基于ZigBee協(xié)議的風(fēng)機(jī)葉片雷擊監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種基于ZigBee協(xié)議的風(fēng)機(jī)葉片雷擊監(jiān)測方法，包括：多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器和機(jī)艙控制柜；其中，所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)被布置在風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)部并用于在啟動狀態(tài)下采集風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)部的溫度和光亮度；而且所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)基于ZigBee協(xié)議相互通信，并基于ZigBee協(xié)議與所述協(xié)調(diào)器通信，由此所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)中的任意路由功能節(jié)點(diǎn)能夠?qū)⒈硎救~片內(nèi)部的溫度和光亮度的采集數(shù)據(jù)直接或經(jīng)由其它路由功能節(jié)點(diǎn)傳遞給所述協(xié)調(diào)器；而且其中，所述協(xié)調(diào)器在從所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)接收到所述采集數(shù)據(jù)時(shí)，將所述采集數(shù)據(jù)傳遞給所述機(jī)艙控制設(shè)備。
【專利說明】基于ZigBee協(xié)議的風(fēng)機(jī)葉片雷擊監(jiān)測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的雷擊損害在線監(jiān)測領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種基于ZigBee協(xié)議的風(fēng)機(jī)葉片雷擊監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來大型風(fēng)力發(fā)電技術(shù)越來越成熟，大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)已經(jīng)逐步占據(jù)了風(fēng)電市場，目前最為活躍的風(fēng)機(jī)單機(jī)容量在1.5MW?2.5MW，其輪轂高度已經(jīng)達(dá)到60?100米，葉片長度達(dá)到35?50米，由于風(fēng)電場一般地處開闊的邊遠(yuǎn)地帶或是海邊，周圍建筑物相對較低，所以風(fēng)力發(fā)電機(jī)就成為雷擊的主要對象。
[0003]當(dāng)今的風(fēng)機(jī)葉片防雷就是根據(jù)IEC62305-1的I級保護(hù)水平設(shè)計(jì)，在葉尖處安裝接閃器，并在葉片內(nèi)部或表面布置引下導(dǎo)線，將雷電流引到地下，葉片的防雷水平得到了很大的提升。在這種情況下雷擊對葉片造成嚴(yán)重的損害的幾率很小，大多數(shù)情況下都是比較輕的的損害，如葉片開裂、葉片表面的燒灼等，一般不會影響風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。但是這種小的損害破壞了風(fēng)機(jī)葉片表面的光滑性，被污染的葉片遭受雷擊的概率更大，而且在遭受雷擊時(shí)受到的破壞面積也將更大。
[0004]當(dāng)前風(fēng)電場對于風(fēng)機(jī)葉片的這種傷害，只有目視檢測，及由運(yùn)行人員定期的利用高分辨率望遠(yuǎn)鏡對葉片進(jìn)行目視觀察，來檢測葉片表面的損傷。這種方法的弊端顯而易見，不僅檢測時(shí)間周期長而且人工檢測有盲目性和主觀性，不利于對風(fēng)機(jī)葉片損害的即時(shí)發(fā)現(xiàn)和維修，增加了風(fēng)機(jī)葉片嚴(yán)重?fù)p害的幾率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，為了彌補(bǔ)目視檢測的弊端，提供了一種利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)動態(tài)監(jiān)測風(fēng)機(jī)葉片雷擊傷害的方法，通過監(jiān)測雷擊過程中的溫度和亮度的變化，來提醒運(yùn)行人員對指定葉片進(jìn)行目視檢測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)傷害。