يوان يينغ، الشمس Rongxia، لي روي، وانغ شو الجنوب
(كلية الهندسة الكهربائية والمعلومات، جامعة خبى، باودينغ 071002)
: من أجل رصد ودراسة تأثير العوامل البيئية على محطة الطاقة الضوئية، والنظام الجديد مراقبة الوقت الحقيقي القائم على زيجبي للبيئة محطة الطاقة الضوئية. CC2530 رقاقة للسيطرة على جوهر لتحقيق حلبة الأجهزة من عقدة الاستشعار، وعقدة التوجيه وعقدة العبارة، ومكدس البروتوكول على أساس ZSTACK، تحسين خوارزمية تكوين ClusterTree شبكة استشعار لاسلكية. استخدام شبكة الكمبيوتر Yeelink الأشياء رصد منصات أجهزة الكمبيوتر الشخصية، يمكن للباحثين تسجيل عن بعد لعرض منصة Yeelink والظروف البيئية APP المتنقلة محطة للطاقة الضوئية. اختبار تجريبي، النظام يدرك في الوقت الحقيقي رصد درجة الحرارة والرطوبة مصنع الضوئية والضغط والمعلومات شدة الضوء، والموثوقية العالية لمعدل البيانات والعقدة بوابة حزم البيانات يتلقى أكثر من 75.
: نبات الضوئية السلطة؛ زيجبي، ومراقبة الوقت الحقيقي؛ Yeelink
: كود TP182 الوثيقة: ADOI: 10.19358 / j.issn.1674-7720.2017.03.010
شكل إشارة : ينغ يوان، الشمس Rongxia، روي، زيجبي، وغيرها من نظام الرصد البيئي لمحطات الطاقة الضوئية على أساس [J] ITS APPLICATIONS، 2017،36 (3): 33-35،38.
0 مقدمة
توطين البحوث والمعدات رئيسيا في أجهزة السلطة RF إنتاج الخلايا الشمسية (11213910D) حاليا، ونقص الطاقة والتدهور البيئي أصبح عاملا مهما يقيد النمو الاقتصادي الوطني. من أجل الحد من استهلاك الطاقة، والبلدان استكشاف تكنولوجيات الطاقة الجديدة والطاقة الجديدة وتوليد الطاقة الكهربائية الضوئية هي جزء لا يتجزأ. على الرغم من أن التكنولوجيا الضوئية الصين حققت البحوث كبيرة، ولكن لا تزال هناك قضايا فنية إلى مزيد من درس [1]، واحدة من القضايا الرئيسية هو تحسين تحويل الطاقة الضوئية. التحويل الكهروضوئية من الخلايا الضوئية يمكن أن تتأثر المعلمات البيئية درجة الحرارة والرطوبة، وشدة الضوء، والبحوث البيانات البيئية معدل التحويل الضوئية للباحثين نادرة جدا، يعرقل بشكل خطير تطور التكنولوجيا الضوئية. وبالإضافة إلى ذلك، فإن محطات الطاقة الضوئية المحلية وأكثر رسوخا في المناطق النائية، وعموما تشغيل غير المراقب، ويتم تثبيت الرصد البيئي محطة للطاقة نظام PV بشكل دائم في بداية البناء والهدم ليست سهلة الخطوة، لا يمكن تماما ل محيط المراقبة [2]. وبناء على هذا، من أجل تحسين دقة وتوقيت الضوئية بيئة لتوليد الطاقة لنقل البيانات، في حين يسمح للباحثين لمراقبة الإدارة المتكاملة للبيانات والتحليلات وتصميمها وتنفيذها في الوقت الحقيقي نظم الرصد والتواصل التكنولوجيا القائمة على التكنولوجيا زيجبي يمكن أن تكون متعددة نقطة جمع درجة الحرارة ونسبة الرطوبة في محطة للطاقة الكهروضوئية والضغط والمعلومات شدة الضوء، والمراقبة عن بعد.
1 نظام لمحة عامة
ويشمل النظام اثنين اللاسلكية جزء شبكة أجهزة الاستشعار ومركز التحكم عن بعد. زيجبي شبكة لاسلكية الاستشعار تضم عقدة العبارة، عدد وافر من العقد استشعار وعدد وافر من العقد جهاز التوجيه [3]. في مواصفات بروتوكول زيجبي، وتضم شبكة طوبولوجيا نجمة، شبكة وبنية شجرة. هذا التصميم أجل WSN لتحسين موثوقية نقل البيانات، مما يقلل من تعقيد الشبكة، وذلك باستخدام طوبولوجيا شجرة. يضم مركز التحكم عن بعد Yeelink محطة الأمور الانترنت ورصد مخطط كتلة النظام هو مبين في الشكل (1).
