專利名稱：太陽(yáng)能電站遠(yuǎn)程無線監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備以及其他工業(yè)設(shè)備監(jiān)控領(lǐng)域，是一種工業(yè)設(shè)備遠(yuǎn) 程無線監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
眾所周知，在當(dāng)今世界能源日益緊缺的情況下，人們已把太陽(yáng)能這一取之不 盡、用之不竭的環(huán)保能源作為開發(fā)利用的主要新能源之一。太陽(yáng)能光伏發(fā)電作為 太陽(yáng)能一個(gè)很重要的應(yīng)用方向，目前已被廣泛用于城市現(xiàn)代化建筑、市政公共工 程以及亮化工程等方面。
隨著太陽(yáng)能電站的大量增加，其維護(hù)困難日益顯現(xiàn)，維護(hù)成本也逐漸上升。 由于太陽(yáng)能電站的分散性，如果采用傳統(tǒng)的人工記錄方式，不僅不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)電 站的運(yùn)行問題，還會(huì)耗費(fèi)大量的人力物力。特別是對(duì)一些部署在偏遠(yuǎn)地區(qū)的太陽(yáng) 能電站，這個(gè)問題尤為突出。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供了一種太陽(yáng)能 電站遠(yuǎn)程無線監(jiān)控方法。這樣，只要在有網(wǎng)絡(luò)的地方人們就可以通過訪問網(wǎng)站實(shí) 現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能電站的監(jiān)控與管理，提高了維護(hù)的效率和水平。
技術(shù)方案本發(fā)明的太陽(yáng)能電站遠(yuǎn)程無線監(jiān)控方法，包括若干客戶端和一個(gè)
服務(wù)器端，
所述客戶端采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括
a. 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊:用于采集太陽(yáng)能電站現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)設(shè)備的有效數(shù)據(jù)信息；
b. 無線數(shù)據(jù)傳輸模塊:用于將獲取的有效數(shù)據(jù)以無線方式傳輸至服務(wù)器端； 所述服務(wù)器端采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括
c. 數(shù)據(jù)接收模塊:用于接收不同客戶端的有效數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)于混合數(shù)據(jù)庫(kù)；
d. 網(wǎng)站發(fā)布模塊:用于將數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)站形式發(fā)布以顯示給用戶。
現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊采集前需設(shè)置時(shí)間間隔和選取Excel文件，每次采集首先 判斷時(shí)間是否在允許范圍7點(diǎn)一18點(diǎn)之內(nèi)，如果符合則采集環(huán)境參數(shù)和若干設(shè)備 參數(shù)。采集單個(gè)數(shù)據(jù)采用行列交叉定位算法，如此反復(fù)直到所有參數(shù)采集完成。 在一次采集完成后按照自定義格式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，然后再發(fā)送至本地電腦的串 □。
無線數(shù)據(jù)傳輸模塊采用基于ARM7TOMI內(nèi)核的SEP3203作為主處理器， 采用ASIX嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)作為運(yùn)行平臺(tái)。模塊上電后首先初始化，然后與 遠(yuǎn)程服務(wù)器建立連接，連接成功后負(fù)責(zé)將從串口接收到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)利用 GPRS/CDMA公共無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)透明傳輸至服務(wù)器端。
數(shù)據(jù)接收模塊負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)聽不同客戶端傳送的有效數(shù)據(jù)，經(jīng)過解析后將有效 數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)于XML數(shù)據(jù)庫(kù)和SQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，方便顯示和査詢。
網(wǎng)站發(fā)布模塊從管理和演示兩種不同需求出發(fā)，對(duì)于管理人員授權(quán)登錄，詳 細(xì)顯示不同客戶端各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)以達(dá)到管理目的;對(duì)于來訪客戶允許直接 訪問，通過圖表等方式形象顯示不同客戶端運(yùn)行情況以達(dá)到演示目的。
準(zhǔn)備工作
客戶端對(duì)無線數(shù)據(jù)傳輸模塊進(jìn)行配置，主要包括服務(wù)器IP和端口號(hào)，配置 成功后將該模塊串口通過串口交叉線與客戶端電腦的串口相連。
客戶端打開客戶端數(shù)據(jù)采集軟件，選擇串口、設(shè)置采集時(shí)間間隔并選擇 Excel文件路徑，然后開始工作。
服務(wù)器端打開服務(wù)器數(shù)據(jù)接收軟件，設(shè)置監(jiān)聽端口并開始監(jiān)聽，服務(wù)器端啟 動(dòng)IIS服務(wù)和SQL服務(wù)，確保能訪問網(wǎng)站登錄界面。
