長英科技供熱計量解決方案
引言
長英科技供熱計量解決方案核心技術(shù)采用美國DALLAS “1-wire Bus” 產(chǎn)品技術(shù)組成全數(shù)字化、低功耗、簡潔的供熱計量系統(tǒng)。選用機械式流量傳感器，經(jīng)過自動化配對篩選的“1-wire” Bus數(shù)字化溫度傳感器（DS18B20）、低功耗設(shè)計的中心處理模塊(CPM)及預付費TM卡，系統(tǒng)中沒有模擬電路，實現(xiàn)全數(shù)字化計量，避免由于模擬量溫度傳感器在高溫下由于溫漂而影響計量的精度，特別是批量產(chǎn)品的同一性，生產(chǎn)工藝容易量產(chǎn)，系統(tǒng)擴展測溫點的成本很低；采用先進的TM卡作為預付費卡，安全、防水、堅固、輕便，在性能上具有條形碼、磁卡、IC卡所無法比擬的優(yōu)勢，通過這些核心組件配合熱量表組成的供熱系統(tǒng)，可以很好的解決供暖分戶計量及供暖費上繳的問題。
公司簡介
LANCE TECH 長英科技是美國DALLAS授權(quán)方案發(fā)展商（ASD），專注于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化溫度、濕度、氣體等傳感器及智能監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)與服務(wù)，是專業(yè)的工業(yè)/農(nóng)業(yè)自動化產(chǎn)品生產(chǎn)制造廠商，及IC供應/技術(shù)支持的高新技術(shù)企業(yè)，致力于為客戶提供靈活、方便、經(jīng)濟的產(chǎn)品。
針對我國供暖改革過程中實現(xiàn)集中供暖的分戶供熱、分戶計量收費問題，發(fā)揚長英科技數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)優(yōu)勢，結(jié)合“1-wire” Bus各功能模塊之間布置靈活的特點，提出了流量傳感器、溫度傳感器與計算器分離為組合式，計算器與流量傳感器合為一體整體式兩種解決方案。同時支持主表、分表的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。采用“1-wire” Bus數(shù)字化溫度傳感器（DS18B20）整個系統(tǒng)為全數(shù)字方案，沒有模擬電路。數(shù)字化溫度傳感器直接輸出溫度值保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，特別是批量產(chǎn)品的同一性，生產(chǎn)工藝容易量產(chǎn)。而且系統(tǒng)擴展測溫點的成本很低，比如增加室溫、室外溫度監(jiān)測等功能。采用TM卡作為預付費卡，安全、防水、堅固、輕便。采用按戶分環(huán)，一戶一表的熱計量形式，既保證了計量的準確性，又簡化了計費計算程序，符合我國國情，是今后的推廣方向。
供熱計量應用概述
供熱計量應用大體分為兩類:
新建項目設(shè)計
新建項目設(shè)計中,一般采用按戶分環(huán)，一戶一表的熱計量形式。這種熱計量方式要將室內(nèi)供熱系統(tǒng)設(shè)計成雙管水平并聯(lián)或單管水平串聯(lián)。傳統(tǒng)的垂直串、并聯(lián)供暖系統(tǒng)不能采用這種形式，因為對原有系統(tǒng)改造量太大。它適合在新建住宅中推廣使用。這種一戶一表的熱計量方式既保證了計量的準確性，又簡化了計費計算程序，符合我國國情，是今后的推廣方向。但分戶計量要求每戶都要安裝一塊熱表，故初投資較大。
老建筑改造
一種在一棟樓或一個門棟的熱力入口處安裝一塊熱能表，熱用戶的每組散熱器上安裝熱分配表，根據(jù)熱分配表分攤熱能表的熱量，并依此計算熱費。我國現(xiàn)有老住宅的單、雙管供熱系統(tǒng)宜采用這種形式，因為它對系統(tǒng)改動小，安裝費用低。但熱分配表需要安裝到每組散熱器，因此每戶需要多塊分配表，所以對表與表之間的聯(lián)網(wǎng)特性及整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)、信息共享能力有較高的要求。
供熱計量技術(shù)簡介
