題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 自供電無(wú)線多功能熱量計(jì)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本套系統(tǒng)以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，以基于Zigbee協(xié)議的CC2530芯片為控制核心和無(wú)線傳輸模塊，采用水流發(fā)電機(jī)作為系統(tǒng)的供電單元，替代了現(xiàn)有的電池或電源供電方式，將暖氣中水的動(dòng)能利用起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了自供電技術(shù)。并且，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將入水管、出水管的單個(gè)供暖單元和整個(gè)供暖系統(tǒng)組成網(wǎng)絡(luò)，通過無(wú)線的方式對(duì)出入水管進(jìn)行溫度測(cè)量，在解決了明線測(cè)量問題的同時(shí)，大大提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。
- 詳細(xì)介紹：
- 自供電無(wú)線多功能熱量計(jì)，該裝置具有自行解決系統(tǒng)自身的供電問題，并且可以自行組成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線信息傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。其中水流發(fā)電機(jī)作為供電系統(tǒng)，再經(jīng)過穩(wěn)壓電路得到平穩(wěn)電壓為鋰電池充電，無(wú)需外接電源；系統(tǒng)通過一個(gè)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，從休眠狀態(tài)換到工作狀態(tài)，水流發(fā)電機(jī)作為測(cè)量水流速度的傳感器使用，溫度傳感器與CC2530芯片組成溫度測(cè)量與傳輸模塊，其中一個(gè)CC2530作為副芯片，把通過A/D采集到的溫度信息用無(wú)線模式傳到主芯片，經(jīng)過主芯片的計(jì)算得熱量差值。主、副芯片通過Zigbee技術(shù)可以組成無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)主從芯片間信息的無(wú)線傳輸。收費(fèi)部門也可以通過這種基于物聯(lián)網(wǎng)的通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線抄表。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作為建筑節(jié)能的一項(xiàng)基本措施，國(guó)家建設(shè)部已將熱量計(jì)量收費(fèi)列入《建筑節(jié)能2010年規(guī)劃》。國(guó)家“十二五”規(guī)劃也明確提出，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將會(huì)在智能電網(wǎng)、金融與服務(wù)業(yè)、國(guó)防軍事等十大領(lǐng)域重點(diǎn)部署。針對(duì)國(guó)家政策支持以及現(xiàn)如今冬季供暖中出現(xiàn)的熱費(fèi)糾紛及供暖質(zhì)量問題，分戶按熱量計(jì)量已經(jīng)迫在眉睫。故提出自供電無(wú)線多功能熱量計(jì)。即在居民家中安裝本套系統(tǒng)，暖氣關(guān)停、溫度高低均由用戶自行控制，供暖企業(yè)最終據(jù)計(jì)量表顯示數(shù)字收費(fèi)。本項(xiàng)目利用熱循環(huán)系統(tǒng)中的水通過水流發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，輸出的電壓對(duì)應(yīng)相應(yīng)的水流流速，不僅能利用其發(fā)電還能利用它測(cè)流速。系統(tǒng)采用CC2530芯片結(jié)合測(cè)溫電路輸出的電壓，供暖系統(tǒng)的流量等數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)出具備無(wú)線傳輸功能的熱計(jì)量表。通過ZigBee技術(shù)組織無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以在一定空間內(nèi)檢測(cè)裝置的工作情況。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1）自供電 2）采用基于物聯(lián)網(wǎng)的Zigbee技術(shù)將信息進(jìn)行傳輸 3）當(dāng)水流速度過小時(shí)，會(huì)自動(dòng)報(bào)警，便于監(jiān)管。 4）應(yīng)用范圍廣，可以應(yīng)用到各種供熱系統(tǒng)的熱量檢測(cè)。 技術(shù)關(guān)鍵： 1）Zigbee技術(shù) 2）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 3）傳感器技術(shù) 4）自發(fā)電技術(shù) 主要技術(shù)指標(biāo)： 1）無(wú)線通信傳輸距離：40米以上 2）發(fā)電機(jī)供電電壓：≥3.5V 3）顯示屏功耗：≤20mW 4）流速測(cè)量的線性范圍：0.175～0.35 m/s 5）系統(tǒng)消耗最大電壓：≤5V 6）系統(tǒng)消耗最大電流：≤100mA 7）系統(tǒng)總體誤差: ≤1.5%