عقدة درجة حرارة النظام وجهاز استشعار الرطوبة التي جمعتها PV موقع محطة توليد الكهرباء، وشدة الضوء والمعلومات الضغط، من خلال تجهيز الدوائر، وحدة زيجبي الأمام البيانات إلى عقدة التوجيه، والبيانات التوجيه الأساسي إلى الأمام عقدة لتحقيق التواصل لمسافات طويلة. عدد العقد استشعار وعقدة التوجيه يمكن تكوين بمرونة وفقا للمتطلبات البيئية. العقدة بوابة مسؤولة عن إنشاء وإدارة شبكات [4]، وذلك باستخدام بيانات الاتصال التسلسلي تلقى تنتقل إلى شبكة الإنترنت Yeelink. المراقبين في غرفة التحكم باستخدام جهاز كمبيوتر أو يمكن رصدها مباشرة البيئية مراقبة المحمول عن بعد محطة تسجيل الدخول منصة Yeelink في الموقع، دون الحاجة للعيش.
2 عقدة تصميم الأجهزة
تصميم الأجهزة عقدة يستخدم تصميم وحدات، مع رقاقة CC2530 باعتبارها الشريحة الرئيسية تصميم كل عقدة. وتضم وحدة رئيسية هيكل زيجبي عقدة، وحدة الاستحواذ، وحدة العرض LCD، وحدة الاتصالات ووحدة السلطة، وتكوين الأجهزة من عقدة هو مبين في الشكل 2.
وحدة زيجبي من كل عقدة من نظام اختيار نظام الحد الأدنى عززت CC2530 رقاقة، CC2530 ليس فقط باعتبارها زيجبي الوحدة الأساسية رقاقة الاتصالات اللاسلكية على المعلومات جمع، فضلا عن السيطرة على معالج صغري. النظام المختار هو CC2530F256، الذي يجمع بين الأداء العالي من 2.4 غيغاهرتز RF جهاز الإرسال والاستقبال وانخفاض متحكم الطاقة الصناعية الصف 8051 [5]، التي تلقي واسطة نقل، والاستهلاك الحالي من 24 أمبير، على التوالي، و 29 مللي أمبير، وخاصة لتلبية الاحتياجات على المدى الطويل لتطبيقات منخفضة للغاية القوة التي تعمل بالبطاريات. CC2530 بسبب انخفاض استهلاك الطاقة، والتكامل عالية، تصميم الأجهزة بسيطة واجهات الطرفية الغنية، وقد استخدمت على نطاق واسع في شبكات الاستشعار اللاسلكية. قابل للتعديل وإعادة إرسال محتويات المخزن عند أخذ زيادة حدة الدائرة تخزين البيانات لتخزين المعلومات التي تم جمعها إلى فقدان البيانات يحدث في عملية نقل البيانات. الدائرة هو مبين في الشكل (3).
2.2 اقتناء وحدة
جمعتها اقتناء جهاز استشعار درجة الحرارة وحدة مصنع الموقع والرطوبة، وعلى ضوء المعلمات الكثافة والضغط، ودقة المعلومات المعلمة الوصول في الوقت المناسب للباحثين المعلمة البيئية تلعب دورا هاما. تصميم منخفضة التكلفة وعالية الدقة ومبدأ الاستقرار جيدة اختيار SHT11 درجة الحرارة والرطوبة أجهزة الاستشعار الرقمية، والضغط photoresistors استشعار 5516 وعالية الدقة الرقمية MS5611-01BA03، المعايير الفنية من أجهزة الاستشعار مختارة كما هو موضح في الجدول رقم 1.
وحدة العرض 2.3LCD
ويتم اختيار العقد محطة حقل البيانات في عقدة النظام ومنسق يتم عرض ZLE12864A السائل وحدة شاشات الكريستال السائلة وحدة شاشات الكريستال لتحقيق في الوقت الحقيقي عرض التاريخ والوقت ودرجة الحرارة والرطوبة وشدة الضوء القيم، قيم الضغط. وحدة العرض باستخدام التيار الكهربائي 3.3 V، وهي الاتصالات الشريحة الرئيسية المسلسل [6]، وسائل السيطرة الكريستال دائرة رقاقة ST7565P هذا التصميم. توصيل وحدة عرض يعلقون SCLK CC2530 (P1.5)، موزي CC2530 (P1.6)، PIN12 CC2530 (P1.2)، Pin13 RST وPIN14 CC2530 (P0.0).
2.4 وحدة الطاقة
قوة وحدة العرض هو المفتاح لضمان النظام يعمل بشكل صحيح. وبما أن كل الدوائر امدادات الطاقة المطلوبة 3.3 V و 5 V وكل العقد التي تعمل بالبطارية، وذلك باستخدام LM117 الجهد المنظم رقاقة لتحويل الجهد من 5 V إلى 3.3 V، مخطط الرسم البياني من وحدة الطاقة هو مبين في الشكل.