現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊按照設(shè)置的時(shí)間間隔從指定Excel文件中采集有效數(shù)據(jù)， 然后按照自定義協(xié)議格式發(fā)送至串口 ；無線數(shù)據(jù)傳輸模塊從串口接收到數(shù)據(jù)后就 利用GPRS/CDMA公共無線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)透明傳輸至服務(wù)器端;數(shù)據(jù)接吹模塊監(jiān)聽到 數(shù)據(jù)后就進(jìn)行解析，然后將有效數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)于XML數(shù)據(jù)庫(kù)和SQL數(shù)據(jù)庫(kù)中；如 果用戶為管理者，在進(jìn)入登錄界面后輸入用戶名和密碼就能進(jìn)入管理界面，點(diǎn)擊 左側(cè)導(dǎo)航鏈接就能進(jìn)行用戶的管理和配置、査看太陽(yáng)能電站實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和查詢歷史 數(shù)據(jù)、修改密碼等操作。如果用戶為參觀者，在進(jìn)入登錄界面后點(diǎn)擊登錄就進(jìn)入 太陽(yáng)能電站全國(guó)布局圖界面，選擇相應(yīng)的客戶端就可以查看該客戶端的各種圖 表，包括系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示、每日發(fā)電功率三維柱狀圖、每日發(fā)電能量三維
柱狀圖、累計(jì)減排C02統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，從而獲得生動(dòng)直觀的印象。 有益效果本實(shí)用新型有益效果主要有以下幾點(diǎn)
系統(tǒng)維護(hù)易因?yàn)橄到y(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，模塊之間通過接口連接，這樣對(duì)于 單個(gè)模塊的升級(jí)換代都不會(huì)影響系統(tǒng)整體功能，系統(tǒng)的維護(hù)方便。
部署較靈活因?yàn)橄到y(tǒng)利用GPRS/CDMA公共無線網(wǎng)絡(luò)傳輸各個(gè)電站數(shù)據(jù)，充
分發(fā)揮了無線網(wǎng)絡(luò)無需布線部署靈活的優(yōu)勢(shì)，有利于大規(guī)模推廣。
維護(hù)成本低因?yàn)榫S護(hù)通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)施的，因此最終用戶訪問網(wǎng)站時(shí)，不受地 理距離遠(yuǎn)近因素的影響，改變了傳統(tǒng)的人工現(xiàn)場(chǎng)記錄的方式,節(jié)約人力物力財(cái)力，
監(jiān)控效率高因?yàn)榫S護(hù)通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)施的，因此最終用戶訪問網(wǎng)站時(shí)，可以跨 越空間的障礙，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行故障，提高了管理的效率和水平。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集流程圖。 圖3是本發(fā)明系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)傳輸流程圖。 圖4是本發(fā)明系統(tǒng)的服務(wù)器數(shù)據(jù)接收流程圖。 圖5是本發(fā)明系統(tǒng)的內(nèi)部管理訪問流程圖。 圖6是本發(fā)明系統(tǒng)的對(duì)外演示訪問流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明為太陽(yáng)能電站遠(yuǎn)程無線監(jiān)控方法，包括若干客戶端和一個(gè)服務(wù)器端， 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。
客戶端的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊采用桌面軟件實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)采集太陽(yáng)能電站現(xiàn)場(chǎng) 各個(gè)設(shè)備的有效數(shù)據(jù)信息并按照自定義協(xié)議格式發(fā)至串口 ?，F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集流程如 圖2所示，具體的技術(shù)方案如下-
1)采集太陽(yáng)能電站現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)設(shè)備的有效數(shù)據(jù)信息。在本方案中，太陽(yáng)能電 站各個(gè)設(shè)備的有效數(shù)據(jù)已經(jīng)存儲(chǔ)于本地電腦的Excel表格中，故只需從Excel 表格中采集指定數(shù)據(jù)即可。采集前需要設(shè)置采集時(shí)間間隔和選取Excel文件，每 次采集首先需判斷時(shí)間是否在允許范圍7點(diǎn)一18點(diǎn)之內(nèi)，如果符合則采集環(huán)境 參數(shù)和若干設(shè)備參數(shù)。采集單個(gè)數(shù)據(jù)采用行列交叉定位算法，行以時(shí)間為標(biāo)識(shí)查
找，列以參數(shù)名稱為標(biāo)識(shí)査找，如未找到則置為"None"。如此反復(fù)，直到所有 的參數(shù)采集完成。
2)將采集的有效數(shù)據(jù)信息按照自定義協(xié)議格式發(fā)送至串口 。采集的有效數(shù) 據(jù)是無序的，為了方便服務(wù)器解析，需要在一次采集完成之后對(duì)參數(shù)進(jìn)行有序排 列并添加包頭和包尾，然后再發(fā)送至本地電腦的串口，自定義協(xié)議格式如下
