基于SNMP的太阳能电池监控系统管理端的设计与实现

上海交通大学硕士学位论文基于SNMP的太阳能电池监控系统管理端的设计与实现姓名：李燕申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：黄佩伟20090101基于SNMP的太阳能电池监控系统管理端的设计与实现摘要在能源危机日渐明显的今天，太阳能电池的发展会越来越得到人们的重视。

当太阳能电池进行大规模的产业化发展的同时，势必需要一套管理系统对太阳能电池进行远程监控，提高管理效率。

本文主要针对这一需求，设计了一套针对太阳能电池的监控系统。

本系统主要分为两部分，一是对太阳能电池板的数据采集，二是在管理端获得采集到的数据并显示给用户。

本文的研究重点是管理平台的设计。

管理平台软件除了要实现与太阳能电池板的通信外，还要将获得的数据存储到数据库，或是通过用户图形界面显示给用户。

本系统采用SNMP(简单网络管理协议)实现管理端数据的获取。

SNMP 协议是当前发展最迅速、应用最广泛的网络管理协议。

通信的两端为管理端和代理端，即太阳能电池板处要运行代理进程，管理平台上运行管理端进程，它们之间通过SNMP协议进行通信。

本文首先对SNMP协议进行了介绍，并详细说明了在管理端如何利用SNMP++软件开发包实现管理端与代理端之间的通信。

然后，分析了管理端应提供的功能，并对这些功能进行了进一步的分析和说明。

其中主要介绍了图形用户界面的设计和数据库的设计。

这些是管理端平台软件必须具备的功能。

本文的主要工作包括：（1）管理端与代理端进行SNMP通信的实现；（2）通过对太阳能电池板上的信息的分析，在管理端创建了数据库来存取这些信息；（3）设计了图形用户界面，为用户提供了进行远程监控的操作平台。

关键词：简单网络管理协议，管理端，太阳能电池，数据库Design and Realization of SNMP Based Manager in Monitor and Control System for Solar BatteryABSTRACTAs the energy crisis becomes a serious issue, the development of solar battery will attract more attention. In the industrialization process of solar battery, a monitor and control system for the solar battery is desperately needed for improving the management efficiency. This is the origin drive of the system in this paper.The system is this paper consists of two parts: one is the data collection from the solar battery; the other is the data transfer and display to the end-user. We focus on the design of the management platform in this paper. Besides implementing the communication between the management PC and the solar battery, the software on the management platform should also involve a database where the data stored or UI for data display.SNMP (Simple Network Management Protocol), which is one of the most popular protocols for network management, is used in this system for the communication between the management PC and the solar battery. According to this protocol, the two sides are called the manager and the agent. So anagent process as well as a manager process are needed to run on the solar battery part and the management platform separately. So SNMP is introduced firstly in this paper, followed by the implementation of the communication with SNMP++, which is a popular software development kit for SNMP.Then the functions the management platform should offer are discussed. After further analysis and explain for each function, the design of UI and database, which are of great necessity is illustrated.The main work in this paper include: (1) The implementation of the communication between the manager and agent based on SNMP; (2) The design of the data base following the analysis of the data information of the solar battery; (3) The UI design for the end-user monitoring and controlling the solar battery.Keywords: SNMP, Manager, Solar Battery, Data Base第一章绪论1.1 太阳能电池的发展现状[1]目前，能源问题己是一个迫在眉睫的重要问题，传统的能源煤、石油和木材按目前的消耗速度只能维持50-100年，这还没有考虑技术进步将不断扩大对能源的要求。

