CN102883434A - 一种变电站中对定位移动终端定位和导航的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变电站中用于定位和导航移动终端的系统，包括：自组织网络，由至少一个锚节点组成，设置在变电站内，用于接收移动终端发出的信号；监测前置机，通过无线通信方式与接收自组织网络发送的信号，并根据所述自组织网络发送的信号计算移动终端的位置。本发明可以低成本、快速的构建定位和导航系统。

Description

一种变电站中对定位移动终端定位和导航的系统
技术领域
本发明涉及变电站领域，尤其涉及变电站对定位移动终端定位和导航的系统。
背景技术
变电站是电力系统关键环节之一，是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的枢纽，涉及的设备众多，业务复杂。同时，变电站是典型的高危工作区域，如果管理不到位，稍不注意就可能发生事故。随着变电站自动化水平的发展，变电站监控技术不断提高，现阶段监控技术的研究主要集中在变电站内各种设备运行状况的监控，还没有针对工作人员的监控和报警系统。
现在国内的绝大多数变电站都没有针对工作人员安全作业边界监控和报警系统，虽然“五防”系统和视频监控系统在一定程度上对工作人员进行了规范和管理，但是在站内人员的实时监控方面却存在很多问题，其布线和安装工序复杂，成本较高，只适合在小型的变电站，且易出现监控盲区，更不能实现及时报警。因此，迫切需要采用新的技术实现工作人员的有效监管和事故预警。
迄今为止，还未出现很好解决上述技术问题的技术方案。
发明内容
本发明的一种目的是提供一种变电站定位移动终端的系统，能够实现对变电站中移动终端定位。
本发明采用下述技术方案：
本发明提供一种变电站中用于定位移动终端的系统，包括：自组织网络，由至少一个锚节点组成，设置在变电站内，用于接收移动终端发出的信号；监测前置机，通过无线通信方式与接收自组织网络发送的信号，并根据所述自组织网络发送的信号计算移动终端的位置。
锚节点为Zigbee节点,所述锚节点之间采用Zigbee方式进行通讯。
移动终端发送的信号为心跳信号。移动终端发送的信号包含有移动终端的ID信息。
本发明的另一种目的是提供一种变电站移动终端的导航系统，能够实现对变电站中移动终端进行导航，并提供安全作业边界预警。
本发明采用下述技术方案：
一种变电站中用于导航的系统，包括：移动终端，用于发送包含ID信息的心跳信号，并且在收到报警信息后进行报警；自组织网络，由至少一个锚节点组成，设置在变电站内，用于接收移动终端发出的所述心跳信号；监测前置机，通过无线通信方式与接收自组织网络发送的信号，并根据所述自组织网络发送的信号计算移动终端的位置；中心服务器，用于记录移动终端的位置，并判断移动终端处于非法区域时，通过监测前置机和自组织网络向移动终端发送报警信息。
自组织网络还接收监测前置机发送的报警信息，并将所述报警信息发送给移动终端。
监测前置机还接收中心服务器发送的报警信息，并将所述报警信息发送给自组织网络。
锚节点为Zigbee节点,所述锚节点之间采用Zigbee方式进行通讯。
包含不同ID信息的移动终端的非法区域是不同的。
中心服务器可以长期保存移动终端的位置信息，并可随时查看所述位置信息。
本发明可以低成本、快速的构建定位和导航系统。还可对移动终端的当前所处区域进行精确定位，对其行进路线进行跟踪、监控，对靠近危险作业区域、误入非作业区域、行进线路出错等行为进行报警和提醒，杜绝违规操作，弥补了现有变电站监控技术的不足，提高变电站作业的安全管理水平，为电网安全生产提供技术保障和管理保障手段。对变电站内移动终端的行进路线等信息将保存在数据库中，日后可以通过动态方式重新查看其行进路线。同时，移动终端的耗电量低，续电能力强。
附图说明
图1是本发明的用于定位移动终端的系统；
图2是本发明的变电站中对移动终端导航的系统；
图3是本发明中监测前置机计算移动终端位置的步骤。
具体实施方式
本发明的提供一种变电站定位移动终端的系统，能够实现对变电站中移动终端的定位。同时还提供一种变电站移动终端的导航系统，能够实现对变电站中移动终端进行导航。
下面结合附图进一步描述本专利的技术方案：
如图1所示，本发明提供一种变电站中用于定位移动终端1的系统，包括：自组织网络2，由锚节点21、锚节点22、锚节点23、锚节点24、锚节点25和锚节点26组成，设置在变电站内，用于接收移动终端1发出的信号；监测前置机3，通过无线通信方式与接收自组织网络2发送的信号，并根据所述自组织网络2发送的信号计算移动终端1的位置。
锚节点为Zigbee节点,所述锚节点之间采用Zigbee方式进行通讯。
移动终端1发送的信号为心跳信号。移动终端1发送的信号包含有移动终端1的ID信息。
移动终端的持有者为变电站工作人员。
心跳信号为互联的双方中的一方，每隔固定的时间向另一方发送一个很小的数据包，作为传输的信号。
Zigbee节点类似于手机的基站，将其部署于目标区域及其附近感兴趣的监测区域。zigbee节点能自动组网，形成自组织的网络系统，接收其覆盖范围内的信号。移动终端可以定时向外广播包含其自身ID的心跳信息，当移动终端周边的Zigbee节点收到该心跳信息后，即通过节点形成的自组织网络将数据自动上传到监测前置机。前置机通过跟踪收到心跳信号的Zigbee节点的位置即可计算出移动终端的当前位置，如图3所示，计算步骤为依据变电站现场实际环境，结合神经网络构建RSSI-距离预测模型。移动终端不断广播心跳信息，接收到心跳信息的锚节点根据RSSI值自动排序，按照一定方式从中优选最多4个锚节点作为神经网络RSSI-距离预测模型的输入，模型输出监控目标和各锚节点的距离Dis[n]，并按质心定位算法计算目标当前的位置坐标，另一方面，该Dis[n]值作为新的样本输入至神经网络模型以对模型进行优化。最后，采用运动方向角预测模型对质心定位算法计算出的位置坐标进行自适应限幅，从而得到平滑的运动轨迹。
本发明的另一种目的是提供一种变电站移动终端的导航系统，能够实现对变电站中移动终端进行导航。
如附图2所示，一种变电站中用于导航的系统，包括：移动终端1，用于发送包含ID信息的心跳信号，并且在收到报警信息后进行报警；自组织网络2，由至少一个锚节点组成，本实施例中由锚节点21、锚节点22、锚节点23、锚节点24、锚节点25和锚节点26组成。设置在变电站内，用于接收移动终端1发出的所述心跳信号；监测前置机3，通过无线通信方式与接收自组织网络2发送的信号，并根据所述自组织网络2发送的信号计算移动终端1的位置；中心服务器4，用于记录移动终端1的位置，并判断移动终端1处于非法区域时，通过监测前置机3和自组织网络2向移动终端1发送报警信息。
自组织网络2还接收监测前置机3发送的报警信息，并将所述报警信息发送给移动终端1。
监测前置机3还接收中心服务器4发送的报警信息，并将所述报警信息发送给自组织网络2。
锚节点为Zigbee节点,所述锚节点之间采用zigbee方式进行通讯。
中心服务器4可以长期保存移动终端的位置信息，并可随时查看所述位置信息。
包含不同ID信息的移动终端1的非法区域是不同的。当移动终端所处区域为非法区域，中心服务器将自动发送报警信号， 
本发明中，移动终端和固定节点具有良好的抗机械冲击振动、抗温湿度变化的能力，同时必须具有良好的抗电磁干扰性能，这样保证了变电站安全作业管理系统工作的稳定性和可靠性。锚节点和移动终端续电能力强，换电池周期长，同时能在软件中对低电量进行提示，更换电池一般要求一年以上，一般情况下在电站进行每年大修时进行更换，避免了固定节点和移动终端的电量过低对定位和传输造成的影响；移动终端在变电站作业时由实施人员进行携带，易安装、微型化、抗磨损、抗震等，内置天线设计，当误入间隔时能发出声音告警提示。
本发明可以低成本、快速的构建定位和导航系统。还可对移动终端的当前所处区域进行精确定位，对其行进路线进行跟踪、监控，对靠近危险作业区域、误入非作业区域、行进线路出错等行为进行报警和提醒，杜绝违规操作，弥补了现有变电站监控技术的不足，提高变电站作业的安全管理水平，为电网安全生产做出保障。对变电站内移动终端的行进路线等信息将保存在数据库中，日后可以通过动态方式重新查看其行进路线。同时，移动终端的耗电量低，续电能力强。
以上对本发明的具体实施例进行了描述，需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以再所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