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 現(xiàn)有熱量計(jì)量裝置，大多實(shí)現(xiàn)了智能化，但供電系統(tǒng)基本采用外供電或電池供電，本裝置采用水流發(fā)電實(shí)現(xiàn)自供電，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、安裝方便、維護(hù)便利等特點(diǎn)。在流量計(jì)量上，現(xiàn)有的熱量計(jì)量裝置，多采用超聲流量測(cè)量原理，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本難以下降。本裝置在實(shí)現(xiàn)自供電的同時(shí)，不增加額外的配件，通過感生電動(dòng)式原理對(duì)流量的檢測(cè)，簡(jiǎn)化了裝置的復(fù)雜性，降低了成本。 不僅如此，本系統(tǒng)還設(shè)置有睡眠功能，進(jìn)一步降低了功耗。本系統(tǒng)采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的方式，可靠性增強(qiáng)，不受距離的限制，將系統(tǒng)的數(shù)據(jù)隨時(shí)展現(xiàn)在用戶眼前，而且操作方便，便于用戶直接操作。 本系統(tǒng)使用zigbee技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信號(hào)傳輸及控制功能，屬于物聯(lián)網(wǎng)的范疇，可較好的與其他網(wǎng)絡(luò)融合，無(wú)需更換新的系統(tǒng)，可拓展性較強(qiáng)。應(yīng)用前景可觀
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 獲2011年“挑戰(zhàn)杯”全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽**賽區(qū)一等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 作品處于實(shí)驗(yàn)室研制階段，已完成系統(tǒng)樣機(jī)的試制，運(yùn)行穩(wěn)定，將會(huì)在系統(tǒng)小型化、集成化方面進(jìn)行努力。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利實(shí)施許可轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 圖片、樣品、現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 為解決近些年來(lái)北方供暖出現(xiàn)的各種糾紛，提出按熱量收取取暖費(fèi)，實(shí)現(xiàn)公平、公正的取暖收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，從而需要一種低功耗、低成本、高智能化的熱量計(jì)量?jī)x器。 本系統(tǒng)直接利用水流的流動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為系統(tǒng)提供能源，并用可充電電池將剩余的電能儲(chǔ)存起來(lái)，循環(huán)利用，提高能源利用率，并可以同時(shí)測(cè)出水流的流速。系統(tǒng)設(shè)有電壓檢測(cè)報(bào)警及電源保護(hù)等功能。應(yīng)用液晶顯示器LCD顯示用戶所用信息，用戶不需要查看熱量等信息時(shí)LCD不顯示，又一步降低系統(tǒng)功耗。硬件電路簡(jiǎn)單而穩(wěn)定，采用微電流源為精密溫度傳感器供電，解決溫度漂移等硬件問題。 用戶可通過按下可移動(dòng)的終端設(shè)備上的復(fù)位、喚醒、熱量顯示、功率顯示等按鍵顯示出用戶需要看到的信息，具有方便快捷、簡(jiǎn)單易懂等特點(diǎn)。以其低功耗、低成本、高效率、高可靠性、可拓展性等多方面性能上領(lǐng)先現(xiàn)有的同類產(chǎn)品。具有非常廣闊的推廣前景。
同類課題研究水平概述
- 目前國(guó)內(nèi)外研究的熱量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)多數(shù)是解決測(cè)量熱量的手段和方法，市場(chǎng)上主要的熱量計(jì)量裝置分為機(jī)械式計(jì)量表和電子式計(jì)量表，其中機(jī)械式計(jì)量表已經(jīng)被淘汰，現(xiàn)有的電子式計(jì)熱裝置均需外接電源線或使用電池，外接電源線取電困難，走明線不美觀，存在安全隱患，且不易管理；單獨(dú)使用電池，易出現(xiàn)計(jì)費(fèi)偷停，一般需要定期維護(hù)，否則會(huì)造成計(jì)熱不準(zhǔn)。同時(shí)，入戶管道與出戶管道之間距離不固定，給系統(tǒng)的測(cè)量也帶來(lái)了諸多不便。因此，解決供電問題的同時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)線測(cè)量及數(shù)據(jù)傳輸成為了必然。供熱家庭入戶端與出戶端的無(wú)線測(cè)量技術(shù)在國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品及技術(shù)中也沒有被使用。
