一、项目需求
1.1项目概述
因燃煤排放对空气污染及雾霾天气的形成产生了巨大的影响。为了减少冬季燃煤污染、改善空气质量，我国北方许多城市开始推广“煤改电”一系列的解决方案。 河北智能新能源开发有限公司（以下简称河北智能）联合北京合世自动化科技有限公司（下面简称北京合世科技）也推出“智慧供暖控制系统”解决方案。
该系统可实现单个供暖区块内独立控制，并可实现多个供暖区块并联组网，并将供暖区域内温度、设备运行状态、供暖时间、用电电量等数据打包发至数据中心平台，并由数据中心做数据存储、发布、分析、控制等功能。此系统架构的高可靠性、稳定性和灵活性将对于河北智能现在所从事的单位、学校、企业等区块面积内的煤改电的项目运营高工作效率及管理水平。
1.2 智慧供暖控制系统功能需求
·改善数据传输拥堵、终端、失联局面。
·在公司控制中心平台，能够清晰的看到运营区域的数量、及分布位置。
·运营中心平台具备对综合数据及各个运营区域进行存储、统计、分析功能。
·运营中心平台能够检测、控制各个设备。
·能够接收各个运营区域的上报数据，并下发执行命令。
·运营中心平台对各个区块控制中心具有设置访问、设置、修改数据的权限。
·运营中心与区块控制中心可以独立工作，各区块控制逻辑不受运营中心网络影响。
·根据房间大小、所带电暖气数量开发设计设备智能控制器。
·数据采集传感器具有实时采集数据功能。
1.3设计原则
根据智慧供暖项目的实际工艺现状，我公司在充分分析供暖项目的具体需求和用户特点的基础上，吸取了国内外的先进技术及在新能源供暖领域多年的实际经验，为该系统进行了详尽的设计。我们推荐采用我公司成熟的“监控与数据采集系统”，并与符合工业标准的配套的远程测控终端等产品结合，组成性能优良的系统。具有以下特点：
·系统必须具有高可靠性、稳定性和灵活性，以保证生产安全可靠地运行。系统能定期对自身进行自诊断并且形成报告，能监视整个系统的工作状态，以方便对系统的维护和维修。
·系统应具有较高的性能价格比。
·系统采用的硬件、软件和网络应具有当时世界先进技术水平，并且经过实践考验证明其安全、实用的产品。
·站控计算机系统的操作系统采用Windows7/XP/WIN10。
·系统具有强大的人机对话能力。
·站控系统本身应具有扩展能力。
·控制系统的硬件和软件的可用率可以达到99.99%。
·系统软件允许其它的应用程序和用户提取其数据库的数据。
·系统的软件是模块化的，以便于SCADA系统组态时增加、删除。
·硬件在性能上是模块化的，允许将来在容量和功能上的扩展。
·系统采用的网络结构应是技术先进和性能可靠的。
·系统能定期对自身进行自诊断并且形成报告，能监视整个系统的工作状态，以方便对系统的维护和维修。
二、系统设计方案
2.1 智慧供暖控制系统结构：
根据河北智能的“项目需求”，完成以上功能需要建立一套工业“监控与数据采集系统”。该系统以河北智恒新能源发展有限公司为运营监控中心，以计算机办公自动化网为核心、以无线通讯为通讯网络，由区块供暖远程站RTU测控终端系统等设备组成监控系统。系统采用LORA与GPRS两种方式通讯，通过公网专线组网，区域内通过LORA网络进行数据监控，区域控制站与运营监控中心之间借助移动公司4G网络平台传输数据。
2.1.1智慧供暖控制系统主要组成部分
1）运营调度中心：运营监控中心平台、
2）数据传输：Lora网络、4G网络、云平台、Internet网络
3）区块（学校）控制站：通过Lora网络与各个设备控制器连接，实现数据收集设备控制功能，嵌入学校特殊模式。
4）终端检测设备：设备智能控制器、数据采集传感器
