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1、太阳能风能电站远程监控技术太阳能风能电站远程监控技术=太阳能风能电站远程监控技术太阳能风能电站远程监控技术目目 录录CONTENTSCONTENTS基于基于CAN总线的风能电站远程监控系统设计总线的风能电站远程监控系统设计 基于基于RS485总线的太阳能电站远程监控系统设计总线的太阳能电站远程监控系统设计 一二二三三四四五五户用风光互补电站远程监控系统设计户用风光互补电站远程监控系统设计 风光互补充电站远程监控系统设计风光互补充电站远程监控系统设计 船用风光互补电站远程监控系统设计船用风光互补电站远程监控系统设计 1、离网型太阳能电站远程监控系统设计、离网型太阳能电站远程监控系统设计 本项目所
2、涉及的离网型太阳能电站远程监控系统，借助于现有的RS485工业控制网络总线，可对太阳能电站的运行状况进行实时监测和控制，使太阳能电站无需人员值守，减少人为干扰，节省人力，降低维护费用，实现智能监测。同时，对太阳能电站的实时监控，还可以获得各方面的原始测量数据，为系统的改进与优化以及科学研究提供参考依据。远程监控由于没有人为干扰因素，所获得的数据资料是最原始、最准确的，同时也是最方便和快捷的方式。因此，只有理解和掌握太阳能电站远程监控技术，才能进一步提高光伏发电技术推广和应用的水平。项目一项目一 2、离网型太阳能电站远程监控对象、离网型太阳能电站远程监控对象 本项目中的离网型太阳能电站远程监控系
3、统由传感器、光伏发电控制器、数据采集装置、总线网络、人机界面等部分组成。1检测对象检测对象（1）太阳能电池板组件输出电压（电压传感器）；（2）太阳能电池板组件输出电流（电流传感器）；（3）蓄电池电压（电压传感器）；（4）蓄电池充放电电流（电流传感器）；（5）外界环境状况（光照度传感器、温湿度传感器、风向风速传感器）。2控制对象控制对象（1）负载通断控制（继电器控制）；（2）光伏电池板双轴跟踪控制。项目一项目一3、离网型太阳能电站远程监控方案、离网型太阳能电站远程监控方案 触摸屏 组态式人机界面 485总线节点 外界环境光照度传感器 负载控制继电器输出 485总线节点 485总线节点 外界环境温
4、湿度传感器 蓄电池 电压传感器 485总线节点 485总线节点 蓄电池 电流传感器太阳能电池板 电流传感器 485总线节点 485总线节点太阳能电池板 电压传感器 外界环境风速传感器 485总线节点 外界环境风向传感器 485总线节点 485总线项目一项目一4、RS485总线通信网络结构与通信原理总线通信网络结构与通信原理项目一项目一1）RS485采用差分信号负逻辑，+2V+6V表示“0”，-6V-2V表示“1”。RS485有两线制和四线制两种接线方式，四线制只能实现点对点的通信方式，采用较多的是两线制接线方式，这种接线方式为总线式拓朴结构，在同一总线上最多可以挂接32个通信节点。在RS485
5、通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。很多情况下，连接RS485通信链路时只需简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来即可。2）由于PC机大多带有RS232接口，所以有两种方法可以将PC机作为上位机接入RS485总线网络之中。一是通过“RS232/RS485转换电路”将PC机串口RS232信号转换成RS485信号，对于情况比较复杂的工业环境最好是选用防浪涌带隔离的产品；二是通过PCI多串口卡，可以直接选用输出信号为RS485类型的扩展卡。4、RS485总线通信网络结构与通信原理总线通信网络结构与通信原理项目一项目一3）RS485总线应用场合RS485总线作为一
6、种多点差分数据传输的电气规范，已成为业界应用最为广泛的标准通信接口之一。这种通信接口允许在简单的一对双绞线上进行多点双向通信，具有噪声抑制能力强、数据传输速率高、可靠性强的优点，在汽车电子、电信设备局域网、智能楼宇等方面都得到了广泛应用。这项标准得到广泛接受的另外一个原因是它的通用性，RS485标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议，如：ModBus协议。4、RS485总线通信网络结构与通信原理总线通信网络结构与通信原理项目一项目一4）RS485总线不足之处（1）RS485总线的通讯容量较少，理论上最多仅容许接入32个设备，不适合以楼