Claims (10)

1.一种变电站中用于定位移动终端的系统，其特征在于，包括：
自组织网络，由至少一个锚节点组成，设置在变电站内，用于接收移动终端发出的信号；
监测前置机，通过无线通信方式与接收自组织网络发送的信号，并根据所述自组织网络发送的信号计算移动终端的位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述锚节点为Zigbee节点,所述锚节点之间采用Zigbee方式进行通讯。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述移动终端发送的信号为心跳信号。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述移动终端发送的信号包含有移动终端的ID信息。
5.一种变电站中用于导航的系统，其特征在于，包括：
移动终端，用于发送包含ID信息的心跳信号，并且在收到报警信息后进行报警；
自组织网络，由至少一个锚节点组成，设置在变电站内，用于接收移动终端发出的所述心跳信号；
监测前置机，通过无线通信方式与接收自组织网络发送的信号，并根据所述自组织网络发送的信号计算移动终端的位置；
中心服务器，用于记录移动终端的位置，并判断移动终端处于非法区域时，通过监测前置机和自组织网络向移动终端发送报警信息。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述自组织网络还接收监测前置机发送的报警信息，并将所述报警信息发送给移动终端。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述监测前置机还接收中心服务器发送的报警信息，并将所述报警信息发送给自组织网络。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述锚节点为Zigbee节点,所述锚节点之间采用Zigbee方式进行通讯。
9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：包含不同ID信息的移动终端的非法区域是不同的。
10.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述中心服务器可以长期保存移动终端的位置信息，并可随时查看所述位置信息。
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