[发明专利]电力通信作业现场多模定位的方法

说明书

技术领域

本发明属于智能变电站巡检应用领域，其中涉及RFID标签识别技术，GPS和CSS双模式定位技术，具体地说是电力通信作业现场多模定位的方法。

背景技术

传统的变电站巡检方式暴露出很多弊病，我国目前基本进入大电网、大电厂、大机组、高电压输电、高度自动控制的新时期。随着电网技术的不断发展，智能变电站尤其是无人值守智能变电站在国内的建设与改造越来越多。传统巡检方式逐渐无法适应变电站运行管理的需要。就电网经营企业而言，急需寻找一种理想的巡检替代模式来提高设备运行的监管水平以适应电网发展。

国内的绝大多数智能变电站都没有针对工作人员安全作业边界监控和报警系统，站内人员工作期间，尤其是带电作业期间的实时监控方面存在不足。个别学者及企业公司也曾提出基于无线的变电站定位系统，但都是相对单一的定位方式，如GPS定位、Zigebee定位、RFID定位等等，对于变电站而言，材料结构，建筑物尺度，室内外设备分布等的不同，导致了信号的路径损耗差异很大。每一种定位方式都有各自的弊病，有的在精度上无法满足，有的在实时性上无法满足，有的受电磁环境影响较大，因此采用多模式融合的定位方式，取长避短，使巡检人员的定位达到完美的覆盖。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了电力通信作业现场多模定位的方法。该方法利用CSS、GPS、RFID三种模式定位方法的融合，解决电力通讯中精确指定巡检人员的位置信息确定的技术问题。

本发明采用的技术方案是：

采用RFID技术代替人工手抄技术进行智能巡检，并为保证巡检人员工作过程中安全，利用CSS、GPS、RFID三种模式定位方法的融合，精确指定巡检人员的位置信息。

在巡检过程中，为了搜集最准确的信息，将普通的印刷标签贴纸换成耐腐蚀、易清理的RFID标签。每个标签赋予不同的代码，用这些代码代表各个不同的巡视设备，通过RFID读写器直接读取变电站设备信息，并通过无线的方式上传到变电站后台。RFID射频识别识别系统主要由RFID标签、读写器、天线、中间件和应用软件等组成。当RFID标签进入读写器的作用区域，就可以根据电感耦合原理或电磁反向散射耦合原理在标签天线两端产生感应电势差，并在标签芯片通路中形成微弱电流，如果这个电流强度超过一个阈值，就将激活RFID标签芯片电路工作，从而对标签芯片中的存储器进行读/写操作；读写器是对RFID标签进行读/写操作的设备，主要包括射频模块和数字信号处理单元两部分。读写器是RFID系统中最重要的基础设施，一方面，RFID标签返回的微弱电磁信号通过天线进入读写器的射频模块中转换为数字信号，再经过读写器的数字信号处理单元对其进行必要的加工整形，最后从中解调出返回的信息，完成对RFID标签的识别或读操作；另一方面，上层中间件及应用软件与读写器进行交互，实现操作指令的执行和数据汇总上传；天线是RFID标签和读写器之间实现射频信号空间传播和建立无线通讯连接的设备；中间件是一种面向消息的、可以接受应用软件端发出的请求、对指定的一个或者多个读写器发起操作并接收、处理后向应用软件返回结果数据的特殊化软件。

系统主要由两部分组成：主站和现场采集部分。

现场采集部分由巡检终端、RFID标签、传感器、锚点组成。

标准发行系统装置，气体传感器，位移传感器，振动传感器，温度传感器，湿度传感器分别与电源，RFI读写器和GSS+GPS+RFID定位模块构成的组件信息连通，在组件上设有两个方向的锚点，组件通过RFID中间件与后台信息连通，在后台上连接有数据库服务器，在后台上分别进行参数配置，任务制定，任务查看数据报表，缺陷管理和资产管理。

以锚点为基点，对测量点进行数据测量，首先通过初始化测量，而后进行B测量反馈时间和A测量反馈时间的测量，将测量数据整理后汇报整体测量时间。

测量过程分层进行，包括感知层、信息预处理层、数据融合层和应用层。

其中，感知层采用GPS定位、GPS精确定位和RFID定位定位方式，用于信号感知；感知层是采集定位信息，其中定位信息的来源是网络CSS定位网络以、GPS网络、近距离RFID标签；

CSS定位用于高精度的应用场合，能实现1米的定位精度；GPS用于10米的定位精度；

RFID标签定位作为辅助手段；

其中，预处理层采用统计平均、粗差剔除和定位测算方式进行信号预处理；

其中，耦合层采用动态凯尔曼网络和多模耦合作为定位引擎；