無線（傳輸）型超聲波熱能表關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、近年來，我國北方地區(qū)居民采暖計(jì)費(fèi)方式正逐步由按住宅面積收費(fèi)改成按實(shí)際用熱量收費(fèi)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、降低供熱能耗。其中，熱能表作為采暖熱計(jì)量的依據(jù)，是供熱計(jì)費(fèi)改革的基礎(chǔ)，其性能關(guān)系到千家萬戶的利益。在眾多熱能表中，超聲波熱能表因其具有精度高、壓損小、可靠性好、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前最具市場(chǎng)潛力的供熱計(jì)量?jī)x表。隨著熱能表的大量安裝使用，傳統(tǒng)的人工抄表、定期檢修的管理與維護(hù)方式已難以滿足實(shí)際需求，如何方便、準(zhǔn)確、及時(shí)的對(duì)數(shù)萬臺(tái)用戶儀表進(jìn)行運(yùn)行

2、狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、故障維護(hù)，實(shí)現(xiàn)熱能表自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化與規(guī)范化管理是熱能管理部門所面對(duì)的新難題。目前，關(guān)于高精度超低功耗的熱能測(cè)量、便捷可靠的城市區(qū)域熱網(wǎng)的研究已成為熱能計(jì)量領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。
　　在此背景下，本學(xué)位論文緊密結(jié)合江蘇省產(chǎn)學(xué)研前瞻性研究項(xiàng)目“新穎智控超聲波熱能表及其信息管理系統(tǒng)研制與產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：BY2010040)進(jìn)行研究，研制具有3級(jí)熱能計(jì)量精度的無線傳輸型超聲波智控?zé)崮鼙懋a(chǎn)業(yè)化樣機(jī)。
　　無線(傳輸)型

3、超聲波熱能表以MSP430F437微處理器為核心，包括高精度流量測(cè)量單元、高精度測(cè)溫單元、無線模塊和主控制單元。系統(tǒng)利用分辨率達(dá)65ps的高精度測(cè)時(shí)芯片TDC-GP2測(cè)量超聲波順流與逆流的傳播時(shí)間，基于時(shí)差法原理計(jì)算得到實(shí)際流量；采用電容充放電法實(shí)現(xiàn)溫度的高精度、快速測(cè)量；由微處理器根據(jù)熱能計(jì)算算法得到實(shí)際熱能消耗。系統(tǒng)通過CC2430+CC2591無線收發(fā)組件與短距離范圍內(nèi)熱能表及樓宇內(nèi)部無線路由器構(gòu)成無線ZigBee熱能表網(wǎng)絡(luò)，由樓

4、宇終端控制器通過GPRS與遠(yuǎn)程信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控管理。為了實(shí)現(xiàn)電池供電6年以上的國家標(biāo)準(zhǔn)要求，本學(xué)位論文提出了電源動(dòng)態(tài)分配和基于流量驅(qū)動(dòng)的無線通訊等方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平均電流低于50uA的極低功耗，達(dá)到實(shí)際使用需求。
　　本學(xué)位論文包括五章。第一章，詳述了課題的背景和意義，提出了課題的設(shè)計(jì)目標(biāo)；第二章，針對(duì)無線(傳輸)型超聲波熱能表的高精度測(cè)量、極低功耗的實(shí)現(xiàn)、無線組網(wǎng)三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)展開研究；第三章，詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)；第四章，詳細(xì)闡