本發(fā)明涉及塔式太陽能光熱發(fā)電技術領域，尤其涉及一種塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位系統(tǒng)及定位方法。

背景技術：

塔式發(fā)電是在空曠的地面建立一個高大的中央吸收塔，塔頂固定一個吸熱器，塔的周圍安裝大規(guī)模的反射鏡，通常稱為定日鏡，每臺都各自安裝有跟蹤機構、準確地將太陽反射集中塔頂，使得吸收器的腔體產生高溫，再通過工質加熱產生高溫蒸汽，驅動汽輪機發(fā)電。

定日鏡場中的定日鏡數(shù)量大、關聯(lián)性強，如果上位機同時向每個定日鏡下發(fā)控制指令，容易造成網絡通訊量大，影響響應速度，甚至發(fā)生系統(tǒng)崩潰的災難性事件?，F(xiàn)有定日鏡場的網絡架構實時性不夠，且穩(wěn)定性較差。

在實現(xiàn)定日鏡聚光于塔式吸熱器的中心位置時，除了需要計算出太陽的高度角和方位角等位置信息，還必須獲取定日鏡與中央吸收塔之間的準確坐標。雖然，在設計階段的圖紙上都有每臺定日鏡的坐標值，但是，在工程施工中不可避免地出現(xiàn)較大偏差，還需要在安裝后重新對定日鏡和中央吸收塔的實際坐標重新測量。通常使用手持的高精度GPS設備進行大規(guī)模測量，從而帶來成本上升且工作量增加。定日鏡場占地面積廣、定日鏡數(shù)量龐大。如果工作人員不借助地圖或定位設備，穿梭在定日鏡群中很容易迷路、難于找到故障或檢修位置。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位系統(tǒng)及定位方法，實現(xiàn)了立體定位，實時獲取每臺定日鏡的空間位置坐標。

本發(fā)明采用以下技術方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位系統(tǒng)，包括上位機、第一智能定位信標節(jié)點、至少三個第二智能定位信標節(jié)點和多個終端節(jié)點，所述第一智能定位信標節(jié)點設置于中央吸收塔，所述第二智能定位信標節(jié)點環(huán)繞所述中央吸收塔間隔設置，所述終端節(jié)點設置于每個定日鏡上，所述上位機與所述第一智能定位信標節(jié)點連接，所述第一智能定位信標節(jié)點和第二智能定位信標節(jié)點無線連接，所述第一智能定位信標節(jié)點和第二智能定位信標節(jié)點與所述終端節(jié)點無線連接。

進一步地，所述第一智能定位信標節(jié)點、第二智能定位信標節(jié)點和終端節(jié)點均包括控制模塊和無線通信模塊。

第二方面，本發(fā)明提供一種塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場系統(tǒng)的定位方法，包括：

第二智能定位信標節(jié)點分別記錄其接收到的每個終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)，并將所述無線信號數(shù)據(jù)發(fā)送至第一智能定位信標節(jié)點；

第一智能定位信標節(jié)點將接收的所述第二智能定位信標節(jié)點發(fā)送的無線信號數(shù)據(jù)轉發(fā)至上位機，并將其記錄的接收到的每個終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機；

上位機對每個終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)進行處理，得到每個終端節(jié)點的位置坐標。

進一步地，所述第二智能定位信標節(jié)點分別記錄其接收到的每個終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)，并將所述無線信號數(shù)據(jù)發(fā)送至第一智能定位信標節(jié)點之前，還包括：

上位機向第一智能定位信標節(jié)點發(fā)送開啟定位指令；

第一智能定位信標節(jié)點將所述開啟定位指令發(fā)送至第二智能定位信標節(jié)點，并由第二智能定位信標節(jié)點將所述開啟定位指令轉發(fā)至每個終端節(jié)點。

示例性地，所述無線信號數(shù)據(jù)包括終端節(jié)點編碼和無線信號強度。

示例性地，所述無線信號數(shù)據(jù)包括終端節(jié)點編碼和無線信號傳輸時間。

可選地，所述上位機對每個終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)進行處理，得到每個終端節(jié)點的位置坐標，具體為：

