一种实用型风光互补发电系统远程无线监控技术的研究和实现

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1、Master’sThesisofShanghaiJiaoTongUniversityTheResearchandImplementationofWirelessMonitoringTechnologyBasedonWind-photovoltaicComplementaryPowerGenerationSystemAuthor:FengZuyingSupervisor:TianZuohuaMajor:ControlTheoryandControlEngineeringDepartment：AutomationShanghaiJiaoTongUniver

2、sityJanuary,2010-2-一种实用型风光互补发电系统远程无线监控技术的研究与实现摘要风光互补发电系统作为一种绿色能源，多应用在地域偏远、电网难以覆盖的地方，且要求稳定、可靠、高效。本文针对其工作环境和特点要求，设计了一种基于射频和GPRS模块结构的远程无线监控系统，实现了对风光互补发电系统的远程无线监测与控制。主要从以下四个方面进行了研究：1．根据对象的特点要求，构建了风光互补发电逆变监控系统的总体方案，包括风力发电系统、光伏电池组件、蓄电池组、控制器、逆变器、微机系统、远程监控系统、人机交互部分等。2．完成了1.5KW逆变器的方案设计。本

3、系统通过boost型DC-DC推挽变换器实现升压和稳压，再经过DC-AC全桥电路完成逆变过程，系统选用ATMEGA64芯片，对逆变器运行状态进行实时监控，并设计了一套能量回收电路，提高了DC-DC模块的输出变换效率。3．开发设计了一种基于单片机MSP430F149和无线通信射频模块CC1100的无线传感网络子节点的硬件系统和通信软件，并进行节点性能测试。结合硬件和软件系统的模块设计对于低功耗设计做了专门的研究分析。-5-4．基于单片机MSP430F149和无线GPRS模块MC52i开发设计了无线传感网络汇聚中心节点通信的硬件及软件结构。在硬件系统中，设

4、计包括MC52i外围结构，MSP430F149单片机与MC52i模块接口，SIM卡电路。在软件系统中，结合系统的功能需求和总体结构，采用内置TCP/IP协议栈的MC52i模块，向MPU提供接入Iternet的API接口，通过MSP430F149单片机的AT指令来控制实现GPRS模块远程数据的传输。包括：单片机与GPRS模块的串口通信，MC52i模块的网络连接和数据传输，数据在GPRS网络中的传输过程。经过初步实际测试使用，本论文设计的逆变系统稳定，可靠，效率高、功耗低、操作简单、配置方便，无线监控模块精度高，通用性强、达到了设计要求。关键词：风光互补发

5、电系统，逆变器，无线传感网络，GPRS-6-TheResearchandImplementationofWirelessMonitoringTechnologyBasedonWind-photovoltaicComplementaryPowerGenerationSystemABSTRACTTheWind-photovoltaicComplementaryPowerGenerationSystem,whichisstable,reliableandefficient,hasbeenwidelyusedasagreenpowersupplydevicei

6、nremoteareas.TheWind-photovoltaicComplementaryPowerGenerationSystembasedonwirelessmonitoringtechnologyisdesignedinthispapertoachievereal-timemonitoringandcontrolthewholesystemaccordingtotheworkingenvironmentandcharacteristicsofpowergenerationsystem.Theresearchofthispapermainlyfo

7、cusesonthefollowingfouraspects.1.TheoverallarchitectureofthisWind-photovoltaicComplementaryPowerGenerationsystemisintroducedaccordingtoitscharacters.Thesystemconsistsofthewindgenerationsystem,photovoltaiccomponents,batteries,controller,inverter,computersystems,remotemonitoringsy

8、stems,andhuman-machineinterfaceparts.-7-2.Thear