一、系统背景：
在城市供热系统中，目前普遍存在热力平衡调节困难、过量供热及供热不足并存、系统灵活性不足、管理粗放、智能化水平不高、无法根据实际天气变化及具体需求灵活调节等问题。供水管和回水管之间的温差过大，导致热能在循环过程中的损失加剧，从而影响整个供热系统的效率和能源利用效率。
传统供热系统的运行往往依赖于固定的控制策略和手动调节，这种方式存在以下几个问题：
- 难以实现供热系统各个节点的实时监控和调节;
- 缺乏针对性的优化措施，无法根据实际情况动态调整供热参数;
- 对供热系统的异常状态难以及时发现和处理。
因此，唯有利用信息化的手段和管理方法实现对二网平衡中的各节点全天候、多方位的监测和自动调节，才能有效的解决上述问题。
LoRa 技术作为一种低功耗、长距离的无线通信技术，为实现供热系统的智能监控和调节提供了新的可能性。
本系统正是基于此而提出，结合 LoRa 技术、超声波热量表和户阀的集成设计，以及计算机信息化监测和分析处理技术实现对二网平衡的监测与智能控制，保障供热网络与用户端的热交换网络之间的热能供需平衡，提高供热系统的能源利用效率。
二、设计思想
1、供热二网平衡系统特点
由于供热系统的工作的特殊性，二网平衡系统具有以下特点：
- 监控地点分散，距离管理机关较远，因此通常采用分层分布式的监控网络结构；
- 供热二网平衡是一个持续运行的过程，因此要求监控系统有良好的可靠性和抗干扰能力。
- 监控点位多，分散在各住户当中，往往难以铺设通讯线路，因此通常采用无线通信方式远程采集数据和遥控设备。
2、传统供热二网平衡系统存在的问题
- 系统闭环性差
传统系统往往缺乏系统闭环控制机制，无法自动调节供水和回水温度、流量等参数，难以实现供热二网的自动平衡。
- 缺乏智能分析
传统系统通常缺乏智能化的数据分析功能，无法对监测数据进行深入分析和处理，无法发现系统中的潜在问题或优化空间。
- 能源浪费和成本增加
由于监控和调节手段有限，传统系统往往无法实现能源的有效利用和系统的优化调整，导致能源浪费和运维成本的增加。
三、技术方案
1、LoRa 网关与 LoRa 芯片集成的户阀和超声波热量表
部署 LoRa 网关以及在户阀和超声波热量表中集成 LoRa 芯片。LoRa 网关主动采集这些设备传感器的数据，包括户阀的开关状态和局部温度，以及超声波热量表的流量、温度等参数。
2、LoRa网关通过采用4G网络方式与后台监控中心的数据交互
在 LoRa 网关中，将从户阀和超声波热量表收集到的数据转换统一协议，通过 4G 网络上传至智能供热管理平台。同时接收经平台计算分析后的控制指令，下发给户端阀门，实现自动化智能调控。
3、智能供热管理平台
将数据传输至智能供热管理平台，在该平台上，传感器数据得以实时分析和处理，包括但不限于供水与回水的温度差、流量分布等参数。通过直观的可视化界面展示供热系统各节点的运行状态以及能源消耗情况等重要信息。结合历史数据和实时监测数据，并应用预测算法和优化模型，系统可自动制定最优的供热系统运行策略，而无需人为干预。同时，平台可以直接向 LoRa 网关发送调控指令，实现对供热系统的自动调节和优化。
四、实现功能
实时数据分析与处理：平台能够对传感器数据进行实时分析和处理，包括监测供水与回水的温度差、流量分布情况等参数。
可视化展示界面：通过直观的可视化界面，平台展示供热系统各个节点的运行状态、能源消耗情况等重要信息，为运维人员提供直观的监控界面。
智能运行策略制定：结合历史数据和实时监测数据，平台采用预测算法和优化模型，自动制定最优的供热系统运行策略，以提高系统的效率和稳定性。
自动调节与优化：平台能够直接将调控指令下发至 LoRa 网关，实现对供热系统的自动调节和优化，无需人为干预。
五、方案优势
便捷部署：LoRa 网络的部署相对简单，无需铺设大量的网络线缆，只需安装 LoRa 网关和相应的 LoRa 芯片设备即可，大大降低了系统的施工难度和成本。
智能化管理：通过实时数据分析和智能运行策略制定，实现对供热系统的智能化管理，提高系统的效率和稳定性。
实时监控与预警：平台能够实时监控供热系统运行状态，及时发现异常情况并发出预警，有助于避免系统故障或损坏。
远程控制与调节：平台支持远程控制与调节，使运维人员可以随时随地对供热系统进行监控和调整，提高管理效率。
数据可视化与报告生成：通过可视化展示界面，运维人员可以直观地了解供热系统的运行情况，并生成相关报告，为整体热网平衡决策提供依据。
节能减排：通过智能运行策略的制定和自动调节与优化功能，平台有助于提高供热系统的能效，减少能源浪费，从而降低能源消耗和减少碳排放。
