基于无线传感网络的定日镜控制系统研究

发布时间：2020-10-14 12:21

　　 随着全球各个国家对绿色能源的重视,塔式太阳能光聚热发电技术以其低成本,高效率,发电稳定等优势被广泛应用。塔式太阳能光聚热发电系统是一个对通信网络高度依赖的群控系统,系统需要实时向定日镜镜场内广播时间、风速等信息,同时也需要实时上传定日镜自身的工作状态,因此研究一套高效的镜场通信网络是光聚热发电系统的重要研究内容。镜场通信网络中有线通信虽然通信稳定可靠,但是布线成本高,施工难度大,后期维护麻烦[1],所以本文设计了有线三层冗余网络和无线传感网络相结合的定日镜跟踪控制系统,既保证了主干网络的稳定可靠又减少了通信线缆的布置。本文通过分析当前主流的无线通信方式选择了ZigBee作为镜场通信网络的无线通信方式,并设计了基于ZigBee无线通信的定日镜跟踪控制系统的硬件电路以及控制程序。为了解决定日镜镜场中无线节点的供电问题,本文设计了一套自供电控制系统,通过在定日镜上架设小型太阳能电池板对蓄电池充电,实现整个系统的自供电。并且,为了解决现场工作人员的调试问题,本文设计了一套无线调试系统,采用MCGS触摸屏作为调试设备,通过设计无线转接板以及转换协议实现MCGS触摸屏对定日镜的无线调试。
【学位单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN929.5;TM615;TP212.9
【部分图文】：

太阳能的主要发电形式有光伏和光聚热两种，光伏发电是通过太阳能电光通过光生伏特作用将太阳能转化为电能进行发电，这种发电技术虽然目前成熟阶段，并且已经大量应用于工程现场，但是这种发电形式存在一个弊端太阳能电池板的过程中会对环境产生较大的污染。而光聚热发电则是一种绿电方式，光聚热发电技术的主要形式有槽式发电、蝶式发电和塔式发电，三式如图 1-1 所示。

太阳能光聚热发电系统工作原理能光聚热发电系统主要由数以万计的定日镜[5]、集热塔、吸热系统、热机系统等组成[6]，其工作示意图如图 1-2 所示。其中成的定日镜单元通过跟踪太阳反射太阳光，将太阳光线聚焦到再通过加热器对工质进行加热升温，将其温度提升至较高水平将热能传送到热机系统，热机系统通过热功转换将热能最终转

图 1-3 定日镜跟踪系统实物图与结构图Fig.1-3 Physical and Structure Diagram of Heliostat Tracking System定日镜跟踪控制系统的工作原理如图 1-4 所示：跟踪控制器通过天文学公式根据、经纬度、海拔等状态信息计算出当前太阳的位置角度，然后根据太阳位置、定置以及集热塔的位置即可计算出太阳光线的入射角和反射角，从而解算出定日镜
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本文编号：2840653