器4根据指令内容找到需要调整的光伏电池的位置，再根据内容调整输入电压，解决现场异常情况。由于4G网络9和TD-LTE技术的实时性，该系统实现了控制器的远程实时操作。
[0030]步骤5:之后，管理存储端12继续监测由ZigBee/TD-LTE网关5传回的数据，如果传回的光照与输出功率符合管理存储端12存储的P-V曲线，则将正常值存储；若还是偏离正常值，则继续步骤4直至正常。
[0031]步骤6:移动端13想要随时观测光伏现场光照和温度参数时，或对现场光照或者温度参数进行改变时，只需要通过4G网络9发送指令到ZigBee/TD-LTE网关5，指令的处理及传输过程如步骤4。
【主权项】
1.一种基于ZigBee/TD-LTE网关的光伏电站智能监控系统，其特征是:包括ZigBee无线网络(31)、ZigBee/TD-LTE网关(5)、4G网络(9)以及管理存储端(12)和移动端(13);ZigBee 无线网络(31)连接 ZigBee/TD-LTE 网关(5)，ZigBee/TD-LTE 网关(5)连接 4G 网络(9)，4G网络(9)分别连接管理存储端(12)和移动端(13) ；ZigBee/TD-LTE网关(5)由ZigBee模块(6)、过渡层(50)和TD-LTE模块(8)构成，ZigBee模块(6)与ZigBee无线网络(31)通过无线通信传输光照与输出功率信息，ZigBee模块(6)与过渡层(50)通过串口连接，过渡层(50 )与TD-LTE模块(8 )通过串口连接；过渡层(50 )对由ZigBee模块(6 )处理后的数据进行拆分和重组，TD-LTE模块(8)对过渡层(50)传来的数据重新封装，通过无线信号传入4G网络(9)，4G网络(9)分别将光照和输出功率数据传送到管理存储端(12)和移动端(13)。
2.根据权利要求1所述基于ZigBee/TD-LTE网关的光伏电站智能监控系统，其特征是:ZigBee无线网络(31)由多个终端(I)、多个路由(2)和一个协调器(3)构成，多个终端(I)按照连续的正六边形布置并且均装在正六边形的六个顶点处对应的光伏电池板(11)上，相邻六边形上的两个顶点处共用一条无线链路和一个终端(I);在最靠近ZigBee/TD-LTE网关(5)的一个正六边形的中心处设协调器(3)和控制器(4)，协调器(3)设在控制器(4)上，在其余的每个正六边形的中心处设有一个路由(2)，路由(2)设在对应的光伏电池板(11)上；一个终端(I)连接其所在的正六边形中心处的一个路由(2)，相邻正六边形上的两个顶点处共用的终端(I)随机选择连接其所在的正六边形中心处的一个路由(2);每个路由(2)都与周围相邻正六边形中心处的路由(2)相连，协调器(3)除连接其所在的正六边形顶点处的终端(I)外还连接其周围相邻正六边形中心处的路由(2);终端(I)采集光伏电站现场的光照和输出功率数据，路由(2)传输由终端(I)采集的光照和输出功率数据。
3.根据权利要求2所述基于ZigBee/TD-LTE网关的光伏电站智能监控系统，其特征是:ZigBee 模块(6)由 ZigBee 物理层(51)，ZigBee MAC 层(52)、ZigBee 网络层(53)和 ZigBee应用层(54)组成，ZigBee物理层(51)根据光照和输出功率的数据传输方向对接受的数据进行去除或添加ZigBee物理层分组头，ZigBee MAC层(52)根据光照和输出功率数据传输方向对接受的数据进行去除或添加ZIgBee MAC层分组头；ZigBee网络层(53)根据光照和输出功率数据传输方向对接受的数据进行去除或添加ZIgBee网络层分组头；ZigBee应用层(54)根据光照和输出功率数据传输方向对接受的数据进行去除或添加ZIgBee网络层分组头；ZigBee物理层(51)与过渡层(50)通过串口进行连接；TD-LTE模块(8)由TD-LTE物理层(55 )、TD-LTE数据链路层(56 )和TD-LTE网络层(57 )组成，过渡层(50 )通过串口与TD-LTE物理层(55)连接，TD-LTE物理层(55)根据光照和输出功率数据输方向对接受的数据进行去除或添加TD-LTE物理层分组头；TD-LTE数据链路层(56)根据光照和输出功率数据传输方向对接受的数据进行去除或添加TD-LTE数据链路层分组头；TD-LTE网络层(57)根据光照和输出功率数据传输方向对接受的数据进行去除或添加TD-LTE网络层分组头。