如何实现太阳能设备的远程监控与管理太阳能作为一种清洁、可再生的能源，越来越受到人们的重视和应用。

然而，随着太阳能设备的规模逐渐增大，如何实现太阳能设备的远程监控与管理成为了一个亟待解决的问题。

本文将探讨如何利用现代科技手段实现太阳能设备的远程监控与管理。

首先，远程监控与管理的核心是实时数据的获取与传输。

太阳能设备的运行状态、发电量等关键信息需要及时传输到管理中心，以便进行监控和管理。

目前，可以利用无线通信技术和互联网技术实现远程数据传输。

例如，可以利用无线传感器网络将太阳能设备的数据实时采集，并通过无线通信方式传输到云服务器。

同时，可以利用云计算技术将数据存储在云端，实现多地点的远程访问和管理。

其次，远程监控与管理需要建立完善的监控系统。

监控系统可以包括硬件设备和软件平台两个方面。

在硬件设备方面，可以利用摄像头、温度传感器、光照传感器等设备对太阳能设备进行实时监测。

这些硬件设备可以将采集到的数据传输到软件平台进行处理和分析。

在软件平台方面，可以利用数据分析算法对采集到的数据进行处理和分析，实现对太阳能设备的状态监测和故障诊断。

同时，还可以利用人工智能技术实现对太阳能设备的智能管理，例如通过机器学习算法对太阳能设备的运行情况进行预测和优化。

此外，远程监控与管理还需要考虑安全性和可靠性。

太阳能设备的远程监控与管理涉及到大量的敏感数据，因此必须保证数据的安全性。

可以采用加密技术和身份认证技术对数据进行保护，防止数据泄露和篡改。

同时，还需要建立备份和恢复机制，保证数据的可靠性和持久性。

在设备方面，可以采用冗余设计和故障切换技术，提高系统的可靠性和稳定性。

最后，远程监控与管理还需要考虑成本和效益。

虽然远程监控与管理可以提高太阳能设备的运行效率和管理水平，但是也需要投入一定的成本。

因此，需要进行成本效益分析，评估远程监控与管理的收益和投资回报。

可以通过降低运维成本、提高发电效率等方式来实现经济效益。

同时，还可以利用远程监控与管理的数据，进行数据分析和优化，进一步提高发电效率和降低运维成本。

太阳能电池物联网监测系统的设计【摘要】针对目前太阳能电池发电效率低下的情况，利用无线传感网、Zigbee、GPRS/3G、数据库等相关技术开发功能完善的太阳能电池远程监控系统，实现太阳能电池光照度、温度、电压等参数的实时监控，为建立太阳能电池板发电规律打下坚实的基础，从而为提高太阳能电池发电效率提供保证。

【关键词】太阳能电池；物联网；远程监测0 引言太阳能光伏发电技术对改变我国的能源消费结构，解决由于能源消费而引起的环境问题，实现我国的可持续发展都可以起到积极的作用，对我国建设资源节约型、环境友好型社会，实现社会主义现代化都具有重大意义。

在太阳能光伏发电技术中太阳能电池起着关键和核心的作用，太阳能电池的开路电压、短路电流、最大功率、转换效率等性能参数对其产业化应用有重要影响。

同时，随着计算机、通信技术的飞速发展和Internet在全球的不断推广使用，人们对太阳能电池的状态监控提出了高的要求，希望能通过网络远程监控太阳能电池的状态，包括输出电流、输出电压、板上温度，板上光照度等数据。

因此，如何构建太阳能电池无线动态监测物联网系统，免去铺设、维护有线线路的麻烦，且各节点可自由移动，不受连接线路的限制，所有的节点汇聚成一个网，只需要一个监管中心就可以实现对太阳能电池的动态监管，将成为未来一个重要研究方向。

本文就是在这种背景下，利用无线传感网、Zigbee、GPRS/3G、数据库等技术，开发一套太阳能电池无线动态监测物联网系统。

1 总体方案设计系统总体方案如图1所示。

图1 太阳能电池远程监控系统总体方案图2 硬件工艺设计流程首先，太阳能电池光照度、温度、电压等相关参数，通过Zigbee技术传输到智能网关控制系统，然后进行相关数据处理后，由智能网关控制系统通过GPRS/3G技术将相关数据传输到智能控制中心系统，最后对电池光照度、温度、电压等相关参数数据进行关联分析，同时根据分析结果将相关指令发送到太阳能电池调整中心，实现对太阳能电池角度的调整，并完成相关数据统计及报表打印等功能。

基于SNMP的太阳能电池监控系统设计
随着经济与科技的发展,太阳能电池大规模的应用到了小区中,这就对太阳能电池的实时监控提出了要求。

为了更好的支持太阳能电池的推广应用,提出了基于SNMP的太阳能电池监控系统。

本文来源于实验室与美国Solis Energy公司合作的太阳能电池监控系统项目,提出一种基于SNMP协议的太阳能电池监控系统的实现方案。

系统包括管理端软件、SNMP代理软件和数字传感器三部分。

传感器将采集到的数据传送到嵌入式平台上进行处理和存储。

代理软件能够将太阳能电池的相关信息转化为SNMP协议的数据报,从而便于我们进行统一的管理和控制。

而管理端软件利用标准SNMP协议与代理软件进行数据交换,并可以通过代理软件对太阳能电池的参数进行控制,实现对太阳能电池监控的智能化。

本文主要工作包括:监控系统硬件平台的设计、系统软件移植、数据库移植和底层应用软件设计;嵌入式SNMP代理软件的设计;管理端应用程序的设计介绍。

通过对实际监控系统的实验与测试,证明基于SNMP的太阳能电池监控系统能够良好运行。

太阳能光伏电站光伏监控系统设计方案监控系统是电力系统不可缺少的组成部分，是电力系统自动化的基础。

监控系统为电力系统的安全生产和经济调度服务，为电力工业管理的现代化服务。

按设备使用方向的不同分为：光伏监控系统、电力监控系统。

第一节光伏监控系统设计光伏监控系统是针对电厂内参与生产的前端设备工作状况的监控，实时监测电站内的智能设备的状态参数及运行情况，智能控制、维护相关设备，并能通过声音等方式发出报警信息，及时告知维护管理责任人。

