1、近年來(lái)，氣候變化、環(huán)境污染以及世界能源危機(jī)日益加劇，可再生能源的利用和發(fā)展已經(jīng)受到世界各國(guó)政府的高度重視，其中風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展尤其突出。隨機(jī)性很強(qiáng)是風(fēng)的一個(gè)顯著特性，這個(gè)特性使風(fēng)力發(fā)電具有波動(dòng)性、間歇性和隨機(jī)性的特點(diǎn)，導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電功率波動(dòng)，對(duì)地區(qū)電網(wǎng)整體運(yùn)行產(chǎn)生了不良影響，進(jìn)而影響到了整個(gè)地區(qū)總網(wǎng)的電壓穩(wěn)定。為了改善和解決風(fēng)力發(fā)電存在的這些問(wèn)題，風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。該系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)有關(guān)氣象數(shù)據(jù)，利用物理模擬計(jì)算和科學(xué)統(tǒng)計(jì)方法，預(yù)測(cè)出

2、風(fēng)電場(chǎng)的功率，提高了風(fēng)電場(chǎng)與電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行的能力，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)電高效利用和安全入網(wǎng)。目前風(fēng)電場(chǎng)氣象數(shù)據(jù)采用各個(gè)測(cè)風(fēng)塔獨(dú)立采集然后通過(guò)GPRS上傳的方式，但由于風(fēng)電場(chǎng)地處偏遠(yuǎn)且面積很大導(dǎo)致GPRS信號(hào)無(wú)法全部覆蓋，使得部分測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)上傳，很大程度上降低了風(fēng)功率預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性。為了解決上述問(wèn)題本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的測(cè)風(fēng)塔氣象要素實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
　　論文首先對(duì)測(cè)風(fēng)塔氣象要素監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的作用和結(jié)構(gòu)做了介紹，對(duì)本系統(tǒng)所采

3、用的關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)做了深入分析和研究，在此基礎(chǔ)上完成了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。系統(tǒng)采用ZigBee網(wǎng)絡(luò)將風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域的測(cè)風(fēng)塔進(jìn)行組網(wǎng)，每個(gè)測(cè)風(fēng)塔上面安裝一個(gè)傳感器模塊用于采集數(shù)據(jù)，測(cè)風(fēng)塔之間放置路由節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至網(wǎng)關(guān)模塊，網(wǎng)關(guān)模塊放置在GPRS信號(hào)較好的區(qū)域，用于收集傳感器模塊采集的數(shù)據(jù)并且使用GPRS網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至中心站。論文對(duì)系統(tǒng)的硬件和軟件做了詳細(xì)設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)包括傳感器模塊和網(wǎng)關(guān)模塊的設(shè)計(jì);兩個(gè)模塊的主體結(jié)構(gòu)采用了STM32和

4、CC2530相結(jié)合的方式，采用CH376模塊為系統(tǒng)增加了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和備份數(shù)據(jù)的功能，采用CC2591模塊大幅增加了系統(tǒng)ZigBee模塊的通信距離，還采用了MAX3485模塊提升了系統(tǒng)的擴(kuò)展能力，并且對(duì)各個(gè)模塊之間的接口電路做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要包括兩部分，一是在Z-Stack協(xié)議棧的應(yīng)用層添加自定義函數(shù)實(shí)現(xiàn)了ZigBee網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送，二是以STM32為硬件平臺(tái)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和協(xié)議轉(zhuǎn)換等功