[发明专利]RS485总线架构的双无线通信光伏电站远程监控系统

摘要

本发明提供了一种RS485总线架构的双无线通信光伏电站监控系统。本发明的光伏电站监控系统主要包括数据采集层、数据中转层和数据处理层。数据采集层的ZigBee无线网络将分布式光伏电站中重要电力设备的数据及时上传到数据中转层，数据中转层通过3G无线网络将数据发送到数据处理层的远程数据库服务器中，电站管理人员能够通过Internet访问远程数据库服务器及时查看现场的运行状况。本发明的优点是监控系统设计可以不受光伏电站距离限制，节省了人力维护成本；采用ZigBee和3G的双无线通讯方式可以在保证数据传输速率和准确性的同时避免在复杂电站现场进行布线，节约了建设成本。

主权项

一种RS485总线架构的双无线通信光伏电站远程监控系统的特征包括：其组成包括传感器模块，电力设备，RS485总线模块，ZigBee接收和发送模块，主控制器模块，3G通讯模块，上位机系统；其中传感器模块和电力设备通过RS485总线模块与ZigBee发送模块相连，ZigBee发送模块通过ZigBee无线网络与ZigBee接收模块连接，ZigBee接收模块通过串口与主控制器相连，主控制器通过USB接口与3G通讯模块相连，3G模块通过无线电的方式将数据发送到上位机系统的数据库服务器中，PC机通过以太网访问数据库服务器；1)所述传感器模块包括：HS‑102WS温度传感器，HS‑FS01风速传感器，HS‑FX02风向传感器，HSTL‑GZD光照辐射传感器，这些传感器都是基于Modbus的通讯协议，采用485的通讯接口；2)所述电力设备包括：逆变器，汇流箱，交直流电表，都是基于Modbus的通讯协议，采用485的通讯接口；3)所述RS485总线模块电路：采用ST485芯片通过光电耦合器与ZigBee发送器隔离通讯，在ST485的A、B引脚之间使用120欧的电阻用以构成总线终端匹配的结构；4)所述ZigBee接收和发送模块包括：多个ZigBee发送器和若干个ZigBee接收器，采用星状ZigBee网络拓扑结构，一个ZigBee接收器连接多个ZigBee发送器，一个ZigBee发送器与现场一个采集点的多个电力设备或者传感器设备通过485总线的方式实现通讯；5)所述主控制器模块包括：S3C2416处理器模块、MAX232的串口通信模块、CH340的USB模块、SD卡等，通过在S3C2416处理器上移植嵌入式的Linux操作系统，在Linux操作系统下，主控制器通过MAX232串口通信模块读取ZigBee接收器收集到的光伏电站现场设备的运行数据，进而将读取的光伏电站现场数据保存到SD卡中的同时通过USB模块将光伏电站的现场数据发送到3G模块；6)所述3G通讯模块：采用华为EM770W，通过USB接口与主控制器通讯，将主控制器发送来的光伏电站的现场数据通过无线电波的形式发送到上位机系统的数据库服务器中；7)所述上位机系统包括：数据库服务器、PC机、上位机软件；数据库服务器接收3G模块发送来的数据并将其和时间戳一同保存在数据库中，在PC机中安装上位机软件，上位机软件采用浏览器/服务器模式，通过浏览器调用API函数访问数据库，读取数据库中存放光伏电站的现场数据，通过图表形式显示在浏览器界面上以便管理者分析和决策。