無線室溫采集系統(tǒng)技術(shù)方案(增新圖片)

1、MHT無線室溫采集系統(tǒng)技術(shù)方案 I 13 / 13公司簡介沈陽中科博微科技股份有限公司是由中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所發(fā)起創(chuàng)建的一家高新技術(shù)企業(yè)，主要從事網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)、工業(yè)通信及儀表的開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用。中科博微承擔(dān)了多個(gè)國家科技重大專項(xiàng)、國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）、智能制造裝備發(fā)展專項(xiàng)等國家科技計(jì)劃項(xiàng)目，是國家網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)工程研究中心建設(shè)依托單位。中科博微成功地開發(fā)了國內(nèi)第一個(gè)通過國際認(rèn)證的現(xiàn)場總線協(xié)議主棧、第一個(gè)通過國家認(rèn)證的現(xiàn)場總線儀表、國內(nèi)第一個(gè)通過德國TüV認(rèn)證的安全儀表，與其它單位共同主持制定了國內(nèi)第一個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)EPA、第一個(gè)工業(yè)無線通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)WIA

2、-PA，并成為IEC國際標(biāo)準(zhǔn)。中科博微的產(chǎn)品和技術(shù)曾榮獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)兩項(xiàng)、國家科技發(fā)明獎(jiǎng)一項(xiàng)、中國科學(xué)院科技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)一項(xiàng)、遼寧省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)一項(xiàng)，產(chǎn)品出口歐美等發(fā)達(dá)國家，美國Emerson、英國Rotork、英國Bifold等業(yè)內(nèi)頂尖企業(yè)都在其產(chǎn)品中采用了博微的關(guān)鍵技術(shù)或關(guān)鍵部件，成功完成了200多項(xiàng)大型自動(dòng)化工程項(xiàng)目。中科博微是FCG組織成員；是Profibus用戶組織（PNO）成員。中科博微成功通過了ISO9001:2008質(zhì)量管理體系認(rèn)證。優(yōu)秀的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，豐富的自動(dòng)化工程設(shè)計(jì)與實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，業(yè)界領(lǐng)先的產(chǎn)品，龐大的市場網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)秀的企業(yè)文化，都為公司的創(chuàng)業(yè)和持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。承

3、載員工理想，創(chuàng)造客戶價(jià)值，促進(jìn)企業(yè)發(fā)展。承載員工理想，創(chuàng)造客戶價(jià)值，促進(jìn)企業(yè)發(fā)展。第1章 概述為了實(shí)現(xiàn)供暖單位對(duì)用戶室內(nèi)溫度的采集與記錄，管理者隨時(shí)查看用戶室溫的變化趨勢，為熱網(wǎng)調(diào)控系統(tǒng)提供原始數(shù)據(jù)。我公司自主研制開發(fā)出MHT系列無線室溫采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)用戶室內(nèi)溫度的不間斷監(jiān)測，讓供暖單位可通過PC客戶端或移動(dòng)客戶端（如手機(jī)）直觀地看到溫度實(shí)時(shí)變化。MHT無線室溫采集系統(tǒng)由無線室溫采集器、接收和發(fā)送器、電源三種硬件設(shè)備，數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)器、熱網(wǎng)用戶室溫?cái)?shù)據(jù)庫、熱網(wǎng)用戶室溫?cái)?shù)據(jù)服務(wù)器、熱網(wǎng)用戶室溫采集系統(tǒng)四部分軟件組成。其中數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)器接收熱網(wǎng)中具有GPRS通信能力設(shè)備發(fā)來的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同時(shí)寫入熱

