基于射頻識別技術的供熱計量系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著社會進步和居民生活方式的改善,傳統(tǒng)按住宅面積收費的方法受到越來越多用戶質疑,科學的供熱計量成為供暖收費制度改革的焦點,目前我國供熱企業(yè)缺乏科學計量手段,供熱系統(tǒng)的管理水平與之發(fā)展規(guī)模不相稱。國外現(xiàn)在已有較為成熟的熱計量技術和規(guī)范的產品,但因價格昂貴,技術壟斷性強,售后維護困難等因素都制約了其在我國的大面積推廣使用;國內市場上自主開發(fā)的熱計量裝置還有諸如功能少、穩(wěn)定性差、使用壽命短等問題亟待解決。因此,研制適合中國國情的熱計量系統(tǒng)顯得

2、尤為必要。
　　 本課題將RFID技術、智能檢測技術、無線通信技術以及網絡技術應用于供熱計量系統(tǒng),根據最新國際、國內標準,運用RFID技術與無線網絡的技術融合設計了一種功能性強的熱計量系統(tǒng)。RFID技術對于節(jié)點的自動識別有著得天獨厚的優(yōu)勢,而無線自組網絡雖然對節(jié)點沒有令局標識,但是它的傳輸距離大。將RFID技術和無線組網融合,利用無線組網中半徑高達100米的覆蓋范圍和RFID對于每一網絡節(jié)點的高度識別,構建適宜住宅小區(qū)、公共建筑

3、或企事業(yè)單供熱計量管理的無線通信網絡,這是本文的創(chuàng)新點。
　　 本文研究內容主要包括以下幾個方面。
　　 第一,參照最新國際、國內標準,深入研究了射頻技術和無線自組網技術特征,提出運用RFID技術與無線網絡的技術融合的供熱計量系統(tǒng)設計方案。該系統(tǒng)可實現(xiàn)用戶熱預付費、用熱計量數據遠程傳輸等功能,滿足集中供熱系統(tǒng)中實行分戶熱計量的需求。
　　 第二,進行熱計量節(jié)點的設計研究。該節(jié)點主要由微控單元、溫度采集、流量檢測、

4、無線收發(fā)、射頻讀寫、顯示等模塊組成。完成了各部分的硬件設計和軟件編程。熱計量節(jié)點內置Xbee-Pro模塊實現(xiàn)低功耗、高穩(wěn)定性的計量數據傳輸。熱計量節(jié)點具有射頻識別功能,可實現(xiàn)預付費及用戶信息的自動識別。
　　 第三,對無線自組網絡進行研究,針對國內供熱計量的現(xiàn)狀,提出了網狀網和簇狀網相結合的多級傳輸熱計量通信網絡。該網絡底層采用網狀網技術組網方式,組成像漁網一樣的網絡架構,熱計量數據通信可以有多個路徑可以進行傳輸,這要比單跳網絡

5、更加穩(wěn)定。
　　 第四,進行了熱計量系統(tǒng)通信協(xié)議的研究。對數據鏈路層的介質訪問控制(MAC)協(xié)議和網絡層的按需平面距離矢量路由(AODV)協(xié)議進行研究,確定了熱計量網絡數據的傳輸方式。
　　 第五,組網測試。建立了包括內嵌Xbee-Pro模塊的計量節(jié)點、路由器、協(xié)調器的網絡實驗平臺,模擬基于射頻識別的供熱計量系統(tǒng)組網結構進行測試。測試結果表明:該系統(tǒng)利用自組網技術構建的多級傳輸熱計量通信網絡能夠實現(xiàn)熱計量數據的可靠傳輸,