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種基于ZigBee協(xié)議的風(fēng)機(jī)葉片雷擊監(jiān)測方法，其包括:多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器和機(jī)艙控制設(shè)備；其中，所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)被布置在風(fēng)機(jī)葉片上并用于在啟動狀態(tài)下采集風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)部的溫度和光亮度；而且所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)基于ZigBee協(xié)議相互通信，并基于ZigBee協(xié)議與所述協(xié)調(diào)器通信，由此所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)中的任意路由功能節(jié)點(diǎn)能夠?qū)⒈硎救~片內(nèi)部的溫度和光亮度的采集數(shù)據(jù)直接或經(jīng)由其它路由功能節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)給所述協(xié)調(diào)器；而且其中，所述協(xié)調(diào)器在從所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)接收到所述采集數(shù)據(jù)時(shí)，將所述采集數(shù)據(jù)傳遞給所述機(jī)艙控制設(shè)備。
[0007]優(yōu)選地，所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)被布置在風(fēng)機(jī)葉片的葉尖和葉片中端。
[0008]優(yōu)選地，所述協(xié)調(diào)器周期地監(jiān)測風(fēng)機(jī)外部濕度值；并且所述協(xié)調(diào)器在監(jiān)測到的風(fēng)機(jī)外部濕度值不低于設(shè)置的閾值時(shí)，協(xié)調(diào)器喚醒所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)進(jìn)入啟動狀態(tài)，以使得所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)采集風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)部的溫度和光亮度。[0009]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述協(xié)調(diào)器在監(jiān)測到的風(fēng)機(jī)外部濕度值低于設(shè)置的閾值時(shí)，協(xié)調(diào)器使得所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)進(jìn)入非啟動狀態(tài)。
[0010]優(yōu)選地，所述協(xié)調(diào)器在從所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)接收到所述采集數(shù)據(jù)時(shí)，對接收到的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)。
[0011]優(yōu)選地，所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)與所述協(xié)調(diào)器之間的通信采用數(shù)據(jù)等級存儲轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，其中所述采集數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)等級標(biāo)志位。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述協(xié)調(diào)器在從所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)接收到所述采集數(shù)據(jù)時(shí)，保存所有路由功能節(jié)點(diǎn)最近傳過來的預(yù)定多個(gè)采集數(shù)據(jù)，并將當(dāng)前接收的一個(gè)采集數(shù)據(jù)的值與所述預(yù)定多個(gè)采集數(shù)據(jù)的平均值進(jìn)行比較，同時(shí)讀取當(dāng)前接收的一個(gè)采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)等級標(biāo)志位；而且，如果當(dāng)前接收的一個(gè)采集數(shù)據(jù)屬于低等級數(shù)據(jù)、同時(shí)當(dāng)前接收的一個(gè)采集數(shù)據(jù)的值比所述平均值大第一預(yù)定數(shù)值，或者是如果當(dāng)前接收的一個(gè)采集數(shù)據(jù)屬于高等級數(shù)據(jù)、同時(shí)當(dāng)前接收的一個(gè)采集數(shù)據(jù)的值比所述平均值小第一預(yù)定數(shù)值，則利用所述平均值替代所述當(dāng)前接收的一個(gè)采集數(shù)據(jù)的值以發(fā)送給所述機(jī)艙控制設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細(xì)描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點(diǎn)和特征，其中:
[0014]圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的風(fēng)機(jī)葉片的雷擊監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的條件喚醒和等待機(jī)制總體框架圖。
[0016]圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的數(shù)據(jù)等級存儲轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制流程圖。
[0017]圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的奇偶校驗(yàn)和等級校驗(yàn)機(jī)制流程圖。
[0018]需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0020]本發(fā)明提供了一種基于Zigbee協(xié)議的風(fēng)機(jī)葉片在線監(jiān)測方法。風(fēng)機(jī)葉片的雷擊監(jiān)測主要是通過在風(fēng)機(jī)的葉片內(nèi)部布置無線傳感器節(jié)點(diǎn)來檢測葉片內(nèi)部的溫度和光亮度來實(shí)現(xiàn)對葉片雷擊的報(bào)警。本發(fā)明專利的主要內(nèi)容就是對無線監(jiān)測的采集策略、通信結(jié)構(gòu)以及信號抗干擾措施進(jìn)行了針對性的設(shè)計(jì)。
[0021]I)采集策略:本發(fā)明主要是對風(fēng)機(jī)的葉片進(jìn)行監(jiān)測，一個(gè)風(fēng)機(jī)最多只有三個(gè)葉片，而且風(fēng)機(jī)的葉片最容易發(fā)生雷擊的部位集中在葉尖，所以，本監(jiān)測方法只需要對葉片尖端和葉片的側(cè)端布置少量的監(jiān)測節(jié)點(diǎn)(即，路由功能節(jié)點(diǎn))。另一方面每個(gè)節(jié)點(diǎn)只能采用電池供電，一旦節(jié)點(diǎn)能量耗盡將無法方便的更換。為了解決能量的問題，本發(fā)明專利采用條件喚醒-等待機(jī)制，只在可能發(fā)生雷擊的天氣開始采集信號，其他時(shí)間路由節(jié)點(diǎn)進(jìn)入等待狀態(tài)。
[0022]2)無線監(jiān)測的通信結(jié)構(gòu):在監(jiān)測中每個(gè)葉片上只需要布置少量的節(jié)點(diǎn)就可以完成監(jiān)測，所以整個(gè)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量有限，在一個(gè)風(fēng)機(jī)的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中只需要布置10到20個(gè)節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明針對性的選擇了網(wǎng)狀通信結(jié)構(gòu)，在網(wǎng)絡(luò)容量不大的情況下，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與星型和樹型結(jié)構(gòu)相比，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量和延遲率沒有明顯的差別，但是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在高干擾環(huán)境卻有很強(qiáng)的生存率和信號可靠性，所以本發(fā)明專利選擇了網(wǎng)狀通信結(jié)構(gòu)。具體而言，就是網(wǎng)絡(luò)中除了協(xié)調(diào)器，其他節(jié)點(diǎn)都是具有自主路由選擇的路由器，路由器可以在復(fù)雜的網(wǎng)路環(huán)境下，自主選擇可用路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。
[0023]3)信號抗干擾措施:上文中提到本發(fā)明專利設(shè)計(jì)的目的就是為了彌補(bǔ)目視檢測的盲目性和主觀性的弊端，為運(yùn)行人員維護(hù)提供可靠的參考，因?yàn)椴簧婕暗綄?shí)時(shí)監(jiān)測控制，所以對采集信號的實(shí)時(shí)性要求不高，重點(diǎn)是數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。與傳統(tǒng)無線監(jiān)測方法相比，本發(fā)明中的監(jiān)測環(huán)境比較復(fù)雜，存在各種干擾源。所以本發(fā)明專利對方法的抗干擾性能進(jìn)行改進(jìn)。針對報(bào)警方法可能產(chǎn)生的無報(bào)警和誤報(bào)警問題分別提出了信號分等級存儲轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制和奇偶校驗(yàn)和彳目號等級校驗(yàn)機(jī)制。
[0024]下面具體描述本發(fā)明采用的優(yōu)選示例。
[0025]監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的通信結(jié)構(gòu)示例
