本书体现高职人才培养模式改革成果，采用项目式编写体例，将教学目标定位于为太阳能和风能发电技术应用一线培养高技能人才。全书分为五个教学项目，分别为离网型太阳能电站远程监控系统设计、离网型风能电站远程监控系统设计、风光互补路灯发电装置远程监控系统设计、户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。

　能源、环境是当今人类生存和发展迫切需要解决的问题，当前不断增长的矿物燃料能源
消耗所造成的环境污染和安全问题已经成为社会发展的突出矛盾，因此世界各国越来越重视
可再生、洁净能源的开发和利用，将清洁能源的发展作为2l世纪能源发展的基本选择。太
阳能、风能作为一种重要的可再生能源，具有无污染、安全、储量丰富的特点，加大对太阳
能、风能的开发和利用，有利于增加能源供应、保护环境、促进经济社会可持续发展。

　　太阳能、风能发电是对太阳能和风能进行有效开发利用的重要手段之一，得到了越来越
多
的推广和应用。由于太阳能、风能发电基站一般作为独立电源系统，应用在大电网覆盖不到
的
偏远地区，且运行时间较长，因此需要采用无人值守远程监控技术，对站内设备及其运行状
况进行统一监测、管理和控制，与监控中心系统进行实时、有效的信息交换、信息共享，优
化操作，从而保证供电系统安全、稳定、持续、可靠地运行。

　　太阳能、风能电站远程监控技术是一项系统、综合的新能源控制技术，涉及太阳能、风
能发
电技术、工业控制网络技术、嵌入式系统等多个专业和技术领域，从设计人员到实际操作人
员，有许多急需解决的实用技术问题。为此，本书遵循以能力为本位、以职业实践为主线
的编写原则，全面系统地介绍了远程监控技术在太阳能、风能电站控制中的应用，重点从监
控方案设计、工程设计、安装、调试、运行等方面帮助读者掌握太阳能风能电站远程监控系
统的设计方法与应用技术。本书具有以下特色：

　　(1) 在内容组织方面，以太阳能、风能电站远程监控系统的具体设计任务为主线，以设
计
工作过程为导向，通过设计不同的项目载体，将太阳能、风能电站远程监控技术所涉及的主
要
知识和技能融入各个项目的组织结构之中。内容选择上以“必需”与“够用”为度，对知识
点进行有机整合，由浅入深，循序渐进，强调实用性、可操作性和可选择性。

　　(2) 在教学实施方面，将理论教学与技能训练有机结合，以精心设计的具体学习情境为
平台，便于采用项目教学法完成理实一体化教学，通过教、学、做紧密结合，能够有效促进
操作能力、设计能力和创新能力的培养和提高。

　　(3) 充分反映了目前太阳能、风能发电远程监控技术的最新发展与成果，使学生对新能
源合理利用的相关控制和通信技术有较为全面深入的认识。

　　(4) 密切联系生产生活实际，各项目所针对的学习情境均有实际应用背景，能够真实反
映远程监控技术在新能源利用领域的应用情况。

　　本书参考学时为48学时，各项目的参考学时分配如下：
序号内 容参考学时
1项目一基于RS485总线的太阳能电站远程监控系统设计10
2项目二基于CAN总线的风能电站远程监控系统设计10
3项目三户用风光互补电站远程监控系统设计12
4项目四风光互补电站远程监控系统设计8
5项目五船用风光互补电站远程监控系统设计8

　　本书由南通纺织职业技术学院孙兵任主编，李金喜、梁海峰任副
主编。具体编写分工：孙兵编写项目一～项目三，李金喜编写项目四，梁海峰编写项目五。
全书由孙兵负责统稿工作。