包頭環(huán)境參數(shù)設(shè)備l參數(shù)設(shè)備n參數(shù).包尾
客戶端的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊采用嵌入式軟硬件實(shí)現(xiàn),負(fù)責(zé)將從串口獲取的有
效數(shù)據(jù)利用GPRS/CDMA公共無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至服務(wù)器端。無線數(shù)據(jù)傳輸流程如齒3 所示，具體的技術(shù)方案如下
1) 嵌入式硬件平臺(tái)采用基于ARM7TDMI內(nèi)核的SEP3203作為主處理器， 采用SDRAM和Flash作為存儲(chǔ)介質(zhì)，采用串口作為與本地電腦的通訊接口 ，采 用無線模塊子板作為與GPRS/CDMA公共無線網(wǎng)絡(luò)的接口。
2) 嵌入式軟件平臺(tái)采用ASIX嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)作為運(yùn)行平臺(tái)。模塊上 電后系統(tǒng)首先進(jìn)行初始化工作，接著采用PPP協(xié)議與移動(dòng)運(yùn)行商建立連接，然后 采用TCP/IP協(xié)議與遠(yuǎn)程服務(wù)器端建立連接。如果建立連接成功則初始化串口并 監(jiān)聽串口數(shù)據(jù)，如果建立連接失敗則重新啟動(dòng)建立連接過程。串口在接收到電腦 傳輸過來的有效數(shù)據(jù)之后立即通過GPRS/CDMA公共無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至遠(yuǎn)程服務(wù) 器。如果發(fā)送成功則繼續(xù)監(jiān)聽串口數(shù)據(jù)，如果發(fā)送失敗表明網(wǎng)絡(luò)己經(jīng)斷開則重新 啟動(dòng)建立連接過程。
客戶端兩個(gè)模塊之間通過串口收發(fā)數(shù)據(jù)。
服務(wù)器端的數(shù)據(jù)接收模塊采用桌面軟件實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)接收不同客戶端的有效 數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)于混合數(shù)據(jù)庫(kù)。服務(wù)器數(shù)據(jù)接收流程如圖4所示，方案的設(shè)計(jì)考慮了 監(jiān)聽穩(wěn)定可靠和存儲(chǔ)簡(jiǎn)潔高效的需求
1)根據(jù)數(shù)據(jù)監(jiān)聽穩(wěn)定可靠的設(shè)計(jì)要求，考慮到隨著監(jiān)控電站的逐漸增加， 監(jiān)控中心載荷將日益加重，設(shè)計(jì)時(shí)采用異步Socket進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)聽。'如果客戶端 首次向服務(wù)器請(qǐng)求連接，則建立連接并存儲(chǔ)至列表中緩存，否則從緩存列表中査 找相應(yīng)的客戶端。由于數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸存在無邊界問題，所以接收時(shí)采用"包 頭+包尾+包長(zhǎng)"的判斷機(jī)制，對(duì)不合格的數(shù)據(jù)丟棄，確保接收數(shù)據(jù)的可靠性。 2)根據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)簡(jiǎn)潔高效的設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)時(shí)采用混合數(shù)據(jù)庫(kù)，在接收到 有效數(shù)據(jù)按協(xié)議解析后進(jìn)行兩層存儲(chǔ)。具體來說，將最新接收的數(shù)據(jù)存入XML
文件中，覆蓋舊數(shù)據(jù)，提高網(wǎng)頁(yè)實(shí)時(shí)刷新效率；同時(shí)，將最新接收的數(shù)據(jù)存入 SQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，添加新數(shù)據(jù)，方便進(jìn)行歷史査詢。
服務(wù)器端的網(wǎng)站發(fā)布模塊采用桌面軟件實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)站形式發(fā)布 以顯示給最終用戶。方案的設(shè)計(jì)考慮了內(nèi)部管理和對(duì)外演示的不同需求
1) 考慮到內(nèi)部管理面向公司的管理人員，主要需求是實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行情 況。為此，以數(shù)據(jù)為導(dǎo)向進(jìn)行功能設(shè)計(jì)，盡可能詳細(xì)還原太陽(yáng)能電站的各種有效 數(shù)據(jù)。內(nèi)部管理訪問流程如圖5所示，用戶進(jìn)入首頁(yè)后，輸入用戶名和密碼就能 進(jìn)入管理界面，點(diǎn)擊左側(cè)導(dǎo)航鏈接就能進(jìn)行用戶的管理和配置、査看太陽(yáng)能電站 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和查詢歷史數(shù)據(jù)、修改密碼等操作。
2) 考慮對(duì)外演示面向來訪客戶和領(lǐng)導(dǎo)，主要需求是宏觀顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。
為此，以圖表為導(dǎo)向進(jìn)行功能設(shè)計(jì)，盡可能顯示太陽(yáng)能電站的整體概況和圖表。