上位機根據(jù)所述無線信號數(shù)據(jù)通過TDOA定位算法計算出每個終端節(jié)點的位置坐標。

進一步地，所述上位機對每個終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)進行處理，得到每個終端節(jié)點的位置坐標之后，還包括：

保存所述每個終端節(jié)點的位置坐標。

本發(fā)明提供的技術方案帶來如下有益效果：

采用星型網絡架構，以中央吸收塔作為網絡中心位置，由第一智能定位信標節(jié)點將第二智能定位信標節(jié)點收集的終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機進行終端節(jié)點位置計算，得到每個終端節(jié)點的位置，從而得到每個定日鏡的位置，實現(xiàn)了立體定位，實時獲取每臺定日鏡的空間位置坐標，為定日鏡跟蹤和自動校準提供了基礎，同時為智能電站的管理提供支持，有助于設備檢修、定日鏡清洗及電站地圖自動導航等快速定位到目標定日鏡。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對本發(fā)明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)本發(fā)明實施例的內容和這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例提供的塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例提供的終端節(jié)點安裝示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例提供的塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位方法第一個實施例的方法流程圖。

圖4是本發(fā)明實施例提供的塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位方法第二個實施例的方法流程圖。

圖5是本發(fā)明實施例提供的塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位方法第三個實施例的方法流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明解決的技術問題、采用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施例的技術方案作進一步的詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

圖1是本發(fā)明實施例提供的塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖。圖2是本發(fā)明實施例提供的終端節(jié)點安裝示意圖。該塔式光熱發(fā)電站包括中央吸收塔1和環(huán)繞中央吸收塔大量布設的定日鏡2，其中，中央吸收塔1和定日鏡2的地理位置坐標都是提前設計好的。本實施例提供的定日鏡場定位系統(tǒng)應用于該塔式光熱發(fā)電站。參考圖1和圖2所示，該塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位系統(tǒng)包括上位機3、第一智能定位信標節(jié)點4、至少三個第二智能定位信標節(jié)點5和多個終端節(jié)點6，所述第一智能定位信標節(jié)點4設置于中央吸收塔1，所述第二智能定位信標節(jié)點5環(huán)繞所述中央吸收塔1間隔設置，所述終端節(jié)點6設置于每個定日鏡2上，所述上位機3與所述第一智能定位信標節(jié)點4連接，所述第一智能定位信標節(jié)點4和第二智能定位信標節(jié)點5無線連接，所述第一智能定位信標節(jié)點4和第二智能定位信標節(jié)點5與所述終端節(jié)點6無線連接。

所述第一智能定位信標節(jié)點和第二智能定位信標節(jié)點分別收集每個所述終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)，所述第二智能定位信標節(jié)點將收集的無線信號數(shù)據(jù)匯總至所述第一智能定位信標節(jié)點，所述第一智能定位信標節(jié)點將無線信號數(shù)據(jù)發(fā)送至所述上位機，所述上位機根據(jù)每個所述終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)計算出對應終端節(jié)點的位置。需要說明的是，本領域技術人員可以知道第一智能定位信標節(jié)點和第二智能定位信標節(jié)點坐標是已知的，根據(jù)設計的終端節(jié)點與定日鏡的位置關系，在計算出終端節(jié)點的位置坐標后，則可以根據(jù)終端節(jié)點的位置坐標得到定日鏡的位置坐標。

例如，可以采用TDOA定位算法計算出每個終端節(jié)點的位置坐標，也可以采用基于信號強度SSOA(Signal Strength Of Arrival)、基于信號到達時延TOA和基于信號到達角度AOA的定位算法，這些都是較為成熟的定位算法，這里不再一一詳述。

本發(fā)明實施例提供的塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位系統(tǒng)采用星型網絡架構，以中央吸收塔作為網絡中心位置，由第一智能定位信標節(jié)點將第二智能定位信標節(jié)點收集的終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機進行終端節(jié)點位置計算，得到每個終端節(jié)點的位置，從而得到每個定日鏡的位置，實現(xiàn)了立體定位，實時獲取每臺定日鏡的空間位置坐標，為定日鏡跟蹤和自動校準提供了基礎，同時為智能電站的管理提供支持，有助于設備檢修、定日鏡清洗及電站地圖自動導航等快速定位到目標定日鏡。

