長英科技供熱計(jì)量解決方案
引言
長英科技供熱計(jì)量解決方案核心技術(shù)采用美國DALLAS “1-wire Bus” 產(chǎn)品技術(shù)組成全數(shù)字化、低功耗、簡潔的供熱計(jì)量系統(tǒng)。選用機(jī)械式流量傳感器，經(jīng)過自動化配對篩選的“1-wire” Bus數(shù)字化溫度傳感器（DS18B20）、低功耗設(shè)計(jì)的中心處理模塊(CPM)及預(yù)付費(fèi)TM卡，系統(tǒng)中沒有模擬電路，實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化計(jì)量，避免由于模擬量溫度傳感器在高溫下由于溫漂而影響計(jì)量的精度，特別是批量產(chǎn)品的同一性，生產(chǎn)工藝容易量產(chǎn)，系統(tǒng)擴(kuò)展測溫點(diǎn)的成本很低；采用先進(jìn)的TM卡作為預(yù)付費(fèi)卡，安全、防水、堅(jiān)固、輕便，在性能上具有條形碼、磁卡、IC卡所無法比擬的優(yōu)勢，通過這些核心組件配合熱量表組成的供熱系統(tǒng)，可以很好的解決供暖分戶計(jì)量及供暖費(fèi)上繳的問題。
公司簡介
LANCE TECH 長英科技是美國DALLAS授權(quán)方案發(fā)展商（ASD），專注于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化溫度、濕度、氣體等傳感器及智能監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)與服務(wù)，是專業(yè)的工業(yè)/農(nóng)業(yè)自動化產(chǎn)品生產(chǎn)制造廠商，及IC供應(yīng)/技術(shù)支持的高新技術(shù)企業(yè)，致力于為客戶提供靈活、方便、經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品。
針對我國供暖改革過程中實(shí)現(xiàn)集中供暖的分戶供熱、分戶計(jì)量收費(fèi)問題，發(fā)揚(yáng)長英科技數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)優(yōu)勢，結(jié)合“1-wire” Bus各功能模塊之間布置靈活的特點(diǎn)，提出了流量傳感器、溫度傳感器與計(jì)算器分離為組合式，計(jì)算器與流量傳感器合為一體整體式兩種解決方案。同時(shí)支持主表、分表的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。采用“1-wire” Bus數(shù)字化溫度傳感器（DS18B20）整個(gè)系統(tǒng)為全數(shù)字方案，沒有模擬電路。數(shù)字化溫度傳感器直接輸出溫度值保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，特別是批量產(chǎn)品的同一性，生產(chǎn)工藝容易量產(chǎn)。而且系統(tǒng)擴(kuò)展測溫點(diǎn)的成本很低，比如增加室溫、室外溫度監(jiān)測等功能。采用TM卡作為預(yù)付費(fèi)卡，安全、防水、堅(jiān)固、輕便。采用按戶分環(huán)，一戶一表的熱計(jì)量形式，既保證了計(jì)量的準(zhǔn)確性，又簡化了計(jì)費(fèi)計(jì)算程序，符合我國國情，是今后的推廣方向。
供熱計(jì)量應(yīng)用概述
供熱計(jì)量應(yīng)用大體分為兩類:
新建項(xiàng)目設(shè)計(jì)