2.1.2系统结构示意图
2.2 智慧供暖控制系统分项功能介绍
系统名称 | 功能要求 |
运营监控中心平台 | ·运营监控中心平台可通过API接口实现业务管理，如用户注册、获取设备列表、获取设备信息、历史数据查询、数据导出及报警等信息。 ·运营监控中心平台可通过SDK实现设置设备数据点值、设备数据点变化推送、查询设备数据点值、设备上下线推送、设备报警推送。 ·运营中心平台对各个区块控制中心具有多用户层级管理功能，设置访问、修改数据的权限。 |
数据传输 | ·基站与云平台采用4G无线传输技术，保证其超高的数据传输速度。 ·4G通信达到100Mbps的传输频宽，数据传输不拥堵。 ·核心网独立于各种具体的无线接入方案，能提供端到端的IP业务，能同已有的核心网和PSTN兼容。 ·控制器与控制站采用Lora通讯技术， 具有功率密度集中，抗干扰能力强的优势，通讯距离可达 2000m。 ·支持主动上报模式和被动轮询模式，不会出现数据拥堵现象。 ·Lora通讯传输免费开放，后期无维护费用 |
区块（学校）控制站 | ·区块控制站为一个完整的控制中心，该站可独立于运营监控中心，脱机工作，组网、维护更便捷。 ·区块控制中心与智能控制器之间有数据接收和指令发送功能。 ·区块控制站最多建立两个基站和两张4G卡即可保证数据的远传。 ·采用时分复用，多通道挂载，干扰更小、挂载节点更多。 ·无需配置，智能自组网。 ·支持 WAN 口、SIM 卡，联网方式丰富。 ·支持 VPN(PPTP/L2TP)，PPPOE，DHCP，静态 IP 等功能。 ·开放API、SDK端口，供用户二次开发网络平台、开发手机APP等。 |
Lora温控及数据采集 | ·Lora温控器内置高精度温度传感器 ·智能控制器之间无需布任何通讯线连接，节省布线人工及耗材成本。 ·设备智能控制器以房间为单位，通过房间平均温度来控制电暖气工作。 ·设备智能控制器集智能控制、温度采集和Lora网络数据传输功能于一体，每个控制器都可独立工作。 ·设备智能控制器可根据天气预报的温度曲线实时调节设定温度，智能控制电暖气工作。 ·设备智能控制器可分时分段调节设定温度，智能控制电暖气工作。 |
3.3 智慧供暖控制系统硬件配置
系统名称 | 配置要求 |
运营监控中心平台 | 云服务器*1套、电脑*1套、打印机*1套、Ups*1套 |
数据传输 | 4G物联卡*1张 |
区块（学校）控制站 | Lora基站*1 |
LoRa 温控器 | HS-0444L*X套 |
三、系统运行性能及价格对比分析
比较内容 | RS485温控器+2G/DTU | Lora温控器+4G基站 |
性能 | 1、RS485温控器与DTU数据采集器之间采用布线方式实现数据传输，安装复杂，调试不便，增加故障点。 2、多个485终端数据同时采集、发送，布线长，宽带窄，数据传输容易造成拥堵、丢失。 3、采用2G网传输，速度慢，传输数据量小，传输时间长，数据传输容易中断。 4、标准化产品，技术含量低，解决方案可复制性强。 5、学校设有多个DTU数据传输模块，维护调试工作繁琐。 | 1、Lora温控器与控制站之间采用Lora无线数据传输，安装简单，自动组网，调试方便，数据稳定，故障率少。 2、星型Lora数据传输模式为轮询收发模式，数据传输不会造成拥堵、丢失。 3、采用4G信号传输速度快，传输数据量大，传输时间短、稳定。 4、定制产品技术含量高，市场竞争强，解决方案不易复制。 5、学校内最多需要2个基站，数据调试工作简便，云平台数据便于管理。 |