　　本书在编写过程中，引入了南通纺织职业技术学院的相关科研成果，并得到了北京凌
阳爱普科技有限公司的大力支持和帮助，在此表示衷心的感谢。

　　由于时间仓促，编者水平有限，书中疏漏和不妥之处在所难免，敬请广大读者批评
指正。
　　编 者

　　2013年3月

项目一基于RS485总线的太阳能电站远程监控系统设计1

项目描述1

项目目标1

项目分析2

一、 项目分解2

二、 系统参数设置2

相关知识3

一、 离网型太阳能电站工作原理3

二、 离网型太阳能电站远程监控对象3

三、 离网型太阳能电站远程监控方案4

四、 RS485总线通信网络结构与通信原理4

五、 组态式人机界面15

项目实施与评估16

一、 专业器材16

二、 仪表及工具16

三、 硬件系统接线原理图16

四、 硬件系统实物连接图18

五、 软件系统程序设计20

六、 软件系统调试运行36

七、 检查与评估38

项目小结43

项目二基于CAN总线的风能电站远程监控系统设计44

项目描述45

项目目标45

项目分析45

一、 项目分解45

二、 系统参数设置45

相关知识45

一、 离网型风能电站控制原理45

二、 离网型风能电站远程监控对象47

三、 离网型风能电站远程监控方案47

四、 现场总线控制系统48

五、 CAN总线通信网络结构与通信原理50

项目实施与评估55

一、 专业器材55

二、 仪表及工具55

三、 硬件系统电路设计55

四、 软件系统程序设计64

五、 监控系统的调试运行72

六、 检查与评估73

项目小结78

项目三户用风光互补电站远程监控系统设计79

项目描述79

项目目标79

项目分析79

一、 项目分解79

二、 系统容量配置方案80

相关知识82

一、 户用风光互补电站工作原理82

二、 户用风光互补电站远程监控对象83

三、 户用风光互补电站远程监控方案83

四、 无线通信网络技术简介83

五、 无线传感器网络简介85

六、 基于ZigBee技术的无线传感器网络86

七、 ZigBee协议规范90

八、 相关传感器及执行元器件工作原理98

项目实施与评估100

一、 专业器材100

二、 仪表及工具100

三、 硬件系统电路设计100

四、 硬件系统连接与调试106

五、 软件系统程序设计108

六、 软件系统安装与调试运行122

七、 检查与评估133

项目小结138

项目四风光互补充电站远程监控系统设计139

项目描述139

项目目标139

项目分析139

一、 了解风光互补充电站的组成及工作原理139

二、 明确风光互补充电站的监控对象140

三、 设计风光互补充电站远程监控总体方案140

四、 风光互补充电站数据检测与控制硬件电路设计140

五、 风光互补充电站控制软件程序设计140

相关知识141

一、 风光互补充电站远程监控对象141

二、 风光互补充电站远程监控系统设计方案141

三、 嵌入式系统介绍141

四、 ARM介绍145

五、 嵌入式Linux介绍146

六、 嵌入式Linux系统开发148

项目实施与评估160

一、 专业器材160

二、 仪表及工具160

三、 硬件系统电路设计160

四、 软件系统程序设计与制作161

五、 硬件系统连接与硬、软件联调184

六、 检查与评估189

项目小结194

项目五船用风光互补电站远程监控系统设计195

项目描述195

项目目标195

项目分析195

一、 了解船用风光互补电站的组成及工作原理195

二、 明确船用风光互补电站的监控对象195

三、 设计船用风光互补电站远程监控总体方案195

四、 船用风光互补电站数据检测与控制硬件电路设计196

五、 船用风光互补电站控制软件程序设计196

相关知识196

一、 船用风光互补电站远程监控方案196

二、 GPRS通信原理与方法196

三、 GPRS模块及其应用201

项目实施与评估204

一、 专业器材204

二、 仪表及工具205

三、 硬件系统电路设计205

四、 硬件系统连接215

五、 软件系统程序设计216

六、 软件系统安装与调试运行224

七、 检查与评估238

项目小结243

参考文献244

主要著译者顺序姓名学历职称学科专长通讯地址1孙兵研究生副教授新能源应用技术工作单位南通纺织职业技术学院邮政编码226007电话0513-852380772 工作单位 邮政编码 电话 3 工作单位 邮政编码 电话 审校者（主审者） 学历 工作单位 邮政编码 电话 职称 工作单位 邮政编码 电话 孙兵，男，硕士研究生学历，副教授。现为南通纺织职业技术学院机电系教师，担任机电系党总支书记，主要从事新能源技术、风光互补发电技术的教学与科研工作，并指导学生进行相关实训。曾发表《中德高职机电专业课程体系的对比研究》（独著）、《嵌入式系统在农村配电台区监控终端中的应用》（独著）等数篇论文。

采用项目式编写体例，全书分为五个具体的教学项目，每个项目包括“项目提出”、“项目分析”、“相关知识”、“项目实施与评估”、“项目小结”五个栏目。学生通过完成项目，掌握相关基础理论知识和操作技能。全书以太阳能风能电站远程监控系统的具体设计任务为主线，将太阳能风能电站远程监控技术所涉及的主要知识点和技能训练融于各个项目之中。