基于射頻識別技術(shù)的供熱計量系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著社會進(jìn)步和居民生活方式的改善,傳統(tǒng)按住宅面積收費(fèi)的方法受到越來越多用戶質(zhì)疑,科學(xué)的供熱計量成為供暖收費(fèi)制度改革的焦點(diǎn),目前我國供熱企業(yè)缺乏科學(xué)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(shù)和規(guī)范的產(chǎn)品,但因價格昂貴,技術(shù)壟斷性強(qiáng),售后維護(hù)困難等因素都制約了其在我國的大面積推廣使用;國內(nèi)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(shù)、智能檢測技術(shù)、無線通信技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于供熱計量系統(tǒng),根據(jù)最新國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn),運(yùn)用RFID技術(shù)與無線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)融合設(shè)計了一種功能性強(qiáng)的熱計量系統(tǒng)。RFID技術(shù)對于節(jié)點(diǎn)的自動識別有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢,而無線自組網(wǎng)絡(luò)雖然對節(jié)點(diǎn)沒有令局標(biāo)識,但是它的傳輸距離大。將RFID技術(shù)和無線組網(wǎng)融合,利用無線組網(wǎng)中半徑高達(dá)100米的覆蓋范圍和RFID對于每一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的高度識別,構(gòu)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(wǎng)絡(luò),這是本文的創(chuàng)新點(diǎn)。
　　 本文研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面。
　　 第一,參照最新國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn),深入研究了射頻技術(shù)和無線自組網(wǎng)技術(shù)特征,提出運(yùn)用RFID技術(shù)與無線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)融合的供熱計量系統(tǒng)設(shè)計方案。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)用戶熱預(yù)付費(fèi)、用熱計量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)裙δ?滿足集中供熱系統(tǒng)中實(shí)行分戶熱計量的需求。
　　 第二,進(jìn)行熱計量節(jié)點(diǎn)的設(shè)計研究。該節(jié)點(diǎn)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(shè)計和軟件編程。熱計量節(jié)點(diǎn)內(nèi)置Xbee-Pro模塊實(shí)現(xiàn)低功耗、高穩(wěn)定性的計量數(shù)據(jù)傳輸。熱計量節(jié)點(diǎn)具有射頻識別功能,可實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)及用戶信息的自動識別。
　　 第三,對無線自組網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究,針對國內(nèi)供熱計量的現(xiàn)狀,提出了網(wǎng)狀網(wǎng)和簇狀網(wǎng)相結(jié)合的多級傳輸熱計量通信網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)底層采用網(wǎng)狀網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)方式,組成像漁網(wǎng)一樣的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),熱計量數(shù)據(jù)通信可以有多個路徑可以進(jìn)行傳輸,這要比單跳網(wǎng)絡(luò)

5、更加穩(wěn)定。
　　 第四,進(jìn)行了熱計量系統(tǒng)通信協(xié)議的研究。對數(shù)據(jù)鏈路層的介質(zhì)訪問控制(MAC)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)層的按需平面距離矢量路由(AODV)協(xié)議進(jìn)行研究,確定了熱計量網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸方式。
　　 第五,組網(wǎng)測試。建立了包括內(nèi)嵌Xbee-Pro模塊的計量節(jié)點(diǎn)、路由器、協(xié)調(diào)器的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)平臺,模擬基于射頻識別的供熱計量系統(tǒng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測試。測試結(jié)果表明:該系統(tǒng)利用自組網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建的多級傳輸熱計量通信網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)熱計量數(shù)據(jù)的可靠傳輸,