专利名称：地暖用恒温无线控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种节能住宅中的能实现实时监测、远程控制的温度无线监控系统，尤其应用于地暖及供暖领域。
背景技术：
目前越来越多的家庭住宅采用地暖供热，地暖是一种健康舒适的供暖方式，改善室内环境、提高居住舒适度。地暖是多区域供暖系统，当前的供热统并不完善。如区域适宜温度不同，管道长度涉及不一，导致区域温度过高或过低的现象，从而造成低效率高损耗的建筑能源浪费。因此，针对室内温度的实时有效监控对于住宅的节能减排以及保持良好的室内舒适度显得尤为迫切。有效的温度监控系统对室内环境监控提供了基础，是构建室内 舒适度测控系统的基础，是住宅智能化与节能化的重要体现。当前国内大部分温度监控系统都是基于有线方式近距离进行数据传输，有线方式的可靠性能得到保证，但是线缆铺设工程繁琐且不能随意移动，线路容易受到损害、腐蚀等，室内各种家电设备也不能个性化放置，装修后实施更是加大了施工难度，降低了分室控制的经济性和实用性。
实用新型内容本实用新型针对现有技术的不足，提供一种ZigBee无线通信网络室内温度监控系统，实现通信距离长，通讯速率快与穿透能力强等优点。应用地暖及供暖的无线监控系统，通过感温器准确采集室内环境温度参数，利用现有的因特网、移动通信网，将室内温度参数与供暖系统结合，达到恒温控制的效果，并能使用户可以通过远程监控Pc机实时地掌握家庭内部参数，并完成对终端设备的远程遥控。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案地暖用恒温无线控制系统，包括ZigBee无线传感器通信网络、智能控制单元，支路设有流量控制的执行器的地暖分集水器，所述的智能控制单元与ZigBee无线传感器通信网络相连，智能控制单元分别连接有执行器和终端设备。本实用新型还可以采用的技术方案所述的ZigBee无线传感器通信网络包括ZigBee协调器、ZigBee路由器和ZigBee传感器节点；ZigBee协调器、ZigBee路由器和ZigBee传感器节点依次相连组成室内mesh型温度监测网络，其中ZigBee协调器与智能控制单元相连构成温度控制中心。还包括上位机，上位机与智能温控单元相连。所述的上位机为远程监测终端计算机和移动监测网络，且远程监测终端计算机和移动监测网络分别与智能控制单元相连。所述的智能控制单元包括无线家庭网关单元、网络接口单元、控制算法单元和报
警单元。所述的终端设备是锅炉。与现有地暖技术相比，本实用新型优势体现在以下几个方面[0013]I.内外网合一、全无线的设计思路ZigBee技术在网络覆盖，功耗和成本等方面有相对明显的优势。无线网络实现了家庭内、外网合一，住宅内、外信息网采用无线网络，彻底突破线缆的限制，温控及感温器可移动、使用方便。2.实现温度参数远程实时监控由于采用了无线的方式，用户无论身在何处何地，都能通过手中设备或者计算机，从而借助现有的网络来实现室内温度参数的远程实时监控，节约建筑供暖能源。3.实现智能控制系统系统规模灵活配置，智能控制单元的操作方式简单，操作中智能化特色明显，不但能实现丰富功能，而且提供多种接口，易于扩展和更新，有效实现温度控制的智能化，包括地暖分集水器的支路执行器开关控制、锅炉运行控制，辅助太阳能控制或管道控制阀的控制。4.无线传感器网络优势无线传感器节点体积小，布线简单，不会影响到家庭的正常生活环境；传感器节点数量多且分布密度高，每个节点可检测到局部环境温度的详细信息并汇总到基站，节点问可以进行协同工作，具有采集数据量丰富，正确度高的特点；节点的计算能力和无线通信能力使得传感器网络对温度变化、自身变化及网络控制命令做出及时反应，因而无线传感器网络适用于温度监控的应用中。
图I为本实用新型的控制原理图。图2为本实用新型的系统结构图。
具体实施方式
下面参照附图对本实用新型的地暖用恒温无线控制系统作进一步描述。如图1-2所示，本实用新型的地暖用恒温无线控制系统，包括ZigBee无线传感器通信网络、智能控制单元1，支路设有流量控制的执行器2的地暖分集水器3，所述的智能控制单元I与ZigBee无线传感器通信网络相连，智能控制单元I分别连接执行器2和终端设备4。ZigBee无线传感器通信网络主要负责对温度参数的采集，其网络节点包括ZigBee协调器5、ZigBee路由器6以及ZigBee传感器节点7，ZigBee协调器5与智能控制单元I相连构成温度控制中心，每个地暖区域内或房间内的ZigBee路由器6和ZigBee传感器节点7构成控制每个房间温度的温度子系统。ZigBee协调器5负责统一各个网络并对其管理和维护。在这个系统应用中，网络内部分为若干个小的mesh网络。mesh网络的中心节点就是ZigBee路由器6，先将从ZigBee传感器节点7收集的信息整合处理，再将数据发送给ZigBee协调器5。上述的地暖分集水器3是现有技术，支路端安装的执行器2是电热执行器，也可以是电动执行器等。智能控制单元I是整个监控系统的核心，主要实现家庭内部网与外部网的连接。智能控制单元I中主要包括无线家庭网关单元、网络接口单元、控制算法单元、报警单元。其中，网关单元通过家庭内、外网的连接并进行协议转换完成温度参数的有效传输。网络接口单元提供了两种控制方式一种是家庭范围内的基于以太网的控制方式，另一种是可以扩展到家庭之外，基于Internet的web控制方式。