CN112350865B - 一种基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法 - Google Patents

一种基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于Wi‑Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法，包括，通过识别从节点所属电力线的相位信息，确定从节点相位拓扑，并通过电力线载波通信网络将所述相位拓扑信息传输至服务器；建立台区户变关系，并将其通过电力线载波通信网络传输至服务器；利用Wi‑Fi探针接收电力设备周围的无线接入点信息，并将所述无线接入点信息通过所述电力线载波通信网络传送至所述服务器；利用所述无线接入点信息计算Wi‑Fi探针的坐标，并结合所述相位拓扑和台区户变关系，获得电力线上带定位信息的设备相位拓扑分布图，完成设备的拓扑识别及定位。定位信息的设备相位拓扑分布图用于电网做资产管理，有利于防止他人私自偷电，帮助电表维修人员快速定位故障电。

Description

一种基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法
技术领域
本发明涉及通信的技术领域，尤其涉及一种基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法。
背景技术
位置信息在人们日常生活中扮演着重要的作用，全球定位系统(GPS，GlobalPositioning system)是获取室外环境位置信息的最常用方式。近年来，随着无线移动通信技术的快速发展，GPS和蜂窝网络相结合的A-GPS(Assisted Global Positioning System)定位方式在紧急救援和各种基于位置服务(LBS，Location-Based Services)中逐渐得到了应用。但由于卫星信号容易受到各种障碍物遮挡，GPS/APGS等卫星定位技术不适用于配电房、电表箱等场合。目前无线室内定位技术发展迅速，其中基于Wi-Fi网络的无线定位技术由于部署广泛且成本较低，已成为GPS的有力补充。
配电房、变压器、电能表所在的场合，无线通信难以覆盖，光纤部署成本过高，但电力线部署完善，因此采用电力线宽带载波通信的最优的选择，成本低且通信稳定可靠。把电力线载波通信与WiFi定位技术结合，就可以以低成本方式实现电能表以及其他用电设备的定位。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
因此，本发明提供了一种基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法，通过结合Wi-Fi探针和电力线载波通信技术，能够解决电力设备定位成本高的问题，同时与电力线相线识别、台区户变关系识别结果拟合，构建带定位信息的电力线拓扑分布图，提升了定位的准确率。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，通过识别从节点所属电力线的相位信息，确定从节点相位拓扑，并通过电力线载波通信网络将所述相位拓扑信息传输至服务器；建立台区户变关系，并将其通过电力线载波通信网络传输至服务器；利用Wi-Fi探针接收电力设备周围的无线接入点信息，并将所述无线接入点信息通过所述电力线载波通信网络传送至所述服务器；利用所述无线接入点信息和已有的成熟的WiFi定位算法计算Wi-Fi探针的坐标，并结合所述相位拓扑和台区户变关系，获得电力线上带定位信息的设备相位拓扑分布图，完成设备的拓扑识别及定位。
作为本发明所述的基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法的一种优选方案，其中：所述识别包括，比较主节点载波通信单元与从节点载波通信单元的基本网络时间的相位信息。
作为本发明所述的基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法的一种优选方案，其中：所述台区户变关系包括，通过比较所述主节点载波通信单元与所述从节点载波通信单元的台区特征信息，确定从节点与主节点的连接关系。
作为本发明所述的基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法的一种优选方案，其中：所述相位拓扑包括，A、B、C三相电力线线上载波通信单元的分布图。
作为本发明所述的基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法的一种优选方案，其中：所述载波通信单元包括，所述载波通信单元安装在电力设备里或者通过485线与所述电力设备进行连接。
作为本发明所述的基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法的一种优选方案，其中：所述无线接入点信息包括，无线访问接入点、已开启Wi-Fi的智能手机或者Wi-Fi终端的MAC地址、Wi-Fi信号强度、Wi-Fi信道频道和信息帧类型。
作为本发明所述的基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法的一种优选方案，其中：所述计算包括，利用三角定位算法、距离质心定位算法、指纹定位算法或最大似然估算法的WiFi定位算法，计算出所述Wi-Fi探针。
作为本发明所述的基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法的一种优选方案，其中：所述结合包括，在所述拓扑分布图上打上Wi-Fi探针的坐标，进而获得所述电力线上带定位信息的设备相位拓扑分布图。
