[發明專利]一種無線電波測距技術電力設備故障搜索方法

有效

• 申請號: 202211047103.4
• 申請日: 2022-08-30
• 公開（公告）號: CN115134222B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 張軍
• 申請（專利權）人: 國網甘肅省電力公司經濟技術研究院;國網甘肅省電力公司
• 主分類號: H04L41/0677
• 分類號: H04L41/0677;H04W24/04;H04W84/18;G06Q50/06;G01S11/02;G01R31/00
• 代理公司: 北京深川專利代理事務所(普通合伙) 16058
• 代理人: 李娜

1.一種無線電波測距技術電力設備故障搜索方法，其特征在于，包括以下步驟:

步驟一：在電力設備區域內不同位置設置無線傳感器建立無線傳感器網絡，并把傳感器作為錨節點，采用基于錨節點的接收信號強度指示測距和雙程測距融合測距的故障定位算法確定電力設備故障點位置；

步驟二：錨節點接收到故障點信號并通過RSSI計算距離值；

步驟三：當距離值小于10m時，記錄通過RSSI所測量出的距離值；

步驟四：當距離值大于等于10m小于通信半徑R時，采用TWR測距算法測量故障點距離值并記錄下來；

所述基于錨節點的RSSI和TWR融合測距的故障定位算法具體流程如下：

在電力設備檢測區域內，隨機部署n個無線傳感器建立可以覆蓋電力設備檢測區域的無線傳感器網絡，無線傳感器錨節點表示為，其中，規定電力設備檢測區域內的無線傳感器都具有相同的通信半徑R；當電力設備發生故障時，無線傳感器進行發送無線電波，此時先采用RSSI測距算法對故障點進行距離測量，當故障點在錨節點通信范圍內并且與錨節點的距離小于10m時，記錄該距離值；無線電波信號在空氣中傳播的過程由于傳播距離的變化，接收到的無線電波信號會有不同程度的衰減，RSSI無線電波信號衰減與傳播距離之間的關系可以表示為：

（1）

公式（1）中，表示無線電波信號傳播距離為d時接收到的信號強度，即RSSI值單位為dBm；表示收發距離為時接收端接收到的信號強度，為參考距離，通常情況下為簡化算法復雜度取；n表示路徑損耗系數，隨實際現場環境變化；為噪聲變量，服從均值為0、標準差為的正態分布；根據RSSI無線電波信號衰減與距離之間的關系可以得到RSSI值與故障點距離之間的關系表達式：

（2）

公式（2）中，表示RSSI算法中故障點與發送節點的距離；

當故障點在錨節點的通信范圍內并且與錨節點的距離大于等于10m小于通信半徑R時，采用TWR測距算法對故障點進行距離測量，

(3)

公式（3）中，為TWR算法中故障點與錨節點之間的測量距離，為從錨節點發送無線電波信號到故障點接收無線電波信號并反饋回錨節點的總時間，為故障點從接收到無線電波信號到反饋無線電波信號的延遲時間，即故障點的數據處理時間，與故障點處理器時鐘頻率相關，c為無線電波在空氣中的傳輸速度，即；由此可得：

（4）

公式（4）中，為從錨節點發送無線電波信號到故障點接收無線電波信號并反饋回錨節點的真實總時間，為錨節點的時鐘頻偏；

（5）

公式（5）中，為故障點從接收到無線電波信號到反饋無線電波信號的真實延遲時間，為故障點的時鐘頻偏；根據以上公式可得故障點與錨節點之間的真實距離為：

（6）

公式（6）中，表示TWR算法中故障點與錨節點的真實距離。

2.根據權利要求1所述的一種無線電波測距技術電力設備故障搜索方法，其特征在于：

所述無線傳感器網絡主要由無線傳感器錨節點、移動通信網絡和用戶組成，無線傳感器錨節點通過移動通信網絡相連接，移動通信網絡對無線傳感器錨節點的數據信息進行收集，然后把從無線傳感器錨節點收集到的數據信息傳送到用戶，用戶對接收到的信息數據進一步處理分析；

所述無線傳感器錨節點內部結構主要包括傳感器模塊、處理器模塊、無線通信模塊和能量供給模塊。