面向集群應用的太陽(yáng)能中央熱水器控制與管理系統設計

摘要：針對當前太陽(yáng)能中央熱水器信息化程度不高，管理、維護和售后服務(wù)困難的問(wèn)題，提出采用分散檢測、集中控制和管理的技術(shù)方案；采用嵌入式系統、無(wú)線(xiàn)通信、計算機軟件和Web等技術(shù)，實(shí)現系統的可視化管理與操作，對于提高太陽(yáng)能利用率、降低管理維護成本、統計和發(fā)布節能數據、以及促進(jìn)太陽(yáng)能光熬利用的推廣均具有重要意義。
關(guān)鍵詞：集群應用；太陽(yáng)能熱水器；分散監測，集中控翻；可視化管理

0 引言
《中國太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告》顯示，目前我國已成為世界上最大的太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)國和銷(xiāo)售國，每年以約30％的速度增長(cháng)，規模已經(jīng)達到200億元。但是形成規模的太陽(yáng)能熱水器主要是家用太陽(yáng)能熱水器，傳統的家用太陽(yáng)能熱水器不僅人均占用空間和投資成本大，太陽(yáng)能以及水的利用率低，信息化程度低、維護管理工作量大，而且還影響原建筑的外觀(guān)。集群應用的太陽(yáng)能中央熱水器可以很好地克服上述問(wèn)題，而且還具有產(chǎn)、供熱的智能化程度高，供水量大，突發(fā)性供水能力強，特別適合于現代生活小區、學(xué)校、企業(yè)、酒店等單位的應用，已逐步成為太陽(yáng)能光熱利用的主要方向。這種分布于各棟樓宇屋頂的太陽(yáng)能中央熱水器的可靠控制和集中管理，是集群應用的太陽(yáng)能中央熱水器能否得到推廣應用的關(guān)鍵技術(shù)。本文提出了采用分散檢測、集中控制和可視化管理的技術(shù)方案，采用嵌入式系統、無(wú)線(xiàn)通信、計算機軟件和Web等技術(shù)，實(shí)現對太陽(yáng)能中央熱水器系統的可視化管理與操作，同時(shí)為企業(yè)提供便捷的售后服務(wù)管理手段和方便統計、發(fā)布節能數據，對于促進(jìn)太陽(yáng)能中央熱水器的推廣應用具有重要意義。

1 系統設計方案
本系統的組成如圖1所示，它由現場(chǎng)終端、區域集控與管理平臺、企業(yè)集控與管理中心三部分構成?，F場(chǎng)終端包括主控器、線(xiàn)控器、無(wú)線(xiàn)數傳模塊。主控器實(shí)施對太陽(yáng)能熱水器的自動(dòng)控制，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)數傳模塊與區域集控與管理平臺建立通信鏈路，通過(guò)線(xiàn)控器實(shí)現系統的現場(chǎng)設置與控制。區域集控與管理平臺由安裝有控制與管理軟件的計算機和無(wú)線(xiàn)數傳模塊組成，其主要任務(wù)包括：負責接收來(lái)自管轄區域各主控器的數據，并進(jìn)行協(xié)議解析、數據入庫和更新管理界面的信息；負責將控制或設置指令發(fā)送到指定的主控器；通過(guò)Internet或GSM／GPRS方式與企業(yè)集控與管理中心實(shí)現數據交換；將相關(guān)數據同步傳輸至企業(yè)集控與管理中心。企業(yè)集控與管理中心由數據服務(wù)器、管理計算機和必要顯示與打印設備構成，該中心通過(guò)區域集控與管理平臺和主控器可對任意一臺太陽(yáng)能中央熱水器實(shí)施測控，查詢(xún)任意一臺熱水器的實(shí)時(shí)數據和歷史數據，統計產(chǎn)熱與節能數據等。

2 現場(chǎng)終端設計
現場(chǎng)終端結構如圖2所示，由主控微處理器、傳感器模塊、系統配置與擴展模塊、輸出控制模塊(包括對太陽(yáng)能產(chǎn)、供熱和輔助加熱三個(gè)子系統的控制)、通信模塊(包括線(xiàn)控器和無(wú)線(xiàn)數傳模塊)和供電電路組成。主控微處理器LPC2368根據傳感器模塊檢測的現場(chǎng)與系統的狀態(tài)及相關(guān)參數，與存放在擴展存儲器(E2PROM)中的預置數據進(jìn)行比對運算，獲得相應的控制邏輯，通過(guò)輸出控制模塊對太陽(yáng)能中央熱水器進(jìn)行
控制，實(shí)現定溫進(jìn)水、溫差循環(huán)、防凍保護、增壓供水、恒溫回水、水位超限和變容輔助加熱等工作模式；通過(guò)通信模塊實(shí)現現場(chǎng)與遠程操作和測控，為太陽(yáng)能中央熱水器集群應用提供控制與管理所需數據的通信鏈路。