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)居民采暖計費(fèi)方式正逐步由按住宅面積收費(fèi)改成按實際用熱量收費(fèi)，以實現(xiàn)節(jié)能減排、降低供熱能耗。其中，熱能表作為采暖熱計量的依據(jù)，是供熱計費(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潛力的供熱計量儀表。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)方式已難以滿足實際需求，如何方便、準(zhǔn)確、及時的對數(shù)萬臺用戶儀表進(jìn)行運(yùn)行

2、狀態(tài)實時監(jiān)測、故障維護(hù)，實現(xiàn)熱能表自動化、網(wǎng)絡(luò)化與規(guī)范化管理是熱能管理部門所面對的新難題。目前，關(guān)于高精度超低功耗的熱能測量、便捷可靠的城市區(qū)域熱網(wǎng)的研究已成為熱能計量領(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”項目(項目編號：BY2010040)進(jìn)行研究，研制具有3級熱能計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，包括高精度流量測量單元、高精度測溫單元、無線模塊和主控制單元。系統(tǒng)利用分辨率達(dá)65ps的高精度測時芯片TDC-GP2測量超聲波順流與逆流的傳播時間，基于時差法原理計算得到實際流量；采用電容充放電法實現(xiàn)溫度的高精度、快速測量；由微處理器根據(jù)熱能計算算法得到實際熱能消耗。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)程信息平臺實現(xiàn)監(jiān)控管理。為了實現(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態(tài)分配和基于流量驅(qū)動的無線通訊等方式實現(xiàn)系統(tǒng)平均電流低于50uA的極低功耗，達(dá)到實際使用需求。
　　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)計目標(biāo)；第二章，針對無線(傳輸)型超聲波熱能表的高精度測量、極低功耗的實現(xiàn)、無線組網(wǎng)三個關(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；第四章，詳細(xì)闡