具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种风电机组的数据监测装置的框图。如图1所示，该装置100包括：监测模块101和AP(英文：Wireless Access Point，中文：无线访问接入点)模块102，监测模块101设置在风电机组的轮毂103上，AP模块102设置在风电机组的电气柜104中，监测模块101通过线缆与AP模块102连接，AP模块102通过线缆与设置在电气柜104中的机组控制器105连接，监测模块101通过无线网络与AP模块102连接。

AP模块102，用于接收服务器发送的数据采集指令，并将数据采集指令按照目标通信模式发送至监测模块101，目标通信模式为：无线通信模式，或有线通信模式。

举例来说，当需要对风电机组的叶片状态进行监测时，可以通过服务器向AP模块102下发数据采集指令，由AP模块102将接收到的数据采集指令按照目标通信模式发送至监测模块101。其中，AP模块102可以是独立工业AP，目标通信模式可以是无线通信模式，也可以是有线通信模式。当目标通信模式为无线通信模式时，AP模块102和监测模块101之间通过无线网络进行数据通信，当目标通信模式为有线通信模式时，AP模块102和监测模块101之间通过线缆进行数据通信，该线缆例如可以是串口线缆或工业网线。

监测模块101，用于按照目标通信模式接收数据采集指令，并根据数据采集指令监测风电机组的叶片的振动加速度和工况数据，工况数据为AP模块102从机组控制器105获取，并按照目标通信模式发送至监测模块101的。

示例的，监测模块101可以按照目标通信模式接收数据采集指令，并根据数据采集指令按照第一采样频率和预设的采样时长，获取位于风电机组的叶片中的加速度传感器采集的振动加速度。监测模块101在采集振动加速度的同时，可以根据第二采样频率和预设的采样时长，按照目标通信模式从AP模块102中获取工况数据，工况数据为AP模块102从机组控制器105获取的。可以理解为，机组控制器105按照第二采样频率和预设的采样时长，获取设置在风电机组内部的各种传感器(例如：速度传感器、温度传感器、功率计等)采集到的工况数据，并将工况数据通过AP模块102，以目标通信模式发送给监测模块101。其中，机组控制器105例如可以是PLC(英文：Programmable Logic Controller，中文：可编程逻辑控制器)，工况数据可以包括：风速、环境温度、风电机组的功率、桨距角和发电机转速。

监测模块101在预设的采样时长内，分别通过第一采样频率和第二采样频率，来采集振动加速度、工况数据，能够使采集到的振动加速度和工况数据同步，从而确保对叶片状态进行监测的准确性。例如，在目标通信模式为有线通信模式的情况下，当第一采样频率为100Hz，第二采样频率为10Hz，预设的采样时长为200s时，监测模块101需要采集200s内的振动加速度和工况数据，监测模块101可以每秒采集100个振动加速度和10个工况数据。也就是说，每采集1个工况数据，就能采集到与该工况数据对应的10个振动加速度，能够使每个工况数据都对应有相同数量个振动加速度，从而实现振动加速度和工况数据的同步。

监测模块101，还用于将振动加速度和工况数据，按照目标通信模式发送至AP模块102。

AP模块102，还用于将接收到的振动加速度和工况数据发送至服务器。

具体的，AP模块102可以通过工业网线接入风电场的主控环网，并通过主控环网与位于升压站的服务器连接。监测模块101在采集完振动加速度和工况数据后，可以将振动加速度和工况数据，按照目标通信模式发送至AP模块102。AP模块102在接收到振动加速度和工况数据后，可以将振动加速度和工况数据发送至服务器，该服务器例如可以是数据服务器。考虑到主控环网的带宽占用限制，可以将目标通信模式的最大带宽占用限制为50k字节/秒。