4、網(wǎng)用戶室溫?cái)?shù)據(jù)庫。熱網(wǎng)用戶室溫采集系統(tǒng)讀取熱網(wǎng)用戶室溫?cái)?shù)據(jù)庫中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)用于室溫趨勢、室溫實(shí)時(shí)查詢等應(yīng)用。熱網(wǎng)用戶室溫?cái)?shù)據(jù)服務(wù)器以網(wǎng)頁服務(wù)器（Web Server）的形式將室溫?cái)?shù)據(jù)提供給其他管理與控制系統(tǒng)應(yīng)用，包括手機(jī)等移動(dòng)終端（APP）的數(shù)據(jù)訪問。熱網(wǎng)監(jiān)控中心可對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和查詢統(tǒng)計(jì)，輔助管理者分析與決策，對(duì)室溫超標(biāo)的用戶及時(shí)采取措施，減少供熱用戶投訴，實(shí)現(xiàn)最少熱能為最大供暖面積提供合格的供暖效果。系統(tǒng)組成拓?fù)鋱D：無線室溫采集器有兩種：MHT010 GPRS無線室溫采集器；MHT020 LoRa無線室溫采集器。室溫接收和發(fā)送器有三種：MHT100 LoRa /GPRS室溫接收和發(fā)送器；M

5、HT200 LoRa /RS485室溫接收和發(fā)送器；MHT300 RS485/GPRS室溫接收和發(fā)送器。直流電源：MHT820 接收和發(fā)送器直流電源。根據(jù)溫濕度采集點(diǎn)疏密程度不同、網(wǎng)絡(luò)資費(fèi)不同，供暖單位可選配出五種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。1.1 直接鏈接結(jié)構(gòu)采集點(diǎn)比較分散或網(wǎng)絡(luò)使用資費(fèi)較低的應(yīng)用需求可采用MHT010室溫采集器，直接通過GPRS接入直接鏈接結(jié)構(gòu)方式鏈接監(jiān)控中心的直接鏈接結(jié)構(gòu)，如上圖所示。該結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是使用設(shè)備數(shù)量少，系統(tǒng)組建前期資金投入較少，后期網(wǎng)絡(luò)維護(hù)量?。蝗秉c(diǎn)是每個(gè)MHT010室溫采集器都需要開通網(wǎng)絡(luò)接入業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行費(fèi)用較高。MHT010室溫采集器具有溫濕度采集與GPRS聯(lián)網(wǎng)上傳的基本功

6、能，可與監(jiān)控中心服務(wù)器直接構(gòu)成直接鏈接結(jié)構(gòu)的室溫采集系統(tǒng)，系統(tǒng)最多可容納65530個(gè)室溫采集器。1.2 間接鏈接結(jié)構(gòu)一當(dāng)溫度采集點(diǎn)比較集中或網(wǎng)絡(luò)使用資費(fèi)較高時(shí)，可使用免費(fèi)的無線通信資源將溫濕度發(fā)送到一個(gè)集中器（以下稱溫度接收和發(fā)送器），然后再以GPRS接入方式通過廣域網(wǎng)發(fā)往監(jiān)控中心。LoRa調(diào)制解調(diào)通訊技術(shù)采用免費(fèi)、免執(zhí)照的433MHz/470MHz載頻，穿越能力強(qiáng)于WiFi、藍(lán)牙等工作在2.4GHz頻段的通訊方式，更加適合樓宇內(nèi)等有障礙環(huán)境。室內(nèi)溫度采集器采用LoRa擴(kuò)頻調(diào)制解調(diào)技術(shù)與溫度接收和發(fā)送器構(gòu)成星形網(wǎng)絡(luò)，將多個(gè)溫度采集器的數(shù)據(jù)集中到溫度接收和發(fā)送器。具有GPRS接入方式的溫度接收和

7、發(fā)送器將集中后數(shù)據(jù)通過廣域網(wǎng)發(fā)往監(jiān)控中心。MHT020 LoRa室溫采集器具有溫濕度采集與LoRa調(diào)制解調(diào)通信上傳的基本功能，可電池供電。MHT100 LoRa/GPRS室溫接收和發(fā)送器同時(shí)具有LoRa調(diào)制解調(diào)通訊、GPRS聯(lián)網(wǎng)通訊的功能，可作為接收與轉(zhuǎn)發(fā)的中繼器。MHT100 LoRa/GPRS室溫接收和發(fā)送器由接入市電的MTH820提供直流工作電源。每個(gè)MHT100 LoRa/GPRS室溫接收和發(fā)送器最多可接收9個(gè)MHT020的溫度值，統(tǒng)一通過GPRS聯(lián)網(wǎng)上傳給服務(wù)器。每個(gè)MHT820室溫接收和發(fā)送器直流電源最多可為9個(gè)MHT100 LoRa/GPRS室溫接收和發(fā)送器提供穩(wěn)定的直流工作電源

