CN219496681U - 激光雷达的无线组网系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了激光雷达的无线组网系统，激光雷达的无线组网系统，包括激光雷达，所述激光雷达测量风场信息数据；可编程逻辑控制器PLC，所述可编程逻辑控制器PLC接收激光雷达的风场信息数据；无线通信模块，所述无线通信模块由Mesh风机固定节点、升压站无线路由和Mesh移动节点组成，可编程逻辑控制器PLC通过所述无线通信模块传输风场信息数据；相比现有技术，本实用新型利用全风场内机舱式测风激光雷达数据进行无线组网，可用于测量叶轮前方几百米内的风场信息，结合风机位置信息建立全风场流体模型，为全风场组网控制提供全面风况信息，从而提高整个风场的发电效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光雷达测风领域，具体涉及激光雷达的无线组网系统。
背景技术
脉冲激光雷达以激光为媒介，运动的气溶胶颗粒会使反射波发生多普勒频移，从而计算出风速和风向信息。由于其具有高时空分辨率、安装简单易维护、自动化程度高等优势。激光测风雷达已被广泛应用于各个领域，如环境气象监测、航空气象和风场监测等。
由于在风电厂中，风机分布在各个山头非常分散，各个风机距离主控室均较远，无法满足运行人员对整个风场中激光雷达的测量信息的监控。且单台风机的效能最优并非是全风场的效能最优，所以需要将风电场的激光雷达信息进行组网，便于运行人员进行集中控制。
目前组网技术采用有线部署，有线部署难度大，风塔或监控探头之间的光纤一旦断掉，排查、修复耗时耗力；同时，由于风机分布范围广，现有的组网布置不能够及时准确全面的掌控所有风机的信息，导致控制滞后，使风机周围的尾流对风机造成一定的影响，降低了风机的使用寿命和风机的总和发电效率。
发明内容
为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种降低网络部署难度，覆盖面积广，控制及时准确的激光雷达的无线组网系统。
为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：
激光雷达的无线组网系统，包括
激光雷达，所述激光雷达测量风场信息数据；
可编程逻辑控制器PLC，所述可编程逻辑控制器PLC接收激光雷达的风场信息数据；
无线通信模块，所述无线通信模块由Mesh风机固定节点、升压站无线路由和Mesh移动节点组成，可编程逻辑控制器PLC通过所述无线通信模块传输风场信息数据。
作为本实用新型的进一步优选，所述升压站无线路由与Mesh风机固定节点通过光纤收发器连接，升压站无线路由可以部署于风机和Mesh移动节点之间，并形成互联，可以为本区域提供热点覆盖功能。
作为本实用新型的进一步优选，所述Mesh风机固定节点通过固定支架固定设置于风机顶部，Mesh风机固定节采用POE供电，当出现供电异常时，可直接切换至UPS备用电源；Mesh风机固定节点主要用于实现风机与升压站光纤连接和Mesh移动节点之间的无线组网，提供单跳或多跳的信息传输通道。
作为本实用新型的进一步优选，所述Mesh移动节点通过吸顶支架固定设置于巡修车车顶，Mesh移动节点采用车载电源或者专用电池供电。
作为本实用新型的进一步优选，所述激光雷达包括激光发射模块、接收模块、信息处理模块和数据存储单元；
所述激光发射模块为激励源驱动激光器发射激光脉冲，激光调制器通过光束控制器控制发射激光的方向和线数，通过发射光学系统，将激光发射至目标物体；
所述接收模块为经接收光学系统，光电探测器接受目标物体反射回来的激光，
产生接收信号；
所述信息处理模块为接收的信号经过放大处理和数模转换后，经过信息处理模块计算。
作为本实用新型的进一步优选，所述数据存储单元包括SSD和通信芯片；所述SSD对风场的数据进行存储；所述通信芯片将数据传输给可编程逻辑控制器PLC。
作为本实用新型的进一步优选，所述数据存储单元连接电源，为激光发射模块、接收模块和信息处理模块提供电源；所述数据存储单元与信息处理模块通信连接。
作为本实用新型的进一步优选，所述风机、交换机和升压站至今均通过专用无线Mesh网络连接传输数据。
作为本实用新型的进一步优选，所述专用无线Mesh网络与风场现有网络物理隔离，当需要异构网络信息交互时，通过防火墙和电子围栏等设备实现对敏感信息的保护，专用无线Mesh网络是完全分布式的自组织网络。
