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1、基于嵌入式的智能热能表系统设计温宗周,等基于嵌入式的智能热能表系统设计DesignoftheEmbeddedIntelligentHeatEnergyMeterSystem温宗周钱佳佳豆朋达周冬(西安工程大学,陕西西安710048)摘要:为解决因生活供暖按面积计费方式而导致的费用不直观、供暖设备不可控的问题,设计了一种对采暖设施中的热耗进行准确计量及计费的智能型热能表。主控模块采用STM32F407芯片,将采集到的流量和温度数据进行处理并计算得出供热热能,实现了人机交互、外部通信、数据存储等功能。采用IC卡识别电路和电磁阀控制电路,完成热能表的预付费功能。通过对热能
2、仪表计量误差的深入分析,优化了信号测量电路及数据处理方法,增加了温度曲线修正和非定常K系数的修正,进而提高了热能计量的准确度。试验结果表明,该热能表系统可实现对用户实际采暖的准确计量。关键词:智能热能表温度传感器供暖人机交互通信数据采集修正误差分析预付费中图分类号:TH811;TP277文献标志码:ADOI:10.16086/j.cnki.issn1000-0380.201611012Abstract:Inordertosolvetheproblemsinheatingsupplyforliving,suchasthearea-basedbillingisnotin
3、tuitiveandtheheatingequipmentisuncontrollable,theintelligentheatenergymeterisdesigned.Byusingthismeter,theheatconsumptionofheatingfacilitycanbeaccuratelymeasuredandcharged.TheflowandtemperaturedatacollectedareprocessedandcalculatedbythemaincontrolmoduleSTM32F407chiptoobtainheatingenerg
4、ysupplied,andthefunctionsofhumanmachineinteraction,externalcommunicationanddatastoragearerealized.ICcardidentifyingcircuitandsolenoidvalvecontrolcircuitareusedtocompletethepre-paidfunction.Throughin-depthanalysisofthemeteringerroroftheheatenergyinstrument,thesignalmeasurementcircuitand
5、dataprocessingmethodareoptimized,andthecorrectionoftemperatureandthecorrectionofunsteadyKcoefficientareadded,thustheaccuracyoftheheatenergymeterisimproved.Thetestresultsshowthattheheatenergymetersystemcanachieveaccuratemeteringoftheactualheatingforusers.Keywords:Intelligentheatenergyme
6、terTemperaturesensorHeatingsupplyHuman-computerinteractionCommunicationDataacquisitionCorrectionErroranalysisPre-paid测量流速,其原理结构简单,但测量精度有限、易损坏,0引言已逐步被市场淘汰。超声波式测量方法根据超声波速为了改善我国供暖现状,提倡节约能源,国家相关在顺水和逆水中的传播时差与水流速的线性关系来测部门逐步对用户供暖设施进行改造,同时也出台了相量流速,但此方法设计成本高、安装难度大。电磁式测关的任务目标和政策法规。2006年,为了确保供暖设量
7、方法由导电性的水切割电磁场,测量感应电动势获得备改造升级的顺利,我国强制实施了供暖设备采用热水流速,具有超声波式的优点,但易受外界电磁干扰。能表计量的措施,同时出台了《供热计量技术规程》等本文采用的电磁式流量测量方法,在继承了电磁[1-2]相关的强制标准。式测量所有优点的基础上,提高了抗外界电磁干扰的目前,国内外热能表行业以研究稳定可靠、高精能力。其选用先进电磁式流量传感器进行信号转换,度、多功能的热能表及各种检测设备为主要课题。热增强了信号抗干扰能力、减小了测量误差。温度传感能表设备主要包括温度传感器、流量传感器和积算仪。器选择PTC热电阻为试验对象,试验验证