需要说明的是，目标通信模式可以是根据实际需求预先设置好的，以优先选择数据传输速度快的通信模式为例进行说明，在目标通信模式为有线通信模式的情况下，当监测模块101采集8个通道的振动加速度，第一采样频率为128Hz，第二采样频率为10Hz，预设的采样时长为200s，工况数据包括风速、环境温度、风电机组的功率、桨距角和发电机转速，且监测模块101所采集的数据均为32位浮点型数据时，监测模块101一次采集的数据量N＝(f1*n1*T+f2*n2*T)k＝(128*8*200+10*5*200)*32＝6873600比特，其中，f1为第一采样频率，n1为监测模块101采集的振动加速度的通道数，T为预设的采样时长，f2为第二采样频率，n2为监测模块101所采集的工况数据的种类，k为数据的位数。若有线通信模式的波特率为115200比特，则监测模块101一次采集的数据的传输时间t1＝N/S＝6873600/115200＝59.7s，其中，S为有线通信模式的波特率。在目标通信模式为无线通信模式的情况下，当AP模块102和监测模块101之间每秒带宽占用为50k字节时，监测模块101一次采集的数据的传输时间t2＝N/B＝6873600/(50*1024*8)＝16.78s，其中，B为AP模块102和监测模块101之间每秒带宽占用的位数。可见，在优先选择数据传输速度快的通信模式时，可以将目标通信模式默认设置为无线通信模式。同时，在AP模块102和监测模块101进行数据通信的过程中，也可以根据预设规则对目标通信模式进行切换，例如，在无线网络不稳定时，可以将目标通信模式由无线通信模式切换为有线通信模式。在风电机组的滑环无多余通道时，可以使监测模块101与AP模块102之间仅通过无线通信模式进行数据通信，即目标通信模式只包括无线通信模式。

在风电机组的滑环有多余通道，且风电机组的机舱200(电气柜104设置在机舱200中)为屏蔽材料(例如：铸铁)时，监测模块101与AP模块102之间无法通过无线网络进行数据通信，可以使监测模块101与AP模块102之间仅通过有线通信模式进行数据通信，即目标通信模式只包括有线通信模式。在目标通信模式为有线通信模式的情况下，AP模块102和监测模块101之间的线缆需要经过风电机组的滑环通道，可以将通信的波特率设定最高不超过115200比特，以降低在风电机组运行时，AP模块102和监测模块101之间的可能存在的干扰。

综上所述，本公开中的风电机组的数据监测装置包括：监测模块和无线访问接入点AP模块，监测模块设置在风电机组的轮毂上，AP模块设置在风电机组的电气柜中，监测模块通过线缆与AP模块连接，AP模块通过线缆与设置在电气柜中的机组控制器连接，监测模块通过无线网络与AP模块连接，AP模块，用于接收服务器发送的数据采集指令，并将数据采集指令按照目标通信模式发送至监测模块，其中，目标通信模式为：无线通信模式，或有线通信模式，监测模块，用于按照目标通信模式接收数据采集指令，并根据数据采集指令监测风电机组的叶片的振动加速度和工况数据，工况数据为AP模块从机组控制器获取，并按照目标通信模式发送至监测模块的，监测模块，还用于将振动加速度和工况数据，按照目标通信模式发送至AP模块，AP模块，还用于将接收到的振动加速度和工况数据发送至服务器。本公开通过监测模块将采集到的振动加速度和工况数据，按照无线通信模式或有线通信模式发送至AP模块，并由AP模块发送至服务器，能够降低数据通信过程中的干扰，在保证监测的及时性的前提下，提高监测的稳定性和可靠性。

