本文關(guān)鍵詞：基于WSN的光伏發(fā)電環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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【摘要】：在資源短缺和環(huán)境惡化的形勢下,全球都在努力推動(dòng)新能源的研究和發(fā)展。目前,光伏發(fā)電技術(shù)獲得很大成就,但仍有很多問題亟待解決,特別是光伏發(fā)電時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測。此外,大多數(shù)電站選址在較偏遠(yuǎn)且環(huán)境惡劣的地區(qū),電站的環(huán)境測量設(shè)備體積大、成本高、維護(hù)困難,無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。因此,科研人員掌握的光伏發(fā)電相關(guān)的環(huán)境數(shù)據(jù)非常缺乏,滯后了太陽能發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用。為了提高光伏發(fā)電環(huán)境監(jiān)測的精確性與實(shí)時(shí)性,便于相關(guān)人員及時(shí)的查詢環(huán)境情況,本文應(yīng)用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(Wireless Sensor Network,WSN)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),設(shè)計(jì)了一套能夠遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)采集光伏發(fā)電時(shí)環(huán)境參數(shù)的系統(tǒng)。本文對(duì)WSN技術(shù)和光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀做了分析,提出了系統(tǒng)的總體方案,包括無線傳感網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)監(jiān)測平臺(tái)。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)采用高集成度和高可靠性的STM32F103ZET6芯片作為主控制器,設(shè)計(jì)了無線網(wǎng)關(guān);同時(shí)設(shè)計(jì)了基于ZigBee協(xié)議棧的無線傳感網(wǎng)絡(luò),電路采用模塊化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)在軟件部分利用C語言實(shí)現(xiàn)了WSN各個(gè)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)的功能;并且設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程監(jiān)測平臺(tái),對(duì)環(huán)境信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、歷史數(shù)據(jù)查詢。最終,通過終端節(jié)點(diǎn)采集光伏發(fā)電時(shí)的溫度、濕度和光照強(qiáng)度,通過ZigBee無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳輸至協(xié)調(diào)器,利用串口與STM32網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)通信,并利用3G通信將數(shù)據(jù)上傳至Internet網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測平臺(tái),數(shù)據(jù)信息可以提供給需查詢的人員。本設(shè)計(jì)進(jìn)行了功能測試,溫度采集范圍-30℃~+85℃、濕度采集范圍5%RH~90%RH、光強(qiáng)采集范圍0~36000 Lux,節(jié)點(diǎn)間的可靠通信距離約為85米,無線傳感網(wǎng)絡(luò)成功組網(wǎng)并穩(wěn)定運(yùn)行。利用本設(shè)計(jì)采集電壓、電流數(shù)據(jù),測得光伏電池輸出特性曲線和最大功率點(diǎn),并研究了參數(shù)對(duì)光伏發(fā)電功率的影響。系統(tǒng)可實(shí)際應(yīng)用到光伏電站環(huán)境監(jiān)測,為提高光伏發(fā)電的效率及項(xiàng)目選址提供決策支持。
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM615;TP873

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