本实用新型的有益之处在于：本实用新型利用Mesh无线组网技术，将探测参数经过组网系统汇总到升压站后，即可获得全风场内风场信息及前方风机后的尾流信息，从而建立起全风场内的流体信息，获得全场风机最优控制方案，从而使全风场效能最优；本实用新型获取的风力参数为真实风速信息，是通过实际测量的结果，数据更加真实可靠，也有助于主控系统对风机进行及时调控，从而获得整个风场最优效益。
附图说明
图1是本实用新型的通信结示意构图；
图2是本实用新型机舱激光雷达信息拓扑框图；
图3是本实用新型激光雷达原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。
在未组网的情况下，单个风机只能通过激光雷达获得该风机前方的风场信息，而风机的偏航和变桨控制能够改变周围的风况信息，从而影响风场中其它风机发电效率，使得全风场的发电量不是最优发电效率。
本实用新型利用全风场内机舱式测风激光雷达数据进行无线组网，可用于测量叶轮前方几百米内的风场信息，结合风机位置信息建立全风场流体模型，为全风场组网控制提供全面风况信息，从而提高整个风场的发电效率。
实施例一：
结合图1和2，激光雷达的无线组网系统，包括
激光雷达，所述激光雷达测量风场信息数据。
可编程逻辑控制器PLC，所述可编程逻辑控制器PLC接收激光雷达的风场信息数据。
无线通信模块，所述无线通信模块由Mesh风机固定节点、升压站无线路由和Mesh移动节点组成，可编程逻辑控制器PLC通过所述无线通信模块传输风场信息数据。
所述升压站无线路由与Mesh风机固定节点通过光纤收发器连接，升压站无线路由可以部署于风机和Mesh移动节点之间，并形成互联，可以为本区域提供热点覆盖功能。
所述Mesh风机固定节点通过固定支架固定设置于风机顶部，Mesh风机固定节采用POE供电，当出现供电异常时，可直接切换至UPS备用电源。Mesh风机固定节点主要用于实现风机与升压站光纤连接和Mesh移动节点之间的无线组网，提供单跳或多跳的信息传输通道。
所述Mesh移动节点通过吸顶支架固定设置于巡修车车顶，Mesh移动节点采用车载电源或者专用电池供电。
所述激光雷达包括激光发射模块、接收模块、信息处理模块和数据存储单元。
所述激光发射模块为激励源驱动激光器发射激光脉冲，激光调制器通过光束控制器控制发射激光的方向和线数，通过发射光学系统，将激光发射至目标物体。
所述接收模块为经接收光学系统，光电探测器接受目标物体反射回来的激光，产生接收信号。
所述信息处理模块为接收的信号经过放大处理和数模转换后，经过信息处理模块计算。
所述数据存储单元包括SSD和通信芯片；所述SSD对风场的数据进行存储；所述通信芯片将数据传输给可编程逻辑控制器PLC。
所述数据存储单元连接电源，为激光发射模块、接收模块和信息处理模块提供电源；所述数据存储单元与信息处理模块通信连接。
用激光雷达进行风场信息测量，获得风机前方的风场信息，获得风速信息更加全面，便于风机主控提前控制，从而提高发电量；还可以获得风机前方的尾流信息，为风场提供尾流对风机疲劳载荷的影响信息，从而有效提高风场的综合发电效率和风机寿命，提高全风场的经济效益。
实施例二：
本实用新型采用无线组网的方式简化了部署工作，使得系统的部署非常灵活方便，抗毁性强，检修方便，专用无线Mesh网络与已有网络物理隔离，当需要异构网络信息交互时，通过防火墙和电子围栏等设备实现对敏感信息的保护。
所述风机、交换机和升压站至今均通过专用无线Mesh网络连接传输数据。
专用无线Mesh网络相较于有线安装简单，Mesh无线网络不需要任何基础设施，没有中心节点，使得系统的部署非常灵活方便；网络具有自组织、自愈、多跳特性，各节点可以自动组成网络，当某一节点损毁时，其他节点会迅速重新聚合成一个新的完整网络，抗毁性强
所述专用无线Mesh网络与风场现有网络物理隔离，当需要异构网络信息交互时，通过防火墙和电子围栏等设备实现对敏感信息的保护，专用无线Mesh网络是完全分布式的自组织网络。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.激光雷达的无线组网系统，其特征在于，包括
激光雷达，所述激光雷达测量风场信息数据；
可编程逻辑控制器PLC，所述可编程逻辑控制器PLC接收激光雷达的风场信息数据；
