分布式管理控制式計(jì)熱表

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)在熱水供暖上實(shí)行“小區(qū)式集體供暖”、按供熱面積結(jié)算，與用戶是否用熱無(wú)關(guān)。這種結(jié)算方式屬"包費(fèi)制"，一方面嚴(yán)重影響了供熱方供熱積極性，另一方面由于部分用戶缺乏節(jié)能意識(shí)，造成了資源浪費(fèi)。計(jì)熱表作為熱力公司向每一位用戶收費(fèi)的依據(jù)和手段，不僅已廣泛被用戶所接受，而且由于用熱量與費(fèi)用直接相關(guān)，加強(qiáng)了用戶的節(jié)能意識(shí)。

    目前計(jì)熱表的種類有很多，但多數(shù)都有著操作復(fù)雜、價(jià)格高等缺點(diǎn)。本文為大家介紹一種利用凌陽(yáng)公司的SPCE061A單片機(jī)設(shè)計(jì)出的一款新型的計(jì)熱表。該計(jì)熱表不僅將用熱實(shí)現(xiàn)了分戶式管理，而且用戶可對(duì)自家的各個(gè)房間分別控制；強(qiáng)大的語(yǔ)音發(fā)聲功能彌補(bǔ)了人機(jī)交互界面單調(diào)乏味的缺陷；另外具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。

    “節(jié)能意味著節(jié)費(fèi)”本計(jì)熱表將工作時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)分為：上、下班時(shí)間、出差時(shí)間、假日時(shí)間以滿足不同情況的需求；計(jì)熱表實(shí)現(xiàn)“一控五”即一個(gè)計(jì)熱表控制五個(gè)房間；每個(gè)房間的溫度、控?zé)釙r(shí)間可分別設(shè)置；八位LCD可顯示熱量值、流量值、供水溫度、回水溫度、剩余費(fèi)用、累計(jì)工作時(shí)間等相關(guān)數(shù)據(jù)資料；語(yǔ)音播報(bào)各個(gè)房間的溫度、設(shè)置時(shí)間等；串行通訊實(shí)現(xiàn)集中抄表，方便管理。

    1、 系統(tǒng)組成

    如圖1.1中所示，我們可以發(fā)現(xiàn)本計(jì)熱表由計(jì)量、控制、顯示、低電壓保護(hù)等幾個(gè)部分組成。那么我們就針對(duì)不同的功能模塊的實(shí)現(xiàn)作以詳細(xì)的描述。

    1.1 計(jì)量部分

    總的來(lái)說(shuō)計(jì)熱表的計(jì)量包括熱量、費(fèi)用計(jì)算兩個(gè)部分。具體的計(jì)算公式如下：

    Q=V*(ρ入*h入—ρ出*h出)    (1)

    其中：V為體積，ρ為水密度，h為焓值，Q為熱量

    M=k*Q        (2)

    其中：k為熱量的單價(jià)，Q為熱量，M為費(fèi)用

    水密度、焓值在已知溫度的情況下可通過(guò)查表獲得，那么計(jì)量實(shí)際上是檢測(cè)：進(jìn)、出水溫度，流量等。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，每隔20s進(jìn)行一次費(fèi)用、熱量計(jì)算。SPCE061A可支持7路A/D轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換的速率最大可達(dá)到96k/s，轉(zhuǎn)換的結(jié)果為10位數(shù)據(jù)。在此設(shè)計(jì)中由于對(duì)進(jìn)、出水溫度精度要求較高，所以選用2個(gè)PT100。流量的檢測(cè)可轉(zhuǎn)化為計(jì)量流速計(jì)發(fā)送的脈沖數(shù)，（100個(gè)脈沖為0.001立方米）在本設(shè)計(jì)中，SPCE061A通過(guò)外部中斷EXT2來(lái)檢測(cè)流量，流速計(jì)每發(fā)送一個(gè)脈沖便產(chǎn)生一個(gè)方波脈沖作為外部中斷信號(hào)，通過(guò)計(jì)算進(jìn)入中斷的次數(shù)進(jìn)而計(jì)算出流量。SPCE061A內(nèi)部的兩個(gè)定時(shí)器有較寬的頻率選擇范圍，另外芯片內(nèi)部的時(shí)基發(fā)生器可提供更加豐富的定時(shí)/計(jì)數(shù)頻率。在設(shè)計(jì)中我們采用2Hz的定時(shí)頻率制作萬(wàn)年歷，20s的定時(shí)可以通過(guò)讀取萬(wàn)年歷的時(shí)間值獲得。每隔20s系統(tǒng)將I

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