[0026]在一般的無線傳感器在線監(jiān)測的應(yīng)用中，節(jié)點(diǎn)要周期性的不間斷的采集關(guān)注信息，而且被監(jiān)測區(qū)域要布置大量的節(jié)點(diǎn)，如森林火災(zāi)監(jiān)測或者農(nóng)田監(jiān)測的應(yīng)用中，監(jiān)測的區(qū)域廣泛，可能需要布置上百個(gè)甚至上千個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行同時(shí)監(jiān)測，在這種情況下，為了節(jié)省能量，網(wǎng)路大都采用樹狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)中可以大量使用耗電量小的終端節(jié)點(diǎn)，然后配上少量的路由功能節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)，這種通信結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)的整體耗電量小，通信過程簡單，適合較大的網(wǎng)絡(luò)通信。但是該結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)生存率低，如果某一個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)失效，則其對應(yīng)的終端子節(jié)點(diǎn)都將脫離網(wǎng)絡(luò)，造成數(shù)據(jù)的大量丟失。
[0027]本發(fā)明針對風(fēng)機(jī)葉片雷擊監(jiān)測節(jié)點(diǎn)布置少、環(huán)境干擾大等特點(diǎn)，采用網(wǎng)狀通信結(jié)構(gòu)，主要由協(xié)調(diào)器和具有路由功能節(jié)點(diǎn)組成。協(xié)調(diào)器通過串口與機(jī)艙控制設(shè)備連接，負(fù)責(zé)統(tǒng)籌整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)，功能包括建立網(wǎng)絡(luò)、定期或條件喚醒路由功能節(jié)點(diǎn)、接收路由功能節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)并與風(fēng)機(jī)控制方法進(jìn)行通信等；路由功能節(jié)點(diǎn)的任務(wù)就是參數(shù)監(jiān)測，并傳給協(xié)調(diào)器，路由器節(jié)點(diǎn)具有路由選擇功能，并維護(hù)路由表。
[0028]當(dāng)路由功能節(jié)點(diǎn)與協(xié)調(diào)器通信異常時(shí)，則通過路由表中的其它路由功能節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，每個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)都會維護(hù)自己的路由表，這種通信結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的生存能力強(qiáng)、容錯(cuò)佘量大，即使某一個(gè)節(jié)點(diǎn)受到損害失效，也不會造成數(shù)據(jù)的大范圍丟失。具體的結(jié)構(gòu)見附圖1。附圖1中給出了一個(gè)風(fēng)機(jī)上的三個(gè)葉片的節(jié)點(diǎn)的位置選擇，其中Ni代表風(fēng)機(jī)機(jī)艙內(nèi)部的協(xié)調(diào)器，i代表風(fēng)機(jī)編號，下同。分別代表風(fēng)機(jī)上的三相葉片上的節(jié)點(diǎn)的標(biāo)號。圖中以節(jié)點(diǎn)Au為例，給出了路由功能節(jié)點(diǎn)向協(xié)調(diào)器傳送數(shù)據(jù)時(shí)幾中可能的路由選擇①一>? —>?，上述路由選擇不是節(jié)點(diǎn)A"全部的可能選擇，也不是每次傳輸中必經(jīng)的路由，具體的路由選擇由zigbee協(xié)議棧中的AODV算法根據(jù)每條路徑上的連接成本(link costs)來選擇能量消耗最小的路徑。
[0029]采集策略示例
[0030]對于網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本發(fā)明選擇了容錯(cuò)能力和抗干擾能力更強(qiáng)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，為了解決網(wǎng)狀通信結(jié)構(gòu)通信流量大、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)多而引起的耗電量增加的問題，本發(fā)明對節(jié)點(diǎn)的采集策略進(jìn)行了設(shè)計(jì)。本發(fā)明主要是檢測風(fēng)機(jī)葉片的雷擊監(jiān)測，所以不需要周期性實(shí)時(shí)接收，眾所周知，雷電大多發(fā)生在下雨前夕或者過程中，其它時(shí)候雷電發(fā)生的幾率幾乎為零。