专利名称：变电站无线传感器网络移动终端精确定位的方法
技术领域：
本发明涉及一种变电站无线传感器网络移动终端精确定位的方法。
背景技术：
变电站属于高危工作区域，如果管理不到位，稍不注意就可能发生事故。在当前以人为本的号召下，变电站的各项工作都将人身安全放在了第一位。然而，除了操作规程、安全条约等规章制度限制外，还没有一套切实可行的主动报警的安全保障手段，因而，如果操作人员操作失误、判断失误，或惰性、随意性、巡视误入间隔等，都可能直接或间接导致事故的发生，使人身安全受到威胁的同时使经济利益也受到损失。
现在国内的绝大多数变电站都没有针对工作人员的监控和报警系统，虽然有的变电站装备了摄像头，起到了一定的监督作用，但是，摄像头存在一些监控上的“死角”；视频信息的传输存在延时，不能实现实时监控；每个摄像头只能监控指定区域范围内的工作人员情况，不能形成一个连续的监控模式；同时其布线和安装工序复杂，成本较高，只适合在小型的变电站。总体来说，传统的变电站安全管理系统易出现监控盲区，不能实现及时报
Sfc目。
传统的配电网故障定位系统所用的定位方法一般是通过所有固定节点所收集的移动终端MSSI数据来综合计算移动终端的坐标位置，由于RSSI信号强度指示是一个随外界条件的变化变化很大的随机值，大大降低了故障检测系统的稳定性，这种传统方法工作量很大、计算不够精确而且容易导致出错，工作效率明显不能满足目前对配电网系统安全性能的要求。
发明内容
本发明的目的在于解决现有变电站无线传感器网络移动终端定位方法的不足，提供一种新型的变电站无线传感器网络移动终端精确定位的方法，克服传统定位方法数据处理工作量大、计算不精确以及经常导致变电站作业系统出错和崩溃等缺点。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的变电站无线传感器网络移动终端精确定位的方法，包括若干移动终端和固定节点组成的无线传感器网络，以及由无线传感器网络、前置机和后台监控主机组成的变电站安全作业管理系统，无线传感器网络中移动终端的定位方法包括以下步骤
(1)初始化节点数组NodelD、节点数计数器^idex和参与移动节点位置计算的固定节点个数 PacketNumber ；
(2)任意固定节点接收到移动终端发出的接收信号强度指示RSSI信号后，根据RSSI信号的强弱计算该固定节点与移动终端的距离，并向前置机登记该固定节点的状态及与移动终端的距离；
(3)前置机判断RSSI登记是由哪个固定节点发送的，并将该固定节点编号存入节点数组 NodeID 中；(4)节点数计数器Index加1；
(5)当Index等于自定义的I^acketNumber时，转入数据处理程序，计算移动终端当前的坐标，否则前置机继续接收固定节点RSSI登记；
(6)前置机将移动终端的当前坐标位置报告给监控主机，监控主机判断移动终端的当前坐标位置是否处于预先划分的危险区域，如果处于危险区域，则报警；
其中，所述的数据处理程序包括以下步骤
(1)对NodeID中的数据进行数据分类，即判断I^acketNumber个登记分别来自哪些固定节点，对固定节点的个数NodeNumber进行计数；
(2)根据NodeNumber的不同，采用不同的方法计算移动终端的坐标 当NodeNumber=I时，计算移动终端当前坐标位于某个固定节点处；
当NodeNumber=2时，计算移动终端当前坐标位于某两个固定节点的中心处； 当NodeNumber = 3， 三个固定节点的坐标分别为(χ
ι,Υι)>(χ2，y2 )、( x,,y ),移动终端与三个固定节点的距离分别为Λ、Λ2、λ ,则有
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*
当NodeNumber=!!时，η个固定节点的坐标分别为(χ ！，y ！ )、( χ 2，y 2 )、 )，移动终端与η个固定节点的距离分别为d 、d 2、d 5.、……、d κ，则有
·>(χ 本发明的有益效果是在所取的参考固定节点数目不同的情况下，采取不同的移动终端坐标算法，使得本发明的无线传感器网络移动终端定位方法大大减少了数据处理的工作量，而且还具有计算和定位精确以及系统运行稳定等优点。
图1为本发明定位方法流程2为本发明数据处理程序流程3为本发明变电站安全作业管理系统结构方框图。
具体实施例方式 下面结合附图进一步描述本发明的技术方案如图1和图3所示，变电站无线传感器网络移动终端精确定位的方法，包括若干移动终端和固定节点组成的无线传感器网络， 以及由无线传感器网络、前置机和后台监控主机组成的变电站安全作业管理系统，其特征在于无线传感器网络中移动终端的定位方法包括以下步骤
