【bo体育app登陆入口】基于ADSL的热网监控系统解决方案

1.基于ADSL的热网监控系统总体结构1.1阐述城市热网监测与掌控是城市市政工程的最重要组成部分，热网监控制系统的掌控节点一般在地理上产于范围很广，很难用一种终端方式构建所有节点的终端。目前较为少见的终端方式有PSTN终端方式、GPRS终端方式、数传电台终端方式、专线接入等方式。

[1]这些终端方式都有其限于的场合，但是都不存在比特率较低、运营成本高的缺点。本文明确提出一种基于ADSL的热网监控系统，以ADSL方式构建节点的通信终端。其优点是：(1)终端便利，一般城市中有电话网络覆盖的地方都可以获取这种终端方式；(2)比特率低，仅次于可以超过2Mbps，可以大幅地提升监控的实时性；(3)投资小；(4)运营成本低。

1.2系统总体结构基于ADSL的热网监控系统的总体结构如图1右图，一个典型的热网监控系统由一个监控中心和多个掌控节点构成。监控服务器负责管理与各掌控节点的数据通信，接管掌控节点收到的工况数据，并根据热网的的运行状况，向掌控节点发送到指令，调整整个热网的供热均衡。数据库服务器留存当日及历史工况数据，为数据分析和决策获取反对；WEB服务器表明热网运营工况监控界面。

热力公司下另设若干个热力车站，一般每个热力车站设置一个掌控节点，掌控节点由嵌入式系统包含。掌控节点一方面通过传感器收集现场的供/回水温度、流量、压力等工况数据，并掌控电磁阀、调节阀和变频器，调节现场运营参数；另一方面，通过ADSLModem终端Internet，将工况数据通过Internet传输到监控中心，掌控节点也可以接管监控中心收到的指令，调整现场工况运营参数。[2]图1:基于ADSL的热网监控系统结构图2.基于ADSL的热网监控系统关键技术基于ADSL的热网监控系统中有效地利用了控制技术、计算机技术和通信技术领域的近期成果，使用的关键技术有：2.1监控中心基于WEBGIS的监控界面的设计与构建GIS(地理信息系统)技术的发展对热网监控的界面明确提出了更高的拒绝，不仅要需要以表格、曲线等表明工况数据，还拒绝需要以电子地图导航系统的方式在浏览器中构建热力车站的数据查找与表明。目前，WEBGIS的构建有两种种方法，一种是在商用GIS软件其基础上展开二次开发已完成。

第二种方法是在开源的WEBGIS服务器的基础上二次开发已完成。在实际应用于中，由于商用GIS耗资便宜，使用开源的Mapserver作为GIS服务器。

2.2网络控制系统控制算法的研究热网远程监控系统是一个网络控制系统（NCS），其掌控对象是一个大迟缓的对象，目前还没一个很好的数学模型和控制算法需要解决问题这一掌控问题。目前，热力公司一般使用的方法是通过人的经验来已完成热网均衡的调整，研究一个合适热网监控的控制算法，并充分考虑的环境温度的影响，对节约能源，提升可供热效率意义根本性。网络控制系统中由于比特率的容许不会产生时延，研究时延对控制算法的影响也是一个必须解决问题的问题。2.3掌控节点硬、硬件系统设计热力车站掌控节点如果使用工控机、PLC等技术构建的话，掌控节点的成本较高。

使用嵌入式系统设计构建掌控节点将减少整个系统的耗资，不利于大规模推展。2.4VPN协议的设计与构建使用ADSL的节点终端方式后，由于利用了Internet传输控制数据，不存在数据安全性的问题。为了保证数据的安全性，可以使用VPN(虚拟世界专用网)技术确保传输数据的安全性。[3]3.掌控节点硬、硬件系统设计3.1掌控节点硬件系统设计掌控节点的硬件系统基于三星公司ARM7处理器S3C44B0X构建，如图2右图：S3C44B0X是三星公司生产的ARM7(AdvancedRISCMachine)内核的32位微处理器，具备8路十位A/D转换器和其他硬件资源，该芯片成本低，非常适合用作热网监控系统。

电源搭配5v/24v开关电源，为嵌入式系统和传感器供电。晶振使用10MHZ的晶振模块，S3C44B0X内部具备锁相环，可以在该晶振的基础上产生66MHZ的平稳输入频率。

表明部分使用VFD高亮度显示屏，具备图形输入，亮度高、视角长的优点。该屏用来表明现场的温度、流量、压力等工况数据。此外，为了符合嵌入式的拒绝，还拓展了指示灯和键盘，该部分通过S3C44B0X的标准化I/O构建。

系统通过MAX232芯片拓展了2个RS-232串行口，一个用作调试，另外一个用作与变频器的通信。由于S3C44B0X内部不具备网络接口，通过拓展RTL8019A网络掌控芯片构建网络接口，该芯片的通信速率为10Mbps，几乎需要符合系统拒绝。该芯片经过网络隔绝变压器和RJ45模块，与ADSLMODEM通信，已完成电话号码和网络通信的功能。

数据采集部分的构建原理如下：可供/回水温度、流量、压力六路4-20mA模拟信号经过I./V转换电路变成S3C44B0X内部A/D拒绝的0-2.5v信号，已完成数据采集。执行机构部分的工作原理如下：通过拓展D/A转换器，输入模拟信号，构建对调节阀开度的调节。通过标准化I/O和光隔，掌控电磁阀的电源动作。

与变频器的通信由RS-232串行口已完成，通过串行口向变频器发送到指令，调节冷却泵工作状态。3.2掌控节点软件系统设计如图3右图，整个系统架构使用了层次式体系结构的设计模式，每一层都为其上一层获取调用服务，这种设计模式具备较好的可扩展性和可维护性。

最底层是操作系统层，使用vxWorks实时操作系统,该层还获取了TCP/IP协议的PCB可供中间件层调用。操作系统层的上面是中间件层，该层为应用层获取服务。还包括硬件驱动模块和通信协议模块两部分。

中间件层上面为应用层，是系统的应用软件，还包括了数据采集模块、自动控制模块和远程通信三个模块。该层通过调用中间件层获取的服务以及操作系统内核获取的服务构建。应用层的三个模块对实时性拒绝较高，通过设计若干个独立国家的任务构建。数据采集模块是一个周期性的任务，间隔100ms收集一次数据，利用操作系统内核构建准确定点。

当有报警再次发生时，使用中断的方式处置。数据采集模块和其他两个模块的通信使用消息队列和共享内存的方式构建。自动控制模块根据动态数据掌控执行机构的动作，调整热网运营工况，也可以拒绝接受来自远程通信模块的指令，调整运营工况。

远程通信模块将动态数据通过网络传输到监控中心，并拒绝接受来自监控中心的控制指令。远程通信模块和自动控制模块的任务间通信通过消息队列构建。

4.结束语本文明确提出的基于ADSL的热网监控系统是一种廉价、可信、比特率低的热网监控解决方案，该方案某种程度限于于其他城市管网（如水、煤气）的监测，有较明确的应用领域。目前，该系统还有一些技术问题必须解决问题，如网络控制系统的控制算法和时延的问题等，有待于在今后的工作中之后研究。本文的创意点是使用ADSL技术作为热网远程监控的通信方式，并使用嵌入式系统设计构建掌控节点，具备成本低、实时性好的优点。

本系统在某市经过两个采暖期的运营,证明系统运营平稳可信，通过减少能耗、折损减免等，年建构经济效益527万元。

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