7、宇为结点的多用户容量要求；（2）RS485总线的通讯速率低，常用波特率为9600bps，而且其速率与通讯距离有直接关系，当达到数百米以上通讯距离时，其可靠通讯速率1200bps；（3）RS485总线构成的网络只能采用串行布线，不能构成星形等任意分支，串行布线有时会对实际布线设计及施工造成难度，不遵循串行布线规则又将大大降低通讯的稳定性；（4）RS485总线通常不带隔离，当网络上某一节点出现故障会导致系统整体或局部的瘫痪，而且又难以判断其故障位置；（5）RS485总线采用主机轮询方式，存在通信吞吐量较低的弊端，不适用于通信量要求较大的场合。5、RS485多机通信系统多机通信系统 项目一项目一6、
8、RS485通讯协议通讯协议项目一项目一RS485标准只对接口的电气特性做出了规定，并未涉及接插件、电缆或协议。因此，用户需要在RS485应用网络的基础上建立自己的应用层通信协议。由于RS485标准是基于PC的UART芯片上的处理方式，因此，其通讯协议也规定了串行数据单元的格式（8-N-1格式）：1位逻辑0的起始位、6/7/8 位数据位、1位可选择的奇/偶校验位、1/2位逻辑1的停止位。目前，RS485总线虽然有着较为广泛的应用，但通信协议却并不完全统一。很多具有RS485接口电路的用户设备采用自己制定的简单通讯协议，或是直接采用ModBus协议(ASC/RTU模式)中的一部分功能。在一些专用领
9、域，还设计有专门的通讯规约。如：在电力通讯领域，我国现行的行业标准中，颁布有按设备分类的各种通讯规约CDT、SC-1801、u4F、DNP3.0等；在电表应用中，国内大多数厂商采用多功能电能表通讯规约（DL/T645-1997）。7、组态式人机界面、组态式人机界面项目一项目一本项目中的人机界面采用广州致远电子股份有限公司的组态式人机界面产品MiniHMI-1000T-CA。该人机界面通过组态软件HDS(HMI Developer Suite)进行项目开发，功能齐全、稳定可靠，特别适合应用于装备制造、机械加工、电力监控、过程控制等领域。同时，该人机界面允许运行用户输入的脚本程序，使人机界面的工程
10、设计更加灵活。8、RS485总线网络系统运行总线网络系统运行 项目一项目一1、基于、基于CAN总线的风能电站远程监控系统设计总线的风能电站远程监控系统设计 项目二项目二本项目所涉及的风力发电场中的风能电站远程监控系统，借助于CAN总线网络，可对风能电站的运行状况进行实时监测和控制，具有突出的实时性、可靠性、灵活性和较好的控制性能，成本低且易于维护。随着以CAN总线为典型代表的现场总线技术的不断发展和推广，现场总线技术在风力发电控制领域的应用前景将愈来愈广阔。2、项目要求、项目要求 项目二项目二1离网型风能电站数据检测与控制硬件电路设计。（1）相关传感器原理与功能分析；（2）CAN总线数据采集节
11、点电路设计；（3）CAN总线网络硬件系统连接与调试。2离网型风能电站控制软件程序设计。（1）CAN总线数据采集节点程序设计；（2）PC机人机界面设计；（3）PC机与CAN总线网络中各数据采集节点的通信调试。3、离网型风能电站远程监控方案、离网型风能电站远程监控方案项目二项目二通过CAN总线在监控网络中进行数据通信。PC机作为CAN总线的上位机（监控中心），并设计了相关的人机界面。CAN总线传感器节点一方面包括与风力发电相关的节点，如：风力发电机电压和电流传感器节点、风力发电机转速测量节点、蓄电池电压和电流传感器节点等；另一方面包括与环境监测相关的节点，如：风向和风速传感器节点。 蓄 电 池 电