新建項(xiàng)目設(shè)計(jì)中,一般采用按戶分環(huán)，一戶一表的熱計(jì)量形式。這種熱計(jì)量方式要將室內(nèi)供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)成雙管水平并聯(lián)或單管水平串聯(lián)。傳統(tǒng)的垂直串、并聯(lián)供暖系統(tǒng)不能采用這種形式，因?yàn)閷υ邢到y(tǒng)改造量太大。它適合在新建住宅中推廣使用。這種一戶一表的熱計(jì)量方式既保證了計(jì)量的準(zhǔn)確性，又簡化了計(jì)費(fèi)計(jì)算程序，符合我國國情，是今后的推廣方向。但分戶計(jì)量要求每戶都要安裝一塊熱表，故初投資較大。
老建筑改造
一種在一棟樓或一個(gè)門棟的熱力入口處安裝一塊熱能表，熱用戶的每組散熱器上安裝熱分配表，根據(jù)熱分配表分?jǐn)偀崮鼙淼臒崃�，并依此�?jì)算熱費(fèi)。我國現(xiàn)有老住宅的單、雙管供熱系統(tǒng)宜采用這種形式，因?yàn)樗鼘ο到y(tǒng)改動小，安裝費(fèi)用低。但熱分配表需要安裝到每組散熱器，因此每戶需要多塊分配表，所以對表與表之間的聯(lián)網(wǎng)特性及整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)、信息共享能力有較高的要求。
供熱計(jì)量技術(shù)簡介
供熱計(jì)量系統(tǒng)主要包括三部分：
流量傳感器、配對溫度傳感器和中心處理模塊(CPM)。
常見的流量傳感器
有機(jī)械式、電磁式、超聲波式、振蕩式等等流量傳感器。一般來說采用機(jī)械式流量計(jì)量的價(jià)格會比采用非機(jī)械式流量計(jì)量低;但非機(jī)械式流量傳感器的精度及長久穩(wěn)定性要比機(jī)械式的好，相應(yīng)的故障率及運(yùn)行維護(hù)成本也就比機(jī)械式的低。因?yàn)閲鴥?nèi)水表最通用的計(jì)量方式是采用機(jī)械式流量計(jì)量，所以目前多數(shù)供熱計(jì)量系統(tǒng)通常采用機(jī)械式流量計(jì)量。
配對溫度傳感器
傳統(tǒng)的方式是采用PT1000，雖然在實(shí)驗(yàn)室或樣機(jī)過程中精度表現(xiàn)不錯(cuò)。但在實(shí)際應(yīng)中存在成本偏高；調(diào)理變送的模擬電路調(diào)試復(fù)雜；統(tǒng)一性不易保證；溫度漂移(特別是一體化表，放大器是在高溫環(huán)境下工作)等問題。經(jīng)實(shí)踐證明，采用經(jīng)過自動化配對篩選的“1-wire” Bus數(shù)字化溫度傳感器（DS18B20）是一種簡單、經(jīng)濟(jì)的方式，傳感器為單芯片設(shè)計(jì)，直接輸出溫度值，系統(tǒng)簡潔，最大可能的減少出問題的環(huán)節(jié)。自動化配對篩選工藝也杜絕了人為失誤，提高了生產(chǎn)效率。
中心處理模塊(CPM)
對于一戶一表的熱計(jì)量形式，一般采用電池供電，所以中心處理模塊的低功耗設(shè)計(jì)是非常重要的，另外由于計(jì)量表安裝在用戶戶內(nèi)，防拆卸及拆卸后的保護(hù)都要周密考慮。
對于主從表熱計(jì)量解決方案，主表采用現(xiàn)場24V供電，從表由主表供電。由于主表與從表之間有一定距離，所以中心處理模塊(CPM)要有優(yōu)異的網(wǎng)絡(luò)特性。
長英科技供熱計(jì)量解決方案
長英科技供熱計(jì)量解決方案的核心：
采用美國DALLAS “1-wire” Bus 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)各功能模塊的緊密、靈活的配置。配對溫度傳感器（DS18B20）、預(yù)付費(fèi)TM卡（DS1961）及將來可能擴(kuò)充的其他模塊都通過“1-wire” Bus同中心處理模塊(CPM)交換數(shù)據(jù)。（結(jié)構(gòu)圖）
長英科技供熱計(jì)量解決方案的優(yōu)點(diǎn)：
