[發明專利]電力通信作業現場多模定位的方法

在審

• 申請號: 201510865496.3
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN105487096A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 姜楠;孟凡博;趙宏昊;劉博
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司;國網遼寧省電力有限公司葫蘆島供電公司;國家電網公司
• 主分類號: G01S19/48
• 分類號: G01S19/48;G01S5/02;G06K17/00
• 代理公司: 葫蘆島天開專利商標代理事務所(特殊普通合伙) 21230
• 代理人: 魏勇

技術領域

本發明屬于智能變電站巡檢應用領域，其中涉及RFID標簽識別技術，GPS和CSS雙模式定位技術，具體地說是電力通信作業現場多模定位的方法。

背景技術

傳統的變電站巡檢方式暴露出很多弊病，我國目前基本進入大電網、大電廠、大機組、高電壓輸電、高度自動控制的新時期。隨著電網技術的不斷發展，智能變電站尤其是無人值守智能變電站在國內的建設與改造越來越多。傳統巡檢方式逐漸無法適應變電站運行管理的需要。就電網經營企業而言，急需尋找一種理想的巡檢替代模式來提高設備運行的監管水平以適應電網發展。

國內的絕大多數智能變電站都沒有針對工作人員安全作業邊界監控和報警系統，站內人員工作期間，尤其是帶電作業期間的實時監控方面存在不足。個別學者及企業公司也曾提出基于無線的變電站定位系統，但都是相對單一的定位方式，如GPS定位、Zigebee定位、RFID定位等等，對于變電站而言，材料結構，建筑物尺度，室內外設備分布等的不同，導致了信號的路徑損耗差異很大。每一種定位方式都有各自的弊病，有的在精度上無法滿足，有的在實時性上無法滿足，有的受電磁環境影響較大，因此采用多模式融合的定位方式，取長避短，使巡檢人員的定位達到完美的覆蓋。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提出了電力通信作業現場多模定位的方法。該方法利用CSS、GPS、RFID三種模式定位方法的融合，解決電力通訊中精確指定巡檢人員的位置信息確定的技術問題。

本發明采用的技術方案是：

采用RFID技術代替人工手抄技術進行智能巡檢，并為保證巡檢人員工作過程中安全，利用CSS、GPS、RFID三種模式定位方法的融合，精確指定巡檢人員的位置信息。

在巡檢過程中，為了搜集最準確的信息，將普通的印刷標簽貼紙換成耐腐蝕、易清理的RFID標簽。每個標簽賦予不同的代碼，用這些代碼代表各個不同的巡視設備，通過RFID讀寫器直接讀取變電站設備信息，并通過無線的方式上傳到變電站后臺。RFID射頻識別識別系統主要由RFID標簽、讀寫器、天線、中間件和應用軟件等組成。當RFID標簽進入讀寫器的作用區域，就可以根據電感耦合原理或電磁反向散射耦合原理在標簽天線兩端產生感應電勢差，并在標簽芯片通路中形成微弱電流，如果這個電流強度超過一個閾值，就將激活RFID標簽芯片電路工作，從而對標簽芯片中的存儲器進行讀/寫操作；讀寫器是對RFID標簽進行讀/寫操作的設備，主要包括射頻模塊和數字信號處理單元兩部分。讀寫器是RFID系統中最重要的基礎設施，一方面，RFID標簽返回的微弱電磁信號通過天線進入讀寫器的射頻模塊中轉換為數字信號，再經過讀寫器的數字信號處理單元對其進行必要的加工整形，最后從中解調出返回的信息，完成對RFID標簽的識別或讀操作；另一方面，上層中間件及應用軟件與讀寫器進行交互，實現操作指令的執行和數據匯總上傳；天線是RFID標簽和讀寫器之間實現射頻信號空間傳播和建立無線通訊連接的設備；中間件是一種面向消息的、可以接受應用軟件端發出的請求、對指定的一個或者多個讀寫器發起操作并接收、處理后向應用軟件返回結果數據的特殊化軟件。

系統主要由兩部分組成：主站和現場采集部分。

現場采集部分由巡檢終端、RFID標簽、傳感器、錨點組成。

標準發行系統裝置，氣體傳感器，位移傳感器，振動傳感器，溫度傳感器，濕度傳感器分別與電源，RFI讀寫器和GSS+GPS+RFID定位模塊構成的組件信息連通，在組件上設有兩個方向的錨點，組件通過RFID中間件與后臺信息連通，在后臺上連接有數據庫服務器，在后臺上分別進行參數配置，任務制定，任務查看數據報表，缺陷管理和資產管理。

以錨點為基點，對測量點進行數據測量，首先通過初始化測量，而后進行B測量反饋時間和A測量反饋時間的測量，將測量數據整理后匯報整體測量時間。

測量過程分層進行，包括感知層、信息預處理層、數據融合層和應用層。

其中，感知層采用GPS定位、GPS精確定位和RFID定位定位方式，用于信號感知；感知層是采集定位信息，其中定位信息的來源是網絡CSS定位網絡以、GPS網絡、近距離RFID標簽；

CSS定位用于高精度的應用場合，能實現1米的定位精度；GPS用于10米的定位精度；

RFID標簽定位作為輔助手段；

其中，預處理層采用統計平均、粗差剔除和定位測算方式進行信號預處理；

其中，耦合層采用動態凱爾曼網絡和多模耦合作為定位引擎；