigbee经或不经路由Zigbee与中心节点Zigbee构成无线通讯连通。
4.根据权利要求4所述的远程监测系统，其特征在于，所述的路由Zigbee或总线终端 Zigbee设置在安装建筑可再生能源供热系统之建筑的墙角处。
5.根据权利要求1或2所述的远程监测系统，其特征在于，所述的运行监测平台是能采用专用软件对建筑可再生能源供热系统的运行信息进行监测与信息管理的带视频器的运行信息监测与软件信息管理平台，该运行信息监测与软件信息管理平台包括手机与计算机，所述的运行信息包括建筑可再生能源供热系统的运行出错信息。
6.根据权利要求5所述的运行信息监测与软件信息管理平台，其特征在于，该运行信息监测与软件信息管理平台中至少带有远程监测建筑可再生能源供热系统的用户编码数据库和将建筑可再生能源供热系统的运行信息代码转变为直观可读数据的数据库。
7.根据权利要求1或2所述的远程监测系统，其特征在于，所述的建筑可再生能源供热系统包括太阳能光热系统、热泵供热系统以及两者的复合系统，还包括在建筑上应用的采用部分常规能源供热系统与上述建筑可再生能源供热系统混合组成的供热系统，其中，在建筑上应用的太阳能光热系统包括太阳能热水系统、太阳能供热系统和太阳能制冷系统; 在建筑上应用的热泵供热系统包括热泵热水系统、热泵供热系统和热泵制冷系统，两者的复合包括该在建筑上应用的太阳能光热系统中采用热泵辅助供热的系统和该热泵供热系统中采用太阳能光热辅助供热的系统。
8.一种采用权利要求1所述建筑可再生能源供热系统的远程监测系统之远程监测方法，其特征在于采用以下运行信息监测处理步骤(1)所述的建筑可再生能源供热系统中设置的多个运行信息采集元件或装置，通过 Zigbee先将每个建筑可再生能源供热系统中需要传输的运行信息代码，经或不经设置在所安装使用建筑墙角处的Zigbee的路由节点传递给Zigbee的中心节点；(2)再将该需要传输的运行信息以单向或双向数据传输的移动技术通讯方式传递给带视频器的运行信息监测与软件信息管理平台；(3)最后经运行监测平台中设置的数据库，将带有被远程监测建筑可再生能源供热系统需要传输的运行信息代码转变为数据通过屏幕显示并进行软件运行信息检测和管理。
9.一种采用权利要求2所述建筑可再生能源供热系统的远程监测系统之远程监测方法，其特征在于采用以下运行信息监测处理步骤(1)所述的建筑可再生能源供热系统中设置的多个运行信息采集元件或装置，经总线并通过设置在所安装使用建筑墙角处的Zigbee，将每个建筑可再生能源供热系统中需要传输的运行信息代码传递给Zigbee的中心节点；(2)再将该需要传输的运行信息以单向或双向数据传输的移动技术通讯方式传递给带视频器的运行信息监测与软件信息管理平台；(3)最后经运行监测平台中设置的数据库，将带有被远程监测建筑可再生能源供热系统需要传输的运行信息代码转变为数据通过屏幕显示并进行软件运行信息检测和管理。
10.根据权利要求8述的远程监测方法，其特征在于，所述的双向数据传输的移动技术通讯方式是(1)当遇故障时，供热系统运行监测控制板将建筑可再生能源供热系统运行出错信息通过Zigbee再经移动技术发送给带视频器的运行信息监测与软件信息管理平台；(2)当运行监测人员想获取用户端建筑可再生能源供热系统运行信息时，发送的特定代码(该代码包含该用户端建筑可再生能源供热系统的地址)通过移动技术和ZIGBEE通知该用户端建筑可再生能源供热系统的供热系统运行监测控制板，经确认后，该供热系统运行监测控制板通过Zigbee和移动技术将该建筑可再生能源供热系统的运行信息传送给带视频器的运行信息监测与软件信息管理平台。
全文摘要
本发明涉及一种基于Zigbee和移动技术的建筑可再生能源供热系统的远程监测系统及其远程监测方法，还涉及一种基于Zigbee、总线和移动技术的建筑可再生能源供热系统的远程监测系统及其远程监测方法，包括建筑可再生能源供热系统及其用户控制板和计算机运行监测平台，所述的远程监测系统还包括由Zigbee经或不经总线与移动技术所共同组成的无线数据传输系统和供热系统运行监测控制板，采用单向或双向数据传输的移动技术通讯方式，以方便地监测建筑可再生能源供热系统的运行出错信息，并提高远程监测系统及其无线数据传输系统的通讯可靠性。
文档编号H04L29/08GK102236350SQ20101021268
公开日2011年11月9日 申请日期2010年6月12日 优先权日2010年4月23日
发明者徐兵, 李元熙, 李泓, 潘戈 申请人:上海桑维太阳能工程技术有限公司, 无锡桑梧太阳能科技有限公司, 潘戈