[发明专利]一种无线智能锁控阀管理系统设计方法

摘要

本发明公开了一种无线智能锁控阀管理系统，包括无线智能锁控阀、采集器、集中器和供热管理部门；无线智能锁控阀由无线收发芯片、微控制器、电机、阀体和多个功能模块组成；采集器配有采集器ISM频段无线通信模块；集中器配有集中器ISM频段无线通信模块和联通4G无线通信模块；供热管理部门管理人员可以足不出户，对用户家中的无线智能锁控阀进行诸如远程开关阀、查看阀门状态等操作，提高了供热行业的现代化管理水平，同时方便了用户的使用，具有较好的经济和社会效益。

主权项

1.一种无线智能锁控阀管理系统设计方法，其特征在于，包含以下步骤:步骤一：无线智能锁控阀(1)的设计所述无线智能锁控阀(1)由阀体(2)、电机(3)、无线收发芯片(11)、序列号模块(12)、防盗模块(13)、测温模块(14)、电源模块(15)、刷卡模块(16)、阀体反馈模块(17)、微控制器(18)组成；所述低功耗的无线收发芯片(11)，通过ISM频段无线通信接收来自供热管理部门(4)的信号，微控制器(18)发出控制指令，控制电机(3)的运转，驱动阀体(2)进行开关动作，反馈模块(17)将阀体(2)的开度实时反馈给无线收发芯片(11)和微控制器(18)；所述无线收发芯片(11)与采集器(6)之间通过ISM频段进行无线通信；所述序列号模块(12)将该无线智能锁控阀(1)的状态信息打包命名加以区分；所述防盗模块(13)增加了远程防盗报警功能；所述电源模块(15)采用大容量锂电池供电；所述刷卡模块(16)保留原有非接触射频卡功能；步骤二：采集器(6)的设计所述采集器(6)处于集中器(5)与无线智能锁控阀(1)之间，用于管理一定数量的无线智能锁控阀(1)；所述采集器(6)配有采集器ISM频段无线通信模块(61)；通过所述采集器ISM频段无线通信模块(61)实现将无线智能锁控阀(1)的上行数据通过采集器(6)转发给集中器(5)，同时实现将集中器(5)的下行数据通过采集器(6)转发给无线智能锁控阀(1)；所述采集器(6)采用一体化金属铸铝外壳，防水防潮，并且具有屏蔽功能，保护无线通信不受外界干扰；步骤三：集中器(5)的设计所述集中器(5)配备高性能低功耗的32G固态硬盘，配有集中器ISM频段无线通信模块(51)和联通4G无线通信模块(52)；采用所述集中器ISM频段无线通信模块(51)实现所述集中器(5)与所述采集器(6)之间的通信；采用所述联通4G无线通信模块(52)实现所述集中器(5)与供热管理部门(4)的服务器之间的通信；一个小区只需要安装一个所述集中器(5)，用于管理该小区的多个采集器(6)；步骤四：环境测试对于无线智能锁控阀管理系统，通过调节阀体(2)的开度，达到最佳经济节能效果是其最重要的参考指标；在正常缴费状态下，无线智能锁控阀管理系统根据介质温度、介质压力与周围环境温度、环境温度目标值之间的差值来调节阀体(2)的开度；在进行环境测试中，所实验区域一般较小，最重要的一步就是阀体(2)的开度与环境温度之间关系的转换；无线智能锁控阀(1)采用连续PID控制系统，设t为时间常数，为正实数，微控制器(18)的输出量u(t)、目标函数r(t)、实际反馈值y(t)、偏差值e(t)均为关于时间t的连续时间函数；系统偏差e(t)＝r(t)‑y(t)；一般实验区域较小，当所测温度都是精确值时，阀体(2)的开度转换公式如下：其中，在PID控制器中，K代表比例调节参数，为正实数；i代表积分，Ti代表积分时间常数，为正实数；d代表微分，Td代表微分时间常数，为正实数；在供热环境下，j代表介质，Tj为供热介质温度，为正实数；h代表环境，Th为环境温度；m代表目标，Tm为目标环境温度；介质温度Tj大于环境温度Th和目标环境温度Tm，目标环境温度Tm大于环境温度Th；P为介质压力，kPa为压力单位，101.3kPa为标准大气压力值；π为圆周率，约等于3.14；当目标环境温度Tm大于环境温度Th时，无线智能锁控阀(1)根据介质温度Tj和介质压力P通过微控制器(18)控制阀体(2)的开度M；阀体(2)的开度M与介质温度Tj和介质压力P成负相关；当目标环境温度Tm与环境温度Th相等时，阀体(2)的开度M为0；智能锁控阀根据环境温度Th和目标环境温度Tm的大小关系确定阀体(2)的开度。