12、 压 传 感 器 CAN总 线 节 点 风 力 发 电 机 电 流 传 感 器CAN总 线 节 点 CAN总 线 节 点 风 力 发 电 机 电 压 传 感 器 蓄 电 池 电 流 传 感 器CAN总 线 节 点 外 界 环 境 风 向 传 感 器CAN总 线 节 点 外 界 环 境 风 速 传 感 器CAN总 线 节 点 PC机监 控 中 心人 机 界 面CAN总 线 节 点 风 力 发 电 机 转 速 传 感 器CAN-232CAN总 线3、离网型风能电站远程监控方案、离网型风能电站远程监控方案项目二项目二各CAN总线传感器数据采集节点主要完成以下功能：数据的实时采集与就地显示、接受来自上
13、位机的命令和向上位机发送采集到的数据等。上位机主要完成对数据采集节点发送数据的接收，并完成对数据的显示和存储功能。上位机与数据采集节点之间通过CAN-232节点实现通信。上位机与CAN-232节点之间的通信采用RS-232串行通信模式。CAN-232节点完成CAN总线上的数据和RS-232串行数据之间的转换功能，主要实现以下功能：接收CAN总线上数据采集节点发来的数据，并由RS-232总线发送给上位机；接收RS-232串行总线上位机发送的数据，并经CAN总线发送给数据采集节点。 蓄 电 池 电 压 传 感 器 CAN总 线 节 点 风 力 发 电 机 电 流 传 感 器CAN总 线 节 点 C
14、AN总 线 节 点 风 力 发 电 机 电 压 传 感 器 蓄 电 池 电 流 传 感 器CAN总 线 节 点 外 界 环 境 风 向 传 感 器CAN总 线 节 点 外 界 环 境 风 速 传 感 器CAN总 线 节 点 PC机监 控 中 心人 机 界 面CAN总 线 节 点 风 力 发 电 机 转 速 传 感 器CAN-232CAN总 线4、现场总线控制系统的特点现场总线控制系统的特点项目二项目二（1）开放性。现场总线系统克服了分布式控制系统（DCS）采用专用网络通信所造成的系统封闭的缺陷，现场总线标准保证了不同厂家的产品可以互换。（2）全数字化。现场总线设备在总线上传输的是数字信号，数字
15、信号固有的高精度、抗干扰特性大大提高了控制系统的可靠性。（3）全分布式。在FCS中各现场设备有足够的自主性，它们彼此之间相互通信，完全可以把各种控制功能分散到各种设备中，而不再需要一个中央控制计算机，实现真正的分布式控制。（4）双向传输。传统的420mA电流信号，一条线只能传递一路信号。现场总线设备则在一条线上既可以向上传递传感器信号，也可以向下传递控制信息。（5）自诊断。现场总线仪表本身具有自诊断功能，而且这种诊断信息可以送到中央控制室，以便维护。（6）节省布线及控制室空间。在FCS中多台现场设备可串行连接在一条总线上，这样只需极少的线缆进入中央控制室，大量节省了布线费用，同时也降低了中央控
16、制室的造价。（7）多功能仪表。可在一个仪表中集成多种功能，做成多变量变送器，集检测、运算、控制于一体。（8）智能化与自治性。现场总线设备能处理各种参数、运行状态信息及故障信息，具有很高的智能化，能在部件甚至网络故障的情况下独立工作，大大提高了整个控制系统的可靠性和容错能力。5、CAN总线与总线与RS485总线的对比总线的对比 项目二项目二表1-1 RS485/CAN特性比较特性RS485CAN单点成本低廉稍高系统成本高较低总线利用率低高网络特性单主网络多主网络数据传输率低高容错机制无可靠的错误处理和检错机制通讯失败率高极低节点错误的影响导致整个网络的瘫痪无任何影响通讯距离1.5km可达10km
17、（5kbps）网络调试困难非常容易开发难度标准Modbus协议标准CAN-bus协议，软件包支持后期维护成本高低6、上位机软件设计、上位机软件设计项目二项目二上位机的监控软件的开发采用Visual C+作为开发平台，开发上位机监控软件，实现对数据采集节点通讯与管理。Visual C+是由Microsoft公司开发的可视化集成开发环境。Visual C+集代码编辑、编译、连接和调试于一体，为编程人员提供了一个完整的开发环境，大大提高了开发的效率。7、系统运行、系统运行项目二项目二1、项目描述、项目描述 项目三项目三对单独家庭用户的风光互补发电装置的运行状态进行远程监控，实时了解外界环境状况以及每