用户可以通过任何一台连接到Internet的个人电脑访问web页，也可以使用GPRS或者GSM将地暖数据发送至连接有GPRS接收装置的监控主机或者移动手机，通过移动网络发送指令并通过控制算法单元对室内的终端设备进行控制。智能控制单元I监测温度子系统各节点的状态及预设合适的温度，用户通过个人电脑或手机查看所采集的温度参数，假如温度与用户要求不一致，则发送指令至智能控制单元I自动控制锅炉、太阳能、地暖热泵、管路控制阀等终端设备4以及地暖分集水器3支路上的执行器2来调节当前房间内的温度，实现对室内环境舒适度的实时监测及控制。例如出差用户可以在回家之前一天打开地暖，这样回家的时候就可以直接享受适合的室温，如果室内温度过低或者过高，报警单元会自动及时报警，以便用户及时进行调节与控制，从而给用户提供更加舒适、方便和更具人性化的智能家居环境。地暖用恒温无线控制系统可包括上位机，上位机与智能温控单元I相连，为远程监测终端计算机8和移动监测网络9，且远程监测终端计算机8和移动监测网络9分别与智能控制单元I相连。远程监测终端计算机8和移动监测网络9都能够显示室内温度监测的数据，对系统网络发送命令。本实用新型的地暖用恒温无线控制系统工作过程是室内ZigBee无线传感器网络负责采集温度数据并传送至智能控制单元1，智能控制单元I中的网关单元负责家庭内、外网的连接并进行协议转换，以便用户通过现有网络随时随地查看室内温度数据。如果温度不符合要求，用户可通过手中设备发送指令至智能控制单元1，通过控制算法单元对锅炉、地暖热泵等终端设备4和地暖分集水器3支路上的执行器2进行调节，完成实时监控功倉泛。本实用新型具体选用基于z igBee、GPRS/GSM的无线通信技术以及基于ARM处理器与y Clinux操作系统的智能控制单元,具体情况如下I、基于zigBee技术的无线传感器网络ZigBee技术作为一种无线连接技术，主要解决低成本、低功耗、低复杂度、低传输速率、近距离的设备联网应用，非常适合在建筑物室内多区域温度监控。2、基于GPRs技术的无线通信网络GPRS能提供通用分组无线业务、基于IP网络技术、支持中、高速率的数据传输，带宽最高可达115. 2kbps,而且通过其中的GGSN节点实现互联网(Internet)功能。它突破了 GSM网只能提供电路交换的思维方式，只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换，这种改造的投入相对来说并不大，但得到的用户数据速率却相当可观。GPRS是以封包(Packet)方式来传输数据的，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，较为便宜。3、ARM处理器与U Clinux操作系统嵌入式硬、软件系统(ARM 32位Mcu与ii Clinux)使产品具有丰富的功能，嵌入式ARM处理器具有接口丰富、功能强大、价格低廉、满足人们多种服务要求；同时y Clinux是源码开放的操作系统、借助商用的移动或联通通信网络传输数据，软件成本低。
权利要求1.地暖用恒温无线控制系统，包括ZigBee无线传感器通信网络、智能控制单元(1)，支路设有流量控制的执行器(2)的地暖分集水器(3)，其特征在于所述的智能控制单元(I)与ZigBee无线传感器通信网络相连，智能控制单元(I)分别连接有执行器(2)和终端设备⑷。
2.如权利要求I所述的地暖用恒温无线控制系统，其特征在于所述的ZigBee无线传感器通信网络包括ZigBee协调器(5)、ZigBee路由器(6)和ZigBee传感器节点(7)；ZigBee协调器(5)、ZigBee路由器(6)和ZigBee传感器节点(7)依次相连组成室内mesh型温度监测网络，其中ZigBee协调器(5)与智能控制单元(I)相连构成温度控制中心。
3.如权利要求I所述的地暖用恒温无线控制系统，其特征在于还包括上位机，上位机与智能温控单元(I)相连。
4.如权利要求3所述的地暖用恒温无线控制系统，其特征在于所述的上位机为远程监测终端计算机⑶和移动监测网络(9)，且远程监测终端计算机⑶和移动监测网络(9)分别与智能控制单元(I)相连。
5.如权利要求I所述的地暖用恒温无线控制系统，其特征在于所述的智能控制单元(I)包括无线家庭网关单元、网络接口单元、控制算法单元和报警单元。
6.如权利要求I所述的地暖用恒温无线控制系统，其特征在于所述的终端设备(4)是锅炉。
专利摘要本实用新型涉及一种节能住宅中的能实现实时监测、远程控制的温度无线监控系统，尤其应用于地暖恒温控制。本实用新型的地暖用恒温无线控制系统，包括ZigBee无线传感器通信网络、智能控制单元，支路设有流量控制的执行器的地暖分集水器，所述的智能控制单元与ZigBee无线传感器通信网络相连，智能控制单元分别连接有执行器和终端设备。采用无线技术，极大地减少了地暖不同区域的布线，自动化程度高，即可实现室内温度的恒温控制，又可通过远程监控地暖温度。
文档编号F24D19/10GK202382318SQ20112054736
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月7日 优先权日2011年12月7日
发明者刘锐, 周礼, 喻乐章, 林岳华, 蔡锦达, 黄晓峰 申请人:浙江世进水控股份有限公司