8、。間接鏈接結(jié)構(gòu)如下圖所示：間接鏈接結(jié)構(gòu)1.3 間接鏈接結(jié)構(gòu)二為進(jìn)一步減少GPRS接入點(diǎn)、降低后期運(yùn)行費(fèi)用可采用第二種間接鏈接結(jié)構(gòu)。即將GPRS網(wǎng)絡(luò)接入模塊由上述間接鏈接結(jié)構(gòu)中的溫度接收和發(fā)送器移到溫度接收和發(fā)送器直流電源上，接收和發(fā)送器與直流電源間采用有線RS-485通訊方式連接，運(yùn)行自定義通信協(xié)議將4個(gè)溫度接收和發(fā)送器的數(shù)據(jù)讀取到直流電源，再由直流電源中的GPRS通訊模塊上傳到監(jiān)控中心。間接鏈接結(jié)構(gòu)二的設(shè)備組成：MHT020 LoRa無線溫度采集器；MHT200 LoRa/RS485室溫接收和發(fā)送器；MHT300 RS485/GPRS室溫接收和發(fā)送器（兼具M(jìn)HT820 接收和發(fā)送器直流電源的

9、功能）。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖參考上圖。1.4 混合鏈接結(jié)構(gòu)供暖單位也可根據(jù)實(shí)際情況將上述直接鏈接結(jié)構(gòu)與間接鏈接結(jié)構(gòu)混合合并到一個(gè)系統(tǒng)中，成為混合鏈接結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)同時(shí)具有上述兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。鏈接結(jié)構(gòu)見下圖所示：混合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)構(gòu)成圖1.5 混合鏈接結(jié)構(gòu)二為增加LoRa擴(kuò)頻調(diào)制解調(diào)通信不能覆蓋又不宜布線區(qū)域的溫度采集點(diǎn)，在間接鏈接結(jié)構(gòu)二的基礎(chǔ)上增加直接鏈接結(jié)構(gòu)的MHT010 無線溫度采集器，即構(gòu)成第二種混合鏈接結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖參考上圖。1.6 熱耗用戶室溫采集系統(tǒng)軟件1.6.1 數(shù)據(jù)采集層l MHT010 GPRS溫度采集器實(shí)時(shí)采集用戶室內(nèi)溫度直接通過GRPS向熱耗系統(tǒng)服務(wù)器傳送；l MHT020 LoRa溫度

10、采集器實(shí)時(shí)采集用戶室內(nèi)溫度通過溫度接收/發(fā)送器采集的溫度、電池電量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通過GRPS向熱耗系統(tǒng)服務(wù)器傳送。1.6.2 數(shù)據(jù)傳輸層l 將溫度、電量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)通過GRPS傳送到熱耗系統(tǒng)服務(wù)器；l 將熱耗系統(tǒng)服務(wù)器的實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)通過有線網(wǎng)絡(luò)傳送到Internet上的用戶。1.6.3 系統(tǒng)服務(wù)層l 用戶溫度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)l 用戶溫度報(bào)警計(jì)算l 用戶電池電量報(bào)警計(jì)算l 用戶權(quán)限管理l 溫度測點(diǎn)配置1.6.4 用戶應(yīng)用層l 用戶室內(nèi)溫度顯示l 用戶室內(nèi)溫度趨勢查詢l 溫度報(bào)警信息推送l 電量報(bào)警信息推送l 測點(diǎn)地圖瀏覽l 支持PC及移動(dòng)終端（APP）瀏覽報(bào)警列表（PC）地圖瀏覽（PC）地圖瀏覽（PC）趨勢顯示

