新型智能節(jié)能建筑采暖及計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

于海濱

摘要：新型智能節(jié)能建筑的建設(shè)和發(fā)展，其主要目的是為了滿足人們的要求，為人們提供更加舒適的生活環(huán)境。而在新型智能節(jié)能建筑中，人們最關(guān)心的問題是采暖和計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這關(guān)乎到人們的日常生活水平，因此，廣泛受到人們的重視。本文就新型智能節(jié)能建筑采暖及計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡要的分析，僅供參考。

關(guān)鍵詞：新型智能節(jié)能建筑;采暖系統(tǒng);計(jì)量系統(tǒng);設(shè)計(jì)分析

能源緊缺的問題已經(jīng)成為了社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。我國各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施以及工程項(xiàng)目在建設(shè)的過程中，都要消耗大量的能源資源，尤其是建筑行業(yè)對能源的消耗兩最為巨大。而且建筑的能源浪費(fèi)也相當(dāng)嚴(yán)重，在建筑施工的過程中，所能得到利用的資源量僅為33%，造成了極其嚴(yán)重的能源浪費(fèi)。而新型智能節(jié)能建筑的出現(xiàn)使得建筑的耗能減少，滿足了節(jié)能的要求。但是相比于節(jié)能問題來說，人們更關(guān)心建筑的采暖系統(tǒng)和計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)置，這兩種系統(tǒng)與人們的生活息息相關(guān)，因此要注重對新型智能節(jié)能建筑采暖及計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1.新型智能節(jié)能建筑采暖及計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概述

隨著社會(huì)的發(fā)展，能源緊缺已經(jīng)威脅到全世界的可持續(xù)性發(fā)展。我國既是一個(gè)資源儲(chǔ)量巨大的大國，也是一個(gè)資源緊缺的大國，而且由于應(yīng)用資源的方式不成熟，和國人節(jié)能意識(shí)較差，導(dǎo)致了我國還是一個(gè)還是一個(gè)能源浪費(fèi)大國，而且能源的浪費(fèi)在建筑耗能方面尤為突出，在能源的利用上利用率僅占了33%，甚至更少。就目前的情況而言，大多數(shù)城市都還保留著原來的一種集中供暖方式，由于這種供暖方式是無論用戶是否有人在家，都進(jìn)行整日不間斷的供暖，從而使能源被極大的浪費(fèi)。在這一背景下，新型的智能節(jié)能建筑系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，新型的智能節(jié)能建筑采暖系統(tǒng)是基于CAN總線和RFID跟蹤技術(shù)的一種采暖系統(tǒng)。這種系統(tǒng)不僅具有自動(dòng)調(diào)節(jié)室溫和識(shí)別室內(nèi)是否有人的功能，甚至還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)抄表的功能。新型智能節(jié)能建筑采暖系統(tǒng)的出現(xiàn)，解決了采暖系統(tǒng)的節(jié)能和分戶計(jì)量問題，為提高人們生活質(zhì)量作出了重要貢獻(xiàn)。

2..新型智能節(jié)能建筑采暖及計(jì)量系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)的建筑中，對采暖系統(tǒng)進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)，還存在一定的局限性，其在可靠性以及實(shí)時(shí)性上還具有一定的不足，無法使得采暖系統(tǒng)的智能化水平得到有效的提高。要想解決這種問題，就要對建筑中的采暖系統(tǒng)和計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，從而達(dá)到節(jié)能的目的。在過去的集中計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，主要采用的是利用RS-485總線方式將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳送，這種數(shù)據(jù)的傳輸方式在很多程度上縮短了數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x，而且這種系統(tǒng)的安裝又較為復(fù)雜，各個(gè)儀表之間沒有較強(qiáng)的聯(lián)系性，各自工作，使得網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無法形成一個(gè)有機(jī)的整體。而在新型智能節(jié)能建筑中CAN總線技術(shù)的應(yīng)用，則使得原有計(jì)量系統(tǒng)中的各項(xiàng)缺陷得到了有效的改進(jìn)，使得計(jì)量系統(tǒng)的控制性能以及實(shí)時(shí)性能都有了明顯的提升，這種技術(shù)的應(yīng)用，使得數(shù)據(jù)的傳輸更加具有阿暖性，而且傳輸?shù)乃俣认鄬^快，極大的促進(jìn)了采暖計(jì)量系統(tǒng)的發(fā)展。而要想使得新型智能節(jié)能建筑真正的實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，就要要求采暖系統(tǒng)具有較強(qiáng)的控制能力，在對室內(nèi)環(huán)境中人員的活動(dòng)量來進(jìn)行溫度的調(diào)節(jié)，在判斷室內(nèi)無人時(shí)，可以自行啟動(dòng)控制系統(tǒng)，關(guān)閉供暖或是減小供暖量，以達(dá)到節(jié)能的目的。

而想要更進(jìn)一步的加強(qiáng)采暖計(jì)量系統(tǒng)的控制能力，可以將RFID技術(shù)應(yīng)用到建筑智能節(jié)能系統(tǒng)中。REID是近年來，新型研發(fā)出來的以后射頻識(shí)別技術(shù)，其具有體積小，穿透性強(qiáng)、安全性好以及可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，能夠根據(jù)社內(nèi)人員的活動(dòng)以及人數(shù)進(jìn)行供暖的調(diào)節(jié)，在室內(nèi)無人時(shí)，可以將供暖閥門調(diào)節(jié)至關(guān)閉狀態(tài)，在室內(nèi)有人時(shí)，可開啟供暖閥門，并且在室外溫度降低時(shí)，能夠適當(dāng)?shù)奶嵘覂?nèi)的溫度，以保障人們的正常生活。這種技術(shù)的應(yīng)用，極大的節(jié)省了能源的使用，從而降低了建筑對能源的浪費(fèi)。

