基于GPRS的離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)

　　一。引言

　　可再生能源已經(jīng)吸引了越來越多全世界的關(guān)注， 而風(fēng)能資源被廣泛理解為一 個(gè)明確的可再生資源。有許多成功地利用風(fēng)力發(fā)電的使用，例如，有些如單機(jī)離 網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和獨(dú)立風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)從建模階段到大規(guī)模施工階 段，在許多國(guó)家，特別是在中國(guó)。但是，在大多數(shù)情況下，這些風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)位 于偏遠(yuǎn)地區(qū)，因此如何管理這些風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并確保它們運(yùn)行良好，是一個(gè)有意 義的問題。

　　目前，離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)還存在著一些急切的問題需要解決：

　　？不規(guī)則的管理和維護(hù)成本低經(jīng)常造成資本來源的資產(chǎn)損失，這將導(dǎo)致巨大 的廢物和不能向沒有電的地區(qū)提供電力。

　　？在離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)通常是在偏遠(yuǎn)相對(duì)落后的地方。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的服務(wù) 生命會(huì)縮短， 因?yàn)閷I(yè)人士及管理者不能有定期保養(yǎng)及維修的離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組。

　?。抗芾碓黾恿死щy，因?yàn)轱L(fēng)的管理渦輪承包商和賣主通常不參加的后來的離 網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的管理。

　?。侩S著通訊技術(shù)和嵌入式技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)已取得了很大進(jìn)展。本篇文章基于遠(yuǎn)程監(jiān)控監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控維護(hù)和修復(fù)離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī) 組模式。

　　二。 設(shè)計(jì)項(xiàng)目的遠(yuǎn)程無線基于GPRS 的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)

　　A. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)由三部分組成：控制終端，中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)和通信網(wǎng)絡(luò)?？刂平K端組成微控制器，數(shù)據(jù)采集模塊和 GPRS 通訊模塊。

　　遠(yuǎn)程無線監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。

　　圖 1. 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型

　　B.系統(tǒng)功能

　　控制終端，中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)和軟件，分別完成不同的工作。

　　1）控制終端

　　控制終端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)傳輸費(fèi)處理，數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，包括直流 電（DC）輸出電壓和電流信號(hào)，交流電（AC）輸出電壓和電流信號(hào)，轉(zhuǎn)速發(fā)電 機(jī)和風(fēng)速的信號(hào)，中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)。此外，這些工程必須是實(shí)時(shí)的。

　　2）中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)

　　中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)需要負(fù)責(zé)接收，存儲(chǔ)和顯示的數(shù)據(jù)。同時(shí)，它存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù) 服務(wù)器中的數(shù)據(jù)。根據(jù)該原則信息理論，數(shù)據(jù)是更不穩(wěn)定的，其數(shù)額信息是比較 大。并且磁盤空間有限在數(shù)據(jù)服務(wù)器。出于這個(gè)原因，我們應(yīng)該使用數(shù)據(jù)管理的 相應(yīng)的程序，使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器包含更多的信息，以便在將來有利于評(píng)估風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行條件。 該系統(tǒng)選擇了微軟的 Access 數(shù)據(jù)庫(kù)，它不僅是功能強(qiáng)大，對(duì)于用戶來說也 比較容易。對(duì)于一些簡(jiǎn)單的管理，即使我們沒有任何代碼，它可以實(shí)現(xiàn)的。這些 優(yōu)勢(shì)滿足我們的要求。

　　3）監(jiān)控軟件

　　監(jiān)控軟件是一個(gè)得到的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀況的直接數(shù)據(jù)重要的渠道。 它將 數(shù)據(jù)放入數(shù)據(jù)庫(kù)中并在他們實(shí)時(shí)接收后顯示相應(yīng)的窗口。 利用 Visual Basic 軟件 集成 Mapx 的控制，使我們的電子地圖包括監(jiān)測(cè)在主界面顯示的地理范圍。

　　三。 GPRS 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)

　　考慮到用戶的消費(fèi)水平和芯片性能，盧米納的 ARM7 LM3S1138 芯片是最 好的一選擇，因?yàn)?ARM7 嵌入式微控制器應(yīng)用程序的極端敏感性帶來了高性能 的 32 位計(jì)算能力。這種高尖端的技術(shù)，使用戶享受籌碼 32 位性能，只需要支 付相同價(jià)傳統(tǒng)的 8 位和 16 位器件。

　　WAVECOM 模塊 Q2406B 是一個(gè)無線模塊，支持 GPRS 和嵌入 TCP / IP 協(xié)議。 ［6］這是基于 Q2406B 演示板， 并連接到 LM3S1138 的串行接口 UART （異 步串行通信接口） 。

　　圖 2. 硬件組成

　　A. GPRS 的通信協(xié)議

　　數(shù)據(jù)采集模塊通過 LM3S1138 的 ADC 模塊將發(fā)送風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)到 ARM 芯片， 并通過 LM3S1138 的 UART 將數(shù)據(jù)發(fā)送到 GPRS 模塊。 GPRS 等 模塊工作是，它開始在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)不斷地發(fā)送位置數(shù)據(jù)到中央監(jiān)控計(jì)算 機(jī)。［6］ 壓縮包需要中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)返回一個(gè)確認(rèn)接到消息后日期，非壓縮包不 需要此消息。如果 GPRS 終端沒有收到確認(rèn)消息，它將重新發(fā)送直到數(shù)據(jù)包發(fā)送 ” 溢出。數(shù)據(jù)包包含“風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的 ID 號(hào)（GPRS 的 SIM 卡裝入號(hào)），這代表 其身份，以及“信息序列號(hào)“的發(fā)送包。該中心將確定數(shù)據(jù)包根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 的 ID 號(hào)，以便使其顯然，其中風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的數(shù)據(jù)包發(fā)送，并判斷數(shù)據(jù)包是否 丟失根據(jù)連續(xù)性序列號(hào)信息。當(dāng)傳輸?shù)闹匾畔ⅲ撝行倪€要求確認(rèn)消息。