可选地，监测模块101还用于：

确定在目标通信模式下的传输参数是否满足预设条件。

若传输参数不满足预设条件，且目标通信模式为无线通信模式，将目标通信模式切换为有线通信模式。

在一种场景中，当无线网络不稳定时，AP模块102和监测模块101之间无法进行稳定的数据通信。为了提高数据通信的稳定性，监测模块101可以通过检测AP模块102和监测模块101之间的无线网络的状态，来确定是否对目标通信模式进行切换。在无线网络的状态稳定时，监测模块101可以将目标通信模式切换为无线通信模式，在无线网络的状态不稳定时，监测模块101可以将目标通信模式切换为有线通信模式。例如，监测模块101可以通过确定在目标通信模式下的传输参数是否满足预设条件，来确定是否对目标通信模式进行切换。当目标通信模式为无线通信模式时，若监测模块101检测到传输参数不满足预设条件(即当前无线网络的状态不稳定)，监测模块101可以将目标通信模式切换为有线通信模式。其中，传输参数可以包括丢包率、信号强度、信号延迟中的至少一个，预设条件可以包括如下中的一个或多个：(1)丢包率小于或等于第一阈值，(2)信号强度大于或等于第二阈值，(3)信号延迟小于或等于第三阈值。举个例子，当监测模块101统计到与AP模块102在连续30秒内通信的丢包率＞10％，信号强度＜-60dBM，且信号延迟＞100ms时，监测模块101确定传输参数不满足预设条件，可以将目标通信模式切换为有线通信模式。

其中，监测模块101获取传输参数的方式可以是：监测模块101利用PING(英文：Packet Internet Groper，中文：因特网包探索器)与AP模块102进行专门的数据通信，以获取传输参数。

若传输参数满足预设条件，且目标通信模式为有线通信模式，将目标通信模式切换为无线通信模式。

在另一种场景中，由于在同等条件下，采用有线通信模式的数据传输速度低于无线通信模式。为了使AP模块102和监测模块101之间能够高效的进行数据通信，当目标通信模式为有线通信模式，且无线网络的状态稳定时，监测模块101可以将目标通信模式切换为无线通信模式。例如，当目标通信模式为有线通信模式时，若监测模块101检测到传输参数满足预设条件(即当前无线网络的状态稳定)，监测模块101可以将目标通信模式切换为无线通信模式。举个例子，当监测模块101统计到与AP模块102在连续30秒内通信的丢包率≤10％，信号强度≥-60dBM，且信号延迟≥100ms时，监测模块101确定传输参数满足预设条件，并进一步判断监测模块101当前是否正在进行数据采集。若监测模块101当前正在进行数据采集，则继续进行数据采集，并在数据采集完成后，将目标通信模式切换为无线通信模式。若监测模块101当前没有进行数据采集，可以直接将目标通信模式切换为无线通信模式。

需要说明的是，监测模块101通过根据传输参数，来判断当前无线网络的状态是否稳定，从而自动地对目标通信模式进行切换，能够在风电机组运行平稳，且无线网络的状态稳定时，优先使用无线通信模式，以确保监测模块101与AP模块102之间能够高效的进行数据通信。当风电机组的周围干扰较大，且无线网络的状态不稳定时，使用有线通信模式，以降低通信干扰，提高数据通信的稳定性。

图2是根据一示例性实施例示出的另一种风电机组的数据监测装置的框图。如图2所示，装置100还包括设置在电气柜中的串口服务器106，监测模块101通过串口线缆与串口服务器106连接，串口服务器106通过网线与AP模块102连接。

若目标通信模式为有线通信模式，AP模块102，用于将数据采集指令通过网线发送至串口服务器106，以使串口服务器106将数据采集指令通过串口线缆发送至监测模块101。

监测模块101，用于将振动加速度和工况数据通过串口线缆发送至串口服务器106，以使串口服务器106将振动加速度和工况数据通过网线发送AP模块102。

举例来说，当目标通信模式为有线通信模式时，AP模块102和监测模块101之间的线缆需要经过风电机组的滑环通道。监测模块101在对风电机组的叶片状态进行监测时，不仅需要通过线缆采集叶片的振动加速度，还需要通过线缆采集机组控制器105的工况参数，这就要求风电机组的数据监测装置100占用两路滑环通道。然而，风电机组的滑环通道有限，难以为数据传输提供有效的链路支撑。为了节约滑环通道，监测模块101可以通过双绞线缆(即串口线缆)与串口服务器106连接，并通过串口服务器106，采用单向通信的方式与AP模块102进行通信，能够保证监测模块101在同步采集振动加速度和工况数据的同时，仅占用一路(两线)的滑环通道。其中，监测模块101上可以设置有RS 485通信接口和CAN(英文：Controller Area Network，中文：控制器局域网络)总线接口，并以Modbus协议或CAN总线协议发送和接收数据。

