摘要：為了適應物聯網技術不斷發展和我國城市供暖體制改革的需要，文中將無線射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術和無線通信技術應用到供熱系統中，并結合預收費系統和遠程數據傳送系統，提出了一種供熱系統物聯網終端網絡的設計方案，并給出了整體系統結構、硬件設計和軟件設計方法。通過該終端網絡可實現供熱數據的遠程實時在線自動傳送，從而為供熱系統提供實時、準確的數據，使供熱系統實現有效調控，提高節能減排效果。
關鍵詞：物聯網；RFID；供熱系統；ZigBee；GPRS

0 引言
繼互聯網、移動通信之后，物聯網無疑是引發新一輪信息技術產業浪潮的重要產業，并已經成為國際新的一輪技術競爭的關鍵點。物聯網的本質是利用IT技術構建一個物質與物質之間的信息交互網絡，實現對物質的智能化實時管理與控制，提高資源的利用率和生產率。2009年10月，歐盟推出“物聯網戰略研究路線圖”，力推物聯網在航空航天、汽車、醫療、能源等18個主要領域的應用。目前歐美國家已將RFID技術應用于交通、車輛管理、身份識別、生產線自動化控制、倉儲管理及物資跟蹤等領域。在國內，2011年，物聯網傳感器產品已率先在上海浦東國際機場防入侵系統中得到應用。該系統可以防止人員的翻越、偷渡、恐怖襲擊等攻擊性入侵。濟南園博園也采用ZigBee無線技術實現了園內路燈的物聯網控制。
隨著我國城市供熱體制改革的不斷推進，國內供熱城市大多要求以節能減排為目的，實現供熱系統的自動化調控和戶使用熱量表收費。基于此，本文將物聯網技術中的RFID技術、ZigBee技術和GPRS技術應用到熱力系統中，提出了預付費與遠程抄送相結合的供熱系統物聯網終端網絡設計方案，以實現對計量數據的非接觸傳輸及結算交易控制，為實現城市集中供熱智能化管理提供了可能性。此系統是實現數字城市、數字社區的堅實基礎，具有很高的社會效益和經濟效益。

1 物聯網供熱系統結構
本系統包括預付費系統和無線遠程抄送系統，系統主要南射頻卡、終端系統、集中器和中心服務器組成。其中，終端系統由熱量表、采集器和鎖閉閥構成，采集器通過接口電路與熱量表通信和控制鎖閉閥；集中器與采集器之間應用ZigBee技術構成無線數據通信局域網；中心服務器與集中器之間由于通訊距離較遠，設計采用GPRS模塊實現遠距離的無線通信，圖1所示是該系統的結構框圖。

1．1 預付費系統
預付費系統由射頻卡、熱量表、鎖閉閥、采集器和集中器構成，射頻卡與熱量表、鎖閉閥和采集器通過集中器形成映射關系，圖2所示是基于射頻卡的預付費工作原理圖。

首先，用戶到熱力公司充值，使射頻卡內含有一定的購熱量。當射頻卡進入集中器的識讀器工作場時，集中器通過識讀器獲取射頻卡數據(用戶信息、購熱量等)并進行存儲、比較等處理．最后對射頻卡進行數據清零處理。集中器定時通過ZigBee網絡向采集器發送數據請求，采集器再將熱量表的數據返回給集中器。這樣，根據用戶的用熱情況，用戶的購熱量將逐漸減少，當其值減為零時，集中器發送關閉鎖閉閥命令，停止對該用戶供熱，直至再次充值。
1．2 無線遠程數據抄送系統
該系統由中心服務器、集中器和終端(采集器、熱量表和鎖閉閥)構成，其結構圖如圖3所示。中心服務器配置固定的IP地址，各個集中器通過ZigBee網絡讀取每個熱量表的數據(熱量、管道流速、供回水溫度等)，通過GPRS通信模塊以IP數據包的方式把數據匯總到服務器，供熱中心主機的管理系統完成數據的處理、分析、存儲等，從而為熱力公司的協調部門提供數據。