3 برامج النظام
3.1ZigBee توجيه خوارزمية
هذا تحسين تطبيقات التصميم ClusterTree توجيه الخوارزمية، لا يحتاج خوارزمية ClusterTree التقليدية لتخزين جدول التوجيه، خوارزمية بسيطة، ولكنها تعتمد على جمعيات الآباء والأطفال بين العقد موجودة فقط على الحزم إلى الأمام، فإن متوسط التأخير، زادت القفزات [ 7]. جدول إدخال جار على أساس الخوارزميات التقليدية، مقارنة مع العقدة الحالية عن طريق حساب عدد المراحل بين عقدة الوجهة وعدد العقدة المجاورة من القفزات إلى عقدة الوجهة، أصدرت البيانات المحددة للعقدة جاره وعقدة الوجهة مباشرة على طول اثنين من مسارات نقل أكثر يفضل أن الخوارزمية عملية محددة هو مبين في الشكل 5 (التاءات هي عمق العقدة شبكة مصدر، وعمق بضد من عقدة الشبكة المستهدفة). وتتكرر عملية نقل البيانات، وذلك باستخدام خوارزمية محسنة لحساب حتى تصل إلى العقدة الوجهة. تحسين خوارزمية ClusterTree جار في عدد من آليات ملزمة القفزات بين العقد الحوسبة، وعدد من القفزات حساب المقارنة بين نوعين من العقد قبل العقدة القصيرة أو إعادة توجيه حزم البيانات، للعثور على عدد أقل من القفزات مسار انتقال العدوى. الخوارزمية المعدلة يمكن أن تقلل من استهلاك الطاقة، وتحسين كفاءة نقل البيانات.
برنامج 3.2 عقدة
العقدة هي بوابة أساسية شبكة استشعار لاسلكية، وهي شبكة شجرة المسؤولة عن تشكيل، وتلقي، وتجهيز ونقل جميع المعلومات والتعليمات. تبدأ العقدة العبارة، وتهيئة النظام، ومن ثم مسحها واللاسلكية تشكيل شبكة استشعار قناة مناسبة [8]. بعد شبكة ناجحة، يبدأ العقدة تلقي البيانات المرسلة وترسل إلى منصة Yeelink، العقدة يرسل تعليمات مرة أخرى.
عقدة مجال الاستشعار مسؤولة عن الحرارة والرطوبة وشدة الضوء وحيازة ونقل المعلومات محطة ضغط الهواء. بعد صعودا وتهيئة العقد السلطة، قناة المسح الضوئي الشبكة، وطلب مسح للانضمام إلى شبكة لاسلكية. بعد شبكة ناجحة، البدء في جمع وإرسال المعلومات. الدوري عقدة جمع وضع عملية الإعداد، إذا لم يكن التقاط البيانات، حصيلة العملية إلى حالة سكون للحد من استهلاك الطاقة.
منصة لرسو السفن 3.3Yeelink
مع التقدم السريع في تكنولوجيا الشبكات، والربط الشبكي ومنصة الخدمة العامة تدريجيا يتم استخدامها لتخزين وإدارة المعلومات بيانات الاستشعار والبيانات عن طريق الكمبيوتر، والهاتف المحمول APP في الوقت الحقيقي للمستخدم. Yeelink هو أكثر استخداما منصة، منصة استخدام Yeeink من عرض بيانات التصميم والبيئة السيطرة على تخزين واستخدام الأدوات ومسلسل Yeelink Yeelink منصة شبكة الكمبيوتر يوفر ميناء COM2 من الأشياء لتحقيق التواصل المنصة.
4 نتائج الاختبار والتحليل
بعد إعداد النظام اكتمال، واختبار النظام، والمحتوى الرئيسي للدقة القياس من نظام الاختبار، وعقدة بوابة تلقي معدل الحزمة، واستقرار النظام. من أجل ضمان التقدم السلس للاختبار، تم رصد اختبار للبيئة معملية، اختبار يخضع درجة حرارة الهواء الداخلي والرطوبة، وشدة الضوء والضغط، وتوضع ثلاث عقد الاستشعار في الغرفة. اختبار من 11 مارس 2015 يبدأ، نظرا للبيئة تجريبية، واستخدام مرطبات، ومصدر التناظرية مكيفة لتنظيم درجة الحرارة والرطوبة وشدة الضوء.
