風電場的無線通信網絡研究與實現(xiàn).pdf

1、目前,風電場的運行維護人員主要通過SCADA系統(tǒng)采用有線方式監(jiān)測機組的運行狀態(tài),有線監(jiān)測系統(tǒng)線路鋪設復雜;監(jiān)測點有限,當增加測點時,需要增加接口和修改軟件,擴展難度比較大;人力物力成本比較高。本文對風電場的無線通信進行了研究,利用ZigBee無線技術,組成了無線傳感器網絡。將傳感器安裝在監(jiān)測點,通過無線傳感器網絡,將采集的加速度、溫度和濕度等數(shù)據上傳給上位機,實時監(jiān)測風力發(fā)電機組的運行狀態(tài)。
　　本文結合ZigBee低成本、低功耗

2、、易擴展等技術優(yōu)勢,以風力發(fā)電機組為研究對象,主要在無線網絡的拓撲結構、節(jié)點硬件的設計、無線通信網絡協(xié)議、傳感器節(jié)點低功耗的控制策略和數(shù)據庫管理系統(tǒng)等幾個方面進行相關理論和應用研究。
　　根據無線通信技術的相關研究和無線通信技術在風力發(fā)電機組的監(jiān)測應用現(xiàn)狀,對風力發(fā)電機組采用無線通信技術做出了整體方案,提出了風電場無線監(jiān)測網絡的拓撲結構,設計了風機風力發(fā)電機組的整體監(jiān)測系統(tǒng)。利用ZigBee無線技術,采用星型網絡結構模式,結合現(xiàn)場

3、已有的通信網絡,建立風電場無線通信系統(tǒng)。
　　本文介紹了無線通信網絡節(jié)點的設計與實現(xiàn),主要是硬件整體結構和各模塊的實現(xiàn)思想,提出了無線網絡的協(xié)調器節(jié)點和采集物理信號的無線傳感器節(jié)點兩種類型節(jié)點的設計方法。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。
　　從風力發(fā)電機組數(shù)據采集、處理和傳輸?shù)膶嶋H需求,對風電場監(jiān)測網絡的無線通信網絡協(xié)議進行了研究分析,采用標準C語言完成了各個硬件單元驅動程序、節(jié)點組網和數(shù)據收

4、發(fā)程序、ZigBee無線通信協(xié)議程序。設計了溫濕度、加速度通信的數(shù)據幀格式和分層嵌套式數(shù)據封裝包協(xié)議,最上層網關將ZigBee協(xié)議轉換成TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)了數(shù)據的傳輸,網絡協(xié)議的設計層次清晰,這種無線通信適合風電場的監(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絡采集的數(shù)據,創(chuàng)建了數(shù)據庫,并開發(fā)了嵌入式節(jié)點與W