基于分攤算法的無線供熱計量裝置的設計與實現(xiàn).pdf

1、目前，建筑節(jié)能已經(jīng)被國家列入可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。在建筑能耗的構成中，供熱系統(tǒng)能耗是非常重要的組成部分。良好的供熱計量模式將有助于建筑節(jié)能的推廣，但我國現(xiàn)有的供熱計量模式都普遍存在熱費計量不公平、室溫不能自動調節(jié)、設備運行故障率高等問題，使得分戶計量技術難以推廣，阻礙了建筑節(jié)能的推進進程。
　　本文基于上述問題對現(xiàn)有供熱計量模式進行研究，具體分析了現(xiàn)有計量模式的不足之處，研究和開發(fā)了一種基于分攤算法的無線供熱計量裝置。本文

2、設計的供熱計量裝置能夠公平、準確、可靠地計量和分攤用戶采暖熱量;無線的通信方式使得用戶更加方便地調控室內溫度;優(yōu)化的室溫控制略明顯改善了溫控效果，提高了供暖舒適度;基于通斷時間面積法的計量方式提高了用戶節(jié)能的參與度，促進了建筑節(jié)能。本文主要內容包括供熱計量裝置的硬件設計、軟件設計、分攤算法和分攤數(shù)據(jù)的分析研究以及系統(tǒng)的可靠性和優(yōu)化設計，實現(xiàn)了整套裝置在供熱計量系統(tǒng)中的應用。
　　本文首先介紹了基于分攤算法的無線供熱計量裝置的硬件設

3、計。整套供熱計量裝置包括室溫控制器、通斷控制器和集抄器，本文著重介紹了室溫控制器和通斷控制器的硬件設計。主要硬件模塊包括MCU核心模塊、電源模塊、無線通信模塊、總線通信模塊、LCD/LED顯示模塊、電機驅動模塊、按鍵模塊、溫度檢測模塊。硬件設計過程中綜合考慮了芯片選型、模塊電路設計以及PCB板設計等方面的因素，設計完成后對硬件電路進行了充分的測試，為溫控和計量提供了可靠的硬件基礎。
　　其次，進行了供熱計量裝置的軟件設計。介紹了軟

4、件設計的層次架構、基于有限狀態(tài)機切換的裸機編程以及設備模塊的管理機制，對軟件的通信協(xié)議進行了簡單地說明，以程序流程圖和狀態(tài)切換圖的形式給出了室溫控制器和通斷控制器的應用程序設計。
　　再次，介紹了基于通斷時間面積法的分攤算法。詳細闡釋了分攤算法的原理與實現(xiàn)、分攤計算中的異常情況以及解決方案;對分攤算法進行了性能評估，包括分攤周期對分攤結果的影響、異常情況下不同分攤方案對分攤結果的影響、不同位置用戶采暖熱量對比以及用戶自身供暖情況與

5、熱量分攤對比。
　　最后，介紹了提高系統(tǒng)和部分模塊可靠性的設計和優(yōu)化方法。可靠性設計主要從設備運行穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)通信與數(shù)據(jù)存儲可靠性等方面進行了介紹。優(yōu)化設計主要針對的是室溫控制器調節(jié)溫度的控制策略以及管網(wǎng)水力工況的調控。優(yōu)化和可靠性設計提升了系統(tǒng)的整體性能，使得整個溫控和計量更加實用、準確、可靠。
　　本文設計的無線供熱計量裝置以及其依據(jù)的通斷時間面積法的熱計量模式符合供熱系統(tǒng)對節(jié)能的要求，實現(xiàn)了用戶對于室溫的自主控制，降低