專利名稱：變電站無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動終端精確定位的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變電站無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動終端精確定位的方法。
背景技術(shù)：
變電站屬于高危工作區(qū)域，如果管理不到位，稍不注意就可能發(fā)生事故。在當(dāng)前以人為本的號召下，變電站的各項工作都將人身安全放在了第一位。然而，除了操作規(guī)程、安全條約等規(guī)章制度限制外，還沒有一套切實可行的主動報警的安全保障手段，因而，如果操作人員操作失誤、判斷失誤，或惰性、隨意性、巡視誤入間隔等，都可能直接或間接導(dǎo)致事故的發(fā)生，使人身安全受到威脅的同時使經(jīng)濟利益也受到損失。
現(xiàn)在國內(nèi)的絕大多數(shù)變電站都沒有針對工作人員的監(jiān)控和報警系統(tǒng)，雖然有的變電站裝備了攝像頭，起到了一定的監(jiān)督作用，但是，攝像頭存在一些監(jiān)控上的“死角”；視頻信息的傳輸存在延時，不能實現(xiàn)實時監(jiān)控；每個攝像頭只能監(jiān)控指定區(qū)域范圍內(nèi)的工作人員情況，不能形成一個連續(xù)的監(jiān)控模式；同時其布線和安裝工序復(fù)雜，成本較高，只適合在小型的變電站?？傮w來說，傳統(tǒng)的變電站安全管理系統(tǒng)易出現(xiàn)監(jiān)控盲區(qū)，不能實現(xiàn)及時報
Sfc目。
傳統(tǒng)的配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)所用的定位方法一般是通過所有固定節(jié)點所收集的移動終端MSSI數(shù)據(jù)來綜合計算移動終端的坐標(biāo)位置，由于RSSI信號強度指示是一個隨外界條件的變化變化很大的隨機值，大大降低了故障檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這種傳統(tǒng)方法工作量很大、計算不夠精確而且容易導(dǎo)致出錯，工作效率明顯不能滿足目前對配電網(wǎng)系統(tǒng)安全性能的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有變電站無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動終端定位方法的不足，提供一種新型的變電站無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動終端精確定位的方法，克服傳統(tǒng)定位方法數(shù)據(jù)處理工作量大、計算不精確以及經(jīng)常導(dǎo)致變電站作業(yè)系統(tǒng)出錯和崩潰等缺點。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的變電站無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動終端精確定位的方法，包括若干移動終端和固定節(jié)點組成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，以及由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、前置機和后臺監(jiān)控主機組成的變電站安全作業(yè)管理系統(tǒng)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中移動終端的定位方法包括以下步驟
(1)初始化節(jié)點數(shù)組NodelD、節(jié)點數(shù)計數(shù)器^idex和參與移動節(jié)點位置計算的固定節(jié)點個數(shù) PacketNumber ；
(2)任意固定節(jié)點接收到移動終端發(fā)出的接收信號強度指示RSSI信號后，根據(jù)RSSI信號的強弱計算該固定節(jié)點與移動終端的距離，并向前置機登記該固定節(jié)點的狀態(tài)及與移動終端的距離；
(3)前置機判斷RSSI登記是由哪個固定節(jié)點發(fā)送的，并將該固定節(jié)點編號存入節(jié)點數(shù)組 NodeID 中；(4)節(jié)點數(shù)計數(shù)器Index加1；
(5)當(dāng)Index等于自定義的I^acketNumber時，轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)處理程序，計算移動終端當(dāng)前的坐標(biāo)，否則前置機繼續(xù)接收固定節(jié)點RSSI登記；
(6)前置機將移動終端的當(dāng)前坐標(biāo)位置報告給監(jiān)控主機，監(jiān)控主機判斷移動終端的當(dāng)前坐標(biāo)位置是否處于預(yù)先劃分的危險區(qū)域，如果處于危險區(qū)域，則報警；
其中，所述的數(shù)據(jù)處理程序包括以下步驟
