[发明专利]面向无人值守变电站的移动对象定位跟踪方法

说明书

技术领域

本发明属于无线传感器应用技术领域，尤其涉及一种面向无人值守变电站的移动对象定位跟踪方法。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)作为通信领域的新兴技术，具有分布式处理系统的高监测精度、高容错性、覆盖区域大、可远程遥测遥控、自组织、多跳路由等优点，在多目标、短距离通信方面得到广泛应用，在建设智能电网的过程中也将扮演非常重要的角色。变电站作为改变电压的场所，在电力系统中起着举足轻重的作用。变电站的安全运行和智能化运作，在当今智能电网的建设中备受瞩目。为使变电站具有依据早期征兆进行预测的能力和对扰动做出实时响应的能力，必须在变电站内部署大量的传感器并形成网络，这样才能够及时地发现并解决影响变电站安全稳定运行的问题。

在变电站日常运行的过程中，很多因素都会影响其运行的安全性和稳定性，其中人员（包括检修人员、参观人员）和工器具的位置就会直接影响到整座变电站的安全运行。当人员无意间进入禁止区域时，不但会对变电站的正常运行产生干扰，严重时还会造成人员伤亡。因此，对进入变电站的人员实施定位和跟踪是具有实际意义的。对人员进行定位或跟踪后，当人员进入禁止区域时，相关的报警系统就会启动，提示人员立即退出禁止区域，以保证变电站的安全运行和人员的人身安全。同样，对变电站内工器具的定位和跟踪也是必要的。当前，虽然各变电站都专门设立了安全工器具室，对接地线的存放采用了专门的设施，可以做到在库位置显示。但其它的工器具，比如安全帽、安全带、绝缘杆等就无法做到。尤其是在变电站检修过程中，工器具使用频繁，借出和归还都需要人工管理，跟踪比较困难，易造成工器具丢失等情况发生。就接地线而言，在检修过程中由于无法实时跟踪其位置，存在因接地线漏拆而发生恶性误操作的危险。因此，将人员和工器具这些可能移动的物体作为研究对象，采用先进的无线传感器网络技术实现人员和工器具快速定位及跟踪，为变电站的管理提供自动化的监测手段势在必行。

现阶段性能较好的定位算法因复杂度较大或定位准确性稍差等原因，不能直接应用在变电站的定位跟踪领域，如基于序列的定位算法(SBL算法)的定位复杂度非常高，一般为O(n^m)，其中m为参与定位的参考点数量，n为待定位节点数量；而模糊三角定位方法（FTLM）的准确性在很大程度上依赖于接收信号强度指示（Received Signal Strength Indication,RSSI）测量，当障碍物较多时，FTLM的定位误差率达到20%，因此不适用于变电站的复杂环境。

为完善这一领域的研究，本方法针对变电站的特点，将匹配定位的思想引入到无线传感器网络定位跟踪方法中，使其适用范围广、定位精度高，同时具有较低的复杂度，更加适用于变电站环境，也为之后的跟踪方法奠定基础。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种面向无人值守变电站的移动对象定位跟踪方法，用于解决现有技术在进行面向无人值守变电站的移动对象定位跟踪时存在的缺陷。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，一种面向无人值守变电站的移动对象定位跟踪方法，其特征是所述方法包括：

步骤1：将移动对象作为待定位节点，在变电站监测区域布置M个无线传感器作为锚节点，M为设定值；

步骤2：在所述监测区域内均匀选取P个样本点，测量样本点j的信号强度r_jn和待定位节点i的信号强度r_in；其中，r_jn为样本点j接收到的锚节点n所发出的信号的信号强度，r_in为待定位节点i接收到的锚节点n所发出的信号的信号强度，j＝1,2,...,P，i＝1,2,...,Q，n＝1,2,...,M，Q为待定位节点的个数；

步骤3：选取与待定位节点的信号强度接近的样本点作为参考点；

步骤4：将参考点的信号强度与待定位节点的信号强度进行匹配，获取匹配度最大的前N个参考点，N为设定值；

步骤5：根据匹配度最大的前N个参考点的坐标计算待定位节点的估计坐标；

步骤6：根据待定位节点的估计坐标，对变电站内的移动对象进行跟踪。

所述方法还包括对移动对象的移动趋势进行预测的步骤，该步骤具体是根据移动对象的移动过程，确定所述移动对象的运行方向和速度，并对所述移动对象的运动趋势进行预测，当预测出移动对象将要进入禁止区域时，提前发出警告。