18、个家庭用户所对应的太阳能电池板和风力发电机发电输出情况、蓄电池电量输出情况等，并能在蓄电池电压过低的情况下切断对相关家用电器负载的供电，在风力过大的情况下对风力机采取必要的减速或刹车措施。2、项目要求、项目要求 项目三项目三1户用风光互补电站数据检测与控制硬件电路设计户用风光互补电站数据检测与控制硬件电路设计（1）ZigBee网络传感器终端节点电路设计；（2）ZigBee网络协调器电路设计；（3）硬件系统连接与调试方法。2户用风光互补电站控制软件程序设计户用风光互补电站控制软件程序设计（1）检测与控制终端节点程序设计；（2）协调器程序设计；（3）PC机与协调器间的通信调试。3、户用风光互补电站
19、远程监控对象、户用风光互补电站远程监控对象 项目三项目三1检测对象（1）太阳能电池板组件输出电压（电压传感器）；（2）太阳能电池板组件输出电流（电流传感器）；（3）风力发电机输出电压（电压传感器）；（4）风力发电机输出电流（电流传感器）；（5）蓄电池电压（电压传感器）；（6）蓄电池充电电流（电流传感器）；（7）人员靠近安全检测（人体红外传感器）；（8）外界环境状况（风速、风向、光照度、温湿度传感器）。2控制对象（1）人员靠近安全报警（语音控制）；（2）负载断电控制（继电器控制）；（3）风力机刹车控制（继电器控制）。4、户用风光互补电站远程监控方案、户用风光互补电站远程监控方案 项目三项目三户用
20、风光互补电站远程监控系统网络拓扑方案如图所示，协调器为整个ZigBee网络的数据汇聚中心，通过UART与PC机进行数据通信。5、ZigBee技术主要特点技术主要特点 项目三项目三（1）功耗低。ZigBee技术传输速率很低，在2.4GHz频段为250Kb/s，传输数据量小。而且，ZigBee模块不工作时可采用休眠模式，使得系统运行非常节省电能，例如两节普通的电池工作时间可以长达几个月。（2）数据传输可靠。ZigBee采用载波检测多址与碰撞避免，当有数据传送需求时则立刻传送，保证了系统信息传输的可靠性。（3）网络容量大。ZigBee网络最大可包括65535个网络节点，按功能的不同分为全功能节点（F
21、FD）和精简功能设备（RFD），节点之间可互相连接。（4）工作频段多样。工作频段为868MHz（欧洲）、915MHz（美国）和2.4GHz ISM频段，在不同的工作频段下有40kbps, 200kbps和250kbps三种不同的传输速率。（5）成本低廉。ZigBee通信模块成本价格在几美元左右，而且ZigBee协议无需专利费用。（6）多应用场合。ZigBee网络结构多样，支持点对点、星型、树状和网状网，因此可用于各种简单和复杂网络的应用需求。（7）安全性好。ZigBee采用三级安全模式，提供了基于循环冗余检验（CRC）的数据包完整性校验。（8）抗干扰能力强。的物理层采用直接序列扩频(Direc
22、t Sequence Spread Spectrum, DSSS)技术，具有良好的抗干扰能力。6、ZigBee网络拓扑结构网络拓扑结构 项目三项目三（1）星状网络拓扑结构当协调器被激活后，它就会建立一个自己的网络。星型网络的操作独立于当前其它星型网络的操作，如图所示，在星型网络结构中只有一个唯一的PAN主协调器，通过选择一个PAN标识符确保网络的唯一性。无论是路由或是终端都可以加入到这个网络中。6、ZigBee网络拓扑结构网络拓扑结构 项目三项目三（2）网状网络拓扑结构网状拓扑结构是一种多跳的网络系统。网络中节点可以直接相互通信，每一次通信网络都会选择一条或多条路由进行数据传输，将所要传输的数
23、据传递给目的节点。如图所示，网状网络中的源节点都有多条路径到达目的节点，因此节点容故障能力较强。6、ZigBee网络拓扑结构网络拓扑结构 项目三项目三（3）树状网络拓扑结构树状拓扑网络包含一个中心协调器和一系列的路由器和终端设备节点，如图所示。协调器和路由器可以包含自己的子节点，终端设备节点不能有自己的子节点。树形拓扑的通信规则中，每一个节点都只能和它的父节点或子节点通信。7、Z-Stack 项目三项目三Z-Stack使用瑞典公司IAR开发的IAR Embedded Workbench for MCS-51作为它的集成开发环境。Chipcon公司为自己设计的Z-Stack协议栈中提供了一个名为
