風(fēng)電場的無線通信網(wǎng)絡(luò)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、目前,風(fēng)電場的運(yùn)行維護(hù)人員主要通過SCADA系統(tǒng)采用有線方式監(jiān)測機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài),有線監(jiān)測系統(tǒng)線路鋪設(shè)復(fù)雜;監(jiān)測點(diǎn)有限,當(dāng)增加測點(diǎn)時,需要增加接口和修改軟件,擴(kuò)展難度比較大;人力物力成本比較高。本文對風(fēng)電場的無線通信進(jìn)行了研究,利用ZigBee無線技術(shù),組成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。將傳感器安裝在監(jiān)測點(diǎn),通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò),將采集的加速度、溫度和濕度等數(shù)據(jù)上傳給上位機(jī),實(shí)時監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)。
　　本文結(jié)合ZigBee低成本、低功耗

2、、易擴(kuò)展等技術(shù)優(yōu)勢,以風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為研究對象,主要在無線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、節(jié)點(diǎn)硬件的設(shè)計(jì)、無線通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、傳感器節(jié)點(diǎn)低功耗的控制策略和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等幾個方面進(jìn)行相關(guān)理論和應(yīng)用研究。
　　根據(jù)無線通信技術(shù)的相關(guān)研究和無線通信技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的監(jiān)測應(yīng)用現(xiàn)狀,對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采用無線通信技術(shù)做出了整體方案,提出了風(fēng)電場無線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了風(fēng)機(jī)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的整體監(jiān)測系統(tǒng)。利用ZigBee無線技術(shù),采用星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式,結(jié)合現(xiàn)場

3、已有的通信網(wǎng)絡(luò),建立風(fēng)電場無線通信系統(tǒng)。
　　本文介紹了無線通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),主要是硬件整體結(jié)構(gòu)和各模塊的實(shí)現(xiàn)思想,提出了無線網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)和采集物理信號的無線傳感器節(jié)點(diǎn)兩種類型節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法。主要研究了電源電路原理、晶振電路和天線電路和繪制了PCB電路板。
　　從風(fēng)力發(fā)電機(jī)組數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸?shù)膶?shí)際需求,對風(fēng)電場監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的無線通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行了研究分析,采用標(biāo)準(zhǔn)C語言完成了各個硬件單元驅(qū)動程序、節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)和數(shù)據(jù)收

4、發(fā)程序、ZigBee無線通信協(xié)議程序。設(shè)計(jì)了溫濕度、加速度通信的數(shù)據(jù)幀格式和分層嵌套式數(shù)據(jù)封裝包協(xié)議,最上層網(wǎng)關(guān)將ZigBee協(xié)議轉(zhuǎn)換成TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的傳輸,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計(jì)層次清晰,這種無線通信適合風(fēng)電場的監(jiān)測對象。本文所研究的模塊均采用無線模式,模塊采用蓄電池供電,為了降低功耗,提出了修改協(xié)議的電源管理方法,很大程度上延長了模塊的正常工作時間。
　　為了長期保存無線網(wǎng)絡(luò)采集的數(shù)據(jù),創(chuàng)建了數(shù)據(jù)庫,并開發(fā)了嵌入式節(jié)點(diǎn)與W