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智慧供热解决方案概述智慧供热系统采用平台+模块的设计理念，软件平台与硬件架构相互独立，之间通过针对各硬件架构设计的数据处理模块实现无缝对接，硬件架构上的选择或调整不会影响到平台设计与功能，上层平台使用统一的接口与各模块通信，各模块再根据不同的硬件架构实现数据解析、处理，使智慧供热系统具有良好的组织性、扩展性、稳定性。(平台+模块设计架构图)智慧供热云平台智慧供热云平台基于目前互联网最新的云架构，具有自动抄表、热量计量、热量调节、远程监控、一键平衡智慧控制、GIS可视化管理、故障预警、计费缴费、数据挖掘、统计分析对比等功能。为热力公司管理人员提供多角度多层次多种类的数据图表，以便快速找出客观规律和隐藏问题，实现统筹规划，提高工作效率，减少运营维护工作量，实现节能减排，增加收益；为安装维护人员提供手机APP以便现场信息录入、设备安装指导与调试、故障记录、筛选，以便准确找出故障，快速排查；为热用户提供手机APP、公众号、小程序，以便用户信息查询、远程调控、故障申报、自助缴费。（软件架构图）硬件方案及架构硬件提供目前成熟且大量部署的三种方案，即4G采集器+MBUS有线阀门、4G采集器+LoRa无线阀门、4G低功耗采集器+MBUS有线阀门，这三种方案都可选搭配高精度室温监测插座实现室内温度采集，搭配压力传感器实现进回水压力采集，搭配热计量表实现流量、热量采集，三种方案介绍如下：1、4G采集器+LoRa无线阀门产品组成：4G数据采集器（LoRa版本）、LoRa无线阀门控制器（带水温）、测温插座（可选）部署方式：根据项目实施进行区域划分，然后每个区域单独采用一个LoRa数据采集器进行阀门控制器的管理，在LoRa通信范围内，可管理的阀门数量无限制，具体部署规划视现场项目情况而定。项目优势：无需考虑繁杂的布线情况，可节省大量布线的成本，采集器和阀门控制器相互独立，单个阀门控制器故障并不会影响其他阀门的正常工作，采集器的安装位置比较灵活。项目不足：通信效率与现场控制器分布情况关联较大，且采集器的部署情况会影响通信数据传输，通信效率相比有线方式较低2、4G采集器+MBUS有线阀门产品组成：4G数据采集器（Mbus版本）、Mbus阀门控制器（带水温）、测温插座（可选）部署方式：根据项目实施进行区域划分，然后每个区域单独采用一个Mbus数据采集器进行阀门控制器的管理，使用采集器和控制器直连的方式，单个Mbus采集器可带载200个Mbus阀门控制器，具体部署规划视现场项目情况而定。项目优势：通讯效率较高，各个采集器间不会产生数据干扰，且有线方式抗干扰能力较强，不会出现数据错乱等情况。项目不足：布线方式较为繁杂且布线质量要求较高，单个阀门故障会影响整条线路的数据通讯，布线时需要考虑Mbus通讯线的压降。3、4G低功耗采集器+MBUS有线阀门产品线：4G数据采集器（低功耗版本）、Mbus阀门控制器（带水温）、测温插座（可选）部署方式：根据项目实施进行区域划分，然后每个区域单独采用一个低功耗数据采集器进行阀门控制器的管理，采集器接管阀门控制器的供电和通讯，单个Mbus采集器可带载20个阀门控制器，具体部署规划视现场项目情况而定。项目优势：通讯效率较高，各个采集器间不会产生数据干扰，且有线方式抗干扰能力较强，不会出现数据错乱等情况，控制器的供电与通讯均由低功耗采集器接管，所以无需外部供电布线。项目不足：布线方式较为繁杂且布线质量要求较高，阀门控制器故障会造成总线路问题，布线时需要考虑Mbus通讯线的压降。部署各方案对比：方案一方案二方案三网络4G网络，7*24h在线，控制效率高4G网络，模式可配置，常规模式7*24小时在线，低功耗模式每2小时（可配置）唤醒上线一次，无指令自动进入休眠模式覆盖需要选择LoRa采集器位置无需考虑信号覆盖无需考虑信号覆盖施工周期短较长一般硬件1.信号覆盖范围内，接入设备数量无限制2.