根据设备功能的不同，主要分为以下几种：1）组件数据的监控2）逆变器数据的监控3）环境数据的监控4）监控管理计算机1组件数据的监控主要对于电厂内的太阳能电池组件的工作状态、性能的监控。

一般设计为在组件汇流箱内安装相应路数的直流电流测控模块实现，通过对每路接入的组件单元电流数据实时监测，根据模块地址和现场的相对应编号，就能判断出没有正常运行的具体位置组件单元。

2逆变器数据的监控主要对于电厂内的逆变器设备的工作状态、运行参数、故障报警、设备参数等的监测，包括：接入端的直流电压、直流电流，有功功率、无功功率、效率、日发电量、总发电量、运行状态、设备温度，输出端的交流电压、交流电流等数据；对设备的远程系统参数的修改、设备的启停的控制。

通常设计为通过设备本身所提供的通讯接口接入整个监控系统。

3环境数据的监控主要对于电厂内的环境监测仪的工作状态、数据参数的监测，包括：辐照强度、环境温度、风速、风向等数据。

通常设计为通过设备本身所提供的通讯接口接入整个监控系统。

4监控管理计算机监控管理计算机是整个系统的核心，一般设计使用专用监控软件通过解析各设备地址及内部寄存器地址读取各项数据，再由监控软件组态为直观图形、数字并备注注释实时、集中显示在监控显示器上，供操作人员快捷、有效的管理及操作；还可根据需要设计其他辅助功能，比如趋势图、报表等。

第二节全站电力监控系统设计电力监控系统的开发目标是建立一个安全可靠，能提供各种高级服务，并有为应用程序的执行和实施提供较强功能的开放式平台的系统，成为一个符合电力系统现代化管理要求的，分布式，开放式，模块化，可扩充的综合管理系统。

第一章 (1)1.1 简介 (1)1.2实验的意义 (3)第二章 (5)2.1三极管特性介绍 (5)2.2二极管 (6)2.3镍氢电池 (7)2.4太阳能电池板 (10)2.5LED简介 (13)第三章 (16)3.1实验的基本思想 (16)3.2工作原理 (16)3.3所用材料简介 (17)3.4multisim仿真简介 (18)3.5multisim仿真电路 (18)第四章 (20)4.1对比试验 (20)第五章 (28)5.1总结 (28)5.2展望 (28)致谢 (29)参考文献 (30)第一章1.1 简介传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球还有20亿人得不到正常的能源供应。

这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。

这之中太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。

丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。

太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦，假如把地球表面0.1%的太阳能转为电能，转变率5%，每年发电量可达5.6×1012千瓦小时，相当于世界上能耗的40倍。

发展现状近几年国际上光伏发电快速发展，世界上已经建成了10多座兆瓦级光伏发电系统，6个兆瓦级的联网光伏电站。

美国是最早制定光伏发电的发展规划的国家。

1997年又提出“百万屋顶”计划。

日本1992年启动了新阳光计划，到2003年日本光伏组件生产占世界的50%，世界前10大厂商有4家在日本。

而德国新可再生能源法规定了光伏发电上网电价，大大推动了光伏市场和产业发展，使德国成为继日本之后世界光伏发电发展最快的国家。

瑞士、法国、意大利、西班牙、芬兰等国，也纷纷制定光伏发展计划，并投巨资进行技术开发和加速工业化进程。

在我国光伏发电产业于20世纪70年代起步，90年代中期进入稳步发展时期。

太阳电池及组件产量逐年稳步增加。

基于SNMP的网络管理系统设计与实现一、前言随着互联网的迅猛发展，网络环境越来越复杂，各种网络设备数量逐渐增加，网络管理变得越来越重要和复杂化。

网络管理系统是一种对网络资源进行有效管理、监控和配置的软件系统，其中的SNMP技术作为网络管理的核心技术之一，可以帮助网络管理员快速定位问题、诊断故障和优化网络性能。

因此，本文将重点讨论基于SNMP的网络管理系统的设计与实现。

二、SNMP概述简单网络管理协议SNMP(Simple Network Management Protocol)是一种基于UDP/IP协议的网络管理协议，是用于管理和监控网络设备、系统和应用程序的标准协议之一。

SNMP不仅可以监控网络中的各种设备，并可以设置参数、诊断问题和管理配置。

基于SNMP的网络管理系统通过从网络设备获取管理信息，实现对网络设备的真正管理。

SNMP的功能主要包括：采集、分析、管理和控制，其中最重要的功能就是数据采集，它可以通过SNMP管理器或SNMP代理机器(MIB)来收集网络设备信息，并将数据发送到SNMP管理器，然后管理器对此数据进行分析，判断网络设备的状态，通过控制命令改变网络设置，实现对设备的实时监控和管理。

