[发明专利]面向海上风电系统状态监测的长距离传感网节点及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据长距离传输技术，尤其涉及一种面向海上风电系统状态监测的长距离传感网节点及方法。

背景技术

海上风电系统中的风力发电设备长期处于海上的潮湿、低温、强风、暴晒等恶劣环境中，这些恶劣条件时刻考验着设备的正常运行，从而对风电系统的正常发电有着重要的影响。

鉴于其恶劣环境不适合人工工作，所以需要一套自动化检测方案来对风电设备进行状态检测。

同时，每台设备的状态参数很多，如果实时采集的话，传感器收集的数据量非常大，这给无线传输带来了非常大的困难。

所以需要实现状态信号的远距离准确传输，同时尽可能减少传输的数据量，保证数据的稳定性和准确性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，设计了一种面向海上风电系统状态检测的长距离传感网节点及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种面向海上风电系统状态监测的长距离传感网节点，它包括信号处理器和信号接收器等；其中，每个信号接受器与若干信号处理器无线通信。

进一步地，所述信号处理器包括：信号处理核心板、电源模块、高增益定向天线和防护盒等；所述信号处理核心板、电源模块均置于防护盒内，信号处理核心板和高增益天线分别与电源模块相连，高增益天线和信号处理核心板相连。所述信号接收器包括：数据接收核心板、电源模块、高增益定向天线和防护盒等；所述数据接收核心板、电源模块均置于防护盒内，数据接收核心板和高增益定向天线分别与电源模块相连，高增益定向天线和数据接收核心板相连

进一步地，所述电源模块由适配器和蓄电池相连组成。

进一步地，所述信号处理核心板包括FPAG处理器、MCU微处理器、稳压模块、多路选择器、存储器、时钟模块、RF射频模块和功率放大模块等；所述继电器、FPGA处理器、MCU微处理器、RF射频模块和功率放大模块分别与稳压模块相连，FPGA处理器、多路选择器、存储器、RF射频模块与MCU微处理器相连，RF射频模块与功率放大模块相连。

进一步地，所述数据接收核心板包括MCU微处理器、稳压模块、存储器、时钟模块和RF射频模块等；所述继电器、MCU微处理器和RF射频模块分别与稳压模块相连，存储器、RF射频模块、时钟模块与MCU微处理器相连。

一种应用所述面向海上风电系统状态监测的长距离传感网节点的长距离传输方法，通过以下三步来实现状态监测数据的长距离传输：（1）信号处理器通过FPGA处理器对传感器采集的数据进行处理（2）信号处理器通过功率放大模块和大功率天线对处理后的数据信号进行二级放大,发送给相距很远的信号接收器(3）信号接收器通过大功率天线对接收到的信号进行放大，再被灵敏度很高的射频芯片识别。这样完成了稳定的远距离的信号传输。

本发明的有益效果是：

1、可以实现将海上风电设备的状态信号经过第一顶处理后，长距离传输给地面的检测台，辅助工作人员了解设备的运转情况。

2、可以对设备的状态信号直接进行分析，并判断是处于正常工作状态还是故障状态，便于工作人员进行故障诊断，及早发现、排除故障。

附图说明

图1是本发明的整体结构框图；

图2是信号处理器和信号接收器的结构图；

图3是信号处理器的信号流程图；

图4是信号接收器的信号流程图；

图5是的信号处理器核心板的模块图；

图6是的信号接收器核心板的模块图；

图7是FFT的 IP核引脚。

具体实施方式

如图1所示，描述了本发明的整体结构组成。该结构包括传感器、信号处理器、数据接收器、上位机监测服务器；其中，上位机监测服务器与若干数据接收器通过有线相连，每个数据接收器与若干个信号处理器无线通信，信号处理器与传感器有线相连。

每台监测设备上面的一个或多个传感器实时采集设备的振动信号，由该设备上的信号处理器进行处理和打包后无限发送,经信号接收器接收后上传至上位机监测服务器,方便工作人员查看风电设备的工作情况.

如图2所示，是信号处理器和接收器的结构图。

信号处理器包括：信号处理核心板、电源模块、高增益定向天线和防护盒等；信号处理核心板、电源模块均置于防护盒内，电源模块分别与信号处理核心板和高增益天线相连，为其提供电源模块。