本實施例中，所述第一智能定位信標節(jié)點、第二智能定位信標節(jié)點和終端節(jié)點均包括控制模塊和無線通信模塊。該無線通信模塊可以是2.4G或433MHZ無線通信模塊，433MHZ是我們國家的免申請段發(fā)射接收頻率，可直接使用。這里僅是舉例說明，并不作為對本技術方案的限制，也可以選用其他方式的無線通信方式。

圖3是本發(fā)明實施例提供的塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位方法第一個實施例的方法流程圖。該定位方法應用于圖1所示的塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位系統(tǒng)，參考圖3所示，該塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位方法包括：

S201、第二智能定位信標節(jié)點分別記錄其接收到的每個終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)，并將所述無線信號數(shù)據(jù)發(fā)送至第一智能定位信標節(jié)點。

所述無線信號數(shù)據(jù)包括終端節(jié)點編碼和無線信號強度或無線信號傳輸時間。無線信號數(shù)據(jù)內容不同，采用的定位算法不同。

S202、第一智能定位信標節(jié)點將接收的所述第二智能定位信標節(jié)點發(fā)送的無線信號數(shù)據(jù)轉發(fā)至上位機，并將其記錄的接收到的每個終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機。

第一智能定位信標節(jié)點和第二智能定位信標節(jié)點同時記錄每個終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)，其中，第一智能定位信標節(jié)點直接將其記錄的終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機，第二智能定位信標節(jié)點記錄的終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)通過第一智能定位信標節(jié)點轉發(fā)至上位機。

S203、上位機對每個終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)進行處理，得到每個終端節(jié)點的位置坐標。

第一智能定位信標節(jié)點和第二智能定位信標節(jié)點的位置坐標是已知的，而第二智能定位信標節(jié)點至少為三個，那么，每個終端節(jié)點對應四組無線信號數(shù)據(jù)。上位機根據(jù)無線信號數(shù)據(jù)中的終端節(jié)點編碼獲取到該終端節(jié)點在同一時刻的無線信號強度或無線信號傳輸時間，則可以通過現(xiàn)有的成熟算法計算出該終端節(jié)點的位置坐標，具體計算方法，這里不再詳述。

具體地，本實施例中，上位機根據(jù)所述無線信號數(shù)據(jù)通過TDOA定位算法計算出每個終端節(jié)點的位置坐標。

綜上，本發(fā)明實施例提供的塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位方法采用星型網絡架構，以中央吸收塔作為網絡中心位置，由第一智能定位信標節(jié)點將第二智能定位信標節(jié)點收集的終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機進行終端節(jié)點位置計算，得到每個終端節(jié)點的位置，從而得到每個定日鏡的位置，實現(xiàn)了立體定位，實時獲取每臺定日鏡的空間位置坐標，為定日鏡跟蹤和自動校準提供了基礎，同時為智能電站的管理提供支持，有助于設備檢修、定日鏡清洗及電站地圖自動導航等快速定位到目標定日鏡。

圖4是本發(fā)明實施例提供的塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位方法第二個實施例的方法流程圖。該定位方法以圖3所示方法為基礎。參考圖4所示，該塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位方法包括：

S301、上位機向第一智能定位信標節(jié)點發(fā)送開啟定位指令。

開啟定位指令指示第一智能定位信標節(jié)點開啟定位功能，準備收集每個終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)。

S302、第一智能定位信標節(jié)點將所述開啟定位指令發(fā)送至第二智能定位信標節(jié)點，并由第二智能定位信標節(jié)點將所述開啟定位指令轉發(fā)至每個終端節(jié)點。

第一智能定位信標節(jié)點將開啟定位指令轉發(fā)至第二智能定位信標節(jié)點，第二智能定位信標節(jié)點進入定位狀態(tài)，準備收集每個終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)；同時，第二智能定位信標節(jié)點將開啟定位指令轉發(fā)至每個終端節(jié)點，終端節(jié)點進入定位狀態(tài)，向周圍發(fā)出無線定位信號，該定位信號中包括該終端節(jié)點的編碼。