所以本發(fā)明采用條件喚醒-等待機(jī)制，具體而言，就是協(xié)調(diào)器通過周期監(jiān)測風(fēng)機(jī)外部濕度值，當(dāng)濕度達(dá)到設(shè)置的閾值時(shí)，協(xié)調(diào)器喚醒所有路由功能節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)并向機(jī)艙控制設(shè)備發(fā)送監(jiān)測數(shù)據(jù)。當(dāng)濕度下降到閾值以下時(shí)，協(xié)調(diào)發(fā)送等待指令，路由功能節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)成等待模式，路由器進(jìn)入等待模式后，將不對信號進(jìn)行采集和發(fā)送，進(jìn)入低能耗狀態(tài)等待協(xié)調(diào)器的請求信號。閾值的設(shè)置要根據(jù)風(fēng)電場的具體環(huán)境而定，比如在海邊的風(fēng)電場閾值就要比在西部干燥的沙漠風(fēng)電場高。這種條件喚醒-等待機(jī)制能夠大幅的降低節(jié)點(diǎn)的能耗，彌補(bǔ)了網(wǎng)狀通信結(jié)構(gòu)耗能高的缺陷。條件喚醒-等待機(jī)制總體結(jié)構(gòu)見附圖2。
[0031]信號抗干擾措施示例
[0032]本發(fā)明專利的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電機(jī)的雷擊監(jiān)測，風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)本身就會有很多電磁干擾，再加上本專利監(jiān)測的是雷擊損傷，工作的環(huán)境可想而知。如何保證監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的信號的抗干擾性和可靠性，是本專利是否可行的關(guān)鍵。為了解決上述問題，本發(fā)明采用了三種方式:1.增加發(fā)射功率；2.信號分等級存儲轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制；3.奇偶校驗(yàn)和信號等級校驗(yàn)機(jī)制。
[0033]增加發(fā)射功率可以提高數(shù)據(jù)包的健壯性，提高信號的抗干擾性能，但是也會增加節(jié)點(diǎn)的能量消耗，zigbee官方協(xié)議棧提供了從_22dBm到3dBm的發(fā)射功率選擇，官方協(xié)議棧中默認(rèn)的發(fā)射功率時(shí)-15dBm，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在這種情況下，在空曠地方信號的傳輸距離在100米左右，考慮到本發(fā)明應(yīng)用在風(fēng)機(jī)葉片的內(nèi)部，信號傳輸路線上有很多阻擋，將發(fā)射功率提高到OdBmjp lmw。這樣在最長60米的葉片中進(jìn)行信號的傳輸，節(jié)點(diǎn)的傳輸能力綽綽有佘，同時(shí)也兼顧了節(jié)點(diǎn)的能量消耗。
[0034]雖然如此，無線信號在高干擾的情況下還是會出現(xiàn)信號失真、數(shù)據(jù)丟失等情況，特別是當(dāng)雷電發(fā)生時(shí)的瞬間會產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場，破壞采集節(jié)點(diǎn)信號的準(zhǔn)確度。而矛盾的是，有用的報(bào)警信號很可能就發(fā)生在雷擊的過程中，比如，本發(fā)明中采用光亮傳感器采集雷擊過電流放電產(chǎn)生的火花報(bào)警信號，放電可能僅僅持續(xù)幾秒鐘就消失了，如果這個(gè)時(shí)候的采集包由于干擾而產(chǎn)生了丟包，方法將無法有效的感應(yīng)到報(bào)警信息，失去監(jiān)測的效果。針對這種情況本發(fā)明采用了數(shù)據(jù)等級存儲轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，如圖3所述，圖中Cur代表路由功能節(jié)點(diǎn)當(dāng)前采集的數(shù)據(jù)；Ave代表路由功能節(jié)點(diǎn)內(nèi)部保存的前50個(gè)數(shù)據(jù)的平均值，Rank代表數(shù)據(jù)的等級，為O時(shí)代表普通數(shù)據(jù)，等于I時(shí)代表關(guān)鍵數(shù)據(jù)，需要隨機(jī)重發(fā)。每個(gè)采集節(jié)點(diǎn)內(nèi)部保存前50個(gè)采集數(shù)據(jù)，新的采集數(shù)據(jù)在發(fā)送之前，會與之前保留的數(shù)據(jù)的平均值進(jìn)行比較，如果當(dāng)前數(shù)據(jù)明顯大于之前的數(shù)據(jù)(大于2)，節(jié)點(diǎn)進(jìn)行兩步處理，第一步將當(dāng)前數(shù)據(jù)標(biāo)記為高等級數(shù)據(jù)發(fā)送出去，第二步將當(dāng)前數(shù)據(jù)保存到內(nèi)存中，并開啟一個(gè)定時(shí)器，在I分鐘之內(nèi)任意時(shí)間選擇重發(fā)，并釋放內(nèi)存。這種機(jī)制可以保證監(jiān)測方法對雷擊損害的靈敏度，可以有效提高監(jiān)測方法的可靠性。本發(fā)明中設(shè)計(jì)當(dāng)前數(shù)據(jù)和平均值的差以2為界來定義普通和關(guān)鍵數(shù)據(jù)的等級，是因?yàn)樵谧鰧?shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，溫度和光照度傳感器的最大隨機(jī)跳動幅值都低于1，而在風(fēng)機(jī)葉片雷擊監(jiān)測中，考慮到干擾源增大，傳感器的隨機(jī)跳動也會增加，所以設(shè)置為2。