包含四个状态指示灯，标识电源，网络以及不同接口通讯状态1.包含两路Mbus接口。3.Mbus总线最大可连接设备数量为200个3.包含四个状态指示灯，标识电源，网络以及不同接口通讯状态1.包含一路Mbus接口，20路电源管理接口2.Mbus总线最大可连接设备数量为20个3.包含2个状态指示灯，标识电源，网络状态软件通过不同的数据处理模块对接同一平台进行管理，平台无需关心具体硬件架构，方便各层次人员操作（硬件架构图）一．平台功能1、组成部分智慧供热云平台服务器分为数据库服务器、Web服务器、应用服务器，数据库服务器用于存储抄表、基本信息、结算信息、日志、历史数据等。可实现大数据、高并发、容错、自动备份机制；Web服务器提供后台访问，实现权限分级、安全认证机制；应用服务器用于客户端APP、公众号小程序、采集器的连接以及数据的接收、处理、计算和发布，并向第三方应用（如自助充值、短信）提供接口，同时实现系统设定的各项运行机制，如自动平衡、智能调节控制等，以后还可根据业务量动态增加集群，保证服务器稳定、高效、及时响应运行。平台功能包含十个大模块，分别是基础信息管理、数据采集管理、状态监测、智慧控制、特征分析、能源管控、数据应用、一键平衡、热点追踪、系统管理(平台功能架构图)2、部分功能说明2-1、安装维护人员现场使用手机（领先其他同行需要带电脑以及信号线连接采集器方式）扫描采集器/阀门等设备上的条形码，即可对该设备进行调试。针对采集器可查询网络信号质量，便于安装在最佳位置；针对阀门可查询阀门当前状态并进行开度调节测试2-2、入户状态信息一览，可查看每户设备的在线情况、当前开度/温度等各项数值，通过地址树快速定位，并根据条件高级筛选、数据导出2-3、各项数据都提供了曲线走势图，将大量的数值进行图形化显示，更加直观，便于分析，并将不同类型但具有相关性的海量数据在云平台上汇集、分析、挖掘和处理，为数据和信息应用提供实时决策支持和服务2-4、Gis热点监测对接地图API以地图、卫星图方式实现入户设备定位，或提供无人机航拍图，直观显示各供热入口分布情况、实时运行情况，同时也方便维护人员查找位置2-5、智慧控制可针对小区设置控制策略，系统自动依据相关参数、采集到的相关数值，计算阀门调节开度，自动调节，最终实现水力平衡、热力平衡、节能减排，并且控制策略多样化，包含：◆室内温度控制：通过高精度温湿度监测插座采集到的室内温度与设定值相比较，计算并调节阀门目标开度，从而使室内温度达到预设值，实现精准供热◆回水温度控制：通过设定定值或设定曲线：Tr2sp=f（To），包括：基本设定曲线、时间偏差修正、气象条件偏差修正、其他偏差修正，计算出每一时刻的目标值，与当前采集到的回水温度值相比较，计算并调节阀门目标开度◆供回水温差控制：同回水温度控制◆开度控制：通过给定值或根据行业PID控制算法，通过误差计算开度输出◆循环流量控制：手动设定值，通过调节阀门开度使实际流量趋于设定值◆热量控制：手动设定值或设定曲线：Qsp=f（To）包括：基本设定曲线、供热面积、时间偏差修正、气象条件偏差修正、其他偏差修正同时阀门可定期开关一次（时间间隔可设定），以防在非供暖季阀门长时间不动作导致生锈锈结垢2-6、平衡率监测，基于二次网回水温度或其他参数计算平衡率，X=时间，Y=平衡率%，评判系统自动调节能力2-7、特征分析通过末端设备运行数据，分析挖掘系统特征（X=室外温度、阀门开度，Y=供热量指标、供热量、供水温度、回水温度、循环流量、二次网平均温度、室内温度），精确预测控制参数，为优化系统运行提高必要数据支持，确定上级换热站供热参数，实现上游节能目标；并且通过特征分析以及相关公式可实现停供热用户窃热稽查，辨识用户是否真正停热；热用户偷水稽查：通过在时间序列上运行参数（温度、压力、流量、开度）的变化及变化率推测用户状态2-8、室外天气各项数据以及走势图，便于系统结合天气参数，对阀门进行自动调节，实现热力平衡2-9、热点追踪通过直方图形式，显示选定区域内按户计算的室内温度“过热、超温异常、正常、低温异常、低温”户数，并通过颜色进行区分（基于室内温度的动态热力平衡度（数值及图形））（楼栋热用户室内温度热点图）2-10、缴费计费可以指定区域内所有客户进行统计，显示正常、异常、欠费、停供、未入网的客户数量。