因此，采用基于CAN總線和RFID技術(shù)，研制新型的智能采暖計(jì)量系統(tǒng)。系統(tǒng)的核心設(shè)備是用戶控制微處理器，它根據(jù)傳感器組、檢測電路檢測到的居室的狀態(tài)，以及狀態(tài)檢測電路檢測到的執(zhí)行器的狀態(tài)，發(fā)出相應(yīng)智能控制信號(hào)，通過驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器工作。

3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

新型智能節(jié)能建筑的采暖和計(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括三個(gè)部分：上位機(jī)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)可集中器以及用戶智能終端。其中，上位機(jī)管理系統(tǒng)在新型智能節(jié)能建筑中主要是對日常傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)進(jìn)行管理，從而在用戶需要的時(shí)候?yàn)橛脩籼峁┮皇值男畔?shù)據(jù)。而數(shù)據(jù)集中器在新型智能節(jié)能建筑中主要的任務(wù)就是對系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理，然后將協(xié)議進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)換。用戶智能終端則主要是為了能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行智能化控制，將用戶的供暖使用情況，以及用戶的信息進(jìn)行上傳，并通過RFID卡與用戶智能終端控制器配合從而探尋出房屋是否有人，從而進(jìn)行選擇性的供暖。

3.1數(shù)據(jù)集中器

目前大多數(shù)集中抄送表系統(tǒng)采用RS-485總線方式傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)集中器雖然價(jià)格低廉，但是數(shù)據(jù)傳輸速度不快，且不可以直接和局域網(wǎng)連接，從而增加了該類系統(tǒng)的硬件和軟件的復(fù)雜度。本系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)集中器負(fù)責(zé)上位機(jī)和用戶智能終端的聯(lián)系，主要實(shí)現(xiàn)CAN協(xié)議與TCP/IP協(xié)議的轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)的集中和總線隔離的作用，傳輸速度快，且可以直接通過路由器或上位機(jī)管理中心直接連接到局域網(wǎng)及以上網(wǎng)絡(luò)，更便于數(shù)據(jù)的集中管理和分析。集中器硬件主要由三部分組成，第一部分是CAN接口部分，由CAN總線接收器、CAN控制器組成CAN;第二部分是以太網(wǎng)接口部分，以太網(wǎng)接口芯片（DM9000B）為核心設(shè)計(jì);第三部分是嵌人式系統(tǒng)（LPC2290最小系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)TCP/IP和CAN協(xié)議的轉(zhuǎn)換。

3.2用戶智能終端

用戶智能終端是一個(gè)集數(shù)據(jù)采集、識(shí)別、顯示、管理及控制于一體的高科技熱量管理與計(jì)量智能儀器。為了確保在一定距離內(nèi)智能終端不對用戶居室有無人產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷，移動(dòng)RFID卡必須具有良好的穿透性和準(zhǔn)確性，因此移動(dòng)RFID卡采用nRF90S設(shè)計(jì)。讀卡器通過nRF90S芯片片內(nèi)的SPI口與微控制器通信。微處理器根據(jù)溫度傳感器測得的居室空氣溫度與用戶預(yù)先設(shè)定值的溫度值比較，以及讀卡器是否收到相應(yīng)用戶移動(dòng)RFID卡的信號(hào)，即居室有無人員，配合閥門當(dāng)前狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)節(jié)供暖閥門的啟閉，并修改微處理器中的閥門狀態(tài)標(biāo)識(shí)。

3.3用戶智能終端

上位機(jī)管理系統(tǒng)是包括了用戶管理和用戶參數(shù)設(shè)置以及用戶繳費(fèi)的軟件管理系統(tǒng)，上位機(jī)管理系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫為系統(tǒng)的基礎(chǔ)，采用了VS2005進(jìn)行開發(fā)，因此數(shù)據(jù)通常也使用SQL2005。

3.3.1數(shù)據(jù)采集軟件

數(shù)據(jù)采集軟件開發(fā)語言采用C語言。為避免過多其它干擾，軟件寫成WINDOWS服務(wù)。軟件通過以太網(wǎng)，利用SOCK編程，發(fā)送相應(yīng)的通信協(xié)議，將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)解析得到采集數(shù)據(jù)，同時(shí)將采集數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)更新至數(shù)據(jù)庫中。同時(shí)如果當(dāng)前數(shù)據(jù)庫中的余額記錄過少，程序根據(jù)相應(yīng)通信協(xié)議下發(fā)指令，停止供應(yīng)熱量。

3.3.2數(shù)據(jù)管理軟件

為方便管理使用，本系統(tǒng)使用B/S架構(gòu)，利用ASP.NET2.0進(jìn)行開發(fā)，與數(shù)據(jù)采集軟件共用一個(gè)數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)主要功能包括有：用戶信息數(shù)據(jù)維護(hù)，系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置，用戶當(dāng)前余額查詢及用戶繳費(fèi)，用戶繳費(fèi)記錄查詢，用戶實(shí)時(shí)用量記錄查詢，用戶歷史用量記錄查詢。

4.結(jié)語

綜上所述，新型智能節(jié)能建筑中采用的RFID技術(shù)和CAN總線技術(shù)，可有效的提高采暖和計(jì)量系統(tǒng)的實(shí)用性，對于建筑的發(fā)展具有突出的意義。本文通過對新型智能節(jié)能建筑采暖及計(jì)量系統(tǒng)的分析，可以了解到，這種新型建筑在能源的節(jié)約上具有良好的效果，其采暖和計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合現(xiàn)代社會(huì)節(jié)能減排的要求，具有可推廣的價(jià)值。

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