供熱計量系統(tǒng)主要包括三部分：
流量傳感器、配對溫度傳感器和中心處理模塊(CPM)。
常見的流量傳感器
有機械式、電磁式、超聲波式、振蕩式等等流量傳感器。一般來說采用機械式流量計量的價格會比采用非機械式流量計量低;但非機械式流量傳感器的精度及長久穩(wěn)定性要比機械式的好，相應的故障率及運行維護成本也就比機械式的低。因為國內(nèi)水表最通用的計量方式是采用機械式流量計量，所以目前多數(shù)供熱計量系統(tǒng)通常采用機械式流量計量。
配對溫度傳感器
傳統(tǒng)的方式是采用PT1000，雖然在實驗室或樣機過程中精度表現(xiàn)不錯。但在實際應中存在成本偏高；調(diào)理變送的模擬電路調(diào)試復雜；統(tǒng)一性不易保證；溫度漂移(特別是一體化表，放大器是在高溫環(huán)境下工作)等問題。經(jīng)實踐證明，采用經(jīng)過自動化配對篩選的“1-wire” Bus數(shù)字化溫度傳感器（DS18B20）是一種簡單、經(jīng)濟的方式，傳感器為單芯片設(shè)計，直接輸出溫度值，系統(tǒng)簡潔，最大可能的減少出問題的環(huán)節(jié)。自動化配對篩選工藝也杜絕了人為失誤，提高了生產(chǎn)效率。
中心處理模塊(CPM)
對于一戶一表的熱計量形式，一般采用電池供電，所以中心處理模塊的低功耗設(shè)計是非常重要的，另外由于計量表安裝在用戶戶內(nèi)，防拆卸及拆卸后的保護都要周密考慮。
對于主從表熱計量解決方案，主表采用現(xiàn)場24V供電，從表由主表供電。由于主表與從表之間有一定距離，所以中心處理模塊(CPM)要有優(yōu)異的網(wǎng)絡(luò)特性。
長英科技供熱計量解決方案
長英科技供熱計量解決方案的核心：
采用美國DALLAS “1-wire” Bus 標準實現(xiàn)各功能模塊的緊密、靈活的配置。配對溫度傳感器（DS18B20）、預付費TM卡（DS1961）及將來可能擴充的其他模塊都通過“1-wire” Bus同中心處理模塊(CPM)交換數(shù)據(jù)。（結(jié)構(gòu)圖）
長英科技供熱計量解決方案的優(yōu)點：
l 結(jié)構(gòu)靈活、配置方便是和(“1-wire” Bus標準支持距離200m,最遠可達700m)
采用“1-wire” Bus各功能模塊之間布置靈活，既可流量傳感器、溫度傳感器與計算器分離為組合式也可計算器與流量傳感器合為一體整體式兩種型式。同時支持主表、分表的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
l 采用“1-wire” Bus數(shù)字化溫度傳感器（DS18B20）整個系統(tǒng)為全數(shù)字方案，沒有模擬電路。
數(shù)字化溫度傳感器直接輸出溫度值保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，特別是批量產(chǎn)品的同一性，生產(chǎn)工藝容易量產(chǎn)。而且系統(tǒng)擴展測溫點的成本很低，比如增加室溫、室外溫度監(jiān)測等功能。
l 采用TM卡作為預付費卡，
TM卡具有安全、防水、堅固、輕便的特點，TM卡讀寫器只有兩個觸點、體積小，所以設(shè)備的設(shè)備的密封防水比較容易處理，而且采用“1-wire” Bus，無需專門的讀寫器，可以集成為標準的水表尺寸，便于現(xiàn)場安裝。
DS1961 TM卡是美國DALLAS公司生產(chǎn)的最新一代，高智能的，具有IC卡功能的碰觸式存儲卡。作為第四代數(shù)據(jù)傳遞載體的TM卡，在性能上具有條形碼、磁卡、IC卡所無法比擬的優(yōu)勢。 性能及特點
●工作溫度可在一40℃至70℃范圍之間
●讀寫次數(shù)不低于100萬次
●單總線數(shù)據(jù)傳輸速度：16.3K位／秒
●1K 位存儲空間，采用SHA算法數(shù)據(jù)保護
●使用Flash技術(shù)安全保存數(shù)據(jù)
●不銹鋼外殼，防損性能超強
●兩端口接觸卡座，更準確可靠
性能比較 性能 條形碼 磁卡 [C卡 TM卡
防塵 一般 一般 一般 好
防潮 差 差 一般 好
防火 差 差 差 較好
防磁 好 差 較好 好
防折疊 一般 差 差 好