[0035]數(shù)據(jù)等級存儲轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制可以有效改善無線傳輸過程中數(shù)據(jù)包丟失對報(bào)警方法造成的無報(bào)警。但是當(dāng)在干擾情況下數(shù)據(jù)產(chǎn)生了失真，很可能造成方法不斷的誤報(bào)警，如何有效的識別失真數(shù)據(jù)是本發(fā)明需要解決的問題。
[0036]為了解決上述問題本發(fā)明設(shè)計(jì)了奇偶校驗(yàn)和等級校驗(yàn)機(jī)制，如圖4所述，Reci代表協(xié)調(diào)器當(dāng)前收到的路由功能節(jié)點(diǎn)的采集數(shù)據(jù)；ReAVe代表在協(xié)調(diào)器內(nèi)部保存的該路由功能節(jié)點(diǎn)的前10個(gè)(或者其它預(yù)定個(gè)數(shù))數(shù)據(jù)的平均值，Rank代表接收到數(shù)據(jù)的等級。本發(fā)明規(guī)定協(xié)調(diào)器對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行兩步處理，首先本發(fā)明利用最常用的奇偶校驗(yàn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行初級校驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)證明這種方法可以檢測一半以上的錯(cuò)誤；其次協(xié)調(diào)器會保存所有路由功能節(jié)點(diǎn)最近10個(gè)傳過來的數(shù)據(jù)，將接收的數(shù)據(jù)與前十個(gè)數(shù)據(jù)平均值比較，同時(shí)讀取數(shù)據(jù)等級標(biāo)志位，如果屬于低等級的數(shù)據(jù)的值明顯大于平均值(例如相對高預(yù)定數(shù)值)，或者是屬于高等級的數(shù)據(jù)的低于了平均值(例如相對低預(yù)定數(shù)值)，都將拋棄該數(shù)據(jù)；并用平均值作為補(bǔ)償發(fā)送給控制設(shè)備(機(jī)艙控制設(shè)備)。奇偶校驗(yàn)和信號等級校驗(yàn)機(jī)制可以有效的識別信號的傳輸過程中的失真造成的方法誤報(bào)警，提高了方法監(jiān)測的有效性。
[0037]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明利用ZigBee網(wǎng)絡(luò)的低功耗、自組網(wǎng)、抗干擾性能強(qiáng)等特點(diǎn)，將ZigBee模塊應(yīng)用到風(fēng)機(jī)葉片的雷擊監(jiān)測，并且對Zigbee組網(wǎng)和通信過程中的關(guān)鍵步驟進(jìn)行了設(shè)計(jì)，提出了條件喚醒-等待機(jī)制、數(shù)據(jù)等級存儲轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制、奇偶校驗(yàn)和等級校驗(yàn)機(jī)制等針對風(fēng)機(jī)葉片雷擊監(jiān)測的獨(dú)特性方法，可以適應(yīng)風(fēng)機(jī)葉片雷擊監(jiān)測中高干擾的特點(diǎn)。
[0038]此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術(shù)語"第一"、"第二"、"第三"等描述僅僅用于區(qū)分說明書中的各個(gè)組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個(gè)組件、元素、步驟之間的邏輯關(guān)系或者順序關(guān)系等。
[0039]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例披露如上，然而上述實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于ZigBee協(xié)議的風(fēng)機(jī)葉片雷擊監(jiān)測方法，其特征在于包括:多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)、協(xié)調(diào)器和機(jī)艙控制柜；其中，所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)被布置在風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)部并用于在啟動狀態(tài)下采集風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)部的溫度和/或光亮度；而且所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