24、操作系统抽象层 OSAL的协议栈调度程序。对于用户来说，除了能够看到这个调度程序外，其它任何协议栈操作的具体实现细节都被封装在库代码中。用户在进行具体的应用开发时只能够通过调用 API接口来进行，而无权知道ZigBee协议栈实现的具体细节。8、PC机串口软件调试机串口软件调试项目三项目三8、PC机串口软件调试机串口软件调试项目三项目三1、风光互补充电站远程监控系统设计、风光互补充电站远程监控系统设计 项目四项目四对风光互补充电站的运行状态进行远程监控，实时了解外界环境状况以及充电站所对应的太阳能电池板和风力发电机发电输出情况、蓄电池充、放电情况等，并能在蓄电池电压过低的情况下切断对电动车的充电
25、，蓄电池电量得到有效补充后恢复充电，在风力过大的情况下对风力机采取必要的减速或刹车等保护措施。2、项目要求、项目要求 项目四项目四（1）选取合适的传感器与执行元件，使其能够实现对风力发电机整流输出电压和电流、光伏电池输出电压和电流、蓄电池充放电电压和电流、光照度、风速和风向等状态数据进行采集与处理；（2）选取合适的通信方法，能够将太阳能电池板、风力发电机、蓄电池中各种运行状态数据发送到嵌入式电动车充电站监控终端中，用户利用监控终端的触摸屏或者利用PC机通过Internet访问，可以查看各项传感器的数据。同时，还能利用嵌入式监控终端或PC机通过Internet发送控制命令，实现对风光互补发电装置
26、以及蓄电池充放电的实时控制。3、风光互补充电站远程监控系统设计方案风光互补充电站远程监控系统设计方案项目四项目四系统主要由ZigBee网络、嵌入式网关、PC访问控制端组成。其中，ZigBee网络的传感器节点主要完成各项参数检测。然后将检测结果通过ZigBee网络传送给协调器。ZigBee网络的协调器通过串口和嵌入式网关进行通信，所有传感器的数据都可以被上传。嵌入式网关通过自身的Web接口连接到Internet，用户利用PC通过Internet访问，可以查看各传感器的数据，并且可以通过交互界面进行人为控制。 3、风光互补充电站远程监控系统设计方案风光互补充电站远程监控系统设计方案项目四项目四【方
27、案一】：通过嵌入式网关将信息直接上传到Internet再访问控制。嵌入式网关将无线传感器网络上传来的数据存储到数据库中，统一管理，按需分配。嵌入式网关驱动触屏液晶显示器完成显示实时数据、显示历史数据，通过网关集成网卡和外置路由将数据共享到 Internet中，便于利用PC通过Internet进行远程监控。3、风光互补充电站远程监控系统设计方案风光互补充电站远程监控系统设计方案项目四项目四【方案二】：通过嵌入式网关、无线网卡、路由器将信息上传到Internet，用户利用PC通过局域网进行访问控制。嵌入式网关通过无线网卡和无线路由将数据共享到Internet中。4、嵌入式嵌入式Linux开发流程开
28、发流程项目四项目四（1）建立开发环境。操作系统采用Ubuntu10.10，选择定制安装或全部安装，通过网络下载相应的GCC交叉编译器进行安装（比如arm-linux-gcc、arm-uclibc-gcc），或者安装产品厂家提供的交叉编译器。（2）配置开发主机。配置 MINICOM，一般参数为波特率115200，数据位8位，停止位1，无奇偶校验，软硬件控制流设为无。在Windows下的超级终端的配置也是这样。MINICOM软件的作用是作为调试嵌入式开发板信息输出的监视器和键盘输入的工具。（3）配置网络。主要是配置NFS网络文件系统，需要关闭防火墙，简化嵌入式网络调试环境设置过程。（4）建立引导装
29、载程序BootLoader。从网络上下载一些公开源代码的BootLoader，如U-Boot、BLOB、VIVI、LILO、ARM-Boot、Redboot等，根据自己的具体芯片进行移植修改。有些芯片没有内置引导装载程序，比如三星的ARM7、ARM9系列芯片，这样就需要编写烧写开发板上Flash的烧写程序，网络上有免费下载的Windows下通过JTAG并口简易仿真器烧写ARM外围Flash芯片的程序，也有Linux下公开源代码的J-Flash程序。如果不能烧写自己的开发板，就需要根据自己的具体电路进行源代码修改，这是让系统可以正常运行的第一步。（5）建立根文件系统。从下载使用BusyBox软件
