超聲波熱量計量與控制網(wǎng)絡化系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著我國熱量計量事業(yè)的快速發(fā)展，供熱采暖系統(tǒng)實行按熱量收費已成為必然趨勢。為了實現(xiàn)按戶計量、科學合理的計費，設計開發(fā)了一種基于超聲波技術、無線通信技術、計算機控制技術、虛擬儀器技術以及網(wǎng)絡技術的熱量計量與控制網(wǎng)絡化系統(tǒng)。與傳統(tǒng)熱量計量系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)具有免布線、體積小、運行可靠、維護方便、遠程實時監(jiān)控等特點，在熱量計量行業(yè)的技術發(fā)展和應用前景方面具有前沿性和實用價值。 本系統(tǒng)中熱量計量部分采用以超聲波流量測量為原理的超聲波熱量測

2、量技術，符合供熱系統(tǒng)未來的發(fā)展需求。在得到用戶熱量數(shù)據(jù)的基礎上，利用ZigBee無線網(wǎng)絡技術組建熱量計量網(wǎng)絡，實時監(jiān)控熱量表的運行狀態(tài)，上位機通過無線網(wǎng)絡采集數(shù)據(jù)，并利用虛擬儀器技術對數(shù)據(jù)進行顯示、存儲和管理。本文的主要研究內容如下： 第一，針對目前熱量計量系統(tǒng)中存在的主要問題，闡述了本課題的主要研究內容，并提出了需要解決的關鍵技術。 第二，在分析熱量計量的原理以及計算方法的基礎上，對K系數(shù)熱量計算方法進行了修正，并分析

3、了流量計量的誤差原因。設計了超聲波發(fā)射、接收及放大電路，針對需要測量納秒級時間差的現(xiàn)狀，提出了增加時間數(shù)字轉換模塊的設計方案，提高了熱量表的計量精度。設計了熱量表軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)對熱量的計算、顯示和存儲以及數(shù)據(jù)傳輸，編寫了熱量表的主程序及其各中斷子程序。最后，設計了室內溫度的模糊控制系統(tǒng)。 第三，設計了熱量計量無線網(wǎng)絡節(jié)點的硬件電路。在ZigBee協(xié)議棧程序實現(xiàn)的基礎上，編寫了協(xié)調器和終端節(jié)點的應用程序。然后，分析了節(jié)點之間的數(shù)據(jù)