對(duì)外演示訪問流程如圖6所示，用戶進(jìn)入首頁(yè)后，點(diǎn)擊演示登錄就進(jìn)入太陽(yáng)能電 站全國(guó)布局圖界面，選擇相應(yīng)的客戶端就可以査看該客戶端的各種圖表，包括系 統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示、每日發(fā)電功率三維柱狀圖、每日發(fā)電能量三維柱狀圖、累 計(jì)減排C02統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，從而獲得生動(dòng)直觀的印象。 服務(wù)器端兩個(gè)模塊通過混合數(shù)據(jù)庫(kù)交換數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1、一種太陽(yáng)能電站遠(yuǎn)程無線監(jiān)控方法，其特征在于該方法的實(shí)現(xiàn)依托于若干客戶端和一個(gè)服務(wù)器端，所述客戶端采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括a.現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊用于采集太陽(yáng)能電站現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)設(shè)備的有效數(shù)據(jù)信息；b.無線數(shù)據(jù)傳輸模塊用于將獲取的有效數(shù)據(jù)以無線方式傳輸至服務(wù)器端；所述服務(wù)器端采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括c.數(shù)據(jù)接收模塊用于接收不同客戶端的有效數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)于混合數(shù)據(jù)庫(kù)；d.網(wǎng)站發(fā)布模塊用于將數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)站形式發(fā)布以顯示給用戶。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電站遠(yuǎn)程無線監(jiān)控方法，其特征在于，現(xiàn) 場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊采集前需設(shè)置時(shí)間間隔和選取Excel文件，每次采集首先判斷時(shí) 間是否在允許范圍7點(diǎn)一18點(diǎn)之內(nèi)，如果符合則采集環(huán)境參數(shù)和若干設(shè)備參數(shù)； 采集單個(gè)數(shù)據(jù)采用行列交叉定位算法，如此反復(fù)直到所有的參數(shù)采集完成；在一 次采集完成后按照自定義格式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，然后再發(fā)送至本地電腦的串口 。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電站遠(yuǎn)程無線監(jiān)控方法，其特征在于，無 線數(shù)據(jù)傳輸模塊采用基于ARM7TDMI內(nèi)核的SEP3203作為主處理器，采用ASIX 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)作為運(yùn)行平臺(tái)，模塊上電后首先初始化，然后與遠(yuǎn)程服務(wù)器 建立連接，連接成功后負(fù)責(zé)將從串口接收到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)利用GPRS/CDMA公共無線 網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)透明傳輸至服務(wù)器端。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電站遠(yuǎn)程無線監(jiān)控方法，其特征在于，數(shù) 據(jù)接收模塊負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)聽不同客戶端傳送的有效數(shù)據(jù)，經(jīng)過解析后將有效數(shù)據(jù)分 別存儲(chǔ)于XML,數(shù)據(jù)庫(kù)和SQL數(shù)據(jù)庫(kù)中，方便顯示和査詢。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電站遠(yuǎn)程無線監(jiān)控方法，其特征在于，網(wǎng) 站發(fā)布模塊從管理和演示兩種不同需求出發(fā)，對(duì)于管理人員授權(quán)登錄，詳細(xì)顯示 不同客戶端各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)以達(dá)到管理目的；對(duì)于來訪客戶允許直接訪問， 通過圖表等方式形象顯示不同客戶端運(yùn)行情況以達(dá)到演示目的。
全文摘要
一種太陽(yáng)能電站遠(yuǎn)程無線監(jiān)控方法，包括若干客戶端和一個(gè)服務(wù)器端客戶端采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊和無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，無線數(shù)據(jù)傳輸模塊利用GPRS/CDMA公共無線網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集模塊采集的各地電站有效數(shù)據(jù)傳送至服務(wù)器端；服務(wù)器端采用模塊化設(shè)計(jì)，主要包括數(shù)據(jù)接收模塊和網(wǎng)站發(fā)布模塊，網(wǎng)站發(fā)布模塊將數(shù)據(jù)接收模塊存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以Web形式發(fā)布。系統(tǒng)具備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障報(bào)警等功能，提高了管理的自動(dòng)化水平，降低了系統(tǒng)的維護(hù)成本。
文檔編號(hào)G05B19/418GK101354577SQ200810196110
公開日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者旭 馮, 昊 劉, 晨 方, 錢麗麗, 陸生禮 申請(qǐng)人:東南大學(xué)