l 結(jié)構(gòu)靈活、配置方便是和(“1-wire” Bus標(biāo)準(zhǔn)支持距離200m,最遠(yuǎn)可達(dá)700m)
采用“1-wire” Bus各功能模塊之間布置靈活，既可流量傳感器、溫度傳感器與計(jì)算器分離為組合式也可計(jì)算器與流量傳感器合為一體整體式兩種型式。同時(shí)支持主表、分表的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
l 采用“1-wire” Bus數(shù)字化溫度傳感器（DS18B20）整個(gè)系統(tǒng)為全數(shù)字方案，沒有模擬電路。
數(shù)字化溫度傳感器直接輸出溫度值保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，特別是批量產(chǎn)品的同一性，生產(chǎn)工藝容易量產(chǎn)。而且系統(tǒng)擴(kuò)展測溫點(diǎn)的成本很低，比如增加室溫、室外溫度監(jiān)測等功能。
l 采用TM卡作為預(yù)付費(fèi)卡，
TM卡具有安全、防水、堅(jiān)固、輕便的特點(diǎn)，TM卡讀寫器只有兩個(gè)觸點(diǎn)、體積小，所以設(shè)備的設(shè)備的密封防水比較容易處理，而且采用“1-wire” Bus，無需專門的讀寫器，可以集成為標(biāo)準(zhǔn)的水表尺寸，便于現(xiàn)場安裝。
DS1961 TM卡是美國DALLAS公司生產(chǎn)的最新一代，高智能的，具有IC卡功能的碰觸式存儲卡。作為第四代數(shù)據(jù)傳遞載體的TM卡，在性能上具有條形碼、磁卡、IC卡所無法比擬的優(yōu)勢。 性能及特點(diǎn)
●工作溫度可在一40℃至70℃范圍之間
●讀寫次數(shù)不低于100萬次
●單總線數(shù)據(jù)傳輸速度：16.3K位／秒
●1K 位存儲空間，采用SHA算法數(shù)據(jù)保護(hù)
●使用Flash技術(shù)安全保存數(shù)據(jù)
●不銹鋼外殼，防損性能超強(qiáng)
●兩端口接觸卡座，更準(zhǔn)確可靠
性能比較 性能 條形碼 磁卡 [C卡 TM卡
防塵 一般 一般 一般 好
防潮 差 差 一般 好
防火 差 差 差 較好
防磁 好 差 較好 好
防折疊 一般 差 差 好
防劃傷 一般 差 差 好
防密性能 一般 差 較好 好
通訊容錯(cuò)性 差 一般 較好 好
信息保存 較好 較差 較好 好
長英科技供熱計(jì)量一戶一表的熱計(jì)量解決方案：
此方案屬于按戶分環(huán)，一戶一表的熱計(jì)量形式。這種熱計(jì)量方式要將室內(nèi)供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)成雙管水平并聯(lián)或單管水平串聯(lián)。傳統(tǒng)的垂直串、并聯(lián)供暖系統(tǒng)不能采用這種形式，因?yàn)閷υ邢到y(tǒng)改造量太大。它適合在新建住宅中推廣使用。這種一戶一表的熱計(jì)量方式既保證了計(jì)量的準(zhǔn)確性，又簡化了計(jì)費(fèi)計(jì)算程序，符合我國國情，是今后的推廣方向。但分戶計(jì)量要求每戶都要安裝一塊熱表，故初投資較大。 長英科技供熱計(jì)量一戶一表的熱計(jì)量功能:
l 一戶一表，用戶方必須購買TM卡上的熱量后插入到自己的分戶計(jì)量系統(tǒng)中，待把TM卡上的熱量自動讀到系統(tǒng)中后，系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)便自動開始供熱。當(dāng)使用的熱量剩到一定值時(shí)，系統(tǒng)顯示報(bào)警，催促用戶再購買熱量，否則系統(tǒng)便自動停止供熱。既解決了供熱系統(tǒng)收費(fèi)難的問題，也克服了傳統(tǒng)的按面積收費(fèi)不合理因素。
