基于WSN的光伏发电环境远程监测系统设计

发布时间：2017-12-10 21:28

  本文关键词：基于WSN的光伏发电环境远程监测系统设计

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【摘要】：在资源短缺和环境恶化的形势下,全球都在努力推动新能源的研究和发展。目前,光伏发电技术获得很大成就,但仍有很多问题亟待解决,特别是光伏发电时环境数据的远程实时监测。此外,大多数电站选址在较偏远且环境恶劣的地区,电站的环境测量设备体积大、成本高、维护困难,无法实现远程监测。因此,科研人员掌握的光伏发电相关的环境数据非常缺乏,滞后了太阳能发电技术的应用。为了提高光伏发电环境监测的精确性与实时性,便于相关人员及时的查询环境情况,本文应用无线传感网络技术(Wireless Sensor Network,WSN)和网络通信技术,设计了一套能够远程、实时采集光伏发电时环境参数的系统。本文对WSN技术和光伏电站监控系统研究现状做了分析,提出了系统的总体方案,包括无线传感网络、无线网关和数据监测平台。系统硬件设计采用高集成度和高可靠性的STM32F103ZET6芯片作为主控制器,设计了无线网关;同时设计了基于ZigBee协议栈的无线传感网络,电路采用模块化设计。系统在软件部分利用C语言实现了WSN各个节点和网关的功能;并且设计实现了数据远程监测平台,对环境信息进行实时监测、历史数据查询。最终,通过终端节点采集光伏发电时的温度、湿度和光照强度,通过ZigBee无线传感网络传输至协调器,利用串口与STM32网关实现通信,并利用3G通信将数据上传至Internet网络监测平台,数据信息可以提供给需查询的人员。本设计进行了功能测试,温度采集范围-30℃~+85℃、湿度采集范围5%RH~90%RH、光强采集范围0~36000 Lux,节点间的可靠通信距离约为85米,无线传感网络成功组网并稳定运行。利用本设计采集电压、电流数据,测得光伏电池输出特性曲线和最大功率点,并研究了参数对光伏发电功率的影响。系统可实际应用到光伏电站环境监测,为提高光伏发电的效率及项目选址提供决策支持。
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM615;TP873

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本文编号：1275964