并通过颜色进行区分，其中红色表示欠费，黄色表示部分欠费，图形化直观显示客户费用状态，一目了然；点击某个住户进入该住户详细界面，显示了该用户的全部信息，如住户资料、年度缴费记录、收退费记录、采暖变更记录以及直接进行缴费二．硬件介绍1、4G数据采集器数据采集器用于接收来自室温控制器、室温采集器、智控设备，并对数据信息进行存储、运算处理和同步到云服务器，并将远程指令下发到智控装置以实现调节室温。基于LoRa无线扩频技术的数据采集器，可搭配楼栋智控装置和进户智控装置使用；也可直接搭配LoRa测温点使用。数据采集器也可应用于485/M-Bus通讯。技术参数尺寸：155×32×111mm工作电压：DC9V-DC24V无极性Mbus总线最大动态负载电流：1500mAMbus总线可以接入Mbus阀门，热量表Mbus带载设备数量：200个LoRa无线覆盖：半径不低于2000米（空旷）LoRa穿透能力：穿墙不低于10层LoRa带载设备数量：信号覆盖内无数量限制环境温度：（-40~80）℃防护等级：IP52无线通讯：4G基站定位：支持通讯协议：MQTT物联网通讯协议提供2次开发的SDK,API,配套工具搭配LoRa阀门插电即可使用，无需任何配置，对码，调试2、低功耗数据采集器低功耗采集器包含20个电源管理接口，以及一路Mbus通讯接口，最多可连接20个阀门控制器，并使用锂电池进行供电（也可使用外接电源），用于数据采集、设备控制、数据上报，内置自动电源管理方案。该采集器仅能搭配Mbus控制器，采用有线的方式连接。技术参数尺寸：155×32×111mm工作电压：DC9V-DC24V无极性Mbus总线驱动阀门瞬时最大功耗：2.2wMbus总线仅可以接入Mbus阀门Mbus带载设备数量：20个环境温度：（-40~80）℃防护等级：IP52无线通讯：4G基站定位：支持通讯协议：MQTT物联网通讯协议提供2次开发的SDK，API，配套工具搭配Mbus阀门插电即可使用，无需任何配置，对码，调试3、分户阀门控制器（阀门控制器可选用LoRa/RS485/M-Bus)技术参数控制器尺寸：92mm*50mm*46mm（业内最小体积）搭配阀门：搭配DN20-DN32调节型阀体是否带水监测：2组水温监测功能（选配）工作电压：DC12V-24V工作电流：阀门最大工作电流＜500mA，静态电流＜30mA工作压力：≤1.6MPa调节能力：0-90度，1度步进介质温度：（0～95）℃无线工作频段：433MHz发射功率：20dB接收灵敏度：-132dB通讯距离：实测空旷距离＞2000m（采集器）环境温度：（-20～85）℃防护等级：IP54功能（1）水温侦测：2路水温侦测（超高精度，带证书），供水温度和回水温度（该功能选配）。（2）控制方式：用户主动控制，室内温度智能控制，远程控制（3）开度控制：对供暖系统中热水循环流量进行阀门开度智能调节，实现对用户室温的动态调节控制，提高用户舒适度，为热力公司降低能耗；（4）数据通讯：LoRa无线通讯方式，下行与室温控制器实时交换数据及命令，上行与LoRa数据采集器实时交换数据与命令，执行上级系统指令；（5）数据存储：实时记录存储用户供热相关信息，包括阀门状态、室内温度、供水温度、回水温度、设定温度、故障记录等；掉电存储时间大于10年；（6）数据备份：防止不正常掉电丢失数据，恢复供电后工作正常；（7）掉电保护：在异常掉电的情况下，根据预先设定模式（全开、全关、保持原位、预设定位置）控制阀门动作；（8）远程控制：系统可远程设定阀门状态和供回水温度，利于管控。特性通讯方式：与数据采集器通过M-BUS总线连接通讯（VC232RM），LoRa扩频军用级超强无线通讯方式（VC232RL）（2）防锈防结垢：每2周自动开启和关闭一次阀