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1、风电监测系统中的物联网网关设计邬春明,等风电监测系统中的物联网网关设计DesignofthelnternetofThingsGatewayinWindPowerMonitoringSystem邬春明姚冰孙绪龙(东北电力大学信息工程学院,吉林吉林132012)摘要:针对目前风电监测系统中物联网网关数据转发方式的单一性特点,采用基于Linux操作系统的ARM11设计了风电监测系统中的物联网网关。该网关能实现多种通信协议间的转换、检测网络的丢包率以及线路的智能切换等功能,保证数据的可靠传输。对某风电场的塔筒状态监测系统进行了现场测试,测试结果表明,网关数据
2、传输可靠,性能稳定,具有较高的推广应用价值。关键词:协议转换丢包率检测智能切换ZigBeeARM中图分类号:TN92文献标志码:AAbstract:Atpresent,thedata▬forwardingmodeofInternetofthing(IoT)gatewayinwindpowermonitoringsystemisunitary.Aimingatthisfeature,theIOTgatewayofwindpowermonitoringsystemisdesignedbyusingARM11basedonLinuxoperatingsys
3、tem,thisgatewaymayaccomplishthefunctionsofconversionofmultiplecommunicationprotocols;detectionofthepacketlossrateofthenetwork;andintelligentswitchingthepowerlinestoensurereliabledatatransmission.Fieldtestsareconductedforthestatusmonitoringsystemofturbinetowersincertainwindfarm,
4、theresultsofexperimentsandtestsshowthatthegatewayisreliableindatatransmissionwithstableperformance,soitpossesseshighervaluesinapplicationpromotion.Keywords:ProtocolconversionPacketlossratedetectionIntelligentswitchingZigBeeARM知层。感知层中,每个ZigBee节点与一个或若干个风0引言电机组运行参数采集模块相连接,负责采集相应的数
5、智能风电的建设和发展是业界高度关注和大力投据,并把采集到的数据转发给ZigBee协调器,再通过入的方向。物联网网关是多种异构网络之间进行通信无线网络发送到网关。网关进行协议的转换和数据的[1-2]的关键。本文设计的网关能够实现ZigBee网络数分析处理之后进行数据的转发。作为传输层的共有以据接入,经过协议转换,使数据适合在光纤、以太网、太网、光纤、3G、WiMax四条线路可供选择。WiMAX、3G等网络中传输。智能选择的原理是根据丢包率的大小来控制,最后把数据传到上位机。本文主要对风电监测系统中的1风电监测系统总体结构网关进行研究和设计。风电监测系统
6、总体结构如图1风电监测系统由ZigBee无线传感器网络构建感所示。图1风电监测系统总体结构图Fig.1Overallstructureofthewindpowermonitoringsystem图1中,数据采集终端承担采集风电机组运行参2013吉林省科技发展计划基金资助项目(编号:2013020605GX)。数的任务,ZigBee协调器是联系感知层和网关的重要修改稿收到日期:2014-05-13。节点,起到数据集中和转发数据的作用。网关把感知第一作者邬春明(1966-),男,1990年毕业于南京理工大学无线电技术专业,获硕士学位,教授;主要从事信息技
7、术的教学与科研工作。层和传输层联系起来。56PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONVol.35No.11November2014风电监测系统中的物联网网关设计邬春明,等[3]至ZigBee网络。2网关系统的硬件设计2.2协议转换模块网关硬件结构如图2所示。协议转换模块是物联网网关的核心,主要由微处理器、I/O接口电路及外扩的大容量存储器组成。微处理器芯片选用ARM1176JZF▬S内核的64位高速处理器S3C6410。这款处理器专门针对以太网应用,片内集成了以太网MAC层控制器,不但简化了网络接口[4]电路设计,还提高了系统
8、的可靠性。通过外部总线接口EBI,可连接1GB的NANDFlash及128MB的SDRAM。其中NANDFl