本发明的有益效果：本发明通过计算Wi-Fi探针的坐标，并结合载波通信单元所属台区、相线拓扑识别结果，得到电力线上带定位信息的设备相位拓扑分布图，提升了定位精度；定位信息的设备相位拓扑分布图用于电网做资产管理，有利于防止他人私自搭接电力线偷电以及更换电表，帮助电表维修人员快速定位故障电表。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明第一个实施例所述的一种基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法的流程示意图；
图2为本发明第一个实施例所述的一种基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法的A相电力线载波通信单元分布示意图；
图3为本发明第一个实施例所述的一种基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法的电力线载波通信传输流程示意图；
图4为本发明第一个实施例所述的一种基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法的定位电能表的原理示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参照图1～图4，为本发明的第一个实施例，本发明的第一个实施例提供了一种基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法，包括：
S1：通过识别从节点所属电力线的相位信息，确定从节点相位拓扑，并通过电力线载波通信网络将相位拓扑信息传输至服务器。
通过比较主节点载波通信单元与从节点载波通信单元的基本网络时间的相位信息，识别从节点所属电力线的A、B、C三相信息，进而确定从节点A、B、C三相电力线线上载波通信单元的分布图，A相的相位拓扑图如图2所示。
S2：建立台区户变关系，并将其通过电力线载波通信网络传输至服务器。
通过主节点载波通信单元与从节点载波通信单元的台区特征信息比对，确定从节点与主节点的连接关系，即建立台区户变关系。
需要说明的是台区指变压器的供电范围，一个变压器供电范围称为一个台区；一个台区配一个主节点载波通信单元，安装在变压器附近的集中器里面；本实施例载波通信单元可以安装在设备里面，也可直接安装在设备旁边。
S3：利用Wi-Fi探针接收电力设备周围的无线接入点信息，并将无线接入点信息通过电力线载波通信网络传送至服务器。
其中需要说明的是：Wi-Fi探针是指基于Wi-Fi探测技术来识别AP(Access Point，无线访问接入点)附近已开启Wi-Fi的智能手机或者Wi-Fi终端，无需用户接入Wi-Fi，Wi-Fi探针就能够识别用户的信息。Wi-Fi采用的是IEEE 802.11协议集，此协议集包含许多子协议，其中按照时间顺序发展的主要有802.11a、802.11b、802.11g和802.11n。
无线接入点信息包括AP、已开启Wi-Fi的智能手机或者Wi-Fi终端的MAC地址、Wi-Fi信号强度、Wi-Fi信道频道和信息帧类型；每一个无线AP都有一个全球唯一的MAC地址；设备在开启Wi-Fi时，即可扫描并收集周围的AP信号。
传输无线接入点信息到服务器的过程如图3所示。
S4：服务器利用无线接入点信息计算Wi-Fi探针的坐标，并结合相位拓扑和台区户变关系，获得电力线上带定位信息的设备相位拓扑分布图，完成设备的拓扑识别及定位。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法，其特征在于：包括，
通过识别主节点与从节点所属电力线的相位信息，确定主节点与从节点相位拓扑，并通过主节点电力线载波通信网络单元与从节点载波通信网络单元将所述相位拓扑信息传输至服务器；
建立台区户变关系，并将其通过电力线载波通信网络传输至服务器；
利用Wi-Fi探针接收电力设备周围的无线接入点信息，并将所述无线接入点信息通过所述电力线载波通信网络传送至所述服务器；
利用所述无线接入点信息计算Wi-Fi探针的坐标，并结合所述相位拓扑和台区户变关系，获得电力线上带定位信息的设备相位拓扑分布图，完成设备的拓扑识别及定位，其特征在于：所述台区户变关系包括，
通过比较所述主节点载波通信单元与所述从节点载波通信单元的台区特征信息，确定从节点与主节点的连接关系；
所述识别包括，比较主节点载波通信单元与从节点载波通信单元的基本网络时间的相位信息。
2.如权利要求1所述的基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法，其特征在于：所述相位拓扑包括，
A、B、C三相电力线线上载波通信单元的分布图。
3.如权利要求2所述的基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法，其特征在于：所述主节点载波通信网络单元与从节点网络载波通信网络单元包括，
所述主节点载波通信网络单元与从节点网络载波通信网络单元安装在电力设备里或者通过485线与所述电力设备进行连接。
4.如权利要求1所述的基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法，其特征在于：所述无线接入点信息包括，
无线访问接入点、已开启Wi-Fi的智能手机或者Wi-Fi终端的MAC地址、Wi-Fi信号强度、Wi-Fi信道频道和信息帧类型。
5.如权利要求3所述的基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法，其特征在于：所述计算包括，
利用三角定位算法、距离质心定位算法、指纹定位算法或最大似然估算法的WiFi定位算法，计算出所述Wi-Fi探针。
6.如权利要求1所述的基于Wi-Fi探针与宽带波通信技术的拓扑识别定位方法，其特征在于：所述结合包括，
在所述拓扑分布图上打上Wi-Fi探针的坐标，进而获得所述电力线上带定位信息的设备相位拓扑分布图。
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