11、（PC） 首頁（APP） 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（APP） 地圖數(shù)據(jù)（APP）第2章 設(shè)備描述2.1 MHT010 GPRS 室溫采集器2.1.1 MHT010簡介MHT010 GPRS室溫采集器不僅具有室溫采集、GPRS數(shù)據(jù)上傳采集數(shù)據(jù)的基本功能，同時(shí)具其他必要的輔助功能。 上報(bào)時(shí)間間隔在允許范圍（1分鐘至24小時(shí)內(nèi)）內(nèi)可任意設(shè)置； 定時(shí)上報(bào)實(shí)時(shí)溫度功能的開關(guān)設(shè)置； 異常告警溫度段在溫度測量范圍內(nèi)（0+50）可任意設(shè)置； 異常溫度告警、異常溫度值上報(bào)功能的開關(guān)設(shè)置； 可設(shè)置的計(jì)算平均溫度時(shí)間段（1小時(shí)至96小時(shí)）； 可設(shè)置的當(dāng)前溫度、平均溫度輪流顯示功能； 電池電量檢測與告警。 MHT010 GPRS室溫

12、采集器還具有可靈活選擇的供電電源形式；可定制的外觀形態(tài)。2.1.2 MHT010 GPRS室溫采集器參數(shù)無線通訊方式GSM/GPRS四頻段（850/900/1800/1900MHz）溫度測量范圍0+50濕度測量范圍20%60%（RH）相對(duì)濕度溫度測量分辨率0.1濕度測量分辨率1%（RH）相對(duì)濕度溫度測量精度±0.2/±0.4濕度測量精度3%（RH）相對(duì)濕度溫度測量時(shí)間< 2S濕度測量時(shí)間< 20S環(huán)境溫度范圍0+50環(huán)境濕度范圍0%90%（RH）相對(duì)濕度無線發(fā)送間隔1分鐘24小時(shí)范圍內(nèi)可設(shè)定供電電源3.7V/3200mAh 鋰電池（可外接直流電源）發(fā)射功率1W/

13、Class 1；2W/Class 4發(fā)送瞬間電流2000mA最大外殼防護(hù)等級(jí)IP30休眠期間電流10uA外形尺寸86*86*25.5mm2.1.3 MHT010 GPRS室溫采集器選型表MHT010GPRS室溫采集器參數(shù)代 號(hào)測量精度A±0.2/3%（RH）B±0.4/3%（RH）代號(hào)其它選件H外配直流電源，DC5V/3000mAI外配電池，3.7V/28AhP普通（內(nèi)置電池，電源接口）Q市電型（100V-240VAC隱性插口） MHT010 B P 選型示例2.2 MHT020 LoRa室溫采集器2.2.1 MHT020 簡介MHT020 LoRa室溫采集器采用ISM頻段

14、，LoRa無線擴(kuò)頻通信方式上報(bào)采集數(shù)據(jù)。不僅具有室溫采集、LoRa數(shù)據(jù)上傳的基本功能，也具有其他必要的輔助功能。上報(bào)時(shí)間間隔在允許范圍（1分鐘至24小時(shí)內(nèi)）內(nèi)可任意設(shè)置；定時(shí)上報(bào)實(shí)時(shí)溫度功能的開關(guān)設(shè)置；異常告警溫度段在溫度測量范圍內(nèi)（0+50）可任意設(shè)置；異常溫度告警、異常溫度值上報(bào)功能的開關(guān)設(shè)置； 可設(shè)置的計(jì)算平均溫度時(shí)間段（1小時(shí)至96小時(shí)）； 可設(shè)置的當(dāng)前溫度、平均溫度輪流顯示功能； 電池電量檢測與告警。 MHT020 LoRa室溫采集器同樣具有可靈活選擇的供電電源形式；可定制的外觀形態(tài)。2.2.2 MHT020 LoRa室溫采集器參數(shù)無線通訊方式LoRa擴(kuò)頻調(diào)制方式（433MHz，47

15、0MHz）溫度測量范圍0+50濕度測量范圍20%60%（RH）相對(duì)濕度溫度測量分辨率0.1濕度測量分辨率1%（RH）相對(duì)濕度溫度測量精度±0.2/±0.4濕度測量精度3%（RH）相對(duì)濕度溫度測量時(shí)間< 2S濕度測量時(shí)間< 20S環(huán)境溫度范圍0+50環(huán)境濕度范圍0%90%（RH）相對(duì)濕度供電電源3.6V/3200mAh 鋰電池?zé)o線發(fā)送間隔1分鐘24小時(shí)范圍內(nèi)可設(shè)定發(fā)送瞬間電流100mA100mW外殼防護(hù)等級(jí)IP30休眠期間電流12uA發(fā)射功率100mW最大無障礙通信距離> 300m外形尺寸86*86*25.5mm建筑物內(nèi)通信距離> 30m2.2.3 M