防劃傷 一般 差 差 好
防密性能 一般 差 較好 好
通訊容錯性 差 一般 較好 好
信息保存 較好 較差 較好 好
長英科技供熱計量一戶一表的熱計量解決方案：
此方案屬于按戶分環(huán)，一戶一表的熱計量形式。這種熱計量方式要將室內(nèi)供熱系統(tǒng)設(shè)計成雙管水平并聯(lián)或單管水平串聯(lián)。傳統(tǒng)的垂直串、并聯(lián)供暖系統(tǒng)不能采用這種形式，因為對原有系統(tǒng)改造量太大。它適合在新建住宅中推廣使用。這種一戶一表的熱計量方式既保證了計量的準確性，又簡化了計費計算程序，符合我國國情，是今后的推廣方向。但分戶計量要求每戶都要安裝一塊熱表，故初投資較大。 長英科技供熱計量一戶一表的熱計量功能:
l 一戶一表，用戶方必須購買TM卡上的熱量后插入到自己的分戶計量系統(tǒng)中，待把TM卡上的熱量自動讀到系統(tǒng)中后，系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)便自動開始供熱。當使用的熱量剩到一定值時，系統(tǒng)顯示報警，催促用戶再購買熱量，否則系統(tǒng)便自動停止供熱。既解決了供熱系統(tǒng)收費難的問題，也克服了傳統(tǒng)的按面積收費不合理因素。
l 系統(tǒng)可滿足不同用戶，通過預設(shè)的時間狀態(tài)開關(guān)來管理家庭中的暖氣。即上班時自動停止供熱，下班前自動開啟供熱，出差或長期離開取暖地時，也可通過預設(shè)的時間段來自動進行開關(guān)管理暖氣。減少了取暖費用的支出，增加了交費的透明度，節(jié)省了能源消耗。
l 系統(tǒng)還設(shè)定了供熱取暖的進水溫度自動控制，進入用戶的水溫達不到一定值時，系統(tǒng)停止運算，維護了用戶的自身利益。智能數(shù)字化ＩＣ卡熱量表與全自動數(shù)字化ＩＣ卡熱量表相比省去了用戶調(diào)控功能。
l 可以通過連接上位機進行遠傳聯(lián)網(wǎng)管理，也可由人工抄表進行管理。
系統(tǒng)組成: 長英科技供熱計量主從表熱計量解決方案：
主從表熱計量解決方案采用在一棟樓或一個門棟的熱力入口處安裝一塊主表，熱用戶的每組散熱器上安裝分表，主表根據(jù)分表數(shù)據(jù)自動統(tǒng)計并計算每戶的熱費。我國現(xiàn)有老住宅的單、雙管供熱系統(tǒng)宜采用這種形式，因為它對系統(tǒng)改動小，安裝費用低。
長英科技供熱計量主從表熱計量解決方案特點:
主分表之間采用’1-wire’ Bus ,主表可方便的擴展分表,自動識別分表。
主表同分表間的距離可達500M (使用五類通訊線)。
采用總線方式，布線簡單。
主表自動識別TM預付費卡所對應分表
可以通過連接上位機進行遠傳聯(lián)網(wǎng)管理，也可由人工抄表進行管理。
分表也可增加供暖付費控制功能（需在原有暖氣片上增加旁路管）
系統(tǒng)組成:
從表結(jié)構(gòu)簡圖:
推廣此解決方案急需解決的問題
預付費的收費依據(jù)是目前供熱計量面臨的主要問題。
簡單地依靠熱表對用戶收費并不合理:因為熱是-項有別于煤、水、電的商品,一棟住宅樓內(nèi)住戶所消耗的熱量不能像前者一樣互不影響，同樣大小的房間，樓層不同、外墻多少、頂層或一層,它們的熱消耗值是不相同的,甚至相差很大。外圍住戶對中間戶起到了保溫作用,使其熱消耗量降低u顯然,對低層、頂層、外墻多的住戶按表計量收費是不合理的。因此熱表計量只能作為計費的一個參數(shù),而不能成為其唯一依據(jù)。
因為熱量有傳遞性。所以假設(shè)一間房間完全不采暖，它靠著正常采暖的上下樓層和左右房間的熱量傳遞，可以維持至少12攝氏度的室溫，而周圍的每戶至少把五分之一的供熱量傳給了這個房間；一戶人家在采暖，但其樓上樓下及左右兩側(cè)房間都不采暖，那么這戶人家采暖就需要相對較多的熱能。
因此合理計費方式還未能正式出臺。關(guān)于對頂層、最外側(cè)這類易散熱的用戶應采取不同的計費標準等說法都還在醞釀之中。
所以在現(xiàn)階段只能預留出參數(shù)調(diào)整接口，以便依據(jù)正式出臺的政策調(diào)整。
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