專利名稱：一種居民區(qū)水電熱資源統(tǒng)一智能化管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種居民區(qū)淋浴系統(tǒng)水電資源統(tǒng)一智能化管理方法，屬于能源智能化自動(dòng)控制的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
居民區(qū)現(xiàn)階段欠缺對(duì)水電資源的統(tǒng)一管理，比如缺少實(shí)時(shí)異常監(jiān)測(cè)、水電過(guò)量使用警告等相關(guān)智能化操作。因而，管理員將耗費(fèi)大量精力，用于統(tǒng)計(jì)查詢小區(qū)水電使用情況、系統(tǒng)異常確認(rèn)排除等工作，嚴(yán)重浪費(fèi)了人力資源。同時(shí)，由于當(dāng)前居民區(qū)的水熱設(shè)備沒(méi)有被連成一個(gè)統(tǒng)一系統(tǒng)，無(wú)法根據(jù)科學(xué)合理的實(shí)時(shí)分析數(shù)據(jù)對(duì)小區(qū)淋浴參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，指導(dǎo)能源合理利用，從而達(dá)到節(jié)能目的。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有淋浴廢水余熱回收裝置并未在居民區(qū)中得到較為廣泛的應(yīng)用。此回收裝置通常采用價(jià)格較為昂貴的熱交換器，因而成為阻礙余熱回收裝置普及的原因之一。此外廢氣余熱回收設(shè)備對(duì)相關(guān)技術(shù)的要求更高，對(duì)環(huán)境條件的控制更為苛刻，背景技術(shù)結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，由此導(dǎo)致了更高的造價(jià)成本。所以，現(xiàn)有淋浴系統(tǒng)的流失散熱現(xiàn)象仍然相當(dāng)嚴(yán)重，淋浴過(guò)程中的大量廢氣流失在空氣中，只有部分熱能被消耗掉；廢水余熱直接流入下水管道，造成極大熱能的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是提供一種居民區(qū)水電熱資源統(tǒng)一智能化管理方法，在用戶內(nèi)部，通過(guò)80C51單片機(jī)控制排氣扇在室溫達(dá)到一定程度時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟，回收淋浴廢氣中的散失余熱；系統(tǒng)利用廢水蓄水箱、液位溫度傳感器保持蓄水箱溫度和水量，同時(shí)有效收集淋浴廢水。充分利用金屬超導(dǎo)管的單向高效導(dǎo)熱性，高效傳送廢水廢氣余熱，用來(lái)預(yù)熱進(jìn)水管溫度，從而進(jìn)一步提高廢熱利用效率。此外，蓄水箱廢水經(jīng)過(guò)過(guò)濾后二次利用，提高能源的使用率。技術(shù)方案本發(fā)明的一種居民區(qū)水電熱資源統(tǒng)一智能化管理方法，居民區(qū)水電設(shè)備資源通過(guò)ZigBee (Zigbee是IEEE 802. 15. 4協(xié)議的代名詞。根據(jù)這個(gè)協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無(wú)線通信技術(shù))無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)連為一體，利用小區(qū)管理中心服務(wù)器統(tǒng)一管理居民區(qū)水電資源使用情況；系統(tǒng)在用戶和居民區(qū)服務(wù)器間建立一個(gè)基于 HTTP(超文本傳輸協(xié)議(HTTP，HyperText Transfer Protocol))長(zhǎng)輪詢形式的鏈接來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)小區(qū)水電使用情況和異常突發(fā)事件，同時(shí)將用戶的水電使用情況與先前存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行對(duì)比，對(duì)用戶進(jìn)行水電過(guò)量消耗的實(shí)時(shí)告警；管理員在電腦系統(tǒng)管理平臺(tái)上或手機(jī)登錄服務(wù)器方式查詢所有使用者流水帳記錄和各類(lèi)統(tǒng)計(jì)匯總信息，并通過(guò)控制中心管理平臺(tái)上的控制軟件，設(shè)置洗浴控制參數(shù)，根據(jù)長(zhǎng)輪詢技術(shù)所獲得的服務(wù)器更新信息，對(duì)用戶水電資源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)或水管破裂等異常突發(fā)事件；同時(shí)采用淋浴廢水廢氣余熱回收方法，對(duì)散失的能量進(jìn)行再利用，用于預(yù)熱進(jìn)水管溫度；系統(tǒng)根據(jù)傳感器采集到的信息自動(dòng)控制進(jìn)水量，收集廢水蓄水箱中的淋浴過(guò)濾廢水進(jìn)行二次利用。