30、进行功能裁减，产生一个最基本的根文件系统，再根据自己的应用需要添加其他程序。默认的启动脚本一般都不会符合应用的需要，所以就要修改根文件系统中的启动脚本，它的存放位置位于/etc目录下，包括：/etc/init.d/rc.S、/etc/profile、/etc/.profile等，自动挂装文件系统的配置文件/etc/fstab，具体情况会随系统不同而不同。根文件系统在嵌入式系统中一般设为只读，需要使用mkcramfs、genromfs等工具产生烧写映象文件。建立应用程序的flash磁盘分区，一般使用JFFS2或YAFFS文件系统，这需要在内核中提供这些文件系统的驱动，有的系统使用一个线性Flas
31、h（NOR型）512K32M，有的系统使用非线性Flash（NAND 型）8512M，有的两个同时使用，需要根据应用规划Flash的分区方案。（6）开发应用程序。应用程序可以下载到根文件系统中，也可以放入YAFFS、JFFS2文件系统中，有的应用程序不使用根文件系统，而是直接将应用程序和内核设计在一起，这有点类似于C/OS-的方式。（7）烧写内核、根文件系统以及应用程序。（8）发布产品。5、嵌入式网关介绍、嵌入式网关介绍 项目四项目四 在风光互补充电站远程监控系统中, 采用Cortex-A8开发板的嵌入式网关是系统的核心器件，其通过串口通信的方式和系统中的协调器通讯。将各传感器采集的数据传到嵌
32、入式网关，并存储到数据库中统一处理，同时将控制命令发送到协调器，传到各控制终端节点。 网关与协调器具体传输过程如图所示。6、Cortex-A8开发板的主要配置开发板的主要配置 项目四项目四（1）网关。CPU采用S5PV210，主频1GHz；DDR RAM：1G Bytes；Flash：1G Bytes；网关集成无线网卡、USB、RS232、音频、红外接口、GPRS模块、GPS模块、WiFi模块、蓝牙模块、ZigBee通信模块、485总线模块、CAN总线模块等接口；存储资源：1个TF卡接口，可以外接手机内存卡；1个SD卡接口，支持SD/SDIO/SDHC，可用于外接SDIO WiFi、SDIO
33、BlueTooth；板载I2C（S524AD0XD1）存储器；其他资源：板载热敏电阻，测量当前环境温度；3路ADC输入引出；2个SPI总线接口引出；1个IIC总线接口；1个独立RTC；2个8位GPIO接口引出。（2）人机交互资源。四线电阻式7寸真彩触摸屏（预留电容式触摸屏接口）16:9显示，分辨率：800480，能够进行本地数据实时查看；高速I2C接口；33键盘；4个可编程亮度彩色LED，164级亮度变化，实现炫彩呼吸灯效果；4个红色LED。6、Cortex-A8开发板的主要配置开发板的主要配置 项目四项目四7、网关后台服务程序设计、网关后台服务程序设计 项目四项目四网关后台服务程序，用来衔接
34、无线传感网络和应用决策。服务程序在网关开机后自动运行。服务程序负责监听来自于中心节点（协调器）的异步串行通信接口的数据，或者可以将数据通过异步串行通信接口发送给中心节点（协调器），进而可以将数据通过无线传感网络发送给任意传感器节点。服务程序监听来自于TCP/IP网络的请求，并根据这些请求为其他（计算机）的应用程序提供对无线传感网络的信息的访问或者允许其它（计算机）的应用程序对无线传感网络中的任意节点进行控制。8、监控界面设计监控界面设计项目四项目四系统设计中，使用Qt制作系统监控界面。Qt是一个多平台的C+图形用户界面应用程序框架。它提供给应用程序开发者建立艺术级的图形用户界面所需的所用功能。
35、Qt是完全面向对象的开发系统，很容易扩展，并且允许真正地组件编程。Qt于1996年进入商业领域，目前已经成为全世界范围内数千种成功的应用程序的界面设计基础，也是流行的Linux桌面环境KDE（KDE是所有主要的Linux发行版的一个标准组件）的基础。Qt具有可移植性强、易于使用、执行速度快等特点。为了帮助开发人员更容易高效的开发基于Qt这个应用程序框架的程序，Nokia公司在收购Qt之后推出了Qt Creator集成开发环境。Qt Creator可以实现代码的查看、编辑、界面的查看、以图形化方式设计、修改、编译等工作，甚至在PC环境下还可以对应用程序进行调试。同时，Qt Creator还是一个