16、HT020 LoRa室溫采集器選型表MHT010LoRa 室溫采集器參數(shù)代 號(hào)測量精度A±0.2 / 3%（RH）B±0.4 / 3%（RH）代號(hào)其它選件H外配直流電源，DC5V/3000mAI外配電池，3.7V/28AhP普通（內(nèi)置電池，電源接口）Q市電型（100V-240VAC隱性插口） MHT020 B P 選型示例2.3 MHT100 LoRa /GPRS室溫接收和發(fā)送器參數(shù)2.3.1 MHT100 簡介MHT100 LoRa/GPRS室溫接收器和發(fā)送器具有兩種無線通信接口。使用ISM頻段、免費(fèi)、免執(zhí)照的LoRa無線擴(kuò)頻調(diào)制解調(diào)通信接口用于接收MHT020 LoRa

17、室溫采集器上報(bào)的采集數(shù)據(jù)。使用GPRS接入方式通過廣大廣域網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)接收的溫度數(shù)據(jù)到監(jiān)控中心。2.3.2 MHT100 LoRa /GPRS室溫接收和發(fā)送器參數(shù)無線接收方式LoRa擴(kuò)頻解調(diào)方式（433MHz，470MHz）無線發(fā)送方式GSM/GPRS四頻段（850/900/1800/1900MHz）環(huán)境溫度范圍0+50環(huán)境濕度范圍0%90%（RH）相對(duì)濕度GSM/GPRS發(fā)送瞬間電流2000mA最大LoRa接收電流< 16mAGSM/GPRS發(fā)送功率1W/Class 1；2W/Class 4LoRa發(fā)射電流100mA100mW靜態(tài)電流3mA接收采集器數(shù)量< 10供電電源DC 5.0V/

18、5A轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)< 3S外殼防護(hù)等級(jí)IP56外形尺寸173*76*43mm2.4 MHT200 LoRa /RS485室溫接收和發(fā)送器參數(shù)2.4.1 MHT200 簡介MHT200 LoRa/RS-485室溫接收器和發(fā)送器具有兩種通信接口。使用ISM頻段、免費(fèi)、免執(zhí)照的LoRa無線擴(kuò)頻調(diào)制解調(diào)通信接口用于接收MHT020 LoRa室溫采集器上報(bào)的采集數(shù)據(jù)。使用RS-485有線通訊接入方式通過自定義應(yīng)用協(xié)議將溫度數(shù)據(jù)、電池電量、告警等信息轉(zhuǎn)發(fā)給具有GPRS通信方式的MHT300 RS485/GPRS室溫接收和發(fā)送器。2.4.2 MHT200 LoRa /RS-485室溫接收和發(fā)送器參數(shù)無線接收

19、方式LoRa擴(kuò)頻解調(diào)方式（433MHz，470MHz）有線發(fā)送方式EIA RS-485環(huán)境溫度范圍0+50環(huán)境濕度范圍0%90%（RH）相對(duì)濕度有線通信波特率2400/4800 bpsLoRa接收電流< 16mA有線通信距離1200/600 mLoRa發(fā)射電流100mA100mW供電電源DC 24.0V/1A接收采集器數(shù)量< 10外殼防護(hù)等級(jí)IP56轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)< 3S外形尺寸153*96*43mm2.5 MHT300 RS485/GPRS室溫接收和發(fā)送器參數(shù)2.5.1 MHT300 簡介MHT300 RS485/GPRS室溫接收和發(fā)送器具有兩種通信接口。使用EIA RS485有線通訊方式讀取MHT200 LoRa室溫接收和發(fā)送器轉(zhuǎn)發(fā)來的采集數(shù)據(jù)。通過GPRS接入方式使用廣域網(wǎng)將溫度數(shù)據(jù)、電池電量、告警等信息轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)控中心。同時(shí)給MHT200 LoRa室溫接收和發(fā)送器提供穩(wěn)定的直流工作電源。2.5.2 MHT300 RS-485/GPRS室溫接收和發(fā)送器參數(shù)有線接收方式EIA R