居民區(qū)水電設(shè)備資源通過(guò)ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)連為一體是基于居民區(qū)的局域網(wǎng)作為主要通信干道，利用由ZigBee和溫度傳感器構(gòu)成的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，將用戶端所有水熱設(shè)備構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，發(fā)訊干式水表冷鐵表采集到的用水量和電量模塊采集到的電量等相關(guān)環(huán)境信息將通過(guò)ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。所述的管理中心服務(wù)器統(tǒng)一管理居民區(qū)水電資源是選用發(fā)訊干式水表冷鐵表和電量采集模塊，通過(guò)用戶端的發(fā)訊干式水表冷鐵表采集到用水量，并將測(cè)得的總用水量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出；同樣的，用戶用電量通過(guò)電量采集模塊進(jìn)行采集，將其連接到ZigBee RS-485接口，利用ZigBee無(wú)線模塊向終端服務(wù)器發(fā)送信息。居民區(qū)管理中心的服務(wù)器將借助ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊進(jìn)行接收，對(duì)用戶水電資源進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理。所述的對(duì)用戶進(jìn)行水電過(guò)量消耗的實(shí)時(shí)告警是系統(tǒng)采用基于Tomcat 7. 0 (Web 應(yīng)用服務(wù)器)的Auto-Comet框架(comet是一種web服務(wù)器主動(dòng)與瀏覽器通信的技術(shù)。 auto-comet是基于javaEE servlet3. O的comet框架)所 裝的長(zhǎng)輪詢功能構(gòu)建接收信息更新通知體系；通過(guò)長(zhǎng)輪詢技術(shù)，用戶端鏈接到HTTP服務(wù)器后，服務(wù)器在HTTP超時(shí)時(shí)間前，只有當(dāng)服務(wù)器消息隊(duì)列中出現(xiàn)了有意義的數(shù)據(jù)，才會(huì)立刻向用戶端發(fā)送這些數(shù)據(jù)；同樣的，服務(wù)器也利用上述鏈接方式對(duì)接收到的用戶端信息進(jìn)行實(shí)時(shí)更新來(lái)保證當(dāng)采集水量電量信息發(fā)生變化之后，可以快速實(shí)現(xiàn)服務(wù)器端信息實(shí)時(shí)更新；這樣，系統(tǒng)能夠自動(dòng)地將采集到的用戶水電使用情況與先前存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行對(duì)比，對(duì)用戶進(jìn)行水電過(guò)量消耗等實(shí)時(shí)告警。所述的采用淋浴廢水廢氣余熱回收方法是選用家用排風(fēng)扇等器材，實(shí)現(xiàn)廢氣余熱回收系統(tǒng)，通過(guò)MCS-51系列的80C 51單片機(jī)在室溫積累到一定程度時(shí)控制排風(fēng)扇自動(dòng)回收淋浴廢氣，淋浴廢氣通過(guò)金屬超導(dǎo)管被引導(dǎo)到預(yù)熱箱，用以提升進(jìn)水管冷水的溫度；同時(shí)選用金屬超導(dǎo)管等器材，實(shí)現(xiàn)廢水余熱回收系統(tǒng)，進(jìn)水管采用毛細(xì)水管盤(pán)曲與預(yù)熱箱中，增加預(yù)熱接觸面積及傳熱效果；利用金屬超導(dǎo)管的單向?qū)崽匦允占茉U水，回收淋浴廢水中的余熱，對(duì)散失的能量進(jìn)行再利用，同樣用于預(yù)熱進(jìn)水管溫度。所述的系統(tǒng)根據(jù)傳感器采集到的信息自動(dòng)控制進(jìn)水量是將液位傳感器置于加熱箱中，溫度傳感器同時(shí)存在于預(yù)熱箱；當(dāng)采集到的廢水溫度不足以預(yù)熱進(jìn)水管溫度時(shí)，系統(tǒng)控制排污管將廢水排出；當(dāng)達(dá)到用戶設(shè)定水位時(shí)，80C51單片機(jī)感知傳感器采集到的水位變化信號(hào)，水位監(jiān)測(cè)電路產(chǎn)生不同的邏輯電平組合信號(hào)，信號(hào)通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)傳遞給進(jìn)水閥門(mén)，控制閥門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉，進(jìn)而自動(dòng)控制進(jìn)水量。