新型智能節能建筑采暖及計量系統的設計

于海濱

摘要：新型智能節能建筑的建設和發展，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境。而在新型智能節能建筑中，人們最關心的問題是采暖和計量系統的設計，這關乎到人們的日常生活水平，因此，廣泛受到人們的重視。本文就新型智能節能建筑采暖及計量系統的設計進行了簡要的分析，僅供參考。

關鍵詞：新型智能節能建筑;采暖系統;計量系統;設計分析

能源緊缺的問題已經成為了社會關注的焦點。我國各項基礎設施以及工程項目在建設的過程中，都要消耗大量的能源資源，尤其是建筑行業對能源的消耗兩最為巨大。而且建筑的能源浪費也相當嚴重，在建筑施工的過程中，所能得到利用的資源量僅為33%，造成了極其嚴重的能源浪費。而新型智能節能建筑的出現使得建筑的耗能減少，滿足了節能的要求。但是相比于節能問題來說，人們更關心建筑的采暖系統和計量系統的設置，這兩種系統與人們的生活息息相關，因此要注重對新型智能節能建筑采暖及計量系統的設計。

1.新型智能節能建筑采暖及計量系統的設計概述

隨著社會的發展，能源緊缺已經威脅到全世界的可持續性發展。我國既是一個資源儲量巨大的大國，也是一個資源緊缺的大國，而且由于應用資源的方式不成熟，和國人節能意識較差，導致了我國還是一個還是一個能源浪費大國，而且能源的浪費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，都進行整日不間斷的供暖，從而使能源被極大的浪費。在這一背景下，新型的智能節能建筑系統應運而生，新型的智能節能建筑采暖系統是基于CAN總線和RFID跟蹤技術的一種采暖系統。這種系統不僅具有自動調節室溫和識別室內是否有人的功能，甚至還能實現遠程自動抄表的功能。新型智能節能建筑采暖系統的出現，解決了采暖系統的節能和分戶計量問題，為提高人們生活質量作出了重要貢獻。

2..新型智能節能建筑采暖及計量系統的總體設計

在傳統的建筑中，對采暖系統進行智能化設計，還存在一定的局限性，其在可靠性以及實時性上還具有一定的不足，無法使得采暖系統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和計量系統進行創新設計，從而達到節能的目的。在過去的集中計量系統的設計中，主要采用的是利用RS-485總線方式將數據信息進行傳送，這種數據的傳輸方式在很多程度上縮短了數據傳輸的距離，而且這種系統的安裝又較為復雜，各個儀表之間沒有較強的聯系性，各自工作，使得網絡系統無法形成一個有機的整體。而在新型智能節能建筑中CAN總線技術的應用，則使得原有計量系統中的各項缺陷得到了有效的改進，使得計量系統的控制性能以及實時性能都有了明顯的提升，這種技術的應用，使得數據的傳輸更加具有阿暖性，而且傳輸的速度相對較快，極大的促進了采暖計量系統的發展。而要想使得新型智能節能建筑真正的實現節能的目的，就要要求采暖系統具有較強的控制能力，在對室內環境中人員的活動量來進行溫度的調節，在判斷室內無人時，可以自行啟動控制系統，關閉供暖或是減小供暖量，以達到節能的目的。

而想要更進一步的加強采暖計量系統的控制能力，可以將RFID技術應用到建筑智能節能系統中。REID是近年來，新型研發出來的以后射頻識別技術，其具有體積小，穿透性強、安全性好以及可重復使用等優點，能夠根據社內人員的活動以及人數進行供暖的調節，在室內無人時，可以將供暖閥門調節至關閉狀態，在室內有人時，可開啟供暖閥門，并且在室外溫度降低時，能夠適當的提升室內的溫度，以保障人們的正常生活。這種技術的應用，極大的節省了能源的使用，從而降低了建筑對能源的浪費。

因此，采用基于CAN總線和RFID技術，研制新型的智能采暖計量系統。系統的核心設備是用戶控制微處理器，它根據傳感器組、檢測電路檢測到的居室的狀態，以及狀態檢測電路檢測到的執行器的狀態，發出相應智能控制信號，通過驅動電路驅動執行器工作。

3.系統結構設計

新型智能節能建筑的采暖和計量系統設計主要包括三個部分：上位機管理系統、數據可集中器以及用戶智能終端。其中，上位機管理系統在新型智能節能建筑中主要是對日常傳輸的信息數據進行管理，從而在用戶需要的時候為用戶提供一手的信息數據。而數據集中器在新型智能節能建筑中主要的任務就是對系統中的數據進行集中處理，然后將協議進行有效的轉換。用戶智能終端則主要是為了能夠對系統進行智能化控制，將用戶的供暖使用情況，以及用戶的信息進行上傳，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，從而進行選擇性的供暖。

3.1數據集中器

目前大多數集中抄送表系統采用RS-485總線方式傳輸數據的數據集中器雖然價格低廉，但是數據傳輸速度不快，且不可以直接和局域網連接，從而增加了該類系統的硬件和軟件的復雜度。本系統中的數據集中器負責上位機和用戶智能終端的聯系，主要實現CAN協議與TCP/IP協議的轉化、數據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管理中心直接連接到局域網及以上網絡，更便于數據的集中管理和分析。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;第二部分是以太網接口部分，以太網接口芯片（DM9000B）為核心設計;第三部分是嵌人式系統（LPC2290最小系統），實現TCP/IP和CAN協議的轉換。

3.2用戶智能終端

用戶智能終端是一個集數據采集、識別、顯示、管理及控制于一體的高科技熱量管理與計量智能儀器。為了確保在一定距離內智能終端不對用戶居室有無人產生錯誤判斷，移動RFID卡必須具有良好的穿透性和準確性，因此移動RFID卡采用nRF90S設計。讀卡器通過nRF90S芯片片內的SPI口與微控制器通信。微處理器根據溫度傳感器測得的居室空氣溫度與用戶預先設定值的溫度值比較，以及讀卡器是否收到相應用戶移動RFID卡的信號，即居室有無人員，配合閥門當前狀態，自動調節供暖閥門的啟閉，并修改微處理器中的閥門狀態標識。

3.3用戶智能終端

上位機管理系統是包括了用戶管理和用戶參數設置以及用戶繳費的軟件管理系統，上位機管理系統以數據庫為系統的基礎，采用了VS2005進行開發，因此數據通常也使用SQL2005。

3.3.1數據采集軟件

數據采集軟件開發語言采用C語言。為避免過多其它干擾，軟件寫成WINDOWS服務。軟件通過以太網，利用SOCK編程，發送相應的通信協議，將接收到的數據進行相應解析得到采集數據，同時將采集數據實時存儲更新至數據庫中。同時如果當前數據庫中的余額記錄過少，程序根據相應通信協議下發指令，停止供應熱量。

3.3.2數據管理軟件

為方便管理使用，本系統使用B/S架構，利用ASP.NET2.0進行開發，與數據采集軟件共用一個數據庫。系統主要功能包括有：用戶信息數據維護，系統參數設置，用戶當前余額查詢及用戶繳費，用戶繳費記錄查詢，用戶實時用量記錄查詢，用戶歷史用量記錄查詢。

4.結語

綜上所述，新型智能節能建筑中采用的RFID技術和CAN總線技術，可有效的提高采暖和計量系統的實用性，對于建筑的發展具有突出的意義。本文通過對新型智能節能建筑采暖及計量系統的分析，可以了解到，這種新型建筑在能源的節約上具有良好的效果，其采暖和計量系統的設計符合現代社會節能減排的要求，具有可推廣的價值。

參考文獻：

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