(1)對NodeID中的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分類，即判斷I^acketNumber個登記分別來自哪些固定節(jié)點，對固定節(jié)點的個數(shù)NodeNumber進行計數(shù)；
(2)根據(jù)NodeNumber的不同，采用不同的方法計算移動終端的坐標(biāo) 當(dāng)NodeNumber=I時，計算移動終端當(dāng)前坐標(biāo)位于某個固定節(jié)點處；
當(dāng)NodeNumber=2時，計算移動終端當(dāng)前坐標(biāo)位于某兩個固定節(jié)點的中心處； 當(dāng)NodeNumber = 3， 三個固定節(jié)點的坐標(biāo)分別為(χ
ι,Υι)>(χ2，y2 )、( x,,y ),移動終端與三個固定節(jié)點的距離分別為Λ、Λ2、λ ,則有
κ
y
^ (U 2 -哭 ι
'3
2(
2
-勺,
-1
.2' 2,2 2 叉 2 -χ1 +Λ "Λ
2 2,2 2 h - xI +Λ 一 Λ
1 +/I1*
當(dāng)NodeNumber=!!時，η個固定節(jié)點的坐標(biāo)分別為(χ ！，y ！ )、( χ 2，y 2 )、 )，移動終端與η個固定節(jié)點的距離分別為d 、d 2、d 5.、……、d κ，則有
·>(χ 本發(fā)明的有益效果是在所取的參考固定節(jié)點數(shù)目不同的情況下，采取不同的移動終端坐標(biāo)算法，使得本發(fā)明的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動終端定位方法大大減少了數(shù)據(jù)處理的工作量，而且還具有計算和定位精確以及系統(tǒng)運行穩(wěn)定等優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明定位方法流程2為本發(fā)明數(shù)據(jù)處理程序流程3為本發(fā)明變電站安全作業(yè)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖。
具體實施例方式 下面結(jié)合附圖進一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案如圖1和圖3所示，變電站無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動終端精確定位的方法，包括若干移動終端和固定節(jié)點組成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)， 以及由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、前置機和后臺監(jiān)控主機組成的變電站安全作業(yè)管理系統(tǒng)，其特征在于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中移動終端的定位方法包括以下步驟
(1)初始化節(jié)點數(shù)組NodelD、節(jié)點數(shù)計數(shù)器^idex和參與移動節(jié)點位置計算的固定節(jié)點個數(shù) PacketNumber ；
(2)任意固定節(jié)點接收到移動終端發(fā)出的接收信號強度指示RSSI信號后，根據(jù)RSSI信號的強弱計算該固定節(jié)點與移動終端的距離，并向前置機登記該固定節(jié)點的狀態(tài)及與移動終端的距離；
(3)前置機判斷RSSI登記是由哪個固定節(jié)點發(fā)送的，并將該固定節(jié)點編號存入節(jié)點數(shù)組 NodeID 中；
(4)節(jié)點數(shù)計數(shù)器Index加1；
(5)當(dāng)Index等于自定義的I^acketNumber時，轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)處理程序，計算移動終端當(dāng)前的坐標(biāo)，否則前置機繼續(xù)接收固定節(jié)點RSSI登記；
(6)前置機將移動終端的當(dāng)前坐標(biāo)位置報告給監(jiān)控主機，監(jiān)控主機判斷移動終端的當(dāng)前坐標(biāo)位置是否處于預(yù)先劃分的危險區(qū)域，如果處于危險區(qū)域，則報警；
其中，如圖2所示，所述的數(shù)據(jù)處理程序包括以下步驟
(1)對NodeID中的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分類，即判斷I^acketNumber個登記分別來自哪些固定節(jié)點，對固定節(jié)點的個數(shù)NodeNumber進行計數(shù)；
(2)根據(jù)NodeNumber的不同，采用不同的方法計算移動終端的坐標(biāo)
當(dāng)NodeNumber=I時，計算移動終端當(dāng)前坐標(biāo)位于某個固定節(jié)點處； 當(dāng)NodeNumber=2時，計算移動終端當(dāng)前坐標(biāo)位于某兩個固定節(jié)點的中心處； 當(dāng)NodeNumber=3，三個固定節(jié)點的坐標(biāo)分別為(χ ！, y ι ) > (x 2 , y 2 ) > ( χ
