風電場的無線通信網絡研究與實現.pdf

1、目前,風電場的運行維護人員主要通過SCADA系統采用有線方式監(jiān)測機組的運行狀態(tài),有線監(jiān)測系統線路鋪設復雜;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、無線通信網絡協議、傳感器節(jié)點低功耗的控制策略和數據庫管理系統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。利用ZigBee無線技術,采用星型網絡結構模式,結合現場

3、已有的通信網絡,建立風電場無線通信系統。
　　本文介紹了無線通信網絡節(jié)點的設計與實現,主要是硬件整體結構和各模塊的實現思想,提出了無線網絡的協調器節(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)電機組數據采集、處理和傳輸的實際需求,對風電場監(jiān)測網絡的無線通信網絡協議進行了研究分析,采用標準C語言完成了各個硬件單元驅動程序、節(jié)點組網和數據收

4、發(fā)程序、ZigBee無線通信協議程序。設計了溫濕度、加速度通信的數據幀格式和分層嵌套式數據封裝包協議,最上層網關將ZigBee協議轉換成TCP/IP協議實現了數據的傳輸,網絡協議的設計層次清晰,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據,創(chuàng)建了數據庫,并開發(fā)了嵌入式節(jié)點與W