无线通信模块，所述无线通信模块由Mesh风机固定节点、升压站无线路由和Mesh移动节点组成，可编程逻辑控制器PLC通过所述无线通信模块传输风场信息数据。
2.根据权利要求1所述的激光雷达的无线组网系统，其特征在于，所述升压站无线路由与Mesh风机固定节点通过光纤收发器连接，升压站无线路由设置于风机和Mesh移动节点之间，并形成互联。
3.根据权利要求1所述的激光雷达的无线组网系统，其特征在于，所述Mesh风机固定节点通过固定支架固定设置于风机顶部，Mesh风机固定节采用POE供电，当出现供电异常时，可直接切换至UPS备用电源。
4.根据权利要求1所述的激光雷达的无线组网系统，其特征在于，所述Mesh移动节点通过吸顶支架固定设置于巡修车车顶，Mesh移动节点采用车载电源或者专用电池供电。
5.根据权利要求1所述的激光雷达的无线组网系统，其特征在于，所述激光雷达包括激光发射模块、接收模块、信息处理模块和数据存储单元；
所述激光发射模块为激励源驱动激光器发射激光脉冲，激光调制器通过光束控制器控制发射激光的方向和线数，通过发射光学系统，将激光发射至目标物体；
所述接收模块为经接收光学系统，光电探测器接受目标物体反射回来的激光，产生接收信号；
所述信息处理模块为接收的信号经过放大处理和数模转换后，经过信息处理模块计算。
6.根据权利要求5所述的激光雷达的无线组网系统，其特征在于，所述数据存储单元包括SSD和通信芯片；所述SSD对风场的数据进行存储；所述通信芯片将数据传输给可编程逻辑控制器PLC。
7.根据权利要求5所述的激光雷达的无线组网系统，其特征在于，所述数据存储单元连接电源；所述数据存储单元与信息处理模块通信连接。
8.根据权利要求1所述的激光雷达的无线组网系统，其特征在于，所述风机、交换机和升压站至今均通过专用无线Mesh网络连接传输数据。
9.根据权利要求8所述的激光雷达的无线组网系统，其特征在于，所述专用无线Mesh网络与风场现有网络物理隔离。
Priority Applications (1)
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| CN202223361515.3U CN219496681U (zh) | 2022-12-14 | 2022-12-14 | 激光雷达的无线组网系统 |
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| CN202223361515.3U CN219496681U (zh) | 2022-12-14 | 2022-12-14 | 激光雷达的无线组网系统 |
Publications (1)
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| CN202223361515.3U Active CN219496681U (zh) | 2022-12-14 | 2022-12-14 | 激光雷达的无线组网系统 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN219496681U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117782570A (zh) * | 2024-02-28 | 2024-03-29 | 南京典格信息技术有限公司 | 一种基于Mesh自组网的海上风机寿命预测系统和方法 |
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2022
- 2022-12-14 CN CN202223361515.3U patent/CN219496681U/zh active Active
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| CN117782570A (zh) * | 2024-02-28 | 2024-03-29 | 南京典格信息技术有限公司 | 一种基于Mesh自组网的海上风机寿命预测系统和方法 |
| CN117782570B (zh) * | 2024-02-28 | 2024-05-14 | 南京典格信息技术有限公司 | 一种基于Mesh自组网的海上风机寿命预测系统和方法 |
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