無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用研究.pdf

1、當(dāng)今人類生存和發(fā)展所要解決的緊迫問題是能源、環(huán)境問題。風(fēng)能作為可再生的清潔能源，世界各國都在大力開發(fā)，如何利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能是各國開發(fā)的重點(diǎn)。我國在自主開發(fā)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的同時(shí)，也遇到了許多關(guān)鍵技術(shù)需要突破。為了深入了解機(jī)組運(yùn)行特征與故障狀態(tài)，我們就需要發(fā)展一種設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)來更好的監(jiān)測設(shè)備。目前，隨著國外對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組領(lǐng)域的進(jìn)一步研究，我國也在對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的相關(guān)領(lǐng)域加速進(jìn)行自主研發(fā)，其中振動(dòng)監(jiān)測是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測的關(guān)

2、鍵技術(shù)之一。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測的主要特點(diǎn)是：監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量多，監(jiān)測時(shí)間長，監(jiān)測情況復(fù)雜。傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測手段的缺點(diǎn)是：網(wǎng)絡(luò)布線困難、節(jié)點(diǎn)智能化程度不高，針對這種情況，本論文設(shè)計(jì)了基于ZigBee協(xié)議的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)勢是：網(wǎng)絡(luò)布局方便，節(jié)點(diǎn)數(shù)量大，可靠性高，可遠(yuǎn)程操控。
　　 首先，本文對大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的振動(dòng)情況進(jìn)行了研究，明確了機(jī)組易發(fā)生故障的部位和其振動(dòng)機(jī)理，從而進(jìn)一步明確了測點(diǎn)布局。

3、
　　 其次，對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、分層模型和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，針對無線傳感器節(jié)點(diǎn)由于布局受限，分布不均勻造成的無法自組織連通網(wǎng)絡(luò)的情況，提出了一種中繼節(jié)點(diǎn)布局方法，在保證網(wǎng)絡(luò)生存周期的前提下實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的連通，并且利用數(shù)據(jù)分流方法和數(shù)據(jù)匯集方法減少了中繼節(jié)點(diǎn)數(shù)目，進(jìn)而降低了系統(tǒng)的成本。
　　 然后，通過幾種無線通訊技術(shù)的研究比較，確定了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測所用到的無線技術(shù)既ZigBee技術(shù)，該技術(shù)的特點(diǎn)是：功耗低，網(wǎng)

4、絡(luò)的自組織、自愈能力強(qiáng)，通信可靠，成本低廉。接著對TI公司的Z-Stack協(xié)議棧（基于ZigBee2006標(biāo)準(zhǔn)）進(jìn)行了研究。
　　 最后，針對本論文的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，我們進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)方面，主要設(shè)計(jì)了三個(gè)模塊（微處理器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、天線模塊）。在軟件設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)了上位機(jī)的監(jiān)控軟件和基于ZigBee技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中對于三種節(jié)點(diǎn)（協(xié)調(diào)器，路由器，終端）的軟件設(shè)計(jì)，最后在