面向无人值守变电站的WSN定位跟踪技术研究

发布时间：2017-06-19 16:15

  本文关键词：面向无人值守变电站的WSN定位跟踪技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：智能电网是建立在物理电网基础之上,融合了当今较为先进的各类技术而形成的新型电网。无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)作为通信领域的新兴技术,在建设智能电网的过程中扮演着非常重要的角色。变电站承担着电能汇集和分配的功能,其运行的经济性与可靠性直接关联电网的性能。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,其中人员和安全工器具的位置就会直接影响到整座变电站的安全运行。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定位跟踪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。基于以上分析,本文根据变电站的区域结构和基本环境,结合无人值守变电站运行过程中工作人员的实际需求,设计了无人值守变电站定位跟踪系统。该系统分为三层,分别是数据采集层、网络传输层和应用展示层。其中,数据采集层的主要功能是全面感知获取变电站中人员和工器具所携带的无线传感器的位置信息。网络传输层主要起到可靠传输的作用,在数据采集层和应用展示层之间起到信息传输的作用。应用展示层是对数据采集层和网络传输层所采集和传输的数据进行存储、分析和展示,达到智能处理的目的。此外,本文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算法中,使该定位算法具有适用范围广、定位精度高的特点的同时还具有较低的复杂度,更加适用于变电站环境,也为之后的跟踪算法奠定基础。仿真结果表明,面向无人值守变电站的无线传感器网络定位算法精度较高,性能良好具有一定的可行性。同时,本文在面向无人值守变电站的无线传感器网络定位算法的基础进行了匹配定位跟踪算法的研究,匹配定位跟踪算法的优点在于,在未使用任何跟踪算法的前提下,在锚节点仅为8个时,已取得较高的定位跟踪的精度。由于未使用任何跟踪算法,因此在定位跟踪速度上应优于使用较为复杂方法的跟踪算法,并且算法在锚节点仅为8个时已获得较高定位跟踪精度,表明该算法可在一定程度上降低网络的部署成本,是一种性价比较高的定位跟踪算法。与此同时,本文在面向无人值守变电站的无线传感器网络定位算法的基础上进行了卡尔曼滤波跟踪算法的研究,从Matlab仿真结果可知,加入卡尔曼滤波的跟踪算法在跟踪精度上略优于匹配定位跟踪算法,但从跟踪算法性价比角度来看,匹配定位跟踪算法也不失为一种较好的无线传感器网络定位跟踪算法。
【关键词】：智能电网 智能变电站 无线传感器网络 匹配定位 跟踪
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM63;TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 课题研究目的及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状分析12-16
• 1.2.1 无线传感器网络定位技术研究现状12-13
• 1.2.2 无线传感器网络跟踪技术研究现状13-15
• 1.2.3 基于智能变电站的无线传感器网络定位跟踪技术研究现状15-16
• 1.3 本文主要工作及内容安排16-17
• 第2章 无人值守变电站定位跟踪系统架构设计17-23
• 2.1 系统架构设计需求17
• 2.2 系统架构总体设计方案17-18
• 2.3 系统架构详细设计方案18-21
• 2.3.1 数据采集层18-19
• 2.3.2 网络传输层19-20
• 2.3.3 应用展示层20-21
• 2.4 小结21-23
• 第3章 面向无人值守变电站的无线传感器网络定位算法23-38
• 3.1 引言23-24
• 3.2 无线传感器网络节点定位算法24-30
• 3.2.1 基于测距的定位算法24-28
• 3.2.2 非基于测距的定位算法28-30
• 3.3 基于信号强度的匹配定位跟踪算法30-34
• 3.3.1 信号强度分布图30-32
• 3.3.2 匹配定位法(MLA, Matching Localization Algorithm)32-34
• 3.4 仿真结果及分析34-37
• 3.5 小结37-38
• 第4章 面向无人值守变电站的无线传感器网络跟踪算法38-46
• 4.1 卡尔曼滤波理论38-41
• 4.2 匹配定位跟踪算法41-43
• 4.3 基于卡尔曼滤波的跟踪算法43-45
• 4.4 小结45-46
• 第5章 结论与展望46-48
• 参考文献48-53
• 致谢53-54
• 作者简介54

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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本文编号：463073