在服务器向AP模块102下发数据采集指令时，若目标通信模式为有线通信模式，AP模块102可以通过网线采用预设的网络协议(例如：TCP/IP网络协议)，将数据采集指令发送至串口服务器106，由串口服务器106进行协议转换，并将数据采集指令通过串口线缆，以Modbus协议或CAN总线协议发送至监测模块101。监测模块101在接收到数据采集指令后，与服务器断开连接(即不再通过AP模块102与服务器进行数据通信)，并采集振动加速度，同时通过双绞线缆以Modbus协议或CAN总线通过串口服务器106，从AP模块102获取工况数据。监测模块101在数据采集完成后，重新与服务器建立连接(即重新通过AP模块102与服务器进行数据通信)。之后监测模块101将振动加速度和工况数据通过双绞线缆发送至串口服务器106，由串口服务器106进行协议转换，并将振动加速度和工况数据通过网线，以预设的网络协议发送AP模块102。

图3是根据一示例性实施例示出的另一种风电机组的数据监测装置的框图。如图3所示，监测模块101包括AP子模块1011，AP子模块1011通过无线网络与AP模块102连接。

若目标通信模式为无线通信模式，AP模块102，用于将数据采集指令通过无线网络发送至AP子模块1011。

AP子模块1011，用于将振动加速度和工况数据通过无线网络发送至AP模块102。

示例的，AP模块102可以包括外置AP天线1021，外置AP天线设置在电气柜104的外侧，AP天线1021与AP模块102本体之间通过线缆连接，该线缆例如可以是天线馈线。当目标通信模式为无线通信模式时，AP模块102可以利用外置AP天线1021，通过无线网络与监测模块101的AP子模块1011进行通信。在服务器向AP模块102下发数据采集指令时，若目标通信模式为无线通信模式，AP模块102可以将数据采集指令通过无线网络发送至AP子模块1011。监测模块101在通过AP子模块1011接收到数据采集指令后，采集振动加速度，并通过无线网络从AP模块102获取工况数据。之后监测模块101通过AP子模块1011发送包含振动加速度和工况数据的无线信号，无线信号经过轮毂103衍射、反射等方式通过轮毂103，并穿过风电机组的机舱200的防护罩进入机舱200，最终由外置AP天线1021接收。

进一步的，监测模块101在数据采集完成后，可以根据采集到的振动加速度，计算振动加速度所对应的特征值，并根据采集到的工况数据，计算工况数据所对应的特征值，并将振动加速度、工况数据和相应的特征值，发送至AP模块102，由AP模块102将振动加速度、工况数据和特征值发送给服务器。其中，特征值可以包括：峰值、有效值、峭度值、峰值因数、脉冲因数、波峰因子、裕度因数中的至少一个。

图4是根据一示例性实施例示出的又一种风电机组的数据监测装置的框图。如图4所示，装置100还包括设置在电气柜104中的防雷模块107，监测模块101通过线缆穿过风电机组的滑环108与防雷模块107连接，防雷模块107通过线缆与AP模块102连接。

防雷模块107，用于在叶片遭遇雷击时，泄放线缆上产生的电流。

在一种场景中，由于线缆需要经过滑环108进入风电机组的机舱200，当叶片遭遇雷击时，该线缆可能将感应雷带入机舱200，对机舱200中的电气柜104内的部件造成损害。为了避免雷击损害电气柜104内的部件，装置100中还可以设置有防雷模块107。防雷模块107可以安装于滑环108与AP模块102之间(当装置100包括串口服务器106时，防雷模块107可以安装于滑环108与串口服务器106之间)。防雷模块107可以在叶片遭遇雷击时，泄放线缆上产生的电流，以保护电气柜104内的部件。