价格 | 1、前期硬件设备一次性投入价格低。 2、安装成本高。 3、SIM数据卡用量多，运营成本高。 4、技术含量低，后期运营故障率多，维护人员成本高。 | 1、前期硬件设备一次性投入价格稍高。 2、安装成本极低。 3、SIM卡用量少，运营成本低。 4、技术含量高，后期运营数据稳定，维护投入成本低。 |
四、2500平米学院基本预算
设备名称 | 基本数量 | 单价 | 总价 |
Lora 温控器 | 80个 | 300元/个 | 24000元 |
Lora 温控器安装 | 80个 | —— | 400元 |
Lora 基站 | 1个 | —— | 4000元 |
4G卡 | 1张 | 30元/月 | 360元/年 |
硬件设备含1年通讯费用 | 28760元 |
五、项目执行方案
5.1、合同签订
合同签订后，立即开展有关准备工作，成立项目组。进一步听取用户的意见，做好项目的基础工作，确定详细设计及实施方案。
5.2、保障
组织：项目将由公司副总工程师负责，由总公司系统部、开发部、综合管理部负责完成。
质量：软、硬件质量严格按照国家有关法律、法规及规定和ISO9001认证标准进行，并确定专职质量安全监督人员，保证产品质量。
5.3、硬件组织
LORA温控器由公司生产，保证在用户指定的时间内运抵施工现场。硬件组织完成后运至施工现场。
5.4、系统软件开发
软硬件开发是一项技术含量高、细致的工作，将在公司总部进行，用最短的时间完成开发。
5.5、系统调试
调试在软件开发完成后在公司总部进行，为缩短现场调试的时间，调试的标准要严格，时间要放长，把所有问题留在公司彻底解决。
5.6、设备交货期及交货地点
·设备交货期限为合同签订后60天，到货地点为甲方现场。
·按时支付乙方的各种款项。
5.7、竣工资料
包括基础资料、系统使用维护手册、施工图纸等全套竣工资料，各提供2套。操作系统、软件和硬件设备资料，根据所配硬、软件数量全部提供。
5.8、基本服务
①在运营监控系统制造、组装完成之后，检测和试验之前，我方提交一份按文件顺序编号的完整的清单和测试文件。
②对监控系统的全部组件、部件及配套设备应有完整的功能测试报告，并经用户检查确认。
③最终系统测试结果应达到技术规格书各项要求，由双方签字确认，作为监控系统最终验收文件。
④开箱验收：设备到现场后公司派技术人员开箱验收。确认装箱单和设备完整和完好情况。
⑤安装指导：公司派有经验的工程师作现场安装指导。
⑥运行监控系统通电：公司派有经验的工程师确认执行系统通电前系统的安装、接线、供电、接地的正确。
⑦静态测试：公司工程师负责对系统的软、硬件进行全面的测试。
⑧联调试运：公司派有经验的工程师负责软件下装，使监控系统各部分处于正常工作状态。
5.9系统培训
5.9.1总则
对买方的设计、施工、运行和维护人员的培训，是系统成功起动和运行的基础。
卖方将安排有经验的专家采用现代化的培训手段进行课程培训。每位教员均具备正规课堂讲学的经验。教员负责教会学员掌握培训课程的内容，提供如何使用技术资料的指导，并解答学员在培训过程中提出的有关问题。卖方向学员提供必要的技术资料、图纸、设备、仪表和安全防护用具，并允许学员携带他们培训期间的笔记本、技术资料和有关文件返回。
培训结束后，工程师能达到对系统进行维护、修改、升级及系统的备份与恢复能力，操作员能达到对系统进行正确操作和进行简单维护的能力。
5.9.2现场培训
系统操作、安装及维护培训（人数和时间由甲方确定，地点在工程现场）。
卖方还可提供买方认为必要的附加培训，因为在卖方培训结束后，卖方对所供硬件和软件可能有所修改，这种附加培训在工程现场进行。卖方派出有关专家到现场，承担现场培训任务。