y 5 )，
移動終端與三個固定節(jié)點的距離分別為Α、Λ2、^，則有
權(quán)利要求
1.變電站無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動終端精確定位的方法，包括若干移動終端和固定節(jié)點組成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，以及由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、前置機和后臺監(jiān)控主機組成的變電站安全作業(yè)管理系統(tǒng)，其特征在于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中移動終端的定位方法包括以下步驟(1)初始化節(jié)點數(shù)組NodelD、節(jié)點數(shù)計數(shù)器^idex和參與移動節(jié)點位置計算的固定節(jié)點個數(shù) PacketNumber ；(2)任意固定節(jié)點接收到移動終端發(fā)出的接收信號強度指示RSSI信號后，根據(jù)RSSI信號的強弱計算該固定節(jié)點與移動終端的距離，并向前置機登記該固定節(jié)點的狀態(tài)及與移動終端的距離；(3)前置機判斷RSSI登記是由哪個固定節(jié)點發(fā)送的，并將該固定節(jié)點編號存入節(jié)點數(shù)組 NodeID 中；(4)節(jié)點數(shù)計數(shù)器Index加1；(5)當(dāng)Index等于自定義的I^acketNumber時，轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)處理程序，計算移動終端當(dāng)前的坐標(biāo)，否則前置機繼續(xù)接收固定節(jié)點RSSI登記；(6)前置機將移動終端的當(dāng)前坐標(biāo)位置報告給監(jiān)控主機，監(jiān)控主機判斷移動終端的當(dāng)前坐標(biāo)位置是否處于預(yù)先劃分的危險區(qū)域，如果處于危險區(qū)域，則報警；其中，所述的數(shù)據(jù)處理程序包括以下步驟(1)對NodeID中的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分類，即判斷I^acketNumber個登記分別來自哪些固定節(jié)點，對固定節(jié)點的個數(shù)NodeNumber進行計數(shù)；(2)根據(jù)NodeNumber的不同，采用不同的方法計算移動終端的坐標(biāo) 當(dāng)NodeNumber=I時，計算移動終端當(dāng)前坐標(biāo)位于某個固定節(jié)點處；當(dāng)NodeNumber=2時，計算移動終端當(dāng)前坐標(biāo)位于某兩個固定節(jié)點的中心處； 當(dāng)NodeNumber = 3， 三個固定節(jié)點的坐標(biāo)分別為(χi，y ！)、(X 2，y 2 )、( X S，y s),移動終端與三個固定節(jié)點的距離分別為A、H則有
- - X1 +y-s -y1 —為 +4 _ 當(dāng)NodeNumber=n時，η個固定節(jié)點的坐標(biāo)分別為(x i,y ι )>( x 2 ,y 2 )>……> (χ η ,y Λ ),移動終端與η個固定節(jié)點的距離分別為d丨、d 2、d 、……、d Λ，則有
(zh-.T)2+CVs -J)2 設(shè)它的線性方程為AX=b，其中
則該移動終端的坐標(biāo)為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種變電站無線傳感器網(wǎng)絡(luò)移動終端精確定位的方法，它包括以下步驟(1)初始化節(jié)點數(shù)組NodeID、節(jié)點數(shù)計數(shù)器Index和參與移動節(jié)點位置計算的固定節(jié)點個數(shù)PacketNumber；(2)固定節(jié)點接收到移動終端發(fā)出的強度指示RSSI信號后，根據(jù)RSSI信號的強弱計算該固定節(jié)點與移動終端的距離，并發(fā)送給前置機；(3)前置機判斷RSSI登記是由哪個固定節(jié)點發(fā)送的，并將該固定節(jié)點編號存入節(jié)點數(shù)組NodeID中；(4)當(dāng)Index等于自定義的PacketNumber時，轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)處理程序，計算移動終端當(dāng)前的坐標(biāo)。本發(fā)明大大減少了數(shù)據(jù)處理的工作量，而且還具有計算精確以及運行穩(wěn)定等優(yōu)點。
文檔編號H04W64/00GK102186245SQ20111015751
公開日2011年9月14日 申請日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者詹毅, 閆斌, 周小佳, 張龍飛, 莊瑞璽 申請人:成都思晗科技有限公司, 電子科技大學(xué)