三、基于SNMP的网络管理系统设计1. 系统架构基于SNMP的网络管理系统通常由网络管理器和网络代理两个部分组成。

其中，网络管理器是一个处理信息的中心，负责整个网络的监控和管理，而网络代理则是一个代表网络设备回答管理器的请求的代理设备。

网络管理器和网络代理之间的交互主要是通过SNMP协议完成的。

2. 系统模块介绍(1) SNMP管理器：SNMP管理器是负责管理网络设备的终端应用程序。

它能够与任何支持 SNMP 标准的设备相互通信，并可以发送和接收 SNMP 消息。

SNMP管理器负责实现网络设备的监视、发现、配置和性能管理等。

(2) 网络代理：网络代理一般是一些具有 SNMP 协议实现的设备，负责向管理器报告代理管理的资源和属性，并产生 SNMPOPTRAP。

太阳能4G监控系统技术方案目录太阳能4G监控系统 (1)技术方案 (1)第一章概述 (3)1.1应用背景 (3)1.2需求分析及总体目标 (3)1.3设计原则 (3)1.4设计依据 (4)第二章太阳能系统优势 (5)2.1太阳能供电系统技术简介 (5)2.1.1太阳能电池板阵列组件 (5)2.1.2蓄电池组 (6)2.2太阳能系统优势 (6)第三章太阳能4G无线视频监控系统概述 (7)3.1系统拓扑图及构架 (7)3.1.1系统拓扑图 (7)3.1.2系统构架图 (7)3.2 太阳能发电子系统 (10)3.3 数据4G无线传输子系统 (10)3.4 视频存储子系统 (11)3.5 其他子系统 (12)第四章施工完成案例 (13)4.1国家管网原油管道业务监控施工案例图 (13)4.2建筑工地施工案例图 (13)4.3农田水库施工案例图 (14)附件：清单 (15)第一章概述1.1应用背景当前农场种植的经济作物，经济价值比较高，时有偷盗的行为，当地农户农田放牧行为，无人管控。

如果安排专门的看护人员，成本比较高，传统的监控安防存在取电、网络布线比较困难，随着4G物联网的普及以及资费的下降，安装太阳能视频监控系统可以最大节省施工成本，应用成本以及农场看护人员的成本。

1.2需求分析及总体目标为了满足业主在农场管理上能做到实时监控有人进入农田放牧及偷盗行为做到语音喊话驱离的需求，本系统采用高清智能监控，远距离放大图像、语音喊话、无线4G传输、远程喊话等技术来实现农场管理需求。

本系统的总体建设目标是：1）建成统一的管理平台：过管理平台实现全网统一的安防资源管理，对视频监控、语音喊话系统进行统一管理，实现远程参数配置与远程控制等；通过管理平台实现全网统一的用户和权限管理，满足系统多用户的监控、管理需求，真正做到“坐阵指挥中心，掌控千里之外”。

2）建成高可靠性、高开放性的系统：通过采用业内成熟、主流的设备来提高系统可靠性，尤其是录像存储的稳定性。

太阳能监控系统设计摘要：本文以环保、节能、稳定的原则对太阳能监控系统进行了设计，给出了太阳能监控系统中各参数的一般计算方法，并主要的分析了蓄电池与太阳能光伏组件之间的配合，对不同算法的结果进行了对比分析。

并且以天津地区为例，对系统中的光伏组件、蓄电池、控制器等重要设备进行了参数选择。

关键词：太阳能；监控系统；光伏组件Abstract: In this paper, the solar monitoring system was designed as principle of environmental protection, energy conservation and stability. It provides general calculation of all parameters of the solar energy monitoring system and selects parameters for the solar panels, batteries and controller.Key words: Solar; Monitoring; solar panels1、引言随着能源供应的日益紧张，可再生能源发电技术引起了世界各国的关注。

本文给出了太阳能监控系统的供电方案，并对太阳能实例进行了设备参数的计算和选择。

该供电方案具有以下优势：（1）所用能源为清洁、无污染的可再生能源；（2）安装维护简单，使用寿命长，可以实现无人值守；（3）特别适合于野外作业。

2、太阳能光伏供电系统的构成2.1太阳能光伏组件太阳能光伏组件是供电系统的核心设备，它的作用是将太阳能转变为电能，从而为负载提供电压或将电能贮存在蓄电池中。

太阳能光伏组件分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池。

目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为17％左右，是所有太阳能电池中转换效率最高的，并且具有坚固耐用、使用寿命长（一般可达20年）等优点，故在本系统中采用单晶硅太阳能电池为系统供电。