数字变电站内移动人员快速定位方法和定位系统研究

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变电站内工作人员的工作对变电站的正常运作起着非常大的作用,关系到电网的正常运行和生命及财产的安全。然而,目前还没有物美价廉的适用于变电站人员定位的技术来实时地对工作人员的工作进行监督和管理。基于此,本文提出了将新兴的ZigBee技术用于变电站内移动人员定位。基于信号传播衰减测距的ZigBee定位技术以其时延短、功耗低、成本低以及定位算法复杂度小等优点赢得了众多学者的青睐,但其用于变电站同样具有抗干扰能力低以至于定位精度低的缺点。本文提出将模糊推理算法用于ZigBee定位系统以替代其原有的传统的直接测距算法,并对其优越性进行了仿真和实验的验证。此外,针对ZigBee定位系统原有的定位监控软件的不足,根据用户对定位监控的需要,本文还编写了适用于变电站人员定位的监控软件以使监控更为直接、更为方便。本文对ZigBee技术用于变电站内移动人员定位的主要研究工作及结果表明:(1)对自由空间中电磁波的传播衰减进行了FDTD仿真分析并将仿真结果拟合得到了电磁波在自由空间的传播衰减公式,拟合结果与理论公式相差无几,说明仿真结果是正确的。(2)仿真分析了变电站内普遍存在的水泥杆塔对定位产生的影响,结果表明定位系统中的参考节点更适宜安装在两杆塔间而不是杆塔上,为定位系统的实地应用提供了依据,还对电磁波的绕射理论进行了阐述。(3)对新提出的基于模糊推理的定位方法和传统的直接测距定位方法分别进行了定位仿真,将两者的仿真结果进行对比,结果表明新提出的算法在不添加任何硬件的情况下,定位精度和定位稳定性上都有了明显提高。(4)现场定位实验表明新提出的模糊推理算法比传统的直接测距算法在定位性能上拥有一定的优势,但没有仿真实验得到的定位效果好,说明新算法还有很大的改进空间。(5)本文所编写的定位监控软件在现场实验中能够方便的对变电站地理建模,很好的实现变电站人员的定位监控,并可以完成工作人员的路径回放。
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