(1)初始化节点数组NodelD、节点数计数器^idex和参与移动节点位置计算的固定节点个数 PacketNumber ；
(2)任意固定节点接收到移动终端发出的接收信号强度指示RSSI信号后，根据RSSI信号的强弱计算该固定节点与移动终端的距离，并向前置机登记该固定节点的状态及与移动终端的距离；
(3)前置机判断RSSI登记是由哪个固定节点发送的，并将该固定节点编号存入节点数组 NodeID 中；
(4)节点数计数器Index加1；
(5)当Index等于自定义的I^acketNumber时，转入数据处理程序，计算移动终端当前的坐标，否则前置机继续接收固定节点RSSI登记；
(6)前置机将移动终端的当前坐标位置报告给监控主机，监控主机判断移动终端的当前坐标位置是否处于预先划分的危险区域，如果处于危险区域，则报警；
其中，如图2所示，所述的数据处理程序包括以下步骤
(1)对NodeID中的数据进行数据分类，即判断I^acketNumber个登记分别来自哪些固定节点，对固定节点的个数NodeNumber进行计数；
(2)根据NodeNumber的不同，采用不同的方法计算移动终端的坐标
当NodeNumber=I时，计算移动终端当前坐标位于某个固定节点处； 当NodeNumber=2时，计算移动终端当前坐标位于某两个固定节点的中心处； 当NodeNumber=3，三个固定节点的坐标分别为(χ ！, y ι ) > (x 2 , y 2 ) > ( χ
y 5 )，
移动终端与三个固定节点的距离分别为Α、Λ2、^，则有
权利要求
1.变电站无线传感器网络移动终端精确定位的方法，包括若干移动终端和固定节点组成的无线传感器网络，以及由无线传感器网络、前置机和后台监控主机组成的变电站安全作业管理系统，其特征在于无线传感器网络中移动终端的定位方法包括以下步骤(1)初始化节点数组NodelD、节点数计数器^idex和参与移动节点位置计算的固定节点个数 PacketNumber ；(2)任意固定节点接收到移动终端发出的接收信号强度指示RSSI信号后，根据RSSI信号的强弱计算该固定节点与移动终端的距离，并向前置机登记该固定节点的状态及与移动终端的距离；(3)前置机判断RSSI登记是由哪个固定节点发送的，并将该固定节点编号存入节点数组 NodeID 中；(4)节点数计数器Index加1；(5)当Index等于自定义的I^acketNumber时，转入数据处理程序，计算移动终端当前的坐标，否则前置机继续接收固定节点RSSI登记；(6)前置机将移动终端的当前坐标位置报告给监控主机，监控主机判断移动终端的当前坐标位置是否处于预先划分的危险区域，如果处于危险区域，则报警；其中，所述的数据处理程序包括以下步骤(1)对NodeID中的数据进行数据分类，即判断I^acketNumber个登记分别来自哪些固定节点，对固定节点的个数NodeNumber进行计数；(2)根据NodeNumber的不同，采用不同的方法计算移动终端的坐标 当NodeNumber=I时，计算移动终端当前坐标位于某个固定节点处；当NodeNumber=2时，计算移动终端当前坐标位于某两个固定节点的中心处； 当NodeNumber = 3， 三个固定节点的坐标分别为(χi，y ！)、(X 2，y 2 )、( X S，y s),移动终端与三个固定节点的距离分别为A、H则有
- - X1 +y-s -y1 —為 +4 _ 当NodeNumber=n时，η个固定节点的坐标分别为(x i,y ι )>( x 2 ,y 2 )>……> (χ η ,y Λ ),移动终端与η个固定节点的距离分别为d丨、d 2、d 、……、d Λ，则有
(zh-.T)2+CVs -J)2 设它的线性方程为AX=b，其中
则该移动终端的坐标为
全文摘要
本发明公开了一种变电站无线传感器网络移动终端精确定位的方法，它包括以下步骤(1)初始化节点数组NodeID、节点数计数器Index和参与移动节点位置计算的固定节点个数PacketNumber；(2)固定节点接收到移动终端发出的强度指示RSSI信号后，根据RSSI信号的强弱计算该固定节点与移动终端的距离，并发送给前置机；(3)前置机判断RSSI登记是由哪个固定节点发送的，并将该固定节点编号存入节点数组NodeID中；(4)当Index等于自定义的PacketNumber时，转入数据处理程序，计算移动终端当前的坐标。本发明大大减少了数据处理的工作量，而且还具有计算精确以及运行稳定等优点。
文档编号H04W64/00GK102186245SQ20111015751
公开日2011年9月14日 申请日期2011年6月13日 优先权日2011年6月13日
发明者詹毅, 闫斌, 周小佳, 张龙飞, 庄瑞玺 申请人:成都思晗科技有限公司, 电子科技大学