CN206610140U - 一种风力发电场的监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风力发电场的监测系统，包括单片机最小单元，包括单片机、晶振电路以及复位电路，所述单片机与晶振电路、复位电路相连接；通过在单片机外围布置风速测量传感器、存储电路、通讯电路、显示电路、电源电路等，能够方便的实现低风速的采集、存储、显示与输出。通过设定采样周期、脉冲计数、计算风速、转移数据采集、实时显示、数据传输、低电压提示报警，具有数据实时显示、海量数据存储、数据传输及低电压报警的功能。

Description

一种风力发电场的监测系统

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及了一种风力发电场的监测系统。

背景技术

随着人类社会的进步及工业的发展，不可再生能源消耗越来越严重，为了可持续发展，风力发电、太阳能、生物能源等可再生能源已成为当今的主流能源。其中，风力发电作为发电成本低、占用土地资源少、环境影响好等优点易被规模化发展。在风力发电的过程中，为了更稳定与持续的工作需要对现场的风速进行采集与检测，现有技术中采用风速仪，通过记录风速仪上的叶片因风转动而引起的脉冲数，再通过程序转换成叶片的转圈数，进而换算成风速，将信号接入计算机，实现风速的数据回放或曲线显示。这样的风速采集系统原理简单，成本不高，但其最大的缺陷是采集系统体积庞大、机动性差，对于需要测量多点风速的场合并不适用，若采取各点均布置风速传感器的方案，则成本会大幅上升，控制方案也会变得复杂，因此，现有技术中的风速采集系统由于不具备便携性而无法应用于多点风速采集测量的场合。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的就在于提供了一种风力发电场的监测系统，测量简易、精度高、便携、电路简单，同时增加了数据实时显示、海量数据存储、数据传输及低电压报警等实用功能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：

一种风力发电场的监测系统，包括

单片机最小单元，包括单片机、晶振电路以及复位电路，所述单片机与晶振电路、复位电路相连接；

脉冲式风速测量传感器，用于将测得的风速值直接转换为数字信号传输至单片机进行数据处理；

存储电路，单片机将风速测量传感器采集的多个风速值存储于存储电路；

通讯电路，单片机将存储电路存储的多个风速值通过通讯电路传输至上位机；

显示电路，单片机将存储电路存储的多个风速值通过显示电路进行显示；

电源电路，用于为单片机最小单元、存储电路、通讯电路、显示电路提供供电电压。

作为一种优选方案，所述单片机采用AT89S51芯片。

作为一种优选方案，所述存储电路采用NAND Flash系列芯片。

作为一种优选方案，所述显示电路采用液晶显示控制芯片3310。

作为一种优选方案，所述通讯电路采用USB通信接口。

作为一种优选方案，所述电源电路采用LTC系列DC-DC转换芯片。

一种基于风力发电场的监测系统的方法，包括如下步骤：

（1）设定采集风速周期，脉冲式风速测量传感器感应风力后发出阶跃脉冲信号，并将该阶跃脉冲信号转换为数字信号传输至单片机；

（2）单片机对接收到的周期内的阶跃脉冲信号进行计数，然后处理后得到风速值；

（3）通过控制单片机将处理后的风速值实时存储至存储电路。

作为一种优选方案，所述单片机将存储电路存储的风速值通过显示电路实时显示。

作为一种优选方案，所述单片机将存储电路存储的风速值通过通讯电路传输至上位机。

作为一种优选方案，监测系统还包括低电压报警电路，所述单片机将存储电路存储的风速值通过低电压报警电路提示报警。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