有益效果系統(tǒng)借用了居民區(qū)內(nèi)部的局域網(wǎng)絡(luò)作為通信的主干道，避免了再度布線造成的資源浪費(fèi)。利用ZigBee技術(shù)構(gòu)成無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，表一中的對(duì)比很好地證明了其無(wú)線傳輸?shù)牡凸奶匦?，極好地體現(xiàn)了節(jié)能理念。鑒于ZigBee傳輸具有低功耗特性，因而系統(tǒng)依托ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行智能管理，在傳輸采集指標(biāo)到居民區(qū)終端服務(wù)器、以及進(jìn)行系統(tǒng)整體控制的過(guò)程中，能量的消耗是非常低的。表一無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種居民區(qū)水電熱資源統(tǒng)一智能化管理方法，其特征在于居民區(qū)水電設(shè)備資源通過(guò) ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)連為一體，利用小區(qū)管理中心服務(wù)器統(tǒng)一管理居民區(qū)水電資源使用情況；系統(tǒng)在用戶和居民區(qū)服務(wù)器間建立一個(gè)基于超文本傳輸協(xié)議HTTP長(zhǎng)輪詢形式的鏈接來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)小區(qū)水電使用情況和異常突發(fā)事件，同時(shí)將用戶的水電使用情況與先前存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行對(duì)比，對(duì)用戶進(jìn)行水電過(guò)量消耗的實(shí)時(shí)告警；管理員在電腦系統(tǒng)管理平臺(tái)上或手機(jī)登錄服務(wù)器方式查詢所有使用者流水帳記錄和各類(lèi)統(tǒng)計(jì)匯總信息，并通過(guò)控制中心管理平臺(tái)上的控制軟件，設(shè)置洗浴控制參數(shù)，根據(jù)長(zhǎng)輪詢技術(shù)所獲得的服務(wù)器更新信息，對(duì)用戶水電資源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)或水管破裂等異常突發(fā)事件；同時(shí)采用淋浴廢水廢氣余熱回收方法，對(duì)散失的能量進(jìn)行再利用，用于預(yù)熱進(jìn)水管溫度；系統(tǒng)根據(jù)傳感器采集到的信息自動(dòng)控制進(jìn)水量，收集廢水蓄水箱中的淋浴過(guò)濾廢水進(jìn)行二次利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種居民區(qū)水電熱資源統(tǒng)一智能化管理方法，其特征在于居民區(qū)水電設(shè)備資源通過(guò)ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)連為一體是基于居民區(qū)的局域網(wǎng)作為主要通信干道，利用由ZigBee和溫度傳感器構(gòu)成的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，將用戶端所有水熱設(shè)備構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，發(fā)訊干式水表冷鐵表采集到的用水量和電量模塊采集到的電量等相關(guān)環(huán)境信息將通過(guò)ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種居民區(qū)水電熱資源統(tǒng)一智能化管理方法，其特征在于所述的管理中心服務(wù)器統(tǒng)一管理居民區(qū)水電資源是選用發(fā)訊干式水表冷鐵表和電量采集模塊，通過(guò)用戶端的發(fā)訊干式水表冷鐵表采集到用水量，并將測(cè)得的總用水量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出；同樣的，用戶用電量通過(guò)電量采集模塊進(jìn)行采集，將其連接到ZigBee RS-485接口， 利用ZigBee無(wú)線模塊向終端服務(wù)器發(fā)送信息。