风机健康监测下位机软硬件研发

我们已成功帮助数百客户通过物联网化方案或产品，实现数字化转型，且创造了超乎客户原本预料的行业价值。

客户背景

客户是风场风机的运营商，风机三合一状态监测系统的研发主要用于风场内采集器的数据接入、存储与管理。本系统是集成传感器技术，信号处理技术，计算机技术，对风机电机组的机舱、塔筒、叶片安全进行实时连续监控。在风机运行数据出现超出设定的阀值时候，可及时给出报警，避免故障造成风机主体结构的破坏，给风电运营商造成的巨大经济损失，从而保证风电机组的安全稳定运转。

项目目标

风机机舱、塔筒、叶片监测系统，对风电机组的安全进行监控，实时监测风机运行的机舱安全，塔筒倾斜角度、晃动位移以及塔底基础的不均匀沉降量、叶片开裂，结冰等情况。

在监测超出标准时，可及时给出报警，避免造成风机主体结构的破坏，给风电运营商造成的巨大经济损失，从而保证风电机组的安全稳定运转。

星野云联·物联网数字化专家

010-62386352

联系我们

项目技术方案

为了实现项目目标，我们为客户提供了软硬件一体化的解决方案，包括Linux下位机软件开发和硬件设备研发。本次研发，主要实现对风机机舱、塔筒、叶片的数据采集，进行数据计算，故障判断，对数据做数据缓存，最后做数据上传存档以提供给平台展示分析，从而展示风机的性能，状态等。为了更好地适应未来的需求和业务拓展，我们在本次研发中充分考虑了系统的扩展性，确保系统在面对不断变化的环境中能够灵活、高效地扩展。

嵌入式软件开发方案

下位机软件开发主要是将传感器采到的数据，首先在工控机中通过FPGA进行信号的转换与处理，对数据做滤波处理，处理后的数据通过串口传递给ARM盒，ARM盒进行边缘计算，二次滤波，根据上位机的采样频率进行数据采集，按照上位机下发的采集策略进行数据采集，按照上送策略进行数据上送，同时做报警等判断。

本设备采用Python语言配合C语言进行开发，具体开发环境为Linux。软件设计中，需要实现以下功能模块：

FPGA中NCSI总线上数据获取：通过一个命令/响应协议来协调系统主机处理器和网络控制器之间的通信，以实现网络控制器与主机处理器的互操作。网络控制器能够通过NCSI总线与主机处理器进行通信，以获取网络资源信息、设置网络参数以及执行其他相应的网络操作。同时，主机处理器也可以通过NCSI总线与网络控制器进行通信，以监视和控制网络的各种操作。
MQTT数据传输：实现通过MQTT协议，将设备上采集的数据上传到指定服务器。需要实现MQTT协议中的数据编码和解码，且支持通过网络或GPRS/WIFI等通讯方式实现数据传输。
数据存储：实现数据的存储处理，确保在断电、重启等异常情况下数据不丢失。
系统升级：根据需求，本设备需要具备快速升级的功能，例如可在局域网内升级设备上的程序。
断网续传：设备网络异常情况下，设备可以自动存储数据，等待网络恢复时候上传数据。