（１）实时采集风速值并实时存储数据；

（２）当选择“显示”模式时，液晶屏能够实时显示风速值；

（３）当ＵＳＢ连接上位机时，输入数据传输指令，能够自动将存储的风速数据传送到上位机中，以方便上位机的数据处理和分析显示；

（４）当电源供电不足时，能够自动提示报警。

附图说明

图1是本发明的系统原理框图；

图2是本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例：

如图1所示，一种风力发电场的监测系统，包括

单片机最小单元，包括单片机1、晶振电路2以及复位电路3，所述单片机1与晶振电路2、复位电路3相连接；

脉冲式风速测量传感器4，用于将测得的风速值直接转换为数字信号传输至单片机1进行数据处理；

存储电路5，单片机1将风速测量传感器4采集的多个风速值存储于存储电路5；

通讯电路6，单片机1将存储电路5存储的多个风速值通过通讯电路6传输至上位机；

显示电路7，单片机1将存储电路5存储的多个风速值通过显示电路7进行显示；

电源电路8，用于为单片机最小单元、存储电路5、通讯电路6、显示电路7提供供电电压。

在本实施例中，所述单片机1采用AT89S51芯片，具有低功耗、高性能的特点，通过在单片机1外围布置晶振电路2、复位电路3、风速测量传感器4、存储电路5、通讯电路6、显示电路7、电源电路8等，能够方便的实现低风速的采集、存储、显示与输出。

在本实施例中，所述存储电路5采用NAND Flash系列芯片，将所采集的风速值以时间为字头进行存储，同时NAND Flash系列芯片高达4M的存储空间保证了足够的数据存储量，实现了长久数据的海量存储。

在本实施例中，所述通讯电路6采用USB通信接口，实现了大量数据的高速、稳定、可靠传输。

在本实施例中，所述显示电路7采用液晶显示控制芯片3310，用于对采集的风速值进行显示，当单片机1将风速测量传感器4采集到的风速数据处理之后，一方面将数据传送至存储电路5进行存储，另一方面将数据传送至显示电路7以完成数据的实时显示。

在本实施例中，所述电源电路8采用LTC系列DC-DC转换芯片，采用普通的五号电池供电，通过电源电路8将五号电池的输出电压平稳的转换为所需要的供电电压3.3V和5V两种标准输出，能够有效的抑制电压输出的纹波效应，为整个系统提供稳定的、足够的电流，保证电路的正常工作。

如图2所示，一种基于风力发电场的监测系统的方法，包括如下步骤：

（1）设定采集风速周期，脉冲式风速测量传感器4感应风力后发出阶跃脉冲信号，并将该阶跃脉冲信号转换为数字信号传输至单片机1；

（2）单片机1对接收到的周期内的阶跃脉冲信号进行计数，然后处理后得到风速值；

（3）通过控制单片机1将处理后的风速值实时存储至存储电路5。

在本实施例中，所述单片机1将存储电路5存储的风速值通过显示电路7实时显示；所述单片机1将存储电路5存储的风速值通过通讯电路6传输至上位机；监测系统还包括低电压报警电路，所述单片机1将存储电路5存储的风速值通过低电压报警电路提示报警。

综上所述，本发明的监测系统具有测量简易、精度高、便携等特点，基于该监测系统采用本发明的方法进采集，具有数据实时显示、海量数据存储、数据传输及低电压报警的功能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种风力发电场的监测系统，其特征在于：包括

单片机最小单元，包括单片机、晶振电路以及复位电路，所述单片机与晶振电路、复位电路相连接；

脉冲式风速测量传感器，用于将测得的风速值直接转换为数字信号传输至单片机进行数据处理；

存储电路，单片机将风速测量传感器采集的多个风速值存储于存储电路；

通讯电路，单片机将存储电路存储的多个风速值通过通讯电路传输至上位机；

显示电路，单片机将存储电路存储的多个风速值通过显示电路进行显示；

电源电路，用于为单片机最小单元、存储电路、通讯电路、显示电路提供供电电压。

2.根据权利要求1所述的一种风力发电场的监测系统，其特征在于：所述单片机采用AT89S51芯片。

3.根据权利要求1所述的一种风力发电场的监测系统，其特征在于：所述存储电路采用NAND Flash系列芯片。

4.根据权利要求1所述的一种风力发电场的监测系统，其特征在于：所述显示电路采用液晶显示控制芯片3310。

5.根据权利要求1所述的一种风力发电场的监测系统，其特征在于：所述通讯电路采用USB通信接口。

6.根据权利要求1所述的一种风力发电场的监测系统，其特征在于：所述电源电路采用LTC系列DC-DC转换芯片。