居民區(qū)管理中心的服務(wù)器將借助ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊進(jìn)行接收，對(duì)用戶水電資源進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種居民區(qū)水電熱資源統(tǒng)一智能化管理方法，其特征在于所述的對(duì)用戶進(jìn)行水電過(guò)量消耗的實(shí)時(shí)告警是系統(tǒng)采用基于Web應(yīng)用服務(wù)器Tomcat 7. O的 Auto-Comet框架所封裝的長(zhǎng)輪詢功能構(gòu)建接收信息更新通知體系；通過(guò)長(zhǎng)輪詢技術(shù)，用戶端鏈接到HTTP服務(wù)器后，服務(wù)器在HTTP超時(shí)時(shí)間前，只有當(dāng)服務(wù)器消息隊(duì)列中出現(xiàn)了有意義的數(shù)據(jù)，才會(huì)立刻向用戶端發(fā)送這些數(shù)據(jù)；同樣的，服務(wù)器也利用上述鏈接方式對(duì)接收到的用戶端信息進(jìn)行實(shí)時(shí)更新來(lái)保證當(dāng)采集水量電量信息發(fā)生變化之后，可以快速實(shí)現(xiàn)服務(wù)器端信息實(shí)時(shí)更新；這樣，系統(tǒng)能夠自動(dòng)地將采集到的用戶水電使用情況與先前存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行對(duì)比，對(duì)用戶進(jìn)行水電過(guò)量消耗等實(shí)時(shí)告警。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種居民區(qū)水電熱資源統(tǒng)一智能化管理方法，其特征在于所述的采用淋浴廢水廢氣余熱回收方法是選用家用排風(fēng)扇等器材，實(shí)現(xiàn)廢氣余熱回收系統(tǒng)， 通過(guò)MCS-51系列的80C 51單片機(jī)在室溫積累到一定程度時(shí)控制排風(fēng)扇自動(dòng)回收淋浴廢氣，淋浴廢氣通過(guò)金屬超導(dǎo)管被引導(dǎo)到預(yù)熱箱，用以提升進(jìn)水管冷水的溫度；同事選用金屬超導(dǎo)管等器材，實(shí)現(xiàn)廢水余熱回收系統(tǒng)，進(jìn)水管采用毛細(xì)水管盤(pán)曲與預(yù)熱箱中，增加預(yù)熱接觸面積及傳熱效果；利用金屬超導(dǎo)管的單向?qū)崽匦允占茉U水，回收淋浴廢水中的余熱，對(duì)散失的能量進(jìn)行再利用，同樣用于預(yù)熱進(jìn)水管溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的所述的一種居民區(qū)水電熱資源統(tǒng)一智能化管理方法，其特征在于所述的系統(tǒng)根據(jù)傳感器采集到的信息自動(dòng)控制進(jìn)水量是將液位傳感器置于加熱箱中， 溫度傳感器同時(shí)存在于預(yù)熱箱；當(dāng)采集到的廢水溫度不足以預(yù)熱進(jìn)水管溫度時(shí)，系統(tǒng)控制排污管將廢水 排出；當(dāng)達(dá)到用戶設(shè)定水位時(shí)，80C51單片機(jī)感知傳感器采集到的水位變化信號(hào)，水位監(jiān)測(cè)電路產(chǎn)生不同的邏輯電平組合信號(hào)，信號(hào)通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)傳遞給進(jìn)水閥門(mén)，控制閥門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉，進(jìn)而自動(dòng)控制進(jìn)水量。
全文摘要
本發(fā)明是一種居民區(qū)水電熱資源統(tǒng)一智能化管理方法，在用戶和居民區(qū)服務(wù)器間建立一個(gè)基于超文本傳輸協(xié)議HTTP長(zhǎng)輪詢形式的鏈接來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)小區(qū)水電使用情況和異常突發(fā)事件，同時(shí)將用戶的水電使用情況與先前存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行對(duì)比，對(duì)用戶進(jìn)行水電過(guò)量消耗的實(shí)時(shí)告警；在電腦系統(tǒng)管理平臺(tái)上或手機(jī)登錄服務(wù)器方式查詢，通過(guò)控制中心管理平臺(tái)設(shè)置洗浴控制參數(shù)，根據(jù)長(zhǎng)輪詢技術(shù)所獲得的服務(wù)器更新信息，對(duì)用戶水電資源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)或水管破裂等異常突發(fā)事件；同時(shí)采用淋浴廢水廢氣余熱回收方法，對(duì)散失的能量進(jìn)行再利用，用于預(yù)熱進(jìn)水管溫度；系統(tǒng)根據(jù)傳感器采集到的信息自動(dòng)控制進(jìn)水量，收集廢水蓄水箱中的淋浴過(guò)濾廢水進(jìn)行二次利用。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102354184SQ20111024540
公開(kāi)日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者孫放, 王堃, 王晨, 王琳琳, 耿路 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)