一种基于物联网的风力发电远程监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于物联网的风力发电远程监控系统，包括感知层子系统、传输层子系统和管理层子系统；所述感知层子系统包括传感器单元、模拟开关电路、信号隔离电路、信号调理电路、增益控制电路、A/D转换电路和3G摄像机；所述传输层子系统包括处理器、视频压缩模块、电源和报警模块；所述管理层子系统包括通信服务器、数据服务器和监控主机。本实用新型利用物联网技术实现了对风力发电机组和风电场环境的多个参数进行了实时采集和远程监控，具有数据传输速率快、功能易扩展、网络自组织、自愈能力强等特点。有效解决了现有监控系统接线不便、远程通信能力弱、运营成本高等问题。
【专利说明】—种基于物联网的风力发电远程监控系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种监控系统，尤其是涉及一种基于物联网的风力发电远程监控系统。
【背景技术】
[0002]风能作为一种可再生的清洁能源，越来越受到世界各国的重视。截止2008年底，中国累计安装风电机组11600多台，装机规模约12.15GW。众所周知，风电场通常地处边远地区，运行环境差，维护难度大，为保证风电场稳定运行，就需要有性能完善的监控系统。目前各大风场监控系统还采用传统的有线采集和传输。由于风机的监控需要双向通讯，采用有线就意味着风机传感器到采集中心、采集中心到中央控制室之间总共需要四条线。这对于风机较多的风场来说不仅接线工作量增大，更重要的是受环境影响，电缆容易出故障，人工排查和修复是一大问题，这也直接导致投入成本和运营成本的提高，其中通信的安全与稳定都是各大风场所面临的直接挑战。
[0003]随着物联网技术的发展，其在工业化、信息化和自动化方面取得了实质性的应用。因此，设计一种基于物联网技术的、能够就地进行实时处理的监测系统具有重要的研究意义及实用价值。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于物联网的风力发电远程监控系统，其结构简单、安装布设方便，工作能够利用微处理器对现场信号进行就地处理，然后通过无线网络将处理结果传送至远程监控中心，有效解决了现有监控系统接线不便、远程通信能力弱、运营成本高等问题。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种基于物联网的风力发电远程监控系统，其特征在于:包括感知层子系统、传输层子系统和管理层子系统，所述感知层子系统和传输层子系统之间以及传输层子系统和管理层子系统之间均通过GPRS网络进行通信；所述感知层子系统包括对风电机组参数与风电场环境参数进行监测的传感器单兀、与传感器单兀相接的模拟开关电路、与模拟开关电路相接的信号隔1?电路、与信号隔尚电路相接的信号调理电路、与信号调理电路相接的增益控制电路、与增益控制电路相接的A/D转换电路和对风电场环境进行视频监控的3G摄像机，所述传感器单元包括速度传感器、振动传感器、声音传感器、温度传感器、风力传感器、变频功率传感器以及分别与变频功率传感器和模拟开关电路相接的二次仪表，所述速度传感器、振动传感器、声音传感器、温度传感器和风力传感器均与模拟开关电路相接；所述传输层子系统包括处理器、视频压缩模块、电源和报警模块，所述视频压缩模块、电源和报警模块均与处理器相接；所述管理层子系统包括通信服务器、数据服务器和监控主机，所述通信服务器和数据服务器均与监控主机相接；所述3G摄像机通过3G网络与视频压缩模块相接，所述处理器的输入端和输出端以及信号调理电路的输出端均连接有GPRS通信模块，所述信号调理电路的输出端和处理器的输入端均通过GPRS通信模块连接至GPRS网络，所述处理器的输出端通过GPRS通信模块连接至GPRS网络与通信服务器进行通信。
[0006]上述一种基于物联网的风力发电远程监控系统，其特征是:所述处理器为DSP。
[0007]上述一种基于物联网的风力发电远程监控系统，其特征是:所述3G摄像机的供电电源为太阳能电池。
[0008]上述一种基于物联网的风力发电远程监控系统，其特征是:所述电源为太阳能光伏电源。
[0009]上述一种基于物联网的风力发电远程监控系统，其特征是:所述视频压缩模块内置有3G通信模块。
[0010]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:结构简单、安装布设方便、投入成本低；利用物联网技术实现了对风力发电机组和风电场环境的多个参数进行了实时采集和远程监控，具有数据传输速率快、功能易扩展、网络自组织、自愈能力强等特点。有效解决了现有监控系统接线不便、远程通信能力弱、运营成本高等问题。
[0011]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0013]附图标记说明:
[0014]1-1 一速度传感器；1-2—振动传感器；1-3—声首传感器；
[0015]1-4 一温度传感器；1-5—风力传感器；1-6—变频功率传感器；
[0016]1-7—二次仪表；2—模拟开关电路；3—彳目号隔尚电路；
