基于物联网技术的集中供热节能网络系统设计与研究

【摘要】：近年来，由于集中供热具有节约能源、改善城市基础设施状况以及改善环境污染等方面的优点，所以在我国得到了迅速的发展。到目前为止，已经有360多个城市实现了集中供热。然而，我国大部分城市的集中供热系统的运行、维护以及管理的自动化水平以及信息化程度还比较低。本文针对集中供热系统在运行、管理、维护等环节存在运行效率很低、供热质量较差、节能效果不理想等问题提出改进措施，并结合物联网技术设计并实现了高效节能的集中供热网络系统。该系统已经在天津市南开区、东丽区等地区得到成功应用，数据显示运行效率增加，供热质量提高，节能效果明显。 首先，本文分析了传统集中供热网络系统存在的问题，提出了基于物联网技术的集中供热节能网络系统及其结构，即通过物联网技术，将换热站、工作人员、控制中心与互联网相连接，组建成一个完整的集中供热节能网络系统，该系统包括换热站现场控制、控制中心以及通讯网络三个部分，这三部分的关系概括来说，是控制中心通过通讯网络对所有的换热站进行远程监控调节。 然后，通过对多种通讯方式进行比较分析，本文采用GPRS无线传输方式进行数据通讯，并且设计了通讯网络系统，通过通讯网络系统实现了换热站与控制中心之间的数据通讯，包括采集数据的上传，控制信息的下发以及控制应答信息回馈。 其次，本文设计了换热站监控子系统，实现了控制中心对换热站的实时远程监控。并且，通过对气象数据、用户的用热特点、建筑类型对供热的影响的分析，本文提出了换热站节能运行控制模式，具体包含三个部分：换热站分组分段控制策略、基于室内温度反馈的控制曲线动态调节策略及换热站运行控制曲线辅助决策。 最后，针对集中供热系统的突发情况，本文提出了短信报警服务，并且设计实现了基于GSM/SMS的短信报警服务平台。即在传统的集中供热报警方式基础上，增加了短信报警功能，通过短信来将报警信息实时发送给工作人员；另外还增加了短信服务功能，通过短信方式来查询和设置换热站的运行数据及控制参数。 【关键词】：集中供热 物联网 GPRS 动态调节 短信报警
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU995;TP391.44;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 课题的研究背景及意义11-12
• 1.1.1 课题的研究背景11
• 1.1.2 课题的研究意义11-12
• 1.2 集中供热概述12
• 1.3 集中供热网络系统的发展现状12-13
• 1.4 物联网相关知识概述13-14
• 1.4.1 物联网技术的定义13-14
• 1.4.2 物联网技术的应用14
• 1.5 本文的主要工作14
• 1.6 本文的组织结构14-15
• 1.7 本章小结15-16
• 第二章 集中供热节能网络系统结构设计16-25
• 2.1 集中供热节能网络系统模型16-19
• 2.1.1 传统集中供热节能网络系统结构16-17
• 2.1.2 本文提出的集中供热节能网络系统结构17-18
• 2.1.3 集中供热节能网络系统工作模式18-19
• 2.2 换热站现场控制19-21
• 2.2.1 换热站数据介绍19-20
• 2.2.2 换热站现场控制调节20-21
• 2.3 集中供热通讯网络分析21-22
• 2.3.1 通讯方式选择21-22
• 2.3.2 集中供热通讯网络功能分析22
• 2.4 集中供热控制中心分析22-23
• 2.5 系统数据库设计23-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第三章 集中供热通讯网络设计及关键技术25-42
• 3.1 GPRS 无线通讯技术25-27
• 3.1.1 GPRS 通讯网络定义25
• 3.1.2 GPRS 通讯原理25-26
• 3.1.3 GPRS 通讯方式26-27
• 3.1.4 GPRS 通讯协议27
• 3.2 集中供热通讯网络设计27-36
• 3.2.1 集中供热通讯网络分析27-28
• 3.2.2 UDP 通讯数据包组成28-35
• 3.2.3 集中供热通讯网络设计35-36
• 3.3 集中供热通讯网络系统实现36-41
• 3.3.1 换热站 DTU 链表维护37-38
• 3.3.2 换热站控制信息发送38-39
• 3.3.3 换热站反馈信息接收39-40
• 3.3.4 换热站采集数据接收40
• 3.3.5 集中供热通讯网络系统运行效果40-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第四章 集中供热控制中心系统设计及关键技术42-64
• 4.1 换热站实时监控设计42-45
• 4.1.1 换热站实时监控分析42
• 4.1.2 换热站实时监控系统结构42-43
• 4.1.3 换热站实时监控系统开发43-45
• 4.2 换热站节能运行控制模式设计45-54
• 4.2.1 换热站分组分段控制策略46-48
• 4.2.2 基于室内温度反馈的控制曲线动态调节策略48-50
• 4.2.3 控制曲线辅助决策50-54
• 4.3 基于 GSM/SMS 的短信报警服务设计54-63
• 4.3.1 SMS 技术简介54
• 4.3.2 短信报警服务分析54-56
• 4.3.3 控制中心报警系统设计56-58
• 4.3.4 短信报警服务系统设计58-59
• 4.3.5 短信报警服务系统实现59-63
• 4.4 本章小结63-64
• 第五章 总结及展望64-66
• 5.1 本文总结64-65
• 5.2 展望65-66
• 参考文献66-69
• 发表论文和科研情况说明69-70
• 致谢70-71

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