可选地，监测模块101，用于对振动加速度和工况数据进行加密，并通过无线网络将加密后的振动加速度和工况数据发送至AP模块102。

AP模块102，还用于对加密后的振动加速度和工况数据进行解密，以获取振动加速度和工况数据，并将振动加速度和工况数据发送至服务器。

在另一种场景中，在监测模块101与AP模块102通过无线网络进行数据通信时(即目标通信模式为无线通信模式时)，容易被第三方设备劫持入侵，导致数据泄露或设备损坏。为保证无线网络不被第三方入侵，AP模块可以对监测模块101与AP模块102之间的无线网络采用WPA-PSK(英文：WPA-Preshared Key，中文：WPA预共享密钥)及WPA2-PSK加密技术进行加密，并采用AES(英文：Advanced Encryption Standard，中文：高级加密标准)加密算法。同时开启AP模块MAC(英文：Media Access Control Address，中文：媒体存取控制位址)地址过滤模式，仅允许配置列表内存在的MAC地址对应无线设备接入AP模块产生的无线局域网，以确保接入设备的有限性。

进一步的，监测模块101与AP模块102同时使用IPSec(英文：Internet ProtocolSecurity，中文：互联网安全协议)VPN隧道模式进行加密，以防止第三方入侵无线网络所导致的数据泄露。例如，监测模块101可以对振动加速度和工况数据进行加密，并通过无线网络将加密后的振动加速度和工况数据发送至AP模块102。之后由AP模块102对加密后的振动加速度和工况数据进行解密，以获取振动加速度和工况数据，并将振动加速度和工况数据发送至服务器。

综上所述，本公开中的风电机组的数据监测装置包括：监测模块和无线访问接入点AP模块，监测模块设置在风电机组的轮毂上，AP模块设置在风电机组的电气柜中，监测模块通过线缆与AP模块连接，AP模块通过线缆与设置在电气柜中的机组控制器连接，监测模块通过无线网络与AP模块连接，AP模块，用于接收服务器发送的数据采集指令，并将数据采集指令按照目标通信模式发送至监测模块，其中，目标通信模式为：无线通信模式，或有线通信模式，监测模块，用于按照目标通信模式接收数据采集指令，并根据数据采集指令监测风电机组的叶片的振动加速度和工况数据，工况数据为AP模块从机组控制器获取，并按照目标通信模式发送至监测模块的，监测模块，还用于将振动加速度和工况数据，按照目标通信模式发送至AP模块，AP模块，还用于将接收到的振动加速度和工况数据发送至服务器。本公开通过监测模块将采集到的振动加速度和工况数据，按照无线通信模式或有线通信模式发送至AP模块，并由AP模块发送至服务器，能够降低数据通信过程中的干扰，在保证监测的及时性的前提下，提高监测的稳定性和可靠性。

图5是根据一示例性实施例示出的一种风电机组的数据监测方法的流程图。如图5所示，应用于风电机组的数据监测装置，装置包括：监测模块和AP模块，监测模块设置在风电机组的轮毂上，AP模块设置在风电机组的电气柜中，监测模块通过线缆与AP模块连接，AP模块通过线缆与设置在电气柜中的机组控制器连接，监测模块通过无线网络与AP模块连接，该方法包括以下步骤：

步骤201，通过AP模块接收服务器发送的数据采集指令，并将数据采集指令按照目标通信模式发送至监测模块，目标通信模式为：无线通信模式，或有线通信模式。

步骤202，通过监测模块按照目标通信模式接收数据采集指令，并根据数据采集指令监测风电机组的叶片的振动加速度和工况数据，工况数据为AP模块从机组控制器获取，并按照目标通信模式发送至监测模块的。

