用热量远程计量系统的设计

　　0 引 言

　　用热量的准确计量及科学合理收费是关系到国计民生的大事。 长期以来，我国在热量供暖上实行的是按供热面积结算，这不仅不利于供热节能，还会造成收费困难等问题。 因此，我国即将实行城镇供热体制改革中的一项重要内容就是逐步取消按建筑物面积收费，推行按用热量分户计量收费的办法[1];为了配合我国这一措施的实施，本文设计了一种用热量远程计量系统。

　　1 用热量远程计量系统的总体结构

　　用热量远程计量系统主要由三级组成，即网络终端的智能网络热量表、集中器、监控中心计算机组成，见图1。

　　智能网络热量表负责用户的流量和温度采集、热量计量、数据存储与显示、与集中器通信等。 集中器是数据中转功能，负责监控中心和智能网络热量表的联系。 其主要任务有两项：1) 完成与智能网络热量表的通信， 根据系统的要求接收智能网络热量表的数据;2) 根据系统要求完成与监控中心计算机的通信，将智能网络热量表的数据信息传输给监控中心管理系统。监控中心管理系统的主要功能有：统计用户用热量和交费情况;对抄收集中器的数据进行加工处理;监控智能网络热量表的运行情况等。

　　2 智能网络热量表的设计[2]

　　智能网络热量表是本系统的终端， 是一种集计量、计费、显示、管理、控制于一体的高科技用热量自动计量仪表，它通过网络通信技术与集中器、监控中心计算机联网，构成多功能、低功耗、用热量远程抄表系统，实现了用热信息的采集、传送及控制。

　　2.1 智能网络热量表的组成框图及主要功能

　　智能网络热量表的组成框图见图2。

　　智能网络热量表具有以下主要功能：1)数据采集：通过流量传感器和温度传感器分别采集水的流量和温度，并进行热量积算。 其中温度测量很重要，采用两个温度传感器 Pt1000 分别放入用户换热器的入水口和回水口的热水中， 将其测得的温度信号传给MSP430F147 主控芯片。 将主控芯片中相应的定时器A (Timer-A) 的捕获/比较寄存器引脚连接 Pt1000 及电阻和电容，利用 RC 电路充放电的时间不同，通过 Pt电阻的变化，由公式 T=RC 通过捕获电路求出时间，再通过 Pt 表查出相应温度。2)信息显示：根据热力公司及用户要求，本文设计了多种参数显示功能，通过单一键人为操作，分时显示热量、入水温度、出水温度、瞬时流量、温差显示、累积流量、温差错误报警、工作时间、出厂时间等 9 种参量及其相应参量单位。3)欠压提示： 当智能网络热量表内的电池电压不足时，智能网络热量表显示"电池欠压"，提醒用户更换电池。4)监控功能： 可以监控智能网络热量表的运行状况，如果出现异常，则关闭水表的阀门。 当用户热量表中的预付热量不足时，系统发出报警，提醒用户购买热量。如果系统中的预付热量用完而用户没有及时充入新的热量时，系统通过控制关闭阀门，停止用户热量供应;当用户购买热量后，才可打开阀门重新供热。5)与集中器通信。采用 MAXIM 公司的 RS-485 低功率接口芯片 MAX485 与集中器通信。6)防拆卸功能。 为了防止用户拆卸智能网络热量表，设计了防拆卸电路：电路中加入一个按键，平时处于按下的状态，当智能网络热量表被拆卸时，这个按键弹起，这时热量表关闭阀门，大大增加了热量表的安全系数。