S303、第二智能定位信標節(jié)點分別記錄其接收到的每個終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)，并將所述無線信號數(shù)據(jù)發(fā)送至第一智能定位信標節(jié)點。

S304、第一智能定位信標節(jié)點將接收的所述第二智能定位信標節(jié)點發(fā)送的無線信號數(shù)據(jù)轉發(fā)至上位機，并將其記錄的接收到的每個終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機。

S305、上位機對每個終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)進行處理，得到每個終端節(jié)點的位置坐標。

步驟S303、S304和S305的詳細內容參見圖1所示方法的對應內容，這里不再詳述。

綜上，本發(fā)明提供的塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位方法采用星型網絡架構，上位機向第一智能定位信標節(jié)點發(fā)送開啟定位指令，第一智能定位信標節(jié)點將所述開啟定位指令發(fā)送至第二智能定位信標節(jié)點，并由第二智能定位信標節(jié)點將所述開啟定位指令轉發(fā)至每個終端節(jié)點，由第一智能定位信標節(jié)點將第二智能定位信標節(jié)點收集的終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機進行終端節(jié)點位置計算，得到每個終端節(jié)點的位置，從而得到每個定日鏡的位置，實現(xiàn)了立體定位，先通知第一智能定位信標節(jié)點和第二智能定位信標節(jié)點做好接收終端節(jié)點無線定位信號的準備，不會漏掉一些終端節(jié)點的無線定位信號，定位更加全面準確；實時獲取每臺定日鏡的空間位置坐標，為定日鏡跟蹤和自動校準提供了基礎，同時為智能電站的管理提供支持，有助于設備檢修、定日鏡清洗及電站地圖自動導航等快速定位到目標定日鏡。

圖5是本發(fā)明實施例提供的塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位方法第三個實施例的方法流程圖。該定位方法以圖3所示方法為基礎。參考圖5所示，該塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位方法包括：

S401、第二智能定位信標節(jié)點分別記錄其接收到的每個終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)，并將所述無線信號數(shù)據(jù)發(fā)送至第一智能定位信標節(jié)點。

S402、第一智能定位信標節(jié)點將接收的所述第二智能定位信標節(jié)點發(fā)送的無線信號數(shù)據(jù)轉發(fā)至上位機，并將其記錄的接收到的每個終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機。

S403、上位機對每個終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)進行處理，得到每個終端節(jié)點的位置坐標。

S404、保存所述每個終端節(jié)點的位置坐標。

經過前面步驟的計算得到每個終端節(jié)點的位置坐標，將每個終端節(jié)點的位置坐標進行保存，便于后續(xù)根據(jù)終端節(jié)點位置坐標進行路徑導航或其他功能應用。

步驟S401、S402和S403的詳細內容參見圖1所示方法的對應內容，這里不再詳述。

綜上，本發(fā)明提供的塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位方法采用星型網絡架構，上位機向第一智能定位信標節(jié)點發(fā)送開啟定位指令，第一智能定位信標節(jié)點將所述開啟定位指令發(fā)送至第二智能定位信標節(jié)點，并由第二智能定位信標節(jié)點將所述開啟定位指令轉發(fā)至每個終端節(jié)點，由第一智能定位信標節(jié)點將第二智能定位信標節(jié)點收集的終端節(jié)點的無線信號數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機進行終端節(jié)點位置計算，得到每個終端節(jié)點的位置，保存所述每個終端節(jié)點的位置坐標，實現(xiàn)了立體定位，為定日鏡跟蹤和自動校準提供了基礎，同時為智能電站的管理提供支持，有助于設備檢修、定日鏡清洗及電站地圖自動導航等快速定位到目標定日鏡，便于后續(xù)管理。

需要說明的是，圖3所示的塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位方法和圖4所示的塔式光熱發(fā)電站的定日鏡場定位方法可以結合成為更為優(yōu)選的實施例，這里不再詳述。

以上內容僅為本發(fā)明的較佳實施例，對于本領域的普通技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本發(fā)明的限制。