درجة الحرارة لاختبار وتحليل على سبيل المثال، باستخدام جهاز استشعار استشعار عقدة SHT11 الرطوبة (دقة 0.4 ، 3.0 الرطوبة النسبية) من اختبار باستخدام مقياس درجة الرطوبة المحمولة SIC (دقة 0.1 ، 0.1 الرطوبة النسبية)، ونتائج المقارنة درجة الحرارة رأينا في الشكل 6، ودرجة الحرارة من قيم المعلمات نظام المكتسبة الفرق النقيض الرطوبة صغيرة، يتم الحفاظ على درجة الحرارة داخل الخطأ 0.5 ، وتستخدم لتلبية مصنع PV.
6 الرسم البياني درجة حرارة الاختبار المقارن بمقارنة يظهر الاختبار أن يتم الحفاظ على درجة حرارة الخطأ النظام في حدود 0.5 ، لا يزال هناك خطأ الرطوبة داخل 1.8. اختبارات المقارنة باستخدام ضغط الغاز 370 معيار قياس الضغط الرقمي، يتم الاحتفاظ الفرق ضغط على نحو 1.4 هكتوبسكال. عندما تكون المسافة بين العقد هو ضمن 80 م، وحزم البيانات الواردة في معدل عقدة بوابة 75 أو أكثر من ذلك، عندما تتجاوز المسافة 80 مترا، انخفض معدل تلقي حزمة بشكل كبير، وبالتالي عندما شبكة التوزيع، وذلك لضمان موثوقية نقل البيانات بين المسافة من العقدة لا يزيد عن 80 متر. بواسطة اختبار مستمر، يمكن للنظام البيئي تعكس جمع المعلومات المعلمة، ويمكنك عرض المعلومات البيئية عن طريق رصد التلنت محطة Yeelink منصة.
5 الخاتمة
في الوقت الحقيقي رصد المعلومات البيئية محطة الطاقة الضوئية، وتهدف في الوقت الحقيقي نظام مراقبة على أساس المعايير البيئية زيجبي. تم تصميم هذا النظام CC2530 كل الدوائر والبرمجيات برنامج الأجهزة عقدة السيطرة على جوهر. وفي الوقت نفسه، تحسنت ClusterTree خوارزمية يوفر موارد الشبكة، والحد من استهلاك الطاقة، في نهاية المطاف بناء مرونة الشبكة، وسهولة التركيب، ونظام مراقبة المنخفضة للطاقة، ودرجة الحرارة والرطوبة من محطة الطاقة الضوئية، وشدة الضوء والمعلمات الضغط رصد في الوقت الحقيقي. بعد الاختبار، والحصول على البيانات وموثوقية عالية، ونظام مستقر وموثوق بها، ولها قابلية قوية، وأحوال الطقس أو أنظمة الوصول إلى البيانات الأخرى، لديه بعض قيمة ترويجية حقيقية.
مراجع
[1] هو الدولوميت، روى يينغ وانغ جون، وضع وآفاق توليد الطاقة الكهربائية الضوئية الشمسية الحالية للصين [J] جامعة خبى للعلوم والتكنولوجيا، 2014،35 (1): 69-72.
[2] داى تشى جيان لين بيجي، تشنغ شو يينغ نظام الحصول على الصور على أساس الطاقة الشمسية [J] التكنولوجيا الالكترونية، 2012،38 (10): 41-44.
[3] زيغ بي التحالف [DB / OL] (2013/12/14) [2016/10/05] .http :. //Contech.suv.ac.kr/contech/courses/11h2wsn/095262r 00ZB_rf4ce_scZigBee_RF4CE_Specification_public.pdf
[4] Chenke تاو، تشانغ Haihui، تشانغ منغ، مثل شبكة استشعار لاسلكية تصميم عقدة بوابة CC2530 [J] وبناء على الزراعة شمال غرب وجامعة الغابات للعلوم والتكنولوجيا (العلوم الطبيعية)، 2014،42 (5): 183-188.
[5] وانغ شين، وعموم سعادة زيجبي درجة الحرارة اللاسلكية ونظام الرطوبة مراقبة على أساس CC2530 [J] الصينية الكيمياء الزراعية تقرير، 2014،35 (3): 217-220.
[6] وانغ Suqing، تصميم وتنفيذ جدا CC2530 مقرها وو [J] القياس والتحكم البيئة الحاسوب نظام الرصد، 2015،23 (8): 2650-2653.
. [7] تساو يو والبحوث توجيه خوارزمية [J] Hufang مينغ، وحزب ني شبكة زيجبي الأمثل CluterTree متحكم وتطبيقات أنظمة المدمجة، 2012،12 (10): 4-7.
[8] Pingchen وى، تشانغ لين يوان جيانغنان زيجبي تصميم ونظام مراقبة ذكي بعيد على أساس الروبوت [J] تكنولوجيا التلفزيون، 2015،39 (20): 38-42.