36、跨平台的工具，它支持包括Linux、Mac OS、Windows在内的多种操作系统平台。这使得不同的开发工作者可以在不同平台上共享代码或协同工作。8、监控界面设计监控界面设计项目四项目四8、监控界面设计监控界面设计项目四项目四9、网络远程数据采集和控制网络远程数据采集和控制项目四项目四嵌入式网关连接到Internet后，如在嵌入式开发板启动http服务器，PC机就可以通过浏览器访问风光互补充电站远程监控系统。通过网页上的控制按钮就可以实现执行器件的控制和相关信息查询。风光互补充电站远程监控系统中的http服务器采用Linux2.6内核自带的httpd服务器。1、船用风光互补电站远程监控系统设计
37、、船用风光互补电站远程监控系统设计 项目五项目五对船用风光互补电站的运行状态进行远程监控，实时了解外界环境状况以及每个船用风光互补电站的子站所对应的太阳能电池板和风力发电机发电输出情况、蓄电池电量输出情况等，并能在蓄电池电压过低的情况下切断对相关用电负载的供电，在风力过大的情况下对风力机采取必要的减速或刹车措施，从而确保船用风光互补电站的正常运行。2、项目要求、项目要求 项目五项目五（1）选取合适的传感器与执行元件，使其能够实现对太阳能电池板和风力发电机的运行状态进行数据采集与控制。（2）选取合适的通信手段，能够将太阳能电池板和风力发电机中各种运行状态数据通过GPRS通信方式发送到远程监控中心
38、的PC机中，也可发送到远程用户手机终端中，并通过PC机人机界面或远程用户手机终端进行显示。同时，还能通过远程监控中心的PC机或远程用户手机终端发送控制命令，实现对风光互补发电装置以及蓄电池充放电的实时控制。3、船用风光互补电站远程监控方案船用风光互补电站远程监控方案项目五项目五船用风光互补电站远程监控系统由ZigBee网络、嵌入式网关、用户手机客户端和远程PC访问控制端组成，其中，ZigBee网络负责检测充电站周围环境的温湿度、光照度、风速、风向、太阳能电池板的电压电流、蓄电池的电压电流和风力发电机的电压电流等参数，并可以完成用户发送的调节控制命令。用户可以通过远程监控PC端或者手机查看和控制
39、整个系统的状态。考虑到船用风光互补电站在船舶上使用的特点，其远程监控系统采用GPRS通信方式。3、船用风光互补电站远程监控方案船用风光互补电站远程监控方案项目五项目五ZigBee网络的协调器通过串口将数据上传到嵌入式网关，嵌入式网关通过GPRS通信模块与远程监控PC及用户手机服务端之间进行通信，整个系统的设计方案如图所示。4、GPRS通信通信项目五项目五GPRS是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。（1）接入范围广。GPRS是在现有的GSM网络上升级，可充分利用全国范围的电信网络，可以方便、快速、低成本的为用户数据终端提供远程接入网络的服务。（2）高速传输。
40、传输速率高，数据传输速度可以达到57.6kbps，最高可以达到115kbps170kbps，是常用有线Modem理想速率的两倍，是当前GSM网络中电路数据交换业务速度的几十倍，下一代GPRS业务的速度甚至可以达到384kbPs，完全可以满足用户应用需求。（3）快捷登录。接入时间短，GPRS接入等待时间短，可快速建立连接，平均耗时为两秒。（4）永远在线。提供实时在线功能即用户随时与网络保持联系，即使没有数据传输，终端还是一直与网络保持联系，这将使访问服务变得非常简单快速。（5）按流量计费。用户只有在发送或者接收数据期间才占用无线资源，用户可以一直在线，计费方式是按照用户接收和发送数据包的数量，没
41、有数据流量传输时，用户即使挂在网上也是不收费的。（6）自如切换。用户在进行数据传输时，不影响语音信号的接收。数据业务和语音业务的切换有两种方式：自动和手动，具体形式依据不同终端而定。5、主监控界面设计、主监控界面设计 项目五项目五6、GPRS 远程控制和数据采集远程控制和数据采集 项目五项目五通过手机发送控制指令实现手机远程控制，船用风光互补电站监控系统收到用户控制指令短信，经过解析后将控制指令发送到ZigBee网络协调器，ZigBee协调器再分发指令到各个执行节点。7、监控系统的调试运行、监控系统的调试运行 项目五项目五7、监控系统的调试运行、监控系统的调试运行 项目五项目五谢谢 谢谢Thank You