近年来,能源短缺和环境污染问题日益严重,各国政府都在积极发展清洁能源的开发利用。风能资源储备量大、分布范围广,具有形成商业化、规模化的潜力,风力发电已逐步成为电能的主要获取途径之一。风电齿轮箱是风力发电机组的核心部件,其工作环境恶劣、载荷多变,是整个风电机组故障率最高的部件之一。其结构复杂、成本高昂,一旦出现故障,整个风电机组都将停摆,产生巨大的经济损失。因此,对风电齿轮箱运行数据进行采集与分析,可以及时地发现故障征兆,尽早采取对应措施,减少经济损失。现有的风力发电机组监测系统以有线为主,并且监测部位主要集中在叶轮、发电机及偏航系统,对齿轮箱系统的监测主要集中在振动方面。对于齿轮箱机械部件运行状态的实时监测较少,一般仅采取出厂前按比例抽检,机组在风场工作时并不进行监测。本文采用ZigBee无线传感器网络实现对风电齿轮箱实际运行状态数据的采集,并通过4G网络将采集数据无线传输至远程上位机显示,避免了传统有线监测系统布线复杂、维修不便、成本较高等问题。具体研究内容有:首先通过研究某风力发电场所用齿轮箱的结构、工作原理、故障原因及表现,明确了齿轮箱故障易发部位,确定了采集参数的类型和监测点的位置,主要采集温度、压力、振动三类数据。然后根据齿轮箱数据采集系统的整体框架,对系统的软硬件进行了设计。在硬件设计方面,ZigBee无线传感器网络采用CC2530作为主控芯片,通过CC2591芯片增加其射频功率,并采用SIM7600CE 4G模块进行远程通信。同时对各模块的电路及接口连接进行了设计。软件方面,通过分析Z-stack协议栈的结构框架、工作流程,在IAR开发环境下编写软件代码完成协调器网关、路由器节点、终端设备的组网、数据采集、模数转换、无线通信等功能的实现。最后完成了远程服务器、数据库、上位机用户界面的搭建,并对整个数据采集系统进行模拟运行实验,在实验中上位机可以实现所监测数据的远程显示、历史数据查询、实时曲线展示等功能,并能对超过阈值的参数显示红色警告标识。实验表明,本文所设计系统可以成功采集风电齿轮箱运行数据并远程显示,达到本文设计要求。