)基于ZigBee協(xié)議相互通信，并基于ZigBee協(xié)議與所述協(xié)調(diào)器通信，由此所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)中的任意路由功能節(jié)點(diǎn)能夠?qū)⒈硎救~片內(nèi)部的溫度和光亮度的采集數(shù)據(jù)直接或經(jīng)由其它路由功能節(jié)點(diǎn)傳遞給所述協(xié)調(diào)器；而且其中，所述協(xié)調(diào)器在從所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)接收到所述采集數(shù)據(jù)時(shí)，將所述采集數(shù)據(jù)傳遞給所述機(jī)艙控制設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)葉片雷擊監(jiān)測方法，其特征在于，所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)被布直在風(fēng)機(jī)葉片的尖端和和中部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)機(jī)葉片雷擊監(jiān)測方法，其特征在于，所述協(xié)調(diào)器周期地監(jiān)測風(fēng)機(jī)外部濕度值；并且所述協(xié)調(diào)器在監(jiān)測到的風(fēng)機(jī)外部濕度值不低于設(shè)置的閾值時(shí)，協(xié)調(diào)器喚醒所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)進(jìn)入啟動狀態(tài)，以使得所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)采集風(fēng)機(jī)葉片內(nèi)部的溫度和光亮度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)機(jī)葉片雷擊監(jiān)測方法，其特征在于，所述協(xié)調(diào)器在監(jiān)測到的風(fēng)機(jī)外部濕度值低于設(shè)置的閾值時(shí)，協(xié)調(diào)器使得所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)進(jìn)入非啟動狀態(tài)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)機(jī)葉片雷擊監(jiān)測方法，其特征在于，所述協(xié)調(diào)器在從所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)接收到所述采集數(shù)據(jù)時(shí)，對接收到的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)機(jī)葉片雷擊監(jiān)測方法，其特征在于，所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)與所述協(xié)調(diào)器之間的通信采用數(shù)據(jù)等級存儲轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，其中所述采集數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)等級標(biāo)志位。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風(fēng)機(jī)葉片雷擊監(jiān)測方法，其特征在于，所述協(xié)調(diào)器在從所述多個(gè)路由功能節(jié)點(diǎn)接收到所述采集數(shù)據(jù)時(shí)，保存所有路由功能節(jié)點(diǎn)最近傳過來的預(yù)定多個(gè)采集數(shù)據(jù)，并將當(dāng)前接收的一個(gè)采集數(shù)據(jù)的值與所述預(yù)定多個(gè)采集數(shù)據(jù)的平均值進(jìn)行比較，同時(shí)讀取當(dāng)前接收的一個(gè)采集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)等級標(biāo)志位；而且，如果當(dāng)前接收的一個(gè)采集數(shù)據(jù)屬于低等級數(shù)據(jù)、同時(shí)當(dāng)前接收的一個(gè)采集數(shù)據(jù)的值比所述平均值大，或者是如果當(dāng)前接收的一個(gè)采集數(shù)據(jù)屬于高等級數(shù)據(jù)、同時(shí)當(dāng)前接收的一個(gè)采集數(shù)據(jù)的值比所述平均值小，則利用所述平均值替代所述當(dāng)前接收的一個(gè)采集數(shù)據(jù)的值以發(fā)送給所述機(jī)艙控制設(shè)備。
【文檔編號】F04D27/00GK103994088SQ201410200312
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月13日
【發(fā)明者】張玉, 孫強(qiáng), 陳年生, 范光宇, 昌凱, 馮兆紅, 高志偉, 戴志軍 申請人:上海電機(jī)學(xué)院