[0017]4一信号调理电路；5—增益控制电路；6—A/D转换电路；
[0018]7 —3G摄像机；8 —GPRS网络；9—处理器；
[0019]10—视频压缩模块；11—电源；12—报警模块；
[0020]13—通信服务器；14一数据服务器；15—监控主机；
[0021]16—3G 网络；17 — GPRS 通信模块。
【具体实施方式】
[0022]如图1所示，本实用新型包括感知层子系统、传输层子系统和管理层子系统，所述感知层子系统和传输层子系统之间以及传输层子系统和管理层子系统之间均通过GPRS网络8进行通信；所述感知层子系统包括对风电机组参数与风电场环境参数进行监测的传感器单元、与传感器单元相接的模拟开关电路2、与模拟开关电路2相接的信号隔离电路3、与信号隔离电路3相接的信号调理电路4、与信号调理电路4相接的增益控制电路5、与增益控制电路5相接的A/D转换电路6和对风电场环境进行视频监控的3G摄像机7，所述传感器单元包括速度传感器1-1、振动传感器1-2、声音传感器1-3、温度传感器1-4、风力传感器
1-5、变频功率传感器1-6以及分别与变频功率传感器1-6和模拟开关电路2相接的二次仪表1-7，所述速度传感器1-1、振动传感器1-2、声音传感器1-3、温度传感器1-4和风力传感器1-5均与模拟开关电路2相接；所述传输层子系统包括处理器9、视频压缩模块10、电源11和报警模块12，所述视频压缩模块10、电源11和报警模块12均与处理器9相接；所述管理层子系统包括通信服务器13、数据服务器14和监控主机15，所述通信服务器13和数据服务器14均与监控主机15相接；所述3G摄像机7通过3G网络16与视频压缩模块10相接，所述处理器9的输入端和输出端以及信号调理电路4的输出端均连接有GPRS通信模块17，所述信号调理电路4的输出端和处理器9的输入端均通过GPRS通信模块17连接至GPRS网络8，所述处理器9的输出端通过GPRS通信模块17连接至GPRS网络8与通信服务器13进行通信。
[0023]本实施例中，所述处理器9为DSP。
[0024]本实施例中，所述3G摄像机7的供电电源为太阳能电池。
[0025]本实施例中，所述电源11为太阳能光伏电源。
[0026]本实施例中，所述视频压缩模块10内置有3G通信模块。
[0027]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种基于物联网的风力发电远程监控系统，其特征在于:包括感知层子系统、传输层子系统和管理层子系统，所述感知层子系统和传输层子系统之间以及传输层子系统和管理层子系统之间均通过GPRS网络(8)进行通信；所述感知层子系统包括对风电机组参数与风电场环境参数进行监测的传感器单元、与所述传感器单元相接的模拟开关电路(2)、与模拟开关电路(2)相接的信号隔离电路(3)、与信号隔离电路(3)相接的信号调理电路(4)、与信号调理电路(4)相接的增益控制电路(5)、与增益控制电路(5)相接的A/D转换电路(6)和对风电场环境进行视频监控的3G摄像机(7)，所述传感器单元包括速度传感器(1-1)、振动传感器(1-2)、声音传感器(1-3)、温度传感器(1-4)、风力传感器(1-5)、变频功率传感器(1-6)以及分别与变频功率传感器(1-6)和模拟开关电路(2)相接的二次仪表(1-7)，所述速度传感器(1-1)、振动传感器(1-2)、声音传感器(1-3)、温度传感器(1-4)和风力传感器(1-5)均与模拟开关电路(2)相接；所述传输层子系统包括处理器(9)、视频压缩模块(10)、电源(11)和报警模块(12)，所述视频压缩模块(10)、电源(11)和报警模块(12)均与处理器(9)相接；所述管理层子系统包括通信服务器(13)、数据服务器(14)和监控主机(15)，所述通信服务器(13)和数据服务器(14)均与监控主机(15)相接；所述3G摄像机(7)通过3G网络(16)与视频压缩模块(10)相接，所述处理器(9)的输入端和输出端以及信号调理电路(4)的输出端均连接有GPRS通信模块(17)，所述信号调理电路(4)的输出端和处理器(9)的输入端均通过GPRS通信模块(17)连接至GPRS网络(8)，所述处理器(9)的输出端通过GPRS通信模块(17)连接至GPRS网络(8)与通信服务器(13)进行通信。
2.按照权利要求1所述的一种基于物联网的风力发电远程监控系统，其特征在于:所述处理器(9)为DSP。
3.按照权利要求1或2所述的一种基于物联网的风力发电远程监控系统，其特征在于:所述3G摄像机(7)的供电电源为太阳能电池。
4.按照权利要求1或2所述的一种基于物联网的风力发电远程监控系统，其特征在于:所述电源(11)为太阳能光伏电源。
5.按照权利要求1或2所述的一种基于物联网的风力发电远程监控系统，其特征在于:所述视频压缩模块(10)内置有3G通信模块。
【文档编号】F03D11/00GK203532160SQ201320617287
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】周晓丽 申请人:西安扩力机电科技有限公司