l 系統(tǒng)可滿足不同用戶，通過預(yù)設(shè)的時(shí)間狀態(tài)開關(guān)來管理家庭中的暖氣。即上班時(shí)自動停止供熱，下班前自動開啟供熱，出差或長期離開取暖地時(shí)，也可通過預(yù)設(shè)的時(shí)間段來自動進(jìn)行開關(guān)管理暖氣。減少了取暖費(fèi)用的支出，增加了交費(fèi)的透明度，節(jié)省了能源消耗。
l 系統(tǒng)還設(shè)定了供熱取暖的進(jìn)水溫度自動控制，進(jìn)入用戶的水溫達(dá)不到一定值時(shí)，系統(tǒng)停止運(yùn)算，維護(hù)了用戶的自身利益。智能數(shù)字化ＩＣ卡熱量表與全自動數(shù)字化ＩＣ卡熱量表相比省去了用戶調(diào)控功能。
l 可以通過連接上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)傳聯(lián)網(wǎng)管理，也可由人工抄表進(jìn)行管理。
系統(tǒng)組成: 長英科技供熱計(jì)量主從表熱計(jì)量解決方案：
主從表熱計(jì)量解決方案采用在一棟樓或一個(gè)門棟的熱力入口處安裝一塊主表，熱用戶的每組散熱器上安裝分表，主表根據(jù)分表數(shù)據(jù)自動統(tǒng)計(jì)并計(jì)算每戶的熱費(fèi)。我國現(xiàn)有老住宅的單、雙管供熱系統(tǒng)宜采用這種形式，因?yàn)樗鼘ο到y(tǒng)改動小，安裝費(fèi)用低。
長英科技供熱計(jì)量主從表熱計(jì)量解決方案特點(diǎn):
主分表之間采用’1-wire’ Bus ,主表可方便的擴(kuò)展分表,自動識別分表。
主表同分表間的距離可達(dá)500M (使用五類通訊線)。
采用總線方式，布線簡單。
主表自動識別TM預(yù)付費(fèi)卡所對應(yīng)分表
可以通過連接上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)傳聯(lián)網(wǎng)管理，也可由人工抄表進(jìn)行管理。
分表也可增加供暖付費(fèi)控制功能（需在原有暖氣片上增加旁路管）
系統(tǒng)組成:
從表結(jié)構(gòu)簡圖:
推廣此解決方案急需解決的問題
預(yù)付費(fèi)的收費(fèi)依據(jù)是目前供熱計(jì)量面臨的主要問題。
簡單地依靠熱表對用戶收費(fèi)并不合理:因?yàn)闊崾?項(xiàng)有別于煤、水、電的商品,一棟住宅樓內(nèi)住戶所消耗的熱量不能像前者一樣互不影響，同樣大小的房間，樓層不同、外墻多少、頂層或一層,它們的熱消耗值是不相同的,甚至相差很大。外圍住戶對中間戶起到了保溫作用,使其熱消耗量降低u顯然,對低層、頂層、外墻多的住戶按表計(jì)量收費(fèi)是不合理的。因此熱表計(jì)量只能作為計(jì)費(fèi)的一個(gè)參數(shù),而不能成為其唯一依據(jù)。
因?yàn)闊崃坑袀鬟f性。所以假設(shè)一間房間完全不采暖，它靠著正常采暖的上下樓層和左右房間的熱量傳遞，可以維持至少12攝氏度的室溫，而周圍的每戶至少把五分之一的供熱量傳給了這個(gè)房間；一戶人家在采暖，但其樓上樓下及左右兩側(cè)房間都不采暖，那么這戶人家采暖就需要相對較多的熱能。
因此合理計(jì)費(fèi)方式還未能正式出臺。關(guān)于對頂層、最外側(cè)這類易散熱的用戶應(yīng)采取不同的計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)等說法都還在醞釀之中。
所以在現(xiàn)階段只能預(yù)留出參數(shù)調(diào)整接口，以便依據(jù)正式出臺的政策調(diào)整。
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