基于VLC的室内变电站巡检机器人系统设计

发布时间：2017-11-02 09:04

  本文关键词：基于VLC的室内变电站巡检机器人系统设计

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【摘要】：变电站巡检工作是变电站安全可靠运行的重要保证之一。传统的人工巡检存在工作量大、主观因素多等缺点,很容易因为工作人员的疏忽导致漏检、误检等情况,从而给变电站的安全运行带来隐患。为了解决传统人工巡检存在的弊端,随着智能机器人技术的飞速发展,以智能机器人替代人工进行巡检的变电站智能巡检系统应运而生。目前,智能巡检机器人系统中主要的通信方式是WiFi等无线射频通信,然而,在变电站这种强磁环境中,射频通信存在严重的电磁干扰,无法保证通信的可靠性。可见光通信技术具有带宽高、无电磁干扰等优点,在变电站等射频敏感区具有良好的应用前景；另外依托室内LED照明设施,无需额外铺设通信设备,节能环保、成本低。针对地下室内变电站这种特殊场景,本文主要研究设计一种智能巡检机器人系统,以可见光通信技术替代常规的射频通信,实现主站与巡检机器人的数据通信,完成室内变电站的巡检工作。本文首先介绍了可见光通信技术的原理、特点和可见光通信室内定位技术,从通信和定位两个角度分别与射频类通信技术作对比,突出可见光通信技术在室内变电站的应用优势。其次,针对室内变电站巡检的主要内容,根据可见光通信的特点,对智能巡检机器人系统的系统模型和软件功能分别进行研究设计,并对系统主要模块进行软件实现。最后,为保证巡检机器人在移动过程中的持续通信,提出一种可见光通信蜂窝网络的小区切换算法,并通过实验仿真验证了算法的合理性与有效性。
【关键词】：室内变电站 智能巡检机器人 可见光通信 小区切换
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242;TM63
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题背景及选题意义9-11
• 1.2 移动机器人国内外研究发展现状11-13
• 1.2.1 国内研究发展现状11-12
• 1.2.2 国外研究发展现状12-13
• 1.3 可见光通信技术国内外研究发展现状13-15
• 1.3.1 国内研究发展现状13-14
• 1.3.2 国外研究发展现状14-15
• 1.4 论文的主要研究内容及章节安排15-17
• 第2章 可见光通信关键技术综述17-25
• 2.1 引言17
• 2.2 可见光通信技术原理17-19
• 2.3 可见光通信技术特点19-21
• 2.4 基于VLC的室内定位技术21-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 基于VLC的室内变电站巡检机器人系统方案设计25-37
• 3.1 引言25
• 3.2 系统方案模型设计25-26
• 3.3 系统功能设计26-29
• 3.4 系统方案实现29-36
• 3.4.1 系统总体结构设计29-30
• 3.4.2 控制系统模块设计与实现30-35
• 3.4.3 监控系统模块设计与实现35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第4章 室内VLC蜂窝网络的小区切换算法研究37-48
• 4.1 引言37
• 4.2 可见光通信蜂窝网络模型分析37-38
• 4.3 可见光通信的链路模型分析38-40
• 4.4 VLC蜂窝网络小区切换算法实现40-44
• 4.4.1 算法思想40-41
• 4.4.2 算法结构框图41-42
• 4.4.3 算法实现步骤42-44
• 4.5 算法仿真及分析44-47
• 4.5.1 仿真环境和实验参数设置44-45
• 4.5.2 仿真结果与分析45-47
• 4.6 本章小结47-48
• 第5章 总结与展望48-49
• 5.1 工作总结48
• 5.2 工作展望48-49
• 参考文献49-53
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作53-54
• 致谢54

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本文编号：1130854