4.根据权利要求3所述基于ZigBee/TD-LTE网关的光伏电站智能监控系统，其特征是:协调器(3)接受来自ZigBee/TD-LTE网关(5)的指令，判断指令中包含的是光照指令还是输出功率指令，将信息传送给控制器(4)，控制器(4)接受指令，对光伏电池板(11)的输入参数进行调整，使光伏电池板(11)输出最大功率。
5.根据权利要求4所述基于ZigBee/TD-LTE网关的光伏电站智能监控系统，其特征是:其特征是:终端(I)采集光伏电站的光照与输出功率的有效数据，传送给路由(2)或协调器(3)并由协调器(3)发出，ZigBee/TD-LTE网关(5)的ZigBee模块(6)接收有效数据，光照和输出功率信息从ZigBee模块(6)的ZigBee应用层(54)开始去除ZigBee应用层分组头得到ZigBee网络层(53)数据帧、去除ZigBee网络层分组头得到ZigBee MAC层(52)数据帧、去除ZigBeeMAC层分组头得到ZigBee物理层(51)数据帧、去除ZigBee物理层分组头得到ZigBee无线网络(31)要传输的数据；ZigBee物理层(51)的数据帧通过串口传给过渡层(50)，过渡层(50)对所得数据进行分解和重组得到新的有效数据并传送到TD-LTE模块(8)，TD-LTE模块(8)对数据进行封装后传入4G网络(9);管理存储端(12)分析4G网络(9)传回的光照和输出功率数据，与预存的光照和温度下的P-V曲线对比.通过4G网络(9)向TD-LTE模块(8)发出输入电压调整指令，TD-LTE模块(8)接收到指令后，剥除TD-LTE网络层分组头得到TD-LTE数据链路层(56)的数据帧、剥除TD-LTE数据链路层分组头得到TD-LTE物理层(55)数据帧、剥除TD-LTE物理层分组头得到只包含有效载荷的数据帧，TD-LTE物理层(55)将最终的数据通过串口传送给过渡层(50)，过渡层(50)对数据重新整理及转换送到ZigBee模块(6)，ZigBee模块(6)对传来的数据进行处理后传送给协调器(3)，协调器(3)再将信息传送给控制器(4)，控制器(4)根据指令找到需要调整的光伏电池的位置以调整输入电压。
6.根据权利要求5所述基于ZigBee/TD-LTE网关的光伏电站智能监控系统，其特征是:ZigBee模块(6)对对传来的数据添加ZigBee物理层分组头得到ZigBee物理层(51)数据帧、添加ZigBee MAC层分组头得到ZigBee MAC层(52)数据帧、添加ZigBee网络层分组头得到ZigBee网络层(53)数据帧、添加ZigBee应用层分组头得到ZigBee网络层(53)数据帧。
7.根据权利要求5所述基于ZigBee/TD-LTE网关的光伏电站智能监控系统，其特征是:TD-LTE模块(8)对数据进行封装时，对数据添加TD-LTE模块物理层分组头得到TD-LTE模块数据链路层(56)的数据帧、添加TD-LTE模块数据链路层分组头得到TD-LTE模块网络层(57)的数据帧、添加TD-LTE模块网络层分组头，得到可以再4G网络(9)传输的数据帧。
8.根据权利要求5所述基于ZigBee/TD-LTE网关的光伏电站智能监控系统，其特征是:管理存储端(12)对4G网络(9)传来的光照和输出功率数据进行处理、查看和存储，移动端(13)对由4G网络(9)传送的光照和输出功率数据进行查看和对紧急情况进行处理。
【专利摘要】本发明公开一种基于ZigBee/TD-LTE网关的光伏电站智能监控系统，ZigBee无线网络连接ZigBee/TD-LTE网关，ZigBee/TD-LTE网关连接4G网络；ZigBee/TD-LTE网关由ZigBee模块、过渡层和TD-LTE模块构成，ZigBee模块与ZigBee无线网络通过无线通信传输光照与输出功率信息，ZigBee模块与过渡层通过串口连接，过渡层与TD-LTE模块通过串口连接；过渡层对由ZigBee模块处理后的数据进行拆分和重组，TD-LTE模块对过渡层传来的数据重新封装，通过无线信号传入4G网络；采用ZigBee与TD-LTE技术组建光伏电站远程光照数据、电池板输出功率数据传输系统，较好地适应远距离大型光伏电站的远程监控要求。
【IPC分类】G05B19-418
【公开号】CN104750076
【申请号】CN201510123206
【发明人】朱熀秋, 丁书玲, 黄磊, 王寻, 冯驿棋
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月20日