步骤203，通过监测模块将振动加速度和工况数据，按照目标通信模式发送至AP模块。

步骤204，通过AP模块将接收到的振动加速度和工况数据发送至服务器。

图6是根据一示例性实施例示出的另一种风电机组的数据监测方法的流程图。如图6所示，该方法还包括以下步骤：

步骤205，通过监测模块确定在目标通信模式下的传输参数是否满足预设条件。

步骤206，若传输参数不满足预设条件，且目标通信模式为无线通信模式，通过监测模块将目标通信模式切换为有线通信模式。

步骤207，若传输参数满足预设条件，且目标通信模式为有线通信模式，通过监测模块将目标通信模式切换为无线通信模式。

可选地，装置还包括设置在电气柜中的串口服务器；监测模块通过串口线缆与串口服务器连接，串口服务器通过网线与AP模块连接，步骤201可以通过以下方式实现：

若目标通信模式为有线通信模式，通过AP模块将数据采集指令通过网线发送至串口服务器，以使串口服务器将数据采集指令通过串口线缆发送至监测模块。

步骤203可以通过以下方式实现：

通过监测模块将振动加速度和工况数据通过串口线缆发送至串口服务器，以使串口服务器将振动加速度和工况数据通过网线发送AP模块。

可选地，监测模块包括AP子模块，AP子模块通过无线网络与AP模块连接，步骤201可以通过以下方式实现：

若目标通信模式为无线通信模式，通过AP模块将数据采集指令通过无线网络发送至AP子模块。

步骤203可以通过以下方式实现：

通过AP子模块将振动加速度和工况数据通过无线网络发送至AP模块。

可选地，传输参数包括丢包率、信号强度、信号延迟中的至少一个，预设条件包括如下中的一个或多个：

丢包率小于或等于第一阈值。

信号强度大于或等于第二阈值。

信号延迟小于或等于第三阈值。

图7是根据一示例性实施例示出的另一种风电机组的数据监测方法的流程图。如图7所示，装置还包括设置在电气柜中的防雷模块，监测模块通过线缆穿过风电机组的滑环与防雷模块连接，防雷模块通过线缆与AP模块连接，该方法还包括以下步骤：

步骤208，通过防雷模块在叶片遭遇雷击时，泄放线缆上产生的电流。

可选地，所述AP模块包括外置AP天线，所述外置AP天线设置在所述电气柜的外侧。

图8是根据一示例性实施例示出的又一种风电机组的数据监测方法的流程图。如图8所示，该方法还包括以下步骤：

步骤209，通过监测模块对振动加速度和工况数据进行加密，并通过无线网络将加密后的振动加速度和工况数据发送至AP模块。

步骤210，通过AP模块对加密后的振动加速度和工况数据进行解密，以获取振动加速度和工况数据，并将振动加速度和工况数据发送至服务器。

关于上述实施例中的方法，其中各个步骤执行操作的具体方式已经在有关该装置的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

综上所述，本公开中的风电机组的数据监测装置包括：监测模块和无线访问接入点AP模块，监测模块设置在风电机组的轮毂上，AP模块设置在风电机组的电气柜中，监测模块通过线缆与AP模块连接，AP模块通过线缆与设置在电气柜中的机组控制器连接，监测模块通过无线网络与AP模块连接，AP模块，用于接收服务器发送的数据采集指令，并将数据采集指令按照目标通信模式发送至监测模块，其中，目标通信模式为：无线通信模式，或有线通信模式，监测模块，用于按照目标通信模式接收数据采集指令，并根据数据采集指令监测风电机组的叶片的振动加速度和工况数据，工况数据为AP模块从机组控制器获取，并按照目标通信模式发送至监测模块的，监测模块，还用于将振动加速度和工况数据，按照目标通信模式发送至AP模块，AP模块，还用于将接收到的振动加速度和工况数据发送至服务器。本公开通过监测模块将采集到的振动加速度和工况数据，按照无线通信模式或有线通信模式发送至AP模块，并由AP模块发送至服务器，能够降低数据通信过程中的干